专利名称：元件托盘和把元件准确放进该托盘的装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及集成电路元件或集成电路芯片的操持、包装、储藏和运输，特别涉及放置一片或多片芯片并保护总片不受损坏的托盘以及毫无损伤地把总片准确放入托盘的一种装置。
集成电路元件或芯片一般用半导体材料制成，其中形成有所需电路。这些芯片上一般伸出有许多电引线，因此一不小心，就易损坏。
这类芯片从总片从芯片制造商大量运送给电子器件制造商、芯片批发商等。批发商一般把大量芯片拆成较少量芯片后运到小制造商、另售商、修理站、个人用户等等手中。
为了保护较少数量芯片不受损坏，批发商一般把一片或多片芯片放入某种托盘中或其它容器中后包装好托盘和芯片以便运输。若需要一个以上的托盘，一般把现有托盘堆成一堆后用带子缚在一起，如图2所示，以防止该芯片堆散开而损坏芯片。
在把芯片从散货集装容器移送到较小托盘中时须十分小心，以免损坏芯片，一般包括损坏从芯片伸出的电引线。自动拾放装置一般可作这一工作，但极昂贵和复杂，非一般芯片批发商所能负担。
用于这类自动拾放装置的托盘依靠使用托盘的一倒角实现现有托盘的定位。但这类倒角式定位由于存在容隙而无法精确，从而导致定位不准而损坏芯片。
因此希望提供一种集成电路元件或芯片托盘，它可装入一片或多片芯片，在操持、储藏和运输过程中保护芯片不受损坏，并可用一与托盘相同材料制成的连接件连接到一同样的托盘上。本发明还提供一种低成本装置，供批发商等用来把芯片从散货集装容器移送到这些托盘中而不损坏芯片或其上的电引线。
本发明可用于集成电路元件或芯片、特别是对芯片批发商有用的较小数量芯片的安全操持、包装、储藏和运输。按照本发明的一个方面，提供了一种用来放置一片或多片芯片的托盘，按照本发明的另一方面，提供了一种把芯片从散货集装容器等准确、安全地移送到托盘中的装置。
本发明的托盘设计成可与一个或多个其它同样的托盘叠放在一起，并包括把这些托盘牢固连接在一起的一锁紧件。用户可很方便地、最好是以“扭锁”方式操纵该锁紧件并不致损坏托盘中的芯片。最好是，两个托盘牢固连接在一起，其中，底下的托盘装有一定数量的芯片，而顶上的托盘空着，只用作固定并保护底下托盘中的芯片的盖子。
本发明的移送装置最好为一手动拾放式装置，用户可很方便地操纵它而把芯片从散货托盘或类似容器移送到本发明的托盘中。一旦用一真空头吸住一芯片，操作员就可方便地把有待放置的芯片置于相对于托盘的合适位置口，而此时托盘准确定位在用来准确放置芯片的该移送装置上。
从下述本发明的说明、权利要求和附图中可更清楚看出本发明的许多其它特征和优点。
图1为本发明的托盘的俯视图，包括以局部剖视图表示的、放置在托盘的一凹座中的一集成电路芯片；图2为用一带子系紧在一起的若干现有托盘的立体图；图3为本发明的两个托盘的侧视图，表示它们叠放在一起；图4为表示本发明托盘的对准结构的放大分解立体图；图5为本发明扭锁式连接件与本发明两个托盘的相应部分的分解立体图，表示这两个托盘用该连接件紧固在一起；图6为本发明托盘的底部的放下立体图，表示本发明连接件的扭锁式连接的细节；图7为托盘和连接件的一部分的局部放大剖面图，表示两者之间的连接细节；图8为本发明捡放装置的立体图；图9为图8装置的一对准件的局部放大立体图；以及图10为本发明芯片吸头的放大仰视立体图。
尽管本发明可有种不同形式的实施例，但本说明书和附图只公开作为本发明例子的一种或几种实施例。本发明并不只限于所述实施例，本发明范围指出在后附权利要求书中。
为便于说明起见，本发明的各种装置以其典型工作位置予以说明，因此例如上部、下部、水平等等术语均为相对于这些位置而言。但是应该指出，本发明的各种装置可以不同于所述位置的方向制造、储藏、运输和出售。
表示本发明各种装置的实施例的某些附图示出了熟悉本技术领域的人士一眼就能看出的普通元件、结构细节和机构元件。但是，这类元件的详细说明对了解本发明是无关紧要的，因此其说明从略。
请参看图1，本发明的托盘一般用标号10表示。托盘10用来放置一片或多片芯片12，以便在操持、包装、储藏和运输过程中保护芯片12。
如图3所示，托盘10可叠放，以给底托盘10提供一顶盖或在运输中增加芯片12的数量。可使用图5所示一扭锁式固紧件或连接件14使至少两个托盘10成叠置结构。
如图8所示，托盘10最好设计成可与一种把芯片12毫无损坏地准确装入托盘10中的拾放装置16一同使用。该装置16最好可用手操作、基本为便携式，它以下文详述的方式把芯片12从散货集装容器18移送到托盘10。
下面首先详述托盘10，然后详述装置16的结构和工作情况。
如图1所示，托盘10大致为长方形并用塑料之类材料制成整件式。托盘10的材料最好耐热，从而需要时可在托盘10中处理芯片12。
托盘10包括一定数量的凹座或插座20，每一凹座或插座装入一芯片12。尽管图中示出4个凹座20，但凹座20的数量可变动。
每一凹座20的形状做成可装入一定形状的芯片12，在本实施例中为正方形。但是，凹座20的具体形状可根据芯片12的形状而变动。
各凹座20由一基部22和一外框部24互连。基部22的形状做成可装上扭锁式连接件14，而外框部24提高了托盘10的稳定性并隔置和叠放托盘10。
每一凹座20包括一底面26、一直立的方形或长方形台架28和一穿过台架28的中心孔30。台架28支撑芯片12的主体12a，而芯片12的“鸥翼”式引线12b可伸展在台架18的边沿上。
为了把托盘10与拾放装置16对准，每一托盘10的外框部24的外表面上有一个或多个对位或配准凹口32。凹口32形成装置16的相应销钉的插座而使托盘10相对装置16精确定位，这在下文详述。
在本发明一优选实施例中，托盘10包括三个凹口32。一凹口32a位于托盘10的第一短连34上，两个凹口32b和32c位于托盘10另一第二短边36上。托盘10的两相对长边38和40上最好不设凹口32。
为了使托盘10相对于装置16定位，凹口32b和32c位于与托盘10的纵轴线等距离处，且凹口32a与凹口2b位于一直线上。因此，凹口32确保相对于托盘10的中心线的对位，而不是相对于托盘的转角或边缘对位，从而提高了托盘10在装置16上的定位准确性。
如图3和4所示，为了使两个托盘10的一个叠放在另一个顶上，每一托盘10的顶面42沿其周边有一直立凸脊44，凸脊44至少有一切口46。每一托盘10的底面48沿其周边有一下垂凸脊50，凸脊50至少有一可插入切口46中的凸块52。
最好是，切口46和对应凸块52设在各边34-40的中央处，但应指出，切口46和凸块52的数量、大小、形状和位置可有变动，只要它们互相配合而可按要求叠放各托盘即可。
为了使两个托盘10固紧在一起而堆成一叠，可使用扭锁连接件14。如图5所示，连接件14包括一主体件54和最好为4个的、从主体件54的边上下悬的与之连成一体的腿件56。各腿件56穿过托盘10基部22上的孔58后如下文所述固定在托盘10的背面60上。
每一腿件56包括与主体件54连接的第一根部端62和第二相对顶端64。腿件56的长度最好选择成可安装两个托盘10，但用腿件56安装的托盘10的数量可变动。
如图5-7所示，腿件56的顶端64上有一通过从一每一腿件56上横向伸出的件68而与该腿件56连接的球形件66。该球形件66嵌入托盘10背面60上的对应凹座70中。
因此，在各腿件56的球形件66穿过孔58后，顺时针扭转连接件14，直到各球形件66嵌入对应凹座70中。为帮助转动连接件14，该主体件上有供螺丝刀等插入的槽口72。
若要分开托盘10，只须逆时针扭转连接件14而使球形件66从凹座70中脱出。然后从孔58中抽出腿件56。
应该指出，连接件14使托盘10在中心处夹紧，而托盘10设计成在装配连接件14的托盘10的基部22可稍稍挠曲。该挠曲使连接件14可移入其位置并防止顶上的托盘10损坏该堆叠中底下的托盘10中的芯片12。同时，基部22的挠曲使外框部24卡得更紧从而提高托盘叠的稳定性。
托叠中的顶托盘10最好不装芯片12而只用作固定并保护托盘叠的底托盘10中的芯片12。但需要时也可在托盘叠的顶托盘10中装上芯片12并另用办法将其固定。
下面详述拾放装置16。装置16最好设计成可作正交运动并基本包括一底座80、一可动臂82和一具有一头部84a的集成电路芯片对齐抓取头组件84。
简单说，在工作时，头组件84用一微小吸力吸持芯片12从而从一散货集装容器或托盘18移出该芯片并把它放入托盘10的凹座20中。该装置16基本为手动，并毫不损伤芯片12或引线12b地准确放置芯片12。
底座80包括供放置一个或多个托盘10的第一部分86和放置由散货集装容器或托盘18携带的芯片12的第二部分88。第一部分86上对于每一托盘10来说有两个啮合销钉90，它们设置成可插入托盘10的凹口2a和32b。
因此，销钉90使托盘10在底座80上准确定位，从而托盘10在底座80上无法轻易移动。应该指出，销钉90和/或凹口32可用其它部件代替，只要托盘10的中心线获得所需的准确定位即可。
为确保芯片12在托盘10的相应凹座20中的准确定位，装置16包括一定位系统，该定位系统包括一与头组件84联动的定位臂92和在底座80上的一对应定位板94。该定位臂92包括两根可插入插入位于定位板94中的所需对应孔98中的定位销96。
当销96与两孔98对准时，头组件84的头部84a正好位于可把芯片12放入托盘10一定凹座20中的位置上。如图9所示，为了确保对准并防止销96卡在孔98中，一销96a包括一球状端部100以及球100上方的一可脱开轴102，而另一销96b做成一扁平矛头104以及该矛头104上方的全尺寸轴106。
可动臂件82包括第一部分和第二部分108和110，如在现有技术中那样，这些部分中装有皮带装置，以便做正交运动。第一部分108经一支柱112与底座80连接，一真空管路114穿过第一和第二部分108和110而连接到头组件84上。
拾起组件116与第二部分110的顶端118连接，而头组件84和定位销92牢固连接在拾起组件116上。此外，为帮助操作员使销82定位，一手轮120位于拾取组件116顶上。
手轮120最好包括按钮122，以便启动真空管路114抽吸头部84a。为有助于揿动按钮122并移动头部84a，按钮122上最好制有凹槽124。
拾取组件116中装有第一弹簧(未画出)，用来升降整个臂82，以便拾取芯片12并移动芯片12。此外，为了帮助操作员“感觉”芯片12的位置并防止损坏芯片12的引线126，头组件84中装有一小弹簧(未画出)。
如图10所示，头部84a包括柄126和芯片吸持部128。柄126沿盘周边有一凹槽130。以便反柄126卡紧在拾取组件116中。为了便柄126无法相对拾取组件116移动，凹槽130中有一可插入拾取组件116中的一对应件(未画出)的掣手132。
芯片吸持部128的形状与芯片12相同，在本实施例中，大致为方形或长方形平面件，沿着其周边有下垂侧壁134。为便于头部84a相对于芯片12的定位，壁134向下倾斜。此外，为了当切断孔138的真空时释放芯片12并为了确保除非芯片12位置放准时才能用真空吸附芯片12，侧壁134在每一角落近旁有一通道136。
工作时，一个或多个空托盘10放在底座80的第一部分86口而一可能装有大量芯片12的散货矩阵托盘18放置在底座80的第二部分88上。操作员抓住手轮120并移动臂82使头84位于放置在散货矩阵托盘18中的一芯片12上方。放下头84并使芯片12被侧壁134围住，以便用孔138的真空吸附芯片12。
当芯片12正确地位于头84a中时，真空吸持芯片12并举起手轮120和臂82从而比方说以箭头“A”所示方向把芯片12举出散货矩阵托盘18。然后比方说以箭头“B”所示方向把臂82、头组件84和头84a移动一托盘10的一凹座20上方位置上。
当降下头84a时，定位臂92的销96以与上述凹座20的位置对应的位置与定位版94的孔98对准。一旦把芯片12放入该凹座20中，就按下手轮120的按钮而切断真空而从头84a释放该芯片12。可重复这一过程，直到把所需数量的芯片12装入托盘10中。
为了防止芯片从托盘10中脱落并保护芯片12，可用上述扭锁连接件14把位于该装置16上的托盘10固紧到另一托盘10上。然后可按要求储藏或运送这两个托盘10。
可按上述说明对本发明作出种种修正和改动。应该指出，在权利要求的范围内，也可用与上面具体说明不同的实施例实施本发明。
权利要求
1.一种集成电路元件托盘，它包括一基部；若干与所述基部连接并围绕所述基部放置成一定型式的凹座，每一凹座中可装入一集成电路元件；以及固紧装置，用来方便连接所述托盘的基部与另一物件，以在其间构成可拆卸的啮合，并用来重复啮合和拆开所述盘和所述物件以及用来挠曲所述凹座之间的所述基部，以便使所述托盘与所述物件的外边卡得更紧。
2.按权利要求1所述的托盘，其中，所述基部包括至少一个穿过该基部的孔；所述固紧装置包括一啮合件，该啮合件包括至少一可穿过所述孔的腿件，以使所述托盘与所述物件扭锁啮合。
3.按权利要求1所述的托盘，其中，所述基部基本位于所述托盘的中央，所述基部在相对所述托盘的外边缘固紧时发生挠曲以使所述外边缘扣紧，从而提高稳定性。
4.一种集成电路元件托盘，它包括至少一凹座，它的形状做成可装纳至少一个集成电路元件；以及使所述托盘的中心线相对另一物件准确定位的对准装置。
5.一种把集成电路元件从散装集装器传送到一种用于操持、储藏和运输的托盘的手动系统，它包括一个具有至少一凹座的托盘，该凹座的形状做成可装纳至少一个集成电路元件；以及一个传送所述元件的装置，所述装置包括用来接纳一个或多个托盘的第一部分和手动传送装置，该手传送装置可从散货集装器抓取所需元件、方便地传送所述元件并使所述元件相对所述托盘的所述凹座正确定位并移放所述元件以使把所述元件正确放置在所述凹座中。
6.按权利要求5所述的系统；其中，所述托盘包括一用来与所述装置的所述第一部分对准的对准件，以便使所述托盘的中心线相对所述装置正确定位。
7.按权利要求5所述的系统，其中，所述装置包括至少一臂件，以便正交定位所述臂件的一头部，所述头部有一与之配合的真空用来吸持所述元件，并包括一用来切断该真空从而从所述头部口释放所述元件的开关。
8.按权利要求7所述的系统，其中，所述装置包括一个与至少一连接到所述臂件上的定位销配合的定位板，以便使所述头部相对于所述托盘的所述凹座正确定位。
全文摘要
一种用来放置集成电路元件或芯片的托盘以及一种把芯片批量供应装置传送到该托盘的装置。托盘在芯片操持、储藏和运输中保护芯片不受损坏并可很容易地并反复地以可拆开方式与另一同样的托盘连接，它设计成可正确地与该装置对准。该装置为手动式，并可方便地传送芯片而不损坏芯片。
文档编号H01L21/673GK1126688SQ9511766
公开日1996年7月17日 申请日期1995年10月26日 优先权日1994年10月27日
发明者罗德尼·E·克里斯普, 特里·W·戴维斯, 斯蒂芬·B·范欧格 申请人:伊利诺斯工具制造公司