[发明专利]用于电子器件的可剥离混合托盘系统

说明书

背景技术

由注模法制成的托盘经常在集成电路(IC)和半导体工业中用于输送敏感元件。这些托盘在例如JEDEC、EIAJ、EIA等多种工业标准中均有所涉及。

托盘利用注模法以例如PPO、PPE、PP、PC、PSU、PES、PAS和ABS等多种聚合物制造。聚合物通常被填充用于提供强度和导电性。经常会使用多种材料例如滑石、碳纤维、碳粉、金属纤维以及其他常用的聚合物填料。

托盘最常见的用途是在组装、测试和配电的各个阶段输送并保护元件。每一个托盘都包含卡槽，每一个卡槽都被设计用于接纳元件。元件牢固地安放在卡槽内以尽量使其无法自由移动。在每一个托盘内，卡槽都根据标准被设置为矩形矩阵并且具有规则的间距，目的是为了有助于机械手的抓取和放置操作。根据元件的尺寸和矩形矩阵的间距，一个托盘通常能够容纳1到2500个元件。新的托盘经常要针对例如元件尺寸和类型等每一种要求来进行设计。

每一个托盘在顶面和底面上都具有界定卡槽的特征。单个托盘以这种方式即可将元件牢固地固定在X和Y平面内，从而根据将托盘的哪一侧用于固定元件而以“引脚朝下(live bug)”或“引脚朝上(dead bug)”的取向给出用于检验或加工的元件。

每一个托盘都被设计为静电耗散型或导电型。它们按一定的技术要求导电并且可以损耗静电荷，由此保护卡槽内存放的元件免受任何静电荷的不利影响。

至此已经单独讨论了元件托盘。在组合使用时，两个类似的托盘能够通过构建围绕元件的三维罩壳而提供增强的输送保护。第一托盘底侧的卡槽与面对的第二托盘顶侧的卡槽相配合，因此每一个卡槽都是围绕元件的完整卡槽或三维罩壳的一半。为了避免歧义，由相邻托盘顶面和底面的配合卡槽界定的完整卡槽在下文中将被称为三维罩壳。成对层叠的两个托盘因此在水平面和垂直面内都提供了输送保护。

在设计这些注模托盘时，卡槽的尺寸必须尽可能接近地符合其设计用于携带的元件的尺寸。用这种方式即可减少元件沿水平方向和垂直方向的自由移动以避免损坏元件。但是，为了适应元件和托盘的制造公差，卡槽被设计为略大于它们设计用于携带的元件。在元件和卡槽内壁之间应该存在间隙。过大的卡槽以这样的方式成形：元件不会由于间隙过宽而脱离可能存在于卡槽内的任何安置凸缘并且可以不受阻碍地下落到卡槽内。通常，所有的卡槽设计都(有意地或者是通过注模过程)在壁面上加有倾斜角或脱模角。模制过程通常要求5度的脱模斜度，并且任何大于5度的角度都是有意的设计。壁面斜度确保了元件自动地自行校准或自行居中，和/或恰好落入卡槽的中心部分内以及在设有安置凸缘时恰好落在安置凸缘上。

通常，一个托盘被设计用于配装一种特定类型或尺寸的元件。但是，某些托盘被设计用于保护多种类型和尺寸的元件。由于托盘系统是通过三维罩壳提供三维保护，因此保护多种元件时损害必然会产生。这些损害包括可用空间的低效利用，元件在卡槽或三维罩壳内过大的自由移动并因此为元件提供的保护更少，或者损失了托盘的刚性，这也同样减少了提供的保护。

在某些情况下，元件的尺寸在不同的生产阶段期间会随着它们沿装配流水线前进由于增加或组装子元件以及向初始元件添加或者从中减少材料而改变。托盘必须能够在生产期间充分保护最大尺寸的元件，但是也必须在尺寸较小的阶段期间提供足够的保护。为每一个阶段制造多个托盘不仅成本密集，而且还耗费空间以及在必须针对每一个阶段使用单独的托盘方面多有不便。

已经提出了多种解决方案以应对该问题，但是每一种方案都有其固有的缺陷。如US6612442中所述的一种方法是利用热成型法而不是注模法来制造托盘。这种托盘与注模托盘相比提供了存储和成本上的节约，但是仍会受到热成型产品固有的缺乏刚性的影响。

正如US5547082中所述的注模外围框架能够被用于提供少量的刚性。这样的解决方案会受到卡槽倾向于失去其形状的影响。通过使用外围的无特征框架，热成型薄板无法牢固地固定并且薄板可能会“松弛”，从薄板的限定位置脱离。因此在运输和使用期间，特别是在单独使用而不是作为层叠的配对使用托盘时，对元件的保护就会受到损害。

其他的解决方案例如US2005/0072714和US2005/0072715中使用了如上所述的无特征注模底盘，而且还使用了注模插件以提供容纳元件所需的各种卡槽尺寸。尽管这些插件提供了可移除的针对目标用途改变卡槽尺寸的方法，但是这些插件生产昂贵，设计和加工缓慢并且需要大量的存放空间。

可以使用输送元件的其他方法例如管路以及传送带和滚筒，但是这些方法不能像常规托盘系统那样提供保护且易于操作。

发明内容