ITTO20120321A1 - Unita' di supporto e posizionamento di componenti a semiconduttore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"UNITA' DI SUPPORTO E POSIZIONAMENTO DI COMPONENTI A SEMICONDUTTORE"

La presente invenzione si riferisce ad un'unità di supporto e posizionamento di dispositivi a semiconduttore, in particolare utilizzabile in macchine di collaudo dei dispositivi stessi.

Il collaudo di componenti a semiconduttore viene realizzato in macchine di collaudo provviste di un'unità di supporto e posizionamento nella quale i dispositivi vengono alloggiati e trattenuti durante il collaudo.

Più in particolare, l'unità di supporto e posizionamento comprende una pluralità di cave o tasche nelle quali i dispositivi vengono introdotti tramite un manipolatore e mantenuti bloccati durante il collaudo tramite elementi pressori. Il collaudo avviene contattando i terminali dei dispositivi tramite contatti ad aghi collegati ad un'unità di controllo della macchina.

La progressiva miniaturizzazione dei dispositivi a semiconduttore (attualmente in forma di piastrine di circa 3 mm di lato) rende sempre più critico il loro posizionamento all'interno delle rispettive cave. Affinché tali dispositivi possano essere introdotti nelle cave senza rischi di interferenza con le pareti laterali delle cave stesse, tenendo conto delle tolleranze di fabbricazione e degli errori di posizionamento del manipolatore, è necessario prevedere un gioco minimo di qualche decimo di millimetro lungo ciascun lato; tale gioco permette tuttavia spostamenti dei componenti all'interno delle rispettive cave, ed in particolare rotazioni, di entità tale da rischiare di compromettere il contatto tra gli aghi del contattore ed i terminali del dispositivo (che a loro volta, per effetto della miniaturizzazione, tendono ad essere sempre meno estesi).

La domanda di brevetto italiana n. MI20110A-001024 illustra una soluzione nella quale, per ovviare a questo problema, è stato proposto di utilizzare due lati adiacenti della cava come riferimento di posizione per il dispositivo a semiconduttore. Allo scopo, il dispositivo viene spinto a contatto con tali lati da una forza pneumatica generata da un circuito di aspirazione.

Questa soluzione risulta costosa e complessa per la necessità di prevedere un sistema di aspirazione e le relative canalizzazioni nell'unità di supporto e posizionamento. Inoltre, esiste il rischio che eventuali impunità possano intasare le canalizzazioni, nel qual caso il corretto posizionamento di uno o più dispositivi non può essere assicurato e tali dispositivi possono essere scartati al collaudo anche se idonei. Inoltre il malfunzionamento è difficile da accertare e può produrre scarti sistematici.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un'unità di supporto e posizionamento per il collaudo di dispositivi a semiconduttore, la quale sia priva deqli inconvenienti connessi con le unità note e sopra specificati .

Il suddetto scopo è raqqiunto da un'unità secondo la rivendicazione 1.

Per una miqliore comprensione della presente invenzione, venqono descritte nel sequito due forme preferite di attuazione, a titolo di esempi non limitativi e con riferimento ai diseqni alleqati, nei quali:

la fiqura 1 è una vista prospettica di un'unità di posizionamento e supporto secondo una prima forma di attuazione della presente invenzione;

la fiqura 2 è una vista in pianta dell'unità di fiqura 1, con parti rimosse per chiarezza;

la fiqura 3 e la fiqura 4 sono sezioni secondo le linee III-III e IV-IV in figura 2;

la figura 5 e la figura 6 sono ingrandimenti del dettaglio X di figura 2, in due diverse condizioni operative;

la figura 7 è una vista prospettica esplosa dell'unità di figura 1;

la figura 8 è una vista in pianta dall'alto di una seconda forma di attuazione di attuazione della presente invenzione

la figura 9 è una sezione secondo la linea IX-IX di figura 8;

la figura 10 e la figura il sono ingrandimenti del dettaglio Y di figura 8, in due diverse condizioni operative;

le figure 12, 13, 14 e 15 illustrano una sequenza di posizionamento di un dispositivo a semiconduttore in una tasca secondo una variante di realizzazione dell'invenzione .

Con riferimento alle figure da 1 a 4 e 7, è indicata nel suo complesso con 1 un'unità di supporto e posizionamento per dispositivi a semiconduttore 2.

L'unità 1 comprende un corpo 4 di forma sostanzialmente paralellepipeda allungata nella direzione di un asse A orizzontale e provvisto di una faccia superiore 5 e di una faccia inferiore 6. Il corpo 4 presenta, sulla sua faccia superiore 5, una pluralità di recessi 7 di forma sostanzialmente quadrangolare, affiancati ed equispaziati tra loro lungo l'asse A. Nei recessi sono disposte rispettive piastrine 9 le quali sono caricate da molle 10 verso l'alto contro un coperchio 14 superiore fissato sulla faccia superiore 5 del corpo 4 (figure 3 e 4). Il coperchio 14 è provvisto a sua volta di una pluralità di aperture 15 sovrapposte ai recessi 7 ed aventi forma simile ad essi ma dimensioni inferiori, in modo tale da definire con un proprio bordo perimetrale un arresto per le piastrine 9 sotto la spinta delle molle 10.

Le aperture 15 definiscono, con le piastrine 9, rispettive tasche 16 per l'alloggiamento di rispettivi dispositivi a semiconduttore 2. Convenientemente, i lati delle aperture 15 presentano dimensioni maggiori di quelli dei dispositivi a semiconduttore 2 di 0,6 - 1 mm, preferibilmente circa 0.8 mm, in modo da permettere un agevole inserimento degli stessi mediante un manipolatore automatico .

Sulla faccia inferiore 6 del corpo 4 è fissata una piastra 18, la quale porta, in corrispondenza di ciascuna tasca 16, una pluralità di contatti 19 aghiformi a molla di tipo noto, i quali si estendono verso l'alto, attraverso fori del corpo 4 e delle piastrine 9, in modo da interagire con i dispositivi a semiconduttori 2 quando inseriti all'interno delle rispettive tasche 16.

Il corpo 4 definisce superiormente una coppia di guide 20 parallele tra loro ed inclinate di 45° rispetto all'asse A, delle quali una sola è visibile in figura 7. Tali guide sono impegnate scorrevolmente da rispettive slitte 21 fissate inferiormente ad una lamina a molle 22 piana ed orizzontale, alloggiata in una sede 23 ricavata sulla faccia inferiore del coperchio e scorrevole a contatto con la faccia superiore 5 del corpo 4 (figura 3).

La lamina 22 (figura 7) comprende integralmente una porzione di azionamento di azionamento 24 allungata in direzione parallela all'asse A, ed una pluralità di prime e seconde mollette 25, 26 estendentisi a sbalzo dalla porzione di azionamento 24 verso le tasche 16, come meglio descritto nel seguito.

Le prime mollette 25 (figure 5, 6), in numero pari alle tasche 16 e spaziate tra loro con lo stesso passo delle tasche stesse lungo l'asse A, presentano forma sostanzialmente di U asimmetrica allungata in direzione leggermente inclinata rispetto all'asse A e sono formate da due rami 27, 28 paralleli di lunghezza diversa collegati tra loro da un gomito 29. Il ramo 27 di lunghezza maggiore è integralmente vincolato alla porzione di azionamento 24 con una propria estremità opposta al gomito 29; da un'estremità del ramo 28 opposta al gomito 29 si estende integralmente a sbalzo in direzione trasversale all'asse A e verso la rispettiva tasca 16 una porzione di spinta 30 atta ad agire elasticamente su un lato 33 del dispositivo a semiconduttore 2 in prossimità di un angolo 34 del dispositivo a semiconduttore 2 stesso.

Le seconde mollette 26, in numero pari alle tasche 16 e spaziate tra loro con lo stesso passo delle tasche stesse lungo l'asse A, presentano forma sostanzialmente di U asimmetrica allungata in direzione trasversale all'asse A e sono formate da due rami 37, 38 paralleli di lunghezza diversa collegati tra loro da un gomito 39. Il ramo 37 di lunghezza maggiore è integralmente vincolato alla porzione di azionamento 24 con una propria estremità opposta al gomito 39; da un'estremità del ramo 38 opposta al gomito 39 si estende integralmente a sbalzo in direzione sostanzialmente parallela all'asse A e verso la rispettiva tasca 16 una porzione di spinta 40 atta ad agire elasticamente su un altro lato 42 del dispositivo a semiconduttore 2, adiacente al lato 33, in prossimità dell'angolo 34 del dispositivo a semiconduttore 2 stesso.

La lamina 22 è comandata da un micro-attuatore pneumatico 43 alloggiato in un blocchetto 44 fissato ad un'estremità assiale del corpo 4 ed atto a comandare la traslazione assiale di un cursore 45 alloggiato scorrevolmente in una guida 46 parallela all'asse A e ricavata tra il corpo 4 e la piastra 18 (figure 3 e 7). Il cursore 45 presenta una coppia di asole 47 passanti inclinate di 45° rispetto all'asse A in senso opposto rispetto alle guide 20. Le asole 47 sono impegnate da rispettivi cuscinetti 48 portati da perni 49 fissati alle slitte 21, a loro volta solidali alla lamina 22. Pertanto, alla traslazione del cursore 45 in direzione parallela all'asse A, a seguito dell'azionamento del micro-attuatore 43, corrisponde una traslazione della lamina 22 in direzione parallela alle guide 20 tra una posizione retratta o di rilascio in cui le porzioni di spinta 30, 40 delle mollette 25, 26 sono retratte dalle tasche 16 (figura 5), ed una posizione avanzata o di bloccaggio in cui le porzioni di spinta 30, 40 delle mollette 25, 26 fuoriescono all'interno delle rispettive tasche 16 in posizione tale da interagire con il rispettivo dispositivo a semiconduttore 2, spingendolo a contatto con i lati opposti della tasca 16 con un precarico dato dalla deformazione delle mollette 25, 26.

L'unità 1 di supporto e posizionamento comprende infine una coppia di dispositivi 51, 52 di richiamo alloggiati in rispettive sedi assiali 53 ricavate parte nel corpo 4 e parte in un blocchetto 54 fissato al corpo 4 stesso, all'estremità opposta rispetto al microattuatore 43. I dispositivi 51, 52 sono atti ad esercitare sulla lamina 22 una forza elastica di richiamo atta a riportarla nella posizione di riposo quando il microattuatore 43 è disattivato. Uno dei due dispositivi di richiamo (51) incorpora un microinterruttore 56 atto a cambiare stato quando la lamina 22 passa dalla posizione di riposo alla posizione operativa. Tale microinterruttore 56 coopera con una scheda 57 di rinvio alloppiata nel blocchetto 54 ed atta a cooperare con contatti ad aqo 58.

Il funzionamento dell'unità di supporto e posizionamento 1, qià in parte evidente da quanto precede, è il sequente.

All'inizio del ciclo di collaudo, la lamina 22 si trova nella posizione di riposo. Pertanto, i dispositivi a semiconduttore 2 da collaudare possono essere inseriti nelle tasche 16 con opportuno qioco laterale. Successivamente, mediante l'attivazione del microattuatore 43, la lamina 22 viene portata nella posizione operativa e le mollette 25, 26 bloccano elasticamente i dispositivi a semiconduttore 2 contro le pareti laterali opposte delle rispettive sedi. Il microinterruttore 56 seqnala all'unità di controllo l'avvenuta messa a reqistro dei dispositivi a semiconduttore 2.

A questo punto, i dispositivi possono essere spinti verso il basso mediante dispositivi pressori non illustrati in quanto non facenti parte della presente invenzione, e bloccati in posizione di collegamento con i contatti ad ago 19. Il collaudo avviene alimentando ai dispositivi a semiconduttore 2 segnali di ingresso e rilevando segnali di uscita, in modo di per sé noto, tramite i contatti ad ago 19.

Nelle figure da 8 a il è illustrata una seconda forma di attuazione dell'unità di supporto e posizionamento secondo la presente invenzione, indicata nel suo complesso con il numero 60.

L'unità 60 differisce dall'unità 1 descritta essenzialmente per il fatto di presentare una elevato numero di tasche 16 disposte a matrice (nell'esempio illustrato 12x16), con lati paralleli a due direzioni di allineamento x e y, e per un diverso meccanismo di centratura dei dispositivi a semiconduttore 2.

In estrema sintesi, l'unità 1 comprende un corpo 61 in forma di piastra quadrangolare provvista di un bordo perimetrale 62 in rilevo, ed un coperchio 63 fissato perimetralmente sul bordo 62 mediante una pluralità di viti 64 in modo da definire con il corpo 61 un'intercapedine 65 nella quale è alloggiata con possibilità di spostamento laterale una piastra 66 mobile.

Le tasche 16 sono definite da aperture passanti del coperchio 63.

La piastra 66 presenta, sulla sua faccia superiore rivolta verso il coperchio 63, una pluralità di risalti 67 ad L estendentisi all'interno delle rispettive tasche 16. In particolare, ciascun risalto 67 comprende due lati 68, 69 disposti paralleli a rispettivi lati della relativa tasca 16.

La piastra 66 è mobile su guide non illustrate in direzione obliqua, a 45° rispetto ai lati delle tasche 16, mediante un attuatore pneumatico 70. Più in particolare, la piastra 66 è mobile tra una posizione arretrata nella quale i risalti 67 si trovano con i rispettivi lati 68, 69 adiacenti a due rispettivi lati della tasca 16, in modo da lasciare libera un'area della tasca 16 sufficiente ad accogliere con gioco il relativo dispositivo a semiconduttore 2 (figura 10), ed una posizione avanzata nella quale i lati cooperano con rispettivi lati del dispositivo a semiconduttore 2 per mandarlo sostanzialmente a contatto contro lati opposti della tasca (figura 11).

Nelle figure da 12 a 15 è illustrata una variante di realizzazione dell'unità 60, la quale differisce sostanzialmente per l'impiego di mezzi di posizionamento dei dispositivi a semiconduttore 2 nelle rispettive tasche 16 di tipo diverso.

Secondo tale variante, la piastra mobile 66 in questo caso è azionata in modo da scorrere parallelamente alla direzione x, anziché in direzione obliqua. I mezzi di posizionamento comprendono, per ciascuna tasca 16, un elemento a camma 74 ed una spina 75 solidali alla piastra mobile 66 e configurati per interagire con rispettivi lati del dispositivo a semiconduttore 2 adiacenti tra loro e rispettivamente paralleli alle direzioni x e y.

Più in particolare, l'elemento a camma 74 è disposto lungo un lato della tasca 16 parallelo alla direzione x e presenta una prima superficie 76 disposta ad una distanza D dal lato opposto della tasca 16 maggiore della corrispondente dimensione del dispositivo a semiconduttore 2, ed una seconda superficie 77 sostanzialmente uguale o di poco maggiore della suddetta dimensione. Le due superfici 76, 77 sono raccordate tra loro da una superficie 78 a piano inclinato.

Dal confronto tra le figure 12, 13, 14 e 15 emerge chiaramente il funzionamento di questa variante.

Nella posizione di risposo della piastra mobile 66, l'area della tasca 16 per l'alloggiamento del dispositivo a semiconduttore 2 è delimitata dalla prima superficie 76 dell'elemento 74 (figura 11). Quando la piastra 66 viene spostata verso la posizione operativa, la superficie a piano inclinato 74 (figura 12) riduce progressivamente lo spazio a disposizione per il dispositivo 2, il quale viene spinto a disporsi a contatto con il lato opposto della tasca 16 una volta che entra in azione la superficie 77.

Viene così realizzato l'allineamento in direzione y.

Nell'ultima parte della corsa della piastra mobile 66, la spina 75 spinge il dispositivo a semiconduttore contro il lato opposto della tasca 16, realizzando così l'allineamento anche in direzione y.

Da un esame delle caratteristiche delle unità 1 e 60 descritte sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

Grazie all'impiego di un sistema di posizionamento meccanico, i dispositivi a semiconduttore vengono centrati correttamente per il collaudo senza ricorrere a sistemi di aspirazione, con gli inconvenienti che questi comportano.

Risulta infine chiaro che il posizionamento dei dispositivi a semiconduttore 2 nelle rispettive tasche può essere eseguito mediante mezzi di posizionamento diversi da quelli descritti.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Unità (1; 60) di supporto e posizionamento per dispositivi a semiconduttore (2) comprendente una pluralità di tasche (16) per alloggiare rispettivi detti dispositivi (2), caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un elemento (22; 66) mobile tra una posizione di riposo ed una posizione operativa, detto elemento mobile (22; 66) comprendendo mezzi di posizionamento (25, 26; 67) atti ad interagire con detti dispositivi (2) e configurati in modo che detti dispositivi (2) siano alloggiati con gioco nelle rispettive dette tasche (16) nella posizione di riposo del detto elemento mobile (22; 66) e confinati sostanzialmente senza gioco in una posizione di riferimento nella detta posizione operativa del detto elemento mobile (22; 66).
2. 2. Unità secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la detta posizione di riferimento di ciascun dispositivo a semiconduttore (2) è sostanzialmente a contatto con due lati adiacenti della rispettiva tasca (16).
3. 3. Unità secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto di comprendere un attuatore (43; 70) per azionare il detto elemento mobile (22; 66).
4. 4. Unità di supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto elemento mobile (22; 66) è vincolato in modo da scorrere in direzione sostanzialmente parallela alla bisettrice dell'angolo formato tra i detti lati della tasca
5. 5. Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di posizionamento (25, 26) sono elastici ed atti ad esercitare un precarico elastico sui detti dispositivi a semiconduttore (2) quando l'elemento mobile (22) si trova nella posizione operativa.
6. 6. Unità secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che l'elemento mobile è una lamina piana (22) e che i detti mezzi di posizionamento (25, 26) sono porzioni elastiche inteqrali alla detta lamina.
7. 7. Unità secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che le dette porzioni elastiche (25, 26) sono mollette saqomate sostanzialmente ad U.
8. 8. Unità secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che la detta lamina è accoppiata ad un cursore (45) azionato dal detto attuatore (43) e mobile in direzione parallela ad una direzione (A) di allineamento delle dette tasche (16).
9. 9. Unità secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il detto elemento mobile (22) ed il detto cursore (45) sono accoppiati tra loro in modo prismatico.
10. 10. Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto che il detto elemento mobile è una piastra (66) scorrevole rispetto ad una piastra fissa (63) formante le dette tasche (16).
11. 11. Unità secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di posizionamento sono costituiti da risalti (67) estendentisi integralmente dall'elemento mobile (66) ed impegnanti rispettive dette tasche (16) della piastra fissa (63).
12. 12. Unità secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che i detti risalti (67) presentano forma ad L.
13. 13. Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che il detto elemento mobile (66) è mobile in direzione parallela ad una direzione di allineamento delle dette tasche (16).
14. 14. Unità secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di posizionamento comprendono elementi a camma (74) configurati in modo da interagire con rispettivi detti dispositivi a semiconduttore (2) per allinearli in direzione parallela ad una primo lato della rispettiva detta tasca (16) durante una prima fase della corsa del detto elemento mobile (66).
15. 15. Unità secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di posizionamento comprendono un elemento di spinta (75) configurato in modo da interagire con il rispettivo detto dispositivo a semiconduttore per allinearlo in direzione parallela ad un secondo lato della rispettiva detta tasca (16) durante una seconda fase della corsa del detto elemento mobile (66).