TWI480560B - 用於測試電子元件的分選系統及方法 - Google Patents

Description

用於測試電子元件的分選系統及方法

本發明涉及一種測試分選機(test handler)中用於處理和測試器件的裝置及方法。

通常，具有兩種類型的測試分選機用於測試電子元件。一種類型的測試分選機包括轉盤式(turret)測試分選機，其用於在室溫條件下分選分離後的、具有小尺寸和很短測試時間的電子元件。另一種類型的測試分選機包括矩陣式測試分選機，其用於分選處理可能設置在帶體、UV膜(ultraviolet tapes)或載體上的電子元件陣列。這些電子元件通常需要長的測試時間，測試可以在寬泛的溫度變化條件下進行。

在測試過程中電子元件需要長測試時間的場合，使用轉盤式測試分選機通常沒有優勢，因為當連續地測試單個的電子元件時測試回合週期將會相對緩慢。而且，測試僅僅局限在室溫條件下。另一方面，當使用矩陣式測試分選機時，由於帶體延展的原因僅僅存在限定數量的並行的測試位置。而且，用於投資矩陣式測試分選機和用於操作矩陣式測試分選機以適合具有相對長測試時間的電子元件出現高的成本。例如，在UV膜上裝配電子元件進行矩陣測試的場合，UV膜是昂貴的並為提高操作成本作出了貢獻。

因此，本發明的目的在於尋求開發一種用於處理和測試電子元件的裝置和方法，其能夠在包括長測試時間和非室溫條件的組合環境中測試電子元件，以避免現有技術的前述不足。

從而，本發明第一方面提供一種用於測試電子元件的分選系統，該分選系統包含有：旋轉轉盤；拾取頭，其被裝配在該旋轉轉盤上，每個拾取頭被配置來夾持由供應源所提供的各個電子元件；載體系統，其相鄰於旋轉轉盤定位，該載體系統被配置來運載多個電子元件；以及測試平臺，其被配置來接收載體系統，該測試平臺被操作來同時測試已經設置 在載體系統上的多個電子元件；其中，該拾取頭被操作來在測試平臺測試電子元件以前傳送電子元件至該載體系統上，以及在測試平臺測試電子元件之後從載體系統處移除電子元件。

本發明第二方面提供一種用於測試電子元件的分選系統，該分選系統包含有：裝載平臺；載體系統，其相鄰於該裝載平臺設置，該載體系統被配置來運載從該裝載平臺傳送至載體系統的多個電子元件；測試平臺，其被配置來接收載體系統，並被操作來同時測試已經佈置在載體系統上的多個電子元件；旋轉轉盤；以及拾取頭，其被裝配在旋轉轉盤上，每個拾取頭被配置來夾持由供應源所提供的各個電子元件；其中，在測試平臺處測試電子元件之後，該拾取頭被操作來從載體系統處移除電子元件。

本發明協力廠商面提供一種用於測試電子元件的方法，該方法包含有以下步驟：從供應源處提供電子元件至裝配在旋轉轉盤上的拾取頭，每個拾取頭被配置來夾持各個電子元件；從拾取頭處傳送多個電子元件至相鄰於旋轉轉盤設置的載體系統上；將載體系統移動至測試平臺，以同時測試已經佈置在載體系統上的多個電子元件；以及在測試電子元件之後，使用拾取頭從載體系統處移除多個電子元件。

參閱後附的描述本發明實施例的附圖，隨後來詳細描述本發明是很方便的。附圖和相關的描述不能理解成是對本發明的限制，本發明的特點限定在申請專利範圍中。

10‧‧‧裝置

12‧‧‧震動盤

14‧‧‧拾取頭

16‧‧‧轉盤

18、20‧‧‧緩衝器載體

22‧‧‧線性臂

24‧‧‧測試平臺

26‧‧‧檢查平臺

28‧‧‧卸載平臺

30‧‧‧第二較佳實施例

31‧‧‧託盤

32‧‧‧裝載臂

33‧‧‧裝載平臺

34‧‧‧圓片分離系統

36‧‧‧加熱區或冷卻區

38‧‧‧恢復環境區

42‧‧‧旋轉臂

50‧‧‧第四較佳實施例所述的裝置

60‧‧‧第五較佳實施例所述的裝置

現在僅僅通過示例的方式，並參考附圖描述本發明較佳實施例，其中：圖1所示為根據本發明第一較佳實施例所述的裝置的平面示意圖。

圖2所示為根據本發明第二較佳實施例所述的裝置的平面示意圖。

圖3所示為根據本發明第三較佳實施例所述的裝置的平面示意圖。

圖4所示為根據本發明第四較佳實施例所述的裝置的平面示意圖。

圖5所示為根據本發明第五較佳實施例所述的裝置的平面示意圖。

圖1所示為根據本發明第一較佳實施例所述的裝置10的平面示意圖。從供應源如震動盤(bowl feeder)12處將電子元件裝載至裝配在 旋轉轉盤16上的拾取頭14。每個拾取頭14被配置來夾持由震動盤12所提供的各個電子元件。然後轉盤16轉動，以傳送由拾取頭14所夾持的電子元件。然後將電子元件朝向緩衝器系統(buffer system)傳送，該緩衝器系統可以包括第一緩衝器載體18和第二緩衝器載體20。緩衝器載體可以是託盤或平臺的形式。電子元件從拾取頭14處被依序地傳送在以適合於後續測試操作的陣列形式的第一緩衝器載體18上。

裝載有陣列形式的電子元件的第一緩衝器載體18由線性臂22形式的傳輸機構固定和傳送，其從轉盤16的位置直線朝向測試平臺24的位置以進行並行的測試。同時，空閒的第二緩衝器載體20由線性臂22直線地傳輸至轉盤16，以接納新的電子元件，其後新的電子元件以陣列的形式從拾取頭14被傳送在第二緩衝器載體18。

測試平臺24被配置來接收第一緩衝器載體18，並一次同時測試多個已經設置在第一緩衝器載體20上的電子元件。較合適地，設置在第一緩衝器載體18上的所有電子元件可以同時被測試。第二緩衝器載體20，現在裝載有陣列形式的電子元件，移動至測試平臺24處待命。在第一緩衝器載體18已經為設置在其上的電子元件完成測試處理之後，測試平臺將會進行並行測試(parallel testing)。

其後，第一緩衝器載體18回復移動至轉盤16以卸載電子元件至轉盤16的拾取頭14。拾取頭14在這個階段被操作來將電子元件從第一緩衝器載體18處移離。轉盤16上移離後的電子元件將會在和轉盤16相連的不同的平臺上經歷後續的處理。例如，可能存在檢查平臺26以在電子元件由拾取頭14夾持固定的同時視覺檢查電子元件，和可能存在和轉盤16相鄰的卸載平臺28，拾取頭14將電子元件傳送至該卸載平臺28上。在卸載平臺28處，電子元件根據檢查或其他處理結果被傳送至帶體，或者被分類進入料倉。

上述步驟的週期被循重複直到震動盤12內容置的所有電子元件被消耗在上述處理步驟中，並在卸載平臺28處卸載。因此，上述處理允許單個的電子元件被引入至該裝置10中，然後在需要相對長的測試時間的測試期間這些電子元件以陣列形式被分選處理。測試之後，電子元件在轉盤16處再一次被單個地分選處理。

圖2所示為根據本發明第二較佳實施例30所述的裝置的平面 示意圖。與本發明第一較佳實施例區分的主要變化在於：電子元件可在裝載平臺33處被裝載，容置有陣列形式佈置的電子元件的託盤31可設置在裝載平臺33處，以使用裝載臂32的方式將電子元件直接傳送在緩衝器載體18、20上。如同本發明第一較佳實施例所述在測試平臺24處完成測試之後，電子元件在轉盤16處經歷進一步的處理，如在檢查平臺26處進行檢查和在卸載平臺28處進行卸載。

圖3所示為根據本發明第三較佳實施例所述的裝置40的平面示意圖。在這個實施例中，圓片分離系統(saw singulation system)34和相鄰於第一緩衝器載體18和第二緩衝器載體20的裝載平臺33相連，已經經歷分離的電子元件從圓片分離系統34處被直接裝載至第一緩衝器載體18和第二緩衝器載體20上。其後，如同前一個實施例所述，電子元件在測試平臺24處經過測試，在檢查平臺26處經過檢查和在卸載平臺28處經過卸載。

圖4所示為根據本發明第四較佳實施例所述的裝置50的平面示意圖。該裝置50類似於第一實施例所述的裝置10，除了其包括溫度控制區，該溫度控制區可包含有單獨的加熱區或冷卻區36。加熱區或冷卻區36允許電子元件的加熱或冷卻發生，以在測試平臺24測試以前將電子元件培養至期望的溫度。

加熱區或冷卻區通常以可執行的加熱室和/或冷卻室，或加熱板的方式被實施。加熱室或冷卻室正常為封閉的環境，其根據預定的溫度控制回路調節設置在那裡的電子元件的溫度。熱感測器被使用來檢測腔室中的溫度，以便於控制所使用加熱劑或冷卻劑(如液態氮)的能量或強度水準。

包含有平板(晶圓)或載體(分離後的器件)的熱板，其不是以腔室的形式和正常不是封閉的環境。熱感測器設置在該熱板上，較合適的靠近於接觸器件的表面，其能被使用來監控和控制加熱器的能量水準。

在測試以前，器件需要吸收時間(soaking time)以形成熱量穩定。由於腔室是封閉的環境，溫度正常得以較好的控制，而熱板通常將電子器件暴露至外部環境，其可能影響了它們的熱能條件。

而且，在測試之後，電子元件可能被移動至相鄰的恢復環境區 (re-ambience zone)38，其包含于溫度控制區中(其可包含有冷卻區以降低電子元件的溫度或加熱區以提升電子元件的溫度)，它可被操作來進一步冷卻或加熱電子元件。這允許在測試平臺24處測試之後電子元件的溫度被調節回復至環境溫度。

圖5所示為根據本發明第五較佳實施例所述的裝置60的平面示意圖。取代線性臂22，這個裝置60包含有旋轉臂42形式的傳輸機構，其被配置來夾持多個緩衝器載體18、20，和將緩衝器載體傳送至測試平臺24，以及然後將其傳送回復至轉盤16。該旋轉臂42能夠同時運載至少兩個緩衝器載體18、20，較佳地為四個緩衝器載體18、20，以致於多個緩衝器載體18、20圍繞旋轉臂42等距離分隔開。在後面的佈置中，四個緩衝器載體可以相對彼此垂直佈置。

值得欣賞的是，對於處理需要相對長的測試時間的電子元件而言，根據本發明較佳實施例所述的裝置提供了高的產能和降低了成本。同時也具有空間來將不同的功能模組，例如包含有託盤31和/或連接至圓片分離系統34的裝載平臺33，集成至該裝置中。

10‧‧‧裝置

12‧‧‧震動盤

14‧‧‧拾取頭

16‧‧‧轉盤

18、20‧‧‧緩衝器載體

22‧‧‧線性臂

24‧‧‧測試平臺

26‧‧‧檢查平臺

28‧‧‧卸載平臺

Claims (17)

1. 一種用於測試電子元件的分選系統，該分選系統包含有：旋轉轉盤；拾取頭，其被裝配在該旋轉轉盤上，每個拾取頭被配置來夾持由供應源所提供的各個電子元件；載體系統，其相鄰於旋轉轉盤定位，該載體系統被配置來運載多個電子元件；以及測試平臺，其被配置來接收載體系統，該測試平臺被操作來同時測試已經設置在載體系統上的多個電子元件；其中，該拾取頭被操作來在測試平臺測試電子元件以前傳送電子元件至該載體系統上，以及在測試平臺測試電子元件之後從載體系統處移除電子元件，該載體系統包含有第一緩衝器載體和第二緩衝器載體，在通過拾取頭將電子元件傳送至相鄰於旋轉轉盤的一個緩衝器載體的同時，將設置在另一個緩衝器載體上的電子元件進行測試。
2. 如申請專利範圍第1項所述的分選系統，該分選系統還包含有：傳輸機構，其用於將載體系統在該 旋轉轉盤的位置和該 測試平臺之間傳輸。
3. 如申請專利範圍第2項所述的分選系統，其中，該傳輸機構包含有一個或多個線性臂，該線性臂被操作來在旋轉轉盤和測試平臺之間夾持和直線傳送載體系統。
4. 如申請專利範圍第2項所述的分選系統，其中，該傳輸機構包含有旋轉臂，該旋轉臂被配置來在旋轉轉盤和測試平臺之間夾持和傳送載體系統。
5. 如申請專利範圍第4項所述的分選系統，其中，該旋轉臂被配置來同時夾持和傳送多個包含於載體系統中的緩衝器載體，以致於該多個緩衝器載體圍繞該旋轉臂空間上等距離分隔。
6. 如申請專利範圍第1項所述的分選系統，該分選系統還包含有：卸載平臺，其相鄰於旋轉轉盤設置，拾取頭將已經從載體系統移除的電子元件傳送至該卸載平臺上。
7. 如申請專利範圍第1項所述的分選系統，該分選系統還包含有： 檢查平臺，其被操作來在由拾取頭夾持電子元件的同時視覺檢查電子元件。
8. 如申請專利範圍第1項所述的分選系統，該分選系統還包含有：溫度控制區，載體系統傳送通過該溫度控制區，在測試平臺處測試電子元件以前，該溫度控制區被操作來將電子元件培養至所期望的溫度。
9. 如申請專利範圍第8項所述的分選系統，該溫度控制區還進一步包含有：加熱區和相鄰于該加熱區的單獨的冷卻區，該加熱區被操作來提升電子元件的溫度，而該冷卻區被操作來將電子元件的溫度降低至環境溫度。
10. 一種用於測試電子元件的分選系統，該分選系統包含有：裝載平臺；載體系統，其相鄰於該裝載平臺設置，該載體系統被配置來運載從該裝載平臺傳送至載體系統的多個電子元件；測試平臺，其被配置來接收載體系統，並被操作來同時測試已經佈置在載體系統上的多個電子元件；旋轉轉盤；以及拾取頭，其被裝配在旋轉轉盤上，每個拾取頭被配置來夾持由供應源所提供的各個電子元件；其中，在測試平臺處測試電子元件之後，該拾取頭被操作來從載體系統處移除電子元件，該載體系統包含有第一緩衝器載體和第二緩衝器載體，在通過拾取頭將電子元件傳送至相鄰於旋轉轉盤的一個緩衝器載體的同時，將設置在另一個緩衝器載體上的電子元件進行測試。
11. 如申請專利範圍第10項所述的分選系統，該分選系統還包含有：分離系統，其和裝載平臺相連，以將分離後的電子元件提供給載體元件。
12. 一種用於測試電子元件的方法，該方法包含有以下步驟：從供應源處提供電子元件至裝配在旋轉轉盤上的拾取頭，每個拾取頭被配置來夾持各個電子元件；從拾取頭處傳送多個電子元件至相鄰於旋轉轉盤設置的載體系統上，其中該載體系統包含有第一緩衝器載體和第二緩衝器載體，在通過拾取頭 將電子元件傳送至相鄰於旋轉轉盤的一個緩衝器載體的同時，將設置在另一個緩衝器載體上的電子元件進行測試；將載體系統移動至測試平臺，以同時測試已經佈置在載體系統上的多個電子元件；以及在測試電子元件之後，使用拾取頭從載體系統處移除多個電子元件。
13. 如申請專利範圍第12項所述的用於測試電子元件的方法，該方法還包含有：使用線性臂夾持載體系統和在旋轉轉盤和測試平臺之間直線傳輸載體系統。
14. 如申請專利範圍第12項所述的用於測試電子元件的方法，該方法還包含有：使用旋轉臂夾持和傳輸載體系統，該旋轉臂被配置來同時夾持和傳輸包含於載體系統中的多個緩衝器載體，以致於該多個緩衝器載體圍繞旋轉臂空間上等距離分開。
15. 如申請專利範圍第12項所述的用於測試電子元件的方法，該方法還包含有以下步驟：使用拾取頭將已經從載體系統上移除的電子元件傳送至卸載平臺，該卸載平臺相鄰於旋轉轉盤設置。
16. 如申請專利範圍第12項所述的用於測試電子元件的方法，該方法還包含有以下步驟：在測試平臺處測試電子元件以前，通過將電子元件傳送通過溫度控制區的方式，將電子元件培養至所期望的溫度。
17. 如申請專利範圍第16項所述的用於測試電子元件的方法，其中，該溫度控制區還包含有加熱區和相鄰于該加熱區的單獨的冷卻區，該加熱區被操作來提升電子元件的溫度，而該冷卻區被操作來將電子元件的溫度降低至環境溫度。