CN109896277B - 真空分配模块、真空吸盘及测试分选机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成电路芯片测试用真空分配模块、真空吸盘及测试分选机。真空分配模块包括真空分配仓、真空分配仓盖板及真空分配仓连接板，真空分配仓内设有环形真空室、真空孔道及压缩空气进气孔道，真空分配仓连接板内设有压缩空气出气孔道。真空吸盘上均匀分布真空吸嘴，吸嘴通过真空吸附芯片可以在不同工作站完成相应工作，其中吸嘴上真空的有无通过真空分配模块来进行切换，真空分配模块中通过真空孔道注入真空形成真空仓，空压通过外部电磁阀输入到压缩空气进气孔道，再通过真空分配仓、压缩空气出气孔道以及气管传递到真空吸笔。本发明的真空分配模块用于测试分选设备时，能够有效保证芯片的定位精度，提高设备运行效率，降低生产成本。

Description

真空分配模块、真空吸盘及测试分选机

技术领域

本发明涉及集成电路测试设备，具体涉及一种集成电路芯片测试用真空分配模块、真空吸盘及测试分选机。

背景技术

集成电路转盘式高速测试分选装备是现代电子制造业后道工序中的高端关键装备，其具有速度快，分选效率高，功能集成强大等优点。其中真空分配装置是完成芯片取放、测试、最终成品输出的关键部件，芯片在到达各个工位时需要位置准确才能完成相应的功能；随着先进、高端封装技术的发展，集成电路芯片新的封装形式越来越小，对集成电路测试分选设备的精度和速度要求也越来越高。现有技术中，集成电路测试测试设备在真空吸盘高速运行时，由于真空分配不合理导致运行过程中真空强度过小，造成芯片在吸嘴上发生偏移，这样在芯片到达各个工位完成相应工作时出现故障，造成芯片损坏与机械磨损。针对现有设备情况，迫切需要一个真空分配解决方案，应用于高速、高精度集成电路芯片测试设备。

发明内容

本发明的目的是提出一种集成电路芯片测试用真空分配模块、真空吸盘及测试分选机，在高速运行时，能够有效保证芯片的定位精度，提高设备运行效率，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种真空分配模块，所述真空分配仓内设有环形真空室、真空孔道及若干压缩空气进气孔道；所述环形真空室设于真空分配仓的上表面，开口端由真空分配仓盖板封闭，下端连通若干分支真空孔道，所述若干分支真空孔道的下端延伸至真空分配仓的下表面；所述真空孔道沿真空分配仓径向设置，开口位于真空分配仓的外周面，末端封闭，上端与环形真空室相通；所述压缩空气进气孔道沿真空分配仓径向设置，开口端位于真空分配仓的外周面，末端封闭，上端分别通过一个压缩空气支孔道A与环形真空室相通，下端分别连通一个压缩空气支孔道B，所述压缩空气支孔道B的下端延伸至真空分配仓的下表面；所述压缩空气支孔道B及分支真空孔道数量相等交叉设置，开口位于同一圆周上且沿该圆周均匀分布；真空分配仓连接板内设有若干压缩空气出气孔道，所述压缩空气出气孔道沿真空分配仓连接板径向设置，开口位于真空分配仓连接板的外周面，末端封闭，上端分别连通一个压缩空气支孔道C，压缩空气支孔道C的上端延伸至真空分配仓连接板的上表面，其开口位于同一圆周上且沿该圆周均匀分布；所述压缩空气出气孔道与压缩空气进气孔道一一对应设置，压缩空气支孔道C开口与压缩空气支孔道B的开口一一对应；真空分配仓与真空分配仓盖板固定连接；真空分配仓盖板连接外支架，由外支架限制其转动；真空分配仓连接板连接真空吸盘，在真空吸盘的带动下做360度转动；真空分配仓与真空分配仓连接板转动密封连接。

进一步地，所述压缩空气进气孔道包括一个上压缩空气进气孔道及一个下压缩空气进气孔道，上、下压缩空气进气孔道均沿真空分配仓径向设置且沿其周向均匀分布，开口端位于真空分配仓的外周面，末端封闭；上压缩空气进气孔道与下压缩空气进气孔道通过一压缩空气支孔道D连通，上压缩空气进气孔道的上端连通压缩空气支孔道A，下压缩空气进气孔道的下端连通压缩空气支孔道B。

更进一步地，所述压缩空气支孔道A、压缩空气支孔道B及压缩空气支孔道D的孔径均小于压缩空气进气孔道，压缩空气支孔道C的孔径小于压缩空气出气孔道，压缩空气支孔道 B、压缩空气支孔道C及分支真空孔道的孔径相等。

进一步地，所述环形真空室的内外侧分别设有环形密封槽，密封槽内安装有密封圈。

进一步地，所述真空分配仓的下表面设有环形凸台，压缩空气支孔道B及分支真空孔道的开口均位于所述环形凸台上。

更进一步地，所述分支真空孔道的开口端设有扇环槽，分支真空孔道的开口位于所述扇环槽内。

进一步地，所述真空分配仓盖板上设有定位杆，定位杆上套接压缩螺旋弹簧，真空分配仓盖板通过所述定位杆与外支架连接，压缩螺旋弹簧处于压缩状态，其一端抵靠外支架，另一端抵靠真空分配仓盖板。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种真空吸盘，包括转盘、若干气管及若干真空吸嘴，所述转盘上设有上述任意一种真空分配模块，所述真空分配模块通过其真空分配仓连接板与转盘固定连接，真空吸嘴沿转盘周向均匀分布于转盘上，各真空吸嘴分布通过气管与真空分配模块的真空分配连接板的各压缩空气出气孔道连通。

为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种测试分选机，包括伺服电机、凸轮分割器、悬臂梁及上述真空吸盘；所述凸轮分割器的入力轴与伺服电机连接，出力轴与真空吸盘的转盘固定连接，伺服电机通过凸轮分割器带动真空吸盘做旋转以及上下运动；悬臂梁底端通过安装板固定安装在凸轮分割器的机座上，真空吸盘的真空分配仓盖板通过支架安装在悬臂梁的上端部。

本发明真空分配模块的工作原理是：外部真空经真空孔道输入到真空分配仓的环形真空室中，在环形真空室内均匀分布后，通过若干分支真空孔道输送至真空分配仓的下表面；外部压缩空气通过电磁阀经各压缩空气进气孔道输入到真空分配仓，部分通过压缩空气支孔道A进入环形真空室，部分通过压缩空气支孔道B输送至真空分配仓的下表面；压缩空气支孔道B与分支真空孔道在真空分配仓的下表面同圆周等间隔交叉设置，压缩空气支孔道B的开口与压缩空气支孔道C开口相对；当转盘带动真空分配仓连接板转动到分支真空孔道与压缩空气支孔道C相对时，外部真空经压缩空气支孔道C进入真空分配仓连接板，经压缩空气出气孔道输出真空模块；当转盘带动真空分配仓连接板转动到压缩空气支孔道B的开口与压缩空气支孔道C开口相对时，外部压缩空气经压缩空气支孔道C进入真空分配仓连接板，经压缩空气出气孔道输出真空模块。

本发明真空分配模块用于真空吸盘时，当某个芯片需要破坏真空时，通过电磁阀打开进入吸附该芯片的吸笔的压缩空气进入孔道的入口，使外部压缩空气依次经压缩空气进入孔道、压缩空气支孔道B、压缩空气支孔道C及压缩空气出气孔道，经气管进入所述真空吸笔，打破真空。受真空分配仓内各孔道的结构限制，进入该压缩空气进入孔道的压缩空气经压缩空气支孔道A流入到环形真空室的压缩空气的量不足以破坏其它真空吸笔的真空度，其它吸笔仍吸附芯片定位。通过电磁阀控制外部压缩空气进入真空模块的流量，可进一步保证真空分配模块工作的可靠性。

本发明的有益效果：

1、与现有真空分配仓相比，本发明的真空分配模块采用对真空孔孔、空压孔道独立式加工工艺，可以有效保证真空度并减少，及真空切换时带来的不良影响。

2、本发明的真空吸盘及测试分选机，结构简单、紧凑、合理，设备运行精度高，故障率低，工作效率高。

附图说明

图1、图2是本发明真空分配模块的实施方式1的立体结构示意图；

图3至图5是图2的内部孔道结构剖视图，图3示出了真空分配仓的环形真空室与真空分配仓连接板中压缩空气出气孔道的连接关系，图4示出了真空分配仓的真空孔道与环形真空室的连接关系，图5示出了真空分配仓的环形真空室与压缩空气进气孔道的连接关系，以及压缩空气进气孔道与真空分配仓连接板中压缩空气出气孔道的连接关系；

图6是本发明真空分配模块的实施方式1的真空分配仓的俯视图；主要示出了其上表面的各孔道开口的分布方式；

图7是本发明真空分配模块的实施方式1的真空分配仓的仰视图；主要示出了其下表面的各孔道开口的分布方式；

图8是本发明真空分配模块的实施方式1的真空分配仓连接板的俯视图；主要示出了其上表面的各孔道开口的分布方式；

图9是本发明真空吸盘的立体结构示意图；

图10是本发明测试分选机的立体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施方式1

参阅图1至图8，一种真空分配模块10，包括真空分配仓盖板11、真空分配仓12及真空分配仓连接板13。

真空分配仓盖板11为一圆板，其中心部设有安装通孔，其外缘部设有定位杆101，定位杆101上套接压缩螺旋弹簧102。在本实施例中，定位杆101为螺杆，通过螺纹与真空分配仓盖板11连接，两螺杆对称竖直设置。真空分配仓盖板由铝合金制成，使其具有质轻高强的性能。

真空分配仓12呈扁圆柱状，其中心部设有安装通孔，围绕所述安装通孔设有环形真空室 121、真空孔道123及若干压缩空气进气孔道122。在本实施例中真空分配仓由高分子材料PEEK 制成，使其具有耐磨以及自润滑性能。

环形真空室121为设于真空分配仓的上表面环形开口槽，在本实施例中所述环形开口槽的横截面为矩形。环形真空室的内外侧分别设有环形密封槽1212，密封槽内安装有密封圈。环形真空室121设计成开口槽是为了加工方便，密封设计是为了保证真空度。在其它实施例中，也可设计成不开口的环形真空室。环形真空室121的下端连通若干分支真空孔道1211，在本实施例中，分支真空孔道1211沿真空分配仓轴向竖直设置，共16个，均匀分布在真空分配仓中。16个分支真空孔道1211的下端延伸至真空分配仓的下表面的环形凸台124上。环形凸台的设计是为了减小真空分配仓与真空分配仓连接板的摩擦面积，为了时装置转动更灵活，且减小加工面积保证加工精度。分支真空孔道1211的开口端设有扇环形凹槽，扇环形凹槽的设计是为了保证真空切换过程中真空吸笔的真空度。

在本实施中，真空孔道123共设置4个，沿真空分配仓径向均布，其开口位于真空分配仓的外周面，开口端连接有真空管接头103，末端封闭。真空孔道123的上端与环形真空室121相通。

在本实施例中，压缩空气进气孔道122共设有上下两排，每排16个。上、下压缩空气进气孔道均沿真空分配仓径向均匀分布，其开口端位于真空分配仓的外周面，末端封闭；上压缩空气进气孔道的进口端通过堵头104封闭，下压缩空气进气孔道的进口端设有管接头105。上压缩空气进气孔道与下压缩空气进气孔道通过压缩空气支孔道1222连通，上压缩空气进气孔道的上端连通压缩空气支孔道1221，压缩空气支孔道1221的上端与环形真空室121连通。下压缩空气进气孔道的下端连通压缩空气支孔道1223，压缩空气支孔道1223的下端延伸至真空分配仓的下表面的环形凸台124上。压缩空气支孔道1223及分支真空孔道1211数量相等交叉设置，压缩空气支孔道1223及分支真空孔道1211的开口位于同一圆周上且沿该圆周等间隔分布(参阅图7)。

真空分配仓连接板13为一圆板，其中心部设有安装通孔，围绕所述安装通孔设有若干压缩空气出气孔道131。在本实施例中真空分配仓连接板由Cr12MoV加工制作，并进行热处理至HRC60，保证其耐磨高性能。压缩空气出气孔道131共设有16个，与下压缩空气进气孔道一一对应设置。压缩空气出气孔道131沿真空分配仓连接板径向均匀分布，其开口位于真空分配仓连接板的外周面，末端封闭，压缩空气出气孔道131的进口端设有管接头106。压缩空气出气孔道131的上端连通压缩空气支孔道132，压缩空气支孔道132的上端延伸至真空分配仓连接板的上表面(参阅图8)，其开口位于同一圆周上且沿该圆周均匀分布。压缩空气支孔道132的开口与压缩空气支孔道1223的开口一一对应。

在本实施例中，压缩空气支孔道1221、压缩空气支孔道1222及压缩空气支孔道1223的孔径均小于压缩空气进气孔道122，压缩空气支孔道1311的孔径小于压缩空气出气孔道131，压缩空气支孔道1223、压缩空气支孔道1311及分支真空孔道1211的孔径相等。采用这样的孔结构设计，是为了进一步保证在真空切换时，进入某个压缩空气进入孔道的压缩空气经压缩空气支孔道1221流入到环形真空室121的压缩空气的量不足以破坏其它真空吸笔的真空度，使其它吸笔仍吸附芯片定位。

真空分配仓12通过螺栓与真空分配仓盖板11固定连接，真空分配仓12与真空分配仓连接板转动13密封连接。

实施方式2

参阅图9，一种真空吸盘，包括转盘13、真空分配模块10、气管14及真空吸嘴15。在本实施中，气管14及真空吸嘴15均共设有16个，真空吸嘴15沿转盘周向均匀分布，真空吸嘴通过气管14与真空分配模块的真空分配连接板的16个压缩空气出气孔道131一一连通。转盘16通过螺栓与真空分配仓连接板13固定连接。

实施方式3

参阅图10，一种测试分选机，包括伺服电机40、凸轮分割器20、悬臂梁30及真空吸盘。真空吸盘包括转盘13、真空分配模块10、气管14及真空吸嘴15。凸轮分割器20的入力轴与伺服电机40连接，出力轴与真空吸盘的转盘16固定连接，伺服电机40通过凸轮分割器带动真空吸盘做旋转以及上下运动；悬臂梁30底端通过安装板固定安装在凸轮分割器的机座上，真空吸盘的真空分配仓盖板通过连接杆101与外支架固定连接，外支架安装在悬臂梁30的上端部，压缩螺旋弹簧处于压缩状态，其一端抵靠外支架，另一端抵靠真空分配仓盖板。

测试分选机的工作原理是：

伺服电机40拖动凸轮分割器20完成旋转运动与上下运动，凸轮分割器拖动真空吸盘做旋转以及上下运动，真空吸盘上均匀分布16个真空吸嘴15，真空吸嘴15通过真空吸附芯片可以在不同工作站完成相应工作，其中真空吸嘴15上真空的有无通过真空分配模块10来进行切换。真空分配模块中通过真空管接头103注入真空形成真空仓，空压通过外部电磁阀输入到气管管接头105，再通过真空分配仓11、气管接头106以及气管14传递到真空吸笔15 中。

当真空吸笔吸附芯片时，转盘带动真空分配仓连接板转动到分支真空孔道1211与压缩空气支孔道132相对，外部真空经真空管道123进入环形真空室121，在环形真空室内均匀分布后，依次经16个分支真空孔道1211、压缩空气支孔道132、压缩空气出气孔道131、气管 14进入真空吸笔15，真空吸笔内形成真空吸附芯片；

当某个芯片需要破坏真空时，通过电磁阀打开进入吸附该芯片的吸笔的压缩空气进入孔道的入口，使外部压缩空气依次经压缩空气进入孔道122、压缩空气支孔道1223、压缩空气支孔道1311、压缩空气出气孔道131、气管14进入真空吸笔15，打破真空。受真空分配仓内各孔道结构限制，进入该压缩空气进入孔道的压缩空气经压缩空气支孔道A流入到环形真空室的压缩空气的量不足以破坏其它真空吸笔的真空度，其它吸笔仍吸附芯片定位。通过电磁阀控制外部压缩空气进入真空模块10的流量，可进一步保证真空分配模块工作的可靠性。

以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。

Claims (7)

1.一种真空分配模块，包括真空分配仓、真空分配仓盖板及真空分配仓连接板，其特征在于，所述真空分配仓内设有环形真空室、真空孔道及若干压缩空气进气孔道；所述环形真空室设于真空分配仓的上表面，开口端由真空分配仓盖板封闭，下端连通若干分支真空孔道，所述若干分支真空孔道的下端延伸至真空分配仓的下表面；所述真空孔道沿真空分配仓径向设置，开口位于真空分配仓的外周面，末端封闭，上端与环形真空室相通；所述压缩空气进气孔道沿真空分配仓径向设置，开口端位于真空分配仓的外周面，末端封闭，上端分别通过一个压缩空气支孔道A与环形真空室相通，下端分别连通一个压缩空气支孔道B，所述压缩空气支孔道B的下端延伸至真空分配仓的下表面；所述压缩空气支孔道B及分支真空孔道数量相等交叉设置，开口位于同一圆周上且沿该圆周均匀分布；真空分配仓连接板内设有若干压缩空气出气孔道，所述压缩空气出气孔道沿真空分配仓连接板径向设置，开口位于真空分配仓连接板的外周面，末端封闭，上端分别连通一个压缩空气支孔道C，压缩空气支孔道C的上端延伸至真空分配仓连接板的上表面， 其开口位于同一圆周上且沿该圆周均匀分布；所述压缩空气出气孔道与压缩空气进气孔道一一对应设置，压缩空气支孔道C开口与压缩空气支孔道B的开口一一对应；真空分配仓与真空分配仓盖板固定连接；真空分配仓盖板连接外支架，由外支架限制其转动；真空分配仓连接板连接真空吸盘，在真空吸盘的带动下做360度转动；真空分配仓与真空分配仓连接板转动密封连接；

所述环形真空室的内外侧分别设有环形密封槽，密封槽内安装有密封圈；所述真空分配仓的下表面设有环形凸台，压缩空气支孔道B及分支真空孔道的开口均位于所述环形凸台上。

2.如权利要求1所述的真空分配模块，其特征在于，所述压缩空气进气孔道包括一个上压缩空气进气孔道及一个下压缩空气进气孔道，上、下压缩空气进气孔道均沿真空分配仓径向设置且沿其周向均匀分布，开口端位于真空分配仓的外周面，末端封闭；上压缩空气进气孔道与下压缩空气进气孔道通过一压缩空气支孔道D连通，上压缩空气进气孔道的上端连通压缩空气支孔道A，下压缩空气进气孔道的下端连通压缩空气支孔道B。

3.如权利要求2所述的真空分配模块，其特征在于，所述压缩空气支孔道A、压缩空气支孔道B及压缩空气支孔道D的孔径均小于压缩空气进气孔道，压缩空气支孔道C的孔径小于压缩空气出气孔道，压缩空气支孔道B、压缩空气支孔道C及分支真空孔道的孔径相等。

4.如权利要求1所述的真空分配模块，其特征在于，所述分支真空孔道的开口端设有扇环槽，分支真空孔道的开口位于所述扇环槽内。

5.如权利要求1所述的真空分配模块，其特征在于，所述真空分配仓盖板上设有定位杆，定位杆上套接压缩螺旋弹簧，真空分配仓盖板通过所述定位杆与外支架连接，压缩螺旋弹簧处于压缩状态，其一端抵靠外支架，另一端抵靠真空分配仓盖板。

6.一种真空吸盘，包括转盘、若干气管及若干真空吸嘴，其特征在于，所述转盘上设有权利要求1～5任意一项所述的真空分配模块，所述真空分配模块通过其真空分配仓连接板与转盘固定连接，真空吸嘴沿转盘周向均匀分布于转盘上，各真空吸嘴分布通过气管与真空分配模块的真空分配连接板的各压缩空气出气孔道连通。

7.一种测试分选机，其特征在于，包括伺服电机、凸轮分割器、悬臂梁及权利要求6所述的真空吸盘；所述凸轮分割器的入力轴与伺服电机连接，出力轴与真空吸盘的转盘固定连接，伺服电机通过凸轮分割器带动真空吸盘做旋转以及上下运动；悬臂梁底端通过安装板固定安装在凸轮分割器的机座上，真空吸盘的真空分配仓盖板通过支架安装在悬臂梁的上端部。