CN1113032C - 用于转移对象的拾取和配置设备 - Google Patents

Abstract

以高稳定性高速度而不引起滞咬现象进行拾取和配置操作的拾取、转移和配置对象的拾取和配置设备。此设备有一负压源，并包括检测由施加该负压源产生的负压来拾取对象过程中的吸取条件的第一压力检测器，检测由释放该负压来将对象放到预定位置上过程中的吸取释放条件的第二压力检测器，和在由第一压力检测器接收到吸取检测信号或由第二压力检测器接收到吸取释放检测信号后控制拾取和配置设备的整个运行以前进到下一过程的控制器。

Description

用于转移对象的拾取和配置设备

本发明是关于为转移对象的拾取和配置设备，较具体说是关于用于转移例如半导体装置等对象依靠打开和关闭一负压源来进行吸取或吸取释放的拾取和配置设备。

为转运对象的拾取和配置设备的某些应用要求精确而迅速地转移对象以便能提高整个系统的运行效率。这在被应用于与一半导体测试系统相结合的测试处理机中的用于传送对象的拾取和配置设备的情况下就是如此。这种配合半导体系统的测试处理机中欲加以转移的测试对象为半导体IC装置。另一个例子是芯片装配线，它在印刷电路板等的预定位置上面配置各种芯片式的电子部件。本发明是关于具有利用例如真空的负压力所产生的吸取力来吸引和释放欲加转移的对象的吸取机构的拾取和配置设备。

这些拾取和配置设备要求具有高传送速度和低滞咬率的高可靠性来提高效率以完善整个的生产率。为达到这些目标，在利用吸取方法转移对象的拾取和配置设备中，对各吸取盘设置压力检测装置检测吸引情况。这由检测吸引压力来确保拾取(吸取)操作和促使吸取(拾取操作)时间或吸取释放(配置操作)时间降低。

现参照图5说明这样的拾取和配置设备中的结构示例。此例通过来自压力检测器41的检测信号控制吸取和吸取释放操作。此例中还将多个欲被拾取和配置设备转移的被试装置(DUT)排列在一水平料盘上。

图5中，此具有吸取机构的吸取和配置设备由吸取盘30、盘支撑32、转移驱动装置80、真空软管38、压力检测器41、负压开关45、负压源50、和吸取控制器70组成。

吸取盘30具有与DUT(被试装置)90接触的盘端31，和在中心处为通过其传送负压到DUT90的通孔75。吸取盘30是一能以由负压产生的吸取力拾取和放置DUT的圆形部件。图6(a)6(c)表示吸取盘30的示例。吸取盘30例如形成为图6(a)的弹性橡皮盘，或者图6(b)的设置有金属环面层的弹性橡皮盘，或者如图6(c)所示的带金属管的弹性橡皮盘。直空软管38连接到吸取盘30的顶部将负压通过孔75导引到盘端31。负压开关45被连接到例如真孔软管38的另一端以进行吸取力的开/关操作。

此吸取盘30可由转移驱动装置80通过支撑32在三个方向自由定位。例如吸取盘30由转移驱动装置80在垂直方向(Z)驱动以作上、下运动，而在(X-Y)方向驱动以作左、右或前、后移动。这样的驱动装置在技术上，例如机械臂技术中是公知的，因而这里不作进一步说明。

压力检测器41检测预定的压力点以判断拾取和配置操作和启动负压源的吸取力的下一开关操作。这些欲检测的压力点随真空软管38的长度、DUT90的表面与吸取盘30间的接触情况、或其他因素而改变。来自压力检测器41的检测信号指明压力点并被提供到吸取控制器7。

作为负压源50一例，通常可采用一喷射真空泵根据由将高压空气释放进大气中所引起的气流的速度来产生负压。压力检测器41、负压开关45和负压源50可被容纳在一个组件中以便使整体尺寸小型化。

图4中表示真空软管38中的负压相对于拾取操作(吸取周期)和配置操作(吸取释放周期)的曲线。图4(a)为在吸取期间真空软管中的负压曲线。软管38中的负压在特性曲线C1a和C1b之间波移。造成这种波动的主要因素是真空软管38的管道长度、吸取盘30与DUT90之间的空间和不规则性，以及老化变质。结果，到达预定的吸引压力点P1所需的时间T1a和T1b也如图4(a)中所示地分散。

图4(b)为表示吸取释放期间真空软管38中的负压特性曲线的示例。在此例中也由于上述有关图4(a)中的类似因素仍然表现为负压在特性曲线C2a与C2b之间的分散性。

考虑到上述的压力分散性，下面说明拾取料盘100上的DUT90的吸取过程。在此例中，假定在压力检测器41中设置能确实可靠地维持吸取DUT90的负压值的吸引压力点P1。

在吸取周期的起始，吸取盘30的端部被转移驱动装置80定位以便吸取盘30稍许压在DUT90上。吸取控制器70使负压开关45接通以将负压导入真空软管38。这种情况在图3中说明，图中表示吸取周期内的压力变化。

在图3左边所示的吸取周期中，一当压力检测器41检测到吸取压力P1，即以保持压力P1来结束吸取过程。DUT90被保持在吸盘的端部而拾取和配置设备前进到下一操作，例如将DUT90传送到测试处理机上的指定位置。在此吸取过程中，DUT90不间断地被可靠地保持在吸取盘30的顶部。

下面说明为将DUT90释放到预定的位置上的吸取释放操作。图3的右侧表明吸取释放周期内的压力变化。在DUT90被传送到预定位置，例如图5的托盘100上的一位置，吸取控制器70断开负压开关45以将大气压导入真空软管38来降低负压。

由于电压检测器41如上述被设置有吸取压力点P1，当软管38中的负压被降到压力点P1时产生检测信号，虽然DUT90仍然被吸住在吸取盘30的顶部。这样，设置一由来自压力检测器41的检测信号启动的定时器。此定时器被设定一被假定为确实地释放DUT90的合适的时间长度。在吸取控制器70接收到此定时器的信号之后，吸取释放过程结束而开始下一过程。

此定时器的定时长度的确定考虑到为成功释放DUT的负压的分散性和成功地进行释放操作的运行范围。因而定时器中的时间长于释放DUT中的任何预期情形。结果，在释放DUT90的实际时刻与由定时器所规定的时间长度之间产生差异，导致时间的浪费。另一方面，如将时间长度设定得较短，有可能发生滞咬现象而使转移可靠性恶化。

因此，本发明的目的就在于制造一种采用吸取力的能高速高效率地拾取和配置电子装置的拾取和配置设备。

本发明的另一目的是提供一种以高速度不致引起任何电子装置的滞咬现象的利用吸取力拾取电子装置和以释放此吸取力来配置装置的拾取和配置设备。

本发明的再一目的是提供一种具有互相分开的独立检测设备中负压的预定压力点的吸引压力检测器和吸引释放压力检测器的拾取和配置设备。

本发明的又一目的是提供一具有检测由软件预定或修改的吸取点和吸取释放放点的压力检测器和模/数变换器的拾取和配置设备。

本发明还有一目的是提供一具有相互分开的吸取压力检测器和吸取释放压力检测器以及至少一确定拾取和配置设备的结束定时以进入设备下一操作的定时器的拾取和配置设备。

按本发明的第一个方面是一种IC测试处理机的拾取和配置设备，具有为拾取和配置对象进行吸取和吸取释放操作的用于转移对象的负压源，该设备包含：为在应用负压检取对象的吸取过程中检测在一软管内的第一预定负压的第一压力检测器；为在由释放此负压于预定位置配置对象的吸取释放过程中检测在所述软管内的第二预定负压的第二压力检测器；和在由第一压力检测器接收到吸取检测信号或由第二压力检测器接收到吸取释放检测信号后前进到下一过程而对拾取和配置设备的整个运行进行控制的控制器。

由于上述构成而能实现吸取期间内的可靠的拾取操作和吸取释放期间的可靠的释放操作而不致产生对象的任何滞咬现象。

按本发明的另一个方面是一种IC测试处理机的拾取和配置设备，由控制吸取力来拾取和配置对象，该设备包含：产生为拾取或释放对象的吸取力的负压源；设置有负压源通过软管与对象接触以便利用负压源产生的吸取力来拾取和配置对象的吸取盘；为打开软管中的通道给吸取盘提供吸取力或关闭此通道阻止向吸取盘提供吸取力的压力开关；为检测拾取对象过程中软管中的第一预定负压的第一压力检测器；为检测将对象置于预定位置的吸取释放过程中软管中的第二预定负压的第二压力检测器；和在由第一压力检测器接收到吸取检测信号或由第二压力检测器接收到吸取释放检测信号后、立即控制压力开关的操作以及拾取和配置设备的整个运行以便进行下一过程的控制器。

按本发明的再一个方面是一种IC测试处理机的拾取和配置装置，采用模/数变换器将检测得的负压变换成数字信号供控制器进一步处理。该设备由控制吸取力拾取和配置对象，包含：产生欲加到对象的吸取力的负压源；设置有负压源通过软管与对象接触以便利用负压源产生的吸取力拾取和配置对象的吸取盘；为打开软管中的通道对吸取盘提供吸取力或关闭通道阻止对吸取盘提供吸取力的压力开关；为检测软管中的负压并生成指明负压的大小的模拟信号的压力检测器；为将压力检测器得的模拟信号变换成数字信号的模/数(A/D)变换器；和在接收到A/D变换器的数字信号并由该数字信号判定由所述压力检测器检测的负压是否到达表明成功地拾取或释放对象操作的预定压力点后，立即控制压力开关的开关操作以及拾取和配置设备的整个运行以进行下一过程的控制器。

按本发明的又一个方面是一种IC测试处理机的拾取和配置设备，为高速和可靠地进行拾取和配置对象采用一定时器来按定时器的结束信号确定拾取和/或释放操作的定时时刻。该设备由控制吸取力来拾取和配置对象，包含：产生欲加到对象的吸取力的负压源；为检测在拾取对象的吸取过程中软管中的第一预定负压的第一压力检测器；为检测在预定位置上吸取释放对象过程中软管中的第二预定负压的第二压力检测器；为在由第一压力检测器或第二压力检测器接收到检测信号之后在预定时刻生成结束信号的定时器；和在接收到定时器的结束信号后、立即控制拾取和配置设备的整个运行以便进行下一过程的控制器。

根据本发明，独立地设置为各自检测吸取条件和吸取释放条件的检测器。这样，根据各自的检测信号在吸取过程中进行可靠的DUT拾取操作和在吸取释放过程中执行可靠的释放操作。而且借助根据压力检测器得的检测信号产生结束信号的定时器，进行灵活和可靠的拾取和释放DUT的操作。结果可以消除一般技术中定时器所导致的时间浪费，并能极大地增加整个的传送效率。此外，因为可靠地检测吸取和吸取释放条件而能增加吸取的可靠性。因而，本发明的拾取和配置设备中将不会引起所不希望的DUT的滞咬现象。

图1为表示本发明第一实施例中的拾取和配置设备的基本结构的方框图；

图2为表明本发明第二实施例中的拾取和配置设备的基本结构的方框图；

图3为表示其中具有压力检测器的一般的拾取和配置设备中的吸取和吸取释放过程的操作的方框图；

图4(a)和4(b)为表示吸取和吸取释放周期内真空软管中的负压特性曲线的方框图；

图5为表示一般技术中的拾取和配置设备的基本结构的方框图；

图6为表示拾取和配置设备的吸取盘的方框图；和

图7为表示本发明的拾取和配置设备中采用定时器的吸取和吸取释放过程的方框图。

本发明的拾取和配置设备具有与为作吸取释放条件检测的压力检测器分开的作吸取条件检测的压力检测器。当一吸取控制电路接收到指明成功的拾取操作的检测信号或指明成功的配置操作的检测信号时拾取和配置设备前进到下一步骤。

图1表示本发明第一实施例的拾取和配置设备的结构。图1的拾取和配置设备包含有吸取盘30，盘支撑32，转移驱动装置80，真空软管38，压力检测器41和42，负压开关45，负压源50，和具有定时器14a和14b的吸取控制器10。压力检测器41和42的典型范例为半导体压力传感器。

压力检测器41用于检测拾取托盘100上的被试装置(DUT)90的吸取周期中的负压。在压力检测器41中，图3或4(a)中的压力点P1被设定以使DUT90能被吸取盘30可靠地拾取。当转移驱动装置80将吸取盘30的端部置于DUT90上时，吸取控制器10接通负压开关45将负压导引进真空软管38。

在此吸取周期中，真空软管38中的压力按图3中所示状态增大。当真空软管38中的压力达到压力点P1时，压力检测器41产生由吸取控制器10接收的检测信号。吸取控制器10则确定DUT90被可靠地吸住并指示设备进行拾取和配置设备的下一次移动。

压力检测器42用于检测将DUT90配置于预定位置例如图1的托盘100上一位置的吸取周期内的负压。在压力检测器42中，设定能可靠地释放DUT90的图3或4(b)中的压力点P2。在DUT90被传送到预定位置之后，吸取控制器10断开负压开关45。当真空软管38中的压力降到压力点P2时，压力检测器42产生由吸取控制器10接收的检测信号。吸取控制器10于是确定DUT90被成功地由吸取盘30释放并指示设备进行到拾取和配置设备的下一步。

在前述拾取和配置设备中，压力检测器41和42分别检测检取和释放DUT90的压力点P1和P2。从而在本发明的操作中就不会涉及到例如一般技术中定时器的估算时间长度这些不稳定和不可靠的因素。从而能改善吸取和吸取释放过程中运行可靠性和稳定性，这也增加整个装置的转移效率。

图2为表示本发明第二实施例中的拾取和配置设备。本发明的第二实施例包含有吸取盘30，盘支撑32，转移驱动装置80，真空软管38，压力检测器62，模/数(A/D)变换器64，负压开关45，负压源50，和具有如图2中所示的定时器14a和14b的吸取控制器10b。

最好，压力检测器62为产生模拟输出信号的模拟半导体压力传感器。此模拟输出信号与真空软管38中的压力成比例并由A/D变换器64接收。A/D变换器64将接收的信号变换成表示真空软管38中负压信号的数字信号，被提供给吸取控制器10b。

当由A/D变换器64接收此数号信号时，吸取控制器10b将接收的数据与预设的表明吸取点或吸取释放点的负压的数据加以比较。在检测到预定的压力点之后，控制器10b控制设备进入下一过程。较具体说，在吸取周期中当检测到负压点P1时拾取和配置设备移动到下一操作过程。在吸取释放周期中当检测到负压点P2时拾取和配置设备移动到下一操作过程。在此例中压力点P1或吸取释放压力点P2可通过软件处理设定或进行修改。

上述实施例说明由压力检测器41和42得的检测信号确定吸取条件和吸取释放条件的情况。本发明第三实施例还包含灵活地控制吸取和吸取释放的定时器。图7为说明在压力检测器41和42外还采用定时器时的吸取和吸取释放操作的定时的原理图。这些定时器14a和14b可被包括在吸取控制器10中，如图1和2中所示。

图7的举例中，压力点P1b被设置在压力检测器41中。压力点P1b为稍低于DUT90被拾取和配置设备可靠地吸住时的压力点P1。当压力检测器41产生检测信号时图1或2中的定时器14a开始对时间作一预定时间期间的计数，此时间期间足够短地在压力点P1附近结束以保证吸住DUT90。

在定时器14a中设定的时间过去之后，吸取控制器10确定DUT90被拾取并指示拾取和配置设备前进到下一操作。在此实施例中，通过调节定时器14a中的时间长度在压力点P1附近结束，能灵活地调整作拾取操作的吸取定时时刻来适应构成拾取和配置设备的部件如真空软管和DUT的表面情况的变化。

与前述拾取(吸取)过程类似，在释放(吸取释放)过程中，压力检测器42中设置压力点P2b。压力点P2b为稍许高于DUT90被可靠地由拾取和配置设备释放的压力点P2。当压力检测器42产生检测信号时，图1或2中的定时器14b开始对时间作预定时间期间的计数，此时间期间足够地短以便在压力点附近结束释放DUT90。

在定时器14b中设定的时间过去后，吸取控制器10确定DUT90已被由拾取和配置设备释放，并指示拾取和配置设备前进到下一操作。在此实施例中，由调节定时器14b中的时间长度在压力点P1附近结束，能灵活地调整取择操作的吸取定时时刻来适应构成拾取和配置设备的部件和DUT的表面情况的变化。

如前所述，本发明的第三实施例中，依靠采用二压力检测器41和42及二定时器14a和14b，能正确地执行检选和配置操作以及拾取操作和配置操作的结束定时被相互分开地确定。因此本发明的拾取和配置设备能高速高效率运行而不致造成装置的滞咬。

上述实施例中，定时器14a和14b的预置时间值较之一般技术中所用定时器中的预计时间长度小很多。因而因分散性和部件变化所引起的时间损失可大大地减小。在上面的例子中二定时器14a和14b与压力检测器41和42相结合使用。但在拾取或配置操作中仅能利用一个定时器。

上面的实施例的说明是针对将转移驱动装置80连接到吸取盘30以便使吸取盘能作三维(X、Y和Z)运动的情况。但是也可能使托盘100作这样的三维驱动而将吸取盘30固定在一确定位置上。上述实施例中转移驱动装置是以与吸取盘30一一对应的关系设置的。但也可能由一个转移驱动装置80的机械来驱动多个吸取盘。

本发明因采用上述结构而达到以下的效果。

独立地设置为分别检测吸取条件和吸取释放条件的压力检测器。从而根据各自的检测信号在吸取过程中能进行可靠的DUT的拾取操作，在吸取释放过程中进行可靠的释放操作。而且，由根据压力检测器得到的检测信号产生结束信号的定时器，能进行灵活和可靠的DUT拾取和释放操作。结果，能消除一般技术中所引起的定时器时间的浪费，并能大大提高整个的转移效率。而且因为吸取和吸取释放条件的可靠检测而能增加吸取的可靠性。因而本发明的拾取和配置设备中将不会导致所不希望的DUT的滞咬现象。

Claims (10)

1、一种IC测试处理机的拾取和配置设备，具有为转移对象和为拾取和配置对象进行吸取和吸取释放操作的负压源，其包括：

用于检测由施加负压来拾取所述对象的吸取过程中在一软管内的第一预定负压的第一压力检测器；

用于检测由释放所述负压来将所述对象配置在预定位置的吸取释放过程中在所述软管内的第二预定负压的第二压力检测器；和

在由所述第一压力检测器接收到吸取检测信号或由所述第二压力检测器接收到吸取释放检测信号之后、立即对拾取和配置设备的整个运行加以控制以进到下一过程的控制器。

2、一种IC测试处理机的拾取和配置设备，由控制吸取力来拾取和配置对象，其包括：

产生为拾取或释放所述对象的所述吸取力的负压源；

设置有所述负压源通过软管与所述对象接触以便由所述负压源产生的所述吸取力拾取和配置所述对象的吸取盘；

为打开所述软管中的通道给所述吸取盘提供所述吸取力或关闭所述通道阻止给所述吸取盘供给所述吸取力的压力开关；

为检测拾取所述对象的过程中所述软管中的第一预定负压的第一压力检测器；

为检测将所述对象安置于预定位置上的吸取释放过程中所述软管内的第二预定负压的第二压力检测器；和

在由所述第一压力检测器接收到吸取检测信号或由所述第二压力检测器接收到吸取释放检测信号后、立即控制所述压力开关的开关操作和拾取和配置设备的整个操作以进到下一过程的控制器。

3、如权利要求1中所述之IC测试处理机的拾取和配置设备，其还包括：

被设置所述负压源通过软管接触所述对象以通过所述吸取力拾取和配置所述对象的吸取盘；和

为打开所述软管中的通道给所述吸取盘提供所述吸取力或关闭所述通道阻止给所述吸取盘提供所述吸取力的压力开关。

4、如权利要求3中所述之IC测试处理机的拾取和配置设备，其还包括：

在水平和垂直方向上定位所述吸取盘的位置控制装置，该装置直接与所述吸取盘相连。

5、如权利要求2中所述之IC测试处理机的拾取和配置设置，其还包括：

在水平和垂直方向上定位所述吸取盘的位置控制装置，该装置直接与所述吸取盘相连。

6、一种IC测试处理机的拾取和配置设备，以控制吸取力拾取和配置对象，其包括：

产生欲被施加到对象的所述吸取力的负压源；

被设置有所述负压源通过软管接触所述对象以所述负压源产生的所述吸取力拾取和配置所述对象的吸取盘；

为打开所述软管中的通道给所述吸取盘提供所述吸取力或关闭所述通道阻止给所述吸取盘供给所述吸取力的压力开关；

为检测所述软管中的负压并产生表明所述负压的大小的模拟信号的压力检测器；

为将所述压力检测器输出的所述模拟信号变换为数字信号的模/数(A/D)变换器；和

在由所述A/D变换器接收到所述数字信号并对所述数字信号进行估计以判定由所述压力检测器检测的所述负压是否到达表明成功拾取或释放所述对象的预定的压力点后、立即控制所述压力开关的转换操作及拾取和配置设备的整个运行以进行下一过程的控制器。

7、如权利要求6中所述之IC测试处理机的拾取和配置设备，其特征是还包括：

在垂直和水平方向上定位所述吸取盘的位置控制装置，该装置直接与所述吸取盘相连。

8、一种IC测试处理机的拾取和配置设备，由控制吸取力来拾取和配置对象，其包括：

产生欲施加到所述对象的所述吸取力的负压源；

为检测拾取所述对象的吸取过程中一软管内的第一预定负压的第一压力检测器；

为检测将所述对象放置在一预定位置上的吸取释放过程中所述软管内的第二预定负压的第二压力检测器；

在由所述第一压力检测器或所述第二压力检测器接收到检测信号后的预定时间产生结束信号的定时器；和

在由所述定时器接收到所述结束信号后、立即控制拾取和配置设备的整个运行以进行下一操作过程的控制器。

9、如权利要求8中所述之IC测试处理机的拾取和配置设备，还包括：

被设置有所述负压源通过软管接触到所述对象由所述负压源产生的所述吸取力拾取和配置所述对象的吸取盘；和

为打开所述软管中的通道给所述吸取盘提供所述吸取力或关闭所述通道防止给所述吸盘供给所述吸取力的压力开关，

其中，所述压力开关的操作由所述控制器按照所述定时器的所述结束信号进行控制。

10、如权利要求8中所述之IC测试处理机的拾取和配置设备，还包括：

在垂直和水平方向上定位所述吸取盘的位置控制装置，该装置直接与所述吸取盘相连。

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