TWI822371B - 接合機構、測試裝置及作業機 - Google Patents

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Abstract

一種接合機構，包含接合器及腔壓偵測單元，接合器之載座內部設有腔室 ，並供流體輸送管路輸入流體，利用腔室之流體壓力驅動接合具能夠沿壓接軸向位移，腔壓偵測單元於載座設有相通腔室的檢壓部，以供壓力感測器經由檢壓部即時檢知腔室內之實際流體壓力是否符合預設流體壓力，進而確保接合具以預設下壓力壓接電子元件。

Description

接合機構、測試裝置及作業機
本發明提供一種可即時檢知接合器之實際流體壓力，而確保接合具以預設下壓力壓接電子元件之接合機構。
在現今，測試裝置以測試機構之測試器測試電子元件，而淘汰出不良品；然為確保電子元件之錫球確實接觸測試器的探針，測試裝置於測試機構之上方配置接合機構，以供壓接電子元件執行測試作業，因此，接合機構之下壓力的過與不足均會影響電子元件測試品質。
請參閱圖1，測試機構設有複數個具探針之測試器11A、11B，以供容置及測試電子元件12A、12B，接合機構於移動臂13裝配複數個接合器14A 、14B，各接合器14A、14B設有腔室141A、141B及配置其內之膜片142A、142B ，複數個腔室141A、141B連通複數個氣體輸送管路143A、143B，各氣體輸送管路143A、143B之一端輸入氣體至腔室141A、141B，另一端共同連接一流體控制器144，流體控制器144連接氣體供應源(圖未示出)，又各腔室141A、141B之膜片142A、142B分別連接有接合具145A、145B，以接合器14A為例，接合器14A以腔室141A的流體壓力經膜片142A而驅動接合具145A作Z方向位移以下壓力壓接測試器11A之電子元件12A執行測試作業。
惟，由於流體控制器144以二氣體輸送管路143A、143B分別輸送氣體至接合器14A、14B之腔室141A、141B，即便流體控制器144初始輸出之氣體流量為預設值，但於流體控制器144至腔室141A、141B的氣體輸送過程中，易因折管或管體破孔漏氣等因素而發生氣體損失之情況，以致無法確保腔室141A、141B內之實際流體壓力是否符合預設流體壓力，進而無法確保接合具145A、145B是否以預設下壓力壓接電子元件，不足的下壓力將使電子元件之接點無法作有效性接觸測試器之探針，以致影響測試品質。
再者，接合機構以單一流體控制器144連接複數個接合器14A、14B之複數個氣體輸送管路143A、143B，並無法得知何者氣體輸送管路發生異常，不僅無法確保電子元件之測試良率，若逐一檢查複數個氣體輸送管路，亦增加作業不便；若將整個接合機構更換，則勢必增加機構成本。
本發明之目的一，提供一種接合機構，包含至少一接合器及至少一腔壓偵測單元，至少一接合器設有載座及接合具，載座內部之腔室連通一可輸入流體之流體輸送管路，利用腔室之流體壓力能夠驅動接合具沿壓接軸向位移而壓接電子元件；腔壓偵測單元於載座設有至少一相通腔室的檢壓部，檢壓部可供壓力感測器相通於腔室，於接合具未壓接或已壓接電子元件時，壓力感測器經由檢壓部即時檢知腔室內之實際流體壓力，而可迅速排除異常，以確保接合具之下壓力為預設下壓力，進而提高測試品質。
本發明之目的二，提供一種接合機構，其腔壓偵測單元於每一個接合器之載座設有相通腔室的檢壓部，以供對應配置之壓力感測器獨立檢知腔室的實際流體壓力，以利工作人員迅速得知何者接合器發生異常，而可單獨更換異常之流體輸送管路，毋需更換整個接合器，不僅確保電子元件測試良率及提高作業便利性，並有效節省機構成本。
本發明之目的三，提供一種測試裝置，包含至少一測試機構及至少一接合機構，至少一測試機構設有至少一測試器，以供測試電子元件；至少一本發明接合機構包含接合器及腔壓偵測單元，接合器以下壓力供壓接電子元件，腔壓偵測單元以供檢知接合器之實際流體壓力，而可確保接合器之下壓力。
本發明之目的四，提供一種作業機，包含機台、供料裝置、收料裝置、測試裝置、輸送裝置及中央控制裝置，供料裝置配置於機台，並設有至少一供料器，以供容置至少一待測電子元件；收料裝置配置於機台，並設有至少一收料器，以供容置至少一已測電子元件；測試裝置配置於機台，並設有至少一測試機構及至少一接合機構，以供壓測電子元件，並可即時檢知實際流體壓力，而確保下壓力；輸送裝置配置於機台，並設有至少一輸送器，以供輸送電子元件；中央控制裝置以控制及整合各裝置作動而執行自動化作業。
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：
請參閱圖2，本發明接合機構包含至少一接合器及至少一腔壓偵測單元。
至少一接合器包含載座及至少一接合具，載座之內部設有至少一腔室，腔室連通至少一流體輸送管路，以供輸入流體(例如氣體)；更進一步，載座設有至少一具腔室之第一部件211；依作業需求，腔室可為上開口式或下開口式設計，不受限於本實施例；於本實施例，載座包含第一部件211及第二部件212，第一部件211設有下開口式之腔室2111，並設有可輸送流體之輸送流道2112，輸送流道2112之一端連通腔室2111，另一端連通一流體輸送管路22，流體輸送管路22連通一流體供應源(圖未示出)，經由輸送流道2112將可為氣體之流體輸入第一部件211之腔室2111。
承上述，接合機構設有流體控制器23，以供連通至少一流體輸送管路22；於本實施例，流體控制器23連通一流體供應源(圖未示出)，並可控制複數個流體輸送管路22之流體的流量多寡。
第二部件212裝配於第一部件211之下方，並於頂面向下凹設一容室2121，以及於底面向下凸設一壓接部2122，壓接部2122由底面向上開設一貫通至容室2121之穿孔2123，容室2121與穿孔2123間設有一階級面2124。
至少一接合具裝配於載座，而可由載座之腔室2111內的流體壓力能夠驅動沿壓接軸向A位移而以下壓力壓接電子元件；更進一步，至少一接合具設有至少一接合部件，以供壓接電子元件。
依作業需求，載座可供裝配一接合具，而以單一下壓力直接壓接電子元件，或者載座可供配置複數個疊置之接合具，而以疊層增壓之下壓力令位於最下方之接合具壓接電子元件；因此，不受限於本實施例。
依作業需求，接合具可設有至少一拾取部，以供取放電子元件。
於本實施例，至少一接合具包含第一接合具241及第二接合具242 ，第一接合具241配置於第一部件211之腔室2111，並以頂面接觸腔室2111內之氣體，而供可為氣體壓力之流體壓力能夠驅動第一接合具241沿壓接軸向A位移 ，第二接合具242配置於第二部件212之容室2121，並跨置於第二部件212之階級面2124，第二接合具242之頂面疊接於第一接合具241之底面，第二接合具242並朝下凸設有接合部件2421，接合部件2421穿置於第二部件212之穿孔2123，並設有一連接抽氣管路(圖未示出)之拾取部2422，以供取放電子元件，進而相互疊接之第一接合具241及第二接合具242能夠同步沿壓接軸向A位移，令第二接合具242能夠取放電子元件，並以下壓力壓接電子元件，且能夠沿壓接軸向A作浮動位移。
依不同型式電子元件(如凸塊型式電子元件或平面型式電子元件)之作業需求，第二接合具242之接合部件2421可位於第二部件212之穿孔2123內部，或者凸伸出穿孔2123，均可壓接電子元件。
腔壓偵測單元於載座設有至少一相通腔室的檢壓部，以供壓力感測器經由檢壓部即時感測腔室內之實際流體壓力是否符合預設流體壓力，以確保接合具之下壓力；更進一步，檢壓部可為一相通腔室之容置孔，以供容置壓力感測器，並使壓力感測器之感測部件相對於腔室，或者檢壓部為一相通腔室之通孔，通孔之一端相通腔室，另一端相通位於載座外部之壓力感測器，壓力感測器之感測部件相對於腔室。
依作業需求，檢壓部與壓力感測器之間可增設有檢壓管路，以供腔室之流體流入檢壓管路，使壓力感測器感測腔室之實際流體壓力。
於本實施例，腔壓偵測單元包含檢壓部及壓力感測器，檢壓部設於載座之第一部件211，且為通孔2113，通孔2113之一端相通至腔室2111，另一端相通至第一部件211之外部；壓力感測器25具有感測部件251，並以支撐架252裝配於第一部件211之側面，且令感測部件251相對於通孔2113，於第二接合具242呈未壓接狀態或已壓接狀態時，以供偵測由腔室2111流入於通孔2113之流體壓力，而可檢知腔室2111之實際流體壓力是否符合預設流體壓力。
承上述，載座可為固定式配置或可移動式配置，例如載座可裝配於一固定架，例如載座可裝配於移動臂，並由移動臂帶動作至少一方向位移；於本實施例，載座於第一部件211之頂面設置轉接塊213，利用轉接塊213裝配於移動臂26，而可由移動臂26帶動接合器及腔壓偵測單元同步位移作動。
承上述，接合具可配置至少一溫控件(圖未示出)，以供溫控電子元件；更進一步，溫控件可為加熱件或致冷晶片等。
請參閱圖3、4、5，一種測試裝置20包含至少一測試機構及至少一本發明之接合機構，測試機構設有至少一測試器，以供測試電子元件；於本實施例，測試機構設有複數個測試器，各測試器設有電性連接之電路板271及測試座272，測試座272具有探針，以供承置及測試電子元件；本發明之接合機構於移動臂26配置複數個具有第二接合具242之接合器及複數個具有壓力感測器25之腔壓偵測單元，複數個接合器之流體輸送管路22連接於同一個流體控制器23 ，並以複數個拾取部2422吸附待測之電子元件，移動臂26帶動複數個接合器及複數個腔壓偵測單元同步位移至測試機構之上方，令複數個第二接合具242及待測電子元件相對於複數個測試座272。
接合機構之一流體控制器23控制氣體經由複數個流體輸送管路22分別流入複數個接合器之輸送流道2112，各輸送流道2112將氣體輸入載座之第一部件211的腔室2111，由於流體輸送管路22及輸送流道2112於輸送氣體之過程中可能發生破管洩氣或管道損失等情況，為使工作人員可即時檢知接合器之腔室2111的實際流體壓力是否符合預設流體壓力，而可確保第二接合具242以預設下壓力壓接電子元件；當載座之輸送流道2112將氣體輸送至腔室2111，且第二接合具242呈未壓接狀態時，腔壓偵測單元利用腔室2111內之部分氣體流入於通孔2113，使壓力感測器25之感測部件251經由第一部件211之通孔2113而可感測腔室2111內之實際流體壓力，並將感測資料傳輸至一處理器(圖未示出)，由處理器判斷腔室2111之實際流體壓力是否符合預設流體壓力；然在每一個接合器配置有獨立之壓力感測器25的設計下，處理器可依據每一個壓力感測器25所傳輸的感測資料，而迅速得知何者接合器之腔室2111的實際流體壓力異常，並顯示異常訊號，進而即時通知工作人員停機檢查或調整氣體量，以迅速排除異常 ，而確保每一個接合器之第一接合器241及第二接合器242以預設下壓力壓接電子元件。
於接合器之腔室2111的實際流體壓力符合預設流體壓力，移動臂26帶動第一部件211、第二部件212、第一接合具241、第二接合具242、壓力感測器25及待測電子元件同步作Z方向位移，將待測電子元件置入測試座272，並利用腔室2111之流體壓力推動第一接合具241，第一接合具241頂推帶動第二接合具242沿壓接軸向A作Z方向向下位移，令第二接合具242之接合部件2421以預設下壓力壓接測試座272之電子元件，電子元件承受測試座272之探針的反作用力頂推而沿壓接軸向A作向上浮動位移，並頂推帶動第二接合具242及第一接合具241同步作Z方向向上浮動位移，使電子元件之接點確實接觸測試座272之探針 ，達到提高測試品質之實用效益。
依作業需求，本發明接合機構之其他實施例，載座之第一部件可設有上開口式之腔室，腔室之內部配置有膜片，以供連接至少一接合具，另於腔室之上方蓋置一封板，封板可為獨立面板或移動臂之面板，並設有至少一輸送流道，輸送流道之一端連通腔室，另一端連通流體輸送管路，以供輸送流體至腔室，使膜片帶動接合具沿壓接軸向位移而壓接電子元件；腔壓偵測單元於第一部件之腔室內壁面設有為容置孔之檢壓部，以供置入壓力感測器，令壓力感測器之感測部件相對於腔室，使壓力感測器經由檢壓部而可即時感測腔室內之實際流體壓力是否符合預設流體壓力，以確保接合具之下壓力，進而提高測試品質。
請參閱圖2~6，本發明接合機構應用於電子元件作業機，作業機包含機台30、供料裝置40、收料裝置50、測試裝置20、輸送裝置60及中央控制裝置（圖未示出）；供料裝置40裝配於機台30，並設有至少一供料器，以容納至少一待測之電子元件；收料裝置50裝配於機台30，並設有至少一收料器，以容納至少一已測之電子元件；測試裝置20配置於機台30，並設有至少一測試機構及至少一本發明之接合機構，測試機構設有至少一測試器，以供測試電子元件，本發明之接合機構包含至少一接合器及至少一腔壓偵測單元，以供壓接電子元件及檢知接合器之實際流體壓力，於本實施例，測試器設有電性連接之電路板271及測試座272，測試座272具有探針，以供測試電子元件；載座之第一部件211的腔室2111具有氣體，利用氣體之流體壓力驅動第一接合具241及第二接合具242沿壓接軸向A位移，令第二接合具242之接合部件2421壓接測試座272之電子元件執行測試作業，腔壓偵測單元以壓力感測器25之感測部件251相對於通孔2113，而可偵測由腔室2111流入於通孔2113之流體壓力，以檢知腔室2111之實際流體壓力是否符合預設流體壓力；輸送裝置60裝配於機台30，並設有至少一輸送器，以輸送電子元件，於本實施例，輸送裝置60之第一輸送器61於供料裝置40取出待測之電子元件，並移載至第二輸送器62，第二輸送器62載送待測電子元件至測試裝置之測試座272的側方，而供接合機構之拾取部2422取出待測電子元件，並移入測試座272執行測試作業，以及將已測電子元件移載至第三輸送器63載出，第四輸送器64於第三輸送器63取出已測電子元件，並依據測試結果而輸送至收料裝置50之收料器作分類收置；中央控制裝置(圖未示出)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] 11A、11B:測試器 12A、12B:電子元件 13:移動臂 14A、14B:接合器 141A、141B:腔室 142A、142B:膜片 143A、143B:氣體輸送管路 144:流體控制器 145A、145B:接合具 [本發明] 20:測試裝置 211:第一部件 2111:腔室 2112:輸送流道 2113:通孔 212:第二部件 213:轉接塊 2121:容室 2122:壓接部 2123:穿孔 2124:階級面 22:流體輸送管路 23:流體控制器 241:第一接合具 242:第二接合具 2421:接合部件 2422:拾取部 25:壓力感測器 251:感測部件 252:支撐架 26:移動臂 271:電路板 272:測試座 A:壓接軸向 30:機台 40:供料裝置 50:收料裝置 60:輸送裝置 61:第一輸送器 62:第二輸送器 63:第三輸送器 64:第四輸送器
圖1：習知測試裝置之示意圖。 圖2：本發明接合機構之示意圖。 圖3：本發明接合機構應用於測試裝置之示意圖。 圖4：本發明測試裝置之使用示意圖。 圖5：本發明接合機構之使用示意圖。 圖6：本發明測試裝置應用於作業機之示意圖。
20:測試裝置
211:第一部件
2111:腔室
2112:輸送流道
2113:通孔
22:流體輸送管路
23:流體控制器
241:第一接合具
242:第二接合具
25:壓力感測器
26:移動臂
272:測試座

Claims (10)

  1. 一種接合機構，包含：至少一接合器：設有載座及至少一接合具，該載座之內部設有至少一腔室，該腔室連通可輸入流體之流體輸送管路，該腔室之實際流體壓力能夠驅動該接合具沿壓接軸向位移而以下壓力壓接電子元件；至少一腔壓偵測單元：於該載座設有至少一相通該腔室的檢壓部，以供壓力感測器經由該檢壓部即時感測該腔室內之該實際流體壓力是否符合預設流體壓力，以確保該接合具之該下壓力。
  2. 如請求項1所述之接合機構，其該載座設有至少一具該腔室之第一部件，以供裝配至少一該接合具。
  3. 如請求項2所述之接合機構，其該第一部件之該腔室連通該流體輸送管路，該載座更設有第二部件，該第二部件裝配於該第一部件之下方，並於內部設有容室，至少一該接合具包含第一接合具及第二接合具，該第一接合具配置於該腔室，並由該實際流體壓力能夠驅動沿該壓接軸向位移，該第二接合具配置該容室，並疊接於該第一接合具之下方，以供壓接電子元件。
  4. 如請求項1所述之接合機構，其該載座之該腔室配置膜片，該膜片連結該接合具。
  5. 如請求項1所述之接合機構，其該腔壓偵測單元之該檢壓部為一相通該腔室之通孔，該通孔之一端相通該腔室，另一端相通位於該載座外部之該壓力感測器。
  6. 如請求項5所述之接合機構，其該檢壓部與該壓力感測器之間設有檢壓管路。
  7. 如請求項1所述之接合機構，其該腔壓偵測單元之該檢壓部為 一相通該腔室之容置孔，以供容置該壓力感測器。
  8. 如請求項1所述之接合機構，更包含流體控制器，以供連通至少一該流體輸送管路。
  9. 一種測試裝置，包含：至少一測試機構：設有至少一測試器，以供測試電子元件；至少一如請求項1至8中任一項所述之接合機構：以供接合器以下壓力壓接該測試器之電子元件，並檢知該接合器之實際流體壓力，而確保該接合器之該下壓力。
  10. 一種作業機，包含：機台；供料裝置：配置於該機台，並設有至少一供料器，以供容置至少一待測電子元件；收料裝置：配置於該機台，並設有至少一收料器，以供容置至少一已測電子元件；至少一如請求項9所述之測試裝置：配置於該機台；輸送裝置：配置於該機台，並設有至少一輸送器，以供輸送電子元件；中央控制裝置：以控制及整合各裝置作動而執行自動化作業。
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