CN217468340U - 系统级多工位三温测试分选系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种系统级多工位三温测试分选系统，包括上下料模块、中转机构、半封闭传送手臂和压测整体模组，压测整体模组包括多个测试密封腔，所有测试密封腔在X轴上按多层叠放在设置在台面上，压测整体模组正前方的台面为料盘放置区，上下料模块悬吊于料盘放置区上方，中转机构与料盘放置区相邻设置，中转机构沿Z轴上下移动，上下料模块在中转机构和料盘放置区之间进行芯片上下料；每一层测试密封腔上缘设有一个沿X轴滑动的半封闭传送手臂，上下料模块将料盘中的芯片搬运放入中转机构中，半封闭传送手臂从中转机构中夹取芯片，送入各个测试密封腔内检测；本实用新型能满足大规模的芯片的快速集中检测，检测精度高，效率高。

Description

系统级多工位三温测试分选系统

技术领域

本实用新型属于半导体封装测试领域，主要应用于芯片电性能系统级测试时的低温控制与人工自动化实现，具体涉及一种系统级多工位三温测试分选系统。

背景技术

电工、电子元器件在制造完成后均需要通过适应性测试，其目的是在低温、高温、温湿度及其循环变化条件下，对产品的物理以及其他相关特性进行环境模拟测试，测试后，通过检测结果来判断产品的性能，是否仍然能够符合预定要求，以便供产品设计、改进、鉴定及出厂检验用。传统的测试设备主要有高低温温控箱和三温分选机，在使用时上述设备普遍采用通过控制箱体内温度的方式对芯片进行温控，不仅温控响应速度慢，而且未能直接控制芯片本身温度，造成控温不准，测试精确度不高；此外，箱体内空间有限，一般采用固定式的测试板卡，既无法兼容大尺寸测试板卡的安装需求，又无法扩展工位的数量，因此目前市面上缺乏64工位以上的大规模测试分选机，测试效率有待提高。

发明内容

针对上述问题和技术需求，本实用新型提供一种系统级多工位三温测试分选系统，采用了直接接触的方式对芯片进行温度控制，导热效果好，检测精确度高。

本实用新型的技术方案如下：系统级多工位三温测试分选系统，设置在分选台的台面上，包括上下料模块、中转机构、半封闭传送手臂和压测整体模组，所述压测整体模组包括多个测试密封腔，所有测试密封腔在X轴上按多层叠放在设置在台面上，压测整体模组正前方的台面为料盘放置区，料盘放置区存放有多个料盘，上下料模块悬吊于料盘放置区上方，中转机构与料盘放置区相邻设置，中转机构能沿Z轴上下移动，上下料模块在中转机构和料盘放置区之间进行芯片的上下料操作；每一层测试密封腔上缘设有一个沿X轴滑动的半封闭传送手臂，上下料模块将料盘中的芯片搬运放入中转机构中，半封闭传送手臂再从中转机构中夹取芯片，沿Y轴依次送入各个测试密封腔内进行检测。本方案中，采用多层设计的压测整体模组能够方便扩展芯片的检测工位，使一次工作可检测的芯片数量成倍增长，检测效率更高。

进一步的，所述测试密封腔内设有一块检测基板和多个压测单元，检测基板上设有多个压测工位，每个压测工位上方对应设有一个压测单元，每个压测单元包括升降气缸、连接板和温控头，升降气缸下端通过连接板连接温控头，在升降气缸驱动下，温控头对应压入压测工位，对放入压测工位的芯片控温检测。温控头采用直接接触的方式对芯片进行温度控制，导热效果好，可以快速升降温，一个测试密封腔内包含有多组压测单元，能提高检测效率，压测单元除了能保证温控头和芯片充分接触控温，还能提供压力，便于检测芯片在指定温度和压力下的性能。

进一步的，所述压测整体模组中的每层测试密封腔之间设有横梁，测试密封腔能够被整层拆卸，每层中多个测试密封腔均能够独立拆卸。各个测试密封腔可拆卸设置不仅有利于对每个腔体进行检修维护，而且拆下维护不会影响其他腔体的正常工作，同时有利于压测工位的扩展或缩减，具有很强的使用灵活性。

进一步的，所述测试密封腔内每个压测单元中设有一根干燥分管，所有干燥分管连接到一根通往外部的干燥总管中，干燥总管对测试密封腔内除水除湿。

进一步的，所述半封闭传送手臂包括滑动基座、半密封腔、直线传送机构和吸嘴组件，每层测试密封腔上部凸出设有一个梁式滑台， 滑动基座顶部连接在梁式滑台上，沿Y轴设置的直线传送机构与滑动基座固定连接，吸嘴组件设置在直线传送机构上，并能沿着直线传送机构送入密封测试腔中，围绕直线传送机构设有半密封腔，半密封腔在接近端部的底面上开设有供吸嘴组件取放芯片的通孔。

上述方案中，芯片在半密封腔内被传送到测试密封腔中，为了测试过程不受到水汽的影响，测试密封腔内需要保持足够的干燥，采用干燥的管路能持续对测试密封腔内的空气抽吸除湿，而半密封腔传送手臂由于要和测试密封腔对接进行取放料，因此采用半密封腔包围整个传送机构，能够最大程度的减少水汽对检测结果的干扰。

进一步的，所述直线传送机构包括齿轮和齿条，齿轮连接在滑动基座的侧面，齿条在Y轴方向保持与齿轮啮合，吸嘴组件固定设置在齿条上，在齿轮驱动下，齿条带动吸嘴组件沿Y轴做往复运动。

进一步的，所述吸嘴组件包括升降装置和真空吸嘴，升降装置与齿条连接，真空吸嘴连接在升降装置底端，并在升降装置作用下上下移动完成取放动作。

进一步的，所述中转机构包括Z轴滑柱、Y轴滑台和中转治具，Z轴滑柱固定设置在台面上，Y轴滑台与Z轴滑柱滑动连接，中转治具滑动连接在Y轴滑台上，中转治具上设有多个芯片存放位。

进一步的，所述上下料模块包括X轴导轨、Y轴导轨和上下料吸嘴，X轴导轨固定设置在台面上，Y轴导轨端部滑动连接在X轴导轨上，上下料吸嘴和Y轴导轨滑动连接，上下料吸嘴在其自带气缸作用下能沿Z轴升降取放料盘中的芯片。

进一步的，所述上下料模块中还设有一个料盘移栽吸盘，料盘移栽吸盘固定连接在Y轴导轨上，料盘移栽吸盘能沿Z轴运动，吸附和搬运下方的空料盘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用模块化设计，将多层测试密封腔集成于一个阵列式压测整体模组，每个测试密封腔能够独立拆卸，方便单独维修，而且模块化的设计还能更方便的缩减或扩展检测工位，特别是能满足64工位以上的大规模芯片检测，适用场景和范围十分广泛，检测自动化程度很高。此外，相对于传统的温控箱，在结构上，本实用新型采用了快速温控头，直接接触芯片对其控温，升降温度非常快，检测效率和检测精度远高于传统的环境控温，温控头能控制的温区从-55℃到170℃，测试范围更宽，应用领域更广。

附图说明

图1 为本实用新型分选系统的立体结构图一；

图2为本实用新型分选系统的立体结构图二；

图3为本实用新型中上下料模块的结构图；

图4为本实用新型中测试密封腔的内部结构图；

图5为本实用新型中半封闭传送手臂的内部结构图；

图6为本实用新型中中转机构的立体结构图；

图中标记为：上下料模块1、X轴导轨11、Y轴导轨12、上下料吸嘴13、料盘移栽吸盘2、中转机构3、Z轴滑柱31、Y轴滑台32、中转治具33、芯片存放位34、半封闭传送手臂4、梁式滑台41、滑动基座42、半密封腔43、直线传送机构44、齿轮441、齿条442、吸嘴组件45、升降装置451、真空吸嘴452、压测整体模组5、测试密封腔51、干燥分管511、干燥总管512、检测基板52、压测单元53、升降气缸531、连接板532、温控头533、压测工位54、横梁55、料盘放置区6、料盘61。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1-2所示为本实用新型系统级多工位三温测试分选系统，设置在分选台的台面上，包括上下料模块1、中转机构3、半封闭传送手臂4和压测整体模组5。

所述压测整体模组5包括多个测试密封腔51，所有测试密封腔51在X轴上按多层叠放在设置在台面上，所述压测整体模组5中的每层测试密封腔51之间设有横梁55，测试密封腔51能够被整层拆卸，每层中多个测试密封腔51均能够独立拆卸。所述测试密封腔51内设有一块检测基板52和多个压测单元53，检测基板52上设有多个压测工位54，每个压测工位54上方对应设有一个压测单元53，每个压测单元53包括升降气缸531、连接板532和温控头533，升降气缸531下端通过连接板532连接温控头533，在升降气缸531驱动下，温控头533对应压入压测工位54，对放入压测工位54的芯片控温检测。优选的，所述测试密封腔51内每个压测单元53中设有一根干燥分管511，所有干燥分管511连接到一根通往外部的干燥总管512中，干燥总管512对测试密封腔51内除水除湿。

所述压测整体模组5正前方的台面为料盘放置区6，上下料模块1悬吊于料盘放置区6上方，对料盘61中的芯片进行上下料；具体的，所述上下料模块1包括X轴导轨11、Y轴导轨12和上下料吸嘴13，X轴导轨11固定设置在台面上，Y轴导轨12端部滑动连接在X轴导轨11上，上下料吸嘴13和Y轴导轨12滑动连接，上下料吸嘴13在其自带气缸作用下能沿Z轴升降取放料盘61中的芯片。上下料模块1中还设有一个料盘移栽吸盘2，料盘移栽吸盘2固定连接在Y轴导轨12上，料盘移栽吸盘2能沿Z轴运动，吸附和搬运下方的空料盘61。

所述半封闭传送手臂4包括滑动基座42、半密封腔43、直线传送机构44和吸嘴组件45，每层测试密封腔51上部凸出设有一个梁式滑台41， 滑动基座42顶部连接在梁式滑台41上，沿Y轴设置的直线传送机构44与滑动基座42固定连接，吸嘴组件45设置在直线传送机构44上，并能沿着直线传送机构44送入密封测试腔51中，围绕直线传送机构44设有半密封腔43，半密封腔43在接近端部的底面上开设有供吸嘴组件45取放芯片的通孔。所述直线传送机构44包括齿轮441和齿条442，齿轮441连接在滑动基座42的侧面，齿条442在Y轴方向保持与齿轮441啮合，吸嘴组件45固定设置在齿条442上，在齿轮441驱动下，齿条442带动吸嘴组件45沿Y轴做往复运动。吸嘴组件45包括升降装置451和真空吸嘴452，升降装置451与齿条442连接，真空吸嘴452连接在升降装置451底端，并在升降装置451作用下上下移动完成取放动作。

所述上下料模块1将料盘61中的芯片搬运放入中转机构3中，半封闭传送手臂4再从中转机构3中夹取芯片，沿Y轴依次送入各个测试密封腔51内进行检测。中转机构3包括Z轴滑柱31、Y轴滑台32和中转治具33，Z轴滑柱31固定设置在台面上，Y轴滑台32与Z轴滑柱31滑动连接，中转治具33滑动连接在Y轴滑台32上，中转治具33上设有多个芯片存放位34。

本实用新型的工作过程：在机械自动化系统开始运作之前，先对设备进行热机，本系统采用双级复叠压缩机制冷系统，不需要液氮，制冷系统通电，一级压缩机开启冷凝器换热风扇，开启压缩机，一级冷媒开始热循环，并对二级冷凝器进行降温；二级冷凝器到达指定温度后，开启二级压缩机，二级超低温冷媒开始热循环；二级冷媒到达压测模块，进行PID温度控制加热系统，通过冷热平衡以到达指定温度。

预热完成后，机械部分运行：料盘放置区放置有整排料盘61，上下料吸嘴沿X轴移动对准下方装载有未检测芯片的料盘，上下料吸嘴13在Y轴移动对准料盘中的芯片，然后沿Z轴向下吸取芯片，吸取后沿X轴滑行到靠近中转机构3的一端，Y轴滑台32沿着Z轴调整到略低于上下料吸盘13的高度，中转治具33在X轴与上下料吸盘13对齐，上下料13沿X轴移动到中转治具33上方，将吸附的芯片放入芯片存放位34中，完成上料；料盘移栽吸盘2在Y轴方向上是固定的，当一个料盘61中的所有芯片被取走后，料盘移栽吸盘2向下吸住整个空的料盘61，并在X轴方向上搬运料盘61，将空料盘和满料盘分区放置；装载有芯片的中转治具33沿Y轴滑动到接近压测整体模组5，并沿Z轴调整高度，以适应不同层的测试密封腔51取料高度，每层的半封闭传送手臂4分别到芯片存放位34上取料，取料时采用吸嘴组件45吸附，再在半密封腔43内沿着直线传动机构44向内传送至测试密封腔51中，逐个放入不同的压测工位54，温控头533下压，进行芯片压测，检测的同时干燥分管511和干燥总管512向腔外抽吸除湿，保证在干燥环境开展检测；检测完毕后，半封闭传送手臂4将芯片取出放回中转机构3，上下料模块1对其进行下料，将完成检测的芯片放入指定的料盘61中。

以上所述，仅为本实用新型较佳的几个实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.系统级多工位三温测试分选系统，设置在分选台的台面上，其特征在于：包括上下料模块、中转机构、半封闭传送手臂和压测整体模组，所述压测整体模组包括多个测试密封腔，所有测试密封腔在X轴上按多层叠放在设置在台面上，压测整体模组正前方的台面为料盘放置区，料盘放置区存放有多个料盘，上下料模块悬吊于料盘放置区上方，中转机构与料盘放置区相邻设置，中转机构能沿Z轴上下移动，上下料模块在中转机构和料盘放置区之间进行芯片的上下料操作；每一层测试密封腔上缘设有一个沿X轴滑动的半封闭传送手臂，上下料模块将料盘中的芯片搬运放入中转机构中，半封闭传送手臂再从中转机构中夹取芯片，沿Y轴依次送入各个测试密封腔内进行检测。

2.根据权利要求1所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述测试密封腔内设有一块检测基板和多个压测单元，检测基板上设有多个压测工位，每个压测工位上方对应设有一个压测单元，每个压测单元包括升降气缸、连接板和温控头，升降气缸下端通过连接板连接温控头，在升降气缸驱动下，温控头对应压入压测工位，对放入压测工位的芯片控温检测。

3.根据权利要求2所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述压测整体模组中的每层测试密封腔之间设有横梁，测试密封腔能够被整层拆卸，每层中多个测试密封腔均能够独立拆卸。

4.根据权利要求2所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述测试密封腔内每个压测单元中设有一根干燥分管，所有干燥分管连接到一根通往外部的干燥总管中，干燥总管对测试密封腔内除水除湿。

5.根据权利要求1所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述半封闭传送手臂包括滑动基座、半密封腔、直线传送机构和吸嘴组件，每层测试密封腔上部凸出设有一个梁式滑台， 滑动基座顶部连接在梁式滑台上，沿Y轴设置的直线传送机构与滑动基座固定连接，吸嘴组件设置在直线传送机构上，并能沿着直线传送机构送入密封测试腔中，围绕直线传送机构设有半密封腔，半密封腔在接近端部的底面上开设有供吸嘴组件取放芯片的通孔。

6.根据权利要求5所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述直线传送机构包括齿轮和齿条，齿轮连接在滑动基座的侧面，齿条在Y轴方向保持与齿轮啮合，吸嘴组件固定设置在齿条上，在齿轮驱动下，齿条带动吸嘴组件沿Y轴做往复运动。

7.根据权利要求6所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述吸嘴组件包括升降装置和真空吸嘴，升降装置与齿条连接，真空吸嘴连接在升降装置底端，并在升降装置作用下上下移动完成取放动作。

8.根据权利要求1所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述中转机构包括Z轴滑柱、Y轴滑台和中转治具，Z轴滑柱固定设置在台面上，Y轴滑台与Z轴滑柱滑动连接，中转治具滑动连接在Y轴滑台上，中转治具上设有多个芯片存放位。

9.根据权利要求8所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述上下料模块包括X轴导轨、Y轴导轨和上下料吸嘴，X轴导轨固定设置在台面上，Y轴导轨端部滑动连接在X轴导轨上，上下料吸嘴和Y轴导轨滑动连接，上下料吸嘴在其自带气缸作用下能沿Z轴升降取放料盘中的芯片。

10.根据权利要求9所述的系统级多工位三温测试分选系统，其特征在于：所述上下料模块中还设有一个料盘移栽吸盘，料盘移栽吸盘固定连接在Y轴导轨上，料盘移栽吸盘能沿Z轴运动，吸附和搬运下方的空料盘。

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