TWI870795B - 電子元件作業裝置及作業機 - Google Patents

Abstract

一種電子元件作業裝置，包含作業機構及定位機構，作業機構設有至少一具第一膨脹係數之作業件，作業件能夠對電子元件執行預設作業，定位機構設有至少一具第二膨脹係數之定位具，其第二膨脹係數小於第一膨脹係數，定位具設有框限部而能夠框限作業件；藉以作業件執行電子元件熱測作業時，定位具以框限部框限作業件之外周面而形成一擋止層，可擋止作業件因受熱膨脹變形偏移，使作業件精確定位於預設作業位置，進而提高作業品質。

Description

電子元件作業裝置及作業機

本發明提供一種可確保作業件精確定位於預設作業位置，以提高作業品質之電子元件作業裝置。

在現今，電子元件作業機之作業機構(例如輸送機構或測試機構)設置不同作用之作業器(例如載台、壓接器或測試器等)，以供對電子元件執行不同預設作業(例如輸送作業、壓接作業或測試作業等)。由於電子元件日後會應用於高溫場所，為確保電子元件之品質，業者必須對電子元件執行熱測作業 ，在電子元件日趨精密微小之條件下，對於作業器之預設作業位置精準度要求相當高。

以輸送機構之載台而言，載台設有承槽以供承置電子元件，載台裝配於移動座，由移動座帶動載台及電子元件位移至測試器之一方，以供取放電子元件；然為縮短電子元件於測試器內之升溫作業時間，載台會配置加熱件 ，以便於載送電子元件之行程中升溫電子元件；惟，載台之承槽因受熱膨脹變形，導致承槽發生偏移預設取放料位置之情況，以致壓接器無法準確於載台之承槽取出待測電子元件或放置已測電子元件，進而影響作業精準性，甚至可能將電子元件偏斜放置於承槽，導致壓接器壓損電子元件之問題。

以測試機構之壓接器及測試器而言，壓接器及測試器均位於熱測室，以便對電子元件執行熱測作業，壓接器更配置有溫控件，以升溫電子元件至預設熱測溫度，若壓接器因受熱膨脹變形而發生偏移預設壓接位置，即會導致壓接器之中心無法準確對位測試器之中心而放置待測電子元件，或者施以下壓力不平均等，進而影響測試品質；同樣地，若測試器因受熱膨脹變形而發生偏移預設測試位置，亦會導致無法提供壓接器準確放置待測電子元件，進而影響測試品質。

因此，如何提高作業器之作業位置精準性及作業品質，著實相當重要。

本發明之目的一，提供一種電子元件作業裝置，包含作業機構及定位機構，作業機構設置承載具及作業件，承載具以供裝配至少一具第一膨脹係數之作業件，作業件能夠對電子元件執行預設作業，定位機構設有至少一具第二膨脹係數之定位具，其第二膨脹係數小於第一膨脹係數，定位具設有至少一框限部，能夠框限作業件之外周面；藉以作業件執行電子元件熱測作業而受熱膨脹變形時，在定位具之第二膨脹係數小於作業件之第一膨脹係數的要件下 ，定位具確實框限於作業件之外周面而形成一擋止層，以擋止作業件偏移，使作業件精確定位於預設作業位置，進而提高作業品質及作業便利性。

本發明之目的二，提供一種作業機，包含機台、供料裝置、收料裝置、本發明作業裝置及中央控制裝置，供料裝置配置於機台，並設有至少一供料器，以供容置至少一待作業電子元件；收料裝置配置於機台，並設有至少一收料器，以供容置至少一已作業電子元件；本發明作業裝置配置於機台，並設有作業機構及定位機構，作業機構之作業件以供對電子元件執行預設作業，定位機構之定位具以供框限作業件確實定位於預設作業位置；中央控制裝置以控制及整合各裝置作動而執行自動化作業。

為使　貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如後：

請參閱圖1～4，本發明作業裝置應用於電子元件作業機，作業機包含機台10、供料裝置20、收料裝置30、作業裝置40及中央控制裝置（圖未示出）。供料裝置20裝配於機台10，並設有至少一供料器21，以容納至少一待作業之電子元件。收料裝置30裝配於機台10，並設有至少一收料器31，以容納至少一已作業之電子元件。中央控制裝置(圖未示出)用以控制及整合各裝置作動 ，以執行自動化作業。

本發明作業裝置40配置於機台10，包含至少一作業機構及至少一定位機構。

至少一作業機構設置至少一承載具及至少一作業件，承載具以供裝配至少一具第一膨脹係數之作業件，作業件以供對電子元件執行預設作業。更進一步，承載具為固定式或可移動式，例如承載具為可移動式之移動座或移動臂，例如承載具為固定式之電路板或機台。

依作業需求，作業件可為載台治具、測試座、壓接器或預溫治具等，而分別執行載送作業、測試作業、壓接作業或預溫作業等預設作業；作業件因材質關係而具有較大之第一膨脹係數；例如載台治具之材質為銅；例如拾取件之材質為塑材。

於本實施例，作業裝置40之至少一作業機構包含第一作業機構、第二作業機構及第三作業機構。

第一作業機構為輸送機構，其設置有一為第一移動座411之第一承載具，第一移動座411由第一驅動源412驅動作第一方向(例如X方向)位移，第一驅動源412可為線性馬達、壓缸或包含馬達及至少一傳動組；第一移動座411之頂面裝配複數個為第一載台治具413之第一作業件，第一載台治具413為銅製 ，其導熱性佳且具有較大之第一膨脹係數，各第一載台治具413設有第一容置部414，以供盛裝電子元件，使得第一載台治具413可對電子元件執行載送作業。依作業需求，第一移動座411配置有第一加熱件415，以供於載送行程中升溫複數個第一載台治具413內之複數個電子元件。

第二作業機構為壓接機構，其設置有一為第二移動臂421之第二承載具，第二移動臂421由第二驅動源(圖未示出)驅動作第二、三方向(例如Y-Z方向)位移，第二驅動源可為線性馬達、壓缸或包含馬達及至少一傳動組；第二移動臂421以供帶動複數個為第二壓接器422之第二作業件作同步位移，第二壓接器422之壓座4221為塑材製，並具有較大之第一膨脹係數，以供壓接電子元件 ，第二壓接器422之壓座4221內部設置吸嘴4222，以供吸附或釋放電子元件，因此，第二壓接器422可對電子元件執行壓接及取放料作業。

依作業需求，第二移動臂421與複數個第二壓接器422之間配置有浮動器(圖未示出)、溫控器或者浮動器及溫控器；更進一步，溫控器可設置致冷晶片、加熱件或包含具預溫流體之座體。於本實施例，第二移動臂421與複數個第二壓接器422之間配置有第二溫控器423，第二溫控器423設有致冷晶片，可使電子元件處於模擬日後高溫環境下執行熱測作業。

第三作業機構為測試機構，其設置有一為第三電路板431之第三承載具，第三電路板431為固定式配置於一第三連接座432，第三連接座432裝配於機台10，第三電路板431供配置複數個為第三測試座433之第三作業件，第三測試座433為塑材製，並具有較大之第一膨脹係數，且以探針一端電性連接第三電路板431，使第三測試座433能夠對電子元件執行測試作業。

至少一定位機構設有至少一具第二膨脹係數之定位具，第二膨脹係數值小於第一膨脹係數，定位具設有至少一框限部，能夠框限作業件之外周面而形成一擋止層，以擋止作業件受熱膨脹變形偏移。

依作業需求，定位具以膨脹係數極小之不變鋼製作，亦即不變鋼之第二膨脹係數小於作業件之第一膨脹係數。

依作業需求，定位具設有為鏤空孔之框限部，或者定位機構設置複數個定位構件而能夠裝配成定位具，複數個定位構件設有複數個相對應之框限凹槽而能夠構成框限部。

依作業需求，定位機構之定位具裝配於作業機構之承載具或至少一連接座。

依作業需求，定位具之框限部貼合作業件之外周面，或者定位具之框限部與作業件之外周面間具有一容許裕度值，該容許裕度值為作業件受熱膨脹偏移時，定位具將作業件框限於預設作業位置之容許範圍內，以使作業件確實執行預設作業。

於本實施例，作業裝置40之至少一定位機構包含第一定位機構、第二定位機構及第三定位機構。

第一定位機構設有第一定位具44，第一定位具44以不變鋼製作，且第二膨脹係數小於第一作業機構之第一載台治具413的第一膨脹係數，第一定位具44設有複數個為鏤空孔之第一框限部441，複數個第一框限部441供置入複數個第一載台治具413，第一框限部441之內周面貼合第一載台治具413之外周面，使第一框限部441框限第一載台治具413而形成第一擋止層，第一定位具44裝配於第一移動座411，而由第一移動座411帶動同步位移。

依作業需求，定位機構之定位具的頂面可作水平延伸有擋塊，以框限貼合作業件之頂面適當位置，以防止作業件朝向Z方向變形偏移，進而確保作業件之預設作業高度；例如第一定位具44之頂面朝向第一載台治具413的水平方向延伸設有擋塊(圖未示出)，擋塊貼合於第一載台治具413之頂面，且未遮蔽第一容置部414，使第一定位具44除了框限第一載台治具413之外周面，以避免第一載台治具413作X-Y方向偏移外，更可框限第一載台治具413之頂面，以避免作Z方向偏移，而可確保第一載台治具413之預設作業高度，進而提高使用效能(例如可防止壓接器過壓電子元件等)。

第二定位機構設有第二定位具45，第二定位具45以不變鋼製作，且第二膨脹係數小於第二作業機構之第二壓接器422的第一膨脹係數，第二定位具45設有複數個為階級狀鏤空孔之第二框限部451，複數個第二框限部451供置入複數個第二壓接器422，第二框限部451之內周面貼合第二壓接器422之壓座4221的外周面，使第二框限部451框限第二壓接器422而形成第二擋止層，第二定位具45裝配於第二作業機構之第二溫控器423，並由第二移動臂421帶動同步位移。

第三定位機構設有第三定位具46，第三定位具46以不變鋼製作，且第二膨脹係數小於第三作業機構之第三測試座433的第一膨脹係數，第三定位具46設有複數個為鏤空孔之第三框限部461，複數個第三框限部461供置入複數個第三測試座433，第三框限部461之內周面貼合第三測試座433的外周面，使第三框限部461框限第三測試座433而形成第三擋止層，第三定位具46裝配於第三作業機構之第三連接座432。

依作業需求，作業裝置40於機台10設置測試室47，測試室47配置鼓風機(圖未示出)，以供吹送熱風，使測試室47之內部升溫，亦無不可。

依作業需求，作業裝置40更包含第一輸送器481、第二輸送器482及第三輸送器483，第一輸送器481可作X-Y-Z方向位移，以於供料裝置20及第一載台治具413間移載待測電子元件；第二輸送器482可作X方向位移，以供第二壓接器422置入已測電子元件，並載出已測電子元件；第三輸送器483可作X-Y-Z方向位移，以於第二輸送器482與收料裝置30間移載已測電子元件，並依據測試結果，將已測之電子元件輸送至收料裝置30而分類收置。

請參閱圖1、5～7，作業裝置40以第一輸送器481作X-Y-Z方向位移將供料裝置20之複數個待測電子元件移載至第一作業機構之複數個第一載台治具413的第一容置部414；第一作業機構以第一驅動源412驅動第一移動座411作X方向位移，第一移動座411帶動複數個第一載台治具413、第一定位具44及複數個待測電子元件同步作X方向位移，並於載送行程中，以第一加熱件415升溫待測電子元件；然為避免第一載台治具413因第一膨脹係數大且受熱膨脹變形偏移預設取放料位置，可利用第一定位機構之第一定位具44的第二膨脹係數小於第一載台治具413的第一膨脹係數，且第一定位具44保持固定型態及長度，使第一定位具44之第一框限部441於第一載台治具413之外周面形成第一擋止層；當第一載台治具413受熱膨脹變形欲作水平偏移時，第一定位具44之第一框限部441即擋止第一載台治具413作水平偏移，將第一載台治具413框限於預設取放料位置，使複數個第一載台治具413之中心間距不變，進而使複數個第一載台治具413承載複數個待測電子元件精確位於預設取放料位置。

於複數個第一載台治具413承載複數個待測電子元件至第三測試座433之一方，第二作業機構以第二移動臂421帶動第二溫控器423、複數個第二壓接器422及第二定位具45同步作Y-Z方向位移，由於第二溫控器423具有致冷晶片而會使複數個第二壓接器422升溫，然為避免第二壓接器422因第一膨脹係數大且受熱膨脹變形偏移預設壓接位置，可利用第二定位機構之第二定位具45的第二膨脹係數小於第二壓接器422的第一膨脹係數，且第二定位具45保持固定型態及長度，使第二定位具45之第二框限部451於第二壓接器422之壓座4221的外周面形成第二擋止層；當複數個第二壓接器422受熱膨脹變形欲作水平偏移時，第二定位具45之複數個第二框限部451可擋止複數個第二壓接器422作水平偏移 ，將複數個第二壓接器422框限於預設壓接位置，使複數個第二壓接器422之中心間距不變，而可精確於複數個第一載台治具413取出複數個待測電子元件。

複數個第二壓接器422將複數個待測電子元件移載至複數個第三測試座433上方，然為避免第三測試座433因第一膨脹係數大且受熱膨脹變形而偏移預設測試位置，可利用第三定位機構之第三定位具46的第二膨脹係數小於第三測試座433的第一膨脹係數，且第三定位具46保持固定型態及長度，使第三定位具46的第三框限部461於第三測試座433的外周面形成第三擋止層；當複數個第三測試座433受熱膨脹變形欲作水平偏移時，第三定位具46之複數個第三框限部461即擋止複數個第三測試座433作水平偏移，將複數個第三測試座433框限於預設測試位置，使複數個第三測試座433之中心間距不變，以供複數個第二壓接器422精確置入且壓接複數個待測電子元件，複數個第三測試座433對複數個待測電子元件執行測試作業，進而提高測試品質。於測試完畢，複數個第二壓接器422將複數個已測電子元件移入第二輸送器482，第二輸送器482輸出複數個已測電子元件，以供第三輸送器483取出複數個已測電子元件，第三輸送器483依據測試結果，將已測之電子元件輸送至收料裝置30而分類收置。

10:機台 20:供料裝置 21:供料器 30:收料裝置 31:收料器 40:作業裝置 411:第一移動座 412:第一驅動源 413:第一載台治具 414:第一容置部 415:第一加熱件 421:第二移動臂 422:第二壓接器 4221:壓座 4222:吸嘴 423:第二溫控器 431:第三電路板 432:第三連接座 433:第三測試座 44:第一定位具 441:第一框限部 45:第二定位具 451:第二框限部 46:第三定位具 461:第三框限部 47:測試室 481:第一輸送器 482:第二輸送器 483:第三輸送器

圖1：本發明作業裝置配置於作業機之示意圖。 圖2：作業裝置之第一作業機構及第一定位機構的示意圖。 圖3：作業裝置之第二作業機構及第二定位機構的示意圖。 圖4：作業裝置之第三作業機構及第三定位機構的示意圖。 圖5至圖7：作業裝置之使用示意圖。

411:第一移動座

412:第一驅動源

413:第一載台治具

414:第一容置部

415:第一加熱件

44:第一定位具

441:第一框限部

Claims (9)

1. 一種電子元件作業裝置，包含：至少一作業機構：設置至少一承載具及至少一作業件，該承載具以供裝配至少一具第一膨脹係數之該作業件，該作業件能夠對電子元件執行預設作業；至少一定位機構：設有至少一具第二膨脹係數之定位具，該第二膨脹係數值小於該第一膨脹係數，該定位具設有至少一框限部，能夠框限該作業件而形成擋止層，以擋止該作業件受熱膨脹變形偏移，其中，該定位機構設置複數個定位構件而能夠裝配成該定位具，該複數個定位構件設有複數個相對應之框限凹槽而能夠構成該框限部。
2. 如請求項1所述之電子元件作業裝置，其該定位機構之該定位具為不變鋼製作。
3. 如請求項1所述之電子元件作業裝置，其該定位機構之該定位具設有為鏤空孔之該框限部。
4. 如請求項1所述之電子元件作業裝置，其該定位機構之該定位具設有複數個該框限部，以供框限複數個該作業件。
5. 如請求項1所述之電子元件作業裝置，其該定位機構之該定位具裝配於該作業機構之該承載具或連接座。
6. 如請求項1所述之電子元件作業裝置，其該定位具之該框限部貼合該作業件之外周面。
7. 如請求項1所述之電子元件作業裝置，其該定位具之該框限部與該作業件之外周面間具有一容許裕度值。
8. 如請求項1至7中任一項所述之電子元件作業裝置，其該作業機構之該承載具為固定式或可移動式。
9. 一種作業機，包含：機台；供料裝置：配置於該機台，並設有至少一供料器，以供容置至少一待作業電子元件；收料裝置：配置於該機台，並設有至少一收料器，以供容置至少一已作業電子元件；至少一如請求項1所述之電子元件作業裝置：配置於該機台；中央控制裝置：以控制及整合各裝置作動而執行自動化作業。

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