TW201527774A - 一體化測試及搬運機構 - Google Patents

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TW201527774A
TW201527774A TW103138939A TW103138939A TW201527774A TW 201527774 A TW201527774 A TW 201527774A TW 103138939 A TW103138939 A TW 103138939A TW 103138939 A TW103138939 A TW 103138939A TW 201527774 A TW201527774 A TW 201527774A
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TW103138939A
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Andreas Wiesbock
Serge Kunzli
Max Schaule
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Delta Design Inc
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Abstract

一種一體化測試及搬運機構包含：一輸入/輸出模組，其包含一輸入區段，一輸出區段，一轉座，該轉座包含複數個拾取頭，及一梭，該梭經結構設計以將承載器自組件裝載位置移動至一測試模組轉移位置；及一測試模組，其包含一測試頭，該測試頭包括複數個測試插槽之一陣列，一柱塞，該柱塞經結構設計以在該承載器位於該柱塞上時，將由該承載器固持之該等組件插塞至該等測試插槽中，及一旋轉工作台，該旋轉工作台包含繞該旋轉工作台旋轉之複數個夾持器，該旋轉工作台經結構設計以(i)在該測試模組轉移位置與一輸入/輸出模組轉移位置之間轉移一承載器，(ii)在該輸入/輸出模組轉移位置與一柱塞轉移位置之間旋轉該承載器，及(iii)在該柱塞轉移位置與該柱塞之間轉移該承載器。

Description

一體化測試及搬運機構
本發明係關於一種一體化測試及搬運機構，且更特定言之係關於一種容許多個組件之並行測試之一體化測試及搬運機構。
本段旨在對技術方案中敘述之本發明提供一背景或上下文。本文中的描述可包含可追求之概念，但不一定是先前已構想或追求之概念。因此，除非本文中另有指示，否則本段中所述之概念並非本申請案中之描述及技術方案之先前技術且不因包含在本段中而被認可為先前技術。
搬運器設備用以運送電子組件及裝置，諸如積體電路(IC)裝置。此等設備通常用以往返於評估一組件之效能之一測試設備運送此等組件。就此而言，使用一搬運器以將組件插入至諸如一電測試器之一測試設備之一測試插槽中。此等電測試器通常用以判定各種效能相關特性。
許多當前可用的測試技術在上方配置有裝置之晶圓被切塊及分類之前執行測試。然而，切塊及分類可影響可靠性，且在此等程序之後執行測試亦係昂貴的且消耗額外時間。隨著晶粒厚度減小，切塊及搬運導致的損壞的風險增加。因此，提供一經改良測試及搬運機構將係有利的，該搬運機構容許並行測試以降低成本、改良可靠性且潛在地避免在將組件自一測試站運送至一最終封裝站時對人為介入的需 要。
根據一實施例，一種一體化測試及搬運機構包括：一測試模組，其包含複數個承載器，該複數個承載器之各者經結構設計以固持複數個組件，一接觸器陣列，該接觸器陣列包括複數個測試插槽之一陣列，及一柱塞，該柱塞經結構設計以在該承載器位於該柱塞上時，將由該承載器固持之該等組件插塞至該等測試插槽中；及一輸入/輸出模組，其包含一輸入區段，一輸出區段，一輸入梭總成，一輸出梭總成，一轉座，其經結構設計以：(i)將待測試組件自該輸入區段移動至該輸入梭總成，及(ii)將經測試組件自該輸出梭總成移動至該輸出區段，一第一取置裝置，其經結構設計以將一列待測試組件自該輸入梭總成移動至該等承載器之至少一者，及一第二取置裝置，其經結構設計以將一列經測試組件自該等承載器之至少一者移動至該輸出梭總成。
在一態樣中，該第一梭係包括各自經結構設計以固持一列該等待測試組件之兩個獨立驅動梭之一交替雙重梭。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括一視覺對準系統。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括經結構設計以控制柱塞之移動之一控制器，其中該柱塞經結構設計以在一x方向、一y方向及一θ方向上移動以相對於該接觸器陣列對準位於該柱塞上之該承載器。
在一態樣中，該視覺對準系統進一步包括至少一攝影機，該至少一攝影機量測一承載器上之至少一基準標記及該插槽配置上之至少一基準標記之一位置。
在一態樣中，輸出梭總成係一彎曲空氣軌道。
在一態樣中，該彎曲空氣軌道經結構設計，使得經測試組件可被吹回至該轉座中。
在一態樣中，該輸出梭總成係一交替雙重梭總成。
在一態樣中，其中該輸入/輸出模組經結構設計，使得該輸入梭總成被裝載，同時該輸出梭總成被卸載。
在一態樣中，該等承載器之至少一者係一單裝置承載器，其將該等組件夾持在其中以維持該等組件之位置。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括將該至少一承載器推至該柱塞上之一夾緊機構。
在一態樣中，該輸入區段包括一晶圓工作台，且該輸出區段包括一托盤。
在一態樣中，該測試模組進一步包括一微機電系統(「MEMS」)激勵模組。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括一主動熱控制系統，該主動熱控制系統經結構設計以當該等組件在該柱塞上時，加熱該等組件。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括一傳導均熱模組，該傳導均熱模組包括經結構設計以當一承載器在該傳導均熱模組中時，加熱或冷卻位於該承載器上之組件之一板。
在另一實施例中，一種一體化測試及搬運機構包括：一測試模組，其包含一接觸器陣列，該接觸器陣列包括複數個測試插槽之一陣列，一梭總成，該梭總成包括至少兩個梭，及一可旋轉柱塞，該可旋轉柱塞包括複數個側，各側包含複數個柱塞頭，該可旋轉柱塞經結構設計以(i)接納該等側之一者上之該複數個柱塞頭中之組件，(ii)旋轉該等組件，使得該等組件面向該接觸器陣列，(iii)將該等組件插塞至該等測試插槽中用於測試，(iv)旋轉該等經測試組件，使得該經測試 組件面向該梭總成之一梭，及(v)將該等經測試組件置放至該梭上；及一輸入/輸出模組，其包含一輸入區段，一輸出區段，一晶圓工作台，一第一取置裝置，該第一取置裝置經結構設計以在一垂直方向上自該晶圓工作台取回待測試組件、旋轉該等經取回組件且在一水平方向上將該等經取回組件插塞至該可旋轉柱塞之該等側之一者上之該等柱塞頭中，一第二取置裝置，該第二取置裝置經結構設計以將經測試組件自該梭總成之該梭移動至該輸出區段。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括一主動熱控制系統，該主動熱控制系統經結構設計以當該等組件在該可旋轉柱塞上時，加熱該等組件。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括一視覺對準系統，該視覺對準系統包含量測該可旋轉柱塞上之該等組件之位置之一攝影機。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括一控制器，該控制器經結構設計以將源自該攝影機之位置資訊傳遞至該接觸器陣列之一個別可致動對準框架。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括一視覺檢驗系統。
在另一實施例中，一種一體化測試及搬運機構包括：一輸入/輸出模組，其包含一輸入區段，一輸出區段，一轉座，該轉座包含複數個拾取頭，該等拾取頭經結構設計以(i)將組件自該輸入區段移動至位於一組件裝載位置中之一承載器，及(ii)將組件自位於該組件裝載位置中之該承載器移動至該輸出區段，及一梭，該梭經結構設計以將該承載器自該組件裝載位置移動至一測試模組轉移位置；及一測試模組，其包含一測試頭，該測試頭包括複數個測試插槽之一陣列，一柱塞，該柱塞經結構設計以當該承載器位於該柱塞上時，將由該承載器 固持之該等組件插塞至該等測試插槽中，及一旋轉工作台，該旋轉工作台包含繞該旋轉工作台旋轉之複數個夾持器，該旋轉工作台經結構設計以(i)在該測試模組轉移位置與一輸入/輸出模組轉移位置之間轉移一承載器，(ii)在該輸入/輸出模組轉移位置與一柱塞轉移位置之間旋轉該承載器，及(iii)在該柱塞轉移位置與該柱塞之間轉移該承載器。
在一態樣中，該測試模組包含一測試模組視覺對準系統，該測試模組視覺對準系統經結構設計以將該承載器上之組件對準至該接觸器陣列之該等測試插槽。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構進一步包括一傳導均熱模組，該傳導均熱模組包括經結構設計以當該承載器藉由該夾持器下降至該板上時，加熱或冷卻該承載器中之組件之一板。
在一態樣中，該輸入/輸出模組包含一輸入/輸出模組視覺對準系統，該輸入/輸出模組視覺對準系統經結構設計以對準該承載器上之組件。
在一態樣中，該輸入/輸出視覺對準系統包含：一第一俯視攝影機，其經結構設計以瞄準被轉移至該承載器之一組件，及一控制器，其經結構設計以基於接收自該第一俯視攝影機之資訊判定(i)該組件之一接觸件圖案與(ii)該組件之一封裝輪廓之間之一平移及角度偏移。
在一態樣中，該輸入/輸出視覺對準系統進一步包含：一仰視攝影機，其經結構設計以當該拾取頭固持一組件時，瞄準該拾取頭，其中該控制器經結構設計以基於接收自該仰視攝影機之資訊判定(i)該組件之該封裝輪廓與(ii)該拾取頭之間之一平移及角度偏移。
在一態樣中，該輸入/輸出視覺對準系統進一步包含：一對準工作台，其經結構設計以藉由真空固持一組件，其中該控制器經結構設計以使該對準工作台基於(i)該組件之該封裝輪廓與(ii)該拾取頭之間 之該經判定平移及角度偏移移動，使得該組件對準至該拾取頭。
在一態樣中，該輸入/輸出視覺對準系統進一步包含：一第二俯視攝影機，其經結構設計以瞄準該承載器，其中該控制器經結構設計以判定該承載器與該拾取頭之間之一平移及角度偏移。
在一態樣中，該承載器包含複數個基準點，該控制器經結構設計以藉由該複數個基準點判定該承載器與該拾取頭之間之該平移及角度偏移。
在一態樣中，該控制器經結構設計以基於該等基準點之位置判定該承載器之一熱伸長。
在一態樣中，該控制器經結構設計以控制該梭之線性編碼器以以基於該承載器與該拾取頭之間之該經判定平移及角度偏移移動該承載器，使得該承載器對準至該拾取頭。
在一態樣中，該控制器經結構設計以控制該梭之線性編碼器以基於該承載器與該拾取頭之間之該經判定平移及角度偏移且基於該承載器之該熱伸長移動該承載器，使得該承載器對準至該拾取頭。
在一態樣中，該承載器係一真空承載器。
在一態樣中，該承載器係一無套件承載器。
在一態樣中，該承載器包括：一主體、一前真空介面、及一底部真空介面。
在一態樣中，該承載器包括：一主體，其包含一下部主體部分，一上部主體，一中央真空供應腔室，該中央真空供應腔室位於該下部主體部分與該上部主體部分之間，及一組件放置層，該組件放置層安置在該上部主體部分上方，該組件放置層具有上方可放置組件之一平坦上表面，其中複數個真空腔自該中央真空供應腔室延伸穿過該上部主體部分至該組件放置層；及至少一真空介面。
在一態樣中，該組件放置層係由一多孔傳導材料製成。
在一態樣中，該組件放置層包含複數個微孔，該複數個微孔自各真空供應腔延伸穿過該組件放置層至該組件放置層之一上表面。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構經結構設計以在以下情況下維持至該承載器之一真空供應：當該承載器處於該輸入/輸出模組之該轉座處用於組件裝載及卸載時、在該梭上運送承載器期間、當該承載器在該梭與該旋轉工作台之間轉移時、當該承載器藉由該旋轉工作台之該夾持器而夾緊時、當該承載器在該旋轉工作台與該柱塞之間移動時、及當測試期間該承載器在該柱塞上時。
在一態樣中，該一體化測試及搬運機構經結構設計以藉由經由該前真空介面及該底部真空介面交替地供應真空而維持至該承載器之一真空供應。
在另一實施例中，一種用於承載組件之承載器包括：一主體，其包含一下部主體部分，一上部主體，一中央真空供應腔室，該中央真空供應腔室位於該下部主體部分與該上部主體部分之間，及一組件放置層，該組件放置層安置在該上部主體部分上方，該組件放置層具有上方可放置組件之一平坦上表面，其中複數個真空腔自該中央真空供應腔室延伸穿過該上部主體部分至該組件放置層；及至少一真空介面。
在一態樣中，該組件放置層係由一多孔傳導材料製成。
在一態樣中，該組件放置層包含複數個微孔，該複數個微孔自各真空供應腔延伸穿過該組件放置層至該組件放置層之一上表面。
3‧‧‧承載器
4a‧‧‧第一取置裝置
4b‧‧‧第二取置裝置
5‧‧‧輸入區段/輸入匣
6‧‧‧輸出區段/輸出匣
7‧‧‧輸出梭設備
8‧‧‧輸入梭設備
9‧‧‧接觸器區域
10‧‧‧傳導均熱區域
14‧‧‧微機電系統(MEMS)激勵工具/MEMS激勵裝置
20‧‧‧輸出捲軸
21‧‧‧剔退容器
22‧‧‧視覺檢驗系統
25‧‧‧傳導夾盤
26‧‧‧捲帶輸出
27‧‧‧單或雙重取置裝置/攝影機
29‧‧‧旋轉柱塞
30‧‧‧晶圓工作台
31‧‧‧交替雙重梭總成
32‧‧‧輸出梭/梭
33‧‧‧第二單或雙重取置裝置
40‧‧‧電腦
44‧‧‧多功能取置裝置
100‧‧‧一體化測試及搬運機構
101‧‧‧測試模組
102‧‧‧輸入/輸出模組
200‧‧‧一體化測試及搬運機構
201‧‧‧測試模組
202‧‧‧輸入/輸出模組
300‧‧‧一體化測試及搬運機構
301‧‧‧測試模組
302‧‧‧輸入/輸出模組/輸入/輸出區段
400‧‧‧一體化測試及搬運機構
415‧‧‧轉座
416‧‧‧取置裝置
417‧‧‧晶圓工作台
418‧‧‧測試頭
419‧‧‧站
420‧‧‧接觸器陣列
421‧‧‧站
422‧‧‧攝影機
424‧‧‧取置裝置
500‧‧‧一體化測試及搬運機構
501‧‧‧測試模組
502‧‧‧輸入/輸出模組
503‧‧‧旋轉工作台
504‧‧‧承載器站
505‧‧‧輸入/輸出模組轉移位置/輸入/輸出梭轉移位置
506‧‧‧柱塞轉移位置
507‧‧‧梭
508‧‧‧接觸器區域
509‧‧‧傳導均熱區域
510‧‧‧解除均熱區域
511‧‧‧輸入區段
512‧‧‧輸出區段
513‧‧‧組件裝載位置
514‧‧‧測試模組轉移位置
515‧‧‧拾取頭
520‧‧‧轉座
600‧‧‧承載器
600a‧‧‧基準點
601‧‧‧主體
602‧‧‧前真空介面
602a‧‧‧單向閥
603‧‧‧底部真空介面
603a‧‧‧單向閥
604‧‧‧真空供應腔
605‧‧‧下部主體部分
606‧‧‧上部主體部分
607‧‧‧中央真空供應腔室
608‧‧‧組件放置層
609‧‧‧微孔
700‧‧‧組件
701‧‧‧第一俯視攝影機
702‧‧‧仰視攝影機
703‧‧‧第二俯視攝影機
704‧‧‧對準工作台
S201‧‧‧步驟
S202‧‧‧步驟
S203‧‧‧步驟
S204‧‧‧步驟
S205‧‧‧步驟
S206‧‧‧步驟
S207‧‧‧步驟
S208‧‧‧步驟
藉由參考隨附圖式描述本發明之實施例，其中：圖1係一體化測試及搬運機構之一第一功能圖；圖2係根據一第一實施例之根據圖1之功能圖之一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖； 圖3係根據一第二實施例之根據圖1之功能圖之一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖；圖4係圖3之一體化測試及搬運機構之一側視示意圖；圖5係一體化測試及搬運機構之一第二功能圖；圖6係根據一第三實施例之根據圖5之功能圖之一體化測試及搬運機構之一透視圖；圖7係圖6之一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖；圖8係根據一第四實施例之根據圖7之功能圖之一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖；圖9係根據一替代實施例之根據圖1之功能圖之一體化測試及搬運機構之一透視圖；圖10係根據本發明之一實施例之一測試及搬運方法之一流程圖；圖11係根據一第四實施例之一體化測試及搬運機構之一透視圖；圖12係根據一第四實施例之一體化測試及搬運機構之一俯視透視圖；圖13係根據一第四實施例之一體化測試及搬運機構之另一俯視示意圖；圖14係根據本發明之一實施例之一承載器之一透視圖；圖15係根據本發明之一實施例之一承載器之一部分之一透視圖；圖16係根據本發明之一實施例之一承載器之一俯視圖；圖17係根據本發明之一實施例之沿圖16中之線A-A之一部分取得之一承載器之一截面圖；圖18係根據本發明之另一實施例之沿圖16中之線A-A之一部分取得之一承載器之一截面圖； 圖19係一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖，展示材料流動期間的真空使用；圖20係一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖，展現一視覺對準程序之一第一步驟；圖21係一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖，展現一視覺對準程序之一第二步驟；圖22係一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖，展現一視覺對準程序之一第三步驟；圖23係一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖，展現一視覺對準程序之一第四步驟；圖24係一體化測試及搬運機構之一俯視示意圖，展現一視覺對準程序之一第五步驟；圖25係拾取頭及承載器之一側示意圖，展現「搭疊(shingling)」之發生；及圖26係對接(頂部)之前及對接(底部)之後一體化測試及搬運機構之一側示意圖。
在以下描述中，出於解釋目的且非限制，陳述多種細節及描述以提供對本發明之實施例之一透徹理解。然而，熟習此項技術者應明白，本發明可在脫離此等細節及描述之其他實施例中實踐。例如，雖然以下實施例係參考用以搬運及測試電子組件之一機構加以描述，但是該機構亦可在其他應用中使用。
第一功能圖
圖1中展示一體化測試及搬運機構之一第一功能圖。下文描述之第一實施例及第二實施例根據第一功能圖進行結構設計。
第一實施例：一體化轉座裝載機/卸載機及X-Y-θ柱塞系統
如圖2中所示，一體化測試及搬運機構100包含一測試模組101及一輸入/輸出模組102。組件在測試模組101中測試，同時其他組件由輸入/輸出模組102搬運。測試模組101及輸入/輸出模組102以一水平方式彼此對接。適用於由輸入/輸出模組102及測試模組101搬運之組件尤其包含球柵格陣列(BGA)、四方扁平無引線(QFN)封裝、絕緣體上矽(「SO」)裝置及各種晶粒。
測試模組
一體化測試及搬運機構100包含一測試模組101。參考圖2，測試模組101包含複數個承載器3。承載器3可為其中組件被放置於承載器內之腔中之晶舟承載器或其中組件被放置於腔中且接著使用彈簧夾持在腔內部之一單裝置承載器(「SDC」)。藉由將組件機械地夾持在腔中，SDC型承載器維持組件在其中的位置，而不管嚴重的機械震動或振動。SDC型承載器描述於例如，歐洲專利申請案第13154816號中，該申請案之內容係以引用之方式全部併入本文中。承載器3經結構設計，使得承載器之一間距匹配一柱塞之一間距，這在下文加以描述。例如，一單個承載器3固持介於8個與128個之間的組件或128個以上組件。
測試模組101包含其處測試組件之一接觸器區域9。具有複數個測試插槽之一接觸器陣列(即，測試頭)位於接觸器區域9中。在承載器移動至接觸器區域9之後，一柱塞將承載器向上移動，使得組件被插入至測試插槽中。柱塞及接觸器陣列經結構設計，使得可執行承載器中之全部組件之同時測試，或可執行承載器中之僅一子集的組件之測試。柱塞及接觸器陣列可類似於由Rasco GmbH生產的SO3000帶中測試(test-in-strip)搬運器中之柱塞及接觸器陣列進行結構設計。
測試模組101包含一視覺對準系統。視覺對準系統允許組件群組之視覺對準。承載器中之腔陣列可在x、y及θ方向上對準至接觸器陣 列之測試插槽之陣列。視覺對準系統包含量測位於承載器上之基準標記及位於接觸器陣列上之基準標記之位置之攝影機。基於對應基準標記之偏移，柱塞之一位置控制器經結構設計以移動柱塞，使得承載器中之組件對準至接觸器陣列。
測試模組101進一步包含位於一傳導均熱區域10中之一傳導均熱模組。均熱模組經結構設計以將組件帶至所需測試溫度(例如，介於-60℃與160℃之間之溫度)。對於冷均熱，均熱區域可保持在一乾燥氛圍中(例如，氣態氮或具有低於-70℃之一露點之乾燥空氣)以防止水在組件或承載器上凝結。
均熱模組係一基於SDC/晶舟的均熱模組或一「柱塞上均熱」模組。在一基於SDC/晶舟的均熱模組中，藉由在傳導均熱區域中之一熱板或冷板上方移動固持未測試組件之一承載器而將該承載器帶至一測試溫度。柱塞及接觸插槽亦保持在測試溫度下。在通常用於小型組件(3mm x 3mm)之一柱塞上均熱模組中，組件直接移動至一柱塞上而無需在熱板或冷板上均熱，且柱塞本身將組件帶至測試溫度。
輸入/輸出模組
一體化測試及處理機構100包含一輸入/輸出模組102。
該機構之輸入/輸出模組102將未測試組件自位於一輸入區段5中之一輸入裝置運送至測試模組101之承載器3，且將經測試組件自承載器3運送至位於一輸出區段6中之一輸出裝置。輸入裝置係一管型裝置、一碗型裝置或用於捲帶封裝之一拆除裝置。輸出裝置係一管型裝置(容納一容器)、一散裝型裝置(例如，容納8個容器)或一捲帶裝置(容納一容器)。
輸入/輸出模組102係基於轉座的。例如，輸入/輸出模組102可類似於Cohu,Inc.市售之NY20轉座搬運器或NX32轉座搬運器進行結構設計。輸入/輸出模組102較佳地具有每小時至少25,000個組件之一處理 量。
再次參考圖2，一體化測試及搬運機構100包含用於往返於承載器移動待測試組件之取置裝置4a、4b。一第一取置裝置4a係經結構設計以自一輸入梭設備8拾取一列組件(或其他子集的組件)並將該列移動至一承載器3之一多重取置裝置。一第二取置裝置4b係經結構設計以自一承載器3拾取至少一列經測試組件(或其他子集的經測試組件)並將該列移動至一輸出梭設備7之一多重取置裝置。
輸入梭設備8係包含兩個獨立驅動梭之一交替雙重梭設備，該兩個獨立驅動梭之各者經結構設計以固持將移動至承載器之一列組件。當輸入梭設備8之一梭係由轉座以逐個腔形式裝載時，輸入梭設備8之另一梭藉由取置裝置4a以一單個步驟卸載。輸入梭設備8可容許間距調適。
輸出梭7係一彎曲空氣軌道或軌道旋轉之一交替雙重梭。若輸出梭7經結構設計為一交替雙重梭，則各梭經結構設計以繞一垂直軸旋轉以適應裝載及卸載位置處之不同組件定向。
一體化轉座L/U及X-Y-θ柱塞系統之操作
第一實施例之一體化測試及搬運機構100操作如下。待測試組件自轉座之輸入區段5裝載至輸入梭設備8中。多重取置裝置4a將完整的一列組件轉移至一空的承載器3中。當移動經過傳導均熱區域10時，組件及承載器兩者皆被帶至測試溫度。一夾持器機構或其他類似運送單元(未展示)將承載器3移動至柱塞上。含有組件之承載器3藉由柱塞向上移動以接觸包含複數個測試插槽之一接觸器陣列，藉此在組件與測試插槽之間建立一電接觸。在已執行電測試之後，柱塞自插槽配置取回承載器3，且承載器3藉由一夾持器機構或一類似運送單元(未展示)自柱塞卸載。晶舟藉由該多重取置裝置4b卸載，多重取置裝置4b將完整的一列組件轉移至輸出梭設備7中。在輸出梭設備7中，空氣將 組件吹回至轉座，該轉座將經測試組件移動至輸出區段6。
第二實施例：替代一體化轉座L/U及X-Y-θ柱塞系統
如圖3中所示，根據一第二實施例之一體化測試及搬運機構200包含一測試模組201及一輸入/輸出模組202。
第二實施例在原理上類似於第一實施例。一體化測試及搬運機構200如下所述不同於一體化測試及搬運機構100。
在第二實施例中，輸入裝置可為一膜框架裝置，在該情況下，輸入區段包含經結構設計以搬運一膜框架上之小型裝置之一晶圓工作台。輸入裝置替代地可為一托盤型裝置、一管型裝置、一碗型裝置或一拆除裝置。輸出裝置可為托盤型裝置、一管型裝置(容納一容器)、一散裝型裝置(例如，容納8個容器)或一捲帶裝置(容納一容器)。
轉向圖4，一體化測試及搬運機構200包含具備測試模組201之一測試頭或微機電系統(「MEMS」)激勵工具14。MEMS激勵工具可為如美國專利第8,336,670號中描述之一MEMS測試裝置，該專利之內容係以引用之方式全部併入本文中。測試頭或MEMS激勵工具14經結構設計以安置在輸入/輸出模組202之一下部上方。測試頭或MEMS激勵工具14經結構設計以允許架空對接。
MEMS激勵裝置14包含經結構設計以接納承載器3之一插槽。
MEMS激勵裝置14係一基於壓力的MEMS激勵裝置、一聲學MEMS激勵裝置、一濕度MEMS激勵裝置、一慣性MEMS激勵裝置或一磁性MEMS激勵裝置。基於壓力的MEMS激勵裝置、聲學MEMS激勵裝置及濕度MEMS激勵裝置可經結構設計，使得承載器3被插塞至一開放式壓力腔上，在開放式壓力腔中承載器3用作一密封蓋。慣性MEMS激勵裝置經結構設計，使得承載器3被插塞至可在三個軸(x、y及z)上移動及旋轉之一機構上。磁性MEMS激勵工具經結構設計，使得承載器3被插塞至包含在三個軸(x、y及z)上激勵一磁場之一電線圈 之一單元上。
第二功能圖
圖5中展示一體化測試及搬運機構之一第二功能圖。下文描述之第三實施例根據第二功能圖進行結構設計。
第三實施例：小零件取置系統
參考圖6，一體化測試及搬運機構300包含一測試模組301及一輸入/輸出模組302。組件在測試模組301中測試，同時其他組件由輸入/輸出模組302搬運。測試模組301及輸入/輸出模組302以一水平方式彼此對接。
一體化測試及搬運機構300包含一電腦40。電腦40進一步經組態以與測試模組301及輸入/輸出模組302通信且控制測試模組301及輸入/輸出模組302，且分析來自測試模組301及輸入/輸出模組302之資料。 電腦經組態以監控並評估測試模組301及輸入/輸出模組302之效能。
測試模組
一體化測試及搬運機構300包含一測試模組301。
一體化測試及搬運機構300之測試模組301包含具有諸如2008年4月8日發佈之美國專利第7,355,428號中描述之主動熱控制(「ATC」)之一旋轉柱塞29，該專利以引用之方式全部併入本文中。旋轉柱塞經結構設計以允許組件之個別對準。旋轉柱塞29具備經結構設計以固持組件之複數個傳導夾盤25。
旋轉柱塞29容許四個步驟同時完成。僅在旋轉柱塞29之一第一側裝載一群組的組件。同時，對位於旋轉柱塞29之一第二側上之另一群組的組件進行溫度均熱及視覺檢驗。同時，對準並測試位於旋轉柱塞29之一第三側上之另一群組的組件。同時，將另一群組的組件自旋轉柱塞29之一第四側卸載至輸出梭32。例如，旋轉柱塞之各側可固持16個組件。
一體化測試及搬運機構300包含一視覺檢驗系統22(例如，5S檢驗)。
一體化測試及搬運機構300經結構設計以允許組件之視覺對準。各組件藉由旋轉柱塞29之一頭部個別地拾取。在一90°或180°旋轉之後，一攝影機量測旋轉柱塞29之頭部上之一組件之一相對位置。一控制器經結構設計以將源自量測之位置資訊傳遞至一接觸器陣列之一經個別致動對準框架。在另一90°旋轉之後，旋轉柱塞29之頭部將組件插塞至一接觸器插槽中。當柱塞頭移動至插槽中時，其同時行進穿過經預調整之對準框架，因此校正柱塞頭在x、y及θ方向上之定位。
測試模組301包含一交替雙重梭總成31。交替雙重梭總成包含兩個梭32。當經測試組件自旋轉柱塞裝載在一第一梭32上時，來自第二梭32之經測試組件自第二梭32卸載至捲帶之一帶。
輸入/輸出模組
一體化測試及搬運機構300包含一輸入/輸出模組302。
輸入/輸出模組包含一輸入區段，該輸入區段包含一輸入匣5及一輸出匣6。輸入/輸出模組包含一輸出區段，該輸出區段包含一捲帶輸出26。組件被裝載至膜框架上之輸入匣5中且移動至一晶圓工作台30。空的膜框架自輸出匣6移除。經測試組件自一捲帶輸出26之輸出捲軸20移除。可使用其他輸入及輸出裝置，諸如管、托盤或散裝裝置。
輸入/輸出模組302包含一多功能取置裝置44。多功能取置裝置44自晶圓工作台30循序地拾取組件、旋轉該群組的組件達90°且將該群組的組件移動至旋轉柱塞29。多功能取置裝置44亦經結構設計以調整其間距(即，組件之間的距離)以匹配旋轉柱塞之間距。多功能取置裝置44經結構設計以同時將多達四個(或2的其他倍數)裝置插塞在旋轉柱塞29上。
一體化測試及搬運機構300亦包含一單或雙重取置裝置27，該單或雙重取置裝置27將經測試組件自交替雙重梭總成31之一梭32移動至捲帶輸出26之一帶。
一體化測試及搬運機構300進一步包含經結構設計以收集被剔退組件之一剔退容器21。
小零件取置系統之操作
第三實施例之一體化測試及搬運機構300操作如下。待測試組件被裝載至膜框架上之輸入/輸出區段302之輸入匣5中。組件移動至晶圓工作台30。組件藉由多功能取置裝置44自晶圓工作台30拾取。多功能取置裝置旋轉組件達90°、調整組件之間的距離以匹配旋轉柱塞29之間距，且在一水平方向上將組件插塞至旋轉柱塞29之傳導夾盤25中。當組件位於旋轉柱塞上時，主動熱控制系統經由傳導夾盤25加熱組件。旋轉柱塞29旋轉組件達90°(使得組件面向上)，且一攝影機量測旋轉柱塞29之頭部上之組件之相對位置。一控制器將源自量測之位置資訊傳遞至一接觸器陣列之一經個別致動對準框架。在另一90°旋轉之後，旋轉柱塞29之頭部將組件插塞至接觸器插槽中。當柱塞頭移動至接觸器插槽中時，其等行進穿過經預調整之對準框架，因此校正柱塞頭在x、y及θ方向上之定位。在測試完成之後，旋轉柱塞旋轉另一90°(使得組件面向下)，且旋轉柱塞29將經測試組件轉移至交替雙重梭31之一梭32中。單或雙重取置裝置27將經測試組件轉移至捲帶輸出26之一帶上。藉由攝影機27執行視覺檢驗。自帶移除被剔退組件。將剩餘組件纏繞至捲帶輸出26之捲軸20上。
關於第一實施例及第三實施例之變動
在第三實施例之一變動中，第三實施例之多功能取置裝置用一第二單或雙重取置裝置33取代，該第二單或雙重取置裝置33將組件自晶圓工作台30移動至一承載器3。圖8中展示此替代實施例。旋轉柱塞 29自承載器3拾取零件，而非多功能取置裝置將零件自晶圓工作台30直接移動至旋轉柱塞29。
在第一實施例之一變動中，一體化測試及搬運機構400包含皆與一轉座415一體化之一輸入/輸出模組及一測試模組。如圖9中所示，輸入/輸出模組包含具有即時間距校正能力之一輸入取置裝置。輸入/輸出模組包含經結構設計以在一x方向、一y方向及一θ方向上移動之一晶圓工作台417。
取置裝置416係具有按一180°間距繞一水平軸配置之拾取頭之一多重取置裝置。一側可自晶圓環裝載組件，其中另一側可同時將組件裝載至測試頭418上。多個頭部亦可執行間距調適。組件係循序自晶圓環拾取，但是一步(例如，按列)放置至測試頭上。測試頭可在徑向方向上移動以容許裝載多列，且在z方向上移動以執行插塞至接觸器陣列420中。
站419用於視覺對準組件。站419包含在測試頭418下方於一切線方向上移動之兩個子站。首先藉由一或多個仰視攝影機量測全部組件之x位置、y位置及θ方向。在量測之後，攝影機移到一邊且複數個個別對準框架在組件下方移動。組件透過對準框架插塞且藉此根據由仰視攝影機量測之偏移而對準。
在對準之後，組件藉由測試頭移動至接觸器站且被插塞至接觸器陣列420中。站419及420可組合為一站。
站421用於視覺檢驗(例如，5S檢驗)及捲帶423卸載。測試頭將組件按列卸載至一卸載梭中，該卸載梭位於測試頭下方且可在一徑向方向上移動。組件藉由多個攝影機422逐列地檢驗且接著藉由一快速單個取置裝置424放置於捲帶中。取置裝置可在一徑向方向及一切向方向上移動。未通過測試之組件被置於剔退容器中。梭可為一單個或一交替雙重梭。
一體化測試及搬運方法
圖10展示用於用一體化測試及搬運機構執行測試及搬運之一方法。該方法包含將至少一組件自一晶圓移動至一轉座(步驟201)及將該至少一組件移動至一梭中(步驟202)。該方法進一步包含該將至少一組件自梭中取出(步驟203)、將該至少一組件放置在一承載器中(步驟204)、將該至少一組件自承載器中取出(步驟205)及將該至少一組件放置在梭中(步驟206)。該方法此外包含將該至少一組件自梭中取出且在將該至少一組件放置在一捲帶系統之一帶上(步驟208)之前將其放置在轉座中(步驟207)。
第四實施例：承載器轉移型取置系統
參考圖11，一體化測試及搬運機構500包含一測試模組501及一輸入/輸出模組502。組件在測試模組501中測試，同時其他組件由輸入/輸出模組502搬運。測試模組501及輸入/輸出模組502以一水平方式彼此對接。適用於由輸入/輸出模組502及測試模組501搬運之組件包含凸塊晶粒(WLP)型裝置、裸晶粒型裝置及扁平無引線封裝(諸如四方扁平無引線(QFN)封裝及雙扁平無引線(DFN)封裝)。
測試模組
一體化測試及搬運機構500包含一測試模組501。
參考圖12及圖13，測試模組501包含在該處測試組件之一接觸器區域508。具有複數個測試插槽之一測試頭位於接觸器區域508上方。在一承載器600移動至接觸器區域508之後，一柱塞將承載器600向上移動，使得組件被插入至測試插槽中。柱塞及測試頭經結構設計，使得可執行承載器600中之全部組件之同時測試，或可執行承載器600中之僅一組件子集之測試。柱塞及測試頭可類似於由Rasco GmbH生產的Jaguar帶狀搬運器中之柱塞及測試頭進行結構設計。
測試模組501包含複數個承載器站504。在圖12中所示之實施例 中，旋轉工作台503包含8個承載器站504。在圖13中所示之實施例中，旋轉工作台503包含12個承載器站504。承載器站504之數目之範圍可從1至12或更大，較佳地介於2與12之間，且更佳地介於8與12之間。
測試模組501包含一旋轉工作台503。旋轉工作台503包含複數個夾持器。在此實施例中，旋轉工作台503按每個承載器站504包含一夾持器。夾持器自一輸入/輸出模組轉移位置505以一圓圈旋轉至一柱塞轉移位置506且接著返回至輸入/輸出模組轉移位置505。夾持器經結構設計以自輸入/輸出模組502之一梭507取回一承載器600、在旋轉工作台繞旋轉工作台旋轉夾持器達一分度角(例如，30。，在有12個承載器站的情形中)時固持承載器600至承載器站504、將承載器600轉移至接觸器區域508、然後將承載器600返回至梭507。
測試模組501進一步包含位於一傳導均熱區域509中之一傳導均熱模組。均熱模組經結構設計以將組件帶至所需測試溫度(例如，介於-60℃與160℃之間之溫度)。對於冷均熱，均熱區域可保持在一乾燥的氛圍中(例如，氣態氮或具有低於-70℃之一露點之乾燥空氣)以防止水在組件或承載器600上凝結。均熱模組係一基於晶舟的均熱模組，其中藉由在傳導均熱區域509中之一熱板或冷板上方移動固持未測試組件之一承載器600而將該承載器600帶至一測試溫度。測試模組501亦包含一解除均熱區域510，其中組件恢復(或至少部分恢復)至室溫。熱板或冷板位於承載器站504中，使得當夾持器將承載器600移動至傳導均熱區域或解除均熱區域中之一承載器站504中時，夾持器將承載器降低至承載器站504中之一熱板或冷板上。為改良來自熱或冷均熱板之熱轉移，可施加一真空以將承載器下吸入至板。柱塞及接觸插槽亦保持在測試溫度下。
在圖12及圖13中所示之測試模組501中，夾持器繞旋轉工作台 503逆時針旋轉。然而，替代地，夾持器可繞旋轉工作台503順時針旋轉。旋轉工作台503經結構設計，使得當承載器600由夾持器固持時，承載器600自旋轉工作台503之一旋轉軸向外徑向對準，且當承載器600繞旋轉工作台503旋轉時保持徑向對準。
測試模組501包含一視覺對準系統。視覺對準系統允許組件群組之視覺對準。承載器600及/或承載器600上之組件陣列可在x、y及θ方向上對準至測試頭及/或測試頭之測試插槽之陣列。在此實施例中，視覺對準系統包含量測位於承載器600上之基準標記及位於測試頭上之基準標記之位置之攝影機。基於對應基準標記之偏移，用於柱塞之一位置控制器經結構設計以移動柱塞，使得承載器600中之組件對準至測試頭之測試插槽。
輸入/輸出模組
一體化測試及搬運機構500包含一輸入/輸出模組502。
該機構之輸入/輸出模組502將未測試組件自位於一輸入區段511中之一輸入裝置運送至承載器600、往返於其中承載器600可藉由承載器站504之夾持器取回之一位置在一梭507上運送承載器600，且將經測試組件自承載器600運送至位於一輸出區段512中之一輸出裝置。輸入裝置係一膜框架裝置、一管型裝置、一碗型裝置或用於捲帶封裝之一拆除裝置。輸出裝置係一管型裝置(容納一容器)、一散裝型裝置(例如，容納8個容器)或一捲帶裝置(容納一容器)。
輸入/輸出模組502包含在一組件裝載位置513與一測試模組轉移位置514之間轉移承載器600之一單個梭507。梭507包含經結構設計以在x及y方向上移動承載器600之精密線性編碼器。組件在組件裝載位置513處被轉移至梭507上之承載器600中。承載器600在測試模組轉移位置514處藉由旋轉工作台之夾持器取回。
輸入/輸出模組502係基於轉座的，包含一轉座520。例如，輸入/ 輸出模組502可類似於Cohu,Inc.市售之NY20轉座搬運器或NX32轉座搬運器進行結構設計。轉座520包含複數個拾取頭515，該複數個拾取頭515繞轉座520旋轉以將待測試組件自輸入區段511移動至承載器600且自承載器600移動至輸出區段512。裝載及卸載同時完成。轉座520拾取一經測試裝置並由一未測試裝置取代該經測試裝置，直至整個承載器600佈滿未測試裝置。輸入/輸出模組502較佳地具有每小時至少22,000個組件之一處理量。
承載器
在第四實施例中，承載器600係如圖14至圖18中所示之真空承載器。如圖14至圖16中所示，承載器600包含一主體601、一前真空介面602及一底部真空介面603。前真空介面602包含一單向閥602a，且底部真空介面603包含一單向閥603a。
圖17及圖18描繪沿如圖16中所示之線A-A之部分之一承載器600之主體601之截面圖。主體601包含一下部主體部分605、一上部主體部分606及位於下部主體部分605與上部主體部分606之間之一中央真空供應腔室607。一組件放置層608安置在上部主體部分606上方。組件放置層608之頂面係平坦的，而無任何孔隙(通常稱為一「套件」)來將組件實體固持在適當位置。複數個真空供應腔604自中央真空供應腔室607延伸穿過上部主體部分606至組件放置層608。承載器600包含用於各組件700之一或多個真空供應腔604。因此，真空可經由前真空介面602及底部真空介面603之一者或兩者供應至中央真空供應腔室607。此真空被供應給真空供應腔604及組件放置層608，藉此容許將組件700固持在組件放置層608上。例如，承載器600之一頂面之一工作面積可為約130mm×55mm。
在圖17中所示之實施例中，組件放置層608係由一多孔傳導材料(諸如一多孔鋁材料)製成。組件放置層608之材料未燒結。組件放置 層608之材料之一導熱率介於50W/mK與150W/mK之間。組件放置層608中之孔大小介於5微米與200微米之間。在此實施例中，真空可經由真空供應腔604供應至多孔傳導材料之孔，藉此容許將組件700固持在組件放置層608之一頂面上。
在圖18中所示之實施例中，組件放置層608包含複數個微孔609，該複數個微孔609自真空供應腔之各者延伸穿過組件放置層608至組件放置層608之一上表面。組件放置層608係由一傳導材料製成。組件放置層608之材料之一導熱率介於50W/mK與150W/mK之間。該等孔之一寬度介於5微米與200微米之間。在此實施例中，真空可經由真空供應腔604供應至組件放置層608之微孔609，藉此容許將組件700固持在組件放置層608之一頂面上。
真空供應至承載器
因為組件700經由真空固持在承載器600上，所以在以下情況下維持一不中斷真空供應：當承載器600處於輸入/輸出模組502之轉座520處用於組件裝載及卸載時、在梭507上運送承載器期間、當承載器自梭507轉移至旋轉工作台503時、當承載器自旋轉工作台503移動至柱塞用於測試時、當承載器在測試期間位於柱塞上時、及在自柱塞返回至梭之整個返回運送程序期間。此係經由使用承載器600之前真空介面602及底部真空介面603之一「交握」程序而完成。
當承載器600在輸入/輸出模組502之轉座520處用於組件裝載/卸載時且在梭507上運送承載器期間，藉由一輸入/輸出模組真空源經由梭507之底部真空介面603供應真空至承載器600。在承載器裝載/卸載完成之後，梭507將承載器600移動至旋轉工作台503之夾持器中。當承載器600已到達夾持器之底部時，接著藉由旋轉工作台/夾持器透過承載器之前真空介面602供應真空。接著切斷透過梭之底部真空供應(交握)。當承載器600藉由旋轉工作台在傳導均熱區域509上方移動 時，此真空源繼續供應真空至承載器600。當承載器600到達柱塞轉移位置506時，接著經由底部真空介面603藉由一柱塞真空源供應真空至承載器600。柱塞在旋轉工作台503之夾持器下方移動、對接至承載器(具有承載器600之旋轉工作台向下移動約3mm以將承載器放置至柱塞上)且接著透過柱塞自底部真空介面603供應真空至承載器600。在已建立來自柱塞之真空供應之後，切斷來自旋轉工作台/夾持器之真空且接著藉由柱塞將承載器600移出夾持器，從而維持真空。
柱塞現在可執行x、y及z方向上之接觸移動。承載器可分步或整體移動。為將承載器600運送回旋轉工作台503，柱塞將承載器600移回旋轉工作台503之夾持器中(徑向移動)。當承載器600已到達夾持器之底部時，接著透過承載器60之前真空介面602供應真空。在真空供應轉移回旋轉工作台之後，切斷來自柱塞之底部真空供應。當承載器600藉由旋轉工作台移動經過解除均熱區域510同，此真空源繼續供應真空至承載器600。當承載器600到達輸入/輸出梭轉移位置505時，接著經由底部真空介面603藉由一輸入/輸出模組真空源供應真空至承載器600。當在梭507上運送承載器期間及當承載器600位於輸入/輸出模組502之轉座520處用於組件卸載時，此真空源繼續供應真空至承載器600。
梭507在旋轉工作台503之夾持器下方移動、對接至承載器600(包含承載器之旋轉工作台向下移動約3mm以將承載器放置在梭上)且透過梭507經由底部真空介面603供應真空。在來自梭507之真空供應已建立之後，切斷來自旋轉工作台503之真空且接著由梭507將承載器600移出夾持器。梭507接著將承載器600移動至轉座520之裝載/卸載區域。
一體化測試及搬運機構500包含一備用真空系統，該備用真空系統包含將在失去初級真空的情況下，維持真空之一文氏管(venturi)產 生器。所有站之真空位準係由真空感測器監控。當初級真空下降時，備用系統即刻介入。
承載器上之組件放置之視覺對準
一體化測試及搬運機構500包含用於在輸入/輸出模組502處將組件放置在承載器上之一視覺對準系統。此視覺對準系統包含第一俯視攝影機701及第二俯視攝影機703及一仰視攝影機702。視覺對準系統進一步包含經結構設計以經由真空固持組件之一對準工作台704。視覺對準系統進一步包含一控制器，該控制器經結構設計以基於接收自攝影機701、702、703之資訊控制對準工作台704及梭之精密線性編碼器之移動。
將參考圖20至圖24描述視覺對準。首先，如圖20中所示，當待轉移至承載器600之一組件呈死蟲子狀(deadbug)時(即，當組件之接觸件面向上時)，第一俯視攝影機701瞄準該組件。基於接收自俯視攝影機701之資訊，控制器判定組件之接觸件圖案與組件之封裝輪廓之間之平移及角度偏移(x,y,θ)，如圖20右上側處的插圖所示。
接著，如圖21中所示，拾取頭515拾取組件，且仰視攝影機702在拾取頭515固持該組件時瞄準該拾取頭515。基於接收自仰視攝影機702之資訊，控制器判定組件之封裝輪廓與拾取頭515之間之平移及角度偏移(x,y,θ)。
接著，如圖22中所示，拾取頭515將組件放置在對準工作台704上，在對準工作台704中藉由真空固持組件。接著拾取頭縮回。控制器接著使對準工作台704基於組件之封裝輪廓與拾取頭515之間之經判定平移及角度偏移(x,y,θ)移動，使得該組件對準至拾取頭。在對準之後，拾取頭515再次拾取組件。
接著，如圖23中所示，第二俯視攝影機703瞄準上方放置組件之承載器600。承載器600包含兩個基準點600a，承載器600之各端處各 一個。藉由在第二俯視攝影機703下方沿梭507於縱向方向上移動承載器600，控制器判定承載器600與拾取頭515之間之平移及角度偏移(x,y,θ)。若承載器600由於傳導均熱而仍處於一高溫，則亦可由控制器判定承載器600之熱伸長。
接著，如圖24中所示，控制器控制精密線性編碼器以基於承載器600與拾取頭515之間之經判定平移及角度偏移且視需要基於承載器之熱伸長而在x及y方向上移動承載器，使得承載器適當對準至拾取頭(且因此亦對準至由拾取頭515固持之組件)。在對準之後，拾取頭515將組件放置在承載器600上。
在將一組件放置在承載器600上之後，第二俯視攝影機703瞄準承載器上之組件且控制器判定組件是否處於正確位置中。若組件錯位，則拾取頭515拾取該組件，且下一個拾取頭515用另一組件取代該組件。錯位組件繞輸入/輸出裝置502之轉座周轉且重新對準並放置在另一承載器600上。
接著對待放置在承載器600上之任何額外組件重複此程序。因為承載器600無套件(即，不含有其中放置組件之任何孔隙)，所以可在承載器600上產生任何所要組件圖案。
偵測裝置搭疊
放置期間，當組件在一承載器上未對準時，可能發生搭疊，使得一組件意外地部分放置在另一組件之頂部上。拾取頭515包含用於偵測施加於拾取頭上之z軸力且偵測拾取頭之z位移之力及位移感測器。一體化測試及搬運機構500之控制器經結構設計以自力及位移感測器接收資訊並在偵測到搭疊之後即刻縮回拾取頭515。錯位組件再次自承載器600拾取且由下一個組件取代。錯位組件將繞轉座周轉、重新對準且接著放置在下一個承載器600上。
對接及解除對接
如圖26中所示，輸入/輸出模組502經由剛性對接銷及一氣動自夾及中心定位機構可移除地對接至測試模組501。為執行對接程序，首先移動測試模組501，使得接觸器區域508處於測試頭下方。接著調平測試模組501且將其對準至測試頭。接著將輸入/輸出模組502朝測試模組501移動，且根據測試模組501之高度調整輸入/輸出模組502之高度。接著使用剛性對接銷及氣動自夾及中心定位機構將輸入/輸出模組502對接並鎖定至測試模組501。
承載器轉移型取置系統的操作
第四實施例之一體化測試及搬運機構500操作如下。將待測試組件裝載至輸入區段511中。轉座520之拾取頭515拾取輸入區段511處之組件。在視覺對準之後(如上文詳細論述)，當承載器600處於組件裝載位置513時，拾取頭515將組件轉移至承載器600。梭507將承載器600自組件裝載位置513移動至測試模組轉移位置514處之旋轉工作台503之夾持器中。具有夾持器之旋轉工作台503將承載器600自輸入/輸出模組轉移位置505運送至柱塞區域。在承載器在傳導均熱板上方分步運送期間，其等被加熱或冷卻至一設定溫度。在柱塞區域處，藉由柱塞將承載器移出夾持器。
柱塞將承載器600上之組件插塞至測試頭之測試插槽中。在測試之後，柱塞接著將承載器600移回至旋轉工作台503之夾持器中。具有夾持器504之旋轉工作台503使承載器600自柱塞轉移位置506旋轉至輸入/輸出模組轉移位置505，同時將其等解除均熱至一設定溫度。梭接著在測試模組轉移位置514處將承載器600自夾持器移出至組件卸載/裝載位置513。最後，轉座520之拾取頭515自承載器600拾取經測試組件並將其等轉移至輸出區段512。
為繪示及描述之目的，已呈現實施例之前述描述。該前述描述不旨在為詳盡的或將本發明之實施例限於所揭示之精確形式，且鑑於 上述教示可進行修改及變動或可自各個實施例之實踐獲取修改及變動。選取及描述本文中論述之實施例以解釋各個實施例之原理及本質及其實踐應用，以使熟習此項技術者能夠在各個實施例中且結合如合適於預期之特別使用之各種修改利用本發明。本文中描述之實施例之特徵可依方法、設備、模組、系統及電腦程式產品之所有可能組合而組合。
3‧‧‧承載器
4a‧‧‧第一取置裝置
4b‧‧‧第二取置裝置
5‧‧‧輸入區段
6‧‧‧輸出區段
7‧‧‧輸出梭設備
8‧‧‧輸入梭設備
9‧‧‧接觸器區域
10‧‧‧傳導均熱區域
100‧‧‧一體化測試及搬運機構
101‧‧‧測試模組
102‧‧‧輸入/輸出模組

Claims (43)

  1. 一種一體化測試及搬運機構，其包括：一測試模組，其包含：複數個承載器，該複數個承載器之各者經結構設計以固持複數個組件，一接觸器陣列，其包括複數個測試插槽之一陣列，及一柱塞，其經結構設計以在該承載器位於該柱塞上時，將由該承載器固持之該等組件插塞至該等測試插槽中；及一輸入/輸出模組，其包含：一輸入區段，一輸出區段，一輸入梭總成，一輸出梭總成，一轉座，其經結構設計以：(i)將待測試組件自該輸入區段移動至該輸入梭總成，及(ii)將經測試組件自該輸出梭總成移動至該輸出區段，一第一取置裝置，其經結構設計以將一列待測試組件自該輸入梭總成移動至該等承載器之至少一者，及一第二取置裝置，其經結構設計以將一列經測試組件自該等承載器之至少一者移動至該輸出梭總成。
  2. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其中該第一梭係包括各自經結構設計以固持一列該等待測試組件之兩個獨立驅動梭之一交替雙重梭。
  3. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其進一步包括一視覺對準系統。
  4. 如請求項3之一體化測試及搬運機構，其進一步包括經結構設計以控制該柱塞之移動之一控制器，其中該柱塞經結構設計以在一x方向、一y方向及一θ方向上移動以相對於該接觸器陣列對準位於該柱塞上之該承載器。
  5. 如請求項3之一體化測試及搬運機構，其中該視覺對準系統包括至少一攝影機，該至少一攝影機量測一承載器上之至少一基準標記及該插槽配置上之至少一基準標記之一位置。
  6. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其中該輸出梭總成係一彎曲空氣軌道。
  7. 如請求項6之一體化測試及搬運機構，其中該彎曲空氣軌道經結構設計，使得經測試組件可被吹回至該轉座中。
  8. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其中該輸出梭總成係一交替雙重梭總成。
  9. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其中該輸入/輸出模組經結構設計，使得該輸入梭總成被裝載，同時該輸出梭總成被卸載。
  10. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其中該承載器之至少一者係一單裝置承載器，其將該等組件夾持在其中以維持該等組件之位置。
  11. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其進一步包括將該至少一承載器推至該柱塞上之一夾緊機構。
  12. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其中該輸入區段包括一晶圓工作台，且該輸出區段包括一托盤。
  13. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其中該測試模組進一步包括一微機電系統(「MEMS」)激勵模組。
  14. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其進一步包括一主動熱控 制系統，該主動熱控制系統經結構設計以當該等組件在該柱塞上時，加熱該等組件。
  15. 如請求項1之一體化測試及搬運機構，其進一步包括一傳導均熱模組，該傳導均熱模組包括經結構設計以當一承載器在該傳導均熱模組中時，加熱或冷卻位於該承載器上之組件之一板。
  16. 一種一體化測試及搬運機構，其包括：一測試模組，其包含：一接觸器陣列，其包括複數個測試插槽之一陣列，一梭總成，其包括至少兩個梭，及一可旋轉柱塞，其包括複數個側，各側包含複數個柱塞頭，該可旋轉柱塞經結構設計以(i)接納該等側之一者上之該複數個柱塞頭中之組件，(ii)旋轉該等組件，使得該等組件面向該接觸器陣列，(iii)將該等組件插塞至該等測試插槽中用於測試，(iv)旋轉該等經測試組件，使得該經測試組件面向該梭總成之一梭，及(v)將該等經測試組件置放至該梭上；及一輸入/輸出模組，其包含：一輸入區段，一輸出區段，一晶圓工作台，一第一取置裝置，其經結構設計以在一垂直方向上自該晶圓工作台取回待測試組件、旋轉該等經取回組件且在一水平方向上將該等經取回組件插塞至該可旋轉柱塞之該等側之一者上之該等柱塞頭中，一第二取置裝置，其經結構設計以將經測試組件自該梭總成之該梭移動至該輸出區段。
  17. 如請求項16之一體化測試及搬運機構，其進一步包括一主動熱 控制系統，該主動熱控制系統經結構設計以當該等組件在該可旋轉柱塞上時，加熱該等組件。
  18. 如請求項16之一體化測試及搬運機構，其進一步包括一視覺對準系統，該視覺對準系統包含量測該可旋轉柱塞上之該等組件之位置之一攝影機。
  19. 如請求項18之一體化測試及搬運機構，其進一步包括一控制器，該控制器經結構設計以將源自該攝影機之位置資訊傳遞至該接觸器陣列之一個別可致動對準框架。
  20. 如請求項18之一體化測試及搬運機構，其進一步包括一視覺檢驗系統。
  21. 一種一體化測試及搬運機構，其包括：一輸入/輸出模組，其包含：一輸入區段，一輸出區段，一轉座，其包含複數個拾取頭，該等拾取頭經結構設計以(i)將組件自該輸入區段移動至位於一組件裝載位置中之一承載器，及(ii)將組件自位於該組件裝載位置中之該承載器移動至該輸出區段，及一梭，其經結構設計以將該承載器自該組件裝載位置移動至一測試模組轉移位置；及一測試模組，其包含：一測試頭，其包括複數個測試插槽之一陣列，一柱塞，其經結構設計以當該承載器位於該柱塞上時，將由該承載器固持之該等組件插塞至該等測試插槽中，及一旋轉工作台，其包含繞該旋轉工作台旋轉之複數個夾持器，該旋轉工作台經結構設計以(i)在該測試模組轉移位置與 一輸入/輸出模組轉移位置之間轉移一承載器，(ii)在該輸入/輸出模組轉移位置與一柱塞轉移位置之間旋轉該承載器，及(iii)在該柱塞轉移位置與該柱塞之間轉移該承載器。
  22. 如請求項21之一體化測試及搬運機構，其中該測試模組包含一測試模組視覺對準系統，該測試模組視覺對準系統經結構設計以將該承載器上之組件對準至該測試頭之該等測試插槽。
  23. 如請求項21之一體化測試及搬運機構，其進一步包括一傳導均熱模組，該傳導均熱模組包括經結構設計以當該承載器藉由該夾持器下降至該板上時，加熱或冷卻該承載器中之組件之一板。
  24. 如請求項21之一體化測試及搬運機構，其中該輸入/輸出模組包含一輸入/輸出模組視覺對準系統，該輸入/輸出模組視覺對準系統經結構設計以對準該承載器上之組件。
  25. 如請求項24之一體化測試及搬運機構，其中該輸入/輸出視覺對準系統包含：一第一俯視攝影機，其經結構設計以瞄準將轉移至該承載器之一組件，及一控制器，其經結構設計以基於接收自該第一俯視攝影機之資訊判定(i)該組件之一接觸件圖案與(ii)該組件之一封裝輪廓之間之一平移及角度偏移。
  26. 如請求項25之一體化測試及搬運機構，其中該輸入/輸出視覺對準系統進一步包含：一仰視攝影機，其經結構設計以在該拾取頭固持一組件時，瞄準該拾取頭，其中該控制器經結構設計以基於接收自該仰視攝影機之資訊判定(i)該組件之該封裝輪廓與(ii)該拾取頭之間之一平移及角度 偏移。
  27. 如請求項26之一體化測試及搬運機構，其中該輸入/輸出視覺對準系統進一步包含：一對準工作台，其經結構設計以藉由真空固持一組件，其中該控制器經結構設計以使該對準工作台基於(i)該組件之該封裝輪廓與(ii)該拾取頭之間之該經判定平移及角度偏移移動，使得該組件對準至該拾取頭。
  28. 如請求項27之一體化測試及搬運機構，其中該輸入/輸出視覺對準系統進一步包含：一第二俯視攝影機，其經結構設計以瞄準該承載器，其中該控制器經結構設計以判定該承載器與該拾取頭之間之一平移及角度偏移。
  29. 如請求項27之一體化測試及搬運機構，其中該承載器包含複數個基準點，該控制器經結構設計以藉由該複數個基準點判定該承載器與該拾取頭之間之該平移及角度偏移。
  30. 如請求項28之一體化測試及搬運機構，其中該控制器經結構設計以基於該等基準點之位置判定該承載器之一熱伸長。
  31. 如請求項27之一體化測試及搬運機構，其中該控制器經結構設計以控制該梭之線性編碼器以基於該承載器與該拾取頭之間之該經判定平移及角度偏移移動該承載器，使得該承載器對準至該拾取頭。
  32. 如請求項30之一體化測試及搬運機構，其中該控制器經結構設計以控制該梭之線性編碼器以基於該承載器與該拾取頭之間之該經判定平移及角度偏移且基於該承載器之該熱伸長移動該承載器，使得該承載器對準至該拾取頭。
  33. 如請求項21之一體化測試及搬運機構，其中該承載器係一真空 承載器。
  34. 如請求項33之一體化測試及搬運機構，其中該承載器係一無套件承載器。
  35. 如請求項33之一體化測試及搬運機構，其中該承載器包括：一主體，一前真空介面，及一底部真空介面。
  36. 如請求項33之一體化測試及搬運機構，其中該承載器包括：一主體，其包含：一下部主體部分，一上部主體，一中央真空供應腔室，其位於該下部主體部分與該上部主體部分之間，及一組件放置層，其安置在該上部主體部分上方，該組件放置層具有上方可放置組件之一平坦上表面，其中複數個真空腔自該中央真空供應腔室延伸穿過該上部主體部分至該組件放置層；及至少一真空介面。
  37. 如請求項36之一體化測試及搬運機構，其中該組件放置層係由一多孔傳導材料製成。
  38. 如請求項36之一體化測試及搬運機構，其中該組件放置層包含複數個微孔，該複數個微孔自各真空供應腔延伸穿過該組件放置層至該組件放置層之一上表面。
  39. 如請求項34之一體化測試及搬運機構，其中該一體化測試及搬運機構經結構設計以在以下情況下維持至該承載器之一真空供應：當該承載器處於該輸入/輸出模組之該轉座處用於組件裝載 及卸載時、在該梭上運送承載器期間、當該承載器在該梭與該旋轉工作台之間轉移時、當該承載器藉由該旋轉工作台之該夾持器而夾緊時、當該承載器在該旋轉工作台與該柱塞之間移動時、及當測試期間該承載器在該柱塞上時。
  40. 如請求項39之一體化測試及搬運機構，其中該一體化測試及搬運機構經結構設計以藉由經由該前真空介面及該底部真空介面交替地供應真空而維持至該承載器之一真空供應。
  41. 一種用於承載組件之承載器，該承載器包括：一主體，其包含：一下部主體部分，一上部主體，一中央真空供應腔室，其位於該下部主體部分與該上部主體部分之間，及一組件放置層，其安置在該上部主體部分上方，該組件放置層具有上方可放置組件之一平坦上表面，其中複數個真空腔自該中央真空供應腔室延伸穿過該上部主體部分至該組件放置層；及至少一真空介面。
  42. 如請求項41之承載器，其中該組件放置層係由一多孔傳導材料製成。
  43. 如請求項41之承載器，其中該組件放置層包含複數個微孔，該複數個微孔自各真空供應腔延伸穿過該組件放置層至該組件放置層之一上表面。
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