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TWI718064B - 取放程序中搬運一組電子元件的方法 - Google Patents

取放程序中搬運一組電子元件的方法 Download PDF

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TWI718064B
TWI718064B TW109117432A TW109117432A TWI718064B TW I718064 B TWI718064 B TW I718064B TW 109117432 A TW109117432 A TW 109117432A TW 109117432 A TW109117432 A TW 109117432A TW I718064 B TWI718064 B TW I718064B
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良勇 呂
美韵 許
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馬來西亞商正齊科技有限公司
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Abstract

本發明涉及一種在取放程序(1)中搬運一組電子元件(102)的方法，其藉由一次性動作來克服每小時單位產能(UPH)低的問題，並藉由降低或省去轉換電子元件(102)所需的時間來改善程序，同時此方法可迎合單一取放程序中多種尺寸或類型的電子元件(102)，例如晶片或晶粒，的需求。

Description

取放程序中搬運一組電子元件的方法
本發明涉及一種在取放程序中搬運一組電子元件的方法，此方法藉由以下來實現：藉由包含多個拾取頭的一取放裝置將該組電子元件放置在一特定位置；其中該特定位置是一巢形件，該巢形件分別與至少四個巢形件側壁相隔一預定的XY偏移值；藉由至少一預準視覺檢測系統對該組電子元件拍攝至少一影像，以相對於該些巢形件側壁判斷該組電子元件中每個電子元件的XY位置；若該組電子元件中所有電子元件的XY位置相對於該些巢形件側壁是在一預設偏移值內時，由至少一對準器模組讓該組電子元件中每個電子元件彼此對齊；以及若該組電子元件中任一電子元件的XY位置相對於該些巢形件側壁不在一預設偏移值內時，由至少一拾取機構拾取該組電子元件並移到至少一廢料槽，或者由一使用者利用不同的預設偏移值重新檢測該組電子元件中受影響的電子元件。
眾所周知的是，傳統的取放程序和分類程序有嚴重的缺點，就是例如晶粒或單顆成型的封裝體等的電子元件是藉由一取放機構各別地拾取並轉移，因而導致每小時單位產能(UPH)低的問題。此外，轉換不同尺寸或類型的電子元件所需的時間也會導致低產量工序。
鄭某等人於美國公告專利US7,190,446B1揭露了一種處理例如半導體封裝體的電子元件的裝置與方法。如此專利所指出的，多個單顆成型的封裝 體是各別地從一帶體上拾取並放置在位於一轉盤的某個區段的支撐體上。利用位於裝載位置和卸載位置之間的一第一光學系統來檢測由支撐體所支撐的電子裝置的第一表面，同時或然後利用位於裝載位置和卸載位置之間的一第二光學系統檢測由支撐體所支撐的此電子裝置上相反於第一表面的第二表面。最後，這些封裝體會被旋轉至一區段，以藉由一卸載臂各別地拾取，同時將這些封裝體分別地轉移到不同的卸載裝置。在此情況下，各別拾取並轉移封裝體會拖慢整個程序，因而導致每小時單位產能(UPH)低的問題以及低產量製程。
如羅某於美國公告專利US6,446,354B1所揭露的一種處理機系統，其裝設有：一裝載單元，用以裝載存放在匣盒內的至少其中一條帶體；一牽引機單元，用以在牽引機吸持器處由裝載單元托著此帶體；一帶體傳輸單元，用以在托著之後以一吸持方式固定其吸持頭，以及用以將此帶體移到一切割裝置，使該帶體切割成多個單獨的封裝裝置；一封裝清潔單元，用以在藉由吸真空力將這些單獨的封裝裝置固定並維持在其上之後，透過一刷子和一氣體噴嘴對這些單獨的封裝裝置進行清除工作；一封裝乾燥單元，用以在清除完畢之後，對這些單獨的封裝裝置進行乾燥工作；一封裝體存放單元，用以在乾燥完成之後進行移動並存放；一封裝拾取單元，用以保持以及排列這些單獨的封裝裝置，以供品質檢測，封裝拾取單元安裝於封裝體存放單元的一側；一視覺檢測手段，用以檢測這些單獨的封裝裝置的品質；以及一封裝托盤存放單元，用以藉由吸真空力使這些單獨的封裝裝置C保持在其上，以將這些單獨的封裝裝置安置於封裝存放單元上，封裝托盤存放單元用以傳輸已包含有根據檢測結果被加以分類之單獨封裝裝置於其上的托盤。此方法拾取頭設計複雜且需要使用數個馬達在Z軸方向上驅動各別的真空吸盤。
因此，若能取得一種在取放程序中一次性地轉移一組電子元件的方法，此方法可克服每小時單位產能(UPH)低的問題以及藉由降低或省去轉換電子元件所需的時間來改善製程，同時此方法還可迎合單一取放程序中多種尺寸或類型的電子元件(例如晶片或晶粒)的需求，將有助於減輕這些缺點。
因此，本發明主要目的在於提供一種在取放程序中搬運一組電子元件的方法，該方法旨在藉由一次性地拾取該些電子元件來克服每小時單位產能(UPH)低的問題。
本發明另一目的在於提供一種在取放程序中搬運一組電子元件的方法，該方法可迎合單一取放程序中不同尺寸和不同類型的電子元件的需求。
本發明再一目的在於提供一種在取放程序中搬運一組電子元件的方法，該方法可改善生產量。
本發明再一目的在於提供一種在取放程序中搬運一組電子元件的方法，該方法可降低或省略用來轉換不同尺寸或不同類型的電子元件所需的時間。
透過理解以下對本發明的詳細描述或在實際實踐本發明後，本發明的其他目的將變得顯而易見。
根據本發明較佳實施例提供以下內容：一種在取放程序中搬運一組電子元件的方法(1)包含以下步驟：(i)藉由包含多個拾取頭的一取放裝置將該組電子元件放置在一特定位置；其特徵在於 該特定位置是一巢形件，該巢形件分別與至少四個巢形件側壁相隔一預定的XY偏移量；該方法於該步驟(i)之後更包含以下步驟：(ii)藉由至少一預準視覺檢測系統對該組電子元件拍攝至少一影像，以相對於該些巢形件側壁，判斷該組電子元件中的每個電子元件的XY位置；(iii)若相對於該些巢形件側壁，該組電子元件中所有電子元件的XY位置是在一預設偏移值時，至少一對準器模組使該組電子元件的每個電子元件彼此對準；(iv)若相對於該些巢形件側壁，該組電子元件中任一電子元件的XY位置不在一預設偏移值時，至少一拾取機構會拾取該組電子元件並移動到至少一廢料槽，或者由一使用者以不同的預設偏移值重新檢測該組電子元件中受影響的電子元件。
102:電子元件
109:巢形件
111:巢形件側壁
2:對準器模組
201:第一Y軸對準器支臂
203:第二Y軸對準器支臂
205:第一X軸對準器支臂
207:第二X軸對準器支臂
209:Y軸致動器
211:X軸致動器
213:Z軸致動器
401:S型末端
403:S型末端
在結合以下附圖研讀詳細描述之後，將發現本發明的其他觀點及其優點：圖1顯示本發明示範性的方法流程；圖2-A顯示本發明包含一X軸致動器的範例示意圖(前視圖)；圖2-B顯示本發明包含一Y軸致動器的範例示意圖(側視圖)；圖3-A顯示本發明在取放程序中對齊一組電子元件的範例方法；圖3-B顯示本發明在取放程序中對齊一組電子元件的另一種範例方法；圖4-A顯示本發明在取放程序中對齊一組電子元件的範例方法；以及 圖4-B顯示本發明在取放程序中對齊一組電子元件的範例方法。
在下面的詳細描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的透徹理解。但是，本領域普通技術人員將理解，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。在其他情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法，過程和/或元件，以免使本發明不清楚。
從下面僅以示例方式參考附圖進行的本發明實施例的描述中，將更清楚地理解本發明，這些附圖未按比例繪製。
如在本公開和本文的專利申請範圍中所使用的，單數形式“一個”，“一種”和“該”可包括複數指示物，除非上下文清楚地指示或另外指出。
在本說明書的整個公開和專利申請範圍中，單詞“包括”及其變體，例如“包括”和“包含”，是指“包括但不限於”，並且並非用以排除例如其他元件，整數或步驟。“示例性”是指“一個示例”，並且不旨在傳達較佳或理想實施例的指示，“諸如”不是限制性的，而是用於說明目的。
請參照圖1，所呈現的是在取放程序中搬運一組電子元件(102)的示範性方法(1)流程。此方法(1)是藉由以下內容來執行：(i)藉由包含多個拾取頭的一取放裝置將該組電子元件(102)放置在一特定位置上(101)；其中該特定位置是一巢形件(109)，巢形件(109)分別與至少四個巢形件側壁(111)相隔一預定的XY偏移量，相對於該些巢形件側壁的該預定的XY偏移是在200μm到300μm的範圍內(311)；(ii)藉由至少一預準視覺檢測系統對該組電子元件(102)拍攝至少一影像，以相對於該些巢形件側壁(111)，判斷該組電子元件中每個電子元件(102)的XY位 置(103)，其中該些巢形件側壁(111)具有範圍在0.1mm到1.0mm的固定厚度；(iii)若相對於該些巢形件側壁(111)，該組電子元件中所有電子元件(102)的XY位置是在預設偏移值內時，至少一對準器模組(2)會使該組電子元件中每個電子元件(102)彼此對齊(105)，其中該些電子元件(102)的尺寸範圍是介於2x2mm到7x7mm之間；(iv)若相對於該些巢形件側壁(111)，該組電子元件中任一電子元件(102)的XY位置不在預設偏移值內時，至少一拾取機構會拾取該組電子元件(102)並移到至少一廢料槽，或者一使用者會以不同的預設偏移值重新檢測該組電子元件(102)中受影響的電子元件(102)(107)。
在此情況下，重新檢測該些電子元件(102)後，相對於該些巢形件側壁(111)，該組電子元件中任一電子元件(102)的XY位置仍不在預設偏移值內時，該使用者將重新檢視預設偏移值，或者實際地調整該些電子元件(102)的對位。使用者通常可設定重新檢測的循環次數。若到達限制次數時，將自動丟棄這些電子元件(102)。
如圖2-A和圖2-B所示，該對準器模組(2)包含可沿正Y軸方向移動的至少一第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)以及可沿正X軸方向移動的至少一第一和第二X軸對準器支臂(205、207)。該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)是由一Y軸致動器(209)驅動，該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)是由一X軸致動器(211)驅動。該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)以及該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)可設置成一佈局，使得該第一Y軸對準器支臂(201)可面向該第二Y軸對準器支臂(203)的一相反側，該第一X軸對準器支臂(205)可面向該第二X軸對準器支臂(207)的一相反側。此外，該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)以及該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)是面向該些電子元件(102)。該對 準器模組(2)更進一步包含一Z軸致動器(213)，Z軸致動器(213)用以驅動對準器模組(2)沿Z軸方向移動。
為進一步執行步驟(iii)，即若相對於該些巢形件側壁(111)，該組電子元件中所有的電子元件(102)的XY位置是在一預設偏移值內時，至少一對準器模組(2)會使這組電子元件中的每個電子元件(102)彼此對齊(105)，步驟(iii)更包含以下子步驟：(a)藉由一Z軸致動器(213)驅動該對準器模組(2)由一第一Z軸位置移動至一預設第二Z軸位置，該預設第二Z軸位置較佳地是低於該些電子元件(102)的底面(301)，例如該第一和第二Y軸對準器支臂的S型末端(401)的底面以及該兩個X軸對準器支臂的S型末端(403)低於底面of該組電子元件(102)的底面，如圖4-A和圖4-B所示；(b)藉由一Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)上方的該第一Y軸對準器支臂(201)，以藉由該第一Y軸對準器支臂(201)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊(303)；(c)藉由一X軸致動器(211)驅動位於該巢形件(109)左側的該第一X軸對準器支臂(205)，使該第一X軸對準器支臂(205)讓該些電子元件(102)的X軸偏移和角度對齊(305)；(d)藉由該Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)下方的該第二Y軸對準器支臂(203)，使該第二Y軸對準器支臂(203)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊(307)；(e)藉由該X軸致動器(211)驅動位於該巢形件(109)右側的該第二X軸對準器支臂(207)，使該第二X軸對準器支臂(207)讓該些電子元件(102)的X軸偏移和角度對齊(309)；(f)使該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)以及該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)回到一預備位置(311)；(g)使該對準器模組(2)回到該第一Z軸位置(313)；最後，(h)若該些電子元件(102)通過一對位視覺檢測，就透過一致動器(未繪示)驅動該多個拾取頭，使該多個拾取頭一次性地拾取該些電子元件(102)並放置於一輸出載具(315)，如圖3-A所示。
在另一種佈局中，如圖3-B所示，所述步驟(e)(即透過該X軸致動器(211)驅動位於該巢形件(109)右側的該第二X軸對準器支臂(207)，以藉由該第二X軸對準器支臂(207)讓該些電子元件(102)的X軸偏移和角度對齊(309))可在步驟(d)(即透過該Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)下方的該第二Y軸對準器支臂(203)，使該第二Y軸對準器支臂(203)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊(307))之前、在步驟(b)(即透過一Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)上方的該第一Y軸對準器支臂(201)，使該第一Y軸對準器支臂(201)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊(303))之後執行。同時，步驟(d)(即透過該Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)下方的該第二Y軸對準器支臂(203)，使該第二Y軸對準器支臂(203)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊(307))之後接續步驟(c)(即透過一X軸致動器(211)驅動位於該巢形件(109)左側的該第一X軸對準器支臂(205)，使該第一X軸對準器支臂(205)讓該些電子元件(102)的X軸偏移和角度對齊(305))，以下子步驟如圖3-A中所列舉的範例。該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)以及該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)包含彈簧加載式對準器支臂、氣壓式對準器支臂、音圈馬達(voice coil actuator)等。並且，所述方法更包含轉換該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)的長度以及該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)的長度，以迎合單一取放程序中多種尺寸或多種類型的電子元件(102)。

Claims (10)

  1. 一種在取放程序(1)中搬運一組電子元件(102)的方法，該方法包含以下步驟：(i)藉由包含多個拾取頭的一取放裝置，將該組電子元件(102)放置於一特定位置；其特徵在於：該特定位置為一巢形件(109)，該巢形件(109)分別與至少四個巢形件側壁(111)相隔一預定的XY偏移值；該方法於該步驟(i)之後更包含以下步驟：(ii)藉由至少一預對位視覺檢測系統拍攝該組電子元件(102)的至少一影像，以相對於該些巢形件側壁(111)，判斷該組電子元件(102)中的每個電子元件(102)的XY位置；(iii)若該組電子元件(102)中的所有電子元件(102)的XY位置相對於該些巢形件側壁(111)在一預設偏移值內時，至少一對準器模組(2)使該組電子元件(102)中的每個該電子元件(102)彼此對齊；(iv)若該組電子元件(102)中的任一電子元件(102)的XY位置相對於該些巢形件側壁(111)不在一預設偏移值內時，至少一拾取機構會拾取該組電子元件(102)並移到至少一廢料槽，或者由一使用者以一不同的預設偏移值重新檢測該組電子元件(102)中受影響的電子元件(102)。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該對準器模組(2)包含至少一第一Y軸對準器支臂(201)、至少一第二Y軸對準器支臂(203)、至少一第一X軸對準器支臂(205)和至少一第二X軸對準器支臂(207)，以一佈局設置該第一Y軸對準器支臂(201)、該第二Y軸對準器支臂(203)、該第一X軸對準器支臂(205)和該 第二X軸對準器支臂(207)，使得該第一Y軸對準器支臂(201)面向該第二Y軸對準器支臂(203)的一相反側，該第一X軸對準器支臂(205)面向該第二X軸對準器支臂(207)的一相反側。
  3. 如請求項2所述的方法，其中該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)和該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)面向該些電子元件(102)。
  4. 如請求項2所述的方法，其中該步驟(iii)包含以下子步驟(3A)：(a)藉由一Z軸致動器(213)使該對準器模組(2)從一第一Z軸位置向下移動至一預設第二Z軸位置，該預設第二Z軸位置低於該些電子元件(102)的上表面；(b)藉由一Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)上方的該第一Y軸對準器支臂(201)，以藉由該第一Y軸對準器支臂(201)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊；(c)藉由一X軸致動器(211)驅動位於該巢形件(109)左側的該第一X軸對準器支臂(205)，以藉由該第一X軸對準器支臂(205)讓該些電子元件(102)的X軸偏移和角度對齊；(d)藉由該Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)下方的該第二Y軸對準器支臂(203)，以藉由該第二Y軸對準器支臂(203)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊；(e)藉由該X軸致動器(211)驅動位於該巢形件(109)右側的該第二X軸對準器支臂(207)，以藉由該第二X軸對準器支臂(207)讓該些電子元件(102)的X軸偏移和角度對齊；(f)使該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)和該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)回到一預備位置；(g)使該對準器模組(2)回到該第一Z軸位置； (h)若該些電子元件(102)通過一對位視覺檢測時，以一致動器驅動該多個拾取頭一次性地拾取該些電子元件(102)並放置在一輸出載具。
  5. 如請求項2所述的方法，其中該方法更包含以下步驟(3B)：(a)藉由一Z軸致動器(213)驅動該對準器模組(2)從一第一Z軸位置向下移動至一預設第二Z軸位置，該預設第二Z軸位置低於該些電子元件(102)的上表面；(b)藉由一Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)上方的該第一Y軸對準器支臂(201)，以藉由該第一Y軸對準器支臂(201)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊；(c)藉由該X軸致動器(211)驅動位於該巢形件(109)右側的該第二X軸對準器支臂(207)，以藉由該第二X軸對準器支臂(207)讓該些電子元件(102)的X軸偏移和角度對齊；(d)藉由該Y軸致動器(209)驅動位於該巢形件(109)下方的該第二Y軸對準器支臂(203)，以藉由該第二Y軸對準器支臂(203)讓該些電子元件(102)的Y軸偏移和角度對齊；(e)藉由一X軸致動器(211)驅動位於該巢形件(109)左側的該第一X軸對準器支臂(205)，以藉由該第一X軸對準器支臂(205)讓該些電子元件(102)的X軸偏移和角度對齊；(f)使該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)以及該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)回到一預備位置；(g)使該對準器模組(2)回到該第一Z軸位置；(h)若該些電子元件(102)通過一對位視覺檢測時，以一致動器驅動該多個拾取頭一次性地拾取該些電子元件(102)並放置在一輸出載具。
  6. 如請求項1所述的方法，其中相對於該些巢形件側壁的該預定的XY偏移是在200μm至300μm的範圍之內。
  7. 如請求項1所述的方法，其中該些巢形件側壁(111)具有在0.1mm至1.0mm的範圍內的固定厚度。
  8. 如請求項1所述的方法，其中該些電子元件(102)的尺寸範圍是介於2x2mm至7x7mm之間。
  9. 如請求項2所述的方法，其中該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)以及該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)包含彈簧加載式對準器支臂、氣壓式對準器支臂或音圈馬達。
  10. 如請求項2所述的方法，其中該方法更包含轉換該第一和第二Y軸對準器支臂(201、203)的長度以及該第一和第二X軸對準器支臂(205、207)的長度，以迎合一單一取放程序中的不同尺寸或不同類型的電子元件(102)。
TW109117432A 2019-11-22 2020-05-26 取放程序中搬運一組電子元件的方法 TWI718064B (zh)

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