CN100373579C - 倒装电子元件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种倒装电子元件的装置和方法，用于改变电子元件的方位，如在“活动缺陷”与“固定缺陷”方位之间改变电子元件的方位。该装置包含有：旋转设备，其用于接收电子元件；力驱动机构，其用于有效偏置该电子元件使其和该旋转设备相接触；驱动机构，其和该旋转设备相耦接，用于有效转动所述的旋转设备，以改变该电子元件的方位；以及弹射器，用于在改变该电子元件的方位之后，将该电子元件从该旋转设备中弹出。

Description

倒装电子元件的装置和方法
技术领域
本发明涉及电子元件，如半导体器件的自动处理，尤其是涉及改变电子元件的方位(orientation)。
背景技术
在电子元件，如模塑(molded)半导体器件的制造中，当电子元件经过封装和切割后，必须经过其他程序，如测试，检查及最终将电子元件封装成管体(tubes)，盘体(trays)或以带体和绕线架(tape andreel)的形式。当元件处于“活动缺陷(live bug)”位置时(该半导体器件管脚朝下)，这些程序中的某些应尽可能的实施；而当元件处于“固定缺陷(dead bug)”位置时(该半导体器件管脚朝上)，其他一些程序应尽可能的实施。因此，当该元件从一个程序转换到另一个程序时，可能需要一个中间程序通过倒装元件以实现元件到“活动缺陷”或“固定缺陷”位置的转换。如果是在独立(standalone)的机器中实施这些程序则通常不存在问题，此时，该电子元件将被简单地馈送入处于  “活动缺陷”或“固定缺陷”的配置中的每台机器。
然而，在需求不断增长和竞争日益激烈的半导体工业中，需要不断的努力以将在单一系统中的多个半导体后端程序，如终程测试，检查及封装一体化和自动化。该一体化系统通常包含一种基于旋转转盘(rotary turret)的处理系统，其广泛应用于半导体工业。该基于旋转转盘的处理系统高效，灵活并能高速运转。该系统具有大量独立的高速的转盘拾取头，并提供一种手段用以整合在该旋转的转盘平台(platform)外围的各个工作站(station)上的各种各样的测试，检查，封装以及其他处理的操作。这些工作站的顺序可以灵活配置以满足不同封装类型的处理需要。例如，一种小型辅助旋转平台可以与一种特殊的主流转盘平台连接，以传送器件到该辅助平台，而在回送该器件到主流转盘进行进一步处理以前，完成测试或一些其他操作。通常，这些系统依赖于一种中枢的，高精确度的，直驱式的定位驱动机构(indexing actuator)，以在该平台上顺序的移动器件到不同的工作站上。
因此急需一种装置或设备可以灵活配置在与该旋转转盘系统相邻接的任一工作站上，从而实现电子元件的翻转。该设备或模块的功能为通过转盘拾取头从上游程序接收电子元件，并将该电子元件移送至倒装机构，将该电子元件倒装后再将其回送至由该转盘拾取头拾取的拾取位置，再移送至下游工作站完成后续处理。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于以相对简单但是很有效的
方式改变电子元件方位的装置和方法。
本发明一方面提供一种改变电子元件方位的装置，其包含有：旋
转设备，其用于接收电子元件；力驱动机构，其用于有效偏置该电子
元件使其和该旋转设备相接触；驱动机构，其和该旋转设备相耦接，
用于有效转动所述的旋转设备，以改变该电子元件的方位；以及弹射
器，用于在改变该电子元件的方位之后，将该电子元件从该旋转设备
中弹出。
本发明另一方面提供一种改变电子元件方位的方法，包含有下述
步骤：使用力驱动机构偏置该电子元件，使其和旋转设备相接触；使
用和该旋转设备相连接的驱动机构转动该旋转设备，以改变该电子元
件的方位；以及然后将该电子元件从所述的旋转设备中弹出。
参阅后附的描述本发明实施例的附图，随后来详细描述本发明是
很方便的。附图和相关的描述不能理解成是对本发明的限制，本发明
的特点限定在权利要求书中。
附图说明
根据本发明所述的倒装装置和方法的较佳实施例将参考附图加以描述，其中：
图1为根据本发明具体实施例所述用于倒装电子元件的装置的某些主要元件的立体示意图；
图2所示为图1所示装置的立体图，其包含有以空气喷嘴(an airnozzle)形式存在的力驱动机构(aforce actuator)；
图3所示为图1所示装置的立体图，其包含有以活塞组件(pistonassembly)形式存在的力驱动机构；
图4所示为倒装机构的侧视图，其包含有适合于接收电子元件进行倒装的凹槽(recess)。
具体实施方式
本发明的具体实施方式被配置来倒装电子元件。“倒装(flipping)”在文中是指翻转电子元件以改变其方位(orientation)，例如，将电子元件从“活动缺陷(live bug)”方位改变成“固定缺陷(dead bug)”方位或相反操作。本装置及方法用于提供一种简单而高速的平台系统，用以从其他位置接收电子元件，倒装该电子元件以改变其位置，然后回送该具有修正后方位的器件至其原始位置。
图1是根据本发明具体实施例的用于倒装电子元件，如半导体元件16的装置10的一些主要元件的立体示意图。该装置10包括一支撑平台，如封装件托架12，以用于从传送设备接收和支撑半导体封装件16。通常，该传送设备是一种旋转转盘系统(turret system)(19)的拾取头18，其是利用真空吸力固定该半导体封装件16。该拾取头18被设置在电子元件的供应处(图中未示)与该封装件托架12之间移动。该由该拾取头18拾取的半导体封装件16由该拾取头18夹持，同时该转盘系统19旋转以朝向该封装件托架12运送该半导体封装件16。
一旋转设备，如翻转机构22(flipper)与该封装件托架12近距离设置，并与其大体水平。在组装时，该封装件托架12最初是与该旋转转盘系统19对齐定位。当封装件16通过该拾取头18带到该封装件托架12的上方时，该封装件16首先被直接固定于该封装件托架12的上方。当该拾取头18向下定位(indexes)致使该封装件设置在距该封装件托架12很近的距离后，该真空吸力被去除，取而代之的是压缩空气喷射。这样将导致该封装件16被释放，并被该封装件托架12的导轨14(track)所支撑。该导轨14有助于支撑该封装件16，并与该翻转机构22对齐，以用于引导该封装件16从该封装件托架12移动到该翻转机构22。同时，在该封装件托架12基座上的真空吸力也被激活以用于牢牢的固定该封装件16。
图2是图1中装置10的立体图，其包含有以空气喷嘴20形式存在的力驱动机构。该空气喷嘴20位于封装件托架12的和该翻转机构22相对的一侧，并将该封装件16朝向该翻转机构22有效偏置(bias)，从而实现与该翻转机构22的接触(engagement)。该空气喷嘴20用于将加压空气引导到该封装件16上。
另一方面，该力驱动机构还可以为活塞组件21(piston assembly)形式，其包含有一个或多个接触并朝该翻转机构22方向推抵该封装件16的活塞杆(piston rods)。图3是图1中装置10的立体图，其包含有活塞组件21形式的力驱动机构。
一旦该电子元件放置于该封装件托架12的导轨14上时，该力驱动机构将会被激活以迫使该封装件16沿着该封装件托架12与该翻转机构22相接合。例如，在采用了空气喷嘴20的情形下，压缩空气沿着该翻转机构22的方向对准于该封装件16上。当采用活塞组件时，活塞杆被延伸用以推抵该封装件16与该翻转机构22相接触。在该翻转机构22的凹槽23(recess)内，设有两个止位器(stopper)(图中未示)，分别置于该翻转机构的两个侧壁上，用于阻止该封装件移动越过止位器。在当使用压缩空气而无法控制该封装件移动多远的情况下，这种方式尤其有用。
图4是翻转机构22的侧视图，其包含有适合于接收电子元件的凹槽23(recess)以进行倒装。该凹槽23最好成形，以接收该在预定方位上的半导体封装件16，以及该机构适合于将该封装件16滑入该凹槽23内以与该翻转机构22相接触。
该翻转机构22最好是通过与其相耦接的驱动机构驱动旋转。该驱动机构最好是包含有包括传动带26(a pulley belt)的传动机构，该传动带26是由传动马达24驱动。一旦封装件16处于该翻转机构22的凹槽23里时，该传动马达24将驱动传动带26，该传动带带动该圆柱状翻转机构22翻转所需的角度，如180度。这将会导致倒装该封装件16相应的180度的角度，以在“活动缺陷”和“固定缺陷”的方向之间改变方位。
经过倒装程序之后，下一个步骤是将该被倒装的封装件16从翻转机构22的凹槽中移出，并将其回送至封装件托架12处，这可以通过激活弹射器28(ejector)来完成。在本发明具体实施例中，该弹射器28和封装件托架12分别位于该翻转机构22相对的两侧。该弹射器28是由旋转马达32(rotary motor)通过使用机械联接30(mechanical linkages)进行驱动。该旋转马达32将驱动和移动该联接30，以便于驱动该弹射器28朝向翻转机构22的方向。其他种类的马达也可以用于驱动该弹射器28。
在该翻转机构22里设有一开口25(opening)，其形状适于将该弹射器28插入所述翻转机构22的凹槽23内。这样，该弹射器28容易接触到该封装件16并将其从该翻转机构22的凹槽23弹射出去。移动该封装16回复至该封装件托架12的导轨14上。从这个位置，该封装件托架基座处的压缩空气被激活而取代该真空吸力，并且该封装件被朝着该转盘拾取头18的方向推动。同时在该转盘拾取头18处该真空吸力重新被激活，这样使其固定在从该封装件托架12提升的经倒装的封装件16上。至此，该元件16能被传送到后续程序中。
此处描述的本发明在所具体描述的内容基础上很容易产生变化、修正和/或补充，可以理解的是所有这些变化、修正和或补充都包括在本发明的上述描述的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种改变电子元件方位的装置，其包含有：
旋转设备，其用于接收电子元件；
力驱动机构，其用于有效偏置该电子元件使该电子元件和该旋转设备相接触；
驱动机构，其和该旋转设备相耦接，用于有效转动所述的旋转设备，以改变该电子元件的方位；以及
弹射器，用于在改变该电子元件的方位之后，将该电子元件从该旋转设备中弹出。
2.如权利要求1所述的装置，该装置更进一步包含有支撑平台，该支撑平台用于支撑电子元件，以使该力驱动机构能够将该电子元件从该支撑平台向该旋转设备偏置。
3.如权利要求2所述的装置，其中该支撑平台与该旋转设备被设置在同一水平上。
4.如权利要求3所述的装置，其中该支撑平台更进一步包含有与该旋转设备相对齐的导轨，以用于引导该电子元件从支撑平台移动到该旋转设备。
5.如权利要求2所述的装置，该装置包含有传送设备，该传送设备用于在电子元件供应处与支撑平台之间移动，以向该支撑平台提供电子元件。
6.如权利要求2所述的装置，其中该弹射器和支撑平台分别位于该旋转设备相对的两侧。
7.如权利要求1所述的装置，其中该力驱动机构包含有空气喷嘴。
8.如权利要求1所述的装置，其中该力驱动机构包含有活塞组件。
9.如权利要求1所述的装置，该装置包含有位于该旋转设备的凹槽，该凹槽形状可以接收处于预定方位上的电子元件。
10.如权利要求9所述的装置，该装置包含有位于该旋转设备的开口，该开口形状可适于该弹射器的插置，以接触和从该旋转设备推抵电子元件。
11.如权利要求1所述的装置，其中该旋转设备是以180度的角度被驱动旋转每个电子元件。
12.如权利要求1所述的装置，该装置包含传动机构，该传动机构有效耦接在该旋转设备上，以用于驱动该旋转设备转动。
13.如权利要求1所述的装置，其中该电子元件是半导体封装件。
14.一种改变电子元件方位的方法，包含有下述步骤：
使用力驱动机构偏置该电子元件，使其和旋转设备相接触；
使用和该旋转设备相连接的驱动机构转动该旋转设备，以改变该电子元件的方位；以及
然后将该电子元件从所述的旋转设备中弹出。
15.如权利要求14所述的方法，更进一步包括以下步骤：
在偏置每个电子元件和该旋转设备相接触之前，从电子元件供应处提供电子元件到支撑平台处。
16.如权利要求15所述的方法，其中用于弹射电子器件的弹射器和该支撑平台分别位于该旋转设备相对的两侧。
17.如权利要求14所述的方法，其中该力驱动机构包含有空气喷嘴。
18.如权利要求14所述的方法，其中该力驱动机构包含有活塞组件。
19.如权利要求14所述的方法，其中该转动旋转设备的步骤包含有：以180度的角度旋转每个电子元件的步骤。
20.如权利要求14所述的方法，其中该电子元件是半导体封装件。
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