用于承载托盘的浮动定位装置的制作方法

本发明涉及一种用于半导体元件测试的定位装置，特别涉及一种承载托盘(tray)的浮动定位装置。

背景技术：

一般来说，在制造与测试操作期间，芯片封装体会被放置在承载装置中，藉此搬运及处理芯片封装体。承载装置可以承托芯片封装体，并且避免芯片封装体受到损伤。

芯片封装体或其他电子元件于制造完成后通常需要经过测试，才能确定其是否能够达到预设的功能，并由此挑出损坏的产品。在测试时，通常是将整批的电子元件放置于测试机台(tester)的托盘中，由测试机台上的取放装置(handler)将一个一个电子元件取放运送至测试区，再由测试区的取放装置(如吸嘴)将电子元件吸起，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电极接点(pads)的表面与测试头中的测试端子(pogo pins)接触，以便进行电子元件的测试。在测试完成后，将电子元件运回托盘区，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。

然而，在上述测试流程中，置于托盘的电子元件需透过取放 装置一个一个运送以与测试端子接触，且测试后需再透过取放装置将电子元件放入合格托盘或不合格的托盘中，如此需耗费繁杂的步骤且效率不彰。

因此，为了提升测试效率，目前急需一种可一次对置于托盘上的多个电子元件进行测试的用于承载托盘的浮动定位装置，无须取放装置一个一个的搬运流程，以解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，为了提升测试效率，本发明的目的在于提供一种用于承载托盘的浮动定位装置，其透过可浮动的顶柱来定位整个托盘，使得在托盘上的多个电子元件可一次与测试头的多个测试端子接触，而一次完成整个托盘上的所述多个电子元件的测试，省去由取放装置一个一个取出电子元件的搬运流程，进而大幅提高测试的效率。

为达成上述目的，本发明提供的用于承载托盘的浮动定位装置包括基座、承载板、夹持机构以及多个顶柱。所述承载板设置于所述基座上，所述承载板具有承载面及底面，用于承载托盘于所述承载面上。所述夹持机构设置于所述承载板的四周，用于将所述托盘固定于所述承载板上。所述多个顶柱固定于所述基座上，用于提供顶起所述承载板的力，所述承载板可移动地设置于所述多个顶柱上，每一顶柱内具有一弹簧以及连接所述弹簧一端的承座，所述承座上设有一球体，所述承载板的所述底面上具有对应所述球体的锥状凹面与所述球体接合，使得所述承载板可在所述多个顶柱上移动及/或转动。

在一优选实施例中，所述锥状凹面定义出一椎角，所述椎角介于90度至150度。

在一优选实施例中，所述承载板的所述底面具有对应所述多个顶柱的多个接触部，所述接触部的一端形成所述锥状凹面，且所述承载板的所述底面具多个凹槽，所述多个接触部嵌入所述多个凹槽。

在一优选实施例中，每一顶柱包括一壳体，所述壳体的一端具有一开口，所述弹簧位于所述壳体内，所述承座连接所述弹簧一端并可在所述开口处上下移动。在此优选实施例中，每一顶柱还包括一导销，以及所述壳体上对应的导槽，所述导销贯穿所述承座，并且所述导销被限制于在所述导槽内移动。

在一优选实施例的浮动定位装置中，进一步包括多个固定柱，所述多个固定柱设置于所述基座及所述承载板之间，所述承载板具有对应所述多个固定柱的多个通孔，每一固定柱具有对应所述通孔的螺孔以及穿过所述通孔锁合于所述螺孔的螺丝，其中所述通孔大于所述螺丝的螺身，使得所述承载板可在所述多个固定柱及所述多个顶柱上局部水平移动(XY)及/或转动(θ)。

在此优选实施例中，所述螺丝的头部大于所述通孔，且所述承载板的所述承载面上开设有连通所述多个通孔的多个凹穴，所述多个凹穴大于所述多个通孔，用于容纳所述螺丝的头部。

在此优选实施例中，每一凹穴的一底壁上设有一滑动装置，所述滑动装置夹设于所述底壁及所述螺丝的头部之间。

在此优选实施例中，所述滑动装置包括滚珠、滚针、塑胶垫 片或上述组合之一。

在一优选实施例中，所述承载板上具有垂直所述承载面的至少一定位销。

相较于现有技术，本发明的用于承载托盘的浮动定位装置，其透过可浮动的顶柱来浮动调整整个托盘的位置，当托盘上电子元件的电极接点与测试头确实对接的位置与预设位置稍有偏移时，承载板可移动及/或转动到正确位置，也就是此时球体偏离锥状凹面的最深处，而使得在托盘上的多个电子元件可准确与测试头的多个测试端子接触，而一次完成整个托盘上的所述多个电子元件的测试。由上可知，本发明的用于承载托盘的浮动定位装置省去由取放装置一个一个取出电子元件的搬运流程，进而大幅提高测试的效率。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1为本发明的一优选实施例的浮动定位托盘与测试头结合的作动示意图。

图2为本发明的一优选实施例的浮动定位装置及所述托盘的爆炸立体示意图。

图3为图2的浮动定位装置的沿AA’线段的结合后的剖面示意图。

图4为本实施例的顶柱的剖面立体图。

图5为图2的浮动定位装置20的沿BB’线段的结合后的剖面示意图。

【具体实施方式】

本发明的数个优选实施例借助所附图式与下面的说明作详细描述，在不同的图式中，相同的元件符号表示相同或相似的元件。平头螺丝

请参照图1及图2，图1为本发明的一优选实施例的浮动定位托盘与测试头结合的作动示意图，图2为本发明的一优选实施例的浮动定位装置及所述托盘的爆炸立体示意图。需注意的是，上述图式仅为说明用途，其并未以实际比例绘制。

如图1所示，本实施例的浮动定位装置20是用于承载托盘10，以将托盘10内的多个电子元件12(仅绘示一个作代表，且其的电极接点13朝上)朝上(如图1的虚线箭头所示)移动与测试头30中的测试端子32接触，而一次完成整个托盘10上的所述多个电子元件的测试。值得一提的是，测试头30中的测试端子32的数量对应所述多个电子元件12的电极接点13的数量，以同时进行电性测试。

如图2所示，本实施例的用于承载托盘10的浮动定位装置20包括一基座220、一承载板240、一夹持机构250、多个顶柱260以及多个固定柱280。基座220可连接一移动机构(图未示)，而可带动承载板240及其上的托盘10往上移动。所述移动机构可为本领域技术人员熟知的电力，油压或气压等所驱动，在此不予以赘述。

如图2所示，承载板240设置于所述基座240上，所述承载板240具有一承载面242及一底面244，所述承载板240用于承载托盘10于所述承载面244上。夹持机构250设置于基座220上且位于承载板240的四周，当托盘10置于承载面244后，夹持机构250用于将所述托盘10夹持以固定于所述承载板240上。同样地，所述夹持机构250可为本领域技术人员熟知的电力，油压或气压等所驱动，在此不予以赘述，且其具体结构并不限于图式所示。

请一并参照图2及图3，图3为图2的浮动定位装置20的沿AA’线段的结合后的剖面示意图。本实施例的顶柱260具有八个，几何均匀分布于基座220的四周。然而，本发明并不限制顶柱260的数量。所述多个顶柱260固定于所述基座220上，所述多个顶柱260用于提供顶起所述承载板240的力，所述承载板240可移动地设置于所述多个顶柱260上。

详细而言，请一并参照图4，图4为本实施例的顶柱260的剖面立体图。每一顶柱260内具有弹簧262以及连接所述弹簧262一端的承座264，所述承座264上设有一球体266，其中所述球体266优选为钢珠。如图3所示，承载板240的所述底面244上具有对应所述球体266的锥状凹面245与所述球体266接合，使得所述承载板240可在所述多个顶柱260上小范围地移动及/或转动。也就是说，承载板240仅能在球体266不离开锥状凹面245的范围内浮动，其中限制承载板240移动范围的方式将详叙于后。

如图3所示，根据承载板240的移动范围，所述锥状凹面245可定义出一椎角所述椎角介于90度至150度，其中椎角越大，球体266对承载板240施加的水平分力就越小，椎角越小，球体266对承载板240施加的水平分力就越大。

一并参照图3及图4，在此实施例中，所述承载板240的底面244具有对应所述多个顶柱260的多个接触部248，所述接触部248的一端形成所述锥状凹面245，且所述承载板240的底面244具多个凹槽247，所述多个接触部248嵌入所述多个凹槽247。然而，在其他实施例中，锥状凹面245可直接形成在底面244上。

如图4所示，每一顶柱260还包括壳体261，所述壳体261的一端具有开口263，弹簧262位于所述壳体261内，承座264连接弹簧262一端并可在所述开口263处上下移动。详细而言，当承载板240(即接触部248)需要偏移以准确对接时，则启动浮动机制，球体266会离开锥状凹面245最深处，此时会将承座264往下压，完成浮动定位。当测试完成后，接着弹簧262会施力将球体266顶上去，使得球体266回到锥状凹面245最深处，同时将承载板240(即接触部248)拉回初始位置。在此优选实施例中，每一顶柱260还包括导销268，以及壳体261上对应的导槽269。所述导销268贯穿所述承座264，并且导销268被限制于在所述导槽269内移动，而限制承座264下降的距离，减少球体266完全脱离锥状凹面245的可能性。

请参照图2及图5，图5为图2的浮动定位装置20的沿BB’线段的结合后的剖面示意图。除了上述导销268及导槽269的限 位机构外，还可透过固定柱280来限制承载板240的移动范围。如图5所示，所述多个固定柱280设置于所述基座220及所述承载板240之间，本实施例的固定柱280具有四个，然而本发明并不限制固定柱280的数量。承载板240具有对应所述多个固定柱280的多个通孔252，每一固定柱280具有对应所述通孔252的螺孔253以及穿过所述通孔252锁合于所述螺孔253的螺丝251。螺丝251并未将承载板240锁固于固定柱280的顶端，而是抵抗顶住260往上的推力将承载板240稍微下压，而将其锁固于距离基座220一预定高度H。进一步而言，承载板240与固定柱280的顶端存在一间隙230，所述间隙230优选介于1毫米至4毫米之间。当托盘10上的电子元件在与测试端子接触时，间隙230可提供承载板240于Z方向的浮动空间，并限制下压的距离小于等于间隙230。

另外，所述通孔252大于螺丝251的螺身255，使得承载板240可在所述多个固定柱280及所述多个顶柱260上局部水平移动(XY)及/或转动(θ)，而XY方向(平行承载面242)上的最大移动范围限制于所述多个通孔252内，而不会有脱离的虞。由上可知，本实施例的浮动定位装置20具备X、Y、Z及θ四个自由度，所述多个自由度的限制范围是由固定柱280决定。

此外，为了限制承载板240朝Z方向的移动范围，螺丝251的头部257大于所述通孔252，且所述承载板240的所述承载面242上开设有连通所述多个通孔252的多个凹穴258，所述多个凹穴258大于所述多个通孔252，凹穴258用于容纳螺丝251的 头部257，以免突出于承载面242。据此，为了使承载面242平坦，凹穴258上还设有盖子259，以防止托盘10上的电子元件在与测试端子接触时因应力而弯曲造成接触不良。

值得一提的是，本实施例的螺丝251优选为平头螺丝，每一凹穴258的底壁272上设有一滑动装置270，所述滑动装置270夹设于底壁272及螺丝251的头部257之间，用于减少底壁272与头部257之间的磨擦力，使得承载板240水平移动顺利。详细来说，所述滑动装置270可包括滚珠274、滚针、塑胶垫片276或上述组合之一。在此实施例中，滑动装置270即滚珠274与塑胶垫片276的组合，然而，其他降低摩擦力的机构亦在本发明范围中。

需注意的是，请再参照图1及图2，所述承载板240上具有垂直所述承载面242的至少一定位销243，本实施例中，定位销243位于承载面242的对角两处。当浮动定位装置20将托盘10内的电子元件12朝上移动时，定位销243会先插入测试头30的导引孔34以先进行托盘10的粗定位，接着若对不准时，再透过顶柱260的浮动机制使托盘10移动到确实对接的位置，以准确完成测试。

综上所述，本发明的用于承载托盘10的浮动定位装置20透过可浮动的顶柱260来浮动调整整个托盘10的位置，当托盘10上电子元件12的电极接点13与测试端子32确实对接的位置与预设位置稍有偏移时，承载板240可透过浮动机制移动及/或转动到正确位置，也就是此时球体266偏离锥状凹面245的最深处， 而使得在托盘10上的多个电子元件12可准确与测试头30的多个测试端子32接触，而一次完成整个托盘10上的所述多个电子元件12的测试。由上可知，本发明的浮动定位装置20省去由取放装置一个一个取出电子元件12的搬运流程，进而大幅提高测试的效率。

虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例幷非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。