CN102812372A - 用于改良电子装置的测试的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种藉由在高速下测试与分类电光装置(52)的电性与光学特性两者的改良方法与装置。电光装置(52)，尤其是发光二极管，其藉由单一化装置(14)被单一化并且被传送到线性轨道(12)，它们在此处测试(20)电性与光学特性。该些装置随后依据测试特性被分类(26)到很多不同的箱子(24)内。

Description

用于改良电子装置的测试的系统和方法

技术领域

本发明关注用于测试与分类小型电子装置的系统与方法。尤其是，它关注用于测试发光二极管(LED)的电性与光学特性的系统与方法。更特别地，它关注用于以高速来测试LED电性与光学特性并且根据那些特性将它们分类到许多范畴内的一种系统与方法。

背景技术

在自动测试系统的制造期间内，可将许多电子装置的电性与光学特性测试。典型的自动测试系统使用精密的电性或光学测试设备，来发现与一装置的电性或光学特性有关的数值，并且依据该测量值来接受、拒绝或将它分类到一输出范畴。就小型装置而言，自动测试系统通常被设计来处理块状负载，在此，该制造制程会产生大量的装置，其具有实质相等的机械特征，譬如尺寸与形状，但电性与光学特征却不同。将具有一般在一范围内的电性与光学特性的大量装置建立并且依据测试将该些装置分类到具有类似特征的商业上有用的群组，其为可共同实行的。

这些装置通常被供应到测试设备，如充填装置的容器。基本上，该测试装置必须从块状负载的装置提取出单一装置，将该装置定位，并且将它固定，如此该测试设备则可进行希望的测试。测试通常需要探测该装置，其中电引线会被引领接触装置，以允许信号与功率被施加到该装置，并且监测到该些输入的反应。其他测试包含应特殊输入来测试来自譬如LED的光学装置的光线输出。自动测试系统的任务是为决定装置的电性或光学特征，并且依据那些特征将该些装置分类成组。

测试与分类LED特别具挑战性，其因为制造容差上的广泛变化以及人眼对光线输出小变化的灵敏度会结合，以要求LED被测试并被分类为很多输出群组。当被动电子装置基本上要求五或十个输出范畴的同时，LED基本上则要求超过32个输出范畴，多达512个范畴之多。与测试以及分类LED有关的其他挑战，包括LED必须使它们的光线输出被测试的事实。因为LED在该封装的一侧上具有接点，且在另一侧具有发光表面，所以该测试设备必须从一侧探测，并从另一侧收集光线输出。另一个挑战则是，光线输出测试设备在物理上经常很大且必须在测试时相邻LED，其是会使测试设备的物理布局受限。此外，假如欲进行平行测试的话，在此，复数个测试台会被排列以同时测试复数个装置，而复数个大型光学测试台的空间则必须被排列。

转动馈线(feeder)被认为是一种装载与定位小部件的有效方法。2001年4月24日所提出、发明人为Masayuki Miyamoto的美国专利申请案第6,220,481号芯片组件用的分离馈线(feeder)，其使用一种转动带槽圆盘以将部件定位与装载入维持部件定位的槽穴内。2006年10月11日所提出、发明人为TomoyukiKojima、Hiroaki Abe、Shigeru Matsukawa、Takahiko Iwazaki与TakayukiYamauchi的美国专利申请案第7,119,299号工作检测系统，其说明一种具有垂直转动圆盘以将藉由重力传送到圆盘表面的部件定位与固持的系统。1998年12月1日所提出、发明人为Douglas J.Garcia、Steven D.Swendrowski、MitsuakiTani、Hsang Wang、Martin J.Twite III、Malcolm Hawkes、Evart David Shealey、Martin S.Voshell、Jeffrey L.Fish与Vernon P.Cooke的美国专利申请案第5,842,579号电路组件处理器，被受让给本发明受让者，其揭露具有能够一次测试复数个部件的复数个轨道的转动圆盘测试机构。1988年5月31日所提出、发明人为Jakob Herrman的美国专利申请案第4,747,479号用于小组件部件的测试与/或加工的装置，其是揭露在测试时固持部件的线性带。这些揭露并没有考虑到测试LED位于设备上的特定需求，其包括无障碍固定物的需要、很多输出接脚与固持大型与块状光学测试设备的需求。

特别是，令人希望的是依据电性与/或光学特性，将譬如单一化LED的电光装置分类成数组。被设计来进行此些分类的一种系统，是为日本东京E-Globaledge公司所制造的LED芯片亮度/波长分类器模块ALPHA3200/3200F。此系统同时测量LED芯片的亮度与波长输出，并且将它们分类为最大32个的轨道。它在0.8秒内进行光学测试，同时没有进行任何电性测试。假定进行往返测试台的LED定位的上头因子为50％的话，这将产生每小时大约3000单元(UPH)的系统产量。令人希望的是能够以相同系统来测试LED电性与光学特性两者，以节省测试设备的开销与地板空间。同样令人希望的是能够以非常更高速率来测试与分类LED，以便将测试与分类已知生产数量LED所需要的系统数目最小化。此外，令人希望的是能够将被测试的LED分类为超过32种不同的范畴。

随后需要的是一种LED测试与分类系统，其是可测试LED的电性与光学特性两者、以高速来测试与分类它们、并且在测试以后将它们分类为超过32种不同的范畴。

发明内容

本发明态样提供一种使用自动测试系统依据电性与光学特性来分类电光装置的改良方法。该改良情形包括以转动单一化装置来单一化该电光装置；将该单一化电光装置传送到线性轨道上；当该线性轨道将该电光组件定位为邻近该第一测试台时，测量在第一测试台上该电光装置的电性特性；将该电性特性测量情形储存在该控制器上；当该线性轨道将该电光装置定位为邻近该第二测试台时，测量在第二测试台上的该电光装置的光学特性；将该光学特性测量情形储存在该控制器上。该改良情形进一步包括将电光装置分类，其藉由当该线性轨道以高速率来定位时，在邻近该线性轨道的复数个分类台的任一个上，将它们自线性轨道移除。分类台由控制器所控制，以根据所储存的电性与光学特性测量情形来分类该些装置，其中该分类台能够将该些装置分类到超过32个的箱子内。

为了达到根据本发明目的所设计的以上与其他目标，诚如在此所实施与广泛说明地，本发明揭露一种方法与设备。

附图说明

图1为自动测试系统；

图2为双重转动馈进器；

图3为传送台；

图4为任意传送台；

图5为″V″形轨道选项；

图6为电性测试台；

图7为光学测试台；

图8为喷射台；

图9为系统循环时序；

图10为测试循环时序。

具体实施方式

本发明为用于测试与分类譬如发光二极管(LED)的小型电子装置的改善系统与方法。本发明揭露一种使用自动化测试系统来测试与分类具有第一与第二特性的电子装置的改良方法。该系统包括一或更多个转动单一化机构、线性轨道、第一与第二测试台与至少一个分类箱，全部均与控制器联系。该系统以一个或更多个转动单一化机构将电子装置单一化。该系统随后将该单一化电子装置从一或更多个转动单一化机构传送到线性轨道上。该线性轨道定位，以使电子装置相邻第一测试台，在此，该装置的第一特性会被测试，且该测试结果会被储存在控制器上。该线性轨道随后会定位，以使电子装置相邻第二测试台，在此，该电子装置的第二特性会被测试，且该测试结果会被储存在控制器上。该系统随后会将该线性轨道定位，以使电子装置相邻至少一个分类箱，在此，该控制器会引导分类箱，以应所储存的第一与第二测试结果而从该轨道取得该电子装置，从而将该电子装置分类。

图1显示本发明的实施例，其包含自动测试系统10。本实施例包括线性轨道12、转动装载机构14以及第二选择性转动装载机构16。线性轨道12可被配置，以从一个或两个转动装载器装载。转动装载器14、16可藉由传送台18有效地连接到线性轨道12。在操作时，块状装置会被装载入转动装载机构14、16，它们在此被单一化。紧接着单一化以后，该些装置(没有显示)则会从转动装载器14、16传送到在传送台18上的线性轨道12。线性轨道12会将一预定数量定位或移动，以移动该装载装置(未显示)邻近第一测试台20，在此它们会被测试且该些结果会传送到控制器28。线性轨道12随后会将该些部件定位为相邻第二测试台22，在此它们会被测试且该些结果会被送到控制器28。该线性轨道随后会将该些装置(未显示)定位到喷嘴组件26，在此控制器28会引导该喷嘴组件26，以将该装置从线性轨道12发射入箱子组件24的正确部件。控制器28会有效地连接到线性轨道12、转动装载器14、16、传送台18、测试台20、22、喷嘴组件26与箱子24，以感应并且控制每一个的操作。

图2显示转动装载轮40、41如何将块状部件52、53单一化并且传送到线性轨道56。要注意的是，该图显示两转动装载器，然而本发明的实施例却仅具有一个装载器40与单边线性轨道56。同样地，可有利地应用其他型态的馈线，特别是振动碗馈线(vibratory bowl feeder)。单一化意指将块状装置分离为个别固定部件。图2显示块状装置52、53，其被装载入装载栅栏50、51所定义的转动装载轮40、41的装载区域54、55内。转动装载轮具有绕着轮缘的装载沟槽44、45、46、47。当转动装载轮40、41沿着箭头方向绕着它们个别轴62、63而定位时，装载栅栏会使块状装置52、53维持在装载区域54、55内，直到它们个别由重力引导以被接受于空的装载沟槽44、45内为止。该些装置藉由装载轮边缘48、49而保持在适当位置，其形成用于至少装载区域54、55的一外部支撑，以避免装置掉落到转动装载轮40、41边缘外。图2显示装载入转动装载轮40、41的装载沟槽46、47内的装置。因为转动装载轮40、41环绕着定位，所以装载沟槽46、47则会被带到位置AA。线性轨道56连同转动装载轮40、41一起沿着箭头方向定位，从而使空的轨道沟槽58、59套合在传送台62位置AA上的装载沟槽46、47，在此该些装置会从装载沟槽46、47被传送，以形成装载轨道沟槽60、61，其随后被定位为远离传送台62。

图3显示本发明实施例的传送台的细节。在图3中，其显示一部份转动装载轮70连同装载沟槽72的截面，其包含装置74。此截面为沿着图2线AA的一部份图式。一部份线性轨道76的截面连同空的轨道沟槽78一起被显示。由于线性轨道76的位置相邻传送区块82，所以传送区块82会形成一封口于开启的轨道沟槽78上。这会使得传送区块82，从真空源(未显示)，拉出一真空，其经过传送通道84，而到轨道通道80，其沿着箭头方向将该装置74自装载沟槽72拉出而到轨道沟槽76内。

图4显示本发明的额外实施例，在此，使轨道部分的角度符合转动装载轮70的角度，从而协助装置74从装载沟槽72传送到轨道沟槽88。要注意的是，该轨道与该装载器假定任何角度皆为有效。同样地，将该装置从装载器传送到轨道，其可仅仅藉由重力，或者藉由真空或压缩空气来协助。图5为显示本发明实施例的图，其结合双轨道机构与有角度的轨道机构。在图5中，一段轨道100显示在每一边上的三个轨道沟槽102，连同六个轨道通道104与探测孔106。轨道沟槽102需要探测孔106，其因为譬如LED的典型电光装置会从一表面(顶部)发射光线，其并且在该封装(底部)的相反侧上具有电性接点。以此方式，该装置的顶部可有效用于光线测量，且底部可有效用于经由探测孔106的探测。这些轨道段可藉由适当的机构被连接在一起、支撑与驱动，以形成椭圆形式的线性轨道，其中该些轨道段仍实质维持水平，其因此不要求将该装置撷取或者不然使其免于自轨道掉落，就彷佛该轨道是使轨道反向的无接头带子。

本发明实施例测量用于譬如正向操作电压与电流消耗的参数的装置。LED亦被测量光线输出参数，譬如光通量与光谱光线输出。图6显示在本发明所实施的示范性电性测试台。图6显示测试下的装置110，其可能发射光线112，该光线则可藉由有效连接到控制器28的光学仪器113所测量。在该装置上的引线114、116会连接到测试引线118、120，其为凯氏连接器。该测试引线会连接到延迟区块，其在控制器28的控制下于电压源124、电压测量装置126与漏电流测量装置128之间进行切换，其全部均有效地被连接到控制器28。可进行这些功能的示范性装置为模块616测试与测量源，其由97239奥勒岗州波特兰的电子科学工业所制造。

图7a与图7b显示本发明实施例的示范性光学测试台。图7a显示一段线性轨道140的截面图，其平行以使用测试引线144来测试的待测装置142所行进的方向来观看。装置142可能会应来自测试引线144的测试信号而发射光线146。因此产生的发光146会被积分球148中的光谱仪149所测量。要注意的是，积分球的部分内表面是由线性轨道150段所供应。图7b为与图7a相同光学测试台的另一图，其是平行行进方向来观看。本发明实施例所进行的示范性测试显示于表1。

表1

在表1中，正向电压以伏特来测量，而且其意指与譬如LED的二极管有关的正向电压降。反向电流以安培来测量，而且其为当二极管电压被反向时流动的电流量。光强度以新烛光来测量，而且其为每单位立体角LED所发射的波长加权功率的测量。光通量以流明来测量，其是而且为调整用于人眼灵敏度的发射光线全部功率的测量。光谱XYZ意指测量根据CIE 1931 XYZ色空间模型所设计的装置的色输出。峰值波长意指具有最大功率量的单一波长。主波长意指对人眼而言似乎是最亮的单一波长。纯度意指该装置产生单一颜色的范围。CCT意指相关的色温，其为黑体辐射类似颜色的温度。CRI意指演色性指数，或者相较于理想来源，光源使物体颜色显现的能力。R1至R8意指使用以计算CRI的八个标准样品。计算这些数值所使用的设备与运算法则是在该技艺中众所皆知，其将不在此说明。

在本发明的实施例中，在接着电性与光学测试以后，每一装置可藉由喷嘴组件26被分类到很多箱子24的任一个中。图8显示本发明实施例，在此一段轨道160具有沟槽162与通道164，其是具有装置166于其中。轨道160在控制器28的指令下被定位，以移动到与具有喷射通道170的喷射区块168相邻。压缩空气会被供应(未显示)到喷射信道170，其是行经轨道信道164，将装置166喷射到喷射喷嘴172内，并从那里到箱子174内。本发明实施例具有超过32个以及多达512个的喷射喷嘴与箱子，以将装置分类。

图9显示本发明实施例的示范性循环时间。每一小时32,000个装置的产量提供每一装置的循环时间225毫秒，给该制程中的每一步骤。图9显示携带包含轨道12的轨道段100的带子，其是需要100毫秒以从一位置定位到下一个，留下125毫秒给每一步骤。这与转动装载轮14、16定位到下一位置所花的时间量(50毫秒)以及漏损/通量测量所需要的时间量(125毫秒)一致。这时间同样足够用于图8所示的装箱吹泄、藉由机构视觉来选择性定位装置以及从转动装载轮40、41传送到线性轨道56。图10显示最小暂停时间或者一装置维持固定相邻一特定台的时间量，50毫秒，其足够用于通量测量(＞25毫秒)与强度测量两者，其包括极性、漏损与强度测量(＞25毫秒)。

一般技艺人士将明白，可在不背离根本原理的下对本发明的上述实施例进行许多变化。本发明的范围因此仅由以下申请专利范围所决定。

Claims (11)

1.一种使用一自动测试系统来测试与分类具有第一与第二特性的电子装置的改良方法，该改良方法包含：

提供该自动测试系统，其具有一转动单一化机构、一线性轨道、第一与第二测试台以及至少一个分类箱，所有均与一控制器联系；

以该转动单一化机构将该电子装置单一化；

将该被单一化的电子装置从该转动单一化机构传送到该线性轨道；

将该线性轨道定位，以促使该电子装置相邻该第一测试台；

以该第一测试台来测试该电子装置的该第一特性；

将该第一测试结果储存在该控制器上；

将该线性轨道定位，以促使该电子装置相邻该第二测试台；

以该第二测试台来测试该电子装置的该第二特性；

将该第二测试结果储存在该控制器上；

将该线性轨道定位，以促使该电子装置相邻该至少一个分类箱，在其上，该控制器引导该分类箱，以因应该被储存的第一与第二测试结果从该轨道取得该电子装置，从而将该电子装置分类。

2.如申请专利范围第1项的方法，其中该电子装置为一发光二极管。

3.如申请专利范围第1项的方法，其中该线性轨道是连续的，并且在一平面中移动该电性装置。

4.如申请专利范围第1项的方法，其中该第一测试台测试该电光组件的电特性。

5.如申请专利范围第1项的方法，其中该第二测试台测试该电光组件的光学特性。

6.如申请专利范围第1项的方法，其中该至少一个分类箱包括32个分类箱。

7.一种用于测试与分类具有第一与第二特性的一电子装置的改良自动测试系统，该改良自动测试系统包含：

一转动单一化机构；

一线性轨道；

第一与第二测试台；

至少32个分类箱；

一控制器，其联系与该转动单一化机构、线性轨道、第一与第二测试台和至少32个分类箱有效地联系；

其中该转动单一化机构将该电子装置单一化，将它加载到该线性轨道上，在其上，该轨道将该电子装置定位成邻近该第一与该第二测试台，该电子装置在此处测试，并且随后将该电子装置定位成邻近该至少32个分类箱，在此，依据该些测试结果，该电子装置被分类到该至少32个分类箱的其中一个。

8.如申请专利范围第7项的方法，其中该电子装置为一发光二极管。

9.如申请专利范围第7项的方法，其中该线性轨道为连续性，并且在一平面中移动该电子装置。

10.如申请专利范围第7项的方法，其中该第一测试台测试该电光组件的电特性。

11.如申请专利范围第7项的方法，其中该第二测试台测试该电光组件的光学特性。

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