CN106896842B

CN106896842B - 电子元件接合装置的温控机构、方法及其应用的测试设备

Info

Publication number: CN106896842B
Application number: CN201610910126.1A
Authority: CN
Inventors: 林正龙
Original assignee: HNI Technologies Inc
Current assignee: Hongjin Precision Co ltd
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2036-10-19
Also published as: TW201716790A; CN106896842A; TWI585424B

Abstract

本发明公开了一种电子元件接合装置的温控机构及温控方法，该电子元件接合装置的温控机构设有一由移动臂驱动以在至少一方向上移动的温控机构，该温控机构设有一具有冷源的冷却模块，并于冷却模块的下方装配多个具有热源的加热模块，多个加热模块装配有多个接合器，并通过各接合器贴抵接触电子元件，多个加热模块装设有多个感温模块，多个感温模块将感温数据传输至控制器，控制器对多个感温数据进行判别，以确定多个加热模块是否符合预设的测试温度范围，并实时调控补偿多个加热模块的输出功率，令多个加热模块的温度符合预设的测试温度范围，进而使多个接合器以预设的测试温度接触电子元件而进行测试，达到提升测试质量及生产效能的目的。

Description

电子元件接合装置的温控机构、方法及其应用的测试设备

技术领域

本发明涉及一种可根据冷却模块的不同部位的温度而实时调控补偿多个加热模块的输出功率，使多个接合器以预设测试温度接触电子元件进行测试，以及可根据不同批次电子元件的测试温度需求设定多个加热模块为相同或不同测试温度，以便于同步对不同批次电子元件进行测试，进而提升测试质量及生产效能的电子元件接合装置的温控机构。

背景技术

目前，对电子元件进行测试时一般以压接装置的压接器压抵电子元件，并利用温控机构经由压接器使电子元件于预设的测试温度范围内进行测试，当压接器的温度低于预设的测试温度范围时，该温控机构必须使压接器升温，当压接器的温度高于预设的测试温度范围时，温控机构必须使压接器降温，以确保压接器压抵电子元件于预设的测试温度范围内进行测试。

如图1、图2所示为测试设备的测试装置10及压接装置20的示意图，该测试装置10设有至少一电路板11，并于电路板11上配置有多个测试座121、122、123、124、125、126、127、128，该压接装置20位于测试装置10的上方，并设有至少一由驱动源驱动以在第一方向(如Z方向)移动的移动臂21，该移动臂21的下方装配有温控机构22，该温控机构22设有一具有流道2211的冷却器221，该流道2211的一端连通输入冷媒的冷媒输入管2212，另一端连通输出冷媒的冷媒输出管2213，该冷却器221的下方设有一加热器222，另于温控机构22的加热器222下方配置多个压抵电子元件的压接器231、232、233、234、235、236、237、238；如图3所示，于测试装置10的多个测试座121、122、123、124、125、126、127、128承置多个待测的电子元件31、32、33、34、35、36、37、38后，该压接装置20可控制移动臂21带动温控机构22及多个压接器231、232、233、234、235、236、237、238同步下降，并使多个压接器231、232、233、234、235、236、237、238压抵多个待测电子元件31、32、33、34、35、36、37、38，该温控机构22的冷却器221通过冷媒输入管2212将低温的冷媒输入流道2211内，冷媒由流道2211的前端向后端流动，再由冷媒输出管2213输出，该温控机构22启动加热器222，使冷却器221的低温与加热器222的高温作一整合，以使多个压接器231、232、233、234、235、236、237、238以预设的测试温度压接多个电子元件31、32、33、34、35、36、37、38进行测试；但是，该压接装置20于使用上存在以下问题：

1、当欲通过压接装置20的多个压接器231、232、233、234、235、236、237、238以相同预设测试温度压接同一批次多个电子元件31、32、33、34、35、36、37、38进行测试时，由于冷却器221的冷媒于流道2211内流动时会因冷热交换而逐渐升温，导致冷却器221底面的不同部位具有不同低温，例如前端部位为－30度低温，中间部位为－20度低温，至后端部位则为－10度低温，但温控机构22仅利用单一加热器222作单一温度的升温，并无法根据冷却器221的不同部位的温度而提供不同高温进行搭配整合，致使多个压接器231、232、233、234、235、236、237、238以不同低温压接同一批次多个电子元件31、32、33、34、35、36、37、38进行测试，造成多个电子元件测试质量不一。

2、由于不同批次的多个电子元件，其预设的测试温度也不同，当欲通过压接装置20的多个压接器231、232、233、234、235、236、237、238以两种不同预设的测试温度压接两个不同批次的多个电子元件进行测试时，由于冷却器221的不同部位具有不同低温，并仅利用一加热器的单一高温进行温度整合，以致8个压接器231、232、233、234、235、236、237、238以8个不同低温压接两个批次多个电子元件进行测试，并无法使同一批次的多个电子元件于相同预设的测试温度进行测试，以及无法使另一批次的多个电子元件于另一预设的测试温度进行测试，以致压接装置20无法一次对不同批次电子元件进行测试，而必须分批次进行测试，不仅无法提升测试产能，亦增加测试时间。

发明内容

本发明的目的一在于提供一种电子元件接合装置的温控机构及温控方法，其设有一由移动臂驱动以在至少一方向移动的温控机构，该温控机构设有一具有冷源的冷却模块，并于冷却模块的下方装配多个具有热源的加热模块，多个加热模块装配多个压接电子元件的接合器，另于多个加热模块装设有多个感温模块，多个感温模块将感温数据传输至控制器，控制器对多个感温数据进行判别，以确定多个加热模块是否符合预设的测试温度范围，并可实时调控补偿多个加热模块的输出功率，使加热模块的高温与冷却器相对应部位的低温保持平衡在预设测试温度，令多个加热模块的温度符合预设的测试温度范围，进而使多个接合器以预设的测试温度接触电子元件进行测试，达到提升测试质量的目的。

本发明的目的二在于提供一种电子元件接合装置的温控机构及温控方法，其中，该温控机构于多个加热模块装配多个压接电子元件的接合器，并于多个加热模块装设有多个感温模块，多个感温模块将感温数据传输至控制器，控制器依据多个不同感温数据实时调控补偿多个加热模块的输出功率，使多个加热模块及多个接合器可依测试需求而具有相同或不同的预设测试温度，不仅可供测试同一批次需要相同预设测试温度的多个电子元件，更可供同步测试不同批次需要不同预设测试温度的多个电子元件，达到提高测试产能及缩短作业时间的目的。

本发明的目的三在于提供一种应用电子元件接合装置的温控机构的测试设备，其于机台上配置有供料装置、收料装置、测试装置、接合装置、输送装置及中央控制装置，该供料装置设有至少一容纳待测电子元件的供料承置器，该收料装置设有至少一容纳已测电子元件的收料承置器，该测试装置设有至少一测试器，以对电子元件进行测试，该接合装置设有一冷却模块、多个加热模块、多个感温模块、多个接合器及控制器，以使多个接合器保持预设测试温度压抵电子元件进行测试，该输送装置设有至少一移料器，用以移载电子元件，该中央控制装置用以控制及整合各装置工作，从而实现自动化作业，达到提升作业生产效能的目的。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电子元件接合装置的温控机构，其包含：

移动臂，在至少一方向上移动；

温控机构，装配于该移动臂的下方并设有具有冷源的冷却模块，该冷却模块的下方装配有多个具有热源的加热模块，该多个加热模块装设有多个接触电子元件的接合器，于该多个加热模块或该多个接合器设有多个感温模块，多个感温模块将感温数据传输至至少一控制器，该至少一控制器控制该多个加热模块的输出功率。

在本发明的一实施例中，该冷却模块的冷源为低温流体或致冷芯片。

在本发明的一实施例中，该冷却模块于内部设有至少一流道，该流道的一端连通至少一输入该低温流体的流体输入管，另一端连通至少一输出该低温流体的流体输出管。

在本发明的一实施例中，该加热模块的热源为加热件。

在本发明的一实施例中，该接合器移载该电子元件或压接该电子元件，亦或移载及压接该电子元件。

在本发明的一实施例中，该感温模块装配于加热模块。

在本发明的一实施例中，该控制器控制该多个加热模块或该多个压接模块的温度为相同温度或不同温度。

本发明还提供了一种使用上述的电子元件接合装置的温控机构进行的温控方法，其包含以下步骤：

多个接合器接触电子元件：该多个接合器接触该多个电子元件，以对该电子元件进行测试；

感知测试温度：该多个感温模块感知该多个加热模块或该多个接合器的测试温度，并将多个感温数据传输至控制器；

控制器判别温度：控制器依据多个感温数据判断该多个加热模块或该多个接合器的温度是否在预设的测试温度范围；

调控：控制器控制该符合预设测试温度的该加热模块保持输出的功率，以及分别控制该不符合预设测试温度的该加热模块调整补偿输出的功率，使该加热模块或该压接模块的温度符合预设的测试温度范围。

本发明还提供了一种应用电子元件接合装置的温控机构的测试设备，其包含：

机台；

供料装置，配置于该机台上并设有至少一供料承置器，用以容纳至少一待测的电子元件；

收料装置，配置于该机台上并设有至少一收料承置器，用以容纳至少一已测的电子元件；

测试装置，配置于该机台上并设有至少一测试器，以对该电子元件进行测试；

输送装置，配置于该机台上并设有至少一移载该电子元件的移料器；

至少一上述电子元件接合装置的温控机构，配置于该机台，并以相同或不同预设测试温度接触该测试装置处的多个电子元件；

中央控制装置，用以控制及整合各装置工作。

附图说明

图1为现有的测试装置及压接装置的示意图；

图2图为现有的压接装置的示意图；

图3图为现有的压接装置的使用示意图；

图4图为本发明中的接合装置的前视图；

图5图为本发明中的接合装置的底视图；

图6图为本发明中的接合装置及测试装置的配置示意图；

图7图为本发明提供的温控方法的示意图；

图8图为本发明中的接合装置的使用示意图；

图9图为本发明中的接合装置的另一使用示意图；

图10图为本发明中的接合装置应用于测试设备的示意图。

附图标记说明：10-测试装置；11-电路板；121、122、123、124、125、126、127、128-测试座；20压接装置；21移动臂；22-温控机构；221-冷却器；2211流道；冷媒输入管-2212；2213冷媒输出管；222-加热器；231、232、233、234、235、236、237、238-压接器；31、32、33、34、35、36、37、38-电子元件；40-接合装置；41-移动臂；42温控机构；421冷却模块：4211流道；4212-流体输入管；4213-流体输出管；4221-第一加热模块；4222-第二加热模块：4223-第三加热模块；4231-第一接合器；4232-第二接合器；4233-第三接合器；4241-第一感温模块；4242-第二感温模块；4243-第三感温模块；50-测试装置；51-电路板；521-第一测试组；522-第二测试组；523第三测试组：531、532、533、541、551、561电子元件：61～76步骤；80-机台；90-供料装置；91-供料承置器；100-收料装置：101-收料承置器；110-测试装置；111-电路板；112-测试座；120-输送装置；1201-第一移料器；1202-第一入料载台；1203-第二入料载台：1204-第一出料载台；1205-第二出料载台；1206-第二移料器；130-第一接合装置；140-第二接合装置。

具体实施方式

为使审查员对本发明作更进一步的了解，兹举一较佳实施例并配合图式，详述如后：

如图4、图5所示，本发明中的接合装置40设有在至少一方向上移动的移动臂41，于本实施例中，该移动臂41由驱动源(图未示出)驱动在Z方向移动，又该接合装置40于移动臂41的下方装配有温控机构42，该温控机构42设有一具有冷源的冷却模块421，该冷源可为低温流体(如冷媒)或致冷芯片，于本实施例中，该冷却模块421装设于移动臂41的下方，并于内部设有呈S型的流道4211，该流道4211的一端连通可输入低温流体的流体输入管4212，另一端则连通可输出低温流体的流体输出管4213，该低温流体为冷媒，冷媒于流道4211内流动时，可使冷却模块421的底面形成一冷却面，又该温控机构42于冷却模块421的下方装配有多个具有热源的加热模块，该热源可为加热件，于本实施例中，于冷却模块421的冷却面装配有具有加热件的第一加热模块4221、第二加热模块4222及第三加热模块4223，该第一、二、三加热模块4221、4222、4223由至少一控制器(图未示出)控制输出功率，另于多个加热模块装配有多个接触电子元件的接合器，该接合器可应用于移载电子元件或压接电子元件，亦或应用于移载及压接电子元件，该接合器可为独立元件装配于加热模块，亦或直接成型于加热模块，于本实施例中，于第一、二、三加热模块4221、4222、4223的底面设置有第一接合器4231、第二接合器4232及第三接合器4233，该温控机构42设有多个感温模块，以感知多个加热模块或多个接合器的测试温度，并将多个感温数据传输至控制器，该感温模块可装配于加热模块或接合器，于本实施例中，于第一、二、三加热模块4221、4222、4223内分别装配有第一、二、三感温模块4241、4242、4243，第一、二、三感温模块4241、4242、4243将感温数据传输至控制器，以供控制器依据多个不同感温数据而实时分别调控补偿第一、二、三加热模块4221、4222、4223的输出功率，使第一、二、三加热模块4221、4222、4223及第一、二、三接合器4231、4232、4233以相同或不同的预设测试温度压接电子元件，进而提升测试质量及生产效能。

如图6所示，本发明接合装置40位于一测试装置50的上方，该测试装置50设有至少一电路板51，并于电路板51上配置有第一测试组521、第二测试组522、第三测试组523，以承置及测试多个电子元件531、532、533，该接合装置40的第一、二、三接合器4231、4232、4233则对应于第一、二、三测试组521、522、523，该冷却模块421的流体输入管4212将冷媒输入于流道4211内，冷媒即由流道4211的前端向后端流动，再由流道4211的流体输出管4213输出，该第一、二、三加热模块4221、4222、4223亦同步启动。

如图7、图8所示，本发明提供的温控方法，第一步骤为多个接合器接触电子元件，由多个接合器接触多个电子元件，以对电子元件进行测试，于本实施例中，首先执行步骤61、62、63，接合装置40通过移动臂41带动温控机构42沿Z方向向下移动，令多个第一、二、三接合器4231、4232、4233分别压抵电子元件531、532、533，使电子元件531、532、533的电性接点确实接触第一、二、三测试组521、522、523的传输件，从而进行测试；之后的步骤为感知测试温度，多个感温模块感知多个加热模块或多个接合器的测试温度，并将多个感温数据传输至控制器(图未示出)，于本实施例中，接着执行步骤64、65、66，该冷却模块421的流体输入管4212将冷媒输入于流道4211后，冷媒即由流道4211的前端向后端流动，以传导低温至多个第一、二、三加热模块4221、4222、4223，由于冷媒于流道4211内流动时会因冷热交换而逐渐升温，使得冷却模块421的不同部位具有不同低温，例如前端部位为－30度低温，中间部位为－20度低温，后端部位则为－10度低温，相对地，该装配于冷却模块421不同部位的第一、二、三加热模块4221、4222、4223即具有不同温差，该温控机构42即利用第一、二、三感温模块4241、4242、4243分别感知第一、二、三加热模块4221、4222、4223的温度，并将多个感温数据传输至控制器；之后的步骤为控制器判别温度，控制器依据多个感温数据而判别多个加热模块或多个接合器的温度是否在预设的测试温度范围，于本实施例中，接着执行步骤67～70，该第一感温模块4241感温该第一加热模块4221的温度为－30度，该控制器依据感温数据判别第一加热模块4221的温度是否在预设的测试温度范围，以及该第二感温模块4242感温该第二加热模块4222的温度为－20度，该控制器依据感温数据判别第二加热模块4222的温度是否在预设的测试温度范围，以及该第三感温模块4243感温该第三加热模块4223的温度为－10度，该控制器依据感温数据判别第三加热模块4223的温度是否在预设的测试温度范围；然后进行调控，该控制器控制该符合预设测试温度的该加热模块保持输出的功率，以及分别控制该不符合预设测试温度的该加热模块调整补偿输出的功率，使该加热模块或该压接模块的温度符合预设的测试温度范围，于本实施例中，若控制器判断第一加热模块4221符合预设的测试温度范围，执行步骤71，该控制器控制该第一加热模块4221保持输出的功率，从而保持在预设测试温度范围内，若控制器判断第一加热模块4221不符合预设的测试温度范围，则执行步骤72，该控制器即控制第一加热模块4221补偿调整输出的功率，亦即令第一加热模块4221的高温与冷媒流经时的低温保持平衡在预设的温度范围，使第一加热模块4221的温度保持在预设的温度范围内，以及若控制器判断第二加热模块4222符合预设的测试温度范围，执行步骤73，该控制器控制该第二加热模块4222保持输出的功率，从而保持在预设测试温度范围内，若控制器判断第二加热模块4222不符合预设的测试温度范围，则执行步骤74，该控制器即控制第二加热模块4222补偿调整输出的功率，亦即令第二加热模块4222的高温与冷媒流经时的低温保持平衡在预设的温度范围，使第二加热模块4222的温度保持在预设的温度范围内，以及若控制器判断第三加热模块4223符合预设的测试温度范围，执行步骤75，该控制器控制该第三加热模块4223保持输出的功率，从而保持在预设测试温度范围内，若控制器判断第三加热模块4223不符合预设的测试温度范围，则执行步骤76，该控制器即控制第三加热模块4223补偿调整输出的功率，亦即令第三加热模块4223的高温与冷媒流经时的低温保持平衡在预设的温度范围，使第三加热模块4223的温度保持在预设的温度范围内；然由于冷却模块421内流经第一、二、三加热模块4221、4222、4223上方的冷媒温度均不同，该控制器会实时调控第一、二、三加热模块4221、4222、4223输出不同功率，以调整补偿第一、二、三加热模块4221、4222、4223的温度，因此，第一、二、三加热模块4221、4222、4223可分别作温度的补偿调整而保持同一预设的测试温度，并使多个第一、二、三接合器4231、4232、4233保持同一预设的测试温度，再利用多个第一、二、三接合器4231、4232、4233压抵多组电子元件531、532、533于同一预设的测试温度进行测试，达到提升测试质量的目的。

如图7、图9所示为本发明的另一使用实施例，由于本发明中温控机构42的第一、二、三加热模块4221、4222、4223可分别作温度的补偿调整，从而保持相同或不同测试温度，当将第一、二、三批次多个不同电子元件541、551、561置入于第一、二、三测试组521、522、523后，该温控机构42的控制器设定第一批次多个电子元件541的第一预设测试温度，并设定第二批次多个电子元件551的第二预设测试温度，以及设定第三批次多个电子元件561的第三预设测试温度，当接合装置40的移动臂41带动温控机构42沿Z方向向下移动时，该温控机构42以多个第一、二、三接合器4231、4232、4233分别压抵第一、二、三批次多个电子元件541、551、561进行测试，该温控机构42于冷却模块421注入冷媒，并启动第一、二、三加热模块4221、4222、4223，再以第一、二、三感温模块4241、4242、4243分别感知第一、二、三加热模块4221、4222、4223的温度，并将多个感温数据传输至控制器，控制器即判断第一、二、三加热模块4221、4222、4223的温度是否符合相对应第一、二、三批次电子元件的第一、二、三预设测试温度，若符合，控制器则控制第一、二、三加热模块4221、4222、4223保持输出的功率，若不符合，控制器即可分别补偿调整第一、二、三加热模块4221、4222、4223输出不同功率以搭配上方冷媒流经时的低温，使第一加热模块4221的温度符合第一批次电子元件541的第一预设测试温度范围，并使第二加热模块4222的温度符合第二批次电子元件551的第二预设测试温度范围，以及使第三加热模块4223的温度符合第三批次电子元件561的第三预设测试温度范围；因此，第一、二、三加热模块4221、4222、4223可分别以不同预设测试温度经由第一、二、三接合器4231、4232、4233传导至第一、二、三批次多个电子元件541、551、561，使第一、二、三批次多个电子元件541、551、561于不同预设测试温度范围同步进行测试，达到提升测试产能的目的。

如图4、图5、图10所示为本发明中的接合装置40应用于测试设备的示意图，该测试设备于机台80上配置有供料装置90、收料装置100、测试装置110、输送装置120、中央控制装置(图未示出)及两个相同的本发明接合装置40的第一接合装置130、第二接合装置140；该供料装置90装配于机台80，并设有至少一为供料盘的供料承置器91，用以容纳至少一待测的电子元件；该收料装置100装配于机台80，并设有至少一为收料盘的收料承置器101，用以容纳至少一已测的电子元件；该测试装置110装配于机台80上，并设有至少一测试器，以对电子元件进行测试，于本实施例中，该测试器具有电性连接的电路板111及测试座112，以对电子元件进行测试；该输送装置120装配于机台80上，并设有至少一移载电子元件的移料器，于本实施例中，设有在第一、二、三方向移动的第一移料器1201，以于供料装置90的供料承置器91取出待测的电子元件，并分别移载至第一入料载台1202及第二入料载台1203，第一入料载台1202及第二入料载台1203将待测的电子元件载送至测试装置110处，该第一接合装置130及第二接合装置140为相同的本发明的接合装置40，从而于第一入料载台1202及第二入料载台1203上取出待测的电子元件，并移载至测试装置110而进行测试，以及将测试装置110处的已测电子元件移载至第一出料载台1204及第二出料载台1205，第一出料载台1204及第二出料载台1205则载出已测的电子元件，该输送装置120另设有第二移料器1206，以于第一出料载台1204及第二出料载台1205上取出已测的电子元件，并依据测试结果，将已测的电子元件输送至收料装置100处而分类收置；该中央控制装置用以控制及整合各装置工作，以实现自动化作业，达到提升作业效能的目的。

Claims

1.一种电子元件接合装置的温控机构，其特征在于，包含：

移动臂，在至少一方向上移动；

温控机构，装配于该移动臂的下方并设有以低温流体为冷源的冷却模块，该冷却模块的低温流体的流动路径的下方装配有多个具有热源的加热模块，该多个加热模块装设有多个接触电子元件的接合器，于该多个加热模块或该多个接合器设有多个感温模块，多个感温模块将感温数据传输至至少一控制器，该控制器控制该多个加热模块的输出功率，且该控制器根据多个感温数据比较各个感温模块的温度与一预设的测试温度范围，若多个加热模块或多个接合器中有不符合预设的测试温度范围的情况，该控制器则调控对应的加热模块，以进行温度补偿，

其中，该温控机构是由该冷却模块的一输入端输入低温流体，再由该冷却模块的一输出端输出低温流体，该多个加热模块的输出功率的大小自该冷却模块的该输入端往该输出端的方向依序降低。

2.根据权利要求1所述的电子元件接合装置的温控机构，其特征在于，该冷却模块于内部设有至少一流道，该流道的一端连通至少一输入该低温流体的流体输入管，另一端连通至少一输出该低温流体的流体输出管。

3.根据权利要求1所述的电子元件接合装置的温控机构，其特征在于，该加热模块的热源为加热件。

4.根据权利要求1所述的电子元件接合装置的温控机构，其特征在于，该接合器移载该电子元件或压接该电子元件，亦或移载及压接该电子元件。

5.根据权利要求1所述的电子元件接合装置的温控机构，其特征在于，该感温模块装配于加热模块。

6.根据权利要求1所述的电子元件接合装置的温控机构，其特征在于，该控制器控制该多个加热模块或该多个接合器的温度为相同温度或不同温度。

7.一种使用权利要求1所述的电子元件接合装置的温控机构进行的温控方法，其特征在于，包含以下步骤：

调控：控制器控制该符合预设测试温度的该加热模块保持输出的功率，以及分别控制该不符合预设测试温度的该加热模块调整补偿输出的功率，使该加热模块或该接合器的温度符合预设的测试温度范围。

8.一种应用电子元件接合装置的温控机构的测试设备，其特征在于，包含：

机台；

至少一根据权利要求1所述的电子元件接合装置的温控机构，配置于该机台，并以相同或不同预设测试温度接触该测试装置处的多个电子元件；

中央控制装置，用以控制及整合各装置工作。