托盘承载器和相应的方法

优先权

本申请要求于2021年11月30日提交的意大利专利申请号102021000030233的优先权，其内容在法律允许的最大范围内通过引用并入本文。

技术领域

该描述涉及托盘承载器。

一个或多个实施例可以有利地应用于处理集成电路(IC)。

背景技术

微电子行业目前采用的处理集成电路、模块和其他组件的解决方案涉及使用所谓的JEDEC矩阵托盘。JEDEC托盘由塑料或铝等其他材料制成，可以有效地保持和保护托盘中的物品。

诸如JEDEC托盘之类的托盘可以将成捆固定在一起的托盘(例如，通过钩环带——例如“Velcro”带)堆叠，由操作人员手动处理：例如，操作员可以手动将托盘捆送至测试设备操作者。

带有前端托盘插入槽的托盘盒可用于托盘操作。例如，参见中国专利文献CN210140085U，其描述了这样一种用于存放球栅阵列(BGA)基板的盒。

这样的解决方案不能免除缺点。

例如，托盘插入过程中的振动可能会导致封装件从插槽中弹出。

此外，在装载托盘时仍可能需要大量人力(通常是一个接一个地装载，因为很难用手在盒子内拾取整个托盘捆)。

能够将当前与前端应用程序捆绑包(FAB)一起使用的自动化材料处理系统(AMHS)扩展到后端和测试环境将是可取的。而且，这样的布置将有利于被测试设备的原始设备制造商(OEM)采用。

本领域需要有助于促进自动化材料处理的这种扩展。

发明内容

一个或多个实施例涉及托盘承载器。

一个或多个实施例涉及一种操纵托盘的相应方法，例如通过被配置成与托盘承载器协作使用的自动(例如“机器人化”)夹持器装置来实现该操纵。

一个或多个实施例提供了一种托盘承载器，其有助于通过自动(机器人化)处理系统处理托盘，同时保留由人工操作员处理的可能性。

在这方面，应当理解，虽然为了简单起见，在整个描述中将提及保持半导体器件(例如封装芯片)的处理托盘，但是如本文所讨论的示例也可以应用于工业的其他领域。

当考虑托盘的自动处理时，此处呈现的示例考虑了发挥作用的各种因素。

例如，对于自动机器人运载工具来说可能几乎无法执行：解开一捆托盘的捆扎带并同时保持托盘捆的完整性、而不会对托盘捆和托盘捆内的装置造成物理损坏。

另一方面，在松散状态下四处移动成捆的托盘可能是危险的和/或涉及缺点：例如，松散的捆可能暴露出质量问题，例如捆中和托盘中包含的产品的不期望混合。

另外值得注意的是，虽然便利的自动处理是期望的结果，但是各种应用可能从保留手动处理托盘的能力中受益。

因此，本文所讨论的示例提供了一种托盘承载器，其一方面适用于自动处理托盘捆(例如，通过自动机器人运载工具)，另一方面，保留由操作人员手动处理托盘的可能性。

如本文所讨论的示例可结合便于操作人员容易地在托盘承载器中移除/放置托盘捆并四处移动托盘承载器的特征。

本文讨论的示例可包括质量特征，例如托盘捆的识别和/或形状特征，这些特征有助于在装载成捆的托盘和/或装载托盘承载器(例如，在自动机器人运载工具中)中的正确定向。

如本文所讨论的某些示例涉及自动夹持器装置抓取托盘承载器并四处移动的可能性，该夹持器装置(如由例如自动机器人运载工具运送)能够轻松且安全地移除/放置托盘束。

在某些示例中，托盘捆可通过托盘承载器的标识符完全追踪，这有助于通过自动运载工具进行无纸化和更安全的操作。例如，读取跟踪器标识符的用户可以知晓托盘捆的性质和类型和/或当前在其上执行的处理步骤。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述一个或多个实施例，其中：

图1是根据本说明书的实施例的托盘承载器的透视图，

图2是从不同视角观察到的图1的托盘承载器的透视图，

图3是图1沿III-III线的局部侧视图，

图4和图5是可与本说明书的实施例配合使用的示例性自动夹持器装置的透视图，

图6A和图6B是如图4和图5所示的夹持器装置的操作示例，

图7和图8是如图4和图5所示的夹持装置的操作的进一步示例，并且

图9是根据本说明书的实施例的过程中的示例性步骤的流程图。

具体实施方式

除非另有说明，否则不同附图中的相应数字和符号通常指代相应的部分。

附图是为了清楚地说明实施例的相关方面而绘制的，并不一定按比例绘制。

图中所画特征的边缘不一定表示特征范围的终止。

在随后的描述中，示出了各种具体细节，以提供对根据描述的实施例的各种示例的深入理解。实施例可以在没有一个或多个特定细节的情况下获得，或者通过其他方法、组件、材料等获得。在其他情况下，未详细示出或描述已知的结构、材料或操作，从而不会模糊实施例的各个方面。

在本说明书的框架中提及“实施例”或“一个实施例”旨在表示关于该实施例描述的特定配置、结构或特性包含在至少一个实施例中。因此，在本说明书的各个点可能出现的诸如“在实施例中”、“在一个实施例中”等短语不一定指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的配置、结构或特性可以以任何适当的方式组合。

此处使用的标题/参考文献仅为方便起见而提供，因此不限定保护范围或实施例的范围。

在工业中(例如，在半导体工业中)移动托盘束的传统方式涉及形成托盘束，这些托盘用诸如钩环带(所谓的“Velcro”带)的束带保持在一起。

这是一种相对方便的手动处理小批量托盘束的方法，例如，所谓的JEDEC托盘，用于保持封装芯片。

另外，再次回顾，在本说明书全文中提到处理存放半导体器件、例如封装芯片的托盘仅仅是为了简单：所讨论的示例不限于该可能的使用领域。

事实上，各种实施例也可以应用于其他工业行业，其中托盘旨在由自动机器人运载工具处理或在自动机器人运载工具上处理，例如，使用可以有利地被设置为携带相应标识符(ID)的托盘承载器。

在所有附图中，附图标记10表示旨在用于承载形成在其中的一叠托盘T的托盘承载器(这种堆叠中的托盘在图中也被指示为T1、T2或Tn)。

在半导体(微电子)行业中用于保持封装芯片的所谓JETEC托盘可以是此类托盘的示例：再次提醒，实施例不限于此类托盘和此类可能的使用领域。

如图所示，托盘承载器10包括(四边形、例如大致矩形的)底板12，底板具有沿第一方向X1延伸的第一对相对侧121和沿横向于(例如，垂直于)第一方向X1的第二方向X2延伸的第二对相对侧122。

如图所示，底板12在第一对(这里是较长的)侧边121和第二对(这里是较短的)侧边122的交点处具有四个角1224。

而且，如图所示，底板12具有第一(前或顶)表面12A(托盘T堆叠在其上)和与第一表面12A相对的第二(后或底)表面12B。

如图所示，托盘承载器10包括四个槽道形状(例如，L形)的角构件14，角构件例如正交于底板12从底板12的第一表面12A竖立(即，露出)。

每个角构件14设置在底板12的一个角1224处，其槽道形状面向(即开口朝向)底板12。

角构件14的槽道形状有助于这样的角构件14为堆叠在底板的第一表面12A处的托盘T提供(有角度的)容纳结构。位于堆叠顶部并指定为T1、T2的两个此类托盘在图1中以虚线轮廓显示。

附图标记16表示设置在底板12的第一对相对侧121处的一组例如四个托盘承载器夹持腔(例如形成在第二表面12B中的台阶状凹部)。

如下文所讨论的，托盘承载器夹持腔16被配置成被夹持器装置的夹持结构接合(插入)。

托盘承载器10(以及可能堆叠在其中的一叠托盘T)因此可以被诸如自动机器人运载工具的自动处理系统抓取并且可能被提升和/或运送。

如图1(以及图3的侧视图)所示，底板12的第一表面12A包括凸起部分120A。

如本文所示，(此处，居中且大致呈四边形的)凸起部分120A与底板的第一对相对侧121和第二对相对侧122两者均有一定距离。

应注意，凸起部分120A的这种“台面状”实施方式仅仅是示例性的。

例如，在其他可能的示例中，可以提供多个凸起部分120A，例如，以基本上沿着方向X2从相对侧121的一个侧边到另一个侧边延伸的一对凸起带的形式。

无论具体实施方式如何，凸起部分120A的大小和尺寸都设计成使得堆叠在底板12的第一表面12A处的一叠托盘将从凸起部分120A的侧向突出(参见例如托盘Tn，其轮廓在图3中以虚线显示)，并在底板12的第一(顶或前)表面12A的周边形成表面12A和托盘T堆叠之间的托盘夹持空间18。

该空间将适合于被夹持器装置的夹持结构接合(插入)，如下面所讨论的。

以这种方式，例如，形成在底板12的第一表面12A处的一叠托盘T可以被夹持—而无需涉及底板12并因此涉及夹持托盘承载器10的这种夹持动作。

通过进入图1中标示为18的区域，这种夹持结构因此可以“潜入”底板12和形成在其前表面12A处的托盘T堆叠之间，具有(仅)夹持托盘T堆叠的能力，因此可以从托盘承载器10上提起和卸载托盘堆叠。

本文所呈现的示例的有利特征在于将如前所述的(带有可能堆叠在其上的托盘T的托盘承载器10—或—仅托盘的)自动抓取特征与托盘的手动处理特征相关联的能力。

如图中可见，一对把手构件20被设置成在侧边122的相对端处的两个角构件14的远端之间呈桥状延伸。把手构件20因此被配置成便于手动操作(空的或具有堆叠在其中的托盘T的)托盘承载器10。

并且，在底板12的第一对相对侧121中设置一对相对凹部22。凹部22共同限定底板12的窄腰状中间部分。这有利于手动操作(例如提升)堆叠在底板12的第一表面12A上的托盘T，并且能够(仅)夹持这些托盘T，因此可以将托盘T从托盘承载器10提升并卸载。

如本文所示，一对(阶梯状)托盘承载器夹持腔16设置在底板12的第一侧121中的每一个侧边处的(中央)凹部22的侧翼。

托盘承载器10的各种有利特征有助于托盘T的堆叠(通过自动化设备或手动执行)。

例如，与底板12的表面12A相对的角构件14的远端可呈现终端倒角。该倒角便于将托盘T导入托盘承载器10中。

而且，角构件14可以具有不同的(不对称的)形状(例如，其中一侧121处的角构件14比相对侧121处的角构件更小和/或更薄)以便可以将托盘仅以特定的、期望的定向装载到托盘承载器10中，并且防止将托盘T以在托盘平面中不期望的180°旋转地堆叠在托盘承载器10中。

托盘承载器10的附加有利特征可包括一个或多个结构24，例如(可能不对称的)槽口，防止托盘承载器10不期望地定位在不期望(例如，旋转180°)的安装位置。

进一步有利的特征可以包括代码承载表面26，其被配置为应用特定托盘承载器10(及其内容物)的唯一标识符(ID)。

如图所示，诸如防托盘旋转特征24和代码承载表面的特征可以设置在底板的第二(这里是较短的)侧边122的一个或两个侧边处。

此功能只能位于托盘托架底部的一侧。为了降低制造成本，在托盘承载器的两侧使用了带有凹口的侧板。

图4至图8中的附图标记50表示自动夹持器装置，其被配置成与如前所述的托盘承载器10配合使用。

以复数形式提及夹持器旨在强调这样一个事实，即在不同的托盘处理步骤期间可以使用不同的夹持器装置，如下面所讨论的(例如，结合图9)。

如图所示，夹持器装置50(可以是本领域技术人员已知的用于该目的的任何类型)包括一对相互相对的例如叉形夹持构件51、52。

成对的叉形夹持构件51和52中的一个夹持构件和另一个夹持构件均包括具有远侧夹持结构511、521的叉齿510(第一夹持构件51)和520(第二夹持构件52)。

如图所示，夹持构件中的一个夹持构件(例如，夹持构件51)中的远侧夹持结构511指向成对的另一个夹持构件(例如，夹持构件52中)中的对应远侧夹持结构521。

如图4和图5所示(并且以本领域技术人员本身已知的方式)，承载夹持构件51和52的夹持头包括机动化装置(例如，带有相关减速齿轮的电机)，其可选择性地激活以提供叉形构件51和52朝向和远离彼此的相对运动。

这种相对运动可以发生在以下两个状态之间：

第一间隔开状态(参见例如图6A)，其中夹持器装置布置为跨在托盘承载器10上，远侧夹持结构511、521位于叉形夹持构件51、52的叉齿中，保持远离托盘承载器10的底板12的第一对相对侧，以及

第二夹持状态，其中响应于相互相对的叉形夹持构件51、52朝向彼此前进(在图1和2中在X2指示的方向上)，叉形夹持构件51、52的叉齿的远侧夹持结构511、521—根据夹持器装置50相对于托盘承载器10的相对竖直位置—在两种不同的可能夹持状态下起作用。

在第一夹持状态下(如图7所示)，夹持结构511、521接合设置在底板12中的(例如，阶梯状)托盘承载器夹持腔16。这样，叉形构件51和52(在底板12处，例如在其下侧12B处)夹持托盘承载器10，该托盘承载器可能具有形成于其上的一叠托盘：堆叠中的最低托盘(指定为Tn)在图7中可见，而整个堆叠的轮廓(指定为T)以虚线显示。

这样，夹持器装置能够操纵托盘承载器10和(可能)堆叠在其上的托盘T。

在第二夹持状态(如图8所示)，夹持结构511、521接合(插入)到设置在底板12的第一表面12A的凸起部分120A周围的托盘夹持空间18中，从而(仅)夹持堆叠在底板12的第一表面12A上的托盘T。

以这种方式，夹持器装置能够(仅)操纵堆叠在托盘承载器10中的托盘T，例如，有可能相对于底板12提升堆叠的托盘T，从而卸载托盘承载器10。

虽然为简单起见在图中不可见，但夹持器装置50可以—以本领域技术人员本身已知的方式—被配置，以实现除了叉形构件51和52的相对向前(夹持)和向后(松开)运动以外还实现叉形构件51和52中的每一个中的叉齿之间(并且因此夹持结构511、521之间)的距离的调节运动。

这种开关运动可有助于例如调整叉形构件51和52中的夹持结构511、521之间的距离，以精确匹配设置在底板12中的托盘承载器夹持腔16之间的距离。

图9的流程图是使用如本文所讨论的托盘承载器的可能顺序的示例。

在图9的流程图中，框100是将一捆托盘T放置在诸如10的托盘承载器中的示例性步骤。

此类步骤可由操作员手动执行或通过自动化装载、诸如自动夹持器装置执行。

框102是托盘承载器10的示例，托盘承载器10因此装载有通过自动夹持器装置(例如50)抓取的一堆托盘，该夹持器装置作用在托盘承载器10和基本如图7中示例的那样堆叠在其中的托盘上，即利用叉形构件51、52的夹持结构511、521在底板12的(下)侧边121处接合(例如，阶梯状)托盘承载器夹持腔16。

装载有托盘的托盘承载器10因此可以(例如利用自动机器人运载工具)被运送到处理设备(例如用于测试目的)。

自动机器人运载工具(与前一个相同或不同)然后可以从托盘承载器10中移除这捆托盘T，例如如图8所示，即利用夹持构件51、52的夹持结构511、521插入在底板12于托盘T堆叠之间的空间18中，该空间由底部12的第一表面12A的凸起部分120A提供。

这样的步骤由图9的流程图中的框104举例说明。

可以将指令发送到自动机器人运载工具以获取“处理过的”捆，并将它们装载到(另一个)处理装置中，例如，通过将它们堆叠到托盘承载器、例如10中，(图9中的框106)，然后将它们(图9中的方框108)以完全自动化的方式装载到另一处理装置中。

这一系列步骤仅是过程的一系列可能的处理顺序的示例，这些处理顺序利用了如本文所述的示例所提供的如下可能性：—自动或可能手动—处理(空的或其中具有托盘的)诸如10的托盘承载器、或仅一堆托盘，例如用于装载或卸载托盘承载器、诸如托盘承载器10。

在不影响基本原则的情况下，在不脱离保护范围的情况下，细节和实施例可以变化，甚至在很大程度上与仅通过示例描述的关于不同。

权利要求是结合实施例在此提供的技术教导的组成部分。

保护范围由所附权利要求书确定。