用於承載託盤的浮動定位裝置的製作方法

2024-04-06 01:29:05

本發明涉及一種用於半導體元件測試的定位裝置，特別涉及一種承載託盤(tray)的浮動定位裝置。

背景技術：

一般來說，在製造與測試操作期間，晶片封裝體會被放置在承載裝置中，藉此搬運及處理晶片封裝體。承載裝置可以承託晶片封裝體，並且避免晶片封裝體受到損傷。

晶片封裝體或其他電子元件於製造完成後通常需要經過測試，才能確定其是否能夠達到預設的功能，並由此挑出損壞的產品。在測試時，通常是將整批的電子元件放置於測試機臺(tester)的託盤中，由測試機臺上的取放裝置(handler)將一個一個電子元件取放運送至測試區，再由測試區的取放裝置(如吸嘴)將電子元件吸起，然後再將吸起的電子元件移到測試機臺後，以一下壓動作來將電子元件中具有多電極接點(pads)的表面與測試頭中的測試端子(pogo pins)接觸，以便進行電子元件的測試。在測試完成後，將電子元件運回託盤區，再依測試結果將電子元件放入合格託盤或不合格的託盤中。

然而，在上述測試流程中，置於託盤的電子元件需透過取放 裝置一個一個運送以與測試端子接觸，且測試後需再透過取放裝置將電子元件放入合格託盤或不合格的託盤中，如此需耗費繁雜的步驟且效率不彰。

因此，為了提升測試效率，目前急需一種可一次對置於託盤上的多個電子元件進行測試的用於承載託盤的浮動定位裝置，無須取放裝置一個一個的搬運流程，以解決上述問題。

技術實現要素：

有鑑於此，為了提升測試效率，本發明的目的在於提供一種用於承載託盤的浮動定位裝置，其透過可浮動的頂柱來定位整個託盤，使得在託盤上的多個電子元件可一次與測試頭的多個測試端子接觸，而一次完成整個託盤上的所述多個電子元件的測試，省去由取放裝置一個一個取出電子元件的搬運流程，進而大幅提高測試的效率。

為達成上述目的，本發明提供的用於承載託盤的浮動定位裝置包括基座、承載板、夾持機構以及多個頂柱。所述承載板設置於所述基座上，所述承載板具有承載面及底面，用於承載託盤於所述承載面上。所述夾持機構設置於所述承載板的四周，用於將所述託盤固定於所述承載板上。所述多個頂柱固定於所述基座上，用於提供頂起所述承載板的力，所述承載板可移動地設置於所述多個頂柱上，每一頂柱內具有一彈簧以及連接所述彈簧一端的承座，所述承座上設有一球體，所述承載板的所述底面上具有對應所述球體的錐狀凹面與所述球體接合，使得所述承載板可在所述多個頂柱上移動及/或轉動。

在一優選實施例中，所述錐狀凹面定義出一椎角，所述椎角介於90度至150度。

在一優選實施例中，所述承載板的所述底面具有對應所述多個頂柱的多個接觸部，所述接觸部的一端形成所述錐狀凹面，且所述承載板的所述底面具多個凹槽，所述多個接觸部嵌入所述多個凹槽。

在一優選實施例中，每一頂柱包括一殼體，所述殼體的一端具有一開口，所述彈簧位於所述殼體內，所述承座連接所述彈簧一端並可在所述開口處上下移動。在此優選實施例中，每一頂柱還包括一導銷，以及所述殼體上對應的導槽，所述導銷貫穿所述承座，並且所述導銷被限制於在所述導槽內移動。

在一優選實施例的浮動定位裝置中，進一步包括多個固定柱，所述多個固定柱設置於所述基座及所述承載板之間，所述承載板具有對應所述多個固定柱的多個通孔，每一固定柱具有對應所述通孔的螺孔以及穿過所述通孔鎖合於所述螺孔的螺絲，其中所述通孔大於所述螺絲的螺身，使得所述承載板可在所述多個固定柱及所述多個頂柱上局部水平移動(XY)及/或轉動(θ)。

在此優選實施例中，所述螺絲的頭部大於所述通孔，且所述承載板的所述承載面上開設有連通所述多個通孔的多個凹穴，所述多個凹穴大於所述多個通孔，用於容納所述螺絲的頭部。

在此優選實施例中，每一凹穴的一底壁上設有一滑動裝置，所述滑動裝置夾設於所述底壁及所述螺絲的頭部之間。

在此優選實施例中，所述滑動裝置包括滾珠、滾針、塑膠墊 片或上述組合之一。

在一優選實施例中，所述承載板上具有垂直所述承載面的至少一定位銷。

相較於現有技術，本發明的用於承載託盤的浮動定位裝置，其透過可浮動的頂柱來浮動調整整個託盤的位置，當託盤上電子元件的電極接點與測試頭確實對接的位置與預設位置稍有偏移時，承載板可移動及/或轉動到正確位置，也就是此時球體偏離錐狀凹面的最深處，而使得在託盤上的多個電子元件可準確與測試頭的多個測試端子接觸，而一次完成整個託盤上的所述多個電子元件的測試。由上可知，本發明的用於承載託盤的浮動定位裝置省去由取放裝置一個一個取出電子元件的搬運流程，進而大幅提高測試的效率。

為讓本發明的上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，配合所附圖式，作詳細說明如下：

【附圖說明】

圖1為本發明的一優選實施例的浮動定位託盤與測試頭結合的作動示意圖。

圖2為本發明的一優選實施例的浮動定位裝置及所述託盤的爆炸立體示意圖。

圖3為圖2的浮動定位裝置的沿AA』線段的結合後的剖面示意圖。

圖4為本實施例的頂柱的剖面立體圖。

圖5為圖2的浮動定位裝置20的沿BB』線段的結合後的剖面示意圖。

【具體實施方式】

本發明的數個優選實施例藉助所附圖式與下面的說明作詳細描述，在不同的圖式中，相同的元件符號表示相同或相似的元件。平頭螺絲

請參照圖1及圖2，圖1為本發明的一優選實施例的浮動定位託盤與測試頭結合的作動示意圖，圖2為本發明的一優選實施例的浮動定位裝置及所述託盤的爆炸立體示意圖。需注意的是，上述圖式僅為說明用途，其並未以實際比例繪製。

如圖1所示，本實施例的浮動定位裝置20是用於承載託盤10，以將託盤10內的多個電子元件12(僅繪示一個作代表，且其的電極接點13朝上)朝上(如圖1的虛線箭頭所示)移動與測試頭30中的測試端子32接觸，而一次完成整個託盤10上的所述多個電子元件的測試。值得一提的是，測試頭30中的測試端子32的數量對應所述多個電子元件12的電極接點13的數量，以同時進行電性測試。

如圖2所示，本實施例的用於承載託盤10的浮動定位裝置20包括一基座220、一承載板240、一夾持機構250、多個頂柱260以及多個固定柱280。基座220可連接一移動機構(圖未示)，而可帶動承載板240及其上的託盤10往上移動。所述移動機構可為本領域技術人員熟知的電力，油壓或氣壓等所驅動，在此不予以贅述。

如圖2所示，承載板240設置於所述基座240上，所述承載板240具有一承載面242及一底面244，所述承載板240用於承載託盤10於所述承載面244上。夾持機構250設置於基座220上且位於承載板240的四周，當託盤10置於承載面244後，夾持機構250用於將所述託盤10夾持以固定於所述承載板240上。同樣地，所述夾持機構250可為本領域技術人員熟知的電力，油壓或氣壓等所驅動，在此不予以贅述，且其具體結構並不限於圖式所示。

請一併參照圖2及圖3，圖3為圖2的浮動定位裝置20的沿AA』線段的結合後的剖面示意圖。本實施例的頂柱260具有八個，幾何均勻分布於基座220的四周。然而，本發明並不限制頂柱260的數量。所述多個頂柱260固定於所述基座220上，所述多個頂柱260用於提供頂起所述承載板240的力，所述承載板240可移動地設置於所述多個頂柱260上。

詳細而言，請一併參照圖4，圖4為本實施例的頂柱260的剖面立體圖。每一頂柱260內具有彈簧262以及連接所述彈簧262一端的承座264，所述承座264上設有一球體266，其中所述球體266優選為鋼珠。如圖3所示，承載板240的所述底面244上具有對應所述球體266的錐狀凹面245與所述球體266接合，使得所述承載板240可在所述多個頂柱260上小範圍地移動及/或轉動。也就是說，承載板240僅能在球體266不離開錐狀凹面245的範圍內浮動，其中限制承載板240移動範圍的方式將詳敘於後。

如圖3所示，根據承載板240的移動範圍，所述錐狀凹面245可定義出一椎角所述椎角介於90度至150度，其中椎角越大，球體266對承載板240施加的水平分力就越小，椎角越小，球體266對承載板240施加的水平分力就越大。

一併參照圖3及圖4，在此實施例中，所述承載板240的底面244具有對應所述多個頂柱260的多個接觸部248，所述接觸部248的一端形成所述錐狀凹面245，且所述承載板240的底面244具多個凹槽247，所述多個接觸部248嵌入所述多個凹槽247。然而，在其他實施例中，錐狀凹面245可直接形成在底面244上。

如圖4所示，每一頂柱260還包括殼體261，所述殼體261的一端具有開口263，彈簧262位於所述殼體261內，承座264連接彈簧262一端並可在所述開口263處上下移動。詳細而言，當承載板240(即接觸部248)需要偏移以準確對接時，則啟動浮動機制，球體266會離開錐狀凹面245最深處，此時會將承座264往下壓，完成浮動定位。當測試完成後，接著彈簧262會施力將球體266頂上去，使得球體266回到錐狀凹面245最深處，同時將承載板240(即接觸部248)拉回初始位置。在此優選實施例中，每一頂柱260還包括導銷268，以及殼體261上對應的導槽269。所述導銷268貫穿所述承座264，並且導銷268被限制於在所述導槽269內移動，而限制承座264下降的距離，減少球體266完全脫離錐狀凹面245的可能性。

請參照圖2及圖5，圖5為圖2的浮動定位裝置20的沿BB』線段的結合後的剖面示意圖。除了上述導銷268及導槽269的限 位機構外，還可透過固定柱280來限制承載板240的移動範圍。如圖5所示，所述多個固定柱280設置於所述基座220及所述承載板240之間，本實施例的固定柱280具有四個，然而本發明並不限制固定柱280的數量。承載板240具有對應所述多個固定柱280的多個通孔252，每一固定柱280具有對應所述通孔252的螺孔253以及穿過所述通孔252鎖合於所述螺孔253的螺絲251。螺絲251並未將承載板240鎖固於固定柱280的頂端，而是抵抗頂住260往上的推力將承載板240稍微下壓，而將其鎖固於距離基座220一預定高度H。進一步而言，承載板240與固定柱280的頂端存在一間隙230，所述間隙230優選介於1毫米至4毫米之間。當託盤10上的電子元件在與測試端子接觸時，間隙230可提供承載板240於Z方向的浮動空間，並限制下壓的距離小於等於間隙230。

另外，所述通孔252大於螺絲251的螺身255，使得承載板240可在所述多個固定柱280及所述多個頂柱260上局部水平移動(XY)及/或轉動(θ)，而XY方向(平行承載面242)上的最大移動範圍限制於所述多個通孔252內，而不會有脫離的虞。由上可知，本實施例的浮動定位裝置20具備X、Y、Z及θ四個自由度，所述多個自由度的限制範圍是由固定柱280決定。

此外，為了限制承載板240朝Z方向的移動範圍，螺絲251的頭部257大於所述通孔252，且所述承載板240的所述承載面242上開設有連通所述多個通孔252的多個凹穴258，所述多個凹穴258大於所述多個通孔252，凹穴258用於容納螺絲251的 頭部257，以免突出於承載面242。據此，為了使承載面242平坦，凹穴258上還設有蓋子259，以防止託盤10上的電子元件在與測試端子接觸時因應力而彎曲造成接觸不良。

值得一提的是，本實施例的螺絲251優選為平頭螺絲，每一凹穴258的底壁272上設有一滑動裝置270，所述滑動裝置270夾設於底壁272及螺絲251的頭部257之間，用於減少底壁272與頭部257之間的磨擦力，使得承載板240水平移動順利。詳細來說，所述滑動裝置270可包括滾珠274、滾針、塑膠墊片276或上述組合之一。在此實施例中，滑動裝置270即滾珠274與塑膠墊片276的組合，然而，其他降低摩擦力的機構亦在本發明範圍中。

需注意的是，請再參照圖1及圖2，所述承載板240上具有垂直所述承載面242的至少一定位銷243，本實施例中，定位銷243位於承載面242的對角兩處。當浮動定位裝置20將託盤10內的電子元件12朝上移動時，定位銷243會先插入測試頭30的導引孔34以先進行託盤10的粗定位，接著若對不準時，再透過頂柱260的浮動機制使託盤10移動到確實對接的位置，以準確完成測試。

綜上所述，本發明的用於承載託盤10的浮動定位裝置20透過可浮動的頂柱260來浮動調整整個託盤10的位置，當託盤10上電子元件12的電極接點13與測試端子32確實對接的位置與預設位置稍有偏移時，承載板240可透過浮動機制移動及/或轉動到正確位置，也就是此時球體266偏離錐狀凹面245的最深處， 而使得在託盤10上的多個電子元件12可準確與測試頭30的多個測試端子32接觸，而一次完成整個託盤10上的所述多個電子元件12的測試。由上可知，本發明的浮動定位裝置20省去由取放裝置一個一個取出電子元件12的搬運流程，進而大幅提高測試的效率。

雖然本發明已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例幷非用以限制本發明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。