專利名稱：用于電子器件的可剝離混合托盤系統(tǒng)的制作方法
用于電子器件的可剝離混合托盤系統(tǒng)
背景技術(shù)：
由注模法制成的托盤經(jīng)常在集成電路(IC)和半導(dǎo)體工業(yè)中用于輸送敏感元件。這些托盤在例如JEDEC、EIAJ、EIA等多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中均有所涉及。托盤利用注模法以例如PPO、PPE、PP、PC、PSU、PES、PAS和ABS等多種聚合物制造。聚合物通常被填充用于提供強(qiáng)度和導(dǎo)電性。經(jīng)常會使用多種材料例如滑石、碳纖維、碳粉、金屬纖維以及其他常用的聚合物填料。托盤最常見的用途是在組裝、測試和配電的各個階段輸送并保護(hù)元件。每一個托盤都包含卡槽，每一個卡槽都被設(shè)計用于接納元件。元件牢固地安放在卡槽內(nèi)以盡量使其無法自由移動。在每一個托盤內(nèi)，卡槽都根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)被設(shè)置為矩形矩陣并且具有規(guī)則的間距，目的是為了有助于機(jī)械手的抓取和放置操作。根據(jù)元件的尺寸和矩形矩陣的間距，一個托盤通常能夠容納I到2500個元件。新的托盤經(jīng)常要針對例如元件尺寸和類型等每一種要求來進(jìn)行設(shè)計。每一個托盤在頂面和底面上都具有界定卡槽的特征。單個托盤以這種方式即可將元件牢固地固定在X和Y平面內(nèi)，從而根據(jù)將托盤的哪一側(cè)用于固定元件而以“引腳朝下(live bug)”或“引腳朝上(dead bug) ”的取向給出用于檢驗(yàn)或加工的元件。每一個托盤都被設(shè)計為靜電耗散型或?qū)щ娦?。它們按一定的技術(shù)要求導(dǎo)電并且可以損耗靜電荷，由此保護(hù)卡槽內(nèi)存放的元件免受任何靜電荷的不利影響。至此已經(jīng)單獨(dú)討論了元件托盤。在組合使用時，兩個類似的托盤能夠通過構(gòu)建圍繞元件的三維罩殼而提供增 強(qiáng)的輸送保護(hù)。第一托盤底側(cè)的卡槽與面對的第二托盤頂側(cè)的卡槽相配合，因此每一個卡槽都是圍繞元件的完整卡槽或三維罩殼的一半。為了避免歧義，由相鄰?fù)斜P頂面和底面的配合卡槽界定的完整卡槽在下文中將被稱為三維罩殼。成對層疊的兩個托盤因此在水平面和垂直面內(nèi)都提供了輸送保護(hù)。在設(shè)計這些注模托盤時，卡槽的尺寸必須盡可能接近地符合其設(shè)計用于攜帶的元件的尺寸。用這種方式即可減少元件沿水平方向和垂直方向的自由移動以避免損壞元件。但是，為了適應(yīng)元件和托盤的制造公差，卡槽被設(shè)計為略大于它們設(shè)計用于攜帶的元件。在元件和卡槽內(nèi)壁之間應(yīng)該存在間隙。過大的卡槽以這樣的方式成形元件不會由于間隙過寬而脫離可能存在于卡槽內(nèi)的任何安置凸緣并且可以不受阻礙地下落到卡槽內(nèi)。通常，所有的卡槽設(shè)計都(有意地或者是通過注模過程)在壁面上加有傾斜角或脫模角。模制過程通常要求5度的脫模斜度，并且任何大于5度的角度都是有意的設(shè)計。壁面斜度確保了元件自動地自行校準(zhǔn)或自行居中，和/或恰好落入卡槽的中心部分內(nèi)以及在設(shè)有安置凸緣時恰好落在安置凸緣上。通常，一個托盤被設(shè)計用于配裝一種特定類型或尺寸的元件。但是，某些托盤被設(shè)計用于保護(hù)多種類型和尺寸的元件。由于托盤系統(tǒng)是通過三維罩殼提供三維保護(hù)，因此保護(hù)多種元件時損害必然會產(chǎn)生。這些損害包括可用空間的低效利用，元件在卡槽或三維罩殼內(nèi)過大的自由移動并因此為元件提供的保護(hù)更少，或者損失了托盤的剛性，這也同樣減少了提供的保護(hù)。
在某些情況下，元件的尺寸在不同的生產(chǎn)階段期間會隨著它們沿裝配流水線前進(jìn)由于增加或組裝子元件以及向初始元件添加或者從中減少材料而改變。托盤必須能夠在生產(chǎn)期間充分保護(hù)最大尺寸的元件，但是也必須在尺寸較小的階段期間提供足夠的保護(hù)。為每一個階段制造多個托盤不僅成本密集，而且還耗費(fèi)空間以及在必須針對每一個階段使用單獨(dú)的托盤方面多有不便。已經(jīng)提出了多種解決方案以應(yīng)對該問題，但是每一種方案都有其固有的缺陷。如US6612442中所述的一種方法是利用熱成型法而不是注模法來制造托盤。這種托盤與注模托盤相比提供了存儲和成本上的節(jié)約，但是仍會受到熱成型產(chǎn)品固有的缺乏剛性的影響。正如US5547082中所述的注模外圍框架能夠被用于提供少量的剛性。這樣的解決方案會受到卡槽傾向于失去其形狀的影響。通過使用外圍的無特征框架，熱成型薄板無法牢固地固定并且薄板可能會“松弛”，從薄板的限定位置脫離。因此在運(yùn)輸和使用期間，特別是在單獨(dú)使用而不是作為層疊的配對使用托盤時，對元件的保護(hù)就會受到損害。其他的解決方案例如US2005/0072714和US2005/0072715中使用了如上所述的無特征注模底盤，而且還使用了注模插件以提供容納元件所需的各種卡槽尺寸。盡管這些插件提供了可移除的針對目標(biāo)用途改變卡槽尺寸的方法，但是這些插件生產(chǎn)昂貴，設(shè)計和加工緩慢并且需要大量的存放空間。可以使用輸送元件的其他方法例如管路以及傳送帶和滾筒，但是這些方法不能像常規(guī)托盤系統(tǒng)那樣提供保護(hù)且易于操作。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一種應(yīng)用，提供了一種元件托盤系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括

具有一個或多個卡槽的托盤，所述卡槽或每一個卡槽都適合用于容納至少一個元件；以及可移除的熱成型薄板，適合用于與所述托盤相配合以減小所述一個或多個卡槽的深度。這樣就提供了標(biāo)準(zhǔn)或常用元件托盤系統(tǒng)的移動性和可靠性，而且還能夠針對每一種需要的用途輕易地接納多種不同尺寸的元件。通過增加或移除熱成型薄板，即可改變用于接納元件的所述卡槽或每一個卡槽的尺寸，由此提供用于不同尺寸元件的載體而不會損害輸送保護(hù)。而且，提供這種無損輸送保護(hù)的成本在與制造具有可選卡槽尺寸的新托盤相比時也有所下降。制造并插入替換薄板的相關(guān)時間也明顯縮短。通常，托盤具有頂面和底面?？ú劭梢栽陧斆婧偷酌嬷械囊徽呱辖缍ɑ蛘咴陧斆婧偷酌嫔隙冀缍ǎ诖饲闆r下熱成型薄板適合用于與相應(yīng)的頂面或底面相配合。元件托盤系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括第二熱成型薄板，其適合用于與頂面或底面中的另一個相配合?？蛇x地，熱成型薄板可以適合用于與頂面和底面兩者都相配。在一個實(shí)施例中，熱成型薄板是保形的，從而與托盤相符，通常是如以上剛剛介紹的那樣與頂面和/或底面相符。用這種方式即可通過托盤增強(qiáng)薄板的剛性，并將薄板牢固地固定至托盤。優(yōu)選地，熱成型薄板包括凸起例如凸塊、立柱、凸耳、支座、臺架或刺突以改變薄板的輪廓，由此至少減小所述一個或多個卡槽的深度。這些凸起消除了由加工過程中的誤差導(dǎo)致的任何潛在問題并且與簡單地改變熱成型薄板的厚度相比可以更好地控制卡槽的尺寸。另外，凸起還可以減小所述一個或多個卡槽的寬度?？蛇x地，凸起被設(shè)置為在使用中移動托盤時僅與至少一個元件的不易碎部分相接觸。用這種方式即可保留元件的關(guān)鍵敏感部分不被接觸并因此提供更好的保護(hù)。熱成型薄板可以包括凹部例如通道和/或孔口例如狹槽或孔洞。這些凹部和/或孔口可以與托盤中界定卡槽的特征相配合，目的是僅改變一個或兩個方向上的尺寸。凹部和/或孔口也可以與元件的電接觸表面部分相配合以避免在薄板和那些靈敏部分之間接觸。熱成型薄板可以通過托盤特征與薄板上對應(yīng)特征的協(xié)作對接而保持與托盤對齊。在一個實(shí)施例中，協(xié)作對接包括例如托盤的卡槽界定特征和薄板內(nèi)對應(yīng)配合孔口之間的卡扣配合。在另一個實(shí)施例中，協(xié)作對接包括例如通過托盤的卡槽界定特征和薄板凸起之間的摩擦過盈配合實(shí)現(xiàn)的緊密貼合。薄板的厚度通常介于O. 2mm到1. Omm之間，該范圍被視為是用于可接受地準(zhǔn)確熱成型薄板的有效限制。優(yōu)選地，薄板厚度介于O. 2mm到O. 8mm之間，該減小的上限可以在需要成形凸起特征時應(yīng)用，并且也是對能夠裝至托盤的薄板厚度的實(shí)用限制。更優(yōu)選地，薄板厚度為O. 3_，該厚度使得能夠以良好的尺寸穩(wěn)定性和低成本來很好地成形凸起特征。通常，熱成型的加工偏差隨著薄板厚度而增加。而且較薄的薄板與較厚的薄板相比更為便宜。根據(jù)本發(fā)明的另一種應(yīng)用，提供了一種加工元件的方法，所述方法包括以下步驟

提供在其第一側(cè)面上具有一個或多個卡槽的第一托盤；提供具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的第二托盤，第二側(cè)面面對第一托盤的第一側(cè)面；將具有第一尺寸的至少一個第一元件插入第一托盤第一側(cè)面上的所述卡槽或每一個卡槽內(nèi)；將可移除的熱成型薄板連接至第二托盤的第二側(cè)面；在第一托盤頂部堆疊第二托盤以使熱成型薄板與所述第一托盤對齊，由此至少減小所述一個或多個卡槽的深度，至少一個第一元件在此通過薄板緊密地固定在其中；在所述至少一個第一元件上執(zhí)行加工操作；以及移除所述熱成型薄板。在一個實(shí)施例中，所述加工操作簡單地包括將層疊的托盤從一個位置移動到另一個位置，第一元件在移動期間被緊密地固定在卡槽內(nèi)。但是，所述方法優(yōu)選地進(jìn)一步包括在執(zhí)行加工操作之前先從第一托盤上移除第二托盤的步驟，該步驟使得加工操作能夠?qū)е律a(chǎn)出具有大于所述第一尺寸的第二尺寸的第二元件。而且該步驟還使得能夠從第二托盤上移除薄板。通常，加工操作在卡槽內(nèi)的第一元件上就地完成。薄板可以在所述至少一個第一元件上執(zhí)行加工操作期間或之后移除。薄板可以手動移除或者通過拆卸機(jī)構(gòu)移除以有效地增加卡槽尺寸，為接納加工操作中成形的更大的第二元件做好準(zhǔn)備。在可選的加工操作中，可以用拾取和放置(pick-and-place)技術(shù)從卡槽中取出元件。至少一個第一元件可以用“引腳朝下”或“引腳朝上”的取向插入。
通常，第一和第二托盤是彼此相同的。用這種方式，單一的托盤設(shè)計就既能用于成形卡槽又能用于固定熱成型薄板。而且，多個托盤可以彼此堆疊在一起。在一個實(shí)施例中，薄板在插入至少一個第一元件之前就已連接。用這種方式，薄板被連接至托盤頂面并且第一元件可以被插入縮小了尺寸的卡槽內(nèi)。這就避免了假如改為將第一元件松散地插入完整尺寸的卡槽內(nèi)并且隨后再覆蓋薄板以減小卡槽尺寸可能會出現(xiàn)的對齊問題。在插入至少一個第一元件之前可以將輔助薄板連接至第一托盤的第一側(cè)面。由此第一元件將安置在兩塊薄板之間，在其加工階段期間適應(yīng)不同尺寸的元件方面提供增強(qiáng)的保護(hù)以及更大的靈活性。所述方法可以進(jìn)一步包括翻轉(zhuǎn)層疊的第一和第二托盤的步驟。如果需要用例如已經(jīng)以“引腳朝上”的結(jié)構(gòu)插入的元件以“引腳朝下”的取向來執(zhí)行加工操作，那么該步驟就會是有利的，反之亦然。為了從托盤上移除所述薄板或每一塊薄板而不必從其相應(yīng)的卡槽中取出元件，也可能需要進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。方法中所需的托盤和薄板 可以共同構(gòu)成本發(fā)明第一種應(yīng)用中的元件托盤系統(tǒng)。附圖簡要說明現(xiàn)參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的示例，在附圖中

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的示范性元件托盤的頂部透視圖；圖2是圖1中托盤的底部透視圖；圖3示出了圖1中一部分區(qū)域的細(xì)節(jié)；圖4示出了圖2中一部分區(qū)域的細(xì)節(jié)；圖5是圖1至圖4中托盤的頂部平面圖；圖6是圖5中托盤的側(cè)視圖；圖7是圖1至圖4中托盤的底部平面圖；圖8是沿著由兩個連續(xù)托盤構(gòu)成的存放卡槽的對角線形成的截面圖，示出了固定在其中的球柵陣列(BGA)集成電路芯片；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明共同構(gòu)成元件托盤系統(tǒng)的可選托盤和相關(guān)的熱成型薄板；圖10示出了組裝好的元件托盤系統(tǒng)中一部分區(qū)域的細(xì)節(jié)，其中熱成型薄板除了凸起特征以外都呈透明；圖lla-d示出了用于薄板的可選凸起特征；圖12是示出了托盤和薄板之間卡扣配合對接的放大透視圖；圖13與圖12相對應(yīng)但是來自于另一個角度；圖14示出了組裝好的元件托盤系統(tǒng)，包括來自覆蓋托盤的特征；圖15是組裝好的元件托盤系統(tǒng)疊層的截面圖；圖16a和圖16b通過比較分別示出了不使用薄板和使用薄板所實(shí)現(xiàn)的卡槽深度的不同；圖17是可選的托盤和薄板組合的透視圖，示出了滑動的夾固特征；以及圖18a和18b是圖17中滑動夾固特征的細(xì)節(jié)視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在詳細(xì)地介紹附圖，其中貫穿若干視圖的相似附圖標(biāo)記表示相似的部件，我們可以看到圖1是適合在本發(fā)明中使用的已知托盤10的頂部透視圖。圖2是同一托盤10的底部透視圖。圖5是本發(fā)明中托盤10的頂部平面圖，而圖7是本發(fā)明中托盤10的底部平面圖。托盤10符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)并且因此由長側(cè)邊12，16和短側(cè)邊14，18界定并具有由平板20提供的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。側(cè)邊12，14，16，18由向下延伸的外圍裙邊22界定，其進(jìn)一步包括用于接納上方相鄰?fù)斜P的外圍裙邊22的上凹槽24，由此允許堆疊托盤10。根據(jù)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)，凸緣26，28被彼此偏置地設(shè)置在短側(cè)邊14，18上以提供托盤正面和背面的指示。另外，如圖5和圖7所示，側(cè)邊12，14，16，18上側(cè)內(nèi)表面包括各自的翼片對13，15，17，19用于接納連續(xù)的相同上托盤10的側(cè)邊12，14，16，18下側(cè)內(nèi)表面上各自對應(yīng)的翼片21，23，25，27，由此以疊層結(jié)構(gòu)對齊連續(xù)的托盤10。如上所述，包括外圍裙邊22、上凹槽24和凸緣26，26在內(nèi)的整個外圍結(jié)構(gòu)均根據(jù)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)制成以提供對托盤10的標(biāo)準(zhǔn)化自動處理。角部30被成形在側(cè)邊12，14相交處。角部32被成形在側(cè)邊14，16相交處。角部34被成形在側(cè)邊16，18相交處。角部36被成形在側(cè)邊12，18相交處。L形支撐部件40在角部30，32，34，36附近方向向內(nèi)地成形在上表面或上側(cè)面上(圖1，3和5)，T形支撐部件44在側(cè)邊12，14，16，18附近方向向內(nèi)地成形在托盤10的上表面上，并且X形支撐部件46被成形在托盤10內(nèi)部的上表面上，由此界定出在矩形托盤10內(nèi)成排成列設(shè)置的存放卡槽101-121 (參見圖5)，托盤10也可以類似地被設(shè)置為方形或其他形狀。部分存放卡槽例如在109，111，113處示出的那些存放卡槽可以包括實(shí)心平板20，由此形成真空存放卡槽以允許將真空操作設(shè)備接至托盤10，而其余的存放卡槽如下所述已經(jīng)移除了相當(dāng)一部分平板20。另外，支撐部件40，44，46通常(以圖1和圖3中的結(jié)構(gòu)或取向)具有傾斜的上表面。如圖2，4和7所 示，托盤10的下表面或下側(cè)面20b包括在角部30，32，34，36附近方向向內(nèi)的L形支撐部件52。如圖4清楚示出的那樣，L形支撐部件52包括取向彼此垂直并在頂點(diǎn)58處相交的支架54，56，其中支架54，56的外部在頂點(diǎn)58附近被移除，目的是為了允許將來自下方連續(xù)托盤10上表面的對應(yīng)L形支撐部件40安置在L形支撐部件52上。另外，支架54，56的內(nèi)部具有減小的高度，并且該減小高度的凸緣59被沿著L形支撐部件52的內(nèi)部成形。T形支撐部件60在側(cè)邊12，14，16，18附近方向向內(nèi)地成形在托盤10的下表面20b上。T形支撐部件60由平行于托盤緊鄰側(cè)邊的共線頭部分段62，64構(gòu)成并且進(jìn)一步由垂直于頭部分段62,64的分段66構(gòu)成。分段66內(nèi)部緊鄰分段62,64,66的交點(diǎn)68的一部分被移除，由此形成狹槽67。類似地，共線的頭部分段62，64緊鄰交點(diǎn)68的外部被移除，目的是為了與狹槽67 —起形成底座以接納來自下方連續(xù)托盤10上表面的對應(yīng)T形支撐部件44。另外，分段62，64，66的內(nèi)部具有減小的高度，并且該減小高度的凸緣69被成形在分段66兩側(cè)并且被沿著分段62，64的內(nèi)部成形。X形支撐部件70由彼此相繼成直角并在中心75相交的四個分段71，72，73，74構(gòu)成。四個分段71，72，73，74中每一個分段的內(nèi)部都被移除以由此形成狹槽，目的是為了形成底座以接納來自下方連續(xù)托盤10上表面的對應(yīng)X形支撐部件46。另外，分段71，72，73，74的內(nèi)部具有減小的高度，并且該減小高度的凸緣77被沿著分段71，72，73，74的兩側(cè)成形。通常，凸緣59，69和77的高度相等。支撐部件52，60，70通常(以圖2和圖4中的結(jié)構(gòu)或取向)包括傾斜的上表面并且被直接成形在相應(yīng)的支撐部件40，44，46下方。下表面20b的L形、T形和X形部件52，60，70共同界定出存放卡槽101’-121’(參見圖7)。在堆疊連續(xù)的托盤10時，由托盤10上表面20a的L形、T形和X形部件界定的存放卡槽101-121與由相鄰?fù)斜P10下表面20b的L形、T形和X形部件界定的存放卡槽101’ -121’對齊以共同界定出三維罩殼。如圖1，3和5所示，托盤10的上表面或上側(cè)面20a(其構(gòu)成了存放卡槽101-121的下表面)在除了真空存放卡槽109，111，113以外的每一個存放卡槽內(nèi)都包括孔口 202。如圖8所示，元件1000(在此為集成電路芯片)被夾固在三維罩殼內(nèi)的連續(xù)托盤10之間。在某些托盤10中，可包括旋轉(zhuǎn)劃分分段212，214，216，218的基座210從托盤10上表面20a上的每一個存放卡槽的中心升起，每一個分段都近似構(gòu)成了一個四分之一圓?；?10支撐元件1000，同時與各種支撐部件充分間隔開以允許IC芯片1000的球狀錫球1002指向下而不會與基座210或任何其他部分接觸。元件1000的邊緣類似地被夾固在連續(xù)托盤10的對應(yīng)支撐部件之間。圖9示出了朝上的一種可選托盤10，其中在每一個頂面20a和底面20b上都有12個卡槽。頂面20a上的卡槽101-112均由每一個卡槽角部的L形部件40界定。底面20b上的卡槽101’ -112’均由沿相應(yīng)卡槽的每一條側(cè)邊部分延伸的扶壁狀凸起90界定。每一個扶壁90都包括位于中點(diǎn)并從 相關(guān)卡槽101’ -112’向外伸出的楔塊92，楔塊92從在至少比扶壁90高一些的位置與扶壁相交的薄端93向扶壁90底部附近的厚端95傾斜(參見圖10，12和13)。楔塊92覆蓋穿過托盤10的孔口 96。每一個楔塊92和相關(guān)的孔口 96共同構(gòu)成卡扣配合的特征。在每一個楔塊90的遠(yuǎn)端，凸緣94被成形為面對相關(guān)卡槽?？梢瞥臒岢尚捅“?00適合用于與托盤10配合以至少減小卡槽的深度。薄板400通常為平面并且由保形材料的薄板構(gòu)成。薄板的厚度介于O. 2_到1. Omm之間，該范圍被認(rèn)為是用于可接受地準(zhǔn)確熱成型薄板的實(shí)用限制。優(yōu)選地，薄板厚度介于O. 2mm到O. 8mm之間，該減小的上限對應(yīng)于不適合將較厚的薄板連接至托盤10的情況。熱成型薄板400包括凸起402例如凸塊、立柱、凸耳、支座、臺架或刺突以改變薄板的輪廓用于下述用途。熱成型薄板400還包括設(shè)置為規(guī)則陣列的狹槽404以如圖10所示與相關(guān)托盤10的扶壁90對齊。如圖12和13所示，熱成型薄板400被連接至托盤10的底面20b并且通過托盤上的卡扣配合特征90-96以及穿過薄板400的對應(yīng)狹槽404之間的卡扣配合而被固定為與托盤10對齊。隨著將薄板400推入托盤10內(nèi)，薄板會在經(jīng)過楔塊92的薄端93到厚端95時產(chǎn)生彈性變形，在經(jīng)過楔塊92的下邊緣后迅速回復(fù)到未壓縮狀態(tài)并進(jìn)入孔口 96內(nèi)以通過這些下邊緣固定。該過程可以反向進(jìn)行以從托盤10中取出薄板400，薄板的保形性質(zhì)允許其變形以返回經(jīng)過楔塊92的厚端95。當(dāng)然，可選的設(shè)置方式也是可行的，只要托盤特征與薄板400上對應(yīng)特征的協(xié)作對接能夠使薄板400與托盤10準(zhǔn)確對齊并且能夠從托盤上移除薄板即可。例如，薄板400可以通過緊密貼合例如通過托盤10的卡槽界定特征和薄板400的凸起402之間的摩擦過盈配合或者通過托盤10的卡槽界定特征和薄板400的狹槽404之間的摩擦過盈配合而固定在托盤上，在此情況下狹槽被設(shè)置為例如通過托盤上的卡槽間距大于薄板內(nèi)的狹槽/孔洞間距而緊密貼合在卡槽界定特征上。附加地或可選地，摩擦過盈配合可以介于托盤10上的其他立柱或凸起(未示出)以及薄板400內(nèi)的對應(yīng)孔洞(未示出)之間。如圖17和18所示，用于將薄板400固定至托盤10的另一種方式是通過使用滑動鎖定特征，其中設(shè)有狹槽406的薄板400b可以在托盤10的對應(yīng)夾固特征408上滑動。狹槽406均被成形和定位成在將薄板壓向托盤時經(jīng)過相應(yīng)的夾固特征408。一旦在夾固特征408上接收到，薄板就沿著狹槽406的方向滑動以使每一個狹槽的第一端被容納在相應(yīng)夾固特征408內(nèi)面對的槽口 410內(nèi)。此處，沒有過盈配合，只有緊密貼合。凸起402被設(shè)置為規(guī)則陣列以與相關(guān)托盤10的卡槽10Γ-112’對齊，由此至少減小這些卡槽的深度。在某些實(shí)施例中，凸起402另外還減小卡槽101’-112’的寬度。如圖所示，特別是在圖10和圖14中(其中薄板400除了凸起402以外均呈透明從而僅示出位于與每一個相應(yīng)卡槽對齊的凸起402)，每一個卡槽都具有與其相關(guān)的四個凸起402，每一個角部都有一個。圖lla-d中示出了各種可選凸起402a_d。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是凸起402被定位成在使用中移動托盤10時僅與卡槽內(nèi)的元件1000的角部邊緣1004相接觸，該部分應(yīng)該是不易碎的。而且，凸起402的形狀和結(jié)構(gòu)可以被選擇用于增強(qiáng)與托盤的卡槽界定特征特別是L形部件40的摩擦過盈配合。更優(yōu)選地，薄板厚度為O. 3mm,該`厚度使得能夠以良好的尺寸穩(wěn)定性和低成本來很好地成形凸起特征402。通常，熱成型的加工偏差隨著薄板厚度而增加。而且較薄的薄板與較厚的薄板相比更為便宜。托盤10和薄板400共同構(gòu)成了用于在加工元件1000的方法中使用的元件托盤系統(tǒng)。根據(jù)本方法，熱成型薄板400如上所述被連接至托盤10的底面20b，由此至少減小托盤10的卡槽101’ -112’的深度。第一元件IOOOa例如具有第一尺寸的空白基板以“引腳朝下”的取向被插入下方托盤10頂側(cè)20a的卡槽101-112內(nèi)。一旦裝入第一元件，托盤10以及連接至其底面20b的薄板400即可如圖15所示堆疊到下面的托盤10上。相應(yīng)托盤面對的卡槽101’ -112’以及101-112界定出相應(yīng)的三維罩殼，其中利用由于薄板400并且特別是凸起402的存在而減小了深度的卡槽101’ -112’來緊密地固定第一元件1000a。圖16a和16b示出了這種減小的深度，其中圖16a示出了在由原始尺寸的卡槽構(gòu)成的大三維罩殼內(nèi)的第一元件1000a。由于三維罩殼被設(shè)計用于容納較大的元件，因此第一元件IOOOa和扶壁90的凸緣94之間的z軸間距hi也相對較大并且無法將第一元件緊密地固定在罩殼內(nèi)。圖16b示出了由薄板400上的凸起402提供的減小的z軸間距h2。該減小的間距h2可有效用于將第一元件緊密地固定在三維罩殼內(nèi)。在加載之后，堆疊的托盤10可以被移動至另一個位置。在此，通過移除覆蓋的一個或多個托盤10即可以“引腳向下”的結(jié)構(gòu)露出特定托盤10的卡槽101-112內(nèi)的第一元件1000a，然后在第一元件IOOOa上執(zhí)行加工操作以生產(chǎn)出相應(yīng)具有大于所述第一尺寸的第二尺寸的第二元件(未示出)。在典型的加工操作中，可以用拾取和放置技術(shù)從卡槽101-112中取出第一元件IOOOa以供遠(yuǎn)程處理。但是，加工操作也可以用卡槽內(nèi)的第一元件IOOOa就地進(jìn)行。為了容納較大的第二元件，將所述或每一塊熱成型薄板400從覆蓋的托盤10的底面20b移除，由此將卡槽10Γ-112’以及相關(guān)三維罩殼恢復(fù)為由托盤特征界定的原始尺寸。由此，覆蓋用托盤10可以再次堆疊到包含已加工的第二元件的托盤10頂部。
加工操作可以可選地用第一元件IOOOa以“引腳向上”的取向進(jìn)行，由此在通過移除覆蓋的先前為下方托盤的一個或多個托盤10而以“引腳向上”的結(jié)構(gòu)露出特定托盤10的卡槽101’ -112’內(nèi)的第一元件IOOOa之前首先要翻轉(zhuǎn)堆疊的托盤10。薄板400可以隨后從托盤10移除,其中通過更換覆蓋的一個或多個托盤而露出元件1000a,翻轉(zhuǎn)堆疊的托盤,取走覆蓋的托盤(也就是連接有薄板400的托盤)，然后就像“引腳向下”的方法所做的那樣更換無薄板的托盤。在一個實(shí)施例中，薄板400被連接至托盤的頂面20a而不是下方托盤的底面20b。在此情況下，薄板的連接必須在將第一元件IOOOa插入卡槽101-112之前進(jìn)行。用這種方式，卡槽101-112的尺寸得以減小并且可以將第一元件IOOOa插入到減小了尺寸的卡槽101-112內(nèi)。這在將薄板400用于改變卡槽101-112的寬度及其深度的情況下特別有利，原因在于這樣就解決了假如改為將第一元件IOOOa松散地插入完整尺寸的卡槽101-112內(nèi)并且隨后再(通過堆疊覆蓋的托盤10)覆蓋薄板400以減小卡槽尺寸可能會出現(xiàn)的對齊問題。可選地，元件IOOOa可以在將連接有薄板的反向覆蓋托盤堆疊到頂部之前插入反向托盤10的卡槽101，-112，內(nèi)。在有薄板400連接至下方托盤的底面20b的地方，加工操作期間或者之后無論部件1000此時是否在卡槽101-112內(nèi)均可隨時將其移除。薄板400可以手動移除或者通過拆卸機(jī)構(gòu)移除。另一方面，在有薄板400連接至托盤頂面20a的地方，在能夠移除薄板400之前必須要先將第一元件IOOOa從卡槽101-112中移除。可選地，托盤10可以在加工操作之前翻轉(zhuǎn)，以使第一元件IOOOa改為固定在覆蓋托盤10(現(xiàn)為下方的托盤)的卡槽10Γ-112’內(nèi)，釋放薄板400以供移除并露出第一元件1000a。熱成型薄板400可以進(jìn)一步包括凹部例如通道和/或另外的孔口例如狹槽或孔洞(未示出)，從而避免薄板和元件1000的各部分特別是易碎部分相接觸。盡管優(yōu)選的是包括凸起402，但是卡槽的深度也可以可選地僅通過提供相對較厚的保形薄板而改變。盡管只介紹了第一和第二元件，但是可以設(shè)想有更多的中間加工階段，并且可以提供更多的薄板具有調(diào)節(jié)用于那些中間元件的特征。而且,頂面20a內(nèi)面對的卡槽101-112也可以裝有熱成型薄板以改變那些面對卡槽的內(nèi)部尺寸。薄板可以是連接至托盤底面20b的薄板400的延長部分，或者也可以是第二塊薄板。盡管已經(jīng)對參照符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的特定托盤10給出了上述說明內(nèi)容，但是應(yīng)該理解托盤10可以采用不同的結(jié)構(gòu)，例如具有不同數(shù)量的卡槽、不同形狀的卡槽或者是采用不同形式的界定卡槽的內(nèi)部特征。具體地，應(yīng)該理解本發(fā)明可應(yīng)用于適合傳送、保護(hù)和運(yùn)輸電子和電氣元件的任何非標(biāo)準(zhǔn)托盤。而且，本發(fā)明并不局限于JEDEC托盤的應(yīng)用，而是可以等價地應(yīng)用于符合如背景技術(shù)部分中所述的其他已知標(biāo)準(zhǔn)的托盤。薄板400可以不影響所有卡槽的深度和/或?qū)挾?，而是改為可以調(diào)整以改變選定的一個或多個卡槽的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種兀件托盤系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有一個或多個卡槽的托盤，所述卡槽或每一個卡槽都適合用于容納至少一個元件；以及可移除的熱成型薄板，適合用于與所述托盤相配合以減小所述一個或多個卡槽的深度。
2.如權(quán)利要求1所述的元件托盤系統(tǒng)，其中托盤具有頂面和底面，卡槽在頂面和底面中的一者上界定或者在頂面和底面上都界定。
3.如權(quán)利要求2所述的元件托盤系統(tǒng)，其中熱成型薄板適合用于與頂面或底面相配入口 ο
4.如權(quán)利要求3所述的元件托盤系統(tǒng)，進(jìn)一步包括適合用于與頂面或底面中的另一者相配合的第二熱成型薄板。
5.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的元件托盤系統(tǒng)，其中熱成型薄板是保形的。
6.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的元件托盤系統(tǒng)，其中熱成型薄板包括凸起例如凸塊、立柱、凸耳、支座、臺架或刺突以改變薄板的輪廓，由此至少減小所述一個或多個卡槽的深度。
7.如權(quán)利要求6所述的元件托盤系統(tǒng)，其中凸起進(jìn)一步減小所述一個或多個卡槽的寬度。
8.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的元件托盤系統(tǒng)，其中凸起被設(shè)置為在使用中移動托盤時僅與至少一個元件的不易碎部分相接觸。
9.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的元件托盤系統(tǒng)，其中熱成型薄板包括凹部例如通道和/或孔口譬如狹槽或孔洞。
10.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的元件托盤系統(tǒng)，其中熱成型薄板通過托盤特征與薄板上對應(yīng)特征的協(xié)作對接而保持與托盤對齊。
11.如權(quán)利要求10所述的元件托盤系統(tǒng)，其中協(xié)作對接包括卡扣配合。
12.如權(quán)利要求10所述的元件托盤系統(tǒng)，其中協(xié)作對接包括緊密貼合。
13.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的元件托盤系統(tǒng)，其中薄板的厚度通常介于0.2mm到1. Omm之間，優(yōu)選地介于0. 2mm到O. 8mm之間，更優(yōu)選地是0. 3mm。
14.一種加工元件的方法，所述方法包括以下步驟提供在其第一側(cè)面上具有一個或多個卡槽的第一托盤；提供具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的第二托盤，第二側(cè)面面對第一托盤的第一側(cè)面；將具有第一尺寸的至少一個第一元件插入第一托盤第一側(cè)面上的所述卡槽或每一個卡槽內(nèi)；將可移除的熱成型薄板連接至第二托盤的第二側(cè)面；將第二托盤堆疊到第一托盤的頂部，以使熱成型薄板與所述第一托盤對齊，由此至少減小所述一個或多個卡槽的深度，至少一個第一元件在此通過薄板緊密地固定在其中；在所述至少一個第一元件上執(zhí)行加工操作；以及移除所述熱成型薄板。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在執(zhí)行加工操作之前先從第一托盤上移除第二托盤的步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述至少一個第一元件上執(zhí)行加工操作的所述步驟導(dǎo)致生產(chǎn)出具有大于所述第一尺寸的第二尺寸的第二元件。
17.如權(quán)利要求14，15或16所述的方法，其中至少一個第一元件以“引腳朝下”的取向插入。
18.如權(quán)利要求14，15或16所述的方法，其中至少一個第一元件以“引腳朝上”的取向插入。
19.如權(quán)利要求14至18中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中第一和第二托盤彼此相同。
20.如權(quán)利要求14至19中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中在插入至少一個第一元件之前將輔助薄板連接至第一托盤的第一側(cè)面。
21.如權(quán)利要求14至20中的任意一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括翻轉(zhuǎn)層疊的第一和第二托盤的步驟。
22.如權(quán)利要求14至21中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中托盤和薄板共同構(gòu)成如權(quán)利要求I至13中的任意一項(xiàng)所述的元件托盤系統(tǒng)。
全文摘要
一種元件托盤系統(tǒng)，包括具有卡槽(101-112；101’-112’)的元件托盤(10)例如標(biāo)準(zhǔn)JEDEC托盤，以及可移除地連接至托盤頂面或底面(20a；20b)的熱成型薄板(400)。薄板(400)包括用于至少改變卡槽(101’-112’)深度的熱成型凸起(402)。在加工元件(1000)期間，第一尺寸的第一元件(1000a)例如空白基板，被裝入托盤(10)的卡槽內(nèi)并通過薄板的凸起(402)固定就位。在加工操作之后，第一元件(1000a)就轉(zhuǎn)化為比第一元件更大的第二元件。移除薄板(400)以使這些更大的第二元件能夠被容納在卡槽(101-112；101’-112’)內(nèi)。這種設(shè)置方式提供了一種簡單的托盤，能夠始終在加工過程中使用而且還能適合于始終緊密地容納改變尺寸的元件。
文檔編號H01L21/673GK103038872SQ201180023942
公開日2013年4月10日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者謝梁周, 林宏勇, 穆達(dá)·阿朗＠薩布里·賓·阿哈默德 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司