专利名称：振动归位梭车及具有该梭车的半导体元件检测机台的制作方法
振动归位梭车及具有该梭车的半导体元件检测机台
技术领域：
本发明是关于ー种梭车及具有该梭车的检测机台，尤其是一种振动归位梭车及具有该振动归位梭车的半导体元件检测机台。
背景技木目前测试半导体元件的方法，主要可以分为虚拟测试与实境测试，其中虚拟测试是指针对各IC的不同特性、根据预定的电路设计撰写出特定的测试软件，藉以确认例如脚位间是否非预期地短路或断路、以及是否符合预定的逻辑关系；实境测试则是藉由已经具有完整功效的公板，仅将待测IC位置留白，将每个待测IC轮流补入该空白位置，测试此时公板是否能正常运作，从而确认此待测IC的功能正常，并依测试结果作为分类的依据。当要测试不同IC时，仅需替换不同公板及测试的软件即可。
为提升效率，目前测试机台输送及量测待测半导体元件过程均已采用自动化测试，如图I所示，在入料区叠放有多组入料匣4，每一入料匣4中放置有多颗待测半导体元件51。开始测试时，先将最下方的入料匣4向图式下方移出约一行的间距，并由ー个入料臂31将此入料匣4第一行内的待测半导体元件51移载至横向移动的入料梭车33上，入料梭车33随即右移至测试臂组件221可汲取的位置，再由测试臂组件221将待测半导体元件51移载于测试座21进行测试，测试完成后，测试臂组件221将已测半导体元件52送至图式上方的出料梭车34上，出料梭车34随即右移至出料臂32可汲取的位置，并由出料臂32依测试的数据资料做为已测半导体元件52的分类依据，分别移载至图式右下方诸多分类料匣中的对应分类料匣中。一井參考图2及图3所示，然而，当入料臂31将待测半导体元件51移载至横向移动的入料梭车33上，以及测试臂组件221将已测的半导体元件52送至出料梭车34上时，若半导体元件未被平整放置，造成如图2所示的歪斜，半导体元件摆放超出梭车上预设的承载座位置，此时没有即时修正，则在测试臂组件221或出料臂32下压汲取吋，极可能造成如图3所示，破坏该半导体元件的不良后果。如此，不仅需立即停机而以人力排除受压损坏的废品，因而无谓延缓自动化的产出效能，甚至可能更进ー步影响机械臂的定位精度，导致整个机台必须重新校准或甚至维修。为避免上述情况发生，申请人原本规划的安全机制是一旦发现半导体元件置放不平整，就会直接停机警示，让操作人员人力排除不平整元件，再重新启动机台进行检测；但是，对于机台的产出效率无疑仍有延宕。因此,若能提供ー种振动归位梭车,一旦察觉有半导体兀件未被稳妥地放在承载座中，即可透过沿水平方向的振动，使该元件受振动而些许位移，直到其被导正归位，机台才进行后续动作。如此，提高半导体元件被确实安放的机率，也大幅降低机台非预期地停机与损坏的风险，达到提高半导体元件产出效率与良率，且降低机台停机排除废品、以及被迫维修保养的发生机会，达到有效降低成本的目的。
发明内容本发明之一目的在于提供ー种具有振动单元、并提供梭车的承载座沿置放平面方向振动的振动归位梭车。本发明的另ー目的在于提供一种可自动将歪斜摆放至梭车承载座的半导体元件利用振动使其归位的振动归位梭车。本发明的再一目的在于提供一种可自动化导正被歪斜放置于承载座的半导体元件的具有振动归位梭车的半导体元件检测机台。
本发明的又一目的在于提供ー种意外停机的机率可被大幅降低，使产出效率提升的具有振动归位梭车的半导体元件检测机台。依照本发明掲示的一种半导体元件的振动归位梭车，是供承载多个待测或已测半导体元件,其中该振动归位梭车包括ー个形成有至少ー个供ー个前述半导体元件沿ー个置放平面置入的承载座的本体；及一个使该至少ー个承载座沿该置放平面方向振动的振动单元,该振动单元包括至少ー个振荡子。而且，依照本发明掲示的ー种具有振动归位梭车的半导体元件检测机台，供检测多个半导体元件，该检测机台包括一个基座；ー个形成于该基座、供置放至少ー个形成有供承载多个待测半导体元件的入料盘的入料区；ー个形成于该基座、供置放多个形成有供承载多个完测半导体元件的出料盘的出料区；ー组具有至少ー个测试座、并设置于该基座上的检测装置；至少ー个对应前述至少ー个测试座、并供携帯前述待测半导体元件至该检测装置及携出来自该检测装置的完测半导体元件的振动归位梭车，包括ー个形成有至少ー个供ー个前述半导体元件沿一个置放平面置入的承载座的本体；及一个使该至少ー个承载座沿该置放平面方向振动的振动单元，该振动単元包括至少ー个振荡子；且该检测机台还包括一组在该入料区、前述至少ー个振动归位梭车、及该出料区间搬移前述半导体元件的移载装置；及一个供驱动该振动单元振动的控制装置。由于本案所掲示具有振动归位梭车的半导体元件检测机台，在对应振动归位梭车处可设置水平检测装置，无论是待测或完测的半导体元件，若是被歪斜放置于承载座时，将驱动振动单元沿着一个大致水平的置放平面振动，使得歪斜的元件相对梭车小幅移动，直到正确回到承载座中。因此，无论是在入料检测过程或出料分类过程，入料臂或测试臂在置放时略有偏差，机台仍可自动将大部分歪斜的半导体元件摆正，因此机台可以顺畅地进行自动化检测，无须动辄停机；测试臂或出料臂在后续流程中，更不致轻易撞及歪斜摆放的半导体元件，从而导致元件损坏或机械臂偏移；产出效率与良率因而提升，并达成所有上述目的。
图I是公知半导体元件检测机台的示意图；图2是图I半导体元件未摆放正确的立体示意图；图3是图I半导体元件未摆放正确而进行汲取时导致破片的立体示意图；图4是本案第一较佳实施例具有振动归位梭车的半导体元件检测机台的俯视图；图5是图4检测机台的侧视图；图6是图4检测机台的装置操控的方块示意图7是图4振动归位梭车的立体图；图8是图7振动归位梭车的立体分解图；图9是图7振动归位梭车的控制电路图；图10是图5检测机台的水平检测装置的立体示意图；图11至图13是本例具有振动归位梭车的半导体元件检测机台的梭车、入料臂、出料臂及测试臂的操作步骤的上视图；图14至图15是本案第二较佳实施例具有振动归位梭车的半导体元件检测机台，是由两组梭车及两组测试臂高度同步化进行移载作业的操作步骤的上视图；图16是本案第三较佳实施例具有振动归位梭车的半导体元件检测机台；图17是图16的振动归位梭车、且梭车具有单ー承载座的立体图；图18是图16的振动归位梭车内部的剖视图,是说明振动单元以齿轮组件示意。主要元件符号说明I ’基座2’、2”，入料区21’入料盘22，、22”入料臂221测试臂组件3’、3”，出料区31入料臂31’分类料盘34出料梭车32、32，、32”出料臂33入料梭车4入料匣4’检测装置21、41’、41”测试座42’、42”测试臂220，、320，、420，吸嘴422’温度调节件43’处理分类装置51、51’、51”待测半导体元件52、52’、52”已测半导体元件6’移载装置V控制装置8’、8广、82 ”、8”’ 振动归位梭车81’本体80，、SO1 ”、802 ”、80 ”’ 承载座 811’上半部件812’下半部件
813，、813”， 容室814’承载部814”，内齿轮815”，太阳齿轮82’、82”’振动单元821，、821，”振荡子8211’偏心轮8212，转轴8213”，行星齿轮8210’枢接孔9’、9”’水平检测装置91’、91”，光学收发单元911’发光二极管911”’激光二极管912’光纤913’、912”’光学接收器
具体实施方式有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。请ー并參考图4、图5及图6所示，为本案具有振动归位梭车及振动归位梭车的半导体元件检测机台的第一较佳实施例，包括基座I’、入料区2’、出料区3’、检测装置4’、振动归位梭车8’、移载装置6’、控制装置7’及水平检测装置9’。基座I’上形成有供摆放料匣的入料区2’及出料区3’，其中入料区2’处的料匣内，预先承载放置有数个待测半导体元件51’，而出料区3’则是分别供置放数个料匣，每个料匣分别对应承载具有某特定电气性质、且被测试分类完毕的半导体元件，为便于说明，在此定义位于入料区2’的料匣为入料盘21’，且在本例中，入料盘21’是以堆叠方式置放于入料区2’，而位于出料区3’的多个料匣为分类料盘31’。一井參考图5所示，设置在基座I’上的检测装置4’在本例中包括ー个处理分类装置43’、四个测试座41’及一个附有吸嘴420’及温度调节件422’的测试臂42’，藉由吸嘴420’施加负压吸引/释放负压方式汲取/释放待测半导体元件51’，温度调节件422’则可依照需求进行温度调节，尤其在进行半导体元件测试时，保持待测半导体元件51’处于ー个预定温度，以测试出半导体元件在模拟出的高温环境或是低温环境状态下是否还能正常运作。测试臂42’可将吸嘴420’所汲取的半导体元件移入测试座41’或反向移出，而测式结果会传至处理分类装置43’作为分类的依据。虽然在本例中使用吸嘴以负压/释放负压方式汲取半导体元件，但熟悉本技术者亦可使用例如夹持等方式进行移载，皆无碍于本案的实施。移载装置6’在本例中包括一个设于基座I’的入料区2’位置的入料臂22’，以及一个设于基座I’的出料区3’位置的出料臂32’，其中，入料臂22’及出料臂32’分别例释为具有ー组吸引/释放半导体元件的吸嘴220’、320’，并于基座I’的入料区2’及出料区3’之间设置一个贯穿的振动归位梭车8’，且振动归位梭车8’所经过之处正好能交会到测试臂42’从振动归位梭车8，汲取、或释放半导体元件的交換位置，使振动归位梭车8，位于交換位置时可对应到测试座41’。因此，本例中的振动归位梭车8’在机台上的移动途径是贯穿上述入料区、交換位置、及出料区并往返移动。參阅图7及图8所示,本例的振动归位梭车8’包括ー个本体81’，本体81’中形成有四个凹陷的承载座80’，为便于说明，在此定义承载座底部大致水平的方向为置放平面，以供半导体元件置入，而本体81’则是由ー个上半部件811’及ー个下半部件812’所组成，并且在上半部件811’及下半部件812’间形成有一个容室813’，容室813’内则设有ー个振动单元82’，本例中，振动单元82’包括对应于每ー承载座80’位置分别设置的一个振荡子821，。本例的振荡子821’包括ー个偏心轮8211’及一个转轴8212’，偏心轮8211’中形 成有一个偏离重心位置的枢接孔8210’，并由转轴8212’穿过，而转轴8212’的两端分别设于上半部件811’及下半部件812’，且每ー个振荡子821’分别对应一个承载座80’的承载部814’，使得偏心轮8211’会以承载部814’为枢轴旋转，故当任一振荡子821’被驱动吋，均会偏心旋转而使得对应的承载座80’沿着置放平面方向振动，并且，由于检测不同的半导体元件时，会因为不同的半导体元件会有不同的大小及重量，因此，振动单元82’的振动幅度也因该有所区別，请ー并參考图9，是控制振动单元82’振动幅度的控制电路，透过可调式电阻VRl VR4调整输出的功率，即可使得振动单元82’振动幅度受到调整。一井參考图4、图5及图10所示，本例的水平检测装置9’是设置于基座I’的测试臂42’从振动归位梭车8，汲取、或释放半导体元件的交換位置上，而水平检测装置9’包括有四个光学收发单元91’，分别对应前振动归位梭车8’的承载座80’，且本例的光学收发单元91’包括发光二极管911’、光纤912’及光学接收器913’，先由光纤912’将发光二极管911’所发的光往大致垂直朝向对应承载座80’置放平面方向导引，使其照向承载座所承载的半导体元件，再将反射光由光纤912’反向传输并导引至对应的光学接收器913’，并由水平检测装置9’将检测讯息传至控制装置V。在进行移载测试作业时，一井參考图6及图11至13所示，首先由入料臂22’从入料盘21’中透过吸嘴220’汲取待测半导体元件51’，移载并放置到位于入料区2’的振动归位梭车8’的承载座80’上，随后如图11所示，当振动归位梭车8，受驱动右移，使承载座80’对应移至交換位置，此时水平检测装置9’会检测待测半导体元件51’是否有歪斜，如果待测或已测半导体元件51’、52’有歪斜情况发生时，则射出的光不会被反射回原来的出光位置，光学接收器913’没有接收到足够的反射光，即可由控制装置V判定待测或已测半导体元件51’、52’放置时产生歪斜，就此驱动振动单元振动归位梭车8’，并带动承载座80’沿着置放平面方向振动，使得歪斜的待测半导体元件51’回归到承载座80’正确的放置位置。振动完后，再次由水平检测装置9’进行检测，直到待测半导体元件51’已正确无误地回归到承载座80’，才交由对应于交換位置的测试臂42’将承载座80’上所承载的待测半导体元件51’由吸嘴420’汲取，再如图12所示，当待测半导体元件51’被移载至测试座41’的测试位置后，测试臂42’将下降，使得被吸嘴420’汲取的待测半导体元件51’被压制在测试座41’上进行测试，并同时模拟特定环境，由温度调节件422’调整施加预定温度至待测半导体元件51’，并将测试结果传输至处理分类装置43’，接着再由测试臂42’将已测半导体元件52’移回至交換位置并释放，使已测半导体元件52’落在承载座80’，并且再由水平检测装置9’进行检测已测半导体元件52’是否有摆放歪斜。最后如图13所示，振动归位梭车8’受驱动右移至出料区3’，并提供至出料臂32’已经依照处理分类装置43’的指令，将所汲取的已测半导体元件释放至对应的分类料匣31，中。当然，如熟于此技术领域者所能轻易理解，虽然在本例中是使用发光二极管做为光源，但熟悉本技术者亦可使用例如激光二极管做为光源，皆无碍于本案的实施。另ー方面为提升整体产出效率，更可如本案第二较佳实施例，ー并參考如图14及图15所示，以两组振动归位梭车S1 ”、82”进行半导体元件的测试作业的移载，当入料臂22”将待测的半导体元件51”移载至振动归位梭车8广的承载座80广吋，已承载待测的半导体元件51”的振动归位梭车82”则已经先出发并移动至对应测试座41”的交換位置，由测试臂42”进行移载测 试后，再将已测半导体元件52”移载回振动归位梭车82”的承载座802”。并如图15所示，振动归位梭车S2”移动至出料区由出料臂32”汲取已测半导体元件52”时，振动归位梭车8广则移动至对应测试座41”的交換位置同样由测试臂42”进行移载测试，此种设计让贯穿输送梭车ー举统合入料与出料的同步协调运作，使入、出料动作可以被高度同步化，移载作业与测试作业效率从而提升，机台的竞争カ与市场接受度藉此提高，达成本发明所有上述目的。本案具有振动归位梭车及具有该梭车的半导体元件检测机台的第三较佳实施例，如图16、图17及图18所示，在本例中，振动归位梭车8”’是ー个具有单ー承载座80”’，并于振动归位梭车8”’的容室813”’的壁面向内形成有内齿轮814”’，并于容室813”’内中心位置设有ー个可转动的太阳齿轮815”’，且本例的振荡子821”’是ー个具有相当重量的行星齿轮8213”’，藉由同时接触太阳齿轮815”’及内齿轮814”’，当太阳齿轮815”’受驱动而转动时，行星齿轮8213”’亦会连带转动，并且会受到内齿轮814”’的牵制而绕着太阳齿轮815”’于容室813”’内公转与自转，行星齿轮8213”’就此影响整个梭车，使得振动单元82”’被驱动而振动时，承载座80”’同样会沿着置放平面方向振动。而本例的水平检测装置9”’的光学收发单元91”’则是例示为激光二极管911”’及光学接收器912”’所组成，并设于振动归位梭车8”’的移动路径位于入料区2”’与交換位置、以及交換位置与出料区3”’之间，由激光二极管911”’发射ー个可平行承载座80”’置放平面的光，并由设于相对侧面的光学接收器912”’接收激光二极管911”’所发的光束，使得振动归位梭车8”’移动经过光学收发单元91”’时，若半导体元件摆放歪斜时，激光二极管911”’所发的光束便会受到了阻绝，光学接收器912”’无法接收到光束，即可判定半导体元件摆放已歪斜，需进行归位程序。经由上述结构设计，在进行半导体元件的移载及检测作业时，不仅可以水平检测装置检测摆放至振动归位梭车的承载座是否有歪斜，即使有歪斜情况发生，亦可透过振动单元产生一个沿承载座置放平面方向的振动，使得下压汲取半导体元件时，不会对半导体元件造成压迫损坏，因此亦不需经常性地暂停作业处理被破坏的半导体元件以及维修因此造成损坏的机台，令自动化检测流程无碍，而且若能透过两组梭车完整肩负入料与出料使命，也使得各工作岗位的部件具有高度协调性，可有效率地同步进行半导体元件移载、测试、与分类，提升检测效率与产出效率的目的。以上所述仅本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书范围及说明书内容所作简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵 盖的范围内。
权利要求
1.ー种振动归位梭车，是供承载多个待测或已测半导体元件，其中该振动归位梭车包括 ー个形成有至少ー个供ー个前述半导体元件沿一个置放平面置入的承载座的本体；及一个使该至少ー个承载座沿该置放平面方向振动的振动单元，该振动単元包括至少ー个振荡子。
2.如权利要求I所述的振动归位梭车,其中该本体包括ー个上半部件、及一个与该上半部件共同形成有一个容纳该振动単元的容室的下半部件。
3.如权利要求2所述的振动归位梭车，其中前述振荡子分别包括 ー个形成有一个偏离重心位置的枢接孔的偏心轮；及 一个两端分别设置于该上半部件及该下半部件、且穿经该枢接孔的转轴。
4.如权利要求2所述的振动归位梭车，其中该容室壁面向内形成有内齿轮，该振动单元更包括一个位于该容室中心的太阳齿轮，且该振荡子是一个同时接触该太阳齿轮及该内齿轮的行星齿轮。
5.如权利要求2、3或4所述的振动归位梭车，其中前述振荡子是ー对一地对应于前述承载座设置；以及每一前述承载座分别具有一个连接该对应振荡子的承载部。
6.ー种具有振动归位梭车的半导体元件检测机台，供检测数个半导体元件，该检测机台包括 一个基座； ー个形成于该基座、供置放至少ー个形成有供承载数个待测半导体元件的入料盘的入料区； ー个形成于该基座、供置放数个形成有供承载数个已测半导体元件的出料盘的出料区； ー组具有至少ー个测试座、并设置于该基座上的检测装置； 至少ー个对应前述至少ー个测试座、并供携帯前述待测半导体元件至该检测装置及携出来自该检测装置的已测半导体元件的振动归位梭车，包括 ー个形成有至少ー个供ー个前述半导体元件沿一个置放平面置入的承载座的本体；及一个使该至少ー个承载座沿该置放平面方向振动的振动单元，该振动単元包括至少ー个振荡子； 一组在该入料区、前述至少ー个振动归位梭车、及该出料区间搬移前述半导体元件的移载装置；及 ー个供驱动该振动单元振动的控制装置。
7.如权利要求6所述的检测机台，其中该检测装置包括多个测试座，及分别对应前述测试座并供在该测试座与前述振动归位梭车间搬移待测与已测半导体元件的多个测试臂；以及该检测机台更包括多个分别对应前述测试座的振动归位梭车。
8.如权利要求6或7所述的检测机台，更包括一组供检测前述至少ー个振动归位梭车的水平检测装置，该水平检测装置包括多个分别对应前述振动归位梭车各承载座的光学收发单元。
9.如权利要求8所述的检测机台，其中前述光学收发单元分别包括 一个发光/激光二极管；一根将该发光/激光二极管所发光以大致垂直该置放平面方向导引至该对应承载座、并供将该对应承载座中容纳的待测半导体元件反射光反向传输的光纤；及一个对应该光纤的光学接收器。
10.如权利要求8所述的检测机台，其中前述光学收发单元分别包括 ー个以光发射方向平行该置放平面设置于该机台的激光二极管；及ー个与该激光二极管位于该对应承载座的相对侧面，供接收该激光二极管所发光束的光学接收器。
全文摘要
一种具有振动归位梭车的半导体元件检测机台，该梭车具有一本体及一振动单元，其中本体上形成有供承载半导体元件的承载座，当入料臂将待测半导体元件移至承载座，梭车便移至使承载座对应于交换位置，供测试臂将待测元件移至测试座进行测试，然后由测试臂将已测半导体元件移回承载座，梭车再移至出料臂可汲取的位置，供取出已测元件进行分类。其中，当半导体元件相对承载座歪斜时，可透过振动单元使承载座沿置放平面方向振动，令半导体元件受到振动而正确归位落入承载座中，大幅减低被迫停机与损坏受测元件的风险。
文档编号G01R31/02GK102645558SQ201110210510
公开日2012年8月22日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年2月18日
发明者刘盈成, 欧阳勤一, 谢一志 申请人:致茂电子股份有限公司