TWI649018B - 電子元件移除裝置及用於自基板移除電子元件之方法 - Google Patents

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悠蘭 貝克斯特
馬可 歐多尼
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Abstract

一種電子元件移除裝置包括一切割金屬絲，該切割金屬絲被佈線穿過經組態以接納耦合至一基板之一電子元件之一切割區。該電子元件移除裝置亦可包含一前部致動器，該前部致動器耦合至該切割金屬絲之一前部端以致使該切割金屬絲沿一切割方向以一切割速度移動。該電子元件移除裝置可進一步包含一尾部阻力裝置，該尾部阻力裝置耦合至該切割金屬絲之一尾部端以利用一可變阻力來阻止該切割金屬絲沿該切割方向移動。另外，該電子元件移除裝置可包含一前部張力感測器，以感測該切割區與該前部致動器之間的該切割金屬絲中之一前部張力。該尾部阻力裝置可利用基於該切割金屬絲中之該前部張力而變化之一阻力來阻止該切割金屬絲移動。

Description

電子元件移除裝置及用於自基板移除電子元件之方法
本公開一般涉及一電子元件移除裝置。更具體而言，本公開涉及具有一切割線之一電子元件移除裝置。
在通常被稱為一球柵陣列(BGA)之一組態中，諸如晶片及晶粒等電子元件通常係利用焊球附接至基板(例如，電路板)。當一電子裝置出故障時，可自一基板將其移除並替換。當前行業移除技術利用超熱氣體，將該等超熱氣體引導至一晶片之一頂部部分上、利用遮蔽及防護來聚集所施加熱量。一替代程序使用一端銑刀來研磨穿過一晶片而至下伏焊球。
在一些實施例中，一種電子元件移除裝置包括：一切割金屬絲，其被佈線穿過經組態以接納耦合至一基板之一電子元件之一切割區；一前部致動器，其耦合至該切割金屬絲之一前部端以致使該切割金屬絲沿一切割方向以一切割速度移動；一尾部阻力裝置，其耦合至該切割金屬絲之一尾部端以利用一可變阻力阻止該切割金屬絲沿該切割方向移動；及一前部張力感測器，其用以感測該切割區與該前部致動器之間的該切割金屬絲中之一 前部張力，其中該尾部阻力裝置利用基於該切割金屬絲中之該前部張力而變化之一阻力來阻止該切割金屬絲移動。
在一些實施例中，一種電子元件保持器包括：第一界面部分及第二界面部分，其等用以與一電子元件之相對端之介接，每一界面部分具有與該電子元件之一側表面介接之一垂直界面表面及與該電子元件之一頂部表面介接之一水平界面表面；及至少一個支撐件，其耦合至該第一界面部分及該第二界面部分以在自一基板移除該電子元件期間限制該電子元件之水平及垂直移動。
在一些實施例中，一種用於自一基板移除一電子元件之方法包括：使一切割金屬絲之一前部部分沿一切割方向以一切割速度移動；對該切割金屬絲之一尾部部分施加一阻力；使該切割金屬絲沿一推進方向移動至將一電子元件耦合至一基板之一附接材料中；判定該切割金屬絲之該前部部分之該切割速度是否在一切割速度範圍內；調整該切割速度以將該切割速度維持在該切割速度範圍內；判定該切割金屬絲之該前部部分之一張力是否在一前部金屬絲張力範圍內；及調整該阻力以將該切割金屬絲之該前部部分中之該張力維持在該前部金屬絲張力範圍中。
100‧‧‧電子元件移除裝置
101‧‧‧電子元件
102‧‧‧基板/下伏基板
103‧‧‧焊球
104‧‧‧切割方向
105a‧‧‧推進方向/方向
105b‧‧‧相反縮回方向/方向
106a‧‧‧方向
106b‧‧‧方向
107‧‧‧垂直軸
108‧‧‧間隙
109‧‧‧向上切割角度/切割角度
110‧‧‧切割金屬絲
111‧‧‧切割區
112‧‧‧前部端
113‧‧‧尾部端
120‧‧‧前部致動器
121‧‧‧前部馬達
122‧‧‧捲取線軸
123‧‧‧方向
124‧‧‧驅動系
130‧‧‧尾部阻力裝置
131‧‧‧尾部馬達
132‧‧‧饋送線軸
133‧‧‧旋轉方向
134‧‧‧驅動系
140‧‧‧前部張力感測器/前部感測器/張力感測器
141‧‧‧可移動滑輪或金屬絲導引件
150‧‧‧尾部張力感測器/張力感測器
151‧‧‧可移動滑輪或金屬絲導引件
160‧‧‧導引桿
161‧‧‧線性平移機構
162‧‧‧推進致動器/致動器
163‧‧‧饋送系統
170‧‧‧控制系統
171‧‧‧處理器
172‧‧‧記憶體
301‧‧‧電子元件
302‧‧‧基板
303‧‧‧焊球
380‧‧‧電子元件保持器蓋/保持器蓋/
381a‧‧‧界面部分
381b‧‧‧界面部分
381c‧‧‧連接部分
382‧‧‧垂直界面表面
383‧‧‧水平界面表面
384a‧‧‧凹陷
384b‧‧‧凹陷
385a‧‧‧支撐件
385b‧‧‧支撐件
386‧‧‧腔
388‧‧‧電子元件保持器
390‧‧‧側表面
391‧‧‧頂部表面
依據結合附圖而做出之詳細說明將明瞭本發明之特徵及優點，說明及附圖一起以實例方式圖解說明本發明之特徵，且在附圖中：圖1係對根據本發明之一實例之一電子元件移除裝置之一示意性圖解說明。
圖2係一電子元件移除裝置之一切割區之一詳細側視圖，其展示一電子元件及一基板。
圖3至圖5係圖解說明根據本發明之一實例的用於自一基板移除一電子元件之一控制演算法之流程圖。
圖6係根據本發明之一實例之一電子元件保持器蓋之一仰視透視圖。
圖7係根據本發明之一實例的具有一電子元件及一基板之一電子元件保持器之一俯視透視圖。
圖8係圖7之電子元件保持器之一側視圖。
現在將參考所圖解說明之例示性實施例，且本文中將使用具體語言來闡該等例示性實施例。然而，將理解並不意欲藉此限制本發明之範疇。
如本文中所使用，術語「實質上」係指一動作、特性、性質、狀態、結構、物項或結果之完備程度(或完備度)或者幾乎完備程度(或幾乎完備度)。舉例而言，「實質上」封圍一物件意味著該物件被完全封圍或幾乎被完全封圍。距絕對完備之確切容許偏差度在某些情形中可取決於具體內容脈絡。然而，通常所說之幾乎完備將係為了具有相同總體結果，猶如獲得絕對完備及完全完備。當用於負面含義中時，「實質上」之使用同樣適用於指代完全或幾乎完全缺乏一動作、特性、性質、狀態、結構、物項或結果。
如本文中所使用，「毗鄰」係指兩個結構或組件之接近度。特定而言，識別為「毗鄰」之組件可係鄰接的或連接的。此等組件亦可鄰近或靠近彼此而未必彼此接觸。確切接近度在某些情形中可取決於具體內容脈絡。
下文提供對發明性概念之一初始概述，且然後稍後更詳細地闡述具體實例。此初始總結意欲輔助讀者更快地理解實例，但不意欲識別實例之 關鍵特徵或基本特徵，亦不意欲限制所主張標的物之範疇。
儘管超熱氣體及研磨可有效地自基板移除電子元件，但此等技術通常破壞電子元件且可給附近元件及基板帶來伴隨性損壞。此使功能元件面臨風險且通常破壞有缺陷元件之故障證據。確實，在諸多情形中，期望留存出故障電子元件以供檢驗及分析，以判定故障原因並改良未來設計。另外，施加超熱氣體需要訓練有素的技術員且係一勞動密集型的漫長且昂貴之程序。
因此，本文中揭示一種電子元件移除裝置，其移除電子元件而不會損壞母總成且保留故障證據。在一項態樣中，該電子元件移除裝置可包含一切割金屬絲，該切割金屬絲被佈線穿過經組態以接納耦合至一基板之一電子元件之一切割區。該電子元件移除裝置亦可包含一前部致動器，該前部致動器耦合至切割金屬絲之一前部端以致使該切割金屬絲沿一切割方向以一切割速度移動。電子元件移除裝置可進一步包含一尾部阻力裝置，該尾部阻力裝置耦合至切割金屬絲之一尾部端而以一可變阻力來阻止切割金屬絲沿切割方向移動。另外，該電子元件移除裝置可包含一前部張力感測器，該前部張力感測器用以感測切割區與前部致動器之間的切割金屬絲中之一前部張力。尾部阻力裝置可以基於切割金屬絲之前部張力而變化之一阻力阻止切割金屬絲移動。注意，電子元件移除裝置之使用可係自動化的。
亦揭示一種電子元件保持器。該電子元件保持器可包含第一界面部分及第二界面部分以與一電子元件之相對端介接。每一界面部分可具有：一垂直界面表面，其用以與電子元件之一側表面介接；及一水平界面表面，其用以與電子元件之一頂部表面介接。該電子元件保持器亦可包含至 少一個支撐件，該至少一個支撐件耦合至第一界面部分及第二界面部分以在自一基板移除電子元件期間限制該電子元件之水平及垂直移動。
圖1中示意性地圖解說明一電子元件移除裝置100之一項實施例。電子元件移除裝置100可通常被闡述為一精密金屬絲鋸。如下文更詳細地闡述，電子元件移除裝置100可包含一自動化閉環回饋系統，該系統動態地控制用以自基板(例如，電路板)移除電子元件之切割金屬絲張力及切割速度，同時使切割金屬絲斷裂或損壞基板及其元件之風險最小，因此維持故障證據使得未來產品可依據對經移除元件之分析而得以改良。
作為一種類型之金屬絲鋸，電子元件移除裝置100可包含一切割金屬絲110。切割金屬絲110可係適合於自一基板移除一電子元件之任何類型或大小。在一項實例中，切割金屬絲110可包括一金剛石磨料。切割金屬絲110可被佈線穿過一軸承或滑輪系統且穿過一切割區111。圖2中展示切割區111之一詳細側視圖。切割區111可經組態以接納諸如藉由焊球103或其他附接材料耦合至一基板102(例如，一PCB)之一電子元件101(例如，一晶片、晶粒、封裝等)，如圖2中所展示。電子元件可係周界接合型、底部填充型或非底部填充型元件。為簡潔起見，圖1中省略電子元件101及基板102。
參考圖1及圖2，電子元件移除裝置100可包含一前部致動器120，前部致動器120耦合至切割金屬絲110之一前部端112以致使切割金屬絲110沿一切割方向104移動。電子元件移除裝置100亦可包含一尾部阻力裝置130，尾部阻力裝置130耦合至切割金屬絲110之一尾部端113以阻止切割金屬絲110沿切割方向104移動。如本文中所使用，術語「前部」及「尾部」係指關於切割方向104的元件功能之位置及相對於切割區111之特 徵。特定而言，「前部」係指相對於切割區111沿切割方向104而進行功能定位之元件或特徵，且「尾部」係指相對切割區111與切割方向104相反而進行功能定位之元件或特徵。因此，舉例而言，前部致動器120自尾部阻力裝置130沿切割方向104穿過切割區111拉動切割金屬絲110。
前部致動器120可致使切割金屬絲110以任何適合方式移動。舉例而言，在某些實施例中，如圖1中所圖解說明，前部致動器120可包含一前部馬達121，前部馬達121以操作方式耦合至一捲取線軸122以(諸如)藉由沿方向123旋轉捲取線軸122而致使切割金屬絲110纏繞於捲取線軸122上。類似地，尾部阻力裝置130可以任何適合方式施加阻力。舉例而言，在某些實施例中，尾部阻力裝置130可包含一尾部馬達131，尾部馬達131以操作方式耦合至一饋送線軸132以阻止切割金屬絲110自饋送線軸132退繞，諸如藉由施加與饋送線軸132之一旋轉方向133相反之一回扭矩以阻止切割金屬絲110被前部致動器120自饋送線軸132拉動。在另一實例中，尾部阻力裝置130可包括一制動機構，該制動機構以操作方式耦合至饋送線軸132，饋送線軸132能夠施加一制動力以阻止切割金屬絲110自饋送線軸132退繞。在所圖解說明實施例中，電子元件移除裝置100包含自卷至卷地移動之一單個切割金屬絲110。切割金屬絲110可僅能用一單個次即被廢棄。在其他實施例中，一切割金屬絲可形成一連續迴圈且可在廢棄之前多次使用。
前部致動器120及尾部阻力裝置130可單獨且不同方式受控制以控制切割金屬絲張力。舉例而言，可透過一速率命令控制前部致動器120(例如，前部馬達121)，且可透過一回力或回扭矩命令控制尾部阻力裝置130(例如，尾部馬達131)。因此，前部致動器120可被動態地控制以維持一所 要速度或速度範圍，且尾部阻力裝置130可被動態地控制以提供阻力來維持切割金屬絲110之一貫張力(例如，一所要張力範圍)，下文更詳細地對此作出闡述。
任何適合馬達可用作前部馬達121及尾部馬達131，諸如A/C或D/C電動馬達(例如，有刷或無刷D/C馬達)。在某些實施例中，可包含驅動系124、134以耦合前部馬達121及尾部馬達131以及各別捲取線軸122及饋送線軸132。在一項態樣中，驅動系124及/或驅動系134可併入齒輪減速，使得由馬達對速度或扭矩產生之相對大改變可變為切割金屬絲之速度及/或張力之極微小改變。換言之，可(例如，使用位脈衝寬度調變)對馬達做出相對大改變，而該等改變不會直接轉移至切割線，此可改良對切割金屬絲速度及張力之控制以及回饋準確度。因此，來自馬達之齒輪減速允許以任何所要馬達速度精確控制切割金屬絲速率或張力。
電子元件移除裝置100可包含張力感測器以便於對切割金屬絲張力之即時監測。舉例而言，電子元件移除裝置100可包含一前部張力感測器140，其用以感測切割區111與前部致動器120之間的切割金屬絲110中之一前部張力。在某些實施例中，電子元件移除裝置100亦可包含一尾部張力感測器150，其用以感測切割區111與尾部阻力裝置130之間的切割金屬絲110之一尾部張力。任何適合張力感測器可用作前部感測器140及尾部張力感測器150。舉例而言，張力感測器140、150可包含適合力感測器，諸如荷重元(例如，S型荷重元)，與可移動滑輪或金屬絲導引件141、151接觸之切割金屬絲110對該等感測器起作用。如將熟習此項技術者將認識到，本文中涵蓋其他類型之感測器。
如下文更詳細地闡述，前部感測器140及尾部張力感測器150可獨立 地即時監測切割金屬絲張力。切割穿過焊球103產生一極動態切割金屬絲摩擦及張力環境。張力回饋使電子元件移除裝置100能夠以一有效控制方式運作以確保不出現可導致切割金屬絲故障之張力尖峰或者致使切割金屬絲離開佈線路徑之低張力狀況。張力資料可用於自動地且動態地調整馬達輸入(例如，前部馬達121之速度及尾部馬達131之回扭矩)，以將切割速度及金屬絲張力維持在可接受界限內。舉例而言，前部張力感測器140可用作主要感測器以維持一所要的或一貫的切割金屬絲張力(例如，透過由尾部阻力裝置130對切割金屬絲110施加阻力)，且尾部張力感測器150可用於監測嚴重異常狀況，諸如打結、線斷裂或由於其他系統功能障礙所致之張力突然喪失。
電子元件移除裝置100可包含導引桿160，導引桿160用以將切割金屬絲110佈線穿過切割區111。在一項態樣中，導引桿160可經組態以相對於電子元件101移動，以便推進切割金屬絲110穿過焊球103或將電子元件101附接至基板102之其他材料。舉例而言，電子元件移除裝置100可包含一線性平移機構161，線性平移機構161與導引桿160及/或基板102以操作方式耦合以致使切割金屬絲110與電子元件101沿一推進方向105a(例如，水平地)或沿一相反縮回方向105b(圖2)相對移動穿過將電子元件101耦合至基板102之一材料(例如，焊球103)。可利用任何適合線性平移機構或裝置，諸如通常被稱為線性平移載台之裝置、耦合至一導螺桿之一可移動軌等。可藉由一操作者手動地致使線性平移機構161移動及/或藉由一推進致動器162致動線性平移機構161。線性平移機構161及致動器162可係用於切割金屬絲110之一饋送系統163之一部分。可藉由垂直地移動導引桿160來沿方向106a、106b調整切割金屬絲110之垂直高度，以垂直地定位穿過 附接材料之一切割。電子元件移除裝置100可視情況包含用以垂直地移動且定位導引桿160之一線性平移機構(及致動器)。在一項態樣中，導引桿160可由軸承或襯套支撐，以在切割金屬絲110移動通過導引桿160時促進導引桿160繞一垂直軸107旋轉。
可由饋送系統163沿方向105a以任何適合方式來推進切割金屬絲110穿過焊球103。舉例而言，饋送系統163可以一線性饋送方式推進切割金屬絲110循序地穿過數行焊球103，此可在一給定時刻處將與切割金屬絲110接觸之焊球103之數目最小化，藉此將摩擦、可導致切割金屬絲110發生故障的切割金屬絲110之張力及張力變化性最小化。致動式地推進切割金屬絲110穿過焊球103可使切割金屬絲110能夠沿方向105b自動縮回，此作為用以在張力變得過大時控制切割金屬絲張力之另一方式。
切割金屬絲110可具有一小直徑，該直徑經設定大小以適合在電子元件101與基板102之間切割焊球103，此可便於自基板102非破壞性移除電子元件101。舉例而言，切割金屬絲110可具有自電子元件101與基板102之間的一間隙108之約10%至約30%之一核心直徑。在某些實施例中，切割金屬絲110可具有自約0.070mm至約0.300mm之一直徑。任何適合金屬絲直徑可視一特定應用之需要而做出選擇。
導引桿160可包含用以支撐切割金屬絲110之一唇狀物或凸緣164。唇狀物或凸緣164可具有一小直徑且在垂直方向上薄或低矮，以促進將切割金屬絲110定位於電子元件101與基板102之間的間隙108中。亦可相對於電子元件101橫向地定位導引桿160以將導引桿160與電子元件101之間的空隙最小化。導引桿160之間的間隔可係可調整的以適應電子元件之不同大小。因此，導引桿160可經組態以促進使用電子元件移除裝置100來自 緊湊或高度密集之電子器件總成移除各種小型電子器件。
在一項態樣中，唇狀物或凸緣164可支撐切割金屬絲110，同時相對於水平面或基板102之頂部表面以一所要向上切割角度109向上拉動切割金屬絲110以管理或控制切割金屬絲位置且避免與基板102接觸。可藉由垂直地定位導引桿160達成切割角度109，如上文所闡述，使得以一向上角度將切割金屬絲110拉動穿過焊球103。若切割金屬絲110在一切割期間懸浮地太低，則下伏基板102可遭到損壞。若切割金屬絲110懸浮地太高，則電子元件101可遭到損壞。以一適合切割角度109拉動切割金屬絲110穿過切口可致使切割金屬絲110自對準成遠離基板102(亦即，拉動切割金屬絲110遠離基板102)。一適合切割角度109可維持切割焊球103之切割金屬絲110，不允許其向上或向下懸浮而可能損壞電子元件101或基板102。切割角度109亦可將導引桿160及相關聯支撐結構(例如，軸承)定位於基板102上方，且在某些情形中完全定位於電子元件101上方以增加空隙。一適合切割角度109可係自約1度至約20度。更特定而言，一適合切割角度109可自約5度至約15度。
如上文所述，電子元件移除裝置100可包含一控制系統170，在自基板102移除電子元件101時，控制系統170用以處理來自張力感測器140、150之資料且控制前部致動器120、尾部阻力裝置130及饋送系統163之操作以將切割速度及切割金屬絲張力維持在可接受參數內。控制系統170可包含任何適合硬體元件，諸如一處理器171及記憶體172，以控制本文中所闡述之前部致動器120、尾部阻力裝置130及饋送系統163之操作，此舉可由下文所闡述之一控制演算法管控。控制系統170亦可包含一微控制器、放大器、數位轉類比轉換器或此項技術中已知之任何其他適合電子元 件或硬體，以促進本文中所闡述之電子元件移除裝置100之各種元件之通信及控制。亦可包含一使用者界面以接收使用者之參數輸入，諸如切割速度及張力限制。
圖3至圖5圖解說明用於控制用以自一基板移除一電子元件之電子元件移除裝置100之操作之一演算法。特別參考圖3，在方塊200處，演算法開始。方塊201至203進行啟動操作。此等操作包含：將切割金屬絲定位於一開始位置處，201，致使切割金屬絲以一預設切割速度移動，202，及對尾部切割金屬絲施加一預設阻力，203。
方塊204至210涉及主控制迴圈。一旦啟動操作完成，便在主控制迴圈之每一循環之開始處，判定前部切割金屬絲之切割速度，204。可依據自前部馬達121接收之資料評估切割速度，前部馬達121可正在拉動切割金屬絲。切割金屬絲110之切割速度可以英吋或英尺/秒來表述，該切割速度可與馬達速度(例如，RPM)有關，馬達速度可傳達為以電壓或電阻表述之資料。關於一所要切割速度範圍評估切割速度，205。通常，切割金屬絲愈厚，容許切割速度愈高。在一項實例中，具有160mm之一核心直徑之一切割金屬絲可具有自約0.1ft/s至約20ft/s之一容許切割速度範圍。
若切割速度低於所要切割速度範圍，則增大切割速度，206。若切割速度高於所要切割速度範圍，則減小切割速度，207。此等切割速度之改變可漸進地發生，以避免快速速度改變可給切割金屬絲中之摩擦及張力帶來之負面影響。舉例而言，可按照一標稱值或切割速度範圍之中位值與切割速度之間的差之一定百分比來調整切割速度。因此，可在主控制迴圈之每一循環中，自當前差之約5%至約25%調整切割速度，直至切割速度在所要範圍內。以此方式，可藉由速度回饋靈活地控制前部致動器120以將 切割速度維持在一所要範圍內。在某些實施例中，馬達控制軟體可具有內部速率迴圈控制能力。
若切割速度在所要範圍內或已按照上文之闡述調整了切割速度，則判定前部切割金屬絲110之張力，208。可依據自前部張力感測器140接收之資料評估前部切割金屬絲中之張力。前部切割金屬絲之張力可以磅力表述，磅力可傳達為以電壓或電阻表述之資料。關於一所要張力範圍評估前部切割金屬絲中之張力，209。通常，切割金屬絲愈厚，容許張力愈高。在一項實例中，具有0.160mm之一核心直徑之一切割金屬絲可具有自約4.51bf至約141bf之一容許張力範圍。
若前部切割金屬絲中之張力低於所要張力範圍，則增大由尾部阻力裝置130施加之阻力，210。若前部切割金屬絲之張力高於所要張力範圍，則減小由尾部阻力裝置130施加之阻力，211。此等阻力改變可與尾部馬達131所控制之馬達回扭矩有關，且可漸進地發生以避免快速張力改變可能給切割金屬絲帶來負面影響。舉例而言，可按照一標稱值或張力範圍之中位值與當前張力之間的差之一百分比來調整阻力。因此，在主控制迴圈之每一循環中，可自當前差之約5%至約25%調整阻力，直至張力在所要範圍內。以此方式，可藉由張力回饋來靈活地控制尾部阻力裝置130以將張力維持在一所要範圍內。
若前部切割金屬絲中之張力在所要範圍內或已按照上文之闡述調整了張力，則主控制迴圈之循環再次開始判定前部切割金屬絲之切割速度，204。通常，主控制操作以維持一恆定切割速度(在一可接受範圍內)且藉由調整切割金屬絲之尾部端上之阻力(例如，回扭矩)來維持一所要切割金屬絲張力位準。
控制演算法可包含兩個額外可執行部分。若前部切割金屬絲中之張力在所要範圍內，則可執行一饋送控制演算法。圖4中圖解說明演算法之此部分。饋送控制演算法開始判定前部切割金屬絲之切割速度，212，且關於一所要切割速度範圍而評估切割速度，213，如上文所論述。因此，只有前部切割金屬絲中之張力及切割速度在所要操作範圍內，才會推進切割金屬絲110。若張力及切割速度在所要範圍內，則判定當前金屬絲饋送位置，214。比較當前金屬絲饋送位置與饋送範圍，215。若當前金屬絲饋送位置在饋送範圍內，則推進切割金屬絲，216。饋送推進可係任何適合增量，諸如約一焊球103之直徑之三分之一。若當前金屬絲饋送位置在饋送範圍之末端處，則演算法結束，217，諸如藉由停止馬達之所有操作。
亦可執行一中斷控制演算法。圖5中圖解說明演算法之此部分。儘管中斷控制演算法被展示為主控制迴圈之外的分支，但中斷控制演算法可與主控制迴圈並行地執行。中斷控制演算法開始判定前部切割金屬絲中之張力，218，如上文所論述。接下來，判定尾部切割金屬絲之張力，219。可依據自尾部張力感測器150接收之資料評估尾部切割金屬絲之張力。然後，比較前部切割金屬絲部分與尾部切割金屬絲部分之間的張力差與兩者之間的一可接受容限，220。在一項實例中，一容許差量張力範圍可自約3lbf至約5lbf。舉例而言，若超過容限且前部切割金屬絲部分中無張力，則由於一斷裂切割金屬絲而存在一緊急停止，221。舉例而言，若超過容限時且尾部切割金屬絲部分中之張力較低，則由於切割金屬絲脫離線軸而存在一緊急停止，222。舉例而言，若超過容限且前部切割金屬絲部分中之張力較高，則由於切割金屬絲打結而將切割金屬絲縮回或退回， 223。提示使用者重新操作，224。
圖6圖解說明一電子元件保持器蓋380之一仰視透視圖。保持器蓋380可包含與一電子元件301之相對端介接之界面部分381a、381b，如圖7及圖8中所展示。每一界面部分381a、381b可具有與電子元件301之一側表面390介接之一垂直界面表面382。每一界面部分381a、381b亦可具有與電子元件301之一頂部表面391介接之一水平界面表面383。因此，界面部分381a、381b可接觸外周界邊緣及電子元件301之相對(例如，前及後)端處之表面。一連接部分381c可連接界面部分381a、381b。連接部分381c可凹入以形成凹陷384a、384b中，以便於可自電子元件保持器蓋380之一頂側看到電子元件301。
參考圖6至圖8，保持器蓋380可與耦合至保持器蓋380一或多個支撐件385a、385b形成一電子元件保持器388。在自一基板302移除電子元件期間，界面部分381a、381b限制電子元件301之水平及垂直移動。在一項態樣中，支撐件385a、385b可包括兩個水平定向且對準桿，該等桿安置或支撐於彼此相對之一位置中。每一桿可具有捕獲於保持器380之各別腔(例如，參見腔386)中之一端。支撐件385a、385b可係帶螺紋的以便於將保持器蓋388定位於電子元件301上。支撐件385a、385b可由一基座(未展示)錨定，該基座可具有一帶螺紋界面以與支撐件385a、385b嚙合。
電子元件301可往往會在自基板302被移除期間由於一切割金屬絲之一向上拉動而向上旋轉。界面部分381a、381b可接觸電子元件301，且支撐件385a、385b可將界面部分381a、381b固持在適當位置而無需夾緊電子元件301或迫使電子元件301朝向基板302。此組態提供水平及垂直穩定性，該穩定性可完全限制電子元件301在自基板302被移除期間之移動， 而不會使切割穿過電子元件301與基板302之間的焊球303之金屬絲受擠壓及打結。電子元件保持器388對電子元件301之此限制可在移除之最終階段防止電子元件301撕扯剩餘附接材料及「飛出」基板302，此可防止損壞電子元件301及基板302。
根據本發明之一項實施例，揭示一種用於自一基板移除一電子元件之方法。該方法可包括使一切割金屬絲沿一切割方向以一切割速度移動之一前部部分。該方法亦可包括對切割金屬絲之一尾部部分施加一阻力。該方法可進一步包括沿一推進方向將切割金屬絲移動至將一電子元件耦合至一基板之一附接材料中。該方法可進一步包括：判定切割金屬絲之前部部分之切割速度是否在一切割速度範圍內。該方法可進一步包括調整切割速度以將切割速度維持在切割速度範圍內。該方法亦可包括判定切割金屬絲之前部部分中之一張力是否在一前部金屬絲張力範圍內。另外，該方法可包括調整阻力以將切割金屬絲之前部部分中之張力維持在前部金屬絲張力範圍中。注意，在此方法中不需要具體次序，但通常在一項實施例中，可循序地實施此等方法步驟。
在該方法之一項態樣中，調整切割速度可包括漸進地減小或增大切割速度。在該方法之另一態樣中，調整阻力可包括漸進地減小或增大阻力。在一項態樣中，只有在切割速度在切割速度範圍內且切割金屬絲之前部部分中之張力在前部金屬絲張力範圍內時，才可使切割金屬絲沿推進方向移動。在另一態樣中，可使切割金屬絲沿推進方向漸進地移動。在一項態樣中，該方法可進一步包括：判定切割金屬絲之前部部分中之張力與切割金屬絲之尾部部分之一張力之間的一差是否超過一張力容限；及若切割金屬絲之前部部分之張力與切割金屬絲之尾部部分之張力超過張力容限， 則停止使切割金屬絲沿切割方向及推進方向中之至少一者移動。
用於一控制系統之電子元件或裝置中之電路可包含硬體、韌體、程式碼、可執行程式碼、電腦指令及/或軟體。電子元件及裝置可包含一非暫時性電腦可讀儲存媒體，該非暫時性電腦可讀儲存媒體可係不包含信號之一電腦可讀儲存媒體。在於可程式化裝置上執行程式碼之情形中，本文中所述之可程式化裝置可包含一處理器、可處理器讀取之一儲存媒體(包含揮發性及非揮發性記憶體及/或儲存組件)、至少一個輸入裝置以及至少一個輸出裝置。揮發性及非揮發性記憶體及/或儲存組件可係一RAM、EPROM、快閃磁碟機、光學磁碟機、磁性硬碟機、固態磁碟機或用於儲存電子資料之其他媒體。節點及無線裝置亦可包含一收發器模組、一計數器模組、一處理模組及/或一時脈模組或計時器模組。可實施或利用本文中所闡述之任何技術之一或多個程式可使用一應用程式開發界面(API)、可再次使用控制等。此等程式可以一高階程序或物件導向程式化語言來實施以與一電腦系統通信。然而，若所要，則程式可以組合語言和或機器語言來實施。在任何情形中，語言可係一編譯或解譯語言，且可於硬體實施方案結合。
應理解，本文中所陳述之實例並不限於所揭示之特定結構、程序步驟或材料，而是擴展至其等效形式，如熟習相關技術者將認識到。亦應理解，本文中所採用之術語僅用於闡述特定實例之目的，並不意欲具限制性。
此外，在一或多個實例中可以任何適合方式組合所闡述之特徵、結構或特性。在說明中，提供眾多具體細節(諸如長度、寬度、形狀等之實例)以提供對所闡述技術之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認識 到，可在不具有具體細節中之一或多者之情況下或藉助其他方法、元件、材料等來實踐本發明。在其他例項中，未詳細展示或闡述眾所周知之結構、材料或操作以避免模糊本發明之態樣。
雖然前述實例係在一或多個特定應用中圖解說明本發明之原則，但熟習此項技術者將明白可在無需運用發明能力且不背離本文中所闡述之原則及概念之情況下做出對形式、使用及實施方案之細節之眾多修改。因此，本發明並不意欲具限制性，惟下文所陳述之申請專利範圍除外。

Claims (21)

  1. 一種電子元件移除裝置，其包括：一切割金屬絲，其被佈線穿過經組態以接納耦合至一基板之一電子元件之一切割區；一前部致動器，其耦合至該切割金屬絲之一前部端以致使該切割金屬絲沿一切割方向以一切割速度移動；一尾部阻力裝置，其耦合至該切割金屬絲之一尾部端以利用一可變阻力阻止該切割金屬絲沿該切割方向移動；一前部張力感測器，其用以感測該切割區與該前部致動器之間的該切割金屬絲中之一前部張力；一尾部張力感測器，該尾部張力感測器用以感測該切割區與該尾部阻力裝置之間的該切割金屬絲中之一尾部張力；及一控制系統，具有一處理器及記憶體以基於來自該前部張力感測器之資料而控制該尾部阻力裝置之操作，其中該尾部阻力裝置利用基於該切割金屬絲中之該前部張力而變化之一阻力來阻止該切割金屬絲移動。
  2. 如請求項1之電子元件移除裝置，其中該切割金屬絲包括一金剛石磨料。
  3. 如請求項1之電子元件移除裝置，其中該前部致動器包括一馬達，該馬達以操作方式耦合至一捲取線軸以致使該切割金屬絲纏繞於該捲取線軸 上。
  4. 如請求項3之電子元件移除裝置，其中該前部致動器進一步包括耦合馬達與捲取線軸之一齒輪系。
  5. 如請求項1之電子元件移除裝置，其中該尾部阻力裝置包括一馬達，該馬達以操作方式耦合至一饋送線軸以阻止該切割金屬絲自該饋送線軸退繞。
  6. 如請求項5之電子元件移除裝置，其中該尾部阻力裝置進一步包括耦合該馬達與該饋送線軸之一齒輪系。
  7. 如請求項1之電子元件移除裝置，其中該尾部阻力裝置包括一制動機構，該制動機構以操作方式耦合至一饋送線軸以阻止該切割金屬絲自該饋送線軸退繞。
  8. 如請求項1之電子元件移除裝置，其中該前部張力感測器包括一力感測器。
  9. 如請求項8之電子元件移除裝置，其中該力感測器包括一S型荷重元。
  10. 如請求項1之電子元件移除裝置，其進一步包括用以將該切割金屬絲 佈線穿過該切割區之導引桿。
  11. 如請求項10之電子元件移除裝置，其進一步包括一線性平移機構，該線性平移機構以操作方式與該等導引桿耦合以致使該切割金屬絲沿一推進方向移動穿過將該電子元件耦合至該基板之一材料。
  12. 如請求項11之電子元件移除裝置，其進一步包括用以致使該線性平移機構移動之一推進致動器。
  13. 如請求項12之電子元件移除裝置，其中若該切割金屬絲的該前部張力與該尾部張力之間的一差超過一張力容限，則停止該切割金屬絲沿該切割方向及該推進方向中之至少一者之移動。
  14. 如請求項13之電子元件移除裝置，其中該尾部張力感測器包括一力感測器。
  15. 如請求項14之電子元件移除裝置，其中該力感測器包括一S型荷重元。
  16. 一種用於自一基板移除一電子元件之方法，其包括：使一切割金屬絲之一前部部分沿一切割方向以一切割速度移動；對該切割金屬絲之一尾部部分施加一阻力；使該切割金屬絲沿一推進方向移動至將一電子元件耦合至一基板之一附接材料中； 判定該切割金屬絲之該前部部分之該切割速度是否在一切割速度範圍內；調整該切割速度以將該切割速度維持在該切割速度範圍內；判定該切割金屬絲之該前部部分之一張力是否在一前部金屬絲張力範圍內；及調整該阻力以將該切割金屬絲之該前部部分中之該張力維持在該前部金屬絲張力範圍中。
  17. 如請求項16之方法，其中調整該切割速度包括漸進地減小或增大該切割速度。
  18. 如請求項16之方法，其中調整該阻力包括漸進地減小或增大該阻力。
  19. 如請求項16之方法，其中只有在該切割速度在該切割速度範圍內且該切割金屬絲之該前部部分之該張力在該前部金屬絲張力範圍內時，才使該切割金屬絲沿該推進方向移動。
  20. 如請求項16之方法，其中使該切割金屬絲沿該推進方向漸進地移動。
  21. 如請求項16之方法，其進一步包括：判定該切割金屬絲之該前部部分中之該張力與該切割金屬絲之該尾部部分中之一張力之間的一差是否超過一張力容限；及若該切割金屬絲之該前部部分中之該張力及該切割金屬絲之該尾部 部分中之該張力超過該張力容限，則停止使該切割金屬絲沿該切割方向及該推進方向中之至少一者移動。
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