TWM641103U - 半導體元件維修系統 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種半導體元件維修系統，用以焊接新半導體元件在電路板上。半導體元件維修系統包含載台、承載盤、取料裝置以及控制裝置。載台提供置放電路板，且電路板表面具有待維修空位。承載盤位於載台之一側，承載盤的表面具有複數個容置孔，複數個容置孔分別容置一焊料，以形成複數個焊接備品。取料裝置位於承載盤的上方。控制裝置訊號連接取料裝置，且發出複數個控制訊號，控制取料裝置於載台與承載盤兩者上方往復移動，並控制取料裝置拿取複數個焊接備品的其中之一後放置於待維修空位上，再拿取新半導體元件並放置在待維修空位上。

Description

半導體元件維修系統

本創作是關於一種電子元件維修系統，尤指一種半導體元件維修系統。

目前以次毫米發光二極體Mini LED或微發光二極體Micro LED所製作的顯示面板，由於LED晶粒尺寸微小，每一個Mini LED或Micro LED都可視為單一半導體元件，並且每一個半導體元件都有複數個焊腳分別對應電路板上的複數個焊盤(焊點)。而在製作的過程中，難免會出現幾個半導體元件損壞的狀況，因此需要使用半導體元件維修技術，將壞掉的半導體元件解焊後，取下損壞的半導體元件，再更換新的半導體元件及進行焊接，以完成半導體元件的維修工作。

在維修方面多半是以人工手動或人工操作機器來進行維修，但是半導體元件的焊點極小，而單一位置所需要的焊料也極少，然而以目前的維修方式容易發生焊料拿取過量而造成焊料溢流的狀況，因此不僅費時費工，重工率(rework)也較高。

有鑑於此，本創作遂針對上述習知技術之困擾，提出一種半導體元件維修系統，在取下損壞的半導體元件後進行維修，以有效克服上述之該等問題。

本創作的主要目的在於提供一種半導體元件維修系統，在取下損壞的半導體元件後，可適量拿取焊料，且放置在焊盤上不會產生焊料溢流的問題，以利後續的焊接作業。

為達上述之目的，本創作提供一種半導體元件維修系統，用以焊接新半導體元件在電路板上。半導體元件維修系統包含載台、承載盤、取料裝置以及控制裝置。載台提供置放電路板，且電路板表面具有待維修空位。承載盤位於載台之一側，承載盤的表面具有複數個容置孔，複數個容置孔分別容置一焊料，以形成複數個焊接備品。取料裝置位於承載盤的上方。控制裝置訊號連接取料裝置，且發出複數個控制訊號，控制取料裝置於載台與承載盤兩者上方往復移動，並控制取料裝置拿取複數個焊接備品的其中之一後放置於待維修空位上，再拿取新半導體元件並放置在待維修空位上。

在一實施例中，半導體元件維修系統更包含刮刀式焊料杯，具有杯體、進料口與出料口，杯體的上端為進料口，杯體的下端為出料口，焊料由進料口倒入，並容置於杯體內，再沿著出料口流出；其中，杯體之出料口朝向地面，讓焊料從出料口流出而接觸承載盤，且出料口的邊緣將焊料填入於複數個容置孔內，而形成複數個焊接備品。

在一實施例中，半導體元件維修系統更包含第一移動裝置以及第二移動裝置。第一移動裝置訊號連接控制裝置，載台設置於第一移動裝置上，並第一移動裝置接收複數個控制訊號之中的載台移動控制訊號，以控制載台移動。第二移動裝置訊號連接控制裝置，取料裝置設置於第二移動裝置上，並第二移動裝置上接收複數個控制訊號之中的取料移動控制訊號，以控制取料裝置移動。

其中，第一移動裝置還包含X軸移動軌道與Y軸移動軌道，控制裝置依據載台移動控制訊號，控制載台沿著X軸移動軌道與Y軸移動軌道移動。

本創作之再一目的在提供一種能自動化檢測出受損的半導體元件的空位，並自動在空位上放置焊料及焊接新半導體元件的半導體元件維修系統。

為達上述之目的，在一實施例中，半導體元件維修系統更包含第三移動裝置以及取像裝置。第三移動裝置訊號連接控制裝置，且接收複數個控制訊號之中的取像移動控制訊號。取像裝置設置於第三移動裝置上，且訊號連接控制裝置，取像裝置接收複數個控制訊號之中的擷取影像控制訊號，以擷取電路板之影像，並傳送影像至控制裝置。其中，控制裝置依據影像辨識出待維修空位，以取得待維修空位的位置資訊。控制裝置依據位置資訊產生該載台移動控制訊號，以控制第一移動裝置移動載台，令取料裝置對準待維修空位，以將複數個焊接備品的其中之一及新半導體元件依序地放置於待維修空位上。

其中，第三移動裝置還包含Z軸移動軌道，控制裝置依據擷取影像控制訊號，控制取像裝置在載台上方沿著Z軸移動軌道上下移動。

在一實施例中，取料裝置包含探針，探針包含套筒與彈性件，套筒連接彈性件，套筒對準且拿取複數個焊接備品的其中之一，彈性件受擠壓而對應產生拿取焊接備品的恢復力。

在一實施例中，半導體元件維修系統還包含供料區，位於載台之周圍，用以置放新半導體元件。

在一實施例中，半導體元件維修系統更包含移載吸嘴，移載吸嘴在載台與供料區之間移動，移載吸嘴在供料區吸住新半導體元件，並移動至載台上。

在一實施例中，半導體元件維修系統更包含第四移動裝置，訊號連接控制裝置，移載吸嘴設置於第四移動裝置上，並第四移動裝置接收複數個控制訊號之中的吸嘴移動控制訊號，以移動移載吸嘴。

茲為對本創作之結構特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後。

本創作之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本創作之內容而進行多種之改變與修改。

請一併參閱圖1至圖3，圖1為半導體元件維修系統1的立體圖、圖2為半導體元件維修系統1的正視圖、圖3為圖1中A區域的局部放大圖。半導體元件維修系統1包含載台10、承載盤20、取料裝置30以及控制裝置40。載台10提供置放電路板B，且電路板B表面具有待維修空位B02。承載盤20位於載台10之一側，承載盤20的表面具有複數個容置孔202，複數個容置孔202分別容置焊料，以形成複數個焊接備品204。取料裝置30可移動地位於載台10或承載盤20的上方。控制裝置40訊號連接取料裝置30，且控制裝置40發出複數個控制訊號，控制取料裝置30於載台10與承載盤20兩者上方往復移動，並控制取料裝置30拿取複數個焊接備品204的其中之一後，將焊接備品204放置於待維修空位B02上，再拿取新半導體元件，並放置在待維修空位B02上。

半導體元件維修系統1更包含第三移動裝置80以及取像裝置90。第三移動裝置80訊號連接控制裝置40，且接收複數個控制訊號之中的取像移動控制訊號。取像裝置90設置於第三移動裝置80上，且訊號連接控制裝置40，取像裝置90接收複數個控制訊號之中的擷取影像控制訊號，以擷取電路板B之影像，並傳送影像至控制裝置40。其中，控制裝置40依據影像辨識出待維修空位B02，以取得待維修空位B02的位置資訊。控制裝置40依據位置資訊產生載台移動控制訊號，以控制第一移動裝置60移動載台10，令取料裝置30對準待維修空位B02，以將焊接備品204及新半導體元件依序地放置於待維修空位B02上。其中，第三移動裝置80還包含Z軸移動軌道802，控制裝置40依據擷取影像控制訊號控制取像裝置90在載台10上方沿著Z軸移動軌道802上下移動。如此一來，可透過影像辨識、自動化檢測出受損的半導體元件的空位，並可自動化地在空位上放置焊料及焊接新半導體元件。

為了便於取用新半導體元件，半導體元件維修系統1還可包含供料區12，位於載台10之周圍，用以置放新半導體元件。

請搭配圖4一併參閱，其為本創作之一實施例之半導體元件維修系統1之部分架構方塊圖，取料裝置30、第一移動裝置60、第二移動裝置70、第三移動裝置80、取像裝置90、第四移動裝置100與移載吸嘴200分別訊號連接控制裝置40。第一移動裝置60包含X軸移動軌道602與Y軸移動軌道604，且載台10設置於第一移動裝置60上。取料裝置30設置於第二移動裝置70上。第三移動裝置80包含Z軸移動軌道802，且取像裝置90設置於第三移動裝置80上。移載吸嘴200設置於第四移動裝置100。控制裝置40發出複數個控制訊號，複數個控制訊號分別為載台移動控制訊號、取料移動控制訊號、取像移動控制訊號、擷取影像控制訊號及吸嘴移動控制訊號。第一移動裝置60接收載台移動控制訊號，以控制載台10沿著X軸移動軌道602以及Y軸移動軌道604移動。第二移動裝置70接收取料移動控制訊號，以控制取料裝置30移動。第三移動裝置80接收取像移動控制訊號，以控制取像裝置90在載台10上方沿著Z軸移動軌道802上下移動。取像裝置90接收擷取影像控制訊號，以擷取電路板B的影像，並傳送影像至控制裝置40。

再者，控制裝置40依據影像辨識出待維修空位B02，以取得待維修空位B02的位置資訊。控制裝置40依據位置資訊產生載台移動控制訊號，以控制第一移動裝置60移動載台10，令取料裝置30對準待維修空位B02，以將複數個焊接備品204的其中之一放置於待維修空位B02上。最後第四移動裝置100接收控制裝置40發出的吸嘴移動控制訊號，控制移載吸嘴200在載台10與供料區12之間移動，其中移載吸嘴200在供料區12吸住新半導體元件，並移動至載台10上。

請參閱圖5，其為焊接新半導體元件在電路板上的使用狀態示意圖。取料裝置包含一種探針302，探針302包含套筒3022與彈性件3024，套筒3022連接彈性件3024，套筒3022對準且拿取複數個焊接備品204的其中之一，彈性件3024受擠壓而對應產生拿取焊接備品204的恢復力。

狀態Ⅰ為電路板B表面具有複數個半導體元件（繪示為黑點），其中電路板B上有一個待維修空位B02，待維修空位B02的位置已預先卸除毀損的半導體元件。狀態Ⅱ為探針302拿取焊接備品204後，將焊接備品204置放在待維修空位B02上。狀態Ⅲ為移載吸嘴200拿取新半導體元件122，並將新半導體元件122置放在具有焊接備品204的待維修空位B02上。狀態Ⅳ為完成維修的電路板B。

請參閱圖6與圖7，半導體元件維修系統更包含刮刀式焊料杯50，刮刀式焊料杯50具有杯體502、進料口504與出料口506，杯體502的上端為進料口504，杯體502的下端為出料口506，焊料500可由進料口504倒入，並容置於杯體502內，再沿著出料口506流出。

步驟S601為杯體502尚未接觸承載盤20的狀態，杯體502之出料口506朝向地面，讓焊料500從出料口506流出。依據焊料500的黏滯係數不同，倒置後流出的速度亦不同，並且焊料500在出料口506會呈現出張力表面的作用，因此一般在焊料500滴落前則執行下一個步驟。步驟S602為杯體502接觸承載盤20，且焊料500沿著出料口506流出，出料口506的邊緣將焊料500填入於複數個容置孔202內。步驟S603為杯體502離開承載盤20的狀態，承載盤20上形成複數個焊接備品204。

其中，刮刀式焊料杯50可以設置在機器手臂或相似的自動化設備上，並由控制裝置40以複數個控制訊號中的填充控制訊號，進行如前述步驟S601~S603的自動化操作，亦可由人工操作。

在其他實施例中，進料口504可封閉亦可為不封閉的構造，在進料口504封閉的構造下，刮刀式焊料杯50的出料口506為唯一的開口。

以上所述，僅為舉例說明本創作的較佳實施方式，並非以此限定實施的範圍，凡是依本創作申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單置換及等效變化，皆屬本創作的專利申請範疇。

1:半導體元件維修系統 10:載台 12:供料區 122:新半導體元件 20:承載盤 202:容置孔 204:焊接備品 30:取料裝置 302:探針 3022:套筒 3024:彈性件 40:控制裝置 50:刮刀式焊料杯 500:焊料 502:杯體 504:進料口 506:出料口 60:第一移動裝置 602:X軸移動軌道 604:Y軸移動軌道 70:第二移動裝置 80:第三移動裝置 802:Z軸移動軌道 90:取像裝置 100:第四移動裝置 200:移載吸嘴 A:區域 B:電路板 B02:待維修空位 B04:新半導體元件 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ:狀態 S601~S603:步驟

圖1為本創作之一實施例之半導體元件維修系統之立體圖； 圖2為本創作之一實施例之半導體元件維修系統之正視圖； 圖3為圖1中A區域的局部放大圖； 圖4為本創作之一實施例之半導體元件維修系統之部分架構方塊圖； 圖5為本創作之一實施例之承載盤與取料裝置之狀態示意圖； 圖6為本創作之一實施例之刮刀式焊料杯將焊料填入承載盤之動作流程示意圖； 圖7為圖6之步驟S602的立體示意圖。

1:半導體元件維修系統

10:載台

20:承載盤

202:容置孔

40:控制裝置

60:第一移動裝置

602:X軸移動軌道

604:Y軸移動軌道

A:區域

B:電路板

Claims (10)

1. 一種半導體元件維修系統，用以焊接一新半導體元件在一電路板上，該半導體元件維修系統包含： 一載台，提供置放該電路板，且該電路板表面具有一待維修空位； 一承載盤，位於該載台之一側，該承載盤的表面具有複數個容置孔，該複數個容置孔分別容置一焊料，以形成複數個焊接備品； 一取料裝置，移動地位於該載台或該承載盤的上方；以及 一控制裝置，訊號連接該取料裝置，且發出複數個控制訊號，控制該取料裝置於該載台與該承載盤兩者上方往復移動，並控制該取料裝置拿取該複數個焊接備品的其中之一後放置於該待維修空位上，再拿取該新半導體元件並放置在該待維修空位上。
2. 如請求項1所述的半導體元件維修系統，更包含一刮刀式焊料杯，具有一杯體、一進料口與一出料口，該杯體的一上端為該進料口，該杯體的一下端為該出料口，該焊料由該進料口倒入，並容置於該杯體內，再沿著該出料口流出 其中，該杯體之該出料口朝向地面，讓該焊料從該出料口流出而接觸該承載盤，且該出料口的邊緣將該焊料填入於該複數個容置孔內，而形成該複數個焊接備品。
3. 如請求項1所述的半導體元件維修系統，更包含： 一第一移動裝置，訊號連接該控制裝置，該載台設置於該第一移動裝置上，並該第一移動裝置接收該複數個控制訊號之中的一載台移動控制訊號，以控制該載台移動；以及 一第二移動裝置，訊號連接該控制裝置，該取料裝置設置於該第二移動裝置上，並該第二移動裝置接收該複數個控制訊號之中的一取料移動控制訊號，以控制該取料裝置移動。
4. 如請求項3所述的半導體元件維修系統，其中，該第一移動裝置還包含一X軸移動軌道與一Y軸移動軌道，該控制裝置依據該載台移動控制訊號，控制該載台沿著該X軸移動軌道與該Y軸移動軌道移動。
5. 如請求項3所述的半導體元件維修系統，更包含： 一第三移動裝置，訊號連接該控制裝置，且接收該複數個控制訊號之中的一取像移動控制訊號；以及 一取像裝置，設置於該第三移動裝置上，且訊號連接該控制裝置，該取像裝置接收該複數個控制訊號之中的一擷取影像控制訊號，以擷取該電路板之一影像，並傳送該影像至該控制裝置； 其中，該控制裝置依據該影像辨識出該待維修空位，以取得該待維修空位的一位置資訊； 該控制裝置依據該位置資訊產生該載台移動控制訊號，以控制該第一移動裝置移動該載台，令該取料裝置對準該待維修空位，以將該複數個焊接備品的其中之一及該新半導體元件依序地放置於該待維修空位上。
6. 如請求項5所述的半導體元件維修系統，其中，該第三移動裝置包含一Z軸移動軌道，該第三移動裝置依據該擷取影像控制訊號，控制該取像裝置在該載台上方沿著該Z軸移動軌道上下移動。
7. 如請求項1所述的半導體元件維修系統，其中，該取料裝置包含一探針，該探針包含一套筒與一彈性件，該套筒連接該彈性件，該套筒對準且拿取該複數個焊接備品的其中之一，該彈性件受擠壓而對應產生拿取該複數個焊接備品的其中之一的恢復力。
8. 如請求項1所述的半導體元件維修系統，還包含一供料區，位於該載台之周圍，用以置放該新半導體元件。
9. 如請求項8所述的半導體元件維修系統，更包含一移載吸嘴，該移載吸嘴在該載台與該供料區之間移動，該移載吸嘴在該供料區吸住該新半導體元件，並移動至該載台上。
10. 如請求項9所述的半導體元件維修系統，更包含一第四移動裝置，訊號連接該控制裝置，該移載吸嘴設置於該第四移動裝置上，並該第四移動裝置接收該複數個控制訊號之中的一吸嘴移動控制訊號，以移動該移載吸嘴。

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