專利名稱：取放待測電子元件的方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種取放待測電子元件的方法與裝置，特別是有關于以兩種不同彈性系數的彈性裝置來產生兩階段的壓縮的取放待測電子元件的方法與裝置。
背景技術：
電子元件于制造完成后通常需要經過測試，才能確定是否能夠達到預設的功能。在測試時，通常是將整批的電子元件放置于測試機臺(tester)的托盤(tray)中，由測試機臺上的取放裝置(handler)將一個或數個電子元件取放到擺梭裝置(shuttle means)，接著由擺梭裝置將待測電子元件運送至測試區(qū)，再由測試區(qū)的取放裝置將電子元件吸起，再搬移到插座(socket)以進行測試，并且在測試完成后，將電子元件交回擺梭裝置運回托盤區(qū)，再依測試結果將電子元件放入合格托盤或不合格的托盤中。
傳統(tǒng)上，由取放裝置以一軟式吸頭，以真空吸取方式來吸附已完成封裝的待測電子元件的上表面(即平整的表面)，然后再將吸起的電子元件移到測試機臺后，以一下壓動作來將電子元件中具有多端子(pads)的下表面與插座中的測試端子(pogo pins)接觸，以便進行電子元件的測試。為配合前述的測試過程，傳統(tǒng)電子元件在設計上，通常將端子集中在下表面，并且保持上表面平整。一般而言，電子元件的各端子的配置上相當精準，但由于電子元件在封裝時的精確度有可能不足，使得電子元件的厚度不均勻，因而造成電子元件在被吸附的過程中，可能確保了上表面保持水平，而下表面卻有著垂直角度上的誤差。
為解決這樣的問題，通常在取放裝置上裝置一彈簧裝置，利用彈簧的彈性來將待測電子元件的下表面推平以貼合測試機臺上的插座。同時，為確保電子元件在吸附時不會因旋轉或錯動而造成水平的偏移，因此會在吸附頭的周圍安裝一組定位導板(floating site)，讓待測電子元在被吸附時，能滑入定位導板所圍成的區(qū)域，來將待測電子元件限制在一固定位置。
如圖1A所示，取放裝置10包含有吸附頭12、定位導板14與彈簧裝置16。取放裝置10利用真空吸附方式，由吸附頭12產生吸力來將待測電子元件18吸附，并且待測電子元件18會被吸附滑入定位導板14而被固定在特定位置中，如圖1B所示。另外，彈簧裝置16可在待測電子元件18被下壓時，平均分攤待測電子元件18表面的壓力以做為緩沖，減低端子受損的情形。
此外，待測電子元件18在滑入定位導板14時，可能產生歪斜的情形，因此圖1B中的吸附頭12為一種軟式的吸附頭，因此當待測電子元件18在被吸引后，因受力不平均而造成一邊先滑入定位導板14時，如圖1C所示，軟式吸附頭12因具有彈性而能夠產生形變來貼合待測電子元件18，進而將待測電子元件18的其它部份拉平，如圖1B所示。因此，定位導板用來局限電子元件的范圍需預留比待測電子元件18稍大的空間，以避免在吸附時，由于空間過小而使待測電子元件18與定位導板14的間產生過大的磨擦力而卡住或歪斜。然而，現今，隨著電子元件的端子數目大量增加，故對各端子間的精準度要求越來越高，致使定位導板14能預留空間的容忍范圍也越來越小，也因此造成吸附的瞬間讓待測電子元件18滑入定位導板14也越來越困難。
另外，為配合產品多樣化的需要，已有許多的電子元件需要同時在封裝的上表面與下表面，同時裝配端子或其它特殊配件，例如電子耦合裝置180(Charge Coupled Device；CCD)，其通常在一個表面配置一層感光層184以接收光線，并在另一個表面配置端子182來與外界接觸，如圖1D所示。然而在測試時，所需要的測試光源需由測試機臺發(fā)出，因此需要將感光層做為下表面，而端子182則作為上表面。此時，如圖1E所示，取放裝置10除了原本的吸附頭12外，還需要裝配與上表面端子182相應的測試端子(pogo pins)102，這些測試端子102再由其它的接點來與測試機臺接觸以傳達測試訊號。據此，當待測電子元件18被吸附時，便有可能因滑入定位導板14時，因吸取角度的偏差，使得上表面的端子182與測試端子102碰撞，造成測試端子102受損或使吸附頭12破真空而造成待測電子元件18掉落，如圖1F所示。
因此如何讓兩面皆裝配配件的電子元件18，在取放時不會因為上表面的端子碰撞測試端子，并且能夠讓待測電子元件更精準地順利滑入定位導板，來避免因取放失敗造成效能低落，為現今電子元件在進行測試上的一大課題。

發(fā)明內容
基于前述的動機，本發(fā)明提出一種取放待測電子元件的方法與裝置，以用來避免先前技術中的待測電子元件在滑入定位導板時，因歪斜而使得上表面的端子撞擊到測試端子，進而造成端子或測試端子受損、或待測電子元件掉落的問題。
本發(fā)明的一主要目的是為了避免取放裝置在吸附過程中，因待測電子元件上表面上的端子碰撞到測試端子而造成端子受損或造成待測電子元件掉落，因此本發(fā)明在電子元件被吸附時，讓端子與測試端子保持一段距離，來避免碰撞的問題。
為達上述目的，本發(fā)明的一種取放待測電子元件的裝置，其特征是，包含一吸附裝置，該吸附裝置設于一氣密空間中，其包含至少一條吸管，該吸管的一端用來吸附一待測電子元件，另一端則與該氣密空間連通，且該待測電子元件被吸附的表面包含復數個端子；
一基座，該基座包含該氣密空間、一定位導板與復數個測試端子，該氣密空間的兩端開口分別與一吸氣裝置及該吸附裝置相接觸以形成該氣密空間，其中該吸附裝置被限制在該氣密空間中的一第一位置與一第二位置間移動，并且與該氣密空間保持氣密接觸；以及一排氣裝置，用以抽氣來產生一吸力，各該吸管通過該吸力來吸附該待測電子元件，在該待測電子元件被吸附后，連帶拉動該吸附裝置與該待測電子元件至該定位導板所限制的一固定位置，并且在該吸力消失后，該氣密空間恢復該吸附裝置至該第一位置；其中，該吸氣裝置以吹氣來產生一推力，用來恢復被壓縮的氣密空間，該端子與該測試端子在該吸附裝置被移至該第二位置時，保持一段距離。
本發(fā)明的另一主要目的是提供一種取放待測電子元件的方法，該方法是為了讓待測電子元件能更精準地滑入誤差范圍越來越小的定位導板，因此本發(fā)明利用吸附時的吸力來造成第一階段的收縮，將電子元件吸附后拉入定位導板，避免待測電子元件被吸附時，因碰觸到定位導引的反作用力而造成偏差的情形。
為達上述目的，本發(fā)明的一種取放待測電子元件的方法，其特征是，包含形成一吸引力量，通過一吸氣裝置抽氣所產生的一吸力來使一吸附裝置吸附一待測電子元件，進而通過一氣密空間形成該吸引力量，且該待測電子元件被吸附的一表面上包含復數個端子；形成第一段收縮，通過該吸引力量來使該吸附裝置在該氣密空間中移動，以形成該第一段收縮，來將該待測電子元件被導入一固定位置中；形成第二段收縮，通過一下壓力量來使得該待測電子元件的復數個端子與相應的復數個測試端子形成接觸，以進行測試；以及恢復該氣密空間。
綜上所述，本發(fā)明是利用兩種不同彈性系數的彈性裝置來產生兩階段的壓縮，其中以第一階段的壓縮來將所吸附的待測電子元件移至定位導板(floating site)，用以固定待測電子元件的位置，此時待測電子元件的端子(pads)與測試端子(pogo pins)并不接觸，因此待測電子元件的端子與測試端子不會相互碰撞或抵觸，而使得吸附頭被破真空并造成待測電子元件掉落的問題。此外，在待測電子元件被移至測試機臺上的測試端子時，再以第二段的壓縮來使得待測電子元件的端子與測試端子接觸來完成測試。當測試完畢后，釋放第二階段的壓縮，使得待測電子元件的端子與測試端子分離，再將待測電子元件移至拖盤區(qū)破真空來釋放，同時也釋放第一階段的壓縮。


本發(fā)明相對于先前技術的優(yōu)點與好處在于參考下列附圖與具體實施例比較后將更容易顯現，其中圖1A至圖1F為先前技術的裝置示意圖；圖2A至圖2D為本發(fā)明的一具體實施例的裝置示意3為本發(fā)明的具體實施例的另一裝置示意圖；以及圖4為本發(fā)明的另一具體實施例的流程示意圖。
圖中符號說明10，100取放裝置102測試端子12 吸附頭14 定位導板16 彈性裝置18 電子元件180CCD182端子184感光層22 吸附裝置
222 吸管224 連接端24 基座242 氣密空間244 定位導板246 測試端子26 吸氣裝置28 電子元件282 端子30 第一彈性裝置32 第二彈性裝置具體實施方式
本發(fā)明一些實施例詳細描述如下。然而，除了詳細描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實施例施行，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以所述的專利范圍為準。
再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發(fā)明，附圖內各部分并沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其它相關尺度相比已經被夸張；不相關的細節(jié)部分也未完全繪出，以求附圖的簡潔。
本發(fā)明是利用一個或多個吸管來吸附電子元件，各吸管被固定在一吸附裝置上，并且各吸管的其中一端被用來吸附電子元件，而另一端通往一氣密空間，并利用吸氣裝置(例如泵)對氣密空間抽氣以形成真空，來使得各吸管產生吸力以吸附待測電子元件。由于待測電子元件被吸附后，各吸管形成氣密，使得氣密空間也形成氣密，進而壓縮氣密空間而形成第一段收縮，來將待測電子元件拉入定位導板所限制的范圍中。因此待測電子元件是先被吸附后，才被拉入定位導板所限制的范圍中，如此，避免了因吸附時受力不均而造成歪斜的情形，同時也讓待測電子元件更精準地滑入定位導板所限制的范圍內，也意謂著定位導板所限制的范圍中，用來預留的空間可以更小。另外，待測電子元件用來被吸附的表面上可能密布許多端子，可用多個吸管來吸附電子元件表面上未配置端子的處，用來分攤吸附電子元件的吸力，因此本發(fā)明所能夠吸附的電子元件不會因電子元件被吸附表面的端子位置而有所限制。此外，當完成待測電子元件的測試時，吸氣裝置即不再吸氣，并需將氣密空間恢復為原本大小(即所謂的破真空)，此時可利用吸氣裝置的吹氣來達成，或利用一彈性裝置(如彈簧或彈性泡棉)來恢復。
據此，本發(fā)明的一具體實施例是一種待測電子元件的取放裝置100，如圖2A所示，其包含有一基座24、一吸附裝置22與一吸氣裝置26。吸附裝置22位于基座24的一氣密空間242中，分別包含有一條或復數條的吸管222，此吸管222可為一軟性材質或一具有伸縮功能的管子。當吸氣裝置26進行吸氣時，會使氣密空間242及吸管222形成負壓，因而產生吸引力來吸附待測電子元件28的具有端子的表面。當吸管222完成待測電子元件28的吸附后，會進一步使得氣密空間242產生更大的負壓，故會使得整個吸附裝置22及待測電子元件28一起被吸引至氣密空間242的頂端，完成第一段的收縮。
此外，基座24上配置有定位導板244、復數個測試端子246與一氣密空間242。氣密空間242的一第一開口用來連接一吸氣裝置26，另一第二開口用來容納吸附裝置22，吸附裝置22與氣密空間242的間為氣密接觸，亦即吸附裝置22與氣密空間242的間的間距很小，氣體不易或不能從中泄露。此外，吸附裝置22的一連接端224可在氣密空間242內移動，但被限制在一”x”的范圍中移動，亦即吸附裝置22僅能在一定范圍內活動。吸附裝置22于吸氣裝置26未抽氣時被置于較靠近吸附端(即定義為第一位置)，當吸氣裝置26抽氣時，氣體僅能自吸附裝置22的吸管222進入，并且在各吸管222因吸附待測電子元件28而被堵住時，會使氣密空間242內形成一個由第一開口到吸附端的間的氣密空間。由于不斷的吸氣，氣密空間因而被壓縮，使得吸附裝置22由第一位置被移到吸氣裝置26的第二位置(即氣密空間242的頂端)，如圖2B所示。由于第一段收縮的位移被限定為”x”，故可通過對”x”位移的適當設計與控制，使得待測電子元件28上的端子282與測試端子246保持一段距離，來避免碰撞的問題。
再者，本發(fā)明的吸附裝置22中，更包含一具有第一彈性系數的第一彈性裝置30，此第一彈性裝置30可由彈簧或彈性泡棉來形成。當吸管222完成待測電子元件28的吸附后，會使得整個吸附裝置22及待測電子元件28一起被吸引至氣密空間242的頂端(即為第二位置)，以完成第一段的收縮。由于第一彈性裝置30具有吸收應力的作用，除可作為一緩沖裝置來吸收第一段收縮所產生的壓力，以降低待測電子元件28所受的應力外，還可用來調整待測電子元件28被吸附后，保持水平的姿態(tài)，以便控制待測電子元件28的端子282與測試端子246的間的距離，如此，即可避免待測電子元件28上的端子282在第一段收縮時，直接碰撞到測試端子246，如圖2C所示。
上述的取放裝置10在待測電子元件28被吸附到吸管222，并再被拉向第二開口一段”x”的位移距離后，此時，待測電子元件28已被精確的導入定位導板244所限制的范圍中。然后，當待測電子元件28被移到測試機臺的一插座位置(未于圖中顯示)時，可通過測試機臺所提供的一下壓的動作來產生一第二段收縮，使待測電子元件28與插座接合，同時當此下壓力量大于該第一彈性系數時，可進一步再壓縮第一彈性裝置30，讓端子282與測試端子246接觸以進行測試，如圖2D所示。同樣的，由于第一彈性裝置30具有吸收應力的作用，因此可作為一緩沖裝置來吸收第二段收縮所產生的壓力，使得端子282與測試端子246以較緩和的力量完成接觸，可避免過大的第二段收縮力量造成待測電子元件28或測試端子246的損壞。
最后，當待測電子元件28完成測試后，測試機臺會終止該下壓的力量，并提供一上拉的力量，以使待測電子元件28脫離插座。此時，第一彈性裝置30亦會同時將端子282與測試端子246分離。接著，吸氣裝置26進行吹氣(即破真空)并讓待測電子元件28掉落至托盤中。由于破真空后，吸氣裝置26讓氣體流入氣密空間242，使得氣密空間242的氣壓等于外部的氣壓，使得吸附裝置22會下降至第一位置。
此外，為了確定吸附裝置22能精確的退回至第一位置，以便能保持吸管222與待測電子元件28間的距離，以確保吸附裝置22即定的吸引力能有效的吸附到待測電子元件28，本發(fā)明進一步提出另一實施例，如圖3所示。在本實施例中，于先前取放裝置100的氣密空間242中置入一具體第二彈性系數的第二彈性裝置32，利用此第二彈性裝置32來控制吸附裝置22在氣密信道中的位置，其中第二彈性裝置32的第二彈性系數必須小于第一彈性裝置30的第一彈性系數，如此才能使吸氣裝置26所產生的第一段收縮的吸力壓縮第二彈性裝置32的同時，并不足夠讓第一彈性裝置30收縮，而使得端子282與測試端子246維持一距離而不接觸。而于待測電子元件28完成測試后并破真空后，吸氣裝置26讓空氣流入氣密空間242，使得氣密空間242的氣壓等于外部的氣壓，此時吸附裝置22可通過第二彈性裝置32的第二彈性系數的舒展，而將吸氣裝置26下壓至第一位置。
此外，上述的第一彈性裝置30與第二彈性裝置32可由一個或多個彈性元件所構成，如以環(huán)形套環(huán)、泡棉或彈簧來構成，本發(fā)明對構成彈性裝置的種類與數量并不加以限制。
據此，綜合上述的揭示，本發(fā)明提出一種取放待測電子元件方法的具體實施例，如圖4所示。首先，如步驟410，在一種取放待測電子元件的裝置中，通過一吸氣裝置26抽氣所產生的一吸力來吸附一待測電子元件28，以使一氣密空間242形成一吸引力，該取放待測電子元件的裝置已詳述于前一實施例，在此不再詳述。接下來，如步驟420所述，通過氣密空間242所形成的吸引力來產生第一段收縮的力量，以將氣密空間242封閉并同時將待測電子元件28導入定位導板244所限制的固定位置中，其中測試端子246與待測電子元件的端子282保持不接觸。然后，如步驟430所述，通過取放裝置100所施于的下壓力量來形成第二段的收縮，以使待測電子元件28上的端子282與測試端子246完成接觸，以進行測試，其中更通過一第一彈性裝置30來作為緩沖，以使待測電子元件28上的端子282與測試端子246能適當的接觸。最后，如步驟440所述，待釋放待測電子元件28后，恢復氣密空間242的位置，其中恢復氣密空間242，可進一步通過一第二彈性裝置32來確保氣密空間242已確實地恢復至適當的位置。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請專利權利；同時以上的描述，對于熟知本技術領域的專門人士應可明了及實施，因此其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在所述的權利要求范圍中。
權利要求
1.一種取放待測電子元件的裝置，其特征是，包含一吸附裝置，該吸附裝置設于一氣密空間中，其包含至少一條吸管，該吸管的一端用來吸附一待測電子元件，另一端則與該氣密空間連通，且該待測電子元件被吸附的表面包含復數個端子；一基座，該基座包含該氣密空間、一定位導板與復數個測試端子，該氣密空間的兩端開口分別與一吸氣裝置及該吸附裝置相接觸以形成該氣密空間，其中該吸附裝置被限制在該氣密空間中的一第一位置與一第二位置間移動，并且與該氣密空間保持氣密接觸；以及一排氣裝置，用以抽氣來產生一吸力，各該吸管通過該吸力來吸附該待測電子元件，在該待測電子元件被吸附后，連帶拉動該吸附裝置與該待測電子元件至該定位導板所限制的一固定位置，并且在該吸力消失后，該氣密空間恢復該吸附裝置至該第一位置；其中，該吸氣裝置以吹氣來產生一推力，用來恢復被壓縮的氣密空間，該端子與該測試端子在該吸附裝置被移至該第二位置時，保持一段距離。
2.如權利要求1所述的取放待測電子元件的裝置，其特征是，該吸附裝置更包含一具有第一彈性系數的一第一彈性裝置，該第一彈性裝置與該吸管相結合，當該第一彈性裝置在該吸附裝置被移至該第二位置時，通過該第一彈性裝置的該第一彈性系數來控制該端子與該測試端子的間的距離，以使該端子與該測試端子不接觸，而當該第一彈性裝置于受到大于該第一彈性系數的一壓力時，因該第一彈性裝置的收縮而使該端子與該測試端子接觸。
3.如權利要求2所述的取放待測電子元件的裝置，其特征是，該第一彈性裝置為一彈簧或一彈性泡棉。
4.如權利要求1所述的取放待測電子元件的裝置，其特征是，該氣密空間更包含具有一第二彈性系數的一第二彈性裝置，用以控制該吸附裝置位于該第一位置與該第二位置間的位置，當該第二彈性裝置于該待測電子元件被吸附后，受到該吸力而壓縮，并于該吸力消失后，該第二彈性裝置舒展以恢復被壓縮的氣密空間。
5.如權利要求4所述的取放待測電子元件的裝置，其特征是，上述的該第二彈性裝置為一彈簧或一彈性泡棉。
6.如權利要求2或4所述的取放待測電子元件的裝置，其特征是，該第二彈性裝置的該第二彈性系數小于該第一彈性裝置的該第一彈性系數。
7.一種取放待測電子元件的方法，其特征是，包含形成一吸引力量，通過一吸氣裝置抽氣所產生的一吸力來使一吸附裝置吸附一待測電子元件，進而通過一氣密空間形成該吸引力量，且該待測電子元件被吸附的一表面上包含復數個端子；形成第一段收縮，通過該吸引力量來使該吸附裝置在該氣密空間中移動，以形成該第一段收縮，來將該待測電子元件被導入一固定位置中；形成第二段收縮，通過一下壓力量來使得該待測電子元件的復數個端子與相應的復數個測試端子形成接觸，以進行測試；以及恢復該氣密空間。
8.如權利要求7所述的取放待測電子元件的方法，其特征是，該吸附裝置中更包含一具有第一彈性系數的一第一彈性裝置，且該第一彈性裝置由一彈簧或一彈性泡棉所組成，在形成該第一段收縮后，通過該第一彈性裝置來使該待測電子元件的復數個端子與相應的該復數個測試端子不接觸。
9.如權利要求7所述的取放待測電子元件的方法，其特征是，該第二段收縮的下壓力量由一測試機臺提供，且該下壓力量大于該第一彈性裝置的彈性系數。
10.如權利要求7所述的取放待測電子元件的方法，其特征是，該氣密空間更包含一具有第二彈性系數的一第二彈性裝置，且該第二彈性裝置由一彈簧或一彈性泡棉所組成，在該待測電子元件被吸附后，受到該吸引力量而壓縮，并于該吸引力量消失后，通過該第二彈性裝置的第二彈性系數來舒展以恢復被壓縮的氣密空間。
全文摘要
本發(fā)明涉及取放待測電子元件的方法與裝置，該發(fā)明包括一吸附裝置，一基座，一排氣裝置，其中，該吸氣裝置以吹氣來產生一推力，用來恢復被壓縮的氣密空間，該端子與該測試端子在該吸附裝置被移至該第二位置時，保持一段距離。該發(fā)明是利用兩種不同彈性系數的彈性裝置來產生兩階段的壓縮，以第一階段的壓縮來將所吸附的待測電子元件移至定位導板以固定待測電子元件的位置，此時待測電子元件的端子與測試端子并不接觸，因此不會因待測電子元件的端子與測試端子的抵觸而使得吸附頭被破真空，避免了電子元件因而掉落的問題，并且在待測電子元件被移至測試機臺時，再以第二段的壓縮來使得待測電子元件的端子與受測端子接觸來完成測試。
文檔編號G01R31/01GK1740797SQ20041006831
公開日2006年3月1日 申請日期2004年8月27日 優(yōu)先權日2004年8月27日
發(fā)明者張久芳, 林源記, 張世寶, 林殿方 申請人:京元電子股份有限公司