模块化压接装置及具备该装置的电子元件检测设备的制作方法

本发明关于一种可产生差异下压力的模块化压接装置，尤指一种适用于压接电子元件于检测治具上，俾利进行电子元件良窳的检测。

背景技术：

传统的电子元件测试设备的压接装置，是采用升降臂直接下压的方式，然而将电子元件置入测试座内而升降臂再度下压时，会有下压力突波的产生。所谓下压力突波即瞬间突升又陡降下压力，而此一下压力突波往往会超过额定下压力2～3倍，其施予待测电子元件上。

然而，如此高的瞬间下压力，对于精密型的芯片而言是相当大的挑战，除了有可能会造成直接碎裂外；更令人担心的是，形成由外观或肉眼无法直接观测的潜在裂痕，而当终端使用者使用过一段时间后，这些潜在裂痕有可能会让芯片的运作开始出现功能异常，进而影响芯片的效能或使用寿命。

查本案申请人的前期专利，中国专利申请号为201710245264.7、发明名称为“具有差异下压力的电子元件压接装置”一案，其顺利解决了传统压接装置会产生下压力突波的问题。不过，当压接装置损耗或更换不同的待测电子元件时，需要重新调整并测试欲施加的下压力后方可上线。因此，一种便于拆解、安装且可提供不同下压力的电子元件压接装置实为产业上迫切需求者。

技术实现要素：

本发明的主要目的在提供一种可产生差异下压力的模块化压接装置，俾能提供不同程度的下压力以解决下压力突波的问题，且便于拆解、安装，实为一极赋创新与进步的发明创作。

为达成上述目的，本发明一种可产生差异下压力的模块化压接装置，主要包括固接式压接模块及替换式压接模块，固接式压接模块设置于电子元件检测设备上，且固接式压接模块包括第一下压力产生单元；而替换式压接模块组设于固接式压接模块，且该替换式压接模块包括一第二下压力产生单元；其中，第一下压力产生单元通过替换式压接模块施加一第一下压力于一测试座以及一电子元件中至少一者；第二下压力产生单元施加一第二下压力于电子元件。

据此，本发明通过固接式压接模块及替换式压接模块来产生至少二个不同大小的下压力，以消除下压力突波；另外，同样通过固接式压接模块及替换式压接模块的设置，当替换式压接模块损耗时可快速更换，有效降低成本及提高设备稳定度。

较佳的是，本发明的第二下压力产生单元可包括流体腔室及下压杆，而下压杆可包括活塞头，其容设于流体腔室内，并藉此将流体腔室区隔为第一流体腔室及第二流体腔室；其中，藉由充填流体于第一流体腔室及第二流体腔室中至少一者来驱动活塞头，俾升降下压杆。换言之，当第一流体腔室及第二流体腔室受流体充填或排出而扩大或缩小时，可推动活塞头，以使下压杆进行升降。

另外，本发明的替换式压接模块可包括第一流体通道、第二流体通道及第三流体通道；而下压杆可包括负压通道及芯片取放孔，且负压通道的一端可连接至芯片取放孔，负压通道的另一端可通过第三流体通道而连通至负压流体源：此外，第一流体通道的一端连通至一正压流体源，另一端连通至第一流体腔室；第二流体通道的一端连通至正压流体源，另一端连通至第二流体腔室。据此，本发明可将所有的流体接入处和流体通道均设置于替换式压接模块上，故流体管路的配置将变的更加简单。

再者，本发明的固接式压接模块可更包括一连接头，其一端连接至第一下压力产生单元，替换式压接模块可拆卸式组设至连接头的另一端。此外，连接头可包括第一流道、第二流道及第三流道；且替换式压接模块可更包括第一流体通道、第二流体通道及第三流体通道；而下压杆可更包括负压通道及芯片取放孔，负压通道的一端可连接至芯片取放孔，负压通道的另一端可通过第三流体通道及第三流道而连通至负压流体源：第一流体通道的一端可通过第一流道连通至一正压流体源，另一端可连通至第一流体腔室；第二流体通道的一端可通过第二流道连通至该正压流体源，另一端可连通至第二流体腔室。换言之，连接头可作为装配替换式压接模块之用，且所有的流体接入处可设置于连接头，再通过连接头的流体流道以及替换式压接模块的流体通道将流体充入流体腔室或使芯片取放孔形成负压来吸附芯片。

为达成前述目的，本发明一种可产生差异下压力的模块化压接装置，主要包括固接式压接模块以及替换式压接模块；固接式压接模块包括第一下压力产生单元及第二下压力产生单元，而替换式压接模块组设于固接式压接模块，且替换式压接模块包括芯片取放杆，其连接至第二下压力产生单元。其中，第一下压力产生单元通过替换式压接模块施加第一下压力于测试座以及电子元件中至少一者；第二下压力产生单元通过芯片取放杆施加第二下压力于电子元件。

据此，本发明通过固接式压接模块产生至少二个不同大小的下压力，以消除下压力突波，并利用替换式压接模块的芯片取放杆来传递其中一个下压力；另外，当替换式压接模块损耗时可快速更换，有效降低成本及提高设备稳定度。

较佳的是，本发明的第二下压力产生单元可包括流体腔室及下压杆，下压杆可包括活塞头，活塞头可容设于流体腔室内，并藉此将流体腔室区隔为第一流体腔室及第二流体腔室；另外，芯片取放杆连接于下压杆；藉由充填流体于第一流体腔室及第二流体腔室中至少一者以来驱动活塞头，以升降下压杆。换言之，当第一流体腔室及第二流体腔室受流体充填或排出而扩大或缩小时，可推动活塞头，以使下压杆带动芯片取放杆进行升降。

再且，本发明的固接式压接模块可更包括第一流体通道、第二流体通道及第三流体通道；而替换式压接模块可更包括负压连接道，且芯片取放杆可更包括负压通道及芯片取放孔，负压通道的一端可连接至芯片取放孔，负压通道的另一端可以通过负压连接道及第三流体通道而连通至负压流体源：又，第一流体通道的一端可连通至正压流体源，另一端可连通至第一流体腔室；第二流体通道的一端可连通至正压流体源，另一端可连通至第二流体腔室。据此，本发明可将所有的流体接入处和通道均设置于固接式压接模块上，仅有连通至负压流体源的负压连接道及负压通道分别设置于替换式压接模块和芯片取放杆，藉此简化气体管路的配置。

又，本发明的替换式压接模块可包括抵接块及至少一复位弹性件，抵接块可开设有贯穿孔，芯片取放杆穿设于贯穿孔；而贯穿孔可包括至少一径向凹穴，芯片取放杆可包括至少一径向凸部，其容设于至少一径向凹穴内，且至少一复位弹性件可设置于至少一径向凹穴内并抵接芯片取放杆的至少一径向凸部；当芯片取放杆进行升降位移时，至少一复位弹性件促使该芯片取放杆复位。换言之，固接式压接模块的第二下压力产生单元提供予芯片取放杆下压力并使其向下位移，而复位弹性件则提供了向上的复位弹力予芯片取放杆的径向凸部，藉以促使芯片取放杆向上复位。

为达成前述目的，本发明一种电子元件检测设备主要包括移载装置、如前所述的模块化压接装置以及测试座，模块化压接装置设置于移载装置；其中，移载装置使模块化压接装置移载一电子元件至测试座，模块化压接装置压抵电子元件使其容置于测试座内，测试座对电子元件进行检测。

附图说明

图1是本发明电子元件检测设备一较佳实施例的示意剖面图。

图2本发明可产生差异下压力的模块化压接装置第一实施例的示意剖面图。

图3是本发明电子元件检测设备另一实施例的示意剖面图。

图4是本发明可产生差异下压力的模块化压接装置第二实施例的示意剖面图。

图5是本发明可产生差异下压力的模块化压接装置第三实施例的示意剖面图。

其中，附图标记：

1模块化压接装置

2固接式压接模块

21第一下压力产生单元

22连接头

3替换式压接模块

31第二下压力产生单元

311流体腔室

312下压杆

313活塞头

32芯片取放杆

321径向凸部

33抵接块

331贯穿孔

332径向凹穴

34复位弹性件

35负压连接道

4移载装置

as正压流体源

c电子元件

c1第一流体腔室

c2第二流体腔室

f1第一下压力

f2第二下压力

fc1第一流体通道

fc2第二流体通道

fc3第三流体通道

fh1第一流道

fh2第二流道

fh3第三流道

p探针

ph芯片取放孔

s测试座

vc负压通道

vs负压流体源

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明可产生差异下压力的模块化压接装置及具备该模块化压接装置的电子元件检测设备在本实施例中被详细描述之前，要特别注意的是，以下的说明中，类似的元件将以相同的元件符号来表示。再者，本发明的图式仅作为示意说明，其未必按比例绘制，且所有细节也未必全部呈现于图式中。

请同时参阅图1及图2，图1是本发明电子元件检测设备一较佳实施例的示意剖面图，图2是本发明可产生差异下压力的模块化压接装置第一实施例的示意剖面图。如图中所示，本实施例的电子元件检测设备主要包括一移载装置4、一模块化压接装置1、以及一测试座s；其中，模块化压接装置1设置于移载装置4上，而移载装置4可进行三维移动，亦即移载装置4将带动模块化压接装置1进行三维移动以便于移载、取放待测或已完测的电子元件c。另外，测试座s则用于供置放电子元件c并对其进行检测。

再者，本实施例的模块化压接装置1除了取放电子元件c之外，更用于下压电子元件c，使其与测试座s的多个探针p电性接触。然而，本实施例的电子元件检测设备主要适用的检测对象为单纯未具有印刷电路板的一般芯片，或称晶粒或半导体集成电路，不过本发明并不以此为限其他未经封装或经封装后的芯片亦可适用于本发明。

如图2中所示，本实施例的模块化压接装置1主要包括一固接式压接模块2及一替换式压接模块3，固接式压接模块2设置于移载装置4上，且其具备一第一下压力产生单元21，其为可调整下压力的气压或油压阻尼装置，而本实施例的第一下压力产生单元21的特性是要被压缩约一半行程才会表现出稳定的力。藉此，本实施例第一下压力产生单元21所产生的第一下压力f1为，当移载装置4下降而挤压第一下压力产生单元21而使阻尼行程压缩约一半时所输出的下压力。

再者，替换式压接模块3组设于固接式压接模块2下方，且具备有一第二下压力产生单元31。本实施例的第二下压力产生单元31包括一流体腔室311及一下压杆312，而下压杆312包括一活塞头313，且活塞头313容设于流体腔室311内，并藉此将流体腔室311区隔为一第一流体腔室c1及一第二流体腔室c2。据此，本实施例即藉由充填流体于第一流体腔室c1及/或第二流体腔室c2内，并使该二流体腔室内产生压差进而驱动活塞头313，进而使下压杆312移动而执行升降、施加下压力或取消下压力等作业。

又，本实施例的替换式压接模块3开设有第一流体通道fc1、第二流体通道fc2及第三流体通道fc3；而下压杆312开设有负压通道vc及芯片取放孔ph，且负压通道vc的一端连接至芯片取放孔ph，负压通道ph的另一端通过第三流体通道fc3而连通至负压流体源vs：第一流体通道fc1的一端连通至正压流体源as，另一端连通至第一流体腔室c1；第二流体通道fc2的一端连通至正压流体源as，另一端连通至第二流体腔室c2。藉此，正压流体源as的(正压)气流可分别通过第一流体通道fc1及第二流体通道fc2充填流体至第一流体腔室c1及第二流体腔室c2，另负压流体源vs可通过第三流体通道fc3和负压通道ph让芯片取放孔ph形成负压以取放电子元件c。

此外，本实施例的第二流体腔室c2的横截面积大于第一流体腔室c1的横截面积，并藉由充填相同压力大小(特定压力)的流体于第二流体腔室c2内，进而使第二流体腔室c2膨胀而产生上升推力，以促使下压杆312上升；抑或藉由取消第二流体腔室c2内的流体的正压力，使其低于特定压力以促使下压杆312下降。进一步说明，因为一般产线的正压流体源的压力是输出固定的单一压力(在本实施例即为特定压力)，因本实施例特别将第一流体腔室c1和第二流体腔室c2的横截面积设为不同大小，故在相同的流体压力源下即可产生不同的推力效果。

承上，此一作法的主要目的在于，第一流体腔室c1内的流体维持于一特定压力，故可产生预先设定的工作压力(下压力)。据此，在每次检测作业中，无需再等待第一流体腔室c1内的流体压力达到特定压力，因其始终维持于工作压力，而仅需藉由施加或取消第二流体腔室c2内的正压，便可迅速地让下压杆312上升或下降，故除了可提供稳定下压力外，升降切换时间极为快速。当然，为了达成升降作动的目的，在上述的流体通道中可设置泄压阀、流体分配装置、流体控制阀、以及其他等效的流体控制组件。

以下简述本实施例的运作流程。首先，移载装置4驱使模块化压接装置1至一区域或芯片承载盘(图中未示)吸取一待测试的电子元件c，并移载至测试座s上方，图中未示。再者，移载装置4下降，并促使模块化压接装置1抵接于测试座s；此时，移载装置4持续下降，使作为第一下压力产生单元21的阻尼受到压缩而产生第一下压力f1，并施于测试座s上，以确保模块化压接装置1与测试座s紧密连接。

接着，下压杆312下压电子元件c，且第二下压力产生单元31施加第二下压力f2于电子元件c，以使电子元件c电性接触测试座s的多个探针p。其中，在此一步骤中取消第二流体腔室c2内的正压，即泄压让第二流体腔室c2内的流体压力低于特定压力，以促使下压杆312下压电子元件c，进而让第二下压力产生单元31所产生的第二下压力f2直接地施加于电子元件c上。

紧接着，进行电子元件的检测，待检测完毕，驱使下压杆312上升，而使电子元件c与测试座s脱离。进一步说明，在此步骤中，灌注流体(本实施例采用空气)于第二流体腔室c2内，使第二流体腔室c2内恢复正压，即等于或高于特定压力。然而，因本实施例将第二流体腔室c2的截面积设定为大于第一流体腔室c1的横截面积，故此时第二流体腔室c2内的流体将产生推力，而推动活塞头313上升，进而驱使下压杆312连同电子元件c上升而与测试座s脱离。

又接着，移载装置4上升模块化压接装置1，以取消第一下压力f1并使模块化压接装置1与测试座s脱离；最后，移载装置4根据检测结果而移载电子元件c并置入合格载盘或不合格载盘(图中未示)。

请再参阅图3，图3是本发明电子元件检测设备另一实施例的示意剖面图。本实施例与前述实施例不同之处主要在于因应不同的检测对象，在本实施例中，如图3中所示，检测对象的电子元件c为具备有印刷电路板、及晶粒(die)的电子元件c，其包括一半导体元件区(晶粒)与一电路板区(印刷电路板)；其中，因为该晶粒上的集成电路相当精密且脆弱，故必须控制对该晶粒的下压力。

然而，在本实施例中，模块化压接装置1抵接于电子元件c的电路板区，而下压杆312则单纯抵接于电子元件c的半导体元件区。换言之，本实施例的第一下压力产生单元21促使模块化压接装置1施加第一下压力f1于电路板区，以使位于电路板区的所有接点电性接触测试座s的多个探针p，而第二下压力产生单元31促使下压杆312下压并施加第二下压力f2于半导体元件区，并确保电子元件c下表面的所有接点电性接触于测试座s的全部探针p。

请再参阅图4，图4是本发明可产生差异下压力的模块化压接装置第二实施例的示意剖面图。本实施例与前述第一实施例的压接装置主要差异在于，本实施例的固接式压接模块2更包括一连接头22，其一端连接至第一下压力产生单元21，而替换式压接模块3则可拆卸式组设至连接头22的另一端。易言之，本实施例特别另外设置一连接头22，其类似一转接接口的概念，得以让不同规格的替换式压接模块3得以轻易地附接至检测设备上或从设备拆下。

再者，本实施例的连接头22可包括一第一流道fh1、一第二流道fh2及一第三流道fh3；而替换式压接模块3更包括一第一流体通道fc1、一第二流体通道fc2及一第三流体通道fc3；且下压杆312更包括一负压通道vc及一芯片取放孔ph，负压通道vc的一端连接至芯片取放孔ph，负压通道ph的另一端通过第三流体通道fc3及第三流道fh3而连通至一负压流体源vs：第一流体通道fc1的一端通过第一流道fh1连通至一正压流体源as，另一端连通至第一流体腔室c1；第二流体通道fc2的一端通过第二流道fh2连通至正压流体源as，另一端连通至第二流体腔室c2。

简言之，本实施例的连接头22可作为装配替换式压接模块3之用，且所有的气体接入处可设置于连接头22，再通过连接头22的气体流道以及替换式压接模块3的气体通道将气体充入流体腔室或使芯片取放孔形成负压来吸附芯片。

请参阅图5，图5是本发明可产生差异下压力的模块化压接装置第三实施例的示意剖面图。本实施例与前述实施例主要不同之处在于，本实施例的第一下压力产生单元21及第二下压力产生单元31均设置于固接式压接模块2，而替换式压接模块3主要包括一芯片取放杆32、一抵接块33及二复位弹性件34。其中，抵接块33可拆卸式地组设于固接式压接模块2；且抵接块33开设有一贯穿孔331，芯片取放杆32穿设于贯穿孔331，而芯片取放杆32的一端连接至第二下压力产生单元31的下压杆312，另一端则用以压抵电子元件c。

再且，如图中所示，贯穿孔331包括二径向凹穴332，而芯片取放杆32更包括二径向凸部321，其分别容设于二径向凹穴332内。另外，二复位弹性件34亦设置于二径向凹穴332内并抵接芯片取放杆32的径向凸部321。据此，当固接式压接模块2取消第二下压力f2后，复位弹性件34所提供的弹性复位力便可促使芯片取放杆32上升复位。

又，关于本实施例的流道设计，用于充填正压流体的流道，即第一流体通道fc1和一第二流体通道fc2随第二下压力产生单元31而设置于固接式压接模块2。除此之外，固接式压接模块2又开设有一第三流体通道fc3，其主要用于连通至一负压流体源vs。另外，负压通道vc及芯片取放孔ph设置于芯片取放杆32，而抵接块33上又另开设有一负压连接道35；负压通道vc的一端连接至芯片取放孔ph，负压通道vc的另一端通过负压连接道35及第三流体通道fc3而连通至负压流体源vs。

据此，本实施例可将所有的气体接入处和通道均设置于固接式压接模块2上，仅有连通至负压流体源vs的负压连接道35及负压通道vc分别设置于替换式压接模块3和芯片取放杆32，藉此简化气体管路的配置。

需要在特别说明的是，上述实施例中第二下压力f2均小于第一下压力f1，惟本发明并不以此为限，第一下压力f1和第二下压力f2亦可依实际需求任意调配成第二下压力f2等于或大于第一下压力f1。此外，虽然上述实施例中仅示列出可施予二种不同下压力的手段，惟本发明并不以此为限，本发明的相同手段亦可套用并产生三种或三种以上的差异下压力。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。