CN102410822A

CN102410822A - 厚度量测装置及其方法

Info

Publication number: CN102410822A
Application number: CN2010102920096A
Authority: CN
Inventors: 蔡正欣; 张乐天
Original assignee: JETEAZY SYSTEM CO Ltd
Current assignee: JETEAZY SYSTEM CO Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: CN102410822B

Abstract

本发明公开了一种厚度量测装置及其方法，所述厚度量测装置包含：一载具，其上放置有受测物体；一治具，其安装有数个探针；一电脑系统，其内建有软件程序，可撷取所有探针所量测的数值，并将其精确换算成待测物的厚度。由于电脑系统使用多个距离传感器的数据辅以数学计算以获得数据，使治具与载具之间的相对位置不须维持高精度并可任意变动，以提供稳定快速且准确的厚度量测。

Description

厚度量测装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种物品厚度的量测装置与方法，特指以探针配合电脑软件系统而可同时对多个晶片或其它微型尺寸的物品的厚度进行量测的装置与方法。

背景技术

现有技术中用以量测厚度的装置，请参见图6所示，其主要包含有一治具60与一载具70，该治具60设有一传感器61，且该传感器61设有一探针62；而受测物71置于载具70上。量测时，治具60下移使传感器61的探针62与载具70接触以取得基准点，再将治具60远离载具并位移至适当的位置，使探针62能够感测于受测物71并进行量测，然后由系统读取该传感器61的数值当作受测物71的厚度。此法固然可量测到物品的厚度，但是其精确度与多次量测的重现性需要高度依赖治具60与载具70的制造精度。若现有技术的厚度量测装置于使用一段时间或于大量物品进行量测时，因治具60多次上下移动后与载具70之间的相对位置不稳定，则很容易造成厚度量测的误差。

发明内容

有鉴于上述现有技术中，厚度量测的精度容易受治具与载具的影响，而有所误差，本发明提供一种稳定可靠的装置与方法，不受治具与载具之间的不稳定性所造成的影响，而达成高精度的厚度量测。

为达成上述发明目的，本发明所采用的手段在于提供一种厚度量测装置，其包含有：

一治具；

一基准点感测单元，其设有至少三个探针；

一量测点感测单元，其设有至少一个探针；

一判读单元，其包含有一电脑系统与一显示器；该电脑系统可联机至治具的这些感测单元并读取及写入数据，而后使用内建的软件程序，将自感测单元读得的数据进行运算与分析，而后输出至该显示器。

本发明另提供一种使用上述的厚度量测装置以量测物品厚度的方法，其步骤包含有：

提供一前述的具有探针的厚度量测装置；

提供一载具，其设置于治具下方，且载具上放置有至少一待测物；

令该治具与载具相互靠近，使基准点感测单元与量测点感测单元的每一探针感应于载具表面；

电脑系统读取基准点感测单元与量测点感测单元的所有探针的数值，并将这些数值作为各个归零点；

令治具与载具相互远离，使基准点感测单元离开载具表面；

令载具相对于治具进行位移，使量测点感测单元于治具靠近载具时能够感应于所述待测物；

令治具与载具相互靠近，使量测点感应单元感应于所述待测物，并同时使基准点量测单元感应于载具表面；基准点感测单元的每一探针与载具表面的感应点为一群基准点，且该群基准点形成一最佳基准面；

电脑系统读取基准点感测单元所测得的所述基准数值与量测点感测单元所测得的所述量测数值；

电脑系统利用所述基准数值求取载具表面的该基准面在三维空间中的数学平面公式的最佳参数；

电脑系统利用所述量测数值并辅以基准面的数学平面公式的最佳参数，而求得每一待测物的实际厚度，而后将结果显示至显示器；

令治具与载具再次互相远离，并重复后续步骤以进行多次厚度量测。

由于本发明利用多个基准点之间所形成的三维空间的平面当基准面，使得所量测的数值数据的精确度并不受治具与载具之间的相对位置不稳定而有所影响。因此在自动化厚度量测时，治具与载具之间可进行快速地相对移动，即使治具或载具有歪斜的情形，仍能够保有量测结果的高精确度，在进行大量量测时有绝佳的效率与稳定性。

附图说明

图1为本发明的厚度量测装置的实施状态示意图。

图2为本发明的基准点感测单元与量测点感测单元的实施状态示意图。

图3为本发明的基准点感测单元与量测点感测单元的另一实施状态示意图。

图4为本发明的厚度量测的方法的流程图。

图5为本发明的载具的另一实施状态图。

图6为现有技术的厚度量测装置的实施状态示意图。

【主要元件符号说明】

10治具 11穿孔

20基准点量测单元 21本体

210插置部 22探针

30量测点感测单元 30A量测点感测单元

31本体 310插置部

32探针 40判读单元

41电脑系统 42显示器

50载具 50A载具

51待测物 51A待测物

具体实施方式

以下配合图式及本发明的优选实施例，进一步详细说明本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参阅图1所示，本发明提供了一种厚度量测装置，其包含有一治具10、一基准点感测单元20、一量测点感测单元30、一判读单元40。

请参阅图1至图4所示，前述的治具10为一板状体，且其贯穿成型有多个穿孔11。

前述的基准点感测单元20设于治具10上，且基准点感测单元20包含有至少三个本体21与至少三个探针22；每一本体21的底端设有一插置部210，该插置部210穿设于治具10的相对应的穿孔11中；每一探针22则与相对应的本体21的插置部210的一端相接。

前述的量测点感测单元30设于治具10上，且量测点感测单元30包含有至少一本体31与至少一探针32；每一本体31的底端设有一插置部310，该插置部310穿设于治具10的相对应的穿孔11中；每一探针32则与相对应的本体31的插置部310的一端相接。

其中，所述的基准点感测单元20与量测点感测单元30可为接触式或非接触式的感测单元。

前述的判读单元40包含有一电脑系统41与一显示器42；该电脑系统41可联机至治具10的基准点感测单元20与量测点感测单元30，并且读取及写入所测得的数据，而后使用内建的软件程序将读得的数据进行运算与分析，再将资料输出至该显示器42加以显示。

请参见图4所示，本发明另提供了一种使用上述的厚度量测装置以量测物品厚度的方法，其步骤包含有：

提供一如前述的厚度量测装置；

请配合参阅图1至图3所示，提供一载具50，该载具50可为一物品输送带；载具50设置于治具10下方，且载具50上放置有至少一待测物51；该待测物可为晶片或是其它具有体积微小且无法通过人工实际测量尺寸的物品。

令该治具10与载具50相互靠近，使基准点感测单元20与量测点感测单元30的每一探针22、32为接触或非接触地感应于载具50表面；

电脑系统41读取基准点感测单元20与量测点感测单元30的所有探针22、32的数值，并将该些数值作为各归零点；请进一步参阅图2及图3所示，其中基准点感测单元20与量测点感测单元30的所有探针22、32为接触或非接触地感应于载具50表面，且基准点感测单元20的每一探针22于载具50表面的感应点非排列于同一在线；此外，将数值归零后，可依据使用需求，再重复进行一次或多次归零的程序；

完成归零程序后，令治具10与载具50相互远离，使基准点感测单元20与量测点感测单元30离开载具50表面；

令载具50相对于治具10作平移，使量测点感测单元30在治具10靠近载具50时为接触或非接触地感应于该等待测物51；

令治具10与载具50相互靠近，使量测点感应单元30感应于待测物51，并同时使基准点量测单元20感应于载具50表面；基准点感测单元20的每一探针22与载具50表面的感应点为一群基准点，且该群基准点形成一最佳基准面23；

由判读单元40的电脑系统41读取基准点感测单元20所测得的基准数值与量测点感测单元30所测得的量测数值；

电脑系统41利用所述基准数值，以内建的软件程序进行运算，将基准点感测单元20的每一探针22的坐标值x_i，y_i，z_i代入下列矩阵公式：

[\begin{matrix} Σ_{i = 1}^{m} x_{i}^{2} & Σ_{i = 1}^{m} x_{i} y_{i} & Σ_{i = 1}^{m} x_{i} \\ Σ_{i = 1}^{m} x_{i} y_{i} & Σ_{i = 1}^{m} y_{i}^{2} & Σ_{i = 1}^{m} y_{i} \\ Σ_{i = 1}^{m} x_{i} & Σ_{i = 1}^{m} y_{i} & Σ_{i = 1}^{m} 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} A \\ B \\ C \end{matrix}] = [\begin{matrix} Σ_{i = 1}^{m} x_{i} z_{i} \\ Σ_{i = 1}^{m} y_{i} z_{i} \\ Σ_{i = 1}^{m} z_{i} \end{matrix}] .

其中i为基准点的数目且i≥3并获得载具50表面的该基准面23在三维空间中的数学平面公式z＝Ax+By+C的最佳参数A、B、C。

电脑系统41利用所述量测数值，以内建的软件程序且辅以基准面23的数学平面公式的最佳参数进行运算与分析，而求得待测物51的实际厚度，并将结果显示至显示器42；

量测完毕后，治具10与载具50便可再次相互远离，且载具50重新相对于治具10作平移，以重复运算基准面23的平面公式的参数并进行多次的待测物51的厚度量测。

综合以上所述，本发明只需利用基准点感测单元20的该等探针22于载具表面的多个基准点所组成的三维空间的平面为基准面23进行待测物51的厚度测量，因此不会因治具10与载具50之间的相对位置不稳定而使其准确度受到影响，并使治具10与载具50之间可进行快速地相对移动，不仅能够确保量测结果的高准确度，且于进行大量物品的量测时可增加量测效率。

此外，请进一步参阅图5所示，该载具50A亦可为一转盘，该转盘周缘放置有多个待测物51A，且该载具50A相对于治具10A做旋转位移；使量测点感测单元30A于治具10A靠近载具50A时为接触或非接触地感应于该等受测物51A，并进行后续的量测步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明有任何形式上的限制，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种厚度量测装置，其特征在于，包含有：

一治具；

一基准点感测单元，其设于治具上，并包含有至少三个探针；

一量测点感测单元，其设于治具上，并包含有至少一个探针；

一判读单元，其包含有一电脑系统与一显示器；该电脑系统可联机至治具的这些感测单元并读取及写入数据，而后使用内建的软件程序，将自感测单元读得的数据进行运算与分析，而后将结果输出至该显示器。

2.根据权利要求1所述的厚度量测装置，其特征在于，基准点感测单元进一步包含有至少三个本体，且每一本体的一端设有一插置部；每一插置部与相对应的探针相连接。

3.根据权利要求1所述的厚度量测装置，其特征在于，量测点感测单元进一步包含有至少一个本体，且每一本体的一端设有一插置部；每一插置部与相对应的探针相连接。

4.根据权利要求2所述的厚度量测装置，其特征在于，治具成形有多个穿孔；基准点感测单元的所述插置部穿设于治具的相对应的穿孔中。

5.根据权利要求3所述的厚度量测装置，其特征在于，治具成形有多个穿孔；量测点感测单元的所述插置部穿设于治具的相对应的穿孔中。

6.根据权利要求1至5任一一项所述的厚度量测装置，其特征在于，基准点感测单元与量测点感测单元为接触式感测单元。

7.根据权利要求1至5任一一项所述的厚度量测装置，其特征在于，基准点感测单元与量测点感测单元为非接触式感测单元。

8.一种使用厚度量测装置以量测物品厚度的方法，其特征在于，其步骤包含有：

提供一根据权利要求1所述的厚度量测装置；

令该治具与载具相互靠近，使基准点感测单元与量测点感应单元的每一探针感应于载具表面；

电脑系统读取基准点感测单元与量测点感应单元的所有探针的数值，并将该些数值作为各个归零点；

令治具与载具相互远离，使基准点感测单元与量测点感应单元离开载具表面；

电脑系统读取基准点感测单元所测得的基准数值与量测点感测单元所测得的量测数值；

电脑系统利用所述量测数值并辅以基准面的数学平面公式的最佳参数，而求得每一待测物的实际厚度，而后将结果显示至显示器。

9.根据权利要求8所述的量测物品厚度的方法，其特征在于，该载具为一物品输送带，且该载具相对于治具进行平面位移。

10.根据权利要求8所述的量测物品厚度的方法，其特征在于，该载具为一转盘，而所述待测物则放置于载具周缘，且该载具相对于治具进行旋转位移。