CN101815952A - 用于对电子元件、特别是IC’s进行调温的调温腔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对电子元件、特别是IC′s进行调温的调温腔,其中在一壳体(14)内设置一环行装置(15),该环行装置包括多个、圆形环行的承载元件(18)和两个设置在承载元件(18)的对置的侧面上的支承装置,承载元件(18)这样支承在支承装置上,使得承载元件(18)的取向在其环行期间保持相同。

Description

用于对电子元件、特别是IC’s进行调温的调温腔
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于对电子元件、特别是IC′s进行调温的调温腔。
背景技术
电子元件,例如IC′s(带集成电路的半导体元件),通常在其被安装在例如电路板上或以其它方式应用之前检查其功能性。在此,由通常称为“操作器(Handler)”的自动操作装置将待测试的元件输送给一测试装置,并在执行测试过程后根据测试结果对其进行分拣。
为了在确定的温度条件下执行测试还已知,在测试过程之前在一调温腔中将元件调温到确定的温度。该温度可处于例如-60和+200℃之间的范围内。
对元件的调温在一相应地隔热的壳体中以对流和/或传导的方式进行。在对流调温时,在壳体中由相应的调温空气或其它气体对元件绕流这样长的时间,直到其达到希望的温度。在传导调温时,元件位于加热板或冷却板上,此时由该加热板或冷却板向元件进行热传递。
对元件的调温通常需要较长的时间,因为其持续一定的时段直至元件被均匀地加热或冷却到希望的温度。这一点会使测试通过量/吞吐量(Durchsatz)明显减慢。利用已知的调温腔通常不能达到希望的高通过量。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种开头所述类型的调温腔,利用该调温腔能以特别快速和均匀的方式对电子元件、特别是IC′s进行调温。
根据本发明,该目的通过具有权利要求1的特征的调温腔来实现。本发明的有利实施方式在其它各权利要求中给出。
在根据本发明的调温腔中,设置在壳体的内部的、用于保持元件的保持装置具有一环行装置,该环行装置包括多个、圆形地环行的承载元件和两个设置在各承载元件的对置的两个侧面上的支承装置,承载元件这样支承在支承装置上,使得承载元件的取向在其环行时保持相同。
因此在根据本发明的调温腔中,通过相应的数量的承载元件能在壳体内同时容纳非常多的元件并对其进行调温。能以非常合理、快速的方式进行元件的输送和取出,因为通过保持装置的继续转动,能以很短的路程将已调温的元件已从其上取下的相应承载元件引入一位置,在该位置给所述承载元件装载新的待调温的元件。此外,调温可在壳体内以对流的方式非常均匀地进行,因为承载元件和待调温的元件运动通过壳体并承受不同的空气流,从而可以避免出现局部的最热或最冷。
根据一个有利的实施方式,承载元件包括设计成用于容纳托盘的、矩形的承载板或承载框架,元件放置在所述托盘上。借助于这种托盘(托架)可向温度腔中同时导入多个元件,从而能非常快速地进行装载过程。在此,在温度腔内环行的承载元件设计成,使得能以简单、快速的方式将托盘推到承载元件上或放置到承载元件上。
作为托盘可以使用例如元件分单地设置在其上的专用的运输-托盘(“运载装置(carrier)”)或常见的支承/传送托盘(“用户托盘(usertrays)”),或者也可以使用用于组合地设置的元件(“元件条带(Strips)”)的支承装置。
根据一种有利的实施方式,支承装置包括第一和第二回转栏/旋转栅(Drehkreuz),所述第一和第二旋转栅可绕平行的、但侧向错开的旋转轴线旋转并具有旋转臂,承载元件可旋转地支承在各所述旋转臂上。这种结构以较简单的方式实现了承载元件以及由此还有待调温的元件在调温腔内的希望的环行,其中承载元件总是保持希望的定向,特别是保持在水平平面中。为了使承载元件运动仅需驱动两个旋转栅中的一个。这可以例如通过设置在调温腔之外并作用在两个旋转栅之一上的驱动电机来实现。另一个旋转栅通过承载元件带动旋转。可选地,也可以在调温腔的两侧设置作用在两个旋转栅上的驱动电机。
代替具有侧向错开的轴线的两个旋转栅也可以设想,在其环行期间这样保持各承载元件的取向相同,即,承载元件支承在侧向、圆形环绕的滑槽(滑板)导向件(Kulissenführung)中,各所述滑槽导向件设置在两个侧向的支承装置中。在这种情况下也可以例如由侧向设置的旋转栅或由其它驱动装置将承载元件置于环行,所述其它驱动装置直接作用在承载元件的支承位置上。在这种情况下“圆形”的环行也可理解为,承载元件在一椭圆形或近似多边形的环行轨道上环行。
根据一种有利的实施方式,承载元件分别在两个沿对角线对置的角部的区域中支承在旋转臂上。由此实现特别是无倾斜地保持承载元件。
根据一种有利的实施方式,旋转栅具有2到10个、优选3到11个在圆周上均匀分布的旋转臂。这里旋转臂或承载元件的数量适宜地与承载元件再次达到其初始的装载位置之前经过的锁止位置的数量相等。
根据一种有利的实施方式,壳体具有一用于托盘的输入及取出开口和一用于已调温的元件的取出开口,其中,所述用于托盘的输入及取出开口和用于被调温的元件的取出开口这样彼此相邻地设置,使得由其中取出已调温的元件的托盘在环行装置的下一个环行锁定位置中位于用于托盘输入及取出开口的区域中。在这种情况下,处于清空状态的托盘在调温腔内通过的环行路程的分段非常短,而填装有元件的托盘在元件被从调温腔的取出开口取出之前则能在调温腔内停留很长的时间。
附图说明
下面结合附图对本发明进行举例的详细说明。其中:
图1示出根据本发明的调温腔以及在测试电子元件时使用的周边部件的示意图,
图2单独地示出图2的调温腔,
图3单独地示出调温腔的环行装置,其中托盘位于承载元件上,以及
图4示出根据本发明的调温腔的示意性的、局部剖开的视图,带有用于操纵托盘的拾放单元(Pick and Place-Einheit)以及翻转单元。
具体实施方式
参照图1,首先示意性并示例性地说明一种用于测试IC′s形式的电子元件的可能的设备。箭头示出元件的路径。
首先将元件输送到一装载单元1。装载单元1将元件输送到调温腔3(温度腔)的输入开口2,以便在调温腔3内将所述元件调温到预先确定的温度。在待测试的元件在调温腔3中达到希望的温度后,由一例如可以是拾放单元的输送单元4将所述元件经由一取出开口5从调温腔3取出并输送给操作器中央单元6。操作器中央单元6包括容纳和保持元件所需的装置、必要时还有附加的元件调温装置、以及用于将元件输送到测试头7并在测试过程结束之后再从测试头7上取下元件的元件运动装置。此外,操作器中央单元6还可具有一些特定的装置,用于以确定的方式或形式、例如以加速度、压力或斜度作用于待测试的元件。测试头7以已知的方式停靠在操作器中央单元6上。测试头7是用以测试元件并对测试结果进行分析的电子测试装置的一部分。
在测试结束后,由操作器中央单元6将元件重新从测试头7上取下并借助于一取出单元8(卸料器或拾放单元)将其输送给分拣单元9。在分拣单元9中根据测试结果对元件进行分拣。接着元件到达卸载站10。
代替所示的实施例,也可以在仅设置在操作器中央单元6中的调温腔3内进行调温。此外,不是必须通过拾放单元形式的输送单元4将元件输送到操作器中央单元6,而是也可以如本领域的技术人员已知的那样通过重力进行所述输送。在这种情况下涉及到所谓的重力操作器。
下面,参照图2至4来说明根据本发明的调温腔3的结构和工作原理。在该实施例中调温腔3构造成适于容纳托盘11,在托盘11上放置有多个元件12。所述托盘11是专门的运输-托盘,这种运输-托盘既匹配于调温腔、又能实现从常见的在其中将元件12输送给装载单元1的托盘13(图4)上接收元件。
在图2至4中示出的调温腔具有隔热的壳体14,在该壳体14中设置有可转动的环行装置15,所述环行装置用于圆形环行地输送托盘11以及由此还有放置在托盘11上的元件12。环行装置15具有两个旋转栅16、17以及承载元件18,带有元件12的托盘11可放置在各承载元件上。
两个旋转栅16、17分别设置在两个侧壁19、20的附近并可在彼此平行的竖直平面中旋转。第一旋转栅16可绕第一旋转轴线21转动,而第二旋转栅17可绕第二旋转轴线22转动。两个旋转轴线21、22水平地并彼此平行地延伸,但在侧向上错开一尺寸a。对旋转栅16、17的支承通过轴颈23、24进行,所述轴颈可转动地支承在支承座25、26中。支承座25、26可一体形成在侧壁19、20中或与侧壁分离地直接设置在侧壁19、20附近。应注意,轴颈23、24向内仅延伸到相应的旋转栅16、17,因此所述旋转栅分别仅在一侧受到支承。
特别是由图2和图3可见,通过一驱动电机27、传动带28和带轮29使旋转栅17转动,该带轮与穿过侧壁20的轴颈24转动联接。通过承载元件18带动另一个旋转栅16转动。由此以非常简单的方式使两个旋转栅彼此同步并在相同的转动方向上转动。但可选地也可以利用驱动电机同步地驱动两个旋转栅16、17。
在该实施例中,旋转栅16、17具有五个相同长度的旋转臂30,所述旋转臂30从旋转栅16、17的中点沿径向向外延伸,并在旋转栅16、17的圆周上规则分布。
承载元件18水平地设置在两个旋转栅16、17之间。承载元件18由矩形的支承板或支承框架组成,各所述支承板或支承框架的尺寸在所示的实施例中仅略大于放置于其上的托盘11的尺寸。如图所示,在沿对角对置的角区域中,承载元件18一方面可转动地支承在第一旋转栅16的旋转臂30的自由端部区域中,另一方面可转动地支承在第二旋转栅17的旋转臂30的自由端部区域中。因为使两个旋转栅16、17的转动位置这样彼此协调,使得两个旋转栅16、17的旋转臂30占据相同的角位置,此外使旋转栅16、17的两个旋转轴线21,22在一水平平面中彼此错开地并排设置,所以托盘11在旋转栅16、17的每个转动位置中都总是保持在一水平的平面内。因此,承载元件18的数量以及由此还有可设置在承载元件上的托盘11的数量与每个旋转栅16、17的旋转臂30的数量一致。如果旋转栅16在箭头31的方向上绕轴线21转动,而旋转栅17在箭头32的方向上绕轴线22转动,则承载元件18以及由此还有设置在承载元件18上的托盘11运动通过调温腔,而不改变托盘11的水平取向。
如图所示,驱动电机27和带轮29设置在壳体14之外。因此仅需要使轴颈24穿过壳体14的侧壁20并设计得这样长,使得带轮29能固定在轴颈24上。
此外由图2可见,壳体的侧壁20具有侧向的输入及取出开口33,从而能平行于旋转栅16、17的旋转轴线21、22地输入和取出托盘。输入及取出开口33(对应于图1的输入开口2)位于上部区域中,即较接近壳体14的上封盖壁,一取出开口5(图1)位于该上封盖壁中,通过该取出开口取出已调温的元件12并能将其输送给操作器中央单元6。
一水平取向的接收板34从侧向的输入及取出开口33水平向外延伸,托盘11能放置在该接收板上,如下面还要参照图4详细说明的那样。因此,接收板34构成一侧向突出的装载斜面,通过该装载斜面可将托盘11导入调温腔。托盘11这里在导向槽35中被引导,所述导向槽在接收板34和承载元件18的上侧上沿其侧向边缘并在侧向边缘的附近设置。托盘11的导向板条36嵌入在这些导向槽35中,所述导向板条36沿托盘的侧边缘位于托盘11的下侧上。
在图2所示的位置中,后面的承载元件18a位于恰好与接收板34相同的高度上并与接收板对齐,从而可以将放置在接收板34上的托盘11从该接收板34推入壳体14内并推到承载元件18a上。在一托盘11通过调温腔3并且向上通过取出开口5取出已调温的元件12之后,当带有该空的托盘11的承载元件18a和接收板34对齐时,可以以相同的方式将空的托盘11沿侧向重新从调温腔3取出。
此外,由图2可见,在调温腔3的底部区域中,在环行装置15下方设置有两个热辐射器37和一个另外的电加热装置37a,用以在壳体14内产生必要的温度。一同样设置在调温腔3的底部区域中的、在壳体14宽度的大部分上延伸的通风筒38用于使被热辐射器37加热的空气在调温腔3内均匀地分布。
下面参照图4详细说明在对调温腔3进行装载和卸载时的工作原理。
待调温的并且接下来待测试的元件11首先被放置在常见的托盘13中,所述托盘13以堆叠的形式彼此重叠设置。通过一翻转单元40将一空的托盘11(运输-托盘)放置到堆叠39上,以将最上方的托盘13连同位于其中的元件11一起抬起。翻转单元40使托盘11连同保持在其上的托盘13一起绕一水平轴线向上转动180°,如箭头41所示。托盘13这时位于运输-托盘11的正上方,从而元件11落在运输-托盘11上。现在通过一设置在托盘13上方的拾放装置42抓住该空的托盘13,在箭头43的方向上使其侧向移动,接着在箭头44的方向上将其侧向放置在堆叠39的旁边,由此形成空托盘13的堆叠45。为此,拾放装置42以基本上已知方式具有一保持头46,该保持头46可在两个垂直的水平方向上移动并可在竖直方向上运动,以及必要时还可以附加地绕至少一个轴线转动。
与元件11一起由翻转单元40保持在与接收板34的平面对齐的抬高位置中的运输-托盘11由一未详细示出的装置推动到接收板34上,如箭头47所示。借助一未详细示出的输送装置将传送-托盘11从这里推送到壳体14内部并推送到位于与接收板34相同的高度上的承载元件18a上。
现在,通过驱动电机27将环行装置14置于旋转,以使承载元件18a连同位于其上的托盘11一起向下转动72°(360°的1/5)的转角。在该第一保持位置中,此前在取出开口5的区域中位于最上方的位置中的、相邻的承载元件18b重新处于与接收板34相同的高度。一必要时存在的、位于该承载元件上的空的运输-托盘11现在可以侧向地被从壳体14推出并推送到接收板34上。从这里可以将该空的运输-托盘带入翻转单元40的接合区域并由该翻转单元使其下降到堆叠39的一个已填装的托盘13上,以便按已知的方式将该填装有元件12的托盘13抬起,并将运输-托盘11连同仍未调温的元件11输送到接收板34上、并从这里输送到等待中的空承载元件18上。接着,再使环行装置15继续旋转72°的步长,在此处通过侧向的输入及取出开口33重复运输-托盘11的所述的取出和输入过程。
通过使环行装置15在箭头31的方向上分步地转动,使每个承载元件18达到沿侧向在接收板34旁边的区域中,从而能够给承载元件装载填充有元件11的运输-托盘11。在已装载的承载元件18经过整个环行路程的4/5之后,该承载元件位于其直接在取出开口5下方的最上面的位置,该取出开口位于壳体14的盖部件中。该最上面的承载元件在图2和图4中以附图标记18b表示。现在可以通过输送单元4(拾放单元)沿托盘的方向48抬起位于相配设的托盘11上的元件12并将其输送给操作器中央单元6(图1和图4)。
因为元件11的取出位置在环行装置15的环行方向上直接位于调温腔3的装载位置的前面,所以仅需使清空的托盘11再转动一极小的路程、即72°,以便再次到达装载位置。因此,环行路程的绝大部分都用于对元件11的调温。另一个优点是,最上面的承载元件18b连同放置在其上的托盘11可以几乎完全封闭上部的取出开口5,从而能使在取出元件12时通过取出开口5的热流最小化。此外,可使输入及取出开口33保持非常小,优选可以用一盘式或板式机构对其进行封闭,从而能通过所述输入及取出开口33的温度损失最小化。

Claims (9)

1.用于对电子元件、特别是IC′s进行调温的调温腔,该调温腔包括壳体(14)和设置在所述壳体(14)内部的、用于保持元件(12)的保持装置,待调温的元件(12)能被导入所述壳体中,其中,保持装置具有一环行装置(15),所述环行装置包括多个、圆形地环行的承载元件(18)和两个设置在承载元件(18)的对置的侧面上的支承装置,其特征在于,承载元件(18)在其沿对角线对置的角区域中支承在所述支承装置上,以使承载元件(18)的取向在其环行期间保持相同。
2.根据权利要求1的调温腔,其特征在于,承载元件(18)包括矩形的多个支承板或支承框架,所述支承板或支承框架构成为用于接纳托盘(11),在各所述托盘(11)上放置元件。
3.根据权利要求1或2的调温腔,其特征在于,支承装置包括第一和第二旋转栅(16、17),所述第一和第二旋转栅能够绕平行的、但侧向错开的旋转轴线(21、22)旋转并具有旋转臂(30),各承载元件(18)能转动地支承在各旋转臂上。
4.根据权利要求3的调温腔,其特征在于,旋转栅(16、17)具有2到10个、优选3到7个在圆周上均匀分布的旋转臂(30)。
5.根据权利要求3或4的调温腔,其特征在于,各承载元件(18)分别在两个沿对角线对置的角部的区域中支承在旋转臂(30)上。
6.根据权利要求3至5之一的调温腔,其特征在于,每个承载元件(18)支承在旋转臂(30)的两个支承位置上,所述支承位置位于一水平的平面内,从而各承载元件(18)水平地定向。
7.根据权利要求3至6之一的调温腔,其特征在于,在壳体(14)的一侧向区域中设置一输入及取出开口(33),用于平行于旋转栅(16、17)的旋转轴线(21、22)地输入和取出托盘(11)。
8.根据上述权利要求之一的调温腔,其特征在于,在壳体(14)的上侧上设置一取出开口(5),用于竖直地从壳体(14)中取出已调温的元件(11)。
9.根据权利要求2至8之一的调温腔,其特征在于,壳体(14)具有一用于托盘(11)的输入及取出开口(33)和一用于已调温的元件(12)的取出开口(5),环行装置(15)行进进入多个环行锁定位置,所述用于托盘(11)的输入及取出开口(33)和用于已调温的元件(12)的取出开口(33)这样彼此相邻地设置,使得已由其中取出已调温的元件(12)的托盘(11)在环行装置(15)的下一个环行锁定位置中位于用于托盘(11)的输入及取出开口(33)的区域中。
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