CN101646953A - 用于保持和移动电子器件、尤其是ic的柱塞 - Google Patents

Abstract

用于保持和向一与测试装置连接的接触装置或离开该接触装置移动电子器件、尤其是IC’s的柱塞，该柱塞具有头部部件(10)，该头部部件具有由经调温的流体流动通过的流体分配室(18)，在其中设置吸头(15)，由此使经调温的流体绕流吸头(15)并沿着吸头(15)被引导到所述器件(3)。

Description

用于保持和移动电子器件、尤其是IC的柱塞

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的、用于保持和移动电子器件的柱塞、尤其是用于将IC’s(集成电路)输送到与测试装置连接的接触装置的和移动离开该接触装置的柱塞。

背景技术

一般在电子器件、如IC’s(具有集成电路的半导体器件)装配在电路板上或者其它形式地使用之前，要检验其功能性。在此由一般称为“操作手(Handler)”的自动操作装置使要被检测的器件与接触装置接通，所述接触装置尤其构成为触点插座并且与检测装置的测试头电接通。在测试过程结束以后利用操作手再将器件从接触装置上取下并且根据测试结果分拣。

为了保持和接通器件操作手一般具有柱塞，即，可纵向移动的保持单元，各所述保持单元尤其可以利用真空通过施加吸力保持器件。在将器件放置在操作手内部以后将各柱塞带到这样一个位置，在该位置它们可以以直线行程继续朝接触装置进给，直到器件与接触装置进入接触。在完成测试过程以后利用柱塞重新将器件从测试头上取下并且对其这样定位，使它们通过卸载工位从操作手中除去并且根据测试结果进行分拣。

为了可以在确定的温度条件下执行测试，还已知，使器件在测试过程之前调温到确定温度。这个温度例如可以在-60℃至+200℃的范围。

器件的调温一般以对流和/或传导的方式在隔热的调温室中实现，调温室可以设置在操作手的内部或外部。在此在放置到柱塞上并且由柱塞向接触装置进给之前，同时在调温室内部将多个器件调整到所期望的温度。这里不利的是，在器件加热与接通之间的时间内出现热量损失，这种热量损失导致，器件到测试时刻不再精确地具有额定(期望)温度。由于与接触装置的接触在测试期间有可能出现进入器件或者离开器件的热流。此外共同在调温室中调温的器件也可能使具有不同的温度。

由US 5,977,785 A已知如权利要求1前序部分所述的柱塞。该文件的柱塞具有头部部件，该头部部件具有多个吸头和一与吸头分开设置的接触板，该接触板可以利用热或冷的流体加热或冷却。被吸持的器件贴靠在接触板上并且可以通过接触板被调温。将经调温的流体输送给接触板的闭合的回路给并且从那里再流出。但是这里不利的是，头部部件的结构复杂并且需要较大规格的接触板，它具有内置的流体通道和相应的用于流体连接管道的接头。这种头部部件不适用于非常小的器件。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种开头所述类型的柱塞，通过该柱塞可以在确定的温度条件下以尽可能精确的方式和方法进行电子器件的测试。此外该柱塞能够简单地构造并且在头部区域具有小的结构尺寸，因此它也适用于小的器件。

按照本发明这个目的通过具有权利要求1特征的柱塞得以实现，本发明有利的实施例在其它权利要求中描述。

按照本发明所述头部部件具有由经调温的流体流动通过的流体分配室，在流体分配室中设置吸头，由此使经调温的流体绕流吸头并且沿着吸头将其向器件引导。

通过使调温装置直接设置在柱塞上，可以在将其进给到所属的接触装置期间甚至还在测试过程期间对保持在柱塞上的器件调温，由此可以在进给运动期间和测试过程期间消除热损失或者至少使其最小化。由此在整个过程中可以以非常精确的方式实现对器件持续的调温。在此所述流体分配室以特别有利的方式使得调温流体不仅点式地而且大面积地到达器件并均匀地加热器件。此外所述头部部件可以简单地构造并具有小的结构尺寸，由此使柱塞不仅可以用于大规格的、而且可以用于非常小的器件。

适宜地使用经净化的空气作为流体，所述空气以相应的方式被调温。但除此以外，也可以毫无问题地使用其它气体，这尤其在低温测试时可以是有利的。

根据一个有利的实施形式，流体输入管包括在后端段与前柱塞段之间延伸的加热管，在其中设置用于加热流体的加热装置。在此该加热装置适宜地由加热线圈形式的电阻加热器组成，它至少在中间段的大部分长度上延伸。由此可以使流动通加热管的流体以非常有效且可以精确调节的方式调温。但是可以设想使用各种其它的加热元件，它们能够根据尺寸实现。

根据一个有利的实施形式，所述柱塞的前段包括固定在中间段上的基体和头部部件，该头部部件固定在基体上并且具有包括流体分配室的、轴向的通孔，通过该通孔向器件引导调温流体。通过将柱塞的前段分成基体和头部部件能够相对简单地加工和装配前部的柱塞段。

根据一个有利的实施形式，使所述头部部件可侧向移动地固定在基体上并且通过(多个)弹性元件被排压到一相对于基体的对中位置。由此可以以特别简单的方式在输送到接触装置时使器件利用一直接设置在接触装置前面的对中装置相对于接触装置对中，而不必使整个柱塞侧向偏转。相反，由对中装置仅使头部部件相对于基体侧向偏转，如果需要这样的话。

根据一个有利的实施形式，流体分配室设置在头部部件中。但除此以外，也可以设想将流体分配室设置在基体中。

根据一个有利的实施形式，在轴向的通孔的一前端部区域中设置由良好导热的材料组成的导热体，该导热体具有大的、由调温流体冲流的表面并设置成使得由吸头固定吸持的器件大面积地与导热体接触。由此可以改善从经调温的流体向器件的热传递。

有利地将所述导热体弹性地保持在通孔内部，从而导热体的位置可以与器件的不同位置相匹配。通过这种方式保证，即使当器件在通过吸头抽吸时略微倾斜地触碰导热体的相应接触面时，也在导热体与器件之间实现大面积的且紧密的接触。此外在这种情况下器件的连接引脚均匀地支承在支承条(导回件(Leadbacker))上，所述支承条从头部部件向前突出并且支承器件引脚。因此器件通过弹性地设置的导热体也较少地受到机械载荷。

根据一个有利的实施形式，在流体输入管的前端部区域中设置一温度传感器，它是用于调节由调温装置产生的温度的调节装置的一部分。由于温度传感器非常靠近器件，可以非常准确地检测在器件的区域内存在的温度。因此以非常快速和准确的方式实现温度调节。如果调温装置包括设置在柱塞上或中的、用于加热在流体输入管中向器件引导的流体的加热装置，则温度传感器由此适宜地位于器件与加热装置之间，即，在流体流动方向上观察位于加热装置后面并在待测试的器件前面不远处。因此借助于温度传感器可以实现一用于使在器件的区域内存在的实际温度与额定(期望)温度的匹配的调节回路。

附图说明

下面借助于附图示例地详细解释本发明。附图中：

图1示出按照本发明的柱塞立体图，其中与基体分开地示出柱塞的前段头部部件，

图2示出图1中柱塞的纵向剖视图，其中柱塞位于收回的初始位置，

图3示出按照图2的纵向剖视图，其中柱塞位于前移的接通位置，

图4以纵向剖视图示出头部部件以及吸头连同邻接部件的分解图，

图5示出柱塞其它单个部件的分解图，其中示出图4的部件的组装状态，

图6示出图5中的部件在组装状态的纵向剖视图，其中示出附加的用于头部部件的对中的弹性部件，

图7示出图6的弹性部件的俯视图，

图8示出柱塞的正视图，

图9示出柱塞的头部部件的纵向剖视图，其中装入导热体，

图10示出图9中的导热体的俯视图，以及

图11示出器件的俯视图。

具体实施方式

由图1至3可以看到柱塞1，它可纵向移动地在柱塞导向装置2上被导引。该柱塞导向装置2可以以未示出的方式例如固定在一环行车上或者一摆动装置上，利用环行车或摆动装置将柱塞1连同放置在柱塞1上的、待测试的电子器件3移动一个位置，在该位置柱塞1可以直线地(在图2和3中向左)进给到接触位置，在该位置中，器件3的各连接腿4(pins)(见图11)放置在一接触装置(触点插座)的相应的、未示出的连接触点上。因此柱塞1是用于保持器件3的保持装置，该保持装置可以活塞式地在图2中所示的收回的位置与图3中所示的前面的位置之间往复移动。在此通过一未示出进给装置实现向前移动，该进给装置顶压柱塞1的后端段6的后端面5。通过下面还要详细解释的复位弹簧7实现将柱塞1导回到其初始位置，复位弹簧通过其后端部固定在柱塞导向装置2上。

所述柱塞1由前段8、中间段9和后端段6组成。

所述前段8在其前端部上具有头部部件10以及沿轴向连接头部部件后的基体11。头部部件10包括一四方体形的头部部件段12组成，从该头部部件段出发一直径上减小的前头部部件段13沿轴向突出。所述头部部件10在内部具有中央的轴向的通孔14。在这个通孔14中可以从后面、即在图4中从右边插入一气动保持装置的吸头15，通过吸头可以牢固地吸持器件3。

所述通孔14在前头部部件段13的区域内的直径大于器件3的体部16的直径，因此体部16可以以到支腿板条17一定的径向距离定位在通孔14的区域中，支腿板条形成头部部件端部段13的前端部。在此器件3的连接腿4放置在支腿板条17上并由此保证器件3相对于柱塞1的头部部件10的确定位置。支腿板条17的布置和尺寸取决于待测试的器件3的类型。在该实施例中设置四个平的支腿板条17，它们尤其如图8所示相互垂直地设置并从所有四个侧面框围通孔14。

在四方体形的头部部件段12的区域中，通孔14的直径向后扩展并且形成一锥形的流体分配室18。

在头部部件10的后端部区域中加工出一凹部19，该凹部与流体分配室18的周壁形成一环绕的凸肩20。这样设计流体分配室18的尺寸，即，在其中可以容纳抽吸软管连接器21，其中抽吸软管连接器21的一法兰部件22位于凹部19内部并贴靠在凸肩20上。

所述抽吸软管连接器21在其前端部上具有中央的轴向突出的管接头23，在该管接头上可以套插吸头15的软管段24。抽吸软管连接器21在图2和3示出的后部的管接头25用于套插一后部的波纹软管26。管接头23，25包围一轴向连续的吸孔27，该吸孔实现吸头15与后部的波纹软管26的流体密封的连接。

在抽吸软管连接器21的法兰部件22中还设置一轴向孔28(图2，3)，通过它可以将调温流体导入流体分配室18，如下面还要详细描述的那样。

尤其如图1和5所示，所述基体11由四方体形的基体段29和四个弹性固定部件30组成。弹性固定部件30分别在基体段29的拐角区域内形成，具有L形的横截面并从基体段29向后延伸超出基体段。在弹性固定部件30上可以利用螺栓32固定旋紧弹性元件31，它们在图1和6-8中示出。

四个弹性元件31中的每一个都具有两个相互垂直设置的且相互连接的弹簧舌片33，34，它们在轴向上向前突出于基体11，尤其如图1所示。如果头部部件10放置在基体11上，弹簧舌片33，34侧向贴靠在四方体形的头部部件段12上并由此使头部部件10沿侧向方向上相对于基体11对中。通过弹性元件31的弹性作用，当引导头部部件10在未示出的可以直接位于触点插座附近的对中装置旁边经过时，可以使头部部件10以简单的方式侧向相对于基体11移动。由此防止，整个柱塞1在这种对中过程时必须侧向移动并由此在一些情况下被夹紧。

所述基体11具有一直径较大的中央的轴向孔35(图1，5)，它用于容纳波纹软管26。在此波纹软管26的后端部密封地贴靠在一向后限定轴向孔35的壁部36上。通过穿过壁部36并用于套插抽吸软管38的管接头37使波纹软管26的内部与抽吸软管38连通。

如图1至3所示，抽吸软管38从基体11一直延伸到后端部段6并且通过一设置在后端部段6中的抽吸通道38和未示出的、柔性的吸管与一未示出的负压生成装置连接，负压生成装置可以静止地例如设置在用于电子器件的操作手、即自动操作装置中。

由此，由于所述的布置，吸头15的内部与负压生成装置流体连通，从而通过生成相应的负压将器件3牢固地吸持在吸头10的正面上并可以牢固地保持在柱塞1上。

所述柱塞1具有一自己的调温装置，以便通过经调温的流体使保持在吸头15上的器件3具有确定的温度。借助于一实施例来说明调温装置，在该实施例中加热流体并由此加热器件3。但是同样可以设想，在柱塞1上使用用于冷却器件3的调温装置。

调温装置具有一流体输入管40，它通过位于后端部段6中的流体通道41和一未示出的柔性流体管与流体供应装置连接。通过该流体供应装置将流体、例如具有环境温度或已经预调温的净化的空气以确定的压力导入流体输入管40中，如通过箭头42所示的那样。流体输入管40是一从柱塞1的后端部段8一直延伸到前端部段8并平行于抽吸软管38设置的管。在流体输入管40内部具有加热装置43，它在所示实施例中设计成加热线圈的形式，该加热线圈在流体输入管40的大部分长度上延伸。

所述流体输入管40在其前端部上固定在轴向对齐的连接套44上，该连接套沿轴向穿过基体11的四方体形的基体段29并固定在该基体段中。在此连接套44的前端部密封地贴靠在抽吸软管连接器21上，抽吸软管连接器的轴向孔28与连接套44的通道45对齐。因为抽吸软管连接器21的轴向孔28还通入头部部件10的流体分配室18，通过流体输入管40导引的流体在利用加热装置43加热到预定的额定温度以后在流体分配室18中均匀地绕整个吸头15被导引并在吸头15与头部部件端部段13之间的环形腔46中被朝器件3引导。因此器件3在围绕吸头15的区域内用经调温的流体冲流并相应地调温。

由图1至3还可以看到一温度传感器51，它在流体输入管40的前端部区域内设置在流体分配室18前面不远处。温度传感器51是调节装置的一部分，利用该调节装置可以根据由温度传感器51测得的实际温度调节加热装置43的功率。在图2和3中示出电导线52，通过各导线将温度传感器51连接到调节装置上。这些导线52在温度传感器51与加热装置43之间的区域内从加热管向外引出，以便通过由加热装置43产生的温度降低其负荷和影响。

在本发明的范围内可以设想很多可选的调温装置。例如可以不是在柱塞1的区域才对流体调温，而是通过柱塞1向器件3导引已经相应调温的流体。但是借助于附图所示的调温装置的优点是，在器件3的附近对流体调温，从而，如果通过(未示出的)传感器确定，实际温度偏离额定温度，可以在最短的时间内补充调节调温装置的功率并由此还有流体温度。

所述柱塞1在柱塞导向装置2上的导向利用两个平行的导向杆47实现，导向杆仅由图1可见。导向杆47以其前端部固定在基体11上并且通过其后端部固定在柱塞1的后端部段6上。所述导向杆47在设置在柱塞导向装置2中的相应的导向套中可纵向移动地被导引。

如上所述，利用复位弹簧7实现柱塞1从在图3中所示的前移的接触位置返回到图2所示的收回的初始位置。复位弹簧7以其后端部固定在柱塞导向装置2上并以其前端部固定在基体11上。复位弹簧7是拉伸弹簧，它在柱塞1从初始位置转移到在图3中所示的前移的接触位置的时候伸长。

为了改善从经调温的流体到器件3上的热传递，可以设置一在图9和10中示出的导热体48。所述导热体48包括盘状的体部，该体部具有多个向后、即与流体流动方向相反地定向的凸起或片。此外导热体48由导热良好的材料组成。在其与器件3的体部16接触的前端面上，导热体48设计成平的，从而在导热体48与器件3之间提供尽可能大的接触面。

所述导热体48的外径只是略小于头部部件端部段13的通孔14的直径，并基本上将其填满。在导热体48中的一中央的孔49使得吸头15的前端部能够穿过，从而导热体48可以围绕吸头15设置，而不会影响吸头的功能。在通过吸头15抽吸器件3时，向导热体48拉动器件3，由此使器件整面地贴靠在导热体上。

为了保证，即使当器件3的连接腿4不具有最佳的定向并且不均匀地支承在支腿板条17上时，器件3平坦地贴靠在导热体48上，如图9示意性示出的那样，利用弹簧装置50将导热体48弹性地支承在通孔14中。这个弹簧装置50设计成，可以使导热体48在通孔14内部处于倾斜位置，以便与器件体部16可能的倾斜位置匹配并由此保证与器件体部16的紧密接触。

Claims (9)

1.一种用于保持和向一与测试装置连接的接触装置或离开该接触装置移动电子器件、尤其是IC’s的柱塞，该柱塞具有

-头部部件(10)

-设置在头部部件(10)内的用于吸持器件(3)的吸头(15)，

-用于利用流体对保持在吸头(15)上的器件(3)调温的调温装置，其特征在于，所述头部部件(10)具有由经调温的流体流动通过的流体分配室(18)，在流体分配室中设置吸头(15)，由此使经调温的流体绕流吸头(15)并且沿着吸头(15)被继续引导到所述器件。

2.如权利要求1所述的柱塞，其特征在于，所述柱塞(1)具有前段(8)、后端部段(6)和中间段(9)，其中所述调温装置具有至少一个通入前段(8)中的流体输入管(40)并且包括在柱塞(1)的后端部段(6)与前段(8)之间延伸的加热管，在该加热管中设置用于加热流体的加热装置(43)。

3.如权利要求2所述的柱塞，其特征在于，所述加热装置(43)由加热线圈形式的电阻加热器组成，它至少在中间段(9)的大部分长度上延伸。

4.如权利要求2或3所述的柱塞，其特征在于，所述柱塞(1)的前段(8)包括固定在中间段(9)上的基体(11)和头部部件(10)，该头部部件固定在基体(11)上并且具有包括流体分配室(18)的、轴向的通孔(14)，通过该通孔向器件(3)引导经调温的流体。

5.如权利要求4所述的柱塞，其特征在于，所述头部部件(10)可侧向移动地固定在基体(11)上并通过弹性元件(31)被推压到一相对于基体(11)的对中位置。

6.如权利要求5所述的柱塞，其特征在于，各所述弹性元件(31)由多个弹簧舌片(33，34)组成，各弹簧舌片固定在基体(11)上并且从各对置的侧面出发搭接头部部件(10)。

7.如权利要求4至6中任一项所述的柱塞，其特征在于，在轴向的通孔(14)的前端部区域中设置由导热良好的材料组成的导热体(48)，它具有大的、由经调温的流体冲流的表面并设置成，使得由吸头(15)牢固吸持的器件(3)大面积地与导热体(48)接触。

8.如权利要求7所述的柱塞，其特征在于，所述导热体(48)弹性地保持在通孔(14)内部，由此使导热体(48)的位置能够与器件(3)的不同位置相匹配。

9.如权利要求2至8中任一项所述的柱塞，其特征在于，在流体输入管(40)的前端部区域中设置一温度传感器(51)，该温度传感器是用于调节由调温装置产生的温度的调节装置的一部分。

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