TW201809698A - 電子元件溫控模組及具備該模組之檢測設備 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種電子元件溫控模組及具備該模組之檢測設備，主要包括溫控盤、上蓋板及乾燥氣體供應裝置；溫控盤包括用於載置電子元件之複數電子元件承置槽及充填冷卻流體之流體腔室；上蓋板開設有複數貫通孔，且上蓋板與溫控盤之間隔有一特定距離；乾燥氣體供應裝置供應乾燥氣體至溫控盤和上蓋板之間。據此，可藉由溫控盤內流通冷卻流體來使溫控盤維持於特定低溫，可快速冷卻電子元件；此外，透過上蓋板和乾燥氣體供應裝置之設置，讓乾燥氣體流通於電子元件表面，藉此可避免凝結水之形成，且上蓋板可有效避免乾燥氣體散逸。

Description

電子元件溫控模組及具備該模組之檢測設備

本發明係關於一種電子元件溫控模組及具備該模組之檢測設備，尤指一種適用於對電子元件降溫並進行低溫測試之電子元件溫控模組及具備該模組之檢測設備。

電子元件在出廠前，為了檢測電子元件在惡劣的環境下是否可以正常運作，大多會進行高溫及低溫測試。再者，以低溫測試為例，必須先把待測試的電子元件降溫至預定的溫度，例如-20℃，接著才檢測電子元件是否可正常運作。

然而，一般常見的低溫測試大致可分為以下兩種，一是直接在測試座上降溫後再進行測試，而此一方式整個檢測時間會比較長，因必須等待電子元件溫降的時間；而且，測試座、及壓接裝置的設計也比較複雜，因必須包括溫度調節、及溫度量測的相關組件。

又，另一低溫檢測的方式是在檢測設備上設 計有一低溫區域，而先將待測試的電子元件置於低溫區域內，待其溫度降到預定的低溫後，再移載到測試座上進行檢測，而此一方式檢測效率高，因無需等待電子元件降溫的時間，可不停地持續進行測試。

但是，電子元件縱使在低溫區域內，其仍與大氣接觸，故在低溫時仍會有結露現象，即在電子元件表面會有凝結水。然而，此些凝結水一旦接觸到檢測設備的電路，例如測試座上的接點或電路，將有導致短路之風險。

以現有技術而言，常見的解決方案是在低溫區域內灌注乾燥氣體，讓電子元件即便是在低溫環境下也不會有結露現象。另外，在低溫區域內為了避免低溫氣體和乾燥氣體散逸，通常會將之設計為一密閉腔室、或搭配其他可阻擋氣體散逸之機制，例如氣簾。惟，不論是專屬的密閉腔室、抑或氣簾都將造成整個檢測設備不論是空間的配置上、搬運流程上、檢測效率上、或成本上相當大的負擔。

本發明之主要目的係在提供一種電子元件溫控模組及具備該模組之檢測設備，俾能以極佳的效率和成本對待測試的電子元件降溫，又能有效地抑制電子元件表面結露，且相較於習知技術不論是空間的配置上、搬運流程上、或檢測效率上均有顯著地改善。

為達成上述目的，本發明一種電子元件溫控模組，主要包括：溫控盤、上蓋板、以及乾燥氣體供應 裝置；溫控盤包括至少一電子元件承置槽、及一流體腔室，而至少一電子元件承置槽係用於承置至少一電子元件，且流體腔室係設置於溫控盤內部並用於充填一冷卻流體；另外，上蓋板開設有至少一貫通孔，且上蓋板設置於溫控盤之一側，而上蓋板與溫控盤間隔有一特定距離，至少一貫通孔係對應於溫控盤之至少一電子元件承置槽；又，乾燥氣體供應裝置係供應一乾燥氣體至溫控盤與上蓋板之間。

據此，本發明可以藉由溫控盤內流通冷卻流體來使溫控盤維持於特定低溫，並營造一低溫的環境，而電子元件置於其電子元件承置槽上時，可快速地被冷卻；此外，又透過上蓋板和乾燥氣體供應裝置之設置，讓乾燥氣體流通於電子元件接觸空氣之表面部分，藉此可充分避免凝結水之形成，且上蓋板可有效避免乾燥氣體散逸，可減少硬體設備之需求、及能源之損耗。

較佳的是，本發明電子元件溫控模組中之上蓋板與溫控盤間所間隔之特定距離係大於或等於至少一電子元件容置於至少一電子元件承置槽後所凸露出的高度。換言之，乾燥氣體供應裝置所供應之乾燥氣體可完整地覆蓋並流經至少一電子元件所凸露而接觸空氣之部分，故可充分地避免電子元件之表面產生結露現象。

再者，本發明電子元件溫控模組中之溫控盤可包括一基座、及一承置板，基座可開設有一流體入口流道、及一流體通道，而流體入口流道係連通至流體通道並用於連接至一冷卻流體源，且至少一電子元件承置 槽係設置於承置板上；承置板係疊置於基座上，流體入口流道和流體通道構成流體腔室。據此，本發明之溫控盤可由基座、及承置板所組成，其中基座形成有流體腔室，而承置板則可因應待測電子元件之規格隨時替換，形成模組化設計。

另外，本發明之電子元件溫控模組可更包括一流體擴散板，其可為一多孔性板材，並設置於流體入口流道與流體通道之間。換言之，本發明可以透過多孔性板材之流體擴散板使冷卻流體充分且均勻地散佈於流體通道內，以提升冷卻流體和溫控盤之熱交換效率。

又，本發明之乾燥氣體供應裝置可更包括一乾燥流體源、及一導流件；而乾燥流體源可供應乾燥氣體至流體入口流道；且導流件可設置於溫控盤、及上蓋板之一側，並連通至流體通道，導流件係用於引導乾燥氣體和冷卻流體中至少一者至溫控盤與上蓋板之間。據此，來自乾燥流體源之乾燥空氣可以與冷卻空氣共用流體通道，並透過導流件使乾燥氣體和冷卻流體中至少一者流進溫控盤與上蓋板之間，除了可以充分利用冷卻流體而可進一步冷卻電子元件之表面外，又可有效避免電子元件之表面產生結露現象。

而且，本發明之乾燥氣體供應裝置可更包括一微孔板；而導流件可包括一導流通道，且導流通道之入口端可連通至流體通道，微孔板係設置於導流通道之出口端。換言之，本發明可以利用導流件之導流通道來導引乾燥氣體和冷卻流體，使之進入溫控盤與上蓋板之 間；而微孔板則可使乾燥氣體和冷卻流體充分地擴散，使之均勻地散佈於溫控盤與上蓋板之間。

為達成上述目的，本發明一種電子元件溫控模組主要包括：一基座、一電子元件承置座、以及一乾燥氣體供應裝置；基座包括有一流體通道，其係耦接至一冷卻流體源；又，電子元件承置座係疊置於基座上，而電子元件承置座包括至少一電子元件承置槽、及至少一貫通孔，且至少一電子元件承置槽、及至少一貫通孔係彼此對應並間隔有一乾燥氣體流動空間；此外，乾燥氣體供應裝置係供應一乾燥氣體至乾燥氣體流動空間。

據此，本發明之基座藉由冷卻流體流動於流體通道中，可使溫控盤維持於特定低溫，而可提供極佳的熱交換機制；另一方面，電子元件承置座則可採模組化的組配方式，亦即可因應欲進行測試之電子元件的尺寸、規格，直接替換不同的電子元件承置座；此外，電子元件承置座除了可快速冷卻電子元件外，其乾燥氣體流動空間之設置又可供乾燥氣體流動於電子元件表面，可充分避免凝結水之形成，並可有效避免乾燥氣體散逸。

較佳的是，本發明電子元件溫控模組之電子元件承置座可包括一承置板、及一上蓋板，而承置板開設有至少一電子元件承置槽，上蓋板開設有至少一貫通孔，且上蓋板與承置板彼此間隔有一特定距離而構成乾燥氣體流動空間。又，本發明電子元件溫控模組之基座之流體通道連接至冷卻流體源間設置有一流體擴散板，其可為一網板、或其他等效之多孔性板材。

又，本發明之乾燥氣體供應裝置可更包括一乾燥流體源、及一導流件；而乾燥流體源可供應乾燥氣體至流體流道；導流件設置於電子元件承置座之一側，並可連通至流體通道，且導流件可用於引導乾燥氣體和冷卻流體中至少一者至乾燥氣體流動空間。據此，來自乾燥流體源之乾燥空氣可以與冷卻空氣共用流體通道，並透過導流件使乾燥氣體和冷卻流體中至少一者流進乾燥氣體流動空間，除了可以充分利用冷卻流體而可進一步冷卻電子元件之表面外，又可有效避免電子元件之表面產生結露現象。

而且，本發明之乾燥氣體供應裝置可更包括一微孔板；而導流件可包括一導流通道，且導流通道之入口端可連通至流體通道，微孔板係設置於導流通道之出口端。換言之，本發明可以利用導流件之導流通道來導引乾燥氣體和冷卻流體，使之進入乾燥氣體流動空間；而微孔板則可使乾燥氣體和冷卻流體充分地擴散，使之均勻地散佈於乾燥氣體流動空間。

為達成上述目的，本發明一種具備電子元件溫控模組之檢測設備，主要包括：一進料區、一溫控區、一測試區、一出料區、及至少一搬運裝置；進料區係用於容置待測試之電子元件；溫控區包括有如上所述之電子元件溫控模組，而溫控區係用於對該電子元件降溫至一特定溫度；測試區係用於對已降至特定溫度之電子元件進行測試；出料區係用於容置完測之電子元件；至少一搬運裝置係用於搬運電子元件於進料區、溫控區、 該測試區、以及出料區之間。

1‧‧‧電子元件溫控模組

2‧‧‧溫控盤

21‧‧‧電子元件承置槽

213‧‧‧流體通道

22‧‧‧流體腔室

23‧‧‧基座

230‧‧‧流體入口流道

24‧‧‧承置板

3‧‧‧上蓋板

31‧‧‧貫通孔

4‧‧‧乾燥氣體供應裝置

41‧‧‧導流件

411‧‧‧導流通道

412‧‧‧入口端

413‧‧‧出口端

42‧‧‧微孔板

5‧‧‧電子元件承置座

6‧‧‧流體擴散板

71,73‧‧‧晶片承載盤

72‧‧‧測試座

C‧‧‧電子元件

CL‧‧‧冷卻流體

Cs‧‧‧冷卻流體源

Da‧‧‧乾燥流體源

DL‧‧‧乾燥氣體

Ds‧‧‧乾燥氣體流動空間

G‧‧‧特定距離

P‧‧‧高度

Z1‧‧‧進料區

Z2‧‧‧溫控區

Z3‧‧‧測試區

Z4‧‧‧出料區

P1~P5‧‧‧搬運裝置

圖1係本發明具備電子元件溫控模組之檢測設備一較佳實施例之示意圖。

圖2係本發明電子元件溫控模組第一實施例之立體圖。

圖3係本發明電子元件溫控模組第一實施例之分解圖。

圖4係本發明電子元件溫控模組第一實施例之剖視圖。

圖5係本發明電子元件溫控模組第二實施例之分解圖。

圖6係本發明電子元件溫控模組第三實施例之剖視圖。

本發明電子元件溫控模組及具備該模組之檢測設備在本實施例中被詳細描述之前，要特別注意的是，以下的說明中，類似的元件將以相同的元件符號來表示。再者，本發明之圖式僅作為示意說明，其未必按比例繪製，且所有細節也未必全部呈現於圖式中。

請先參閱圖1，圖1係本發明具備電子元件溫控模組之檢測設備一較佳實施例之示意圖。如圖中所示，本實施例之檢測設備主要包括一進料區Z1、一溫控區Z2、一測試區Z3、一出料區Z4、以及五組搬運裝置P1~ P5。進料區Z1主要用於容置待測試之電子元件C，其可包括或直接為一般之晶片承載盤(tray)71；另外，溫控區Z2包括電子元件溫控模組1，其用於對電子元件C降溫至一特定溫度。

再者，搬運裝置P1可為一般之取放(Pick & Place)裝置，其用於搬運電子元件C。換言之，搬運裝置P1可將待測試之電子元件C由進料區Z1內的晶片承載盤71搬運至溫控區Z2內的電子元件溫控模組1，而電子元件溫控模組1在負責將電子元件C降溫至一特定溫度。

又如圖1中所示之測試區Z3、及搬運裝置P2,P3,P4，測試區Z3包括一測試座72，其用於檢測電子元件C。另外，本實施例之搬運裝置P2,P3為一般之機械手臂(robot)，其可交替地搬運電子元件C於溫控區Z2、測試區Z3、及搬運裝置P4間，而搬運裝置P4則為移載梭車(shuttle)，搬運裝置P2,P3,P4都是用於移載電子元件C。另一方面，在本發明的其他實施例中，溫控區Z2與測試區Z3之間亦可另外配置有梭車，且梭車上可再設置有溫控模組，圖中未示。其中，梭車上的溫控模組主要係用於確保電子元件C從溫控區Z2到測試區Z3間可以保持於測試溫度，即不因搬運過程而導致溫度流失。

其中，搬運裝置P2,P3係用於搬運電子元件C於溫控區Z2內的電子元件溫控模組1、測試區Z3內的測試座72、以及搬運裝置P4之間；亦即，搬運裝置P2,P3將自電子元件溫控模組1上移載已降溫至預定溫度之電子元件C到測試座72內，接著測試座72便對電子元件C進行測 試；當測試完畢，搬運裝置P2,P3再將完測的電子元件搬運至搬運裝置P4上。

再且，圖中另顯示有一出料區Z4、及搬運裝置P5；其中，出料區Z4包括一晶片承載盤73，其係用於裝載完測之電子元件C，而以及搬運裝置P5為一般之取放(Pick & Place)裝置，其用於搬運電子元件C於搬運裝置P4和出料區Z4內的晶片承載盤73之間。換言之，當完測的電子元件C被搬運到搬運裝置P4後，搬運裝置P4往出料區Z4方向移動，當移動達預定位置時，搬運裝置P5再自搬運裝置P4上取出電子元件C並移載至出料區Z4內而置入的晶片承載盤73上。此外，在本發明的其他實施例中，測試區Z3與出料區Z4可另外設置一回溫裝置(圖中未示)，其主要用意在於使完測後的電子元件C先進行回溫，以避免剛完測後之電子元件C表面因低溫直接接觸空氣而產生凝結水之問題。

請同時參閱圖2、圖3、及圖4，圖2係本發明電子元件溫控模組1第一實施例之立體圖，圖3係本發明電子元件溫控模組1第一實施例之分解圖，圖4係本發明電子元件溫控模組1第一實施例之剖視圖。以下將詳述本實施例之電子元件溫控模組1。

如圖中所示，本實施例之電子元件溫控模組1主要包括溫控盤2、上蓋板3、以及乾燥氣體供應裝置4；其中，溫控盤2包括一基座23、及一承置板24，基座23上開設有一流體入口流道230、及一流體通道213，流體入口流道230係連通至流體通道213並用於連接至一冷卻 流體源Cs，而流體通道213則以迂迴流道佈設於基座23。

此外，如圖中所示，本實施例之溫控盤2的基座23上設置有一流體擴散板6，其係位於流體入口流道230與流體通道213之間。然而，流體擴散板6為多孔性板材，本實施例則採用網板，其主要原理在於當來自於冷卻流體源Cs之冷卻流體CL經由流體入口流道230準備進入流體通道213時，利用網板之多孔特性，可有效且均勻地擴散冷卻流體CL，讓流體可以均勻地散佈於流體通道213內。

另外，承置板24係疊置於基座23上，且流體入口流道230和流體通道213構成溫控盤2內部的一流體腔室22，以供來自於冷卻流體源Cs之冷卻流體CL可流動及/或充填於其內。本實施例所採用的冷卻流體CL為液態氮。此外，承置板24之上表面20上設置有複數電子元件承置槽21，其係用於載置待測試之電子元件C。

再者，關於上蓋板3，其開設有複數貫通孔31，且上蓋板3設置於溫控盤2之上方側，而上蓋板3與溫控盤2間隔有一特定距離G。此外，本實施例之上蓋板3與溫控盤2間所間隔之特定距離G係大於當電子元件C容置於電子元件承置槽21後所凸露出的高度P。

又，上蓋板3上之複數貫通孔31係分別對應於溫控盤2之複數電子元件承置槽21。據此，搬運裝置可輕易地將待測試之電子元件C經由貫通孔31置入承置槽21內。再者，關於乾燥氣體供應裝置4，其係設置於溫控盤2、及上蓋板3之一側；且乾燥氣體供應裝置4係供應一乾 燥氣體至溫控盤2與上蓋板3之間，即乾燥氣體流動空間Ds。

據此，本實施例可以藉由溫控盤2內流通冷卻流體CL來使溫控盤2維持於特定低溫，而電子元件C置於電子元件承置槽21上時，可快速地被冷卻。此外，又透過上蓋板3和乾燥氣體供應裝置4之設置，讓乾燥氣體完全接觸並流通於電子元件C表面，藉此可充分避免電子元件C表面凝結水，且上蓋板3可有效避免乾燥氣體散逸。

請參閱圖5，圖5係本發明電子元件溫控模組第二實施例之分解圖。本發明第二實施例與第一實施例主要差別在於，承置板24、及上蓋板3採模組化設計，即構成電子元件承置座5，其可因應欲進行檢測之電子元件C的規格進行更換。詳言之，在本實施例中，電子元件承置座5上的電子元件承置槽21、以及貫通孔31可因應欲進行檢測之電子元件C的尺寸和外形來設計，且當有變換製程或檢測對象之需求時，只要替換符合的電子元件承置座5即可。

請參閱圖6，圖6係本發明電子元件溫控模組第三實施例之剖視圖。本實施例與上述第一、二實施例主要差異在於，本實施例之乾燥氣體供應裝置4包括一乾燥流體源Da、一導流件41、及一微孔板42；其中，乾燥流體源Da之乾燥氣體DL經由流體入口流道230進入流體通道213。

另外，導流件41包括一導流通道411，而導流通道411之入口端412連通至流體通道213，導流通道411 之出口端413則連通至乾燥氣體流動空間Ds，即上蓋板3和承置板24之間。如圖中所示，流體通道213乃係用於引導乾燥氣體DL和冷卻流體CL至乾燥氣體流動空間Ds。據此，乾燥空氣與冷卻空氣共用流體通道213，並透過導流件41使乾燥氣體DL和冷卻流體CL流進乾燥氣體流動空間Ds，藉此冷卻流體CL除了可進一步冷卻電子元件C之表面外，而乾燥氣體DL又可有效避免電子元件C之表面產生結露現象。

此外，本實施例之微孔板42則設置於導流通道411之出口端413處，微孔板42上佈滿複數微貫穿孔，其利用微孔板42之複數微貫穿孔所形成之擴散特性，可使來自流體通道213之乾燥空氣DL與冷卻流體CL充分地擴散，使之均勻地散佈於乾燥氣體流動空間Ds。

再且，本實施例之乾燥空氣DL與冷卻流體CL的供應方式，可為同時供應或交替供應。亦即，乾燥空氣DL與冷卻流體CL可於流體通道213內混和後在進入乾燥氣體流動空間Ds，抑或交替地將乾燥空氣DL與冷卻流體CL分別流經流體通道213再進入乾燥氣體流動空間Ds內。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

2‧‧‧溫控盤

23‧‧‧基座

24‧‧‧承置板

3‧‧‧上蓋板

31‧‧‧貫通孔

4‧‧‧乾燥氣體供應裝置

C‧‧‧電子元件

Ds‧‧‧乾燥氣體流動空間

Claims (10)

1. 一種電子元件溫控模組，包括：一溫控盤，其包括至少一電子元件承置槽、及一流體腔室，該至少一電子元件承置槽係用於承置至少一電子元件，該流體腔室係設置於該溫控盤內部並用於充填一冷卻流體；一上蓋板，其開設有至少一貫通孔，該上蓋板設置於該溫控盤之一側，該上蓋板與該溫控盤間隔有一特定距離，該至少一貫通孔係對應於該溫控盤之該至少一電子元件承置槽；以及一乾燥氣體供應裝置，其係供應一乾燥氣體至該溫控盤與該上蓋板之間。
2. 如請求項1之電子元件溫控模組，其中，該上蓋板與該溫控盤間所間隔之該特定距離係大於或等於該至少一電子元件容置於該至少一電子元件承置槽後所凸露出的高度。
3. 如請求項1之電子元件溫控模組，其中，該溫控盤包括一基座、及一承置板，該基座開設有一流體入口流道、及一流體通道，該流體入口流道係連通至該流體通道並用於連接至一冷卻流體源，該至少一電子元件承置槽係設置於該承置板上；該承置板係疊置於該基座上，該流體入口流道和該流體通道構成該流體腔室。
4. 如請求項3之電子元件溫控模組，其更包括一流體擴散板，其係設置於該流體入口流道與該流體通道之間；該流體擴散板為一多孔性板材。
5. 如請求項3之電子元件溫控模組，其中，該乾燥氣體供應裝置更包括一乾燥流體源、及一導流件；該乾燥流體源係供應該乾燥氣體至該流體入口流道；該導流件係設置於該溫控盤、及該上蓋板之一側，並連通至該流體通道，該導流件係用於引導該乾燥氣體和該冷卻流體中至少一者至該溫控盤與該上蓋板之間。
6. 一種電子元件溫控模組，包括：一基座，其包括有一流體通道，該流體通道係耦接至一冷卻流體源；一電子元件承置座，其係疊置於該基座上，該電子元件承置座包括至少一電子元件承置槽、及至少一貫通孔，該至少一電子元件承置槽、及該至少一貫通孔係彼此對應並間隔有一乾燥氣體流動空間；以及一乾燥氣體供應裝置，其係供應一乾燥氣體至該乾燥氣體流動空間。
7. 如請求項6之電子元件溫控模組，其中，該電子元件承置座係包括一承置板、及一上蓋板，該承置板開設有該至少一電子元件承置槽，該上蓋板開設有該至少一貫通孔，該上蓋板與該承置板彼此間隔有一特定距離而構成該乾燥氣體流動空間。
8. 如請求項6之電子元件溫控模組，其中，該乾燥氣體供應裝置更包括一乾燥流體源、及一導流件；該乾燥流體源係供應該乾燥氣體至該流體流道；該導流件設置於該電子元件承置座之一側，並係連通至該流體通道，該導流件係用於引導該乾燥氣體和該冷卻流體中至 少一者至該乾燥氣體流動空間。
9. 如請求項5或8之電子元件溫控模組，其中，該乾燥氣體供應裝置更包括一微孔板；該導流件包括一導流通道，該導流通道之入口端連通至該流體通道，該微孔板係設置於該導流通道之出口端。
10. 一種具備電子元件溫控模組之檢測設備，包括：一進料區，其係用於容置待測試之電子元件；一溫控區，其包括有如請求項1至9中任一項所述之電子元件溫控模組，該溫控區係用於對該電子元件降溫至一特定溫度；一測試區，其係用於對已降至該特定溫度之該電子元件進行測試；一出料區，其係用於容置完測之該電子元件；以及至少一搬運裝置，其係用於搬運該電子元件於該進料區、該溫控區、該測試區、以及該出料區之間。