CN102301845A - 用于利用电子元件来填充载带的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于利用电子元件（12）来填充载带（10）以及用于从该载带移除并且替换有缺陷的电子元件（13）的方法，包括步骤：在填充站（1）处，在载带（10）的凹腔（11）中装载电子元件，向前移动所述载带（10），自动地检测有缺陷的电子元件，向后移动所述载带，并且从载带（10）卸载有缺陷的电子元件（13），在所述填充站（1）处利用新的电子元件来填充所述凹腔。

Description

用于利用电子元件来填充载带的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于利用电子元件来填充载带（carrier tape）的方法和相应的设备。

背景技术

在电子元件（例如半导体芯片）的制造、它们的调节期间或在集成到印刷电路中之前，电子元件通常经历了诸如电测试之类的一系列操作，在该电测试期间，在经常全部自动化的测试和生产线上对电子元件进行测试以及以其他方式进行处理。因此，通过输送机从一个处理站向另一个处理站传送电子元件，该输送机例如可以是线状的或环状的。

诸如转台（turret）之类的环状输送机被设计用于在位于旋转式转台的外围处的多个处理站之间传送小尺寸的元件并且尤其是电子元件。如上所述，这些转台经常用于测试并调节电子元件。在WO2004/052069中公开了包括一个转台和多个处理站的测试线的示例。

参考图1，环状转台1可以采用多个转位（indexed）位置。在该转台周围限定处理站2的若干规则间隔的位置，其每个通常由对被呈送到它的电子元件执行一个或若干操作的处理站占用。在某些情况中，处理站可以占用若干位置。因此，所有置于滚筒周围的处理器执行在转台上输送的元件所经历的连续操作（诸如视觉、机械和电子测试）的循环。转台1配备有用于从不同处理站移除或接收元件的元件夹持器以在转台的移动期间夹持元件，并且如果需要的话，则向后面的处理站呈送元件。

在大部分情况中，元件夹持器包括通过真空抓取并夹持电子元件的拾取嘴。

将包括带填充站的不同处理站以模块化方式有利地紧固在转台1周围。精确地确定每个处理站相对于转台1的位置。

转台1将例如由自动处理线测试的经处理的电子元件堆积在输出站上。在测试期间拒绝的元件通常堆积在另一输出站上或堆积到托盘中。

在电子产品的自动化中，利用纵向间隔的凹腔（pocket）在柔性带支撑上对电子元件进行封装是通常的做法，该凹腔对应于电子元件的大小和形状。封装带可以具有无限的长度并且可以方便地缠绕卷轴中用于紧凑存储、保护以及与自动机械互操作。因此，某些测试和处理线配备有将已经通过不同处理站上的所有测试的电子元件丢入带的凹腔的输出站。

经常期望在电子元件插入带之后对它们进行检验。这允许例如对有缺陷元件的检测，有缺陷元件诸如是不适当工作的元件、没有被正确标记的元件、或在凹腔中未对齐的、倾斜的或颠倒的元件、或具有其他处理站未检测到的其他缺陷的元件。然后，移除设备可以用于从带中挑出有缺陷元件，并且产生仅包含无缺陷元件的载带。

然而，对有缺陷元件的该选择性移除产生了具有间隙的带即已经从其移除了元件的空凹腔。这经常是不期望的，因为此类载带中的元件的数量变得很难记录，并且因为其使得另一机器（例如，取放设备）对带的自动处理更困难得多。

US5974903描述了用于视觉检验包含在载带内的集成电路的装置和方法。在该设备中，由操作员手工替换有缺陷集成电路。这是昂贵、缓慢并且令人厌烦的解决方案，该解决方案由于人工干预而引入了质量风险。

EP1073325描述了用于测试半导体芯片的系统，在该系统中将附加的取放工具用于移除被发现是坏的芯片并且用于利用好芯片替换它们。没有描述该取放工具的操作，但是该文档指示可以将利用好芯片装载的附加盒用作替换芯片的源。因此，该解决方案需要芯片的附加源和附加放置工具来替换从带移除的有缺陷芯片。

WO9903733公开了针对载带的驱动器，该载带结合用于检验的机器的取放模块使用。该驱动器以两个步骤将载带推进到其期望的位置。检验隔间中的元件的适当定位。如果电子元件是有缺陷，则向后移动该载带，从该载带卸载元件以及利用新元件来填充凹腔。

在该最后的解决方案中，在相同位置从相同凹腔移除有缺陷元件并且将新元件装载到相同凹腔中。如果将相同设备用于装载和卸载元件，则这才是可能的。操作用于两个功能（卸载有缺陷元件和装载新元件）的此类公共设备必然是缓慢的并且不可能在基于转台的机器上。

在相同位置处操作用于卸载有缺陷元件和用于将替换元件装载到相同凹腔中的两个不同设备通常也是不可能的，因为现代的以及微小的电子元件的凹腔的大小太小。在该情况中，填充和卸载系统太大并且不可能在单个凹腔上方使两个设备都居中。

在JP2004090955中、在JP2001018911中和在US6634159中描述了用于利用元件来填充带的其他设备。

本发明的目的在于提供用于从带移除并替换有缺陷元件以及用于递送没有间隙的无缺陷带的新方法和新设备。

发明内容

根据本发明，这些目的借助于一种用于利用电子元件来填充载带以及用于从载带移除并替换有缺陷的电子元件的方法来实现，其中通过转台在多个处理站和所述填充站之间传送所述电子元件，所述方法包括步骤：

在填充站处，在所述载带的凹腔中装载元件，

向前移动所述载带，

自动检测所述元件是有缺陷的，

当已经检测到有缺陷元件时，在第一方向上旋转所述转台，向后移动所述载带，从载带卸载有缺陷的电子元件，在与所述第一方向相反的第二方向上旋转所述转台，以及在所述填充站处利用新电子元件来填充所述凹腔。

可以以任何顺序或同时地进行在第一方向上旋转转台并且将带向后移位。

该方法具有以下优势：与现有技术的用于测试和处理元件的基于快速转台的机器兼容。

该方法还具有以下优势：使用相同填充站来装载初始电子元件和替换元件到凹腔中。此外，相同的元件源用于初始填充载带的凹腔并且用于替换有缺陷元件。

转台在第一方向上的旋转允许在填充站处的凹腔上方呈送卸载设备。有缺陷元件卸载之后的反向旋转允许由用于插入替换元件的装载系统来替换该卸载系统。

由于在替换期间转台前后移动，所以在第一步骤中在凹腔上方使卸载系统居中并且在第二步骤中使装载系统居中是可能的。因此，在相同的填充和卸载站处使用两个不同的系统。

在该申请中，有缺陷的电子元件意味着不正确执行的任何元件、没有被正确标记的元件、具有弯曲或其他缺陷焊盘或引线的元件、或尚未被插入或正确对齐到载带的凹腔中的元件，例如在凹腔中颠倒、翻转或倾斜的元件（即使该元件将适当工作）。

附图说明

借助于通过示例的方式给出的以及通过附图示出的实施例描述，将更好地理解本发明，其中：

图1示出了用于测试电子元件的系统的俯视图，该系统包括用于将测试元件装载到载带中的转台和输出设备。

图2-10示出了用于利用电子元件来填充载带并且用于从载带移除和替换有缺陷的电子元件的设备的连续侧视图。

具体实施方式

图1示出了用于测试电子元件的系统的俯视图，该系统包括转台1与布置在转台周围的各种类型和大小的多个工作站2。

转台1在其外围配备有多个元件夹持器17（例如吸嘴），允许通过真空来夹持电子元件并且从一个工作站2向处理线的下一个工作站传送电子元件。连续的工作站对电子元件执行各种连续的操作，诸如测试、标记、调节、排序和其他操作。

待测元件由馈送站（其可以是工作站2中的任意一个）馈送给转台。在一系列测试和操纵之后，从转台卸载无缺陷元件并且在带填充站3处填充到载带的凹腔中。参考数字18表示用于从载带移除有缺陷元件的真空系统，这将在后面进行解释。

图2至10是将电子元件装载到载带中的带填充站的侧视图。在连续图上示出了过程的连续步骤。

图2上示出的系统包括具有多个规则间隔的凹腔11的载带10，所述凹腔11用于容纳在转台上测试后的电子元件。当释放转台1的元件夹持器17的真空时，电子元件被丢入带10，使得该夹持器夹持的电子元件12通过重力进入到在嘴之下的载带10的凹腔11中。可以在本发明的框架内使用利用来自转台的电子元件来填充载带的其他设备。

载带10在箭头的方向上通过滚轮19连续向前移动。因此，在填充站处丢下的电子元件12到达检验位置，在该检验位置处它们由检验系统15进行检验。即使不正常地装载了电子元件，也推进带，从而允许在不同位置处进行检验。在示出的示例中，检验系统15检验在填充站之前12毫米的元件；取决于带的凹腔之间的间距，这可以对应于在填充站之前两个、三个或四个间距的元件。检验系统可以是视觉系统，该视觉系统包括照相机152以及用于向照相机重定向元件图像的棱镜150、151或镜子。可以在本发明的框架内使用其他检验系统。该检验系统15允许元件的自动核实以及有缺陷元件13的自动检测，所述有缺陷元件13例如是错误标记、未对齐、翻转、倾斜或偏离的元件。可以对凹腔内的元件12、13执行其他测试和检验。

在另一未示出的实施例中，该系统包括沿带的多个检验站。例如，在一个实施例中，该系统包括第一机械检验系统以及第二光学检验系统。该机械检验系统可以包括恰好在带上的旋转盖或标志，其布置为使得每次将倾斜或颠倒的元件突出凹腔时移位。该移位例如由电感式传感器或由任何合适的传感器检测。在盖已经移动之后弹簧将该盖带回到其初始位置。在一个实施例中，该机械检验系统被布置在填充站之前的几个1/10毫米（其不必对应于整数个间隔），而该光学监视系统被置于该机械系统之后，例如在填充站之前12毫米。

图2中的参考数字13表示有缺陷元件。光学和/或机械检验系统对该有缺陷元件的检测触发载带10方向的自动倒转，直到有缺陷元件13退回到真空嘴17之下的填充站，如图3上所示。移位的距离对应于检测到有缺陷元件的检验站与填充站之间的距离。

在图4上，转台1向前转位半步，并且因此使得真空系统18能够自由访问包含有缺陷元件13的载带10的凹腔。然后，使用将有缺陷元件13吸入用于有缺陷元件的托盘（未示出）的真空系统18来将有缺陷元件13移除出凹腔。其他系统可以用于从凹腔移除有缺陷元件。替代地，可以使用例如振动系统来修正元件的位置。适当工作但仅在凹腔中未对齐或翻转的有缺陷元件当然可以重用并且被装载到不同载带中。

在图6上，将转台1向后转动半步，并且因此返回到图3中的其先前角位置。在图7上，转台向前转位整步，从而在从其移除有缺陷元件的空凹腔11上方呈送下一电子元件12。这两个步骤可以组合。然后，将该替换元件丢入该凹腔，如图8上所示。然后，在图9上，载带10向前移动，直到替换电子元件12到达检测有缺陷元件的检验站。然后，核实替换元件的正确插入，如图10上所示。

然后，如果检验站15（或另一检验站）检测到替换元件12也是有缺陷的，则重复整个过程。在有缺陷元件向相同凹腔中的预定数量N次插入之后（N>=1，并且通常<10），生成警报并且停止机器；对于相同凹腔而言重复的问题可能是由不平坦或脏的凹腔引起的。

另一方面，如果对替换元件的检验给出了正面结果（未检测到缺陷），则继续利用电子元件来填充载带，直到检测到新的有缺陷元件13为止。

图上的参考数字

1 转台

2 处理站

3 填充站

10 载带

11 凹腔

12 元件

13 坏元件

15 检验系统

150 第一棱镜

151 第二棱镜

152 照相机

17 元件夹持器，诸如真空嘴

18 真空系统

19 张紧滚轮

Claims (16)

1.一种用于利用电子元件（12）来填充载带（10）以及用于从所述载带移除并替换有缺陷的电子元件（13）的方法，其中通过转台（1）在多个处理站和所述填充站之间传送所述电子元件（12，13），

所述方法包括步骤：

在填充站（1）处，在所述载带（10）的凹腔（11）中装载电子元件，

向前移动所述载带（10），

自动检测所述电子元件是有缺陷的，

当已经检测到有缺陷的元件（13）时，在第一方向上旋转所述转台（1），向后移动所述载带，从所述载带（10）卸载有缺陷的电子元件（13），在与所述第一方向相反的第二方向上旋转所述转台，以及在所述填充站（1）处利用新电子元件来填充所述凹腔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述相同填充站（1）和电子元件的相同源用于装载所述有缺陷的元件（13）和所述新元件。

3.根据权利要求1所述的方法，其中当已经检测到有缺陷的电子元件（13）时，所述转台（1）在所述第一和第二方向上旋转少于一步。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中独立于所述填充站而利用真空系统（18）来卸载所述有缺陷的元件（1）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述载带（10）在已经装载了新元件之后向前移动。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述载带（10）在已经装载新电子元件（12）之后向前移动到其初始位置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，包括步骤：在已经将所述新电子元件（12）装载到所述载带（10）中之后检验所述新电子元件（12），并且如果所述新元件是有缺陷的，则移除所述新元件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中自动检测所述电子元件（13）是有缺陷的所述步骤包括执行对所述电子元件的视觉检验。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中自动检测所述电子元件是有缺陷的所述步骤包括例如使用标志来执行对所述电子元件的机械检验。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中自动检测所述电子元件（13）是有缺陷的所述步骤包括使用第一机械检验系统来检测突出于凹腔的电子元件以及使用第二光学系统来执行对凹腔中的所述电子元件的视觉检验。

11.根据权利要求10所述的方法，其中向后移动的长度取决于检测到有缺陷元件的检验站。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中对有缺陷的电子元件的所述检测检测未对齐、翻转、颠倒或倾斜的电子元件，即使那些电子元件正适当地工作。

13.一种用于利用电子元件（12，13）来填充载带（10）以及用于从所述载带移除并替换有缺陷的电子元件（13）的设备，包括

填充站（1），在所述填充站（1）处利用元件夹持器（17）将电子元件装载到所述载带（10）的凹腔（11）中，

马达，用于向后以及向前移动所述载带（10），

检验系统（15），用于自动地检测所述电子元件（13）是有缺陷的，

与所述元件夹持器（17）不同的卸载系统（18），用于在所述填充站处从所述载带（10）移除有缺陷的电子元件（13）。

14.根据权利要求13所述的设备，还包括：机动化装置，用于在所述填充站处由所述卸载系统（18）替换所述元件夹持器（17）。

15.根据权利要求14所述的设备，所述检验系统是用于自动地检测所述载带中的有缺陷的电子元件的视觉检验系统（15）。

16.根据权利要求15所述的设备，所述检验系统还包括用于自动地检测所述载带中的有缺陷的电子元件的机械检验系统。

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