TWI497085B - 測試分選機用拾放裝置 - Google Patents

Description

測試分選機用拾放裝置

本發明涉及一種在測試分選機中拾取半導體元件之後將其移送到所要求的位置的拾放裝置。

測試分選機是這樣一種設備：將經過預定的製造工藝而製造的半導體元件從客戶托盤裝載到測試托盤之後，支持裝載於測試托盤的半導體元件能夠被測試器測試，並根據測試結果將半導體元件按等級分類而重新從測試托盤卸載到客戶托盤。這種設備已通過多個公開檔被公開。

測試分選機不僅具備如上所提到的客戶托盤、測試托盤，還具備諸如設置於裝載部的校準器(aligner)或保管並載置多餘的半導體元件的緩衝區(buffer)、機動型裝載台、分揀台(sorting table)等的用於載置並排列半導體元件的多個載置單元或排列單元。

本發明涉及一種為了在如上所述的互不相同的單元(客戶托盤、測試托盤、校準器、緩衝區、機動型裝載台、 分揀台)中的任意兩個單元之間移送半導體元件，從一側的單元拾取半導體元件之後將該半導體元件移送到另一側的單元的拾放裝置(pick and place apparatus)。通常情況下，拾放裝置設置於裝載部時，其也稱作裝載器或裝載手，而當設置於卸載部時，也稱作卸載器或卸載手。

目前為止所公開的拾放裝置為了拾取半導體元件而具有以2×4、1×8、2×8或者4×8行列形態排列的8個、16個或32個拾取器(picker)。在此，拾放裝置中具備多個行的拾取器的原因在於，為了通過增加在一次移送中所能夠移送的半導體元件的數量來縮短裝載或卸載所需的時間。通常情況下，考慮到一次移送處理容量和拾取器的輕量化以及小型化，主要採用2×8行列的結構。而且，此時，兩個拾取器組成一個組而構成一個拾取器模組(例如，對於4×8行列形態的情形而言，四個拾取器組成一個組而構成一個拾取器模組)。

通常，客戶托盤的目的在於通超載置而保管半導體元件，因此為了盡可能多地拾取半導體元件，被設置成使得被拾取的半導體元件之間的間距為最小，而測試托盤被設置成相比在客戶托盤，半導體元件之間的間距具有更寬的間距，以確保被載置的半導體元件之間具有測試所需的間距。即，相比於客戶托盤中的半導體元件之間的間距，測試托盤中的半導體元件之間的間距設置為更寬。因此，將半導體元件從客戶托盤裝載到測試托盤時，或者從測試托盤卸載到客戶托盤時，需要調整半導體元件之間的間距。進一步來講，不僅在客戶托盤或測試托盤，而且在校準器或緩衝區、機動型 裝載台、分揀台等的多個載置單元之間存在半導體元件的移動時，也有必要根據要求來調整半導體之間的間距。

這種半導體元件的間距的調整通過拾放裝置進行。即，具體實現為，依靠拾放裝置在一側的載置單元中拾取半導體元件之後，將半導體元件之間的間距調整為所要求的間距，然後將半導體元件移送到另一側的載置單元中而進行載置。

因此，拾放裝置具有用於調整拾取器模組之間的間距的構成。

在拾放裝置中調整半導體元件之間的間距的方式有採用板狀的凸輪的凸輪方式(參照韓國公開專利10-1999-0038981號)和將拾取器模組用連杆進行連接的連杆方式(參照韓國授權專利10-0648919號)，而本發明有關於凸輪方式。

對於凸輪方式而言，由於在待測試的半導體元件的大小發生變化時，半導體之間的最大間距或最小間距也會發生變化，因而伴隨需要更換凸輪的不便之處。然而，當要更換凸輪時，由於拾放裝置設置於測試分選機的內部，因此其更換作業存在不便之處。而且，當從結合於凸輪的左右的線性運動(Linear Motion，LM)塊分離出凸輪時，線性運動塊因自重而朝線性導軌的下方移動，從而有可能脫離，此時，構成線性塊的鋼珠發生脫落而有可能降低其功能。而且，若重新被更換的凸輪不能恰當地結合到線性運動塊(例如，失衡地結合到線性運動塊)，則線性運動塊在線性移動導軌上 移動時，發生超載現象而不能順暢地動作，或者容易引起故障。

因此，為瞭解決伴隨如上的凸輪更換操作而產生的問題，提出有諸如韓國授權專利10-0622415號(發明名稱：“半導體元件測試分選機的元件移送裝置”，以下稱為“現有技術”)的技術。

在現有技術中，設置成可以利用伺服電機來任意地調整拾放裝置(在現有技術中被命名為“元件移送裝置”)所拾取的半導體元件之間的最小間距和最大間距，據此即使待測試的半導體元件的大小發生變化，也無需更換凸輪。

然而，當載置於如測試托盤等的載置單元的半導體元件之間的間距均相同時，可以有效地使用現有技術，但是當載置於載置單元的半導體元件之間的間距互不相同(參照韓國公開專利10-2008-0003145號的圖12)或者變得不同或者與此相反地變得相同時，不能有效地使用現有技術。而且，在載置於新的載置單元的半導體元件之間的最小間距或最大間距超過目前所使用的凸輪的間距調整範圍的情況下，也不能有效地使用現有技術。在這種情況下，其結果只能更換凸輪，所以還是會存在因更換凸輪而導致的上述的問題。而且，由於構成有伺服電機，因此裝置變得複雜，存在價格上升的問題。

本發明是為了改善上述問題而提出的，其目的在於 提供一種可以在與線性運動塊維持結合的狀態下實質性地更換凸輪的技術。

為了實現上述目的，本發明所提供的測試分選機用拾放裝置包括：多個拾取器模組，能夠水平移動，且分別具備為拾取半導體元件而設置的至少一個拾取器；第一引導部件，以用於引導所述多個拾取器模組的水平移動；凸輪部件，能夠進行升降，且分別對應於所述多個拾取器模組而形成有多個凸輪槽，所述多個凸輪槽根據升降而使所述多個拾取器模組發生各自的水平移動，以調整所述多個拾取器模組之間的間距；第二引導部件，以用於引導所述凸輪部件的升降；以及驅動源，提供所述凸輪部件的升降所需的驅動力。所述凸輪部件包括：支撐框架，可升降地結合於所述第二引導部件；以及凸輪板，可裝卸地結合於所述支撐框架，形成有所述多個凸輪槽。各個所述多個拾取器模組具有插入部分，該插入部分通過分別插入到所述多個凸輪槽而與所述凸輪部件的升降聯動，以向各個所述多個拾取器模組提供沿水準方向的移動力，所述多個凸輪槽相互之間的間距根據所述凸輪部件的升降而在經過所述多個拾取器模組的插入部分的水準線上變窄或變寬，以使所述多個拾取器模組之間的間距根據所述凸輪部件的升降狀態而被調整。

所述多個凸輪槽各自的上端和下端被封閉。

所述支撐框架的在與所述多個凸輪槽的下端對應的部位形成有多個安置槽，以用於分別安置所述多個拾取器模組的插入部分。

在所述凸輪板的多個凸輪槽各自的下端具有用於引導所述插入部分的插入的引導部分。

所述引導部分通過使所述凸輪槽的下端部位朝與所述多個拾取器模組面對的表面側擴張而形成。

在所述支撐框架的一側形成有凸起槽，所述凸輪板在與所述凸起槽對應的位置形成有用於插入到所述凸起槽的結合凸起，所述凸輪部件還包括維持件，以用於在所述結合凸起插入到所述凸起槽的狀態下，維持為所述凸輪板結合於所述支撐框架的狀態。

所述凸輪部件還包括彈性部件，該彈性部件彈性支撐所述維持件，以使所述維持件能夠朝一側方向對結合於所述支撐框架的所述凸輪板施壓。

所述凸輪部件還包括彈性部件，該彈性部件被設置為能夠朝一側方向對結合於所述支撐框架的所述凸輪板施壓。

根據本發明，在構成凸輪部件的支撐框架結合於線性運動塊的狀態下，僅需要在支撐框架上對凸輪板進行裝卸，因此具有便於實質性地更換凸輪的效果。

B‧‧‧軸承

G‧‧‧引導部分

P‧‧‧拾取器

100‧‧‧拾放裝置

111至118‧‧‧拾取器模組

111a至118a‧‧‧插入部分

120‧‧‧第一引導部件

130‧‧‧凸輪部件

131‧‧‧支撐框架

131b‧‧‧結合槽

131c-1至131c-8‧‧‧安置槽

132‧‧‧凸輪板

132a至132h‧‧‧凸輪槽

132i‧‧‧結合凸起

133‧‧‧維持件

134‧‧‧彈簧

141、142‧‧‧第二引導部件

151、152‧‧‧氣缸

141a、142a‧‧‧第二導軌

141b、142b‧‧‧第二軌道塊

圖1為關於本發明的實施例所提供的測試分選機用拾放裝置的概略的立體圖。

圖2示出從圖1的測試分選機用拾放裝置中分離出凸輪板的狀態。

圖3示出在圖2的狀態下進一步分離出支撐框架的狀態。

圖4示出在圖3的狀態下進一步分離出用於引導拾取器模組的水平移動的第一引導部件的軌道支撐板的狀態。

圖5為關於在圖1的測試分選機用拾放裝置中所使用的第一引導部件的背面圖。

圖6示出拾取器模組之間的間距隨著凸輪部件的升降而被調整的狀態。

圖7為能夠觀察凸輪板的背面的概略的立體圖。

圖8a及圖8b為用於說明關於圖1的測試分選機用拾放裝置的工作狀態的參照圖。

圖9及圖10為用於說明在圖1的測試分選機用拾放裝置中更換凸輪板的技術的參照圖。

以下，參照附圖說明如上所述的本發明所提供的較佳實施例，在此為了使說明簡潔，盡可能省略或簡略重複的說明。

圖1為關於本發明的實施例所提供的測試分選機用拾放裝置(100，以下簡稱為“拾放裝置”)的概略的立體圖，圖2為從圖1的拾放裝置100中分離出構成凸輪部件130的凸輪板132的狀態的概略的立體圖，圖3為在圖2的狀態下進一步分離出構成凸輪部件130的支撐框架131的狀態的概略的立體圖。而且，圖4為在圖3的狀態下進一步分離出用於引導拾取 器模組111至118的水平移動的第一引導部件120的軌道支撐板123的狀態的概略的立體圖。

如圖1至圖4所示，本實施例所提供的拾放裝置100包括八個拾取器模組111至118、第一引導部件120、凸輪部件130、一對第二引導部件141、142、一對氣缸151、152等而構成。

八個拾取器模組111至118可分別進行水平移動，同時分別具備用於拾取半導體元件的至少一個拾取器P。作為參考，在圖1至圖4示出了一個拾取器模組111、112...、118具備兩個拾取器P的情形，但是可以根據實施而使一個拾取器模組111、112...、118具備三個以上的拾取器P，這是顯而易見的。而且，八個拾取器模組111至118中的每一個拾取器模組具備朝前方突出的插入部分111a至118a，且每個插入部分111a至118a具有軸承B。

第一引導部件120是為了引導八個拾取器模組111至118的水平移動而設置的，且如圖5的背面圖所示，由成對具備的第一導軌121a、121b和八個第一軌道塊122a至122h以及軌道支撐板123構成。

兩個第一導軌121a、121b呈沿左右方向延伸的形態，且相互沿上下方向分開而佈置。

八個第一軌道塊122a至122h是為了將八個拾取器模組111至118選擇性地結合於兩個第一導軌121a、121b，以使各個拾取器模組111至118能夠沿水準方向移動而設置的。即，八個第一軌道塊122a至122h交替地結合於上側的第一導軌 121a或下側的第一導軌121b。而且，八個拾取器模組111至118分別結合於八個第一軌道塊122a至122h。據此，八個拾取器模組111至118可通過第一軌道塊122a至122h被第一導軌121a、121b引導的同時沿水準方向移動。

軌道支撐板123是為了支撐第一導軌121a、121b而設置的。即，第一導軌121a、121b以結合於軌道支撐板123的狀態設置。而且，軌道支撐板123在上下兩側的第一導軌121a、121b之間形成有沿水準方向延伸的過孔123a，以使拾取器模組111至118的插入部分111a至118a能夠貫穿至前方。

凸輪部件130被設置為，可進行升降，且根據該升降，八個拾取器模組111至118發生各自的水平移動，以便由此調整八個拾取器模組111至118之間的間距。為此，凸輪部件130包括支撐框架131、凸輪板132、維持件133以及彈簧等而構成。

支撐框架131設置於第一引導部件120的前方，且兩端結合於可升降的第二引導部件141、142的第二軌道塊141b、142b。這種支撐框架131在中央處形成有寬廣的四邊形形狀的開放孔131a，以避免凸輪部件130在進行升降時與拾取器模組111至118的插入部分111a至118a發生干涉，而且其一側形成有用於結合凸輪板132的結合槽131b。而且，支撐面SF形成為從支撐框架131的正面FF以階梯狀凹進去的形態，以使凸輪板132的背面被支撐框架131支撐。即，在本發明中，支撐面SF形成為支撐凸輪板132的外廓表面和中間部分，然而可以根據裝備的構成而使形狀設計為不同。而且，支撐框架131的正 面FF和支撐面SF之間的階梯差的大小最好為與凸輪板132的厚度相同，這是為了將凸輪板132結合到支撐框架131時，形成與維持件133以及結合凸起132i的順暢的結合關係。

凸輪板132是為了起到根據凸輪部件130的升降而調整拾取器模組111至118之間的間距的作用而設置的，且該凸輪板132可裝卸地設置於支撐框架131。在這種凸輪板132中，對應於八個拾取器模組111至118中的每一個拾取器模組而沿上下方向形成有細長的八個凸輪槽132a至132h。在此，八個凸輪槽132a至132h傾斜地形成，以使相互之間的間距從上側部分到下側部分逐漸越寬，而且各自的上端和下端被封閉。即，在凸輪板132中完整地形成有八個凸輪槽132a至132h，從而可以適宜地引導插入部分111a至118a。而且，上述的八個拾取器模組111至118的插入部分111a至118a分別插入到凸輪板132的八個凸輪槽132a至132h。因此，如圖6的(a)和(b)所示，在經過拾取器模組111至118的插入部分111a至118a的水準線H上，隨著凸輪板132的升降，插入部分111a至118a上根據凸輪槽132a至132h而發生沿水準方向的移動力，據此拾取器模組111至118沿水準方向移動的同時，相互之間的間距變窄或變寬。此時，插入部分111a至118所具備的軸承B使拾取器模組111至118分別沿著傾斜的凸輪槽132a至132h而柔順地移動。而且，凸輪板132的一側形成有用於插入到上述的結合槽131b的結合凸起132i。

另外，前述的支撐框架131在對應於凸輪板132的凸輪槽132a至132h的下端的部位形成有能夠分別安置拾取器模 組111至118的插入部分111a至118a的八個安置槽131c-1至131c-8，因此在以後更換凸輪板132時能夠限制拾取器模組111至118的水平移動。而且，如圖7所示，為了在設置凸輪板132時引導插入部分111a至118a使其能夠恰當地插入，在凸輪板132的背面形成有引導部分G，該引導部分G通過使凸輪槽132a至132h的下端部位朝與拾取器模組111至118面對的表面側擴張而形成。

維持件133起到如下作用：通過對處於一側的結合凸起132i插入在支撐框架131的結合槽131b的狀態的凸輪板132的另一側進行卡接，由此維持凸輪板132結合於支撐框架131的狀態。這種維持件133被設置為可沿凸輪板132側進退移動，且具備能夠對結合於凸輪板132的支撐框架131的另一側進行卡接的卡接端133a。

彈簧134作為用於彈性支撐維持件133的彈性部件而配備，進一步來講，彈簧134通過維持件133向一側方向推擠凸輪板132，由此將結合於支撐框架131的凸輪板132佈置到適宜的位置。雖然在本實施例中彈簧134通過維持件133向凸輪板132提供彈性力以將凸輪板132佈置到一側，然而在實施的時候也可以具體實現為彈簧以另外的方式向凸輪板提供彈性力。

另外，一對第二引導部件141、142是為了引導凸輪部件130的升降移動而設置的，其分別由第二導軌141a、142a和第二軌道塊141b、142b構成。

第二導軌141a、142a沿上下方向延伸而設置，以用 於引導凸輪部件130的升降移動，而且第二軌道塊141b、142b將凸輪部件130的兩端結合到第二導軌141a、142a，以使凸輪部件130能夠進行升降移動。

氣缸151、152作為用於為凸輪部件130的升降而提供所需的驅動力的驅動源而設置。

接著，對如上的拾放裝置100的動作進行說明。

首先，為了拾取載置於例如客戶托盤的半導體元件而需要使拾取器模組111至118之間的間距變窄時，如圖8a所示，利用氣缸151、152使第二軌道塊141b、142b朝下方下降，由此使結合於第二軌道塊141b、142b的凸輪部件130朝下方移動。據此，拾取器模組111至118的插入部分111a至118a借助凸輪部件130的傾斜的凸輪槽132a至132h而受到水準水平移動力，最終，拾取器模組111至118借助凸輪槽132a至132h而水平移動規定的距離的同時，如圖8b所示，相互之間的間距變窄。而且，為了將拾取器模組111至118所拾取的半導體元件載置到例如測試托盤等而需要使拾取器模組111至118之間的間距變寬時，利用氣缸151、152朝上方提起第二軌道塊141b、142b，以使凸輪部件130朝上方移動，由此從圖8b的狀態返回到圖8a的狀態。

另外，因待測試的半導體元件的大小發生變化而載置於測試托盤的半導體元件之間的間距或測試器的測試用插座(半導體元件通過測試用插座電連接到測試器)之間的間距發生變化時，管理者只需要簡單地更換凸輪部件130的凸輪板132就可以快速且容易地獲得對於新的待測試的半導體元 件的專用性。

即，在凸輪部件130移動到上方的如圖8a的狀態下，管理者通過朝凸輪板132的相反側推擠維持件133，由此解除凸輪板132的另一端卡接於維持件133的卡接端133a的狀態。此時，如圖9所示，拾取器模組111至118的插入部分111a至111h安置於支撐框架131的安置槽131c-1至131c-8，因而拾取器模組111至118的插入部分111a至111h的沿水準方向的自由移動被限制，從而在以後能夠容易地安裝新的凸輪板132(為求方便，符號與現有的凸輪板的符號相同)。在現有的凸輪板132從支撐框架131分離的狀態下(如圖9所示)，將形成於新的待更換的凸輪板132的一側的結合凸起132i插入到支撐框架131的結合槽131b(如圖10所示)。接著，朝支撐框架131側推擠新的凸輪板132的另一側。此時，凸輪板132的另一端與位於維持件133的卡接端133a的傾斜部分S接觸，在此狀態下借助管理者的朝支撐框架131側的方向推擠凸輪板132的力，維持件133將暫時後退到凸輪板132的相反側，當凸輪板132位於結合於支撐框架131的狀態時，維持件133借助彈簧134的彈性力而朝凸輪板132側移動，從而維持件133的卡接端133a卡住凸輪板132的另一端，由此完成新的凸輪板132的設置。此時，彈簧134通過維持件133持續地向凸輪板132提供彈性力，從而使得凸輪板132能夠佈置到支撐框架的結合槽131b側。在此，由於凸輪板132的凸輪槽132a至132h的下端部位形成為朝與拾取器模組111至118面對的表面側擴張，因此即便採用首先將凸輪板132的一側插入到支撐框架131的結合槽131b之 後朝支撐框架131側推擠凸輪板132的另一側而結合的方式，也能夠適宜地引導拾取器模組111至118的插入部分111a至118a插入到凸輪槽132a至132h。

在本發明，作為凸輪部件130的升降所需的驅動源利用了氣缸151、152，然而根據不同情形可利用電機。

並且，在本發明，為了維持凸輪板132結合於支撐框架131的狀態而利用了結合槽131b和維持件133，然而可以根據凸輪板的結合方法而僅利用維持件，而且設置於凸輪板的結合凸起132i和引導部件G也可以根據需要選擇性地使用。

如上所述，通過參照附圖的實施例對本發明進行了具體說明，然而上述的實施例僅舉出本發明的較佳示例進行了說明，因此本發明不能理解為僅局限於上述的實施例，本發明的保護範圍應當以申請專利範圍中所請求的範圍及其等同概念來理解。

B‧‧‧軸承

G‧‧‧引導部分

P‧‧‧拾取器

100‧‧‧拾放裝置

111至118‧‧‧拾取器模組

111a至118a‧‧‧插入部分

120‧‧‧第一引導部件

130‧‧‧凸輪部件

131‧‧‧支撐框架

131b‧‧‧結合槽

131c-1至131c-8‧‧‧安置槽

132‧‧‧凸輪板

132a至132h‧‧‧凸輪槽

132i‧‧‧結合凸起

133‧‧‧維持件

141、142‧‧‧第二引導部件

141a、142a‧‧‧第二導軌

141b、142b‧‧‧第二軌道塊

Claims (8)

1. 一種測試分選機用拾放裝置，其特徵在於，包括：多個拾取器模組，能夠水平移動，且分別具備為拾取半導體元件而設置的至少一個拾取器；第一引導部件，以用於引導該多個拾取器模組的水平移動；凸輪部件，能夠進行升降，且分別對應於該多個拾取器模組而形成有多個凸輪槽，該多個凸輪槽根據升降而使該多個拾取器模組發生各自的水平移動，以調整該多個拾取器模組之間的間距；第二引導部件，以用於引導該凸輪部件的升降；以及驅動源，為該凸輪部件的升降提供所需的驅動力，該凸輪部件包括：支撐框架，可升降地結合於該第二引導部件；以及凸輪板，可裝卸地結合於該支撐框架，形成有該多個凸輪槽，各個該多個拾取器模組具有插入部分，該插入部分通過分別插入到該多個凸輪槽而與該凸輪部件的升降聯動，以向各個該多個拾取器模組提供沿水準方向的移動力，該多個凸輪槽相互之間的間距根據該凸輪部件的升降而在經過該多個拾取器模組的插入部分的水準線上變窄或變寬，以使該多個拾取器模組之間的間距根據該凸輪部件的升降狀態而被調整。
2. 根據請求項1所述的測試分選機用拾放裝置，其特徵在於，該多個凸輪槽各自的上端和下端被封閉。
3. 根據請求項1所述的測試分選機用拾放裝置，其特徵在於，該支撐框架在與該多個凸輪槽的下端對應的部位形成有多個安置槽，以用於分別安置該多個拾取器模組的插入部分。
4. 根據請求項1所述的測試分選機用拾放裝置，其特徵在於，在該凸輪板的多個凸輪槽的各自的下端具有用於引導該插入部分的插入的引導部分。
5. 根據請求項4所述的測試分選機用拾放裝置，其特徵在於，該引導部分通過使該凸輪槽的下端部位朝與該多個拾取器模組面對的表面側擴張而形成。
6. 根據請求項1所述的測試分選機用拾放裝置，其特徵在於，在該支撐框架的一側形成有凸起槽，該凸輪板在與該凸起槽對應的位置形成有用於插入到該凸起槽的結合凸起，該凸輪部件還包括維持件，以用於在該結合凸起插入到該凸起槽的狀態下，維持為該凸輪板結合於該支撐框架的狀態。
7. 根據請求項6所述的測試分選機用拾放裝置，其特徵在於，該凸輪部件還包括彈性部件，該彈性部件彈性支撐該維持件，以使該維持件能夠朝一側方向對結合於該支撐框架的該凸輪板施壓。
8. 根據請求項1所述的測試分選機用拾放裝置，其特徵在於，該凸輪部件還包括彈性部件，該彈性部件被設置為能夠朝一側方向對結合於該支撐框架的該凸輪板施壓。