CN113701909B - 一种半导体测封设备用热电偶测温系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子元件制备技术领域，特别涉及一种半导体测封设备用热电偶测温系统。包括工作台、传送带、支撑架和温度检测单元；所述传送带安装在工作台上；所述支撑架安装在工作台上，且所述支撑架的移动部位于传送带正上方；所述温度检测单元包括恒温盒、第一导线和第二导线；所述恒温盒安装在支撑架的移动部上，所述恒温盒内安装有恒温端，所述恒温端上安装有温度传感器，所述恒温盒底部安装有导线安装筒；所述导线安装筒底部安装有测温部，所述测温部的壳体底部设有测温头；所述第一导线和第二导线均位于所述导线安装筒内。本发明可在批量测温作业时，也能保证测试结果的准确性。

Description

一种半导体测封设备用热电偶测温系统

技术领域

本发明属于电子元件制备技术领域，特别涉及一种半导体测封设备用热电偶测温系统。

背景技术

半导体产品在生产过程中，需要经过封装、电镀、烘烤和检测等步骤。而在半导体产品封装后，需要对半导体产品进行温度测试。

传统的半导体产品通常采用热电阻的方式进行温度测量，但应用于此方法的温度计探针回温时间较长，如果两组被测物体的测试间隔时间过短，会导致测试准确度的下降。从而造成半导体在连续性批量作业时，无法保证检测结构准确性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种半导体测封设备用热电偶测温系统，包括工作台、传送带、支撑架和温度检测单元；所述传送带安装在工作台上；所述支撑架安装在工作台上，且所述支撑架的移动部位于传送带正上方；所述温度检测单元包括恒温盒、第一导线和第二导线和测温部；所述恒温盒安装在支撑架的移动部上，所述恒温盒内安装有恒温端，所述恒温端上安装有温度传感器，所述恒温盒底部安装有导线安装筒；所述导线安装筒底部安装有测温部，所述测温部的壳体底部设有测温头；所述第一导线和第二导线为不同的材质，两者均位于所述导线安装筒内，所述第一导线和第二导线一端均安装在恒温端上，所述第一导线和第二导线另一端均贯穿至测温部的壳体内，且活动插接在感应头上。

进一步的，所述测温系统还包括电子温度计，所述电子温度计固定安装在所述工作台上，且所述电子温度计与所述温度传感器电性连接。

进一步的，所述测温系统还包括若干组固定单元，若干组所述固定单元等间距排列在传送带上；所述固定单元包括固定架、架台和两组第一固定板；所述固定架安装在传送带上，所述架台安装在固定架内，两组所述第一固定板对称安装在架台两侧。

进一步的，所述第一固定板顶部的高度要低于所述架台顶部的高度。

进一步的，所述固定单元还包括所述第一固定板上呈矩形阵列分布有若干组引脚插孔，且所述第一固定板两端对称开设有两组卡槽；所述固定架顶部一侧边缘处设有远红外发射器。

进一步的，所述固定单元还包括两组第二固定板；所述固定架的两侧内壁上对称开设有两组固定板安装槽，两组所述第二固定板的底部分别铰接在两组所述固定板安装槽的底部内壁上。

进一步的，两组所述固定板安装槽内分别开设有一组弹簧固定孔，两组所述弹簧固定孔内分别安装有一组复位弹簧，两组所述复位弹簧另一端分别安装在两组第二固定板上；所述第二固定板远离复位弹簧的一侧壁顶部等间距分布有若干组引脚限位槽。

进一步的，所述第二固定板远离复位弹簧的一侧壁两端对称安装有两组卡块，两组所述卡块可分别活动卡接在与其相对应的一组卡槽内。

进一步的，所述测温部包括测温管；所述测温管为锥形结构，且顶部直径大于底部直径，所述测温头固定安装在所述测温管底部；所述测温管顶部环形阵列分布有若干组定位柱，所述定位柱顶部可活动插接在所述导线安装筒底部边缘处的定位孔中；所述测温管顶部开设有两组进线孔，所述第一导线和第二导线分别通过两组进线孔贯穿至所述测温管内，且均活动插接在所述测温头上。

进一步的，所述温度检测单元还包括测温管连接部；所述测温管连接部包括固定环本体和防脱环；所述防脱环安装在所述固定环本体内壁底部边缘处，且所述防脱环套接在所述测温管上，所述防脱环的内直径大于测温管的外直径，且小于固定环限位板的外直径，所述固定环本体的内壁上开设有内螺纹口，所述内螺纹口螺纹连接在所述导线安装筒底部。

本发明的有益效果是：

1、将材质不同的第一导线和第二导线两端分别通过恒温端和测温头连接，并形成闭合电路，当测温头与半导体产品接触时，吸收其表面热能，使得恒温端和测温头出现温差，恒温端和测温头之间便可产生电动势，以此利用了热电偶中“热电动势”的原理来实现测温目的。并且由于热电动势热能消散速度快，使得测温头回温速度也有所加快。当进行批量测温作业时，通过相邻两组半导体产品之间的间隙即可使得测温头回温，使得系统整体在进行连续工作的情况下，也能满足所测温度准确性。

2、在测温管和导向安装筒之间，以及第一导线、第二导线和测温头之间均为可拆卸式结构，当测温头出现氧化的情况时，直接通过将固定环本体从外螺纹口上取下即可实现对测温管的拆卸。过程简单快捷，提高了测温头保养更换的便利性。

3、在进行测温工作时，无论半导体产品的引脚是直插式还是扁平式，都可通过第一固定板上的引脚插孔，或是第二固定板上的引脚限位槽进行固定，能够用于不同类型引脚产品的检测，提高了系统的兼容性，且由于每个固定单元均是独立的，传送带上的多个固定单元可以分别固定直插式和扁平式引脚半导体产品，同时对直插式和扁平式引脚半导体产品的温度检测，提高了测温系统的利用率。并且也无需再手动对半导体产品进行限位，不仅降低了劳动强度，也满足了测温工作的连续性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的测温系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的工作台和支撑架的连接示意图；

图3示出了根据本发明实施例的传送带和固定单元的连接示意图；

图4示出了根据本发明实施例的固定单元的结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例的固定单元的剖视示意图；

图6示出了根据本发明实施例的固定单元的右视剖视示意图；

图7示出了根据本发明实施例的图4中A圈内的放大示意图；

图8示出了根据本发明实施例的支撑架的右视剖视示意图；

图9示出了根据本发明实施例的测温头弹力机构的剖视示意图；

图10示出了根据本发明实施例的温度测试单元的结构示意图；

图11示出了根据本发明实施例的温度测试单元的剖视示意图；

图12示出了根据本发明实施例的测温部和测温管连接部的分解示意图。

图中：100、工作台；200、电子温度计；300、传送带；400、固定单元；410、固定架；420、架台；430、第一固定板；431、引脚插孔；432、卡槽；440、固定板安装槽；441、第二固定板；442、引脚限位槽；443、卡块；450、弹簧固定孔；451、复位弹簧；460、远红外发射器；500、支撑架；510、伸缩柱；520、顶板；530、伺服电机；540、丝杆；550、滑槽；560、滑块；570、远红外接收器；580、测温头弹力机构；581、升降套杆；582、升降弹簧；583、升降板；584、升降内杆；600、温度检测单元；610、恒温盒；611、恒温端；612、温度传感器；620、导线安装筒；621、外螺纹口；622、绝缘板；630、第一导线；631、第二导线；640、测温部；641、测温管；642、固定环限位板；643、定位柱；644、进线孔；650、测温管连接部；651、固定环本体；652、防脱环；653、内螺纹口；660、测温头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种半导体测封设备用热电偶测温系统。包括工作台100、传送带300、支撑架500、温度检测单元600和若干组固定单元400。示例性的，如图1、图2和图3所示，所述传送带300安装在所述工作台100上。

若干组所述固定单元400等间距分布在所述传送带300上。固定单元400用于固定需要测温的半导体产品。

所述支撑架500安装在所述工作台100上，且所述支撑架500的移动部位于所述传送带300正上方。支撑架500用于安装测温所需的温度检测单元600。

所述温度检测单元600固定安装在所述支撑架500的移动部上。温度检测单元600用于检测封装后的半导体产品。

示例性的，所述测温系统还包括电子温度计200，所述电子温度计200固定安装在所述工作台100上，且所述电子温度计200与所述温度检测单元600的输出端电性连接。

所述固定单元400包括固定架410、架台420和两组第一固定板430。示例性的，如图4、图5、图6和图7所示，所述固定架410固定安装在所述传送带300上，所述架台420固定安装在所述固定架410内，两组所述第一固定板430对称安装在所述架台420两侧，且所述第一固定板430顶部的高度要低于所述架台420顶部的高度。所述第一固定板430上呈矩形阵列分布有若干组引脚插孔431，且所述第一固定板430两端对称开设有两组卡槽432。所述固定架410顶部一侧边缘处设有远红外发射器460。

所述固定单元400还包括两组第二固定板441。示例性的，所述固定架410的两侧内壁上对称开设有两组固定板安装槽440，两组所述第二固定板441的底部分别铰接在两组所述固定板安装槽440的底部内壁上。两组所述固定板安装槽440内分别开设有一组弹簧固定孔450，两组所述弹簧固定孔450内分别安装有一组复位弹簧451，两组所述复位弹簧451另一端分别固定安装在两组所述第二固定板441上。所述第二固定板441远离复位弹簧451的一侧壁顶部等间距分布有若干组引脚限位槽442。且所述第二固定板441远离复位弹簧451的一侧壁两端对称安装有两组卡块443，两组所述卡块443可分别活动卡接在与其相对应的一组卡槽432内。

在进行测温前，先将若干组封装后半导体产品等间距放置在固定架410内，并使得半导体产品的底部贴合在架台420上。如果半导体产品的引脚为直插式，则直接将引脚插接在与其相对应的各组引脚插孔431中，即可满足对半导体产品的固定。如果半导体产品的引脚为扁平式，则将两侧第二固定板441水平放置，使得卡块443可以卡接在卡槽432内，并使得引脚可以卡接在相对应的各组引脚限位槽442内，以实现对扁平式引脚的固定功能。使得测温工作无需手动固定，即可实现批量作业。并且无论是直插式引脚还是扁平式引脚都可通过第一固定板430或是第二固定板441进行固定，提高了系统的兼容性。由于每个固定单元400均是独立的，传送带300上的多个固定单元400可以分别固定直插式和扁平式引脚半导体产品，同时对直插式和扁平式引脚半导体产品的温度检测，提高了测温系统的利用率。

进一步的，扁平式半导体产品在测温工作结束后，只需将卡块443从卡槽中松开，然后在复位弹簧451的弹力作用下，即可使得第二固定板441重新回到固定板安装槽440中。

所述支撑架500包括顶板520、伺服电机530、丝杆540和两组伸缩柱510。示例性的，如图8所示，两组所述伸缩柱510均安装在所述工作台100上，且对称设置在所述传送带300两侧。所述顶板520底部两侧边缘处分别安装在两组所述伸缩柱510顶部。所述伺服电机530安装在所述顶板520一侧，所述丝杆540位于所述顶板520内，且一端与所述伺服电机530的输出端传动连接。所述丝杆540下方设有滑槽550，所述滑槽550上滑动连接有滑块560，所述滑块560一端螺纹连接在所述丝杆540上，且另一端固定安装有测温头弹力机构580，所述温度检测单元600安装在所述测温头弹力机构580的升降部上。其中一组所述伸缩柱510上安装有远红外接收器570，所述远红外接收器570分别与所述远红外发射器460和传送带300的动力输出部信号连接。

所述测温头弹力机构580包括升降套杆581。示例性的，如图9所示，所述升降套杆581顶部安装在所述滑块560上，且底部开设有升降通孔。所述升降套杆581顶部内壁上安装有升降弹簧582，所述升降弹簧582底部安装有升降板583，所述升降板583的外直径大于升降通孔的内直径。所述升降板583底部安装有升降内杆584，所述升降内杆584另一端通过升降通孔贯穿至所述升降套杆581外部，且与所述温度检测单元600固定连接。

在进行测温工作时，首先根据半导体产品的尺寸，利用伸缩柱510将温度检测单元600调整至合适的高度，使得温度检测单元600的检测头可以正好贴合在半导体产品顶部。然后当传送带300带动其中一组固定架410移动至顶板正下方时，位于该组固定架410外壁上的远红外发射器460所发出的红外信号就会被远红外接收器570所捕捉到。然后通过远红外接收器570内的信号输出模块给传送带300的动力系统发送停止工作的指令，使得传送带300停止传送工作，并使得该组固定架410上的若干组半导体产品正好位于温度检测单元600正下方。

然后启动伺服电机530，通过伺服电机530带动丝杆540转动，再由丝杆540转动使得滑块560带动温度检测单元600从一侧向另一侧匀速移动，依次与各组半导体产品的顶部外壁接触，并依次测得半导体产品的温度。实现了批量作业的目的，提高了工作效率。

通过升降弹簧582的弹力使得温度检测单元600可以升降，避免温度检测单元600在运动的过程中因摩擦力或由于凹陷部而造成接触不良，以此提高了检测的准确性。

所述温度检测单元600包括恒温盒610、导线安装筒620、第一导线630、第二导线631、测温管连接部650和测温部640。示例性的，如图10和图11所示，所述恒温盒610安装在所述滑块560上，且所述恒温盒610内安装有恒温端611，所述恒温端611上安装有温度传感器612，所述温度传感器612另一端与所述电子温度计200电性连接。所述导线安装筒620顶部与所述恒温盒610固定连接，且所述导线安装筒620的外壁上开设有外螺纹口621。所述测温部640的壳体安装在所述导线安装筒620底部，所述测温管连接部650一端套接在测温部640的壳体上，且另一端螺纹连接在所述外螺纹口621上。所述测温部640的壳体底部设有测温头660，所述测温头660上开设有两组感应孔。所述第一导线630和第二导线631为不同的材质，两者均位于所述导线安装筒620内，且所述第一导线630和第二导线631之间设有绝缘板622。所述第一导线630和第二导线631顶部均固定安装在所述恒温端611上，且所述第一导线630和第二导线631另一端均贯穿至所述测温部640的壳体内，且分别活动插接在两组所述感应孔内。

所述测温部640包括测温管641。示例性的，如图12所示，所述测温管641为锥形结构，且顶部直径大于底部直径，所述测温头660固定安装在所述测温管641底部。所述测温管641顶部环形阵列分布有若干组定位柱643，所述定位柱643顶部可活动插接在所述导线安装筒620底部边缘处的定位孔中。所述测温管641顶部开设有两组进线孔644，所述第一导线630和第二导线631分别通过两组进线孔644贯穿至所述测温管641内，且分别插接在两组感应孔上。所述测温管641外部上设有两组固定环限位板642，所述测温管连接部650套接在测温管641上，且位于两组固定环限位板642之间。

所述测温管连接部650包括固定环本体651和防脱环652。示例性的，所述防脱环652安装在所述固定环本体651内壁底部边缘处，且所述防脱环652套接在所述测温管641上。所述防脱环652的内直径大于测温管641的外直径，且小于固定环限位板642的外直径。所述固定环本体651的内壁上开设有内螺纹口653，所述内螺纹口653螺纹连接在所述外螺纹口621上。

在进行测温工作时，通过滑块560带动温度检测单元600整体从一侧向另一侧匀速运动，使得测温头660可以与各组半导体产品依次贴合，以达到测温的目的。首先将材质不同的第一导线630和第二导线631两端分别通过恒温端611和测温头660连接，使得第一导线630和第二导线631之间构成闭合电路。当测温头660与半导体产品接触时，半导体产品的热量就会传递到测温头660上，使得恒温端611和测温头660出现温差，使得恒温端611和测温头660之间产生电动势，并使得整个闭合电路中形成电流。然后利用温度传感器612将电流转换为温度值并传递至电子温度计200上，再通过电子温度计200以数字的形式显示出来，通过热电偶所独具的“热电动势”特性达到测温的目的。并且由于热电动势的热能消散速度快，使得测温头660在离开半导体产品后回温速度也有所加快。当进行批量测温作业时，通过相邻两组半导体产品之间的间隙即可使得测温头660回温，使得系统整体在进行连续性批量作业时，也能满足所测温度准确性。

以往在利用热电偶测量温度时，是直接将第一导线630和第二导线631进行焊接，或者直接拧在一起，在长时间进行非常温物体的测试工作以后，测温头660极易发生氧化或断裂，并且难以维护和更换。本发明的测温管641和导线安装筒620之间，以及第一导线630、第二导线631和测温头660之间均为可拆卸式结构，当测温头660出现氧化的情况时，直接通过将固定环本体651从外螺纹口621上取下即可实现对测温管641的拆卸。过程简单快捷，提高了测温头660保养更换的便利性。

将材质不同的第一导线630和第二导线631两端分别通过恒温端611和测温头660连接，并形成闭合电路，当测温头660与半导体产品接触时，吸收其表面热能，使得恒温端611和测温头660出现温差，恒温端611和测温头660之间便可产生电动势。通过热电偶所独具的“热电动势”特性达到测温的目的。并且由于热电动势的热能消散速度块，使得测温头660在回温速度也有所加快。当进行批量测温作业时，通过相邻两组半导体产品之间的间隙即可使得测温头660回温，使得系统整体在进行连续工作的情况下，也能满足所测温度准确性。在测温管641和导线安装筒620之间，以及第一导线630、第二导线631和测温头660之间均为可拆卸式结构，当测温头660出现氧化的情况时，直接通过将固定环本体651从外螺纹口621上取下即可实现对测温管641的拆卸。过程简单快捷，提高了测温头660保养更换的便利性。在进行测温工作时，无论半导体产品的引脚是直插式还是扁平式，都可通过第一固定板430上的引脚插孔431，或是第二固定板441上的引脚限位槽442进行固定，提高了系统的兼容性。并且也无需再手动对半导体产品进行限位，不仅降低了劳动强度，也满足了测温工作的连续性。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种半导体测封设备用热电偶测温系统，其特征在于：

包括工作台(100)、传送带(300)、支撑架(500)和温度检测单元(600)；所述传送带(300)安装在工作台(100)上；所述支撑架(500)安装在工作台(100)上，且所述支撑架(500)的移动部位于传送带(300)正上方；所述温度检测单元(600)包括恒温盒(610)、第一导线(630)和第二导线(631)和测温部(640)；所述恒温盒(610)安装在支撑架(500)的移动部上，所述恒温盒(610)内安装有恒温端(611)，所述恒温端(611)上安装有温度传感器(612)，所述恒温盒(610)底部安装有导线安装筒(620)；所述导线安装筒(620)底部安装有测温部(640)，所述测温部(640)的壳体底部设有测温头(660)；所述第一导线(630)和第二导线(631)为不同的材质，两者均位于所述导线安装筒(620)内，所述第一导线(630)和第二导线(631)一端均安装在恒温端(611)上，所述第一导线(630)和第二导线(631)另一端均贯穿至测温部(640)的壳体内，且活动插接在感应头(660)上；

所述测温系统还包括若干组固定单元(400)，所述固定单元(400)包括固定架(410)、架台(420)和两组第一固定板(430)，所述固定架(410)固定安装在所述传送带(300)上，所述架台(420)安装在固定架(410)内，两组所述第一固定板(430)对称安装在架台(420)两侧；所述第一固定板(430)上呈矩形阵列分布有若干组引脚插孔(431)，且所述第一固定板(430)两端对称开设有两组卡槽(432)；

所述固定单元(400)还包括两组第二固定板(441)；所述固定架(410)的两侧内壁上对称开设有两组固定板安装槽(440)，两组所述第二固定板(441)的底部分别铰接在两组所述固定板安装槽(440)的底部内壁上；

两组所述固定板安装槽(440)内分别开设有一组弹簧固定孔(450)，两组所述弹簧固定孔(450)内分别安装有一组复位弹簧(451)，两组所述复位弹簧(451)另一端分别安装在两组第二固定板(441)上；所述第二固定板(441)远离复位弹簧(451)的一侧壁顶部等间距分布有若干组引脚限位槽(442)；

所述第二固定板(441)远离复位弹簧(451)的一侧壁两端对称安装有两组卡块(443)，两组所述卡块(443)可分别活动卡接在与其相对应的一组卡槽(432)内。

2.根据权利要求1所述的一种半导体测封设备用热电偶测温系统，其特征在于：所述测温系统还包括电子温度计(200)，所述电子温度计(200)固定安装在所述工作台(100)上，且所述电子温度计(200)与所述温度传感器(612)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种半导体测封设备用热电偶测温系统，其特征在于：

若干组所述固定单元(400)等间距排列在传送带(300)上。

4.根据权利要求3所述的一种半导体测封设备用热电偶测温系统，其特征在于：所述第一固定板(430)顶部的高度要低于所述架台(420)顶部的高度。

5.根据权利要求4所述的一种半导体测封设备用热电偶测温系统，其特征在于：所述固定架(410)顶部一侧边缘处设有远红外发射器(460)。

6.根据权利要求1所述的一种半导体测封设备用热电偶测温系统，其特征在于：所述测温部(640)包括测温管(641)；所述测温管(641)为锥形结构，且顶部直径大于底部直径，所述测温头(660)固定安装在所述测温管(641)底部；所述测温管(641)顶部环形阵列分布有若干组定位柱(643)，所述定位柱(643)顶部可活动插接在所述导线安装筒(620)底部边缘处的定位孔中；所述测温管(641)顶部开设有两组进线孔(644)，所述第一导线(630)和第二导线(631)分别通过两组进线孔(644)贯穿至所述测温管(641)内，且均活动插接在所述测温头(660)上。

7.根据权利要求6所述的一种半导体测封设备用热电偶测温系统，其特征在于：所述温度检测单元(600)还包括测温管连接部(650)；所述测温管连接部(650)包括固定环本体(651)和防脱环(652)；所述防脱环(652)安装在所述固定环本体(651)内壁底部边缘处，且所述防脱环(652)套接在所述测温管(641)上，所述防脱环(652)的内直径大于测温管(641)的外直径，且小于固定环限位板(642)的外直径，所述固定环本体(651)的内壁上开设有内螺纹口(653)，所述内螺纹口(653)螺纹连接在所述导线安装筒(620)底部。

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