具有细小间距的器件测试装置及其方法与流程

文档序号:30709704发布日期:2022-07-10 05:16阅读:118来源:国知局

1.本发明涉及具有细小间距的器件对准装置及其方法,具体是,如凸块(bump)小、间距窄的bga(ball grid array:球形触点陈列)或者tsop(thin small outline package:薄型小尺寸封装)等,器件生产以后,对多个器件自动准确进行对准,以便在分选机(handler)实施性能测试的具有细小间距的器件对准(align)及其方法。


背景技术:

2.通常ic(电子元器件)等半导体器件是在其制造工艺中检验其电气特性,进而检验其不良与否,而所述半导体器件的电气特性检验是,将包括半导体器件球端子和印制电路板(pcb)的测试板的接点电气连接后,按设定的时间进行测试,合格品出厂,不合格口则重新进行测试或者废弃处理。
3.以往是,将需要测试的器件插进载体的状态下,向测试器侧单独移送以后,对器件的电气特性进行测试。
4.进一步,器件的电气测试是通过在搭载于载体中的器件球端子和被插座总成支撑的探针的电气接触进行,此时大小极小的球端子和探针的配置间隔极小,测试时对对准精密度的要求极高,但球端子和探针的排列是通过载体的对准孔和插座导轨的对准针的相互排列形成。
5.先有技术文献(专利文献0001)韩国注册专利公报10-146990(2014.1.19注册);(专利文献0002)韩国注册专利公报10-1779172(2017.09.11注册)。


技术实现要素:

6.技术课题但所述的现有对准装置存在如下的多种问题。
7.第一、由装载分选器吸附位于装载部的器件装到载体中,将装有器件的载体依次移送至测试器侧,按设定的时间实施测试之后,将器件测试完成的载体移送至卸载部,根据测试结果由卸载分选器将器件筛选为合格品和不合格品卸载,因此无法实现装备的紧凑简洁化。
8.第二、测试时需反复进行将载体和插座导向器结合及分离的作业,使对准针和对准孔因反复结合和分离而空闲度增加,导致球端子和探针的失配或偏置(offset)。
9.第三、对几千个以上的器件实施导电测试时,由于器件和探针之间的冲突,高价器件容易受到破损,或者破损的器件球端子残留在装备时,需暂停导电测试的状态下进行更换或者维修,因此高价设备的运行率会下降。
10.本发明是为解决以往如上所述的问题而创造,其目的在于,将需测试的器件装载到有真空压施加的基板上面以后,由视觉识别装载的器件坐标,传输给控制部,然后对准区包住器件的状态下使之向x-y-θ轴方向移动同时自动对准器件的位置。
11.本发明的另一目的在于,多个器件的位置被对准,通过真空压吸附到基座板的状态下,将基座板向测试器侧移动之后,将吸附于基座板的多个器件的球端子连接到测试器的端子,进而实施电气测试。
12.技术方案为实现所述目的,根据本发明的实施例,提供一种具有细小间距的器件对准装置,优选地,包括:基座,其具有垂直柱; y轴板,其在所述基座的上面沿着y轴方向可以按每一间距移动;基座板,其设置在所述y轴板的上面,器件的安置地点分别形成真空孔,器件被装载的状态下,随着真空压的施加,将装载的器件用可微微移动的真空压吸引;基座板位置调节装置,其设置在所述y轴板的上面,根据装载于基座板的器件的位置,使基座板向x-y-θ方向微微移动; x轴板,其设置于所述基座的垂直柱,沿着x轴方向按每一间距水平移动; z轴板,其设置于所述x轴板,沿着z轴升、降;视觉区,其设置于所述z轴板,并设有通孔;对准区,其设置于所述视觉区的下部,设有开口部,可以包住被吸引至基座板的器件;视觉,其设置于所述z轴的上部,通过视觉区的通孔及开口部确认被吸引至基座板的器件的位置后,将坐标值传输给控制部;对准区根据被吸引至基座板的器件的坐标值下降,将器件包住的状态下,通过基座板位置调节装置将基座板向x-y-θ方向微微移动,进而对准器件。
13.根据本发明的另一实施例,提供一种具有细小间距的器件对准方法,优选地,包括:将器件在具有多个真空孔的基座板上面依次装载的步骤;在器件装载到所述基座板上的状态下,随着真空压的施加,将装载的器件用可微微移动的真空压吸引的步骤;位于所述基座板上部的对准视觉组件向需对准的器件上部移动以后下降的步骤;所述对准区将器件包住的状态下,通过通孔和开口部用视觉确认器件的位置后,将坐标值传输给控制部的步骤;根据所述器件的坐标值,使基座板向x-y-θ方向微微移动,将器件引至开口部的二面对准的步骤;每次器件装载到基座板上面时,将基座板向x-y轴方向按每一间距移动同时,对器件实施对准。
14.有益效果本发明与现有的相比如下具有多种有益效果:第一、将器件依次装载到基座板以后,用可微微移动的真空压吸引的状态下,用视觉确认装载于基座板上的器件的位置,将坐标值传输给控制部以后,将器件用对准区包住的状态下,通过基座板位置调节装置对准器件,从而实现装备紧凑简洁。
15.第二、不使用其它载体,使多个器件与测试器同时电气连接进行测试,从而预防造成器件的球端子与探针的失配或偏置的现象,最大限度地提高高价设备的测试效率;第三、基座板位置调节装置的高度定位力及摩擦力减少,从而最大限度提高对准的精密度。
附图说明
16.图1是显示本发明结构的透视图;图2及图3是图1的正视图及侧视图;图4是显示本发明的基板位置调节装置的一实施例的透视图;图5a及图5b是图4的平面图;图6a是本发明的对准区包住器件的状态的平面图;
图6b是器件的二面连接到本发明的对准区内周面以校正器件位置的状态图;图7是说明本发明的对准方法的流程图。
具体实施方式
17.下面结合附图,对本发明的优选实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,使得本领域普通技术人员基于本发明中的实施例容易实施,但所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。图面的图示简略,并不符合比例尺。图中的部分相对尺寸及比率是为了图中的明确性和便利,其大小有所夸大或者减少图示,任一尺寸仅仅是示例,并不是限定的。两个以上的图面中出现的同一结构物、要素或者配件是因其相似特征,均使用同一个参考符号。
18.图1是显示本发明结构的透视图,图2及图3是图1的正视图及侧视图,根据本发明,具有垂直柱11的基座10的上面设有y轴板20可以沿着y轴方向按每一间距(装载于基座板的器件的间隔)移动,所述y轴板20的上面设有在器件的30的安置地点分别形成真空孔,在器件30被装载的状态下,随着真空压的施加,将装载的器件30用可微微移动的真空压(约5~50mmhg)吸引的基座板40。
19.根据本发明的一实施例,基座板40呈正方形,但根据需求,也可以使用长方形或圆形等各种形态。
20.所述基座板40的内部设置加热器及冷却管(省略图示),将器件30在基座板40上面装载(loading)之前,根据器件30的测试条件保持常温,或者加热至约50~170℃左右,或者冷却至0~-55℃左右。
21.因为基座板40即便使用膨胀系数最小的材质(例如,陶瓷等),但假设基座板40的一边300mm,则随着加热及冷却,约在0.3mm的范围内膨胀或收缩,因此将器件30在基座板40上面装载之前,根据测试条件,调节基座板40的温度,使得基座板40的膨胀或收缩引起的误差变得最小。
22.所述y轴板20的上面设有根据装载于基座板40的器件30的位置,将基座板40沿着x-y-θ方向微微移动的基座板位置调节装置50。
23.所述基座板位置调节装置50在本发明的一实施例中,如图5a及图5b所示,结构包括:固定在所述y轴板20上的设置板51和;与所述设置板51相面对设置的一对x轴电机52a、52b和;与所述x轴电机相交成直角设置于设置板51上的y轴电机53和;设置成可通过所述x轴电机52a、52b及y轴电机53沿着x-y-θ方向微微移动的可移动板54和;设置于所述设置板51和可移动板54之间,使可移动板54向x-y轴方向移动的四个交叉滚轮55和;使所述可移动板54在各交叉滚轮55可旋转地结合的轴56。
24.所述交叉滚轮55由x轴、y轴、具有lm导轨(省略图示)的多级板构成。
25.但作为本发明的一实施例显示的所述基座板位置调节装置50为misumi公司(型号:aa-300-3s)生产的公知的成品。
26.本领域普通技术人员应当理解,其依然可以将所述基座板位置调节装置50修改成各种形态使用。
27.所述基座10的垂直柱11上设有沿着x轴方向按每一间距水平移动的x轴板60,所述x轴板60上设有读取装载于基座板40上的器件30的坐标值传输给控制部(省略图示)的同
时,对准器件30的对准视觉组件70。
28.根据所述对准视觉组件70的结构,z轴板71沿着z轴可升降地设置在x轴板60上,所述z轴板71上设有具有通孔72a的视觉区72,所述视觉区72的下部设有将被吸引至基座板40的器件30包住的对准区73。
29.此时,所述对准区73上如图6a所示,设有比器件30更大的开口部73a,待对准区73下降至下止点时,保持器件30收容到对准区73的开口部73a的状态。
30.所述y轴板20和x轴板60被分别引至lm导轨20a、60a进行直线运动,在y轴板20及x轴板60移动时可以减少摩擦力,其优点在于,可以最大限度提高对准精密度。
31.所述z轴板71的上部设有通过视觉区72的通孔72a确认被吸引至基座板40上的器件30的位置后,将坐标值传输给控制部的视觉74,视觉74通过通孔72a和开口部73a将被吸引至基座板40上的器件30的坐标值传输给控制部时,在对准区73将器件30包住的状态下,通过基座板位置调节装置50使基座板40沿着x-y-θ方向微微移动,从而对准器件30。
32.下面对本发明所具作用进行说明。
33.首先,将需测试的器件30在基座板40的上面装载之前,根据器件30的测试条件保持常温,或者加热至约50~170℃左右,或者冷却至0~-55℃左右。
34.如上所述,使基座板40根据器件30的测试条件保持适当温度的状态下,分选一个器件30放到基座板40的真空孔后,通过连接设置于真空孔的真空装置(省略图示)用可微微移动的约5~50mmhg的真空压吸引器件30(s100步骤、s200步骤)。
35.所述器件30装载于基座板40上形成的某一真空孔,进而被器件可微微移动的真空压吸引后,x轴板60随着lm导轨60a移送,进而位于基座板40上部的对准视觉组件70位于要对准的器件30的直上部(s300步骤)。
36.在此状态下,对准视觉组件70的z轴板71下降,由对准区73将器件30如图6a所示包住以后,视觉74通过视觉区72上形成的通孔72a和对准区73的开口部73a,确认器件30的位置后,将坐标值传输给控制部(省略图示)(s400步骤)。
37.如上所述,设置于z轴板71上部的视觉74识别到器件30的位置后传输给控制部是,因对准区73上设有开口部73a,通过视觉区72的通孔72a和开口部73a对被吸引至基座板40的器件30位置实施识别而得以实现。
38.将所述器件30的坐标值传输给控制部,根据被吸引至真空孔的器件30的坐标值,由作为基座板位置调节装置50的两个x轴电机52a、52b向同一方向驱动以后,可移动板54沿着x轴方向移动,y轴电机53正、反驱动以后,可移动板54沿着y轴方向移动,然后两个x轴电机52a、52b向相互反方向驱动,然后可移动板54沿着θ方向微微移动,进而对准区73如图6b所示,将器件30推动而校正对准(s500步骤)。
39.因为可移动板54通过交叉滚轮55向x-y方向微微移动同时,通过轴56沿着θ方向微微旋转而得以实现。
40.如上所述,器件30通过基座板位置调节装置50沿着x-y-θ方向微微移动对准时,进一步优选地,所述对准区73的底面与基座板40的上面分开的状态下,对器件30的位置实施校正。
41.因为对准区73的底面与基座板40的上面连接的状态下移动,并对准器件30的位置时,可以预先防止因摩擦而产生微粒(particle)。
42.通过如上所述的动作,对准区73将器件30包住的状态下,沿着x-y-θ方向微微移动,完成对于被吸引至基座板40的器件30的对准以后,在z轴板71回到初始位置之前,由视觉74对通过视觉区72的通孔72a和对准区73的开口部73a对准的器件30的位置再次确认后传输给控制部,进而正确对准以后,使对准区73的开口部73a内面从器件30上离开,然后z轴板71上升回到初始位置,如果未能对准,则以上述的动作对器件30重新实施对准操作(s600步骤、s700步骤)。
43.如上所述的器件30的对准操作是,每次器件30装载至基座板40时,使y轴板20及x轴板60移动1间距,从而统一得以实现是容易理解的。
44.通过所述的动作,将被吸引至基座板40所有真空孔的器件30位置校正对准以后,向测试器(省略图示)侧移动时,优选地,以约50~100mmhg的真空压吸引器件,以免器件30的位置因振动等发生变化。
45.为了避免所述基座板40上的器件30移动,以约50~100mmhg的真空压吸引器件以后,使之向测试器侧移动,然后将被吸引至基座板40的器件30的球端子同时连接到测试器的端子,从而实施电气测试。
46.尽管参照附图对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所述的技术方案或者必要特征进行修改,而这些修改,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。
47.因此以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围应根据下述的权利要求范围进行解释,而且在其同等范围内的任何变更或修改形态应都属于本发明的权利要求范围。
48.符号说明10:基座板;
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11:垂直柱;20:y轴板;
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30:器件;40:基座板;
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50:基座板位置调节装置;51:设置板;
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52a、52b:x轴电机;53:y轴电机;
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54:可移动板;55:交叉滚轮;
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56:轴;60:x轴板;
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70:对准视觉组件;71:z轴板;
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72:视觉区;72a:通孔;
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73:对准区;73a:开口部;
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74:视觉。
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