TWI579951B - 半導體元件翻面裝置及其測試設備 - Google Patents

Description

半導體元件翻面裝置及其測試設備

本發明係關於一種半導體元件翻面裝置及其測試設備，尤指一種適用於正反面轉換之半導體元件翻面裝置及其測試設備。

習知技術如台灣專利公告號第I462240號所揭露之半導體元件翻面裝置及方法，請參閱圖13，係習知半導體元件翻面裝置之連續作動圖。如圖所示，可開闔的第一平台930及第二平台932係以翻轉軸928相連，翻轉軸928包含同軸心之第一軸及第二軸，其可分別或同時轉動。第一載具934上具有複數個承載半導體元件之托盤924，而第二載具938上具有相同數量未承載半導體元件之托盤924。當上述第一平台930及第二平台932夾住第一載具934及第二載具938後，透過轉動翻轉軸928之第一軸及第二軸，可使第一載具934與第二載具938翻轉成上下位置互換。最後，以夾具936將第一載具934移離後，即可獲得翻轉後之半導體元件。

然而，上述翻轉完成後，該翻面裝置需反轉180度回到原位置後方可承載下一批半導體元件，因而無法達成同時取放半導體元件的作動，故翻轉效率仍具有改善空間。

發明人緣因於此，本於積極發明之精神，亟思一種可以解決上述問題之半導體元件翻面裝置及其測試設備，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之主要目的係在提供一種半導體元件翻面裝置及其測試設備，藉由簡單且低成本之機構模組，可連續翻轉數個半導體元件，其每單位時間內之產能可大幅提升，有效提高翻面效率。

本發明之另一目的係在提供一種半導體元件翻面測試設備，將上述半導體元件壓力測試裝置結合一分類機台，俾能有效轉換半導體元件經分類挑揀後之出料位置，達到快速且方便之轉換半導體元件正反面的效率。

為達成上述目的，本發明之半導體元件翻面裝置，包括有一轉盤、一連動單元以及一控制器。一轉盤套設於一馬達上，轉盤之端緣處設置有至少二分別與一真空管相連之容置槽，且轉盤內部具有一容置空間。連動單元包括一連接一驅動裝置之驅動件及一容置於容置空間內之從動件，其中，驅動件與從動件具有連動關係。控制器分別電連接馬達及驅動裝置，用以依序控制轉盤及連動單元之作動時機。

藉由上述設計，本發明特別可用來解決小尺寸半導體元件(如微機械MEMS元件)不易翻轉的問題，且具有簡易維修及方便調教的架構，藉以提供一種循環翻轉機制，改善傳統翻面裝置針對小尺寸之半導體元件翻面效率低落之問題。

上述驅動件可為一契形桿，且從動件可包括有一壓桿及一第一推桿，壓桿固設於第一推桿上。藉此，可將驅動裝置所提供之水平驅動力，透過契形桿、壓桿及推桿之連動關係，轉變為垂直方向之頂推力，可抵觸半導體元件使之平放至包裝捲帶上，避免使用正壓吹氣而破壞半導體元件的內部結構。

上述驅動件可具有一非線性滑槽，且從動件可包括有一滑桿及一第二推桿，滑桿固設於第二推桿上。藉此，可將驅動裝置所提供之水平驅動力，透過非線性滑槽及具有一滑桿之推桿之連動關係，轉變為垂直方向之頂推力，可抵觸半導體元件使之平放至包裝捲帶上，避免使用正壓吹氣而破壞半導體元件的內部結構。

上述驅動裝置可為一汽缸，用以提供一線性驅動力，作為觸發連動機構之初始開端，該汽缸之作動時機係由控制器所控制。

另一方面，本發明之半導體元件翻面測試設備包括有一半導體元件翻面裝置以及一分類機台。一半導體元件翻面裝置包括有一轉盤、一連動單元及一控制器。轉盤套設於一馬達上，轉盤之端緣處設置有至少二分別與一真空管相連之容置槽，且轉盤之內部具有一容置空間。連動單元包括一連接一驅動裝置之驅動件及一容置於容置空間內之從動件，其中，驅動件與從動件具有連動關係。控制器分別電連接馬達及驅動裝置，用以依序控制轉盤及連動單元之作動時機。

分類機台包括設置於一工作桌之一轉塔以及圍繞轉塔而設置之一進料區、一測試區及一出料區，其中進料區可為一震動盤、一料盤或一料管等入料站別，出料區包含一包裝捲帶。轉塔包括呈角度相間隔排列之複數吸取頭，其一端由進料區內吸取一半導體元件，而另一端係依序對應半導體元件翻面裝置之容置槽，且每一容置槽皆可於轉盤轉動過程中依序對應位於下方之該包裝捲帶。

藉由上述設計，不僅整合了分類、運送、翻面、送料等多項功能，而且僅透過簡易串聯上述兩組裝置，便能有效整合翻面及分類挑揀作業，達到快速且方便的分類及轉換半導體元件正反面的效率。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

請參閱圖1及圖2，係本發明第一實施例之半導體元件翻面測試設備之立體圖以及半導體元件翻面裝置之立體圖。如圖1所示，先由整體觀之，本發明之半導體元件翻面測試設備包括有一半導體元件翻面裝置1及一分類機台6。在本實施例中，分類機台6包括設置於一工作桌61之一轉塔62以及圍繞該轉塔62而設置之一進料區64、一測試區65及一出料區66，其中進料區64可為一震動盤(Bowl feeder)641，出料區66包括一包裝捲帶63。轉塔62包括呈角度相間隔排列之複數吸取頭621，其一端由進料區64內吸取一半導體元件4且旋轉至測試區65後，再透過本發明之半導體元件翻面裝置1將半導體元件4翻轉180度角並平放於出料區66之包裝捲帶63上，藉以達到快速且高效之翻面作業，同時可配合客戶的出貨需求，選擇式地裝載或卸除本發明之半導體元件翻面裝置1，增加生產彈性。

其中，針對上述之半導體元件翻面裝置之結構特徵及作動原理，可參閱圖2經局部放大之半導體元件翻面裝置之立體圖，圖中出示一種半導體元件翻面裝置1，包括有一轉盤2、一連動單元3以及一控制器(圖未示)。轉盤2套設於一馬達21上，使該轉盤2沿水平軸線進行轉動，在本實施例中，轉盤2之端緣處設置有一第一容置槽22及一第二容置槽23，每一容置槽22, 23係分別連通一真空管(圖未示)，用以連通一真空吸力裝置，可針對半導體元件進行吸取作業。此外，轉盤2之內部具有一容置空間24，用以提供一連通孔徑，可置入部分之連動單元3。

上述連動單元3包括一連接一驅動裝置31之驅動件32以及一容置於容置空間24內之從動件33。在本實施例中，驅動裝置31係為一汽缸，用以提供一線性驅動力，作為觸發連動機構之初始開端。而驅動件32係為一負責推動從動件33之契形桿，且從動件33可包括一壓桿331及一與壓桿331連動之第一推桿332。藉此，可將驅動裝置31所提供之水平驅動力，透過驅動件32、壓桿331及第一推桿332之連動關係，轉變為垂直方向之頂推力，在第一推桿332垂直滑移的過程中，抵觸半導體元件4使之平放至包裝捲帶63上，可避免額外使用正壓吹氣而破壞其內部結構。

此外，上述馬達21及驅動裝置31需分別電連接至一控制器上，用以依序控制轉盤2及連動單元3之作動時機。該作動情況可一併參閱圖3至圖6，係本發明一第一實施例之半導體元件翻面裝置之連續作動圖。如圖3所示，使用第一實施例半導體元件翻面裝置之步驟一，係在初始狀態下於第一容置槽22內裝載一半導體元件4，在本實施例中，係由轉塔62之吸取頭621傳遞一半導體元件4至第一容置槽22內。接著，如圖4所示，步驟二係藉由第一容置槽22連通之真空吸力，將半導體元件4固定於槽內，此時，控制器控制馬達21帶動轉盤2旋轉180度，使得第一容置槽22及第二容置槽23得以互換位置。接著，如圖5所示，控制器控制驅動裝置31給予一線性驅動力，使得驅動件32因其前方契形輪廓之作用可順勢向下推動壓桿331，並同時帶動第一推桿332向下移動，使得半導體元件4得以推送至包裝捲帶63之凹槽中，此時卸除真空管內之負壓吸力，使得半導體元件4脫離該第一容置槽22。最後，如圖6所示，控制器控制驅動裝置31移除該線性驅動力，使得驅動件32退回原位置，也使得第一推桿332向上移動，恢復至初始狀態。當吸取頭621經更換調整或重新填補半導體元件4後，可根據上述四步驟循環進行翻面及出料作業。

請參閱圖7及圖8，係本發明一第二實施例之半導體元件翻面裝置之立體圖及分解圖。圖中出示一種半導體元件翻面裝置10，包括有一轉盤20、一連動單元30以及一控制器(圖未示)。轉盤20套設於一馬達210上，使該轉盤20沿水平軸線進行轉動，在本實施例中，轉盤20之端緣處設置有一第一容置槽220及一第二容置槽230，每一容置槽220, 230係分別連通一真空管(圖未示)，用以連通一真空吸力裝置，可針對半導體元件進行吸取作業。此外，轉盤20之內部具有一容置空間240，用以提供一連通孔徑，可置入部分之連動單元30。

上述連動單元30包括一連接一驅動裝置310之驅動件320以及一容置於容置空間240內之從動件330。在本實施例中，驅動裝置310係為一汽缸，用以提供一線性驅動力，作為觸發連動機構之初始開端。而驅動件320係為一具有一非線性滑槽321之桿件，且從動件330包括有一滑桿301及一第二推桿302，滑桿301固設於第二推桿302上。藉此，可將驅動裝置310所提供之水平驅動力，透過驅動件320、滑桿301及第二推桿302之連動關係，轉變為垂直方向之頂推力，在第二推桿302垂直滑移的過程中，抵觸半導體元件4使之平放至包裝捲帶上，可避免額外使用正壓吹氣而破壞其內部結構。

此外，上述馬達210及驅動裝置310需分別電連接至一控制器上，用以依序控制轉盤20及連動單元30之作動時機。該作動情況可一併參閱圖9至圖12，係本發明一第二實施例之半導體元件翻面裝置之連續作動圖。如圖9所示，使用第二實施例半導體元件翻面裝置之步驟一，係在初始狀態下於第一容置槽22內裝載一半導體元件4，在本實施例中，係由轉塔62之吸取頭621傳遞一半導體元件4至第一容置槽220內。接著，如圖10所示，步驟二係藉由第一容置槽220連通之真空吸力，將半導體元件4固定於槽內，此時，控制器控制馬達210帶動轉盤20旋轉180度，使得第一容置槽220及第二容置槽230得以互換位置。接著，如圖11所示，控制器控制驅動裝置310給予一線性驅動力，使得從動件330之滑桿301依照驅動件320之非線性滑槽進行滑動，且因非線性滑槽之起始點及終點間具有縱向上之位移差，故可順勢向下帶動第二推桿302，使得半導體元件4得以推送至包裝捲帶63之凹槽中，此時卸除真空管內之負壓吸力，使得半導體元件4脫離該第一容置槽220。最後，如圖12所示，控制器控制驅動裝置310移除該線性驅動力，使得驅動件320順著非線性滑槽321之反方向退回原位置，也使得第二推桿302向上移動恢復至初始狀態。故當吸取頭621經更換調整或重新填補半導體元件4後，可根據上述四步驟循環進行翻面及出料作業。

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。

1,10‧‧‧半導體元件翻面裝置
2,20‧‧‧轉盤
21,210‧‧‧馬達
22,220‧‧‧第一容置槽
23,230‧‧‧第二容置槽
24,240‧‧‧容置空間
3,30‧‧‧連動單元
31,310‧‧‧驅動裝置
32,320‧‧‧驅動件
33,330‧‧‧從動件
331‧‧‧壓桿
301‧‧‧滑桿
332‧‧‧第一推桿
302‧‧‧第二推桿
4‧‧‧半導體元件
6‧‧‧分類機台
61‧‧‧工作桌
62‧‧‧轉塔
621‧‧‧吸取頭
63‧‧‧包裝捲帶
64‧‧‧進料區
641‧‧‧震動盤
65‧‧‧測試區
66‧‧‧出料區
924‧‧‧托盤
928‧‧‧翻轉軸
930‧‧‧第一平台
932‧‧‧第二平台
934‧‧‧第一載具
936‧‧‧夾具
938‧‧‧第二載具

圖1係本發明一第一實施例之半導體元件翻面測試設備之立體圖。 圖2係本發明一第一實施例之半導體元件翻面裝置之立體圖。 圖3至圖6係本發明一第一實施例之半導體元件翻面裝置之連續作動圖。 圖7係本發明一第二實施例之半導體元件翻面裝置之立體圖。 圖8係本發明一第二實施例之半導體元件翻面裝置之分解圖。 圖9至圖12係本發明一第二實施例之半導體元件翻面裝置之連動作動圖。 圖13係習知半導體元件翻面裝置之連續作動圖。

1‧‧‧半導體元件翻面裝置

2‧‧‧轉盤

21‧‧‧馬達

22‧‧‧第一容置槽

23‧‧‧第二容置槽

24‧‧‧容置空間

3‧‧‧連動單元

31‧‧‧驅動裝置

32‧‧‧驅動件

33‧‧‧從動件

331‧‧‧壓桿

332‧‧‧第一推桿

621‧‧‧吸取頭

63‧‧‧包裝捲帶

Claims (12)

1. 一種半導體元件翻面裝置，包括有： 一轉盤，套設於一馬達上，該轉盤之端緣處設置有至少二分別與一真空管相連之容置槽，且該轉盤內部具有一容置空間； 一連動單元，包括一連接一驅動裝置之驅動件及一容置於該容置空間內之從動件，其中，該驅動件與該從動件具有連動關係；以及 一控制器，分別電連接該馬達及該驅動裝置，用以依序控制該轉盤及該連動單元之作動時機。
2. 如申請專利範圍第1項之半導體元件翻面裝置，其中，該驅動件係為一契形桿。
3. 如申請專利範圍第2項之半導體元件翻面裝置，其中，該從動件包括有一壓桿及一第一推桿，該壓桿固設於該第一推桿上。
4. 如申請專利範圍第1項之半導體元件翻面裝置，其中，該驅動件具有一非線性滑槽。
5. 如申請專利範圍第4項之半導體元件翻面裝置，其中，該從動件包括有一滑桿及一第二推桿，該滑桿固設於該第二推桿上。
6. 如申請專利範圍第1項之半導體元件翻面裝置，其中，該驅動裝置係為一汽缸。
7. 一種半導體元件翻面測試設備，包括有： 一半導體元件翻面裝置，包括有一轉盤、一連動單元及一控制器；該轉盤套設於一馬達上，該轉盤之端緣處設置有至少二分別與一真空管相連之容置槽，且該轉盤之內部具有一容置空間；該連動單元包括一連接一驅動裝置之驅動件及一容置於該容置空間內之從動件，其中，該驅動件與該從動件具有連動關係；該控制器分別電連接該馬達及該驅動裝置，用以依序控制該轉盤及該連動單元之作動時機；以及 一分類機台，包括設置於一工作桌之一轉塔以及圍繞該轉塔而設置之一進料區、一測試區及一出料區，該轉塔包括呈角度相間隔排列之複數吸取頭，其一端由該進料區內吸取一半導體元件，而另一端係依序對應該半導體元件翻面裝置之該容置槽，且該每一容置槽皆可於該轉盤轉動之過程中依序對應位於下方之該出料區。
8. 如申請專利範圍第7項之半導體元件翻面測試設備，其中，該驅動件係為一契形桿。
9. 如申請專利範圍第8項之半導體元件翻面測試設備，其中，該從動件包括有一壓桿及一第一推桿，該壓桿固設於該第一推桿上。
10. 如申請專利範圍第7項之半導體元件翻面測試設備，其中，該驅動件具有一非線性滑槽。
11. 如申請專利範圍第10項之半導體元件翻面測試設備，其中，該從動件包括有一滑桿及一第二推桿，該滑桿固設於該第二推桿上。
12. 如申請專利範圍第7項之半導體元件翻面測試設備，其中，該驅動裝置係為一汽缸。