TWI881515B - 溫控結構、測試機構及作業設備 - Google Patents

Abstract

一種溫控結構，包含熱交換器及隔熱單元，熱交換器之底部設有接合面，而可傳導溫度至電子元件，並於內部設有具流體之第一溫控單元，能夠控制電子元件之溫度，隔熱單元於熱交換器之外部且異於接合面的至少一部位設有隔熱件；熱交換器以第一溫控單元之流體與電子元件作熱交換時，可利用隔熱單元之隔熱件防止熱交換器之溫度流失，使熱交換器迅速將電子元件升溫或降溫至預設測試溫度而執行測試作業，進而減少溫控能源成本及縮減測試時間，以提高生產效能。

Description

溫控結構、測試機構及作業設備

本發明提供一種有效減少溫控能源成本耗費及縮減測試時間，以提高生產效能之溫控結構、測試機構及作業設備。

在現今，預燒作業設備或測試作業設備以高溫氣體或加熱件而使電子元件於模擬日後應用之環境溫度下執行測試作業。請參閱圖1，以預燒作業設備為例，其預燒爐體11之爐內設有入風流道111，以供輸送具有預設高溫之氣體至位於爐內的架置器12，架置器12設有複數層之承架121，以供分別承置一具有複數個測試座14之電路板13，電路板13以供電性連接預燒作業設備之電控連接板(圖未示出)，測試座14以供承置及測試電子元件15；業者為更加精確控制電子元件15之測試溫度，於測試座14之頂面樞設一可啟閉之外蓋16，外蓋16之內面設置加熱件17，外蓋16蓋合測試座14，令加熱件17貼合電子元件15，預燒作業設備利用入風流道111輸送之高溫氣體及加熱件17，使電子元件15於預設溫度執行測試作業。

惟，加熱件17之一面將高溫傳導至電子元件15的同時，另一面卻因外蓋16之散熱而導致熱流失，以致加熱件17無法迅速升溫電子元件15，不僅預燒作業設備之加熱件17必需耗費更高功率之溫控能源，方可使電子元件15到達預設測試溫度，更增加升溫作業時間，以致增加能源成本及降低生產效能。

本發明之目的一，提供一種溫控結構，包含熱交換器及隔熱單元 ，熱交換器之底部設有接合面而可傳導溫度至電子元件，並設有第一溫控單元能夠溫控電子元件，隔熱單元於熱交換器外部且異於接合面的至少一部位設有隔熱件；於熱交換器之第一溫控單元依作業需求而傳導高溫或低溫至電子元件時，可利用隔熱單元之隔熱件防止熱交換器之溫度流失，使熱交換器迅速將電子元件升溫或降溫至預設測試溫度以利執行測試作業，進而減少溫控能源成本及縮減測試時間，以提高生產效能。

本發明之目的二，提供一種溫控結構，其於熱交換器到達預設測試溫度時，可暫停第一溫控單元之能源耗費(例如暫停輸送流體或及關閉降溫用之風扇)，利用隔熱單元防止熱交換器之溫度流失，使熱交換器保持預設測試溫度，進而更加節省能源成本。

本發明之目的三，提供一種溫控結構，其隔熱單元設有至少一隔熱驅動器，以供驅動隔熱件及熱交換器之其中一者相對另一者位移，於電子元件之溫度過高時，利用隔熱驅動器而使熱交換器與隔熱件分離，以利熱交換器散熱，而迅速調節電子元件之溫度保持於預設測試溫度，進而提高使用效能。

本發明之目的四，提供一種測試機構，包含至少一測試器及至少一本發明溫控結構；至少一測試器設有電性連接之電路板及測試座，測試座以供測試電子元件，並配置外蓋；溫控結構裝配於測試器之外蓋，於外蓋蓋合接觸電子元件時，溫控結構之熱交換器可經由外蓋溫控電子元件至預設測試溫度而迅速執行測試作業，並以隔熱單元防止熱交換器之溫度流失，進而節省能源成本及提高使用效能。

本發明之目的五，提供一種測試機構，包含至少一測試器及至少一本發明溫控結構；至少一測試器設有電性連接之電路板及測試座，測試座以供測試電子元件；溫控結構配置於測試器之上方，並以架置器裝配熱交換器，熱交換器與測試器之其中一者相對另一者位移，溫控結構之熱交換器可溫控電子元件至預設測試溫度而迅速執行測試作業，並以隔熱單元防止熱交換器之溫度流失，進而節省能源成本及提高使用效能。

本發明之目的六，提供一種作業設備，包含預燒爐體及本發明溫控結構；預燒爐體於爐內設有至少一入風流道，以供輸送具有預設測試溫度之氣體，溫控結構以架置器裝配於預燒爐體之爐內，架置器供裝配熱交換器，並具有至少一層之承架，熱交換器與承架之其中一者相對另一者位移，溫控結構以承架承置具有測試座及電子元件之電路板，並以熱交換器溫控電子元件至預設測試溫度，更可利用隔熱單元防止熱交換器之溫度流失，使電子元件於預燒爐體之內部執行測試作業，進而提高使用效能。

本發明之目的七，提供一種作業設備，包含機台、供料裝置、收料裝置、本發明測試機構、輸送裝置及中央控制裝置；供料裝置配置於機台，並設有至少一容納待測電子元件之供料器；收料裝置配置於機台，並設有至少一容納已測電子元件之收料器；本發明測試機構配置於機台，並設有測試器及溫控結構，測試器以供測試電子元件，溫控結構以供溫控電子元件保持預設測試溫度，以及節省能源成本；輸送裝置配置於機台，並設有至少一輸送器，以供輸送電子元件；中央控制裝置以供控制及整合各裝置、機構作動。

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2、3，本發明溫控結構20之第一實施例，包含熱交換器21及隔熱單元。

熱交換器21設有至少一接合面，能夠與電子元件作熱交換，並設有至少一第一溫控單元，能夠溫控該電子元件。更進一步，該熱交換器能夠包含具接合面之本體及封板，或者包含至少一具接合面之面板。依作業需求，熱交換器21之接合面能夠直接與電子元件作熱交換，或者接合面經由外蓋或壓接部件等而與電子元件作熱交換。依作業需求，第一溫控單元能夠於熱交換器21設有具流體之流道，例如熱交換器21包含具接合面之本體及封板，第一溫控單元於本體與封板間設有具流體之流道。或者第一溫控單元於熱交換器21設有複數個鰭片，例如熱交換器21設有至少一具接合面之面板，第一溫控單元於面板上設有複數個鰭片。或者第一溫控單元於熱交換器21設有複數個鰭片及流體，例如熱交換器21包含具接合面之面板及本體，第一溫控單元於面板設有複數個鰭片，以及於本體設有具流體之流道，流體可流動至複數個鰭片之間。或者於熱交換器21設有複數個鰭片及風扇，例如熱交換器21包含具接合面之面板，第一溫控單元於面板設有複數個鰭片及風扇。因此，前述方式之熱交換器21均可溫控電子元件。

於本實施例，熱交換器21包含本體211及封板212，封板212蓋置於本體211之上方，第一溫控單元於本體211與封板212之間設有流道213，流道213連通封板212之入口214及出口215，入口214連接入氣管216，以供氣體供應裝置(圖未示出)輸入具預設溫度之氣體至流道213，出口215連接出氣管217，以供排出熱交換後之氣體；另於熱交換器21之本體211底面設有接合面218，以供接觸電子元件或裝配第二溫控單元(圖未示出)。

隔熱單元於熱交換器21之外部，且異於接合面218的至少一部位設置至少一隔熱件22。依作業需求，隔熱件22可固設於熱交換器21，或者隔熱件22與熱交換器21能夠相互貼合或分離。於本實施例，隔熱件22貼合於熱交換器21之本體211的四周側面及封板212的頂面，隔熱件22於相對應本體211之入口214及出口215位置設有第一通口221及第二通口222，第一通口221以供穿置入氣管216，第二通口222以供穿置出氣管217。

依作業需求，溫控結構20更包含至少一架置器(圖未示出)，架置器以供裝配熱交換器21。架置器可為車架、爐架或機架。熱交換器21能夠固設或移動式裝配於架置器。例如熱交換器21固設於架置器，電子元件朝向熱交換器21作相對位移。例如熱交換器21作移動式裝配於架置器，使熱交換器21朝向電子元件作相對位移。

依作業需求，溫控結構更包含至少一移載臂，移載臂裝配於架置器，並能夠驅動熱交換器21及隔熱件22作至少一方向位移。更進一步，移載臂由驅動源(圖未示出)驅動位移，驅動源可為線性馬達、壓缸或包含馬達及傳動組，傳動組可為皮帶輪組或螺桿螺座組。於本實施例，溫控結構20之移載臂23裝配於架置器(圖未示出，例如爐架)，並由驅動源驅動作Z方向位移，以連結帶動熱交換器21及隔熱件22作Z方向位移。

以電子元件熱測作業為例，一電路板31上之測試座32承置電子元件33，溫控結構20之移載臂23帶動熱交換器21及隔熱件22作Z方向向下位移，令熱交換器21之接合面218壓接測試座32之電子元件33，熱交換器21以入氣管216經入口214輸送高溫之氣體至本體211之流道213，氣體沿流道213流動而與本體211作熱交換，以升溫本體211，並經由本體211之接合面218將高溫傳導至電子元件33；然在氣體逐漸升溫本體211之過程中，由於隔熱單元於熱交換器21之本體211及封板212的外部包覆有隔熱件22，而可防止熱交換器21之熱流失，使得熱交換器21迅速溫控電子元件33到達預設測試溫度，以便開始執行測試作業；熱交換器21之流道213的熱交換後氣體則經由本體211之出口215及出氣管217排出；因此，溫控結構20毋需提高加熱氣體之功率，不僅可節省能源成本，更可縮減升溫電子元件33之作業時間。

再者，當熱交換器21暫停於流道213輸入高溫之氣體時，可利用隔熱單元之隔熱件22防止熱交換器21之四周側面、頂面與外部作熱交換，以降低熱交換器21之熱流失，使本體211之接合面218保持預設溫度而溫控電子元件33，進而節省能源成本。於再次溫控電子元件時，由於熱交換器21之高溫並未大量流失，即可縮減升溫熱交換器21之作業時間，使熱交換器21之溫度迅速到達預設測試溫度，以利迅速溫控電子元件。

當電子元件33之測試溫度過高時，溫控結構20可切換供應低溫氣體(或者降低高溫氣體之溫度)，令入氣管216輸入低溫氣體至熱交換器21之流道213，使低溫氣體與本體211作熱交換，並經由本體211之接合面218傳導低溫至電子元件33，以利電子元件33降溫至預設測試溫度。

依作業需求，溫控結構可於熱交換器21之接合面218裝配壓接部件(圖未示出)，以供壓接或壓接及拾取電子元件。

依作業需求，溫控結構更包含至少一第二溫控單元(圖未示出)，第二溫控單元配置於熱交換器21之下方，以供溫控電子元件33。更進一步，第二溫控單元可為加熱件或致冷晶片等。第二溫控單元可直接配置於熱交換器21之接合面218；或者於接合面218裝配壓接部件(圖未示出)，壓接部件之內部或底面裝配第二溫控單元；以第二溫控單元搭配第一溫控單元而可更加精確溫控電子元件33。

請參閱圖4、5，本發明溫控結構20之第二實施例與第一實施例的結構大致相同，其差異在於隔熱單元更包含隔熱驅動器24，隔熱驅動器24以供驅動熱交換器21及隔熱件22之其中一者相對另一者位移而作分離或貼合。更進一步，隔熱驅動器24設有至少一傳動件，傳動件連結於待驅動位移之熱交換器21或隔熱件22。更進一步，隔熱驅動器24為線性馬達、壓缸或者包含馬達及至少一傳動組，傳動組可為螺桿螺座組或皮帶輪組。

於本實施例，隔熱單元之隔熱驅動器24裝配於熱交換器21之本體211，並以傳動件連結隔熱件22，而能夠驅動隔熱件22作Z方向位移；熱交換器21以入氣管216將高溫之氣體輸入本體211的流道213，氣體沿流道213流動而與本體211作熱交換，以利本體211之接合面218傳導高溫至電子元件33，由於隔熱單元之隔熱驅動器24尚未作動，使隔熱件22包覆於熱交換器21之本體211及封板212外部，以防止熱交換器21之熱流失，利於熱交換器21迅速升溫電子元件33至預設測試溫度，使電子元件33於測試座32執行測試作業，以提高測試產能。

於電子元件33之測試溫度過高時，溫控結構20依作業需求不論是持續或暫停輸送高溫之氣體至熱交換器21，亦或於熱交換器21輸入低溫氣體，隔熱單元以隔熱驅動器24之傳動件驅動隔熱件22作Z方向向上位移，令隔熱件22脫離熱交換器21之本體211及封板212，即可使本體211及封板212作適當之散熱 ，以利溫控電子元件33降溫至預設測試溫度，以確保電子元件33之測試良率。

請參閱圖4至圖7，本發明之作業設備包含預燒爐體41及至少一溫控結構，預燒爐體41於爐內設有至少一入風流道，以供輸送具有預燒測試溫度之氣體；至少一溫控結構20包含熱交換器21、隔熱單元及架置器25，以架置器25配置於預燒爐體41之內部，架置器25設有至少一層之承架，溫控結構20之熱交換器21與承架的其中一者相對另一者位移。依作業需求，溫控結構20更包含至少一移載臂23，移載臂23以供驅動熱交換器21作至少一方向位移。依作業需求，架置器25可為固定架、活動架或者包含固定架與活動架，例如架置器25為活動式之搬運車架，以供移入或移出預燒爐體41之爐內。例如架置器25為預燒爐體41之固定式爐架。

承上述，架置器(圖未示出)亦包含活動架、固定架及驅動單元，活動架設有至少一承架，以供承置具測試座之電路板，固定架於承架之上方設置至少一橫架，橫架供裝配熱交換器21，驅動單元以供驅動活動架及承架朝向熱交換器21位移。

於本實施例，預燒爐體41於一側設有入風流道411，以供輸入具有預燒測試溫度之氣體，能夠對電子元件執行預燒測試作業，於另一側設有出風流道412，以供排出氣體。溫控結構20之架置器25為爐架，並裝配於預燒爐體41之爐內，架置器25之一側設有相通作業空間251及入風流道411之第一通口252 ，以供氣體流入作業空間251，使作業空間251形成一具有預燒測試溫度之測試環境，架置器25之另一側設有相通作業空間251及出風流道412之第二通口253，以供流出氣體；架置器25於作業空間251設置複數個呈水平配置之承架254，各承架254之第一面(例如頂面)為承載面2541，以供承置測試器，測試器包含電性連接之一電路板31及複數個測試座32，各測試座32具有外蓋321，並承置電子元件33，承架254之第二面(例如底面)為承裝面2542，以供設置複數個移載臂23，移載臂23帶動熱交換器21作Z方向位移而接觸測試座32之外蓋321，使熱交換器21經外蓋321而溫控電子元件33，並以隔熱單元之隔熱件22防止熱交換器21之熱流失，使電子元件33於預燒爐體41內執行預燒測試作業。

請參閱圖8，本發明測試機構之第一實施例，包含至少一測試器及至少一溫控結構20，測試器設有電性連接之電路板31及測試座32，測試座32以供測試電子元件，並設置至少一外蓋321；溫控結構20裝配於測試器之外蓋321，以供溫控電子元件；於本實施例，溫控結構20之熱交換器21之本體211裝配於測試座32之外蓋321，並以入氣管216輸入具預設溫度之氣體至本體211之流道213，令氣體與本體211作熱交換，且以本體211之接合面218經外蓋321將溫度傳導至電子元件，並以隔熱單元之隔熱件22防止熱交換器21之熱流失，以利熱交換器21迅速溫控電子元件到達預設測試溫度而執行測試作業。

請參閱圖9、10，本發明測試機構之第二實施例，測試機構包含至少一測試器及至少一溫控結構20，測試器設有電性連接之電路板31及測試座32，測試座32以供測試電子元件33；溫控結構20配置於測試器之上方，溫控結構20之熱交換器21與測試器的其中一者相對另一者位移。依作業需求，溫控結構更包含至少一移載臂23，移載臂23以供驅動熱交換器21及隔熱單元作至少一方向位移。

本發明測試機構第二實施例應用於作業設備，作業設備包含機台50、本發明測試機構、供料裝置60、收料裝置70、輸送裝置80及中央控制裝置（圖未示出）。供料裝置60裝配於機台50，並設有至少一供料器，以容納至少一待測之電子元件；收料裝置70裝配於機台50，並設有至少一收料器，以容納至少一已測之電子元件；本發明測試機構配置於機台50，並設有至少一測試器及至少一溫控結構20，測試器設有電性連接之電路板31及測試座32，測試座32以供承置及測試電子元件；溫控結構20以機架作為架置器，並設有由驅動源驅動位移之移載臂23，以連結帶動熱交換器21及隔熱件22作Z方向位移，另於熱交換器21裝配具抽吸部261之壓接部件26，以供壓接及拾取電子元件，壓接部件26與熱交換器21之間配置第二溫控單元，第二溫控單元為致冷晶片27，以供溫控電子元件；輸送裝置80裝配於機台50，並設有至少一輸送器，以輸送電子元件 ，於本實施例，輸送裝置80設有第一輸送器81，以於供料裝置60之供料器取出待測之電子元件，並移載至第二輸送器82，第二輸送器82將待測之電子元件載送至測試機構之側方，測試機構以壓接部件26於第二輸送器82取出電子元件，且移載壓接於測試座32，並利用溫控結構20使電子元件處於模擬日後應用溫度環境執行測試作業，再以壓接部件26將已測電子元件移入輸送裝置80之第三輸送器83而載出，輸送裝置80之第四輸送器84於第三輸送器83取出已測之電子元件，依據測試結果，將已測之電子元件輸送至收料裝置70之收料器而分類收置 ；中央控制裝置(圖未示出)用以控制及整合各裝置及機構作動，以執行自動化作業，達到提升作業效能之實用效益。

[習知] 預燒爐體11 入風流道111 架置器12 承架121 電路板13 測試座14 電子元件15 外蓋16 加熱件17 [本發明] 溫控結構20 熱交換器21 本體211 封板212 流道213 入口214 出口215 入氣管216 出氣管217 接合面218 隔熱件22 第一通口221 第二通口222 移載臂23 隔熱驅動器24 架置器25 作業空間251 第一通口252 第二通口253 承架254 承載面2541 承裝面2542 壓接部件26 抽吸部261 致冷晶片27 電路板31 測試座32 外蓋321 電子元件33 預燒爐體41 入風流道411 出風流道412 機台50 供料裝置60 收料裝置70 輸送裝置80 第一輸送器81 第二輸送器82 第三輸送器83 第四輸送器84

圖1：習知預燒作業設備之局部使用示意圖。 圖2至圖3：本發明溫控結構之第一實施例使用示意圖。 圖4至圖5：本發明溫控結構之第二實施例使用示意圖。 圖6至圖7：本發明溫控結構應用於預燒作業設備之使用示意圖。 圖8：本發明測試機構之第一實施例示意圖。 圖9至圖10：本發明測試機構第二實施例應用於測試作業設備之示意圖。

20:溫控結構

21:熱交換器

211:本體

212:封板

213:流道

214:入口

215:出口

216:入氣管

217:出氣管

218:接合面

22:隔熱件

23:移載臂

31:電路板

32:測試座

33:電子元件

Claims (14)

1. 一種溫控結構，包含： 熱交換器：設有至少一具接合面之面板，能夠與電子元件作熱交換，並設 有至少一第一溫控單元，能夠溫控該電子元件，該第一溫控單元於該面板上設有複數個鰭片； 隔熱單元：於該熱交換器之外部且異於該接合面的至少一部位設置至少一 隔熱件，能夠降低該熱交換器之溫度流失。
2. 一種溫控結構，包含： 熱交換器：設有至少一接合面，能夠與電子元件作熱交換，並設有至少一 第一溫控單元，能夠溫控該電子元件； 隔熱單元：於該熱交換器之外部且異於該接合面的至少一部位設置至少一 隔熱件，能夠降低該熱交換器之溫度流失，該隔熱單元更包含至少一隔熱驅動器，該隔熱驅動器以供驅動該熱交換器及該隔熱件之其中一者相對另一者位移而作分離或貼合。
3. 如請求項2所述之溫控結構，其該熱交換器包含本體及蓋置於該本體之封板，該第一溫控單元於該本體與該封板間設有至少一具入口及出口之流道，該入口及該出口供裝配入氣管及出氣管，以供輸送流體，該本體之底部設有至少一該接合面，該隔熱件設有第一通口及第二通口，以供分別裝配該入氣管及該出氣管。
4. 如請求項1至3中任一項所述之溫控結構，更包含至少一第二溫控單元，該第二溫控單元配置於該熱交換器之下方，以供溫控電子元件。
5. 如請求項1至3中任一項所述之溫控結構，更包含至少一架置器，該架置器以供裝配該熱交換器。
6. 如請求項5所述之溫控結構，其該架置器設有至少一承架，以供裝配該熱交換器。
7. 如請求項5所述之溫控結構，其該架置器包含活動架、固定架及驅動單元，該活動架設有至少一承架，該固定架於該承架之上方設置至少一橫架 ，該橫架供裝配該熱交換器，該驅動單元以供驅動該活動架及該承架朝向該熱交換器位移。
8. 如請求項5所述之溫控結構，更包含至少一移載臂，該移載臂裝配於該架置器，並能夠驅動該熱交換器及該隔熱單元作至少一方向位移。
9. 一種測試機構，包含： 至少一測試器：設有電性連接之電路板及測試座，該測試座以供測試電子 元件，並設置至少一外蓋； 至少一如請求項1至3中任一項所述之溫控結構：裝配於該測試器之該外蓋 ，以供溫控電子元件。
10. 一種測試機構，包含： 至少一測試器：設有電性連接之電路板及測試座，該測試座以供測試電子 元件； 至少一如請求項5所述之溫控結構：配置於該測試器之上方，該溫控結構 之熱交換器與該測試器的其中一者相對另一者位移。
11. 如請求項10所述之測試機構，其該溫控結構更包含至少一移載臂 ，該移載臂以供驅動該熱交換器作至少一方向位移。
12. 一種作業設備，包含： 預燒爐體：於爐內設有至少一入風流道，以供輸送具有預燒測試溫度之氣 體； 至少一如請求項5所述之溫控結構：以架置器配置於該預燒爐體之內部， 該架置器設有至少一層之承架，該溫控結構之熱交換器與該承架的其中一者相對另一者位移。
13. 如請求項12所述之作業設備，其溫控結構更包含至少一移載臂，該移載臂以供驅動該熱交換器作至少一方向位移。
14. 一種作業設備，包含： 機台； 供料裝置：配置於該機台，並設有至少一容納待測電子元件之供料器； 收料裝置：配置於該機台，並設有至少一容納已測電子元件之收料器； 至少一如請求項10所述之測試機構：配置於該機台，以供測試電子元件； 輸送裝置：配置於該機台，並設有至少一輸送器，以供輸送電子元件； 中央控制裝置：以供控制及整合各裝置、機構作動。

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