CN116190273B - 一种吸附式芯片搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸附式芯片搬运装置，涉及芯片测试技术领域。本发明中吸附式芯片搬运装置包括吸附件和加热组件，吸附件沿竖直方向延伸，用于对测试芯片进行吸附，加热组件套设在吸附件的外侧，加热组件的内部限定形成有安装腔，加热组件包括设置在安装腔内且套设在吸附件上的加热件和轴套，轴套设置在加热件和吸附件之间，以将加热件产生的热量传递给吸附件，从而使得吸附件对测试芯片加热，并将加热件产生的电信号隔离。上述技术方案在加热件和吸附件之间设置轴套，从而可以隔离加热件产生的电信号，避免对测试芯片造成损坏，另外，由于是直接将加热组件套设在吸附件的外侧，相当于将吸附件围绕，从而能够对吸附件进行均匀加热。

Description

一种吸附式芯片搬运装置

技术领域

本发明涉及芯片测试技术领域，特别是涉及一种吸附式芯片搬运装置。

背景技术

在功率半导体芯片测试的环节中，由于需要考虑芯片在高温工作环境的相关指标是否满足设计需求，所以需要在芯片的测试过程中对其进行加热，保证芯片在设定的恒温温度范围内完成相关的加电性能测试。但是由于芯片的加热和冷却都需要相对比较长的时间，较慢的升降温等待时间会直接影响芯片测试机的运行效率。

在芯片的多功能测试工站的取放搬运过程中，虽然通过在吸嘴的附近增加线圈和集热棒来对吸嘴进行加热，吸嘴再将热量传递给吸嘴吸附的芯片，从而能够对吸嘴进行加热，这种技术方案会存在以下缺点：

第一：集热棒本身是磁性金属，其作用是设置在吸嘴外侧，通过外部线圈产生的交变磁场，在磁性金属自身内部感应出涡电流，通过金属内部的材料电阻产生热量发热，再把热量传导给吸嘴，由于感应线圈在轴线的上下方向，与芯片吸取方向重合，交变磁场与芯片吸附的正面垂直，此高频涡流电磁信号会对部分芯片造成内部损伤，或者对芯片测试过程中的电信号造成较大的电磁信号干扰，从而影响测试精度；

第二：由于集热棒设置在吸嘴的某一侧边，所以仅仅能够对吸嘴的某一侧边进行加热，然后通过热传导的方式将热量慢慢传递给吸嘴的其他部位，因此会出现吸嘴加热不均匀以及芯片加热不均匀的情况出现。

发明内容

本发明的目的是要提供一种吸附式芯片搬运装置，解决现有技术中芯片搬运过程中加热部件会对芯片造成损坏以及加热不均匀的技术问题。

根据本发明的目的，本发明提供了一种吸附式芯片搬运装置，包括：

吸附件，沿竖直方向延伸，用于对测试芯片进行吸附；

加热组件，套设在所述吸附件的外侧，所述加热组件的内部限定形成有安装腔，所述加热组件包括设置在所述安装腔内且套设在所述吸附件上的加热件和轴套，所述轴套设置在所述加热件和所述吸附件之间，以将所述加热件产生的热量传递给所述吸附件，从而使得所述吸附件对所述测试芯片加热，并将所述加热件产生的电信号隔离。

可选地，所述加热组件还包括上盖板和下盖板，所述上盖板位于所述加热件和所述轴套的上方且与所述加热件和所述轴套的顶部抵接，所述下盖板位于所述加热件和所述轴套的下方且与所述加热件和所述轴套的底部抵接。

可选地，所述轴套的外侧面与所述加热件接触，所述轴套的内侧面与所述吸附件间隔预设距离。

可选地，所述加热组件还包括：

隔热套，设置在所述安装腔内，且套设在所述加热件的外侧，以隔离所述加热件产生的热量。

可选地，所述加热组件还包括：

外侧板，设置在所述隔热套的外侧，且与所述上盖板和所述下盖板共同形成所述安装腔。

可选地，还包括：

第一温度传感器，设置在所述外侧板的外侧，且与所述外侧板接触，以获取所述外侧板的温度。

可选地，所述吸附件的内部具有沿所述竖直方向贯通的气体通道，所述吸附式芯片搬运装置还包括：

第二温度传感器，安装在所述气体通道内，且位于靠近所述吸附件底部的位置处，以获取所述吸附件内部的温度。

可选地，还包括：

安装件，设置在所述气体通道的内部，所述安装件为所述第二温度传感器提供垂直于所述竖直方向的压力，以使得所述第二温度传感器与所述气体通道的内壁抵接。

可选地，所述加热件包括：

加热丝，呈线圈状，套设在所述吸附件的外侧；

第一线束和第二线束，所述第一线束的一端与所述加热丝的顶部连接，另一端与温控器连接，所述第二线束的一端与所述加热丝的底部连接，另一端与所述温控器连接。

可选地，所述隔热套的顶部设有第一避让部，所述外侧板具有第二避让部，以使得所述第一线束从所述第一避让部和所述第二避让部处穿出至所述外侧板的外侧；

所述隔热套的底部设有第三避让部，所述外侧板具有第四避让部，以使得所述第二线束从所述第三避让部和所述第四避让部处穿出至所述隔热套的外侧。

本发明中吸附式芯片搬运装置包括吸附件和加热组件，吸附件沿竖直方向延伸，用于对测试芯片进行吸附，加热组件套设在吸附件的外侧，加热组件的内部限定形成有安装腔，加热组件包括设置在安装腔内且套设在吸附件上的加热件和轴套，轴套设置在加热件和吸附件之间，以将加热件产生的热量传递给吸附件，从而使得吸附件对测试芯片加热，并将加热件产生的电信号隔离。上述技术方案在加热件和吸附件之间设置轴套，从而可以隔离加热件产生的电信号，避免对测试芯片造成损坏，另外，由于是直接将加热组件套设在吸附件的外侧，相当于将吸附件围绕，从而能够对吸附件进行均匀加热。

进一步地，本发明中加热组件还包括隔热套，其设置在安装腔内，且套设在加热件的外侧，以隔离加热件产生的热量。上述技术方案通过设计隔热套，从而可以对加热件产生的热量进行隔离，避免加热件产生的热量传递至加热组件的外侧。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的吸附式芯片搬运装置的示意性结构图；

图2是图1所示吸附式芯片搬运装置的加热组件的示意性剖视图；

图3是图1所示吸附式芯片搬运装置中第一温度传感器与加热组件的示意性安装图；

图4是图2所示加热组件中隔热套的示意性结构图。

附图标记：

100-吸附式芯片搬运装置，10-吸附件，20-加热组件，30-测试芯片，40-第一温度传感器，50-第二温度传感器，60-安装件，11-气体通道，21-加热件，22-轴套，23-上盖板，24-下盖板，25-隔热套，26-外侧板，251-第一避让部，252-第三避让部。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征，也即包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时，除非另外特别地描述，这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”和“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有限定，本实施例的描述中所使用的全部术语(包含技术术语与科学术语)具有与本申请所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。

图1是根据本发明一个实施例的吸附式芯片搬运装置100的示意性结构图，图2是图1所示吸附式芯片搬运装置100的加热组件20的示意性剖视图。如图1和图2所示，在一个具体的实施例中，吸附式芯片搬运装置100包括吸附件10和加热组件20，其中，吸附件10沿竖直方向延伸，用于对测试芯片30进行吸附。加热组件20套设在吸附件10的外侧，加热组件20的内部限定形成有安装腔，加热组件20包括设置在安装腔内且套设在吸附件10上的加热件21和轴套22，轴套22设置在加热件21和吸附件10之间，以将加热件21产生的热量传递给吸附件10，从而使得吸附件10对测试芯片30加热，并将加热件21产生的电信号隔离。这里，测试芯片30位于吸附件10的底部。轴套22可以选用陶瓷轴套，既可以进行热传导，又可以隔离电信号。在其他实施例中，轴套22的材质还可以根据具体的设计需求进行设定。

该实施例在加热件21和吸附件10之间设置轴套22，从而可以隔离加热件21产生的电信号，避免对测试芯片30造成损坏，另外，由于是直接将加热组件20套设在吸附件10的外侧，相当于将吸附件10围绕，从而能够对吸附件10进行均匀加热。

该实施例将加热组件20直接套设在吸附件10的外周围，一方面可以达到对吸附件10进行均匀加热的目的，另一方面还可以减少加热组件20与吸附件10之间的距离，将加热组件20小型化，使得加热组件20占用非常小的空间，并且能够提高对吸附件10进行加热的效率。

在该实施例中，加热组件20还包括上盖板23和下盖板24，上盖板23位于加热件21和轴套22的上方且与加热件21和轴套22的顶部抵接，下盖板24位于加热件21和轴套22的下方且与加热件21和轴套22的底部抵接。可以理解为，该实施例通过上盖板23和下盖板24的共同限位，从而将加热件21和轴套22限位在安装腔内。

在该实施例中，轴套22的外侧面与加热件21接触，轴套22的内侧面与吸附件10间隔预设距离。该实施例将轴套22与吸附件10间隔开布置，可以防止影响吸附件10的上下移动，并且通过非接触式的热辐射加热方式，可以使得加热更加均匀。

在该实施例中，加热组件20还包括隔热套25，其设置在安装腔内，且套设在加热件21的外侧，以隔离加热件21产生的热量。该实施例通过设计隔热套25，从而可以对加热件21产生的热量进行隔离，避免加热件21产生的热量传递至加热组件20的外侧，使得加热组件20的外侧温度过高，影响芯片搬运装置100的正常运行。

在该实施例中，加热组件20还包括外侧板26，其设置在隔热套25的外侧，且与上盖板23和下盖板24共同形成安装腔。可以理解为，外侧板26围绕设置在吸附件10的四周处，形成一个立方体形状，上盖板23设置在外侧板26的顶部且与外侧板26连接，下盖板24设置在外侧板26的底部且与外侧板26连接，外侧板26、上盖板23和下盖板24形成一个密封的方体，内部形成有安装腔，吸附件10由上至下贯穿加热组件20，加热件21、轴套22和隔热套25均设置在安装腔内，且套设在吸附件10上。

图3是图1所示吸附式芯片搬运装置100中第一温度传感器40与加热组件20的示意性安装图，如图3所示，并参见图1，吸附式芯片搬运装置100还包括第一温度传感器40，其设置在外侧板26的外侧，且与外侧板26接触，以获取外侧板26的温度。具体地，第一温度传感器40设置在加热组件20的后方，第一温度传感器40具有与加热组件20接触的表面温度探头，实现整个芯片搬运装置100的过热保护，防止极端异常情况下加热组件20过热烧毁的情况发生，杜绝火灾发生。在其他实施例中，第一温度传感器40的安装位置还可以根据具体的设计需求进行设定。

现有技术中，由于温度感应探头距离吸嘴吸附位置较远，并且在热传导的路径上存在较大的热阻，导致温度感应探头测量的温度与芯片实际温度存在较大的温度差异，芯片实际温度的波动范围较大，无法满足特定情况下的高精度快速响应的温度控制需求。

参见图2，在该实施例中，吸附件10的内部具有沿竖直方向贯通的气体通道11，吸附式芯片搬运装置100还包括第二温度传感器50，其安装在气体通道11内，且位于靠近吸附件10底部的位置处，以获取吸附件10内部的温度。这里，第二温度传感器50具有采用特殊工艺制备的微型热电偶温度探头，针对上述现有技术存在的技术问题，该实施例创新性地将温度探头固定在吸附件10的内部，而且不影响真空吸附气体通道11的正常工作，使得测量点的温度与测试芯片30温度的差值在1℃以内，提高了测试芯片30温度测量的精确性，能够满足特定情况下的高精度快速响应的温度控制需求。

在一个优选的实施例中，吸附式芯片搬运装置100还包括安装件60，其设置在气体通道11的内部，安装件60为第二温度传感器50提供垂直于竖直方向的压力，以使得第二温度传感器50与气体通道11的内壁抵接，这里，气体通道11内的压力可以调节，以通过改变气体通道11内的压力，从而使得吸附件10吸附或脱离测试芯片30。该实施例将第二温度传感器50抵接在气体通道11的内壁处，从而能够更准确地测量测试芯片30的温度，进一步提高了测试芯片30温度测量的精确性。这里，安装件60可以是具有弹性的弹性件，也可以呈套筒状。当安装件60为弹性件时，将安装件60沿水平方向布置在气体通道11内，安装件60的一端与气体通道11的内壁抵接，另一端与第二温度传感器50的温度探头抵接，从而使得第二温度传感器50的温度探头与吸附件10的内壁抵接，进而更准确地测量测试芯片30的温度，这里，弹性件可以为弹簧。当安装件60呈套筒状时，将其沿竖向布置在气体通道11内，将第二温度传感器50的温度探头设置在安装件60与气体通道11的内壁之间，通过安装件60的挤压，使得第二温度传感器50的温度探头与气体通道11的内壁抵接，这里，安装件60的外直径根据气体通道11的直径以及温度探头的大小进行具体设计，需要确保能够将温度探头抵接在气体通道11的内壁处，并且安装件60的内部是中空的，不会影响气体通道11内气体的流动。

在该实施例中，加热件21包括加热丝、第一线束和第二线束，其中，加热丝呈线圈状，套设在吸附件10的外侧，第一线束的一端与加热丝的顶部连接，另一端与温控器连接，第二线束的一端与加热丝的底部连接，另一端与温控器连接。该实施例通过设置在吸附式芯片搬运装置100外侧的温控器来控制加热件21的加热温度，从而精确控制吸附件10的温度，相当于精确控制测试芯片30的加热温度。该实施例中，加热件21采用定制加热丝，通过非接触式的热辐射加热方式，辅助配合特殊设计的隔热结构，实现整个加热组件20的小型化和较高的控温精度。

图4是图2所示加热组件20中隔热套25的示意性结构图。如图4所示，并参见图2，在该实施例中，隔热套25的顶部设有第一避让部251，外侧板26具有第二避让部(图中未示出)，以使得第一线束从第一避让部251和第二避让部处穿出至外侧板26的外侧。隔热套25的底部设有第三避让部252，外侧板26具有第四避让部(图中未示出)，以使得第二线束从第三避让部252和第四避让部处穿出至隔热套25的外侧。可以理解为，第一线束从第一避让部251和第二避让部穿出，从而与温控器连接，第二线束从第三避让部252和第四避让部穿出，从而与温控器连接，以实现对加热件21的加热控制。

该实施例在将测试芯片30从常温测试工站吸附到高温测试工站的搬运过程中，通过热传导方式，仅需要0.6s即可将测试芯片30的温度从常温提升到180℃的设定工作范围，且温度波动范围小于0.5℃，可以提前对测试芯片30进行加热，减少了测试芯片30在高温测试工站的预热时长。该实施例搭配温度采样的温度传感器和控制输出的温控器，辅以PID人工智能模糊控制算法，实现整个加热组件20的快速加热温度控制，最终保证整个加热组件20温度的高精度和高响应性。另外，在将测试芯片30从高温测试工站吸附到常温测试工站时，将加热组件20内的加热件21关闭即可实现测试芯片30的快速降温。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种吸附式芯片搬运装置，其特征在于，包括：

吸附件，沿竖直方向延伸，用于对测试芯片进行吸附；

加热组件，套设在所述吸附件的外侧，所述加热组件的内部限定形成有安装腔，所述加热组件包括设置在所述安装腔内且套设在所述吸附件上的加热件和轴套，所述轴套设置在所述加热件和所述吸附件之间，以将所述加热件产生的热量传递给所述吸附件，从而使得所述吸附件对所述测试芯片加热，并将所述加热件产生的电信号隔离；

所述吸附件的内部具有沿所述竖直方向贯通的气体通道，所述吸附式芯片搬运装置还包括：

第二温度传感器，安装在所述气体通道内，且位于靠近所述吸附件底部的位置处，以获取所述吸附件内部的温度。

2.根据权利要求1所述的吸附式芯片搬运装置，其特征在于，所述加热组件还包括上盖板和下盖板，所述上盖板位于所述加热件和所述轴套的上方且与所述加热件和所述轴套的顶部抵接，所述下盖板位于所述加热件和所述轴套的下方且与所述加热件和所述轴套的底部抵接。

3.根据权利要求1所述的吸附式芯片搬运装置，其特征在于，所述轴套的外侧面与所述加热件接触，所述轴套的内侧面与所述吸附件间隔预设距离。

4.根据权利要求2所述的吸附式芯片搬运装置，其特征在于，所述加热组件还包括：

隔热套，设置在所述安装腔内，且套设在所述加热件的外侧，以隔离所述加热件产生的热量。

5.根据权利要求4所述的吸附式芯片搬运装置，其特征在于，所述加热组件还包括：

外侧板，设置在所述隔热套的外侧，且与所述上盖板和所述下盖板共同形成所述安装腔。

6.根据权利要求5所述的吸附式芯片搬运装置，其特征在于，还包括：

第一温度传感器，设置在所述外侧板的外侧，且与所述外侧板接触，以获取所述外侧板的温度。

7.根据权利要求1所述的吸附式芯片搬运装置，其特征在于，还包括：

安装件，设置在所述气体通道的内部，所述安装件为所述第二温度传感器提供垂直于所述竖直方向的压力，以使得所述第二温度传感器与所述气体通道的内壁抵接。

8.根据权利要求5所述的吸附式芯片搬运装置，其特征在于，所述加热件包括：

加热丝，呈线圈状，套设在所述吸附件的外侧；

第一线束和第二线束，所述第一线束的一端与所述加热丝的顶部连接，另一端与温控器连接，所述第二线束的一端与所述加热丝的底部连接，另一端与所述温控器连接。

9.根据权利要求8所述的吸附式芯片搬运装置，其特征在于，

所述隔热套的顶部设有第一避让部，所述外侧板具有第二避让部，以使得所述第一线束从所述第一避让部和所述第二避让部处穿出至所述外侧板的外侧；

所述隔热套的底部设有第三避让部，所述外侧板具有第四避让部，以使得所述第二线束从所述第三避让部和所述第四避让部处穿出至所述隔热套的外侧。