TWI524078B - Electronic components operating unit and its application equipment - Google Patents

Description

電子元件作業單元及其應用之作業設備

本發明係提供一種於拾取機構移載待作業電子元件之行程中，可利用溫度保持結構防止電子元件與外部空氣作冷熱交換，使電子元件保持預設溫度執行作業，以提升作業品質及節省成本之電子元件作業單元。

在現今，電子元件於實際使用時，可能處於低溫環境或高溫環境，業者為確保電子元件之使用品質，於電子元件製作完成後，必須以測試設備對電子元件進行冷測作業或熱測作業，以淘汰出不良品；請參閱第1、2圖，係為電子元件測試分類機，其係於機台11之前方設有具待作業電子元件之供料裝置12，第一移料器13係於供料裝置12取出待作業之電子元件，並移載至第一載台14上，該第一載台14係設有第一、二容置槽141、142，以分別承置待作業電子元件及已作業電子元件，並於第一容置槽141上設有預冷器143，可先預冷待作業電子元件至預設測試溫度(如-40度)，該第二移料器15係於第一載台14之第一容置槽141取出待作業之電子元件，並移載至測試裝置16之測試座161，該測試裝置16之測試座161即對已預冷之待作業電子元件執行冷測作業，於完成冷測作業後，第二移料器15係於測試裝置16之測試座161取出已作業之電子元件，並移載至第一載台14之第二容置槽142，該第一移料器13係於第一載台14之第二容置槽142取出已作業之電子元件，並依測試結果，而移載至收料裝置17分類收置；惟，第二移料器15於移料行程中具有如下缺失：

1．由於第一載台14之預冷器143已將第一容置槽141上的待作業電子元件預冷至預設測試溫度(如-40度)，但該第二移料器15於移載已預冷電子元件之行程中，係令電子元件暴露於機台11上方之周遭環境，導致已預冷之電子元件會與周遭環境之空氣作冷熱交換而 升溫，並無法保持預冷溫度，以致電子元件置入測試座161時，無法依預設測試溫度而執行冷測作業，進而影響測試品質。

2．由於第二移料器15移載已預冷電子元件之行程中，係令已預冷之電子元件與周遭環境之空氣作冷熱交換，導致已預冷電子元件之表面結露凝結水珠，一旦電子元件置入測試座161執行冷測作業時，測試座161易因電子元件表面之水珠而受損，造成耗費成本之缺失。

3．由於預冷之電子元件已升溫，若業者為使電子元件保持預設測試溫度而執行冷測作業，即必須於測試裝置16處利用其他致冷器耗時將電子元件降溫至預設測試溫度(如-40度)，方可進行冷測作業，不僅更加耗費致冷能源成本，亦增加冷測作業時間。

本發明之目的一，係提供一種電子元件作業單元，包含承置器及拾取機構，該承置器係設有至少一承置件，以承置待作業之電子元件，該拾取機構係以驅動源驅動至少一溫度保持結構位移至承置器處，該溫度保持結構係設有具容置空間之控溫箱，並於控溫箱之開口處設有可啟閉之門板，另於承置器上設有至少一可開啟門板之控制件，至少一拾取件係裝配於控溫箱內，以於控制件頂抵開啟門板時，可取出承置器上之待作業電子元件，並於控制件脫離關閉門板時，可使待作業之電子元件位於控溫箱封閉之容置空間內，一流體供給器係供應預設溫度之流體至控溫箱的容置空間，以輔助待作業之電子元件保持預溫之溫度；藉此，拾取機構於移載待作業電子元件之行程中，可利用溫度保持結構防止電子元件與外部空氣作冷熱交換，使待作業之電子元件保持預設溫度執行作業，達到提升作業品質及節省成本之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種電子元件作業單元，其中，該拾取機構之溫度保持結構係使已預冷之電子元件位於封閉之控溫箱內，以防止電子元件之表面結露凝結水珠，使預冷後之電子元件置入一測試用承置器執行冷測作業時，可避免該測試用承置器受損，達到節省成本之實用效益。

本發明之目的三，係提供一種電子元件作業單元，其中，該拾取機構之控溫箱係設有一連結驅動源之第一箱體，並於第一箱體之外部 套置有具門板之第二箱體，當驅動源帶動第一、二箱體下降位移時，可一貫化依序進行開啟門板，以及使第一箱體內之拾取件取放電子元件，不僅縮減驅動用元件，並提升作業順暢性，達到提升使用效能之實用效益。

本發明之目的四，係提供一種應用電子元件作業單元之作業設備，該作業設備包含供料裝置、收料裝置、作業單元、工作區及中央控制裝置，該供料裝置係配置於機台上，用以容納至少一待作業之電子元件，該收料裝置係配置於機台上，用以容納至少一已作業之電子元件，該工作區係配置於機台上，用以對電子元件執行預設作業，該作業單元係配置於機台上，用以移載電子元件，該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。

〔習知〕

11‧‧‧機台

12‧‧‧供料裝置

13‧‧‧第一移料器

14‧‧‧第一載台

141‧‧‧第一容置槽

142‧‧‧第二容置槽

143‧‧‧預冷器

15‧‧‧第二移料器

16‧‧‧測試裝置

161‧‧‧測試座

17‧‧‧收料裝置

〔本發明〕

20‧‧‧作業單元

21‧‧‧承置器

211‧‧‧第一承置件

212‧‧‧第一承置槽

213‧‧‧輸送件

214‧‧‧第一預溫件

215‧‧‧控制件

22‧‧‧拾取機構

23‧‧‧溫度保持結構

231‧‧‧第一箱體

2311‧‧‧第一容置空間

2312‧‧‧第一開口

2313‧‧‧第一凸塊

2314‧‧‧第一穿孔

232‧‧‧第二箱體

2321‧‧‧第二容置空間

2322‧‧‧第二凸塊

2323‧‧‧第二開口

233‧‧‧導桿

2331‧‧‧限位部

234‧‧‧第一彈性件

235‧‧‧門板

2351‧‧‧第二彈性件

24‧‧‧驅動源

241‧‧‧作動件

25‧‧‧拾取件

26‧‧‧流體供給器

27‧‧‧第二預溫件

30‧‧‧電子元件

40‧‧‧測試裝置

41‧‧‧第二承置器

411‧‧‧第二承置件

412‧‧‧第二承置槽

413‧‧‧探針

414‧‧‧測試電路板

415‧‧‧第二控制件

50‧‧‧機台

60‧‧‧供料裝置

61‧‧‧供料承置器

70‧‧‧收料裝置

71‧‧‧收料承置器

80‧‧‧工作區

81‧‧‧第三承置器

90‧‧‧輸送裝置

91‧‧‧移料器

第1圖：習知電子元件測試分類機之示意圖。

第2圖：習知電子元件測試分類機之使用示意圖。

第3圖：本發明作業單元之示意圖。

第4圖：本發明作業單元之使用示意圖(一)。

第5圖：本發明作業單元之使用示意圖(二)。

第6圖：本發明作業單元之使用示意圖(三)。

第7圖：本發明作業單元之使用示意圖(四)。

第8圖：本發明作業單元之使用示意圖(五)。

第9圖：本發明作業單元之使用示意圖(六)。

第10圖：本發明作業單元之使用示意圖(七)。

第11圖：本發明作業單元之使用示意圖(八)。

第12圖：本發明作業單元之使用示意圖(九)。

第13圖：本發明作業裝置應用於測試分類機之示意圖。

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，詳述如後：請參閱第3圖，本發明作業單元20包含第一承置器21及拾取機構22，該第一承置器21係設有至少一承置件，用以承置待作業 之電子元件，該承置件可為載台、料盤或測試座等，更進一步，該承置件上可設有至少一第一預溫件，用以預冷或預熱待作業之電子元件，於本實施例中，該第一承置器21係設有一為載台之第一承置件211，第一承置件211上係設有第一承置槽212，以承置待作業之電子元件，一裝配於第一承置件211下方之輸送件213，用以帶動第一承置件211作至少一方向(如第一方向，Y方向)位移，另於第一承置件211上設有至少一第一預溫件214，用以預溫待作業之電子元件，該第一預溫件214可為致冷晶片、加熱片，或可輸送冷源/熱源之流道；該拾取機構22係設有溫度保持結構23、驅動源24、拾取件25及流體供給器26，該溫度保持結構23係設有至少一具容置空間之控溫箱，於本實施例中，該控溫箱係具有第一箱體231及第二箱體232，該第一箱體231之內部係設有第一容置空間2311，並於底部設有第一開口2312，第一箱體231之外部則設有至少一第一凸塊2313，於本實施例中，係於第一箱體231外部之兩側凸設有複數個第一凸塊2313，該第二箱體232之內部係設有貫通頂、底面之第二容置空間2321，並以第二容置空間2321套置於第一箱體231之外部，第二箱體232與第一箱體231間係設有至少一連結件，於本實施例中，第二箱體232外部之兩側凸設有複數個第二凸塊2322，第二凸塊2322與第一箱體231之第一凸塊2313間係設有至少一為導桿233之連結件，用以連結第一箱體231及第二箱體232，並供第一箱體231及第二箱體232作第二方向(如Z方向)相對位移，於本實施例中，該導桿233之一端係固設於第二箱體232之第二凸塊2322，並於另一端設有限位部2331，該限位部2331係穿置於第一箱體231之第一凸塊2313開設的第一穿孔2314，且以限位部2331頂抵於第一凸塊2313，使第二箱體232利用導桿233連結第一箱體231，並供第一箱體231作第二方向位移，另於第一箱體231之第一凸塊2313與第二箱體232之第二凸塊2322間設有至少一第一彈性件234，該第一彈性件234係用以輔助第二箱體232復位，於本實施例中，該第一彈性件234係為彈簧，其兩端係分別連結第一箱體231之第一凸塊2313及第二箱體232之第二凸塊2322，又該第二箱體23 2之第二容置空間2321底面的第二開口2323處設有至少一可啟閉之門板，於本實施例中，係於第二開口2323處樞設有二門板235，用以開啟或封閉第二箱體232之第二容置空間2321，又該二門板235與第二箱體232間係設有第二彈性件2351，以帶動二門板235自動閉合，該溫度保持結構23另於第一承置器21設有至少一可開啟門板235之控制件215，於本實施例中，係於第一承置件211上凸設有二為桿體之控制件215，並以二控制件215頂抵開啟二門板235；該驅動源24係設有至少一作動件241，並以作動件241帶動溫度保持結構23之控溫箱作至少一方向位移，於本實施例中，該驅動源24之作動件241係連結控溫箱之第一箱體231，並帶動控溫箱作第一、二、三方向(如Y、Z、X方向)位移；該拾取件25係裝配於該溫度保持結構23之控溫箱內，用以取放電子元件，該拾取件25可為壓取件或取放件，用以執行取放電子元件作業，或取放且下壓電子元件作業，於本實施例中，該拾取件25係為取放件，並連結裝配於第一箱體231之內頂面，而可隨第一箱體231同步位移，以執行取放電子元件作業；該流體供給器26係供給預設溫度之流體至該溫度保持結構23之控溫箱的容置空間，該流體可為冷空氣或熱空氣，以輔助電子元件保持溫度(低溫或高溫)，若該流體為乾燥空氣，更可減少控溫箱內空氣的含水量，而防止電子元件結露，於本實施例中，該流體供給器26係以管路連通至第一箱體231之第一容置空間2311及第二箱體232之第二容置空間2321，以供給低溫之乾燥冷空氣；該作業單元20之拾取機構22更包含於拾取件25處設有至少一第二預溫件27，用以預冷或預熱待作業之電子元件，以縮短電子元件降溫或升溫至預設作業溫度之時間，該第二預溫件27可為致冷晶片、加熱片，或可輸送冷源/熱源之流道，於本實施例中，係於拾取件25之上方裝配有一為致冷晶片之第二預溫件27，用以輔助待作業之電子元件降溫。

請參閱第4、5圖，欲執行電子元件之冷測作業時，該第一 承置器21係以第一承置件211的第一承置槽212承置待作業之電子元件30，並利用第一預溫件214直接預冷待作業之電子元件30，使待作業電子元件30之溫度為預設作業溫度(如-40度)，該第一承置器 21再利用輸送件213帶動第一承置件211及待作業電子元件30作第一方向位移至入料位置，以供拾取機構22取料，該拾取機構22係以驅動源24之作動件241帶動溫度保持結構23及拾取件25作第一、三方向位移至第一承置器21之第一承置件211上方，並以作動件241帶動溫度保持結構23及拾取件25作第二方向向下位移，令溫度保持結構23之控溫箱的二門板235一端分別接觸第一承置件211上之控制件215，該控制件215即頂抵門板235樞轉作動，且壓縮第二彈性件2351，以開啟二門板235；當驅動源24之作動件241持續帶動該溫度保持結構23及拾取件25作第二方向向下位移時，該溫度保持結構23之二門板235仍受控制件215的頂抵而向外擺動，以繼續開啟二門板235，於控制件215頂抵至第二箱體232之第二凸塊2322時，可限制第二箱體232作第二方向向下位移，並令控制件215壓抵於二門板235之外部定位，進而完全開啟二門板235，使控溫箱之第二箱體232相通第一承置件211之第一承置槽212。

請參閱第6圖，由於該溫度保持結構23之第二箱體232 已受控制件215頂抵限位，並不會作第二方向向下位移，該驅動源24之作動件241繼續帶動第一箱體231作第二方向向下位移時，第一箱體231係以第一凸塊2313壓抵第一彈性件234，以及利用第一穿孔2314滑移於第二箱體232之導桿233，令第一箱體231穿置於第二箱體232之第二容置空間2321，使第一箱體231帶動拾取件25作第二方向向下位移，該拾取件25即接觸吸取第一承置件211上之待作業電子元件30；因此，該驅動源24於帶動拾取件25向下位移吸附待作業之電子元件30之作動行程中，並可一貫化執行開啟二門板235之動作，進而提升作業順暢性及使用效能。

請參閱第7、8、9圖，於拾取件25吸附待作業之電子元 件30後，該驅動源24之作動件241係帶動第一箱體231作第二方向向上位移，第一箱體231係以第一穿孔2314沿第二箱體232之導桿233滑移，並帶動拾取件25作第二方向向上位移，令拾取件25於第一承置件211上取出待作業之電子元件30，使待作業之電子元件30位於第二箱體232之第二容置空間2321內，由於第一箱體23 1之第一凸塊2313並未下壓第一彈性件234，該第一彈性件234之復位彈力係頂推第二箱體232向下位移，第二箱體232則受限頂抵於控制件215上；當驅動源24之作動件241持續帶動第一箱體231作第二方向向上位移時，第一箱體231係以第一穿孔2314卡抵導桿233，而利用導桿233帶動第二箱體232作第二方向向上位移，使第二箱體232之二門板235利用第二彈性件2351之復位彈力而向內樞轉擺動，以逐漸關閉第二箱體232之第二開口2323；於第一箱體231帶動第二箱體232完全脫離控制件215後，該第一彈性件234之復位彈力係頂推第二箱體232向下位移復位，該第二箱體232之二門板235則利用第二彈性件2351之復位彈力而完全關閉第二箱體232，使預冷之待作業電子元件30位於封閉之第二箱體232內；因此，該驅動源24於帶動拾取件25向上位移取出待作業之電子元件30之作動行程中，並可一貫化執行關閉二門板235之動作，進而提升作業順暢性及使用效能。

請參閱第10、11、12圖，該機台上係設有一具第二承 置器41之測試裝置40，該第二承置器41係設有一為測試座之第二承置件411，並設有至少一第二承置槽412供承置預冷之待作業電子元件30，第二承置件411並以複數支探針413連接一測試電路板414，而可執行電性測試作業，另該溫度保持結構23係於第二承置件411上設有第二控制件415，用以開啟控溫箱之二門板235；當拾取機構22之驅動源24的作動件241帶動第一箱體231及第二箱體232作第一、三方向位移，將預冷之待作業電子元件30由第一承置件211處移載至測試裝置40的行程中，由於拾取件25係帶動預冷之待作業電子元件30位於封閉之第二箱體232內，不僅可避免預冷之待作業電子元件30與控溫箱外部之空氣作冷熱交換而升溫，使得待作業電子元件30之溫度保持於預冷之所需測試溫度，並可防止預冷之待作業電子元件30的表面結露凝結水珠，而避免測試用之第二承置件411受損，另於拾取機構22之拾取件25移載待作業電子元件30的行程中，可利用第二預溫件27預冷待作業之電子元件30，使待作業之電子元件30逐漸降溫，以縮短降溫至預設作業溫度之時間，又該流體供給器26係以管路 輸送乾燥冷空氣至控溫箱之第一箱體231及第二箱體232內，以降低控溫箱內空氣之含水量，而更加防止預冷之待作業電子元件30的表面結露凝結水珠，以提升使用效能；該驅動源24之作動件241再帶動溫度保持結構23、拾取件25及預冷之待作業電子元件30作第二方向向下位移，並依序進行利用第二控制件415頂抵開啟第二箱體232之二門板235，以及使拾取件25將預冷之待作業電子元件30置入於第二承置件411之第二承置槽412內，於完成置放預冷之待作業電子元件30後；該驅動源24之作動件241係帶動溫度保持結構23作第二方向向上位移，並依序進行拾取件25離開第二承置件411，以及關閉第二箱體232之二門板235，進而使保持預冷溫度之待作業電子元件30於第二承置件411執行電性測試作業。

請參閱第13圖，本發明之作業單元20應用於作業設備 時，以測試分類機為例，其係於機台50上設有供料裝置60、收料裝置70、工作區80、輸送裝置90及作業單元20；該供料裝置60係設有至少一供料承置器61，用以容納至少一待作業之電子元件；該收料裝置70係設有至少一收料承置器71，用以容納至少一已作業之電子元件；該輸送裝置90係設有至少一移料器91，用以將供料裝置60上待作業之電子元件分別輸送至作業單元20之複數個第一承置器21上，第一承置器21係將預冷之待作業電子元件載送至入料位置，作業單元20之各拾取機構22係於相對應之第一承置器21取出預冷之待作業電子元件，並移載至工作區80，工作區80係設有至少一第三承置器，用以對電子元件執行預設作業，於本實施例中，工作區80係於機台50之至少二側設有複數排呈對向設置之第三承置器81，第三承置器81之設計係相同上述之第二承置器，用以對預冷之待作業電子元件執行測試作業，於完成測試作業後，作業單元20之拾取機構22再將已作業之電子元件移載至第一承置器21，第一承置器21係載出已作業之電子元件，該輸送裝置90之移料器91係於第一承置器21上取出已作業之電子元件，並依據測試結果，將已作業之電子元件輸送至收料裝置70分類放置，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。

20‧‧‧作業單元

21‧‧‧承置器

211‧‧‧第一承置件

212‧‧‧第一承置槽

213‧‧‧輸送件

214‧‧‧第一預溫件

215‧‧‧控制件

22‧‧‧拾取機構

23‧‧‧溫度保持結構

231‧‧‧第一箱體

2311‧‧‧第一容置空間

2312‧‧‧第一開口

2313‧‧‧第一凸塊

2314‧‧‧第一穿孔

232‧‧‧第二箱體

2321‧‧‧第二容置空間

2322‧‧‧第二凸塊

2323‧‧‧第二開口

233‧‧‧導桿

2331‧‧‧限位部

234‧‧‧第一彈性件

235‧‧‧門板

2351‧‧‧第二彈性件

24‧‧‧驅動源

241‧‧‧作動件

25‧‧‧拾取件

26‧‧‧流體供給器

27‧‧‧第二預溫件

Claims (10)

1. 一種電子元件作業單元，包含：至少一承置器：係設有至少一承置電子元件之承置件；拾取機構：係設有驅動源、溫度保持結構及至少一拾取件，該驅動源係用以移載該溫度保持結構，該溫度保持結構係設有至少一具容置空間之控溫箱，並於該控溫箱設有至少一門板，另於該至少一承置器上設有可開啟該門板之控制件，該驅動源係以一作動件帶動該溫度保持結構之控溫箱向下位移，使該溫度保持結構之控溫箱的門板接觸該承置器上之控制件，以開啟該控溫箱之門板，該至少一拾取件係裝配於該控溫箱內，用以取放該電子元件，並於移載行程中使該電子元件位於該控溫箱內。
2. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件作業單元，其中，該至少一承置件係設有至少一承置槽，用以承置該電子元件。
3. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件作業單元，其中，該承置器之承置件係設有至少一第一預溫件，用以預溫電子元件。
4. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件作業單元，其中，該拾取機構之溫度保持結構的控溫箱係具有第一箱體及第二箱體，該第一箱體係連結該驅動源，並設有第一容置空間，該第二箱體係設有第二容置空間，並套置於該第一箱體之外部，該第二箱體與該第一箱體間係設有至少一連結件，該至少一拾取件係連結裝配於該控溫箱之第一箱體。
5. 依申請專利範圍第4項所述之電子元件作業單元，其中，該溫度保持結構之第一箱體底部係設有第一開口，該第二箱體之內部係設有貫通頂、底面之第二容置空間，另於該第一箱體與該第二箱體間設有相互配合之該連結件及第一穿孔，使該第一箱體相對於該第二箱體位移。
6. 依申請專利範圍第5項所述之電子元件作業單元，其中，該溫度保持結構係於該第一箱體之外部設有至少一第一凸塊，並於該至少一第一凸塊開設有至少一第一穿孔，該第二箱體之外部係設有至少一第二凸塊，並於該第二凸塊設有該至少一連結件，該至少一連結件之一端係 穿置於該至少一第一穿孔。
7. 依申請專利範圍第4項所述之電子元件作業單元，其中，該溫度保持結構係於該第一箱體與該第二箱體間設有至少一第一彈性件。
8. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件作業單元，其中，該溫度保持結構係於該至少一門板處設有第二彈性件，以帶動該門板自動閉合。
9. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件作業單元，更包含該拾取機構係設有至少一流體供給器，用以供給預設溫度之流體至該溫度保持結構之控溫箱內，另該拾取機構係於該拾取件處設有至少一第二預溫件，用以預溫該電子元件。
10. 一種應用電子元件作業單元之作業設備，包含：機台；供料裝置：係配置於該機台上，並設有至少一供料承置器，用以容納至少一待作業之電子元件；收料裝置：係配置於該機台上，並設有至少一收料承置器，用以容納至少一已作業之電子元件；工作區：係設有至少一第三承置器，用以對電子元件執行預設作業；至少一依申請專利範圍第1項所述之電子元件作業單元；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。