取放待测电子元件的方法与装置的制作方法

专利名称：取放待测电子元件的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种取放待测电子元件的方法与装置，特别是有关于以两种不同弹性系数的弹性装置来产生两阶段的压缩的取放待测电子元件的方法与装置。
背景技术：
电子元件于制造完成后通常需要经过测试，才能确定是否能够达到预设的功能。在测试时，通常是将整批的电子元件放置于测试机台(tester)的托盘(tray)中，由测试机台上的取放装置(handler)将一个或数个电子元件取放到摆梭装置(shuttle means)，接着由摆梭装置将待测电子元件运送至测试区，再由测试区的取放装置将电子元件吸起，再搬移到插座(socket)以进行测试，并且在测试完成后，将电子元件交回摆梭装置运回托盘区，再依测试结果将电子元件放入合格托盘或不合格的托盘中。
传统上，由取放装置以一软式吸头，以真空吸取方式来吸附已完成封装的待测电子元件的上表面(即平整的表面)，然后再将吸起的电子元件移到测试机台后，以一下压动作来将电子元件中具有多端子(pads)的下表面与插座中的测试端子(pogo pins)接触，以便进行电子元件的测试。为配合前述的测试过程，传统电子元件在设计上，通常将端子集中在下表面，并且保持上表面平整。一般而言，电子元件的各端子的配置上相当精准，但由于电子元件在封装时的精确度有可能不足，使得电子元件的厚度不均匀，因而造成电子元件在被吸附的过程中，可能确保了上表面保持水平，而下表面却有着垂直角度上的误差。
为解决这样的问题，通常在取放装置上装置一弹簧装置，利用弹簧的弹性来将待测电子元件的下表面推平以贴合测试机台上的插座。同时，为确保电子元件在吸附时不会因旋转或错动而造成水平的偏移，因此会在吸附头的周围安装一组定位导板(floating site)，让待测电子元在被吸附时，能滑入定位导板所围成的区域，来将待测电子元件限制在一固定位置。
如图1A所示，取放装置10包含有吸附头12、定位导板14与弹簧装置16。取放装置10利用真空吸附方式，由吸附头12产生吸力来将待测电子元件18吸附，并且待测电子元件18会被吸附滑入定位导板14而被固定在特定位置中，如图1B所示。另外，弹簧装置16可在待测电子元件18被下压时，平均分摊待测电子元件18表面的压力以做为缓冲，减低端子受损的情形。
此外，待测电子元件18在滑入定位导板14时，可能产生歪斜的情形，因此图1B中的吸附头12为一种软式的吸附头，因此当待测电子元件18在被吸引后，因受力不平均而造成一边先滑入定位导板14时，如图1C所示，软式吸附头12因具有弹性而能够产生形变来贴合待测电子元件18，进而将待测电子元件18的其它部份拉平，如图1B所示。因此，定位导板用来局限电子元件的范围需预留比待测电子元件18稍大的空间，以避免在吸附时，由于空间过小而使待测电子元件18与定位导板14的间产生过大的磨擦力而卡住或歪斜。然而，现今，随着电子元件的端子数目大量增加，故对各端子间的精准度要求越来越高，致使定位导板14能预留空间的容忍范围也越来越小，也因此造成吸附的瞬间让待测电子元件18滑入定位导板14也越来越困难。
另外，为配合产品多样化的需要，已有许多的电子元件需要同时在封装的上表面与下表面，同时装配端子或其它特殊配件，例如电子耦合装置180(Charge Coupled Device；CCD)，其通常在一个表面配置一层感光层184以接收光线，并在另一个表面配置端子182来与外界接触，如图1D所示。然而在测试时，所需要的测试光源需由测试机台发出，因此需要将感光层做为下表面，而端子182则作为上表面。此时，如图1E所示，取放装置10除了原本的吸附头12外，还需要装配与上表面端子182相应的测试端子(pogo pins)102，这些测试端子102再由其它的接点来与测试机台接触以传达测试讯号。据此，当待测电子元件18被吸附时，便有可能因滑入定位导板14时，因吸取角度的偏差，使得上表面的端子182与测试端子102碰撞，造成测试端子102受损或使吸附头12破真空而造成待测电子元件18掉落，如图1F所示。
因此如何让两面皆装配配件的电子元件18，在取放时不会因为上表面的端子碰撞测试端子，并且能够让待测电子元件更精准地顺利滑入定位导板，来避免因取放失败造成效能低落，为现今电子元件在进行测试上的一大课题。

发明内容
基于前述的动机，本发明提出一种取放待测电子元件的方法与装置，以用来避免先前技术中的待测电子元件在滑入定位导板时，因歪斜而使得上表面的端子撞击到测试端子，进而造成端子或测试端子受损、或待测电子元件掉落的问题。
本发明的一主要目的是为了避免取放装置在吸附过程中，因待测电子元件上表面上的端子碰撞到测试端子而造成端子受损或造成待测电子元件掉落，因此本发明在电子元件被吸附时，让端子与测试端子保持一段距离，来避免碰撞的问题。
为达上述目的，本发明的一种取放待测电子元件的装置，其特征是，包含一吸附装置，该吸附装置设于一气密空间中，其包含至少一条吸管，该吸管的一端用来吸附一待测电子元件，另一端则与该气密空间连通，且该待测电子元件被吸附的表面包含复数个端子；
一基座，该基座包含该气密空间、一定位导板与复数个测试端子，该气密空间的两端开口分别与一吸气装置及该吸附装置相接触以形成该气密空间，其中该吸附装置被限制在该气密空间中的一第一位置与一第二位置间移动，并且与该气密空间保持气密接触；以及一排气装置，用以抽气来产生一吸力，各该吸管通过该吸力来吸附该待测电子元件，在该待测电子元件被吸附后，连带拉动该吸附装置与该待测电子元件至该定位导板所限制的一固定位置，并且在该吸力消失后，该气密空间恢复该吸附装置至该第一位置；其中，该吸气装置以吹气来产生一推力，用来恢复被压缩的气密空间，该端子与该测试端子在该吸附装置被移至该第二位置时，保持一段距离。
本发明的另一主要目的是提供一种取放待测电子元件的方法，该方法是为了让待测电子元件能更精准地滑入误差范围越来越小的定位导板，因此本发明利用吸附时的吸力来造成第一阶段的收缩，将电子元件吸附后拉入定位导板，避免待测电子元件被吸附时，因碰触到定位导引的反作用力而造成偏差的情形。
为达上述目的，本发明的一种取放待测电子元件的方法，其特征是，包含形成一吸引力量，通过一吸气装置抽气所产生的一吸力来使一吸附装置吸附一待测电子元件，进而通过一气密空间形成该吸引力量，且该待测电子元件被吸附的一表面上包含复数个端子；形成第一段收缩，通过该吸引力量来使该吸附装置在该气密空间中移动，以形成该第一段收缩，来将该待测电子元件被导入一固定位置中；形成第二段收缩，通过一下压力量来使得该待测电子元件的复数个端子与相应的复数个测试端子形成接触，以进行测试；以及恢复该气密空间。
综上所述，本发明是利用两种不同弹性系数的弹性装置来产生两阶段的压缩，其中以第一阶段的压缩来将所吸附的待测电子元件移至定位导板(floating site)，用以固定待测电子元件的位置，此时待测电子元件的端子(pads)与测试端子(pogo pins)并不接触，因此待测电子元件的端子与测试端子不会相互碰撞或抵触，而使得吸附头被破真空并造成待测电子元件掉落的问题。此外，在待测电子元件被移至测试机台上的测试端子时，再以第二段的压缩来使得待测电子元件的端子与测试端子接触来完成测试。当测试完毕后，释放第二阶段的压缩，使得待测电子元件的端子与测试端子分离，再将待测电子元件移至拖盘区破真空来释放，同时也释放第一阶段的压缩。


本发明相对于先前技术的优点与好处在于参考下列附图与具体实施例比较后将更容易显现，其中图1A至图1F为先前技术的装置示意图；图2A至图2D为本发明的一具体实施例的装置示意3为本发明的具体实施例的另一装置示意图；以及图4为本发明的另一具体实施例的流程示意图。
图中符号说明10，100取放装置102测试端子12 吸附头14 定位导板16 弹性装置18 电子元件180CCD182端子184感光层22 吸附装置
222 吸管224 连接端24 基座242 气密空间244 定位导板246 测试端子26 吸气装置28 电子元件282 端子30 第一弹性装置32 第二弹性装置具体实施方式
本发明一些实施例详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行，且本发明的范围不受限定，其以所述的专利范围为准。
再者，为提供更清楚的描述及更易理解本发明，附图内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其它相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求附图的简洁。
本发明是利用一个或多个吸管来吸附电子元件，各吸管被固定在一吸附装置上，并且各吸管的其中一端被用来吸附电子元件，而另一端通往一气密空间，并利用吸气装置(例如泵)对气密空间抽气以形成真空，来使得各吸管产生吸力以吸附待测电子元件。由于待测电子元件被吸附后，各吸管形成气密，使得气密空间也形成气密，进而压缩气密空间而形成第一段收缩，来将待测电子元件拉入定位导板所限制的范围中。因此待测电子元件是先被吸附后，才被拉入定位导板所限制的范围中，如此，避免了因吸附时受力不均而造成歪斜的情形，同时也让待测电子元件更精准地滑入定位导板所限制的范围内，也意谓着定位导板所限制的范围中，用来预留的空间可以更小。另外，待测电子元件用来被吸附的表面上可能密布许多端子，可用多个吸管来吸附电子元件表面上未配置端子的处，用来分摊吸附电子元件的吸力，因此本发明所能够吸附的电子元件不会因电子元件被吸附表面的端子位置而有所限制。此外，当完成待测电子元件的测试时，吸气装置即不再吸气，并需将气密空间恢复为原本大小(即所谓的破真空)，此时可利用吸气装置的吹气来达成，或利用一弹性装置(如弹簧或弹性泡棉)来恢复。
据此，本发明的一具体实施例是一种待测电子元件的取放装置100，如图2A所示，其包含有一基座24、一吸附装置22与一吸气装置26。吸附装置22位于基座24的一气密空间242中，分别包含有一条或复数条的吸管222，此吸管222可为一软性材质或一具有伸缩功能的管子。当吸气装置26进行吸气时，会使气密空间242及吸管222形成负压，因而产生吸引力来吸附待测电子元件28的具有端子的表面。当吸管222完成待测电子元件28的吸附后，会进一步使得气密空间242产生更大的负压，故会使得整个吸附装置22及待测电子元件28一起被吸引至气密空间242的顶端，完成第一段的收缩。
此外，基座24上配置有定位导板244、复数个测试端子246与一气密空间242。气密空间242的一第一开口用来连接一吸气装置26，另一第二开口用来容纳吸附装置22，吸附装置22与气密空间242的间为气密接触，亦即吸附装置22与气密空间242的间的间距很小，气体不易或不能从中泄露。此外，吸附装置22的一连接端224可在气密空间242内移动，但被限制在一”x”的范围中移动，亦即吸附装置22仅能在一定范围内活动。吸附装置22于吸气装置26未抽气时被置于较靠近吸附端(即定义为第一位置)，当吸气装置26抽气时，气体仅能自吸附装置22的吸管222进入，并且在各吸管222因吸附待测电子元件28而被堵住时，会使气密空间242内形成一个由第一开口到吸附端的间的气密空间。由于不断的吸气，气密空间因而被压缩，使得吸附装置22由第一位置被移到吸气装置26的第二位置(即气密空间242的顶端)，如图2B所示。由于第一段收缩的位移被限定为”x”，故可通过对”x”位移的适当设计与控制，使得待测电子元件28上的端子282与测试端子246保持一段距离，来避免碰撞的问题。
再者，本发明的吸附装置22中，更包含一具有第一弹性系数的第一弹性装置30，此第一弹性装置30可由弹簧或弹性泡棉来形成。当吸管222完成待测电子元件28的吸附后，会使得整个吸附装置22及待测电子元件28一起被吸引至气密空间242的顶端(即为第二位置)，以完成第一段的收缩。由于第一弹性装置30具有吸收应力的作用，除可作为一缓冲装置来吸收第一段收缩所产生的压力，以降低待测电子元件28所受的应力外，还可用来调整待测电子元件28被吸附后，保持水平的姿态，以便控制待测电子元件28的端子282与测试端子246的间的距离，如此，即可避免待测电子元件28上的端子282在第一段收缩时，直接碰撞到测试端子246，如图2C所示。
上述的取放装置10在待测电子元件28被吸附到吸管222，并再被拉向第二开口一段”x”的位移距离后，此时，待测电子元件28已被精确的导入定位导板244所限制的范围中。然后，当待测电子元件28被移到测试机台的一插座位置(未于图中显示)时，可通过测试机台所提供的一下压的动作来产生一第二段收缩，使待测电子元件28与插座接合，同时当此下压力量大于该第一弹性系数时，可进一步再压缩第一弹性装置30，让端子282与测试端子246接触以进行测试，如图2D所示。同样的，由于第一弹性装置30具有吸收应力的作用，因此可作为一缓冲装置来吸收第二段收缩所产生的压力，使得端子282与测试端子246以较缓和的力量完成接触，可避免过大的第二段收缩力量造成待测电子元件28或测试端子246的损坏。
最后，当待测电子元件28完成测试后，测试机台会终止该下压的力量，并提供一上拉的力量，以使待测电子元件28脱离插座。此时，第一弹性装置30亦会同时将端子282与测试端子246分离。接着，吸气装置26进行吹气(即破真空)并让待测电子元件28掉落至托盘中。由于破真空后，吸气装置26让气体流入气密空间242，使得气密空间242的气压等于外部的气压，使得吸附装置22会下降至第一位置。
此外，为了确定吸附装置22能精确的退回至第一位置，以便能保持吸管222与待测电子元件28间的距离，以确保吸附装置22即定的吸引力能有效的吸附到待测电子元件28，本发明进一步提出另一实施例，如图3所示。在本实施例中，于先前取放装置100的气密空间242中置入一具体第二弹性系数的第二弹性装置32，利用此第二弹性装置32来控制吸附装置22在气密信道中的位置，其中第二弹性装置32的第二弹性系数必须小于第一弹性装置30的第一弹性系数，如此才能使吸气装置26所产生的第一段收缩的吸力压缩第二弹性装置32的同时，并不足够让第一弹性装置30收缩，而使得端子282与测试端子246维持一距离而不接触。而于待测电子元件28完成测试后并破真空后，吸气装置26让空气流入气密空间242，使得气密空间242的气压等于外部的气压，此时吸附装置22可通过第二弹性装置32的第二弹性系数的舒展，而将吸气装置26下压至第一位置。
此外，上述的第一弹性装置30与第二弹性装置32可由一个或多个弹性元件所构成，如以环形套环、泡棉或弹簧来构成，本发明对构成弹性装置的种类与数量并不加以限制。
据此，综合上述的揭示，本发明提出一种取放待测电子元件方法的具体实施例，如图4所示。首先，如步骤410，在一种取放待测电子元件的装置中，通过一吸气装置26抽气所产生的一吸力来吸附一待测电子元件28，以使一气密空间242形成一吸引力，该取放待测电子元件的装置已详述于前一实施例，在此不再详述。接下来，如步骤420所述，通过气密空间242所形成的吸引力来产生第一段收缩的力量，以将气密空间242封闭并同时将待测电子元件28导入定位导板244所限制的固定位置中，其中测试端子246与待测电子元件的端子282保持不接触。然后，如步骤430所述，通过取放装置100所施于的下压力量来形成第二段的收缩，以使待测电子元件28上的端子282与测试端子246完成接触，以进行测试，其中更通过一第一弹性装置30来作为缓冲，以使待测电子元件28上的端子282与测试端子246能适当的接触。最后，如步骤440所述，待释放待测电子元件28后，恢复气密空间242的位置，其中恢复气密空间242，可进一步通过一第二弹性装置32来确保气密空间242已确实地恢复至适当的位置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利权利；同时以上的描述，对于熟知本技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所述的权利要求范围中。
权利要求
1.一种取放待测电子元件的装置，其特征是，包含一吸附装置，该吸附装置设于一气密空间中，其包含至少一条吸管，该吸管的一端用来吸附一待测电子元件，另一端则与该气密空间连通，且该待测电子元件被吸附的表面包含复数个端子；一基座，该基座包含该气密空间、一定位导板与复数个测试端子，该气密空间的两端开口分别与一吸气装置及该吸附装置相接触以形成该气密空间，其中该吸附装置被限制在该气密空间中的一第一位置与一第二位置间移动，并且与该气密空间保持气密接触；以及一排气装置，用以抽气来产生一吸力，各该吸管通过该吸力来吸附该待测电子元件，在该待测电子元件被吸附后，连带拉动该吸附装置与该待测电子元件至该定位导板所限制的一固定位置，并且在该吸力消失后，该气密空间恢复该吸附装置至该第一位置；其中，该吸气装置以吹气来产生一推力，用来恢复被压缩的气密空间，该端子与该测试端子在该吸附装置被移至该第二位置时，保持一段距离。
2.如权利要求1所述的取放待测电子元件的装置，其特征是，该吸附装置更包含一具有第一弹性系数的一第一弹性装置，该第一弹性装置与该吸管相结合，当该第一弹性装置在该吸附装置被移至该第二位置时，通过该第一弹性装置的该第一弹性系数来控制该端子与该测试端子的间的距离，以使该端子与该测试端子不接触，而当该第一弹性装置于受到大于该第一弹性系数的一压力时，因该第一弹性装置的收缩而使该端子与该测试端子接触。
3.如权利要求2所述的取放待测电子元件的装置，其特征是，该第一弹性装置为一弹簧或一弹性泡棉。
4.如权利要求1所述的取放待测电子元件的装置，其特征是，该气密空间更包含具有一第二弹性系数的一第二弹性装置，用以控制该吸附装置位于该第一位置与该第二位置间的位置，当该第二弹性装置于该待测电子元件被吸附后，受到该吸力而压缩，并于该吸力消失后，该第二弹性装置舒展以恢复被压缩的气密空间。
5.如权利要求4所述的取放待测电子元件的装置，其特征是，上述的该第二弹性装置为一弹簧或一弹性泡棉。
6.如权利要求2或4所述的取放待测电子元件的装置，其特征是，该第二弹性装置的该第二弹性系数小于该第一弹性装置的该第一弹性系数。
7.一种取放待测电子元件的方法，其特征是，包含形成一吸引力量，通过一吸气装置抽气所产生的一吸力来使一吸附装置吸附一待测电子元件，进而通过一气密空间形成该吸引力量，且该待测电子元件被吸附的一表面上包含复数个端子；形成第一段收缩，通过该吸引力量来使该吸附装置在该气密空间中移动，以形成该第一段收缩，来将该待测电子元件被导入一固定位置中；形成第二段收缩，通过一下压力量来使得该待测电子元件的复数个端子与相应的复数个测试端子形成接触，以进行测试；以及恢复该气密空间。
8.如权利要求7所述的取放待测电子元件的方法，其特征是，该吸附装置中更包含一具有第一弹性系数的一第一弹性装置，且该第一弹性装置由一弹簧或一弹性泡棉所组成，在形成该第一段收缩后，通过该第一弹性装置来使该待测电子元件的复数个端子与相应的该复数个测试端子不接触。
9.如权利要求7所述的取放待测电子元件的方法，其特征是，该第二段收缩的下压力量由一测试机台提供，且该下压力量大于该第一弹性装置的弹性系数。
10.如权利要求7所述的取放待测电子元件的方法，其特征是，该气密空间更包含一具有第二弹性系数的一第二弹性装置，且该第二弹性装置由一弹簧或一弹性泡棉所组成，在该待测电子元件被吸附后，受到该吸引力量而压缩，并于该吸引力量消失后，通过该第二弹性装置的第二弹性系数来舒展以恢复被压缩的气密空间。
全文摘要
本发明涉及取放待测电子元件的方法与装置，该发明包括一吸附装置，一基座，一排气装置，其中，该吸气装置以吹气来产生一推力，用来恢复被压缩的气密空间，该端子与该测试端子在该吸附装置被移至该第二位置时，保持一段距离。该发明是利用两种不同弹性系数的弹性装置来产生两阶段的压缩，以第一阶段的压缩来将所吸附的待测电子元件移至定位导板以固定待测电子元件的位置，此时待测电子元件的端子与测试端子并不接触，因此不会因待测电子元件的端子与测试端子的抵触而使得吸附头被破真空，避免了电子元件因而掉落的问题，并且在待测电子元件被移至测试机台时，再以第二段的压缩来使得待测电子元件的端子与受测端子接触来完成测试。
文档编号G01R31/01GK1740797SQ20041006831
公开日2006年3月1日 申请日期2004年8月27日 优先权日2004年8月27日
发明者张久芳, 林源记, 张世宝, 林殿方 申请人:京元电子股份有限公司