TW202113286A - 具冷源溫控機構之作業裝置及其應用之作業設備 - Google Patents

Abstract

一種具冷源溫控機構之作業裝置，其係以作業器對電子元件執行預設低溫作業，該冷源溫控機構包含冷源供應結構及蓄溫單元，蓄溫單元係以蓄溫第一輸送管輸送該冷源供應結構所輸出之液態冷源，並以一蓄溫第三輸送管輸送作業器輸出之氣態冷源，利用蓄溫第三輸送管內之氣態冷源導冷降溫相鄰之蓄溫第一輸送管內的液態冷源更加低溫，以提供更低溫之液態冷源流經該流體相變化器，而形成更低溫之氣態冷源以供作業器使用；藉此可縮減冷源控溫元件，達到節省成本及利於作業裝置空間配置之實用效益。

Description

具冷源溫控機構之作業裝置及其應用之作業設備

本發明係提供一種可縮減冷源控溫元件，以節省成本及利於作業裝置空間配置之冷源溫控機構。

在現今，電子元件作業設備係以不同溫度之流體供應源（如冷媒供應源或熱風供應源）對不同作業器（如壓接器或載台或預冷盤）提供不同溫度之流體（如低溫流體或高溫流體），使不同作業器執行不同預設作業。以壓接器壓抵電子元件而執行冷測作業為例，作業設備係配置有第一冷媒供應源以供應預設低溫（如－５０°）之冷媒至壓接器，壓接器即以預設低溫對電子元件執行冷測作業，但當測試不同批次之電子元件時，若此批次電子元件之冷測作業條件為－６０°低溫，則業者必須於作業設備加裝第二冷媒供應源，經由第一冷媒供應源之冷度傳導至第二冷媒供應源，方可使第二冷媒供應源輸出更低溫之－６０°冷媒至作業器，使作業器以預設－６０°低溫執行冷測作業，故以此類推，若業者需要測試更低溫（如－７０°）冷測條件之電子元件時，即必須再行加裝第三冷媒供應源，以致不僅增加作業設備之成本，多數個冷媒供應源亦不利作業設備之空間配置。

本發明之目的一，係提供一種具冷源溫控機構之作業裝置，包含作業器及冷源溫控機構，作業器係對電子元件執行預設低溫作業，該冷源溫控機構包含冷源供應結構及蓄溫單元，蓄溫單元係以蓄溫第一輸送管輸送該冷源供應結構所輸出之液態冷源，並以一蓄溫第三輸送管輸送作業器輸出之氣態冷源，利用蓄溫第三輸送管內之氣態冷源導冷降溫相鄰之蓄溫第一輸送管內的液態冷源更加低溫，以提供更低溫之液態冷源流經該流體相變化器，而形成更低溫之氣態冷源以供作業器使用；藉此利用氣態冷源降低尚未作相變化前之液態冷源的溫度，以於液態冷源作相變化後獲得更加低溫之氣態冷源供作業器使用，達到提升冷源溫控使用效能之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種具冷源溫控機構之作業裝置，其中 ，蓄溫單元係以蓄溫第一輸送管輸送液態冷源，並以蓄溫第三輸送管輸送之氣態冷源導冷降溫相鄰之蓄溫第一輸送管內的液態冷源更加低溫，以供更加低溫之液態冷源流經該流體相變化器，而形成更低溫之氣態冷源以供作業器使用；藉此有效減少冷源控溫元件（如冷媒供應源）之配置，達到節省成本之實用效益。

本發明之目的三，係提供一種具冷源溫控機構之作業裝置，其中 ，蓄溫單元係以蓄溫第一輸送管輸送液態冷源，並以蓄溫第三輸送管輸送之氣態冷源導冷降溫相鄰之蓄溫第一輸送管內的液態冷源更加低溫，以供更加低溫之液態冷源流經該流體相變化器，而形成更低溫之氣態冷源以供作業器使用；藉此有效減少冷源控溫元件之配置，達到利於作業裝置空間配置之實用效益。

本發明之目的四，係提供一種具冷源溫控機構之作業裝置，其中，蓄溫單元係於蓄溫第一輸送管處設置有流量控制閥，以控制液態冷源之流量，而調整輸出至作業器之氣態冷源溫度及作業器之溫度，以節省調溫用之加熱元件的能源，達到更加節省成本之實用效益。

本發明之目的五，係提供一種應用作業裝置之作業設備，包含機台、供料裝置、收料裝置、本發明具冷源溫控機構之作業裝置、輸送裝置及中央控制裝置；供料裝置係配置於機台上，並設有至少一容納待作業電子元件之供料承置器；收料裝置係配置於機台上，並設有至少一容納已作業電子元件之收料承置器；本發明之作業裝置係配置於機台上，包含作業器及冷源溫控機構 ，該冷源溫控機構包含冷源供應結構及蓄溫單元，使作業器以預設低溫，而對電子元件執行預設作業；輸送裝置係配置於機台上，並設有至少一移料器，用以移載電子元件；中央控制裝置係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作業，達到提升作業效能之實用效益。

為使　貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如后。

請參閱第１圖，係為本發明冷源溫控機構之第一實施例，該作業裝置１０包含作業器１１及冷源溫控機構；作業器１１係對電子元件執行預設作業，更進一步，作業器１１係設有本體及作業部件，作業器１１可為壓接器 、載台或預冷盤，預設作業可為冷測作業或預冷作業，作業部件可為壓接治具或承置部件，由於不同批次之電子元件及不同預設作業，其溫控條件也不相同 ，例如壓接器可能需要－６０°低溫之溫控條件而對電子元件執行冷測作業，例如預冷盤可能需要－３０°低溫之溫控條件而對電子元件執行預冷作業。

冷源溫控機構包含冷源供應結構１２及蓄溫單元，冷源供應結構１２係供應冷源，冷源可為冷媒或低溫液體，更進一步，冷源供應結構１２係設有第一冷源相變化單元，以使冷源作氣態／液態的相變化，於本實施例中，冷源係為冷媒，第一冷源相變化單元包含第一壓縮機１２１及第一冷凝器１２２，第一壓縮機１２１係將低溫低壓之氣態冷媒壓縮為高溫高壓之氣態冷媒，並以第一冷源輸送管１２３將高溫高壓之氣態冷媒輸送至第一冷凝器１２２，第一冷凝器１２２將第一冷源輸送管１２３輸送之高溫高壓的氣態冷媒冷卻液化為低溫高壓的液態冷媒。

蓄溫單元包含蓄溫第一輸送管１３１、流體相變化器１３２、蓄溫第二輸送管１３３及蓄溫第三輸送管１３４，蓄溫第一輸送管１３１係連通冷源供應結構１２，以供輸入低溫的液態冷源，於本實施例中，蓄溫第一輸送管１３１係連通冷源供應結構１２之第一冷凝器１２２，以輸送第一冷凝器１２２輸出之低溫的液態冷媒，蓄溫第一輸送管１３１係設有至少一輸送管段作為蓄溫傳導管段１３１１。

流體相變化器１３２係連通蓄溫第一輸送管１３１，以供將低溫的液態冷源作相變化為低溫的氣態冷源，於本實施例中，流體相變化器１３２係為膨脹閥，並裝配靠近於蓄溫第一輸送管１３１之蓄溫傳導管段１３１１，以迅速將蓄溫第一輸送管１３１輸送之低溫液態冷媒作相變化為低溫的氣態冷媒。

蓄溫第二輸送管１３３係裝配於流體相變化器１３２及作業器１１之間，以輸送低溫氣態冷源，於本實施例中，蓄溫第二輸送管１３３係將流體相變化器１３２所輸出之低溫氣態冷媒輸送至作業器１１，以供作業器１１具有預設低溫而對電子元件執行預設作業。

蓄溫第三輸送管１３４係裝配於作業器１１與冷源供應結構１２之間，以輸送低溫之氣態冷源，並導冷降溫相鄰之蓄溫第一輸送管１３１的液態冷源更加低溫，於本實施例中，蓄溫第三輸送管１３４係將作業器１１輸出之低溫氣態冷媒輸送至冷源供應結構１２的第一壓縮機１２１，蓄溫第三輸送管１３４係設有至少一輸送管段作為低溫傳導管段１３４１，低溫傳導管段１３４１相鄰蓄溫第一輸送管１３１之蓄溫傳導管段１３１１，然低溫傳導管段１３４１與蓄溫傳導管段１３１１可相互靠置或距離一適當間距，低溫傳導管段１３４１利用內部之低溫氣態冷媒導冷降溫該蓄溫第一輸送管１３１之蓄溫傳導管段１３１１內的液態冷媒，使得蓄溫第一輸送管１３１輸送之液態冷媒更加低溫。

請參閱第２圖，本發明作業裝置１０的作業器１１係為壓接器，並包含本體１１１及作業部件１１２，本體１１１係連通蓄溫單元之蓄溫第二輸送管１３３及蓄溫第三輸送管１３４，而供輸入低溫的氣態冷媒，以及輸出略升溫之低溫氣態冷媒，作業器１１之作業部件１１２則為壓接治具，作業器１１並由移料臂１４帶動作至少一方向位移，作業裝置１０另於機台設有測試器，該測試器係設有電性連接之電路板１５１及測試座１５２，以供測試電子元件，移料臂１４可帶動作業器１１作Ｙ－Ｚ方向位移，作業器１１搭配冷源供應結構１２及蓄溫單元，而具有預設低溫，以使作業部件１１２下壓電子元件而執行冷測作業。

請參閱第３圖，係為本發明作業裝置１０之冷源溫控機構第一實施例之使用示意圖，當作業裝置１０欲對電子元件執行－６０°低溫之冷測作業時，該冷源溫控機構之冷源供應結構１２係以第一壓縮機１２１將低溫低壓之氣態冷媒壓縮為高溫高壓之氣態冷媒，並以第一冷源輸送管１２３將高溫高壓之氣態冷媒輸送至第一冷凝器１２２，第一冷凝器１２２將高溫高壓的氣態冷媒冷卻液化為－１０°低溫的液態冷媒；第一冷凝器１２２將－１０°低溫的液態冷媒輸入至蓄溫單元之蓄溫第一輸送管１３１，由於蓄溫第一輸送管１３１係輸送－１０°低溫的液態冷媒，並以蓄溫傳導管段１３１１相鄰蓄溫第三輸送管１３４之低溫傳導管段１３４１，蓄溫第三輸送管１３４又輸送低溫之氣態冷媒，使得蓄溫單元即可於蓄溫第一輸送管１３１內之－１０°低溫液態冷媒在未作相變態之氣化前，利用蓄溫第三輸送管１３４之低溫傳導管段１３４１內的低溫氣態冷媒導冷降溫該蓄溫第一輸送管１３１之蓄溫傳導管段１３１１內的液態冷媒，使流經蓄溫傳導管段１３１１之液態冷媒由－１０°降溫至－３０°低溫，以提供更低溫度之－３０°液態冷媒至流體相變化器１３２，流體相變化器１３２將－３０°低溫液態冷媒作相變化為－６０°低溫的氣態冷媒，流體相變化器１３２將－６０°低溫的氣態冷媒輸入於蓄溫第二輸送管１３３，蓄溫第二輸送管１３３再將－６０°低溫氣態冷媒輸送至作業器１１，以供作業器１１對電子元件執行－６０°低溫之冷測作業；再者，由於冷源溫控機構可提供更低溫之－６０°氣態冷媒至作業器１１，相對地，亦可使作業器１１輸出略升溫但仍具有較低溫之－５５°氣態冷媒至蓄溫第三輸送管１３４，使得蓄溫第三輸送管１３４之低溫傳導管段１３４１即可利用仍具有較低溫之－５５°氣態冷媒導冷降溫該蓄溫第一輸送管１３１之蓄溫傳導管段１３１１內的－１０°液態冷媒，蓄溫第三輸送管１３４再將氣態冷媒輸送至冷源供應結構１２之第一壓縮機１２１而循環使用；因此，冷源溫控機構毋須增設第二冷源溫控元件（如第二壓縮機），即可使作業器１１具有預設低溫，不僅有效縮減冷源控溫元件之配置數量而節省成本，亦可利於作業裝置１０之空間配置。

請參閱第４、５圖，係為本發明冷源溫控機構之第二實施例，當作業裝置１０欲執行電子元件之－７０°冷測作業時，冷源溫控機構之第二實施例包含冷源供應結構１２及蓄溫單元，而與第一實施例之差異在於冷源供應結構１２之第一冷源相變化單元包含第一壓縮機１２１、第一冷凝器１２２、第一膨脹閥１２４及第一蒸發器１２５，以形成第一階段冷卻系統，冷源供應結構１２另設有第二壓縮機１２６，並以第一冷源相變化單元作為第二冷凝器 ，而形成第二階段冷卻系統，將氣態冷媒冷卻液化為低溫之－２０°液態冷媒，冷源供應結構１２再以第二冷源輸送管１２７輸出－２０°低溫液態冷媒，並設有第三冷源輸送管１２８輸入低溫之氣態冷媒；蓄溫單元包含蓄溫第一輸送管１３１、流體相變化器１３２、蓄溫第二輸送管１３３及蓄溫第三輸送管１３４，蓄溫第一輸送管１３１係連通冷源供應結構１２之第二冷源輸送管１２７ ，以供輸入－２０°低溫液態冷媒，並令－２０°低溫液態冷媒流經蓄溫傳導管段１３１１，利用蓄溫第三輸送管１３４之低溫傳導管段１３４１內的氣態冷媒導冷降溫相鄰該蓄溫第一輸送管１３１之蓄溫傳導管段１３１１內的液態冷媒，而使蓄溫第一輸送管１３１輸送之液態冷媒由－２０°更降低至－４０°，以提供溫度更低之－４０°液態冷媒至流體相變化器１３２，經流體相變化器１３２將－４０°低溫液態作相變化為－７０°低溫氣態冷媒，並以蓄溫第二輸送管１３３將－７０°低溫氣態冷媒輸送至作業器１１，以供作業器１１對電子元件執行－７０°低溫之冷測作業；相對地，亦可使作業器１１輸出略升溫但仍具有較低溫之－６５°氣態冷媒至蓄溫第三輸送管１３４，蓄溫第三輸送管１３４之低溫傳導管段１３４１即可利用仍具有較低溫之－６５°氣態冷媒導冷降溫該蓄溫第一輸送管１３１之蓄溫傳導管段１３１１內的－２０°液態冷媒，蓄溫第三輸送管１３４再將氣態冷媒經由冷源供應結構１２之第三冷源輸送管１２８而輸送至第二壓縮機１２６循環使用；因此，冷源溫控機構毋須增設第三冷源溫控元件（如第三壓縮機），即可使作業器１１具有預設低溫，不僅有效縮減冷源控溫元件之配置數量而節省成本，亦可利於作業裝置１０之空間配置。

請參閱第６圖，係為本發明冷源溫控機構之第三實施例，作業裝置１０係於作業器１１設有加熱元件１１３，以調控作業器１１之冷測溫度，冷源溫控機構之蓄溫單元係於蓄溫第一輸送管１３１裝配至少一流量控制閥１３５，以控制液態冷源之流量，於本實施例中，流量控制閥１３５係為膨脹閥 ，以使蓄溫第一輸送管１３１輸送氣態及液態混合之低溫冷媒至流體相變化器１３２，流體相變化器１３２則可輸出適當降溫之低溫氣態冷媒至蓄溫第二輸送管１３３，由蓄溫第二輸送管１３３將適當降溫之低溫氣態冷媒輸送至作業器１１，以節省加熱元件１１３將作業器１１升溫調整至預設冷測溫度之能源，達到節省成本之實用效益。

請參閱第１、７圖，係本發明作業裝置１０應用於作業設備之示意圖，包含機台２０、供料裝置３０、收料裝置４０、本發明之作業裝置１０ 、輸送裝置５０及中央控制裝置（圖未示出）；供料裝置３０係配置於機台２０上，並設有至少一容納待作業電子元件之供料承置器３１；收料裝置４０係配置於機台２０上，並設有至少一容納已作業電子元件之收料承置器４１；本發明之作業裝置１０係配置於機台２０上，包含作業器１１及冷源溫控機構，該冷源溫控機構係包含冷源供應結構１２及蓄溫單元，以使作業器１１保持預設低溫，而對電子元件執行預設作業，於本實施例中，作業裝置１０係設有相同作業器１１之第一作業器１１Ａ及第二作業器１１Ｂ，第一作業器１１Ａ及第二作業器１１Ｂ均為壓接器，冷源溫控機構包含冷源供應結構及蓄溫單元，以更有效降低冷源溫度，使第一作業器１１Ａ及第二作業器１１Ｂ具有預設低溫，作業裝置１０另設有至少一測試器，該測試器係設有電性連接之電路板１５１及測試座１５２，以供承置及測試電子元件，並搭配具預設低溫之第一作業器１１Ａ及第二作業器１１Ｂ壓抵測試座１５２內之電子元件而執行冷測作業；該輸送裝置５０係配置於機台２０，並設有至少一移料器，以移載電子元件，於本實施例中，輸送裝置５０係設有第一移料器５１，以於供料裝置３０之供料承置器３１取出待測之電子元件，並移載至第一入料載台５２及第二入料載台５３，第一入料載台５２及第二入料載台５３將待測之電子元件載送至作業裝置１０之側方，作業裝置１０之第一作業器１１Ａ及第二作業器１１Ｂ係於第一入料載台５２及第二入料載台５３取出待測之電子元件，並移載至測試座１５２而執行測試作業，以及將測試座１５２內已測之電子元件取出且移載至第一出料載台５４及第二出料載台５５，第一出料載台５４及第二出料載台５５載出已測之電子元件，輸送裝置５０之第二移料器５６於第一出料載台５４及第二出料載台５５上取出已測之電子元件，並依據測試結果，將已測之電子元件輸送至收料裝置４０之收料承置器４１而分類收置；中央控制裝置係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作業，達到提升作業效能之實用效益。

10:作業裝置 11:作業器 １１Ａ:第一作業器 １１Ｂ:第二作業器 111:本體 112:作業部件 113:加熱元件 12:冷源供應結構 121:第一壓縮機 122:第一冷凝器 123:第一冷源輸送管 124:第一膨脹閥 125:第一蒸發器 126:第二壓縮機 127:第二冷源輸送管 128:第三冷源輸送管 131:蓄溫第一輸送管 1311:蓄溫傳導管段 132:流體相變化器 133:蓄溫第二輸送管 134:蓄溫第三輸送管 1341:低溫傳導管段 135:流量控制閥 14:移料臂 151:電路板 152:測試座 20:機台 30:供料裝置 31:供料承置器 40:收料裝置 41:收料承置器 50:輸送裝置 51:第一移料器 52:第一入料載台 53:第二入料載台 54:第一出料載台 55:第二出料載台 56:第二移料器

第１圖：本發明作業裝置第一實施例之示意圖。 第２圖：本發明第一實施例應用於壓接器之示意圖。 第３圖：本發明作業裝置第一實施例之使用示意圖。 第４圖：本發明作業裝置第二實施例之示意圖。 第５圖：本發明作業裝置第二實施例之使用示意圖。 第６圖：本發明作業裝置第三實施例之示意圖。 第７圖：本發明應用於作業設備之示意圖。

10:作業裝置

11:作業器

12:冷源供應結構

121:第一壓縮機

122:第一冷凝器

123:第一冷源輸送管

131:蓄溫第一輸送管

1311:蓄溫傳導管段

132:流體相變化器

133:蓄溫第二輸送管

134:蓄溫第三輸送管

1341:低溫傳導管段

Claims (10)

1. 一種具冷源溫控機構之作業裝置，包含： 作業器：係對電子元件執行預設作業； 冷源溫控機構：係包含冷源供應結構及蓄溫單元，該冷源供應結構係供應輸出液態冷源；該蓄溫單元包含蓄溫第一輸送管、流體相變化器、蓄溫第二輸送管及蓄溫第三輸送管，該蓄溫第一輸送管係供該冷源供應結構輸入液態冷源，該流體相變化器係供該蓄溫第一輸送管輸入液態冷源，並使液態冷源作相變化為氣態冷源，該蓄溫第二輸送管係裝配於該流體相變化器及該作業器之間，以供輸送氣態冷源，該蓄溫第三輸送管係裝配於該作業器與該冷源供應結構之間，以供輸送氣態冷源，該蓄溫第三輸送管內之氣態冷源並導冷降溫相鄰之該蓄溫第一輸送管內的液態冷源。
2. 依申請專利範圍第１項所述之具冷源溫控機構之作業裝置，其中， 該作業器係為壓接器、載台或預冷盤。
3. 依申請專利範圍第１項所述之具冷源溫控機構之作業裝置，其中，該作業器係設有加熱元件。
4. 依申請專利範圍第１項所述之具冷源溫控機構之作業裝置，其中，該冷源供應結構係設有第一冷源相變化單元，以使冷源作氣態／液態的相變化。
5. 依申請專利範圍第４項所述之具冷源溫控機構之作業裝置，其中，該冷源供應結構之該第一冷源相變化單元包含第一壓縮機及第一冷凝器。
6. 依申請專利範圍第５項所述之具冷源溫控機構之作業裝置，其中，該冷源供應結構之該第一冷源相變化單元包含該第一壓縮機、該第一冷凝器、第一膨脹閥及第一蒸發器，以形成第一階段冷卻系統，該冷源供應結構另設有第二壓縮機，並以該第一冷源相變化單元作為第二冷凝器，而形成第二階段冷卻系統，該冷源供應結構係設有第二冷源輸送管以供輸出液態冷媒至該蓄溫單元之該蓄溫第一輸送管，以及設有第三冷源輸送管供輸入氣態冷媒至該第二壓縮機。
7. 依申請專利範圍第１項所述之具冷源溫控機構之作業裝置，其中，該蓄溫單元之該蓄溫第一輸送管係設有至少一蓄溫傳導管段，該蓄溫第三輸送管係設有至少一低溫傳導管段，該低溫傳導管段相鄰該蓄溫傳導管段。
8. 依申請專利範圍第１項所述之具冷源溫控機構之作業裝置，其中， 該流體相變化器係為膨脹閥。
9. 依申請專利範圍第１項所述之具冷源溫控機構之作業裝置，其中，該冷源溫控機構之該蓄溫單元係於該蓄溫第一輸送管裝配至少一流量控制閥。
10. 一種應用具冷源溫控機構之作業裝置的作業設備，包含： 機台； 供料裝置：係配置於該機台上，並設有至少一容納待作業電子元件 之供料承置器； 收料裝置：係配置於該機台上，並設有至少一容納已作業電子元件 之收料承置器； 至少一依申請專利範圍第１項所述之具冷源溫控機構之作業裝置： 係配置於該機台上，包含作業器及冷源溫控機構，該冷 源溫控機構包含冷源供應結構及蓄溫單元，以使該作業 器對電子元件執行預設作業； 輸送裝置：係配置於該機台上，並設有至少一移料器，以移載電子 元件； 中央控制裝置：係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作

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