CN112098692A - 电子元件针测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子元件针测装置，包含机架、测试机、旋转测试平台以及探针模块。测试机可沿X方向及垂直X方向的Y方向位移地设置于机架。旋转测试平台可绕沿X方向延伸的转动轴转动地设置于机架，垂直X方向及Y方向为Z方向，旋转测试平台与测试机位于不同的Z方向位置上。探针模块设置于旋转测试平台上。

Description

电子元件针测装置
技术领域
本发明涉及一种半导体检测的装置。
背景技术
随着电子产品的普及，电子产品中多仰赖一印刷电路板集成各种电子零组件以提供电子产品的各种功能。而印刷电路板在生产过程中，可能因外在因素而造成短路、断路及漏电等电性上的瑕疵，因此印刷电路板的检测一直以来都是制程中极为重要的一环。
而随着电子产品功能的进化及复杂程度的提高，传统单面板(Single Layer PCB)已无法满足电路布线及电子零组件配置的需求，而布线面积双倍的双面板(Double LayerPCB)结构即能满足具有复杂电路布线的产品上。而如何对双面均有布线的双面板进行测试即为当前所必须面对的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子元件针测装置，能够对待测物的双面同时进行针测，且符合特定频率测试的测试信号线的配置。
电子元件针测装置包含机架、测试机、旋转测试平台以及探针模块。测试机可沿X方向及垂直X方向的Y方向位移地设置于机架。旋转测试平台可绕沿X方向延伸的转动轴转动地设置于机架，垂直X方向及Y方向为Z方向，旋转测试平台与测试机位于不同的Z方向位置上。探针模块设置于旋转测试平台上。
藉此，旋转测试平台上可夹持待测物以对待测物的双面同时进行针测。此外，测试机位在距离待测物的最短距离，藉此得以符合特定频率测试的测试信号线的配置。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明电子元件针测装置的一实施例的示意图，且是显示旋转测试平台处在水平位置的状态；
图2为本发明电子元件针测装置的一实施例的示意图，且是显示旋转测试平台处在直立位置的状态；
图3为图1中圈选处3的局部放大图；
图4为本发明电子元件针测装置的一实施例的局部结构放大示意图；
图5为图1中圈选处5的局部放大图；
图6为图1中圈选处6的局部放大图；
图7为本发明电子元件针测装置的一实施例的探针模块及摄影模块的示意图；
图8为图1中圈选处8的局部放大图。
其中，附图标记
10机架 11上侧
111第一导轨 12下侧
13载台 131第二导轨
14第一平台 15第二平台
16轴套件 17抵块
20测试机 30旋转测试平台
31框体 311镂空部
312内周面 3121第三导轨
313第一表面 314第二表面
32转轴 33夹持机构
331支持部 332第一颚部
333第二颚部 334调整件
34探针模块 341探针座
342探针 35摄影模块
36限止结构 361第一平面
362第二平面 37第一位移组件
371第四导轨 372第一滑台
373第五导轨 374第二滑台
375转座 38第二位移组件
381第一基座 382第一滑座
383第二基座 384第二滑座
385第三基座 386第三滑座
39顶柱结构 391导杆
392滑杆 393滑块
394顶柱 395定位件
40吊挂模块 41支架
42滑车 43卷扬机
S1第一螺杆 N1第一螺帽
S2第二螺杆 N2第二螺帽
S3第三螺杆 N3第三螺帽
O转动轴 S止挡块
X、Y、Z方向
D待测物
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请配合参阅图1，图1为本发明电子元件针测装置的一实施例的示意图。图1绘示的电子元件针测装置包含机架10、测试机20、旋转测试平台30以及探针模块34。测试机20可沿X方向及垂直X方向的Y方向位移地设置于机架10。旋转测试平台30可绕沿X方向延伸的转动轴O转动地设置于机架10。垂直X方向及Y方向为Z方向，旋转测试平台30与测试机20位于不同的Z方向位置上。探针模块34设置于旋转测试平台30上。值得说明的是，以下所述的X方向、Y方向及Z方向是以如图1的座标系为准。
基于此，继续参阅图1并配合参阅图2，旋转测试平台30可以夹持待测物D，并在旋转测试平台30旋转至直立状态时得以进行双面测试。此外，测试机20位在距离待测物D的最短距离，藉此得以符合特定频率测试的测试信号线的配置。一实施例中，本发明电子元件针测装置可以但不限于应用于110GHz的高频量测。
于一实施例中，参阅图1至图3，机架10具有相对的上侧11及下侧12。于此，机架10的上侧11设置第一导轨111，第一导轨111沿着X方向延伸。具体地，机架10的上侧11是设置两平行间隔的第一导轨111。
进一步地，参阅图1至图3，测试机20可线性位移地设置于机架10的上侧11。具体地，机架10更包含载台13，载台13可滑移地跨设于第一导轨111而能沿X方向滑移。此外，载台13上更具有第二导轨131，第二导轨131沿着垂直Z方向及X方向的Y方向延伸，具体地，载台13上设置两平行间隔的第二导轨131。
一实施例中，参阅图1至图3，测试机20可滑移地跨设于第二导轨131而能沿Y方向滑移。藉此，测试机20通过第一导轨111、载台13及第二导轨131而能可线性位移地设置于机架10的上侧11，且测试机20能沿X方向及Y方向位移。
在此，参阅图1至图3，第一导轨111是延伸于整个机架10在X方向上的范围，藉此使测试机20得以位移于整个机架10在X方向上的范围，使得测试机20与旋转测试平台30之间维持最短间距，据此确保测试机20与旋转测试平台30上的探针模块34之间的最短信号线连线路径。第二导轨131的设计可以使测试机20在整个机架10的Y方向上的一定范围内移动，特别是使测试机20朝向待测物D远离测试机20一侧移动，在测试机20与探针模块34之间传输线的长度固定或者不够长的情况下，可以藉由调整测试机20在Y方向的位置，来量测待测物D与测试机20相对距离较远的接点(Pad)。
一实施例中，参阅图1、图2并配合图5，旋转测试平台30用以夹持待测物D并能翻转以对待测物D进行双面测试，旋转测试平台30可绕沿X方向延伸的转动轴O转动地设置于机架10。在此，机架10在上侧11及下侧12之间具有相对的第一平台14及第二平台15，第一平台14及第二平台15位于相同的Z方向位置上。旋转测试平台30可转动地设置于第一平台14及第二平台15。具体地，第一平台14及第二平台15上分别设置轴套件16，而旋转测试平台30包含框体31、二转轴32、夹持机构33、探针模块34以及摄影模块35。转轴32设置于框体31的相对两侧，框体31以转轴32穿设于第一平台14及第二平台15的轴套件16，而能以转轴32的连线作为转动轴O而转动。于此，转轴32沿X方向延伸，旋转测试平台30转动时即能绕沿X方向延伸的转动轴O转动。基于前述，由于旋转测试平台30的框体31系可转动地设置于上侧11及下侧12之间的第一平台14及第二平台15，因此，测试机20系位于旋转测试平台30的上方，并能沿X方向位移于涵盖旋转测试平台30的整个范围，据此使得测试机20能依待测物D的测试位置调整位置以保持与探针模块34的最短路径。
一实施例中，更可以包含减速机构(图中未示)，于此，减速机构可以是蜗轮蜗杆的组合。具体地，蜗轮同轴固接于旋转测试平台30的转轴32，而蜗杆保持与蜗轮啮合。如此一来，转动蜗杆可以带动蜗轮转动，蜗轮可以带动转轴32转动，并进而带动旋转测试平台30改变角度。藉此，使用者可以通过转动蜗杆以改变旋转测试平台30的角度。进一步地，蜗杆可以连接手把藉以便于使用者的操作。此外，于此实施例中，通过蜗轮蜗杆的配合改变旋转测试平台30的方式又能藉由蜗轮蜗杆的配置而得到所需减速比，而能以最小的动力输出得到最大的力矩输出，达到省力的效果。甚至，配置适当导角的蜗杆又能防止蜗轮的逆转，藉以达到旋转测试平台30自锁的作用。
一实施例中，参阅图1、图2及图4，为使旋转测试平台30能定位于特定位置以稳定地进行测试，可以更包含限止结构36。具体地，限止结构36为具有第一平面361及第二平面362的块体结构。于此，限止结构36设置于旋转测试平台30的转轴32以与旋转测试平台30同动，通过限止结构36限制旋转测试平台30的角度转动范围。具体而言，当旋转测试平台30转动时，旋转测试平台30的转轴32带动限止结构36转动，而限止结构36的第一平面361或第二平面362在转轴32转动的过程中将抵靠于机架10，使转轴32的转动范围小于360度。也就是说，旋转测试平台30将因限止结构36的抵挡而被限制转动的角度范围，并能被限制转动至特定角度。
于一实施例中，参阅图1、图2及图4，机架10的第一平台14及第二平台15上设置抵块17，当旋转测试平台30旋转至水平位置时，限止结构36以第一平面361或第二平面362贴靠于抵块17。在此，旋转测试平台30旋转至水平位置系如图1所示，指旋转测试平台30的框体31位于水平位置。藉此，使用者可以快速地操作使旋转测试平台30转动至限定角度位置。进一步地，抵块17可以以具有缓冲能力的材质制成，藉以缓冲限止结构36撞击抵块17产生的冲击力量，进而确保旋转测试平台30上的待测物D或探针模块34的稳定性。当然，旋转测试平台30旋转至以第一平面361或第二平面362贴靠于机架10或抵块17时并非以水平位置为限。
一实施例中，参阅图1及图5，夹持机构33、探针模块34及摄影模块35分别设置于框体31上，夹持机构33用以夹持待测物D，探针模块34用以固定探针342以对待测物D进行针测，而摄影模块35保持对焦于探针342以便于操作者观察探针342的位置状况。在此实施例中，框体31上设置四夹持机构33，但不以此为限，各夹持机构33分别可位移地设置于旋转测试平台30的框体31。
具体地，参阅图1至图5，一实施例中，旋转测试平台30的框体31为具有镂空部311的矩形的框体31。于此，框体31具有内周面312、第一表面313以及第二表面314，内周面312是面对镂空部311并具有矩形轮廓，而第一表面313及第二表面314相对并且衔接于内周面312的两端。
一实施例中，参阅图1、图2及图6，二第三导轨3121设置于内周面312的相对两侧，各第三导轨3121分别沿Y方向延伸。于此，各第三导轨3121上可滑移地设置二夹持机构33，二夹持机构33可沿第三导轨3121上改变于Y方向上的位置。藉此，旋转测试平台30上的夹持机构33可改变位置以适应夹持不同尺寸的待测物D。
于一具体实施例中，参阅图6，夹持机构33可以但不限于包含支持部331、第一颚部332、第二颚部333以及调整件334，支持部331的一端可滑移地套设于第三导轨3121上，第一颚部332固定于支持部331的另一端，第二颚部333重迭于第一颚部332，调整件334螺合第一颚部332及第二颚部333。藉此，转动调整件334得以进而调整第一颚部332与第二颚部333之间的空间，当调整件334松释时可以将待测物D自由取放于第一颚部332与第二颚部333之间；当调整件334锁紧时则能夹紧待测物D以稳定地进行针测工作。
在此实施例中，夹持机构33不限于夹持待测物D，在夹持机构33上可以设置探针校正片，藉此得以进行探针342的校正。
一实施例中，参阅图1及图2，框体31上设置二探针模块34及二摄影模块35，各探针模块34及各摄影模块35可同步于框体31上沿X方向及Y方向位移并能转动，并且各探针模块34及各摄影模块35更独立具有沿X方向、Y方向及Z方向微调的能力。
一实施例中，参阅图1、图2及图5，旋转测试平台30更包含第一位移组件37，探针模块34及摄影模块35设置于第一位移组件37上以同步沿X方向或Y方向位移或转动。具体地，第一位移组件37包含二第四导轨371、第一滑台372、二第五导轨373、第二滑台374以及转座375。各第四导轨371沿X方向延伸，且二第四导轨371平行间隔地设置于框体31的第一表面313。第一滑台372可滑移地设置于各第四导轨371而能沿X方向位移。各第五导轨373沿Y方向延伸，且二第五导轨373平行间隔地设置于第一滑台372上。第二滑台374可滑移地设置于各第五导轨373而能沿Y方向位移。转座375可转动地设置于第二滑台374上。
一实施例中，参阅图1、图2及图5，旋转测试平台30更包含第二位移组件38。于此，每一第一位移组件37上分别设置二第二位移组件38，各第二位移组件38设置于第一位移组件37的转座375上，探针模块34及摄影模块35分别设置于第二位移组件38上。于此，第二位移组件38能提供沿X方向、Y方向及Z方向的线性位移，而第一位移组件37则能提供沿X方向及Y方向的线性位移及转动动量。据此，控制第一位移组件37能带动设置其上的各第二位移组件38位移，而各第二位移组件38能分别带动探针模块34及摄影模块35位移。在一具体实施例中，第一位移组件37在X方向及Y方向上能够位移的区间范围大于第二位移组件38在X方向及Y方向上能够位移的区间范围。如此一来，通过第一位移组件37能同步带动探针模块34及摄影模块35进行相同方位的大范围位移，而通过各第二位移组件38则能分别微调探针模块34及摄影模块35。藉此使探针模块34及摄影模块35能充分及精细地被调整以适应于不同的待测物D。
具体地，一实施例中，参阅图5及图7，各第二位移组件38包含第一基座381、第一滑座382、第二基座383、第二滑座384、第三基座385以及第三滑座386。第一基座381固定设置于第一位移组件37的转座375上，第一滑座382可沿X方向位移地滑套于第一基座381上；第二基座383固定设置于第一滑座382上，第二滑座384可沿Y方向位移地滑套于第二基座383上；第三基座385固定设置于第二滑座384上，第三滑座386可沿Z方向位移地滑套于第三基座385上。
在一具体实施例中，参阅图7，第一基座381与第一滑座382之间、第二基座383与第二滑座384之间、以及第三基座385与第三滑座386之间可以分别设置螺帽与螺杆的组合以分别控制驱动。
一实施例中，参阅图7，第一基座381设置沿X方向延伸并且可转动的第一螺杆S1，第一螺帽N1固定设置于第一滑座382面对第一基座381的一面，且第一螺帽N1与第一螺杆S1螺合。则转动第一螺杆S1即能使第一螺帽N1带动第一滑座382沿X方向位移。
一实施例中，参阅图7，第二基座383设置沿Y方向延伸并且可转动的第二螺杆S2，第二螺帽N2固定设置于第二滑座384面对第二基座383的一面，且第二螺帽N2与第二螺杆S2螺合。则转动第二螺杆S2即能使第二螺帽N2带动第二滑座384沿Y方向位移。
一实施例中，参阅图7，第三基座385设置沿Z方向延伸并且可转动的第三螺杆S3，第三螺帽N3固定设置于第三滑座386面对第三基座385的一面，且第三螺帽N3与第三螺杆S3螺合。则转动第三螺杆S3即能使第三螺帽N3带动第三滑座386沿Z方向位移。
一实施例中，参阅图5及图7，探针模块34包含探针座341及探针342，探针座341固定设置于其中一第二位移组件38的第三滑座386上，探针342设置于探针座341上。而摄影模块35设置于另一第二位移组件38的第三滑座386上。藉此，在进行针测工作时，可以先通过第一位移组件37快速且大范围地将探针模块34及摄影模块35移动靠近预定针测位置，接着再通过第二位移组件38进行X方向、Y方向及Z方向上的微调，使探针模块34及摄影模块35准确地位于针测位置，藉此确保针测工作的精确度，并能提高调整探针模块34及摄影模块35的便利性及效率。
一实施例中，参阅图1、图2及图5，第四导轨371延伸的范围涵盖镂空部311在X方向上的范围，而第一滑台372在Y方向上延伸的范围涵盖镂空部311在Y方向上的范围。如此一来，探针模块34及摄影模块35得以充分地于旋转测试平台30上调整位置，减少检测死角。
一实施例中，参阅图5，为限制探针模块34的行程，更可以设置止挡块S。于此实施例中，止挡块S为块体结构，止挡块S设置于第一滑台372上靠近第五导轨373的两端位置处，且止挡块S位于第二滑台374的位移路径上。藉此，止挡块S可以限制第二滑台374位移的区间范围，避免第二滑台374沿着第五导轨373无限制地滑移而脱出，进而在旋转测试平台30旋转至直立状态时仍能确保探针模块34保持位于第一滑台372上。在一具体实施例中，止挡块S的高度大于第五导轨373的高度以对第二滑台374产生限制作用。
一实施例中，参阅图1及图3，可以更包含吊挂模块40，吊挂模块40包含支架41、滑车42以及卷扬机43，支架41固定于机架10上，滑车42可沿X方向滑移地设置于支架41上，而卷扬机43设置于滑车42上。于此，卷扬机43可以搭配卷索连接至探针模块34，连接方式例如：直接将卷索一端绑在探针模块34、藉由挂勾作为卷索一端与探针模块34的连接中介物等，藉以在旋转测试平台30旋转至直立状态拉引固定探针模块34，避免探针模块34无预警地掉落。同时，卷扬机43也可以作为探针模块34沿Z方向移动的动力来源，拉引探针模块34沿Z方向移动。
进一步地，参阅图1及图8，为避免待测物D被夹持于旋转测试平台30上之后发生局部板翘的状况，于一实施例中，旋转测试平台30更可以包含可调整位置并能顶抵待测物D的顶柱结构39。具体地，在此实施例中，旋转测试平台30更包含二导杆391及滑杆392，各导杆391分别沿X方向延伸并设置于框体31的内周面312的相对两侧，滑杆392沿Y方向延伸且两端可滑移地设置于二导杆391而能沿X方向滑移。于此，顶柱结构39可滑移地设置于滑杆392上而能沿Y方向位移。
具体地，一实施例中，参阅图1及图8，顶柱结构39包含滑块393、顶柱394及定位件395，滑块393可滑移地穿套于滑杆392上，顶柱394沿Z方向延伸并可沿Z方向位移地穿设于滑块393，定位件395设置于顶柱394并使顶柱394定位于特定Z方向位置上。在此实施例中，顶柱394可以但不限于是具有螺纹的杆体，而定位件395可以但不限于是螺帽。于此，顶柱394穿过滑块393后锁合于定位件395以位于特定的Z方向位置上。
一实施例中，旋转测试平台30可以但不限于设置两个顶柱结构39，藉此，顶柱结构39可视待测物D的板翘状态沿Z方向位移而确实顶抵待测物D，减少待测物D的板翘状况。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子元件针测装置，其特征在于，包含：
一机架；
一测试机，能够沿一X方向及垂直所述X方向的一Y方向位移地设置于所述机架；
一旋转测试平台，能够绕沿所述X方向延伸的一转动轴转动地设置于所述机架，垂直所述X方向及所述Y方向为一Z方向，所述旋转测试平台与所述测试机位于不同的所述Z方向位置上；以及
一探针模块，设置于所述旋转测试平台上。
2.根据权利要求1所述的电子元件针测装置，其特征在于，所述旋转测试平台的相对两侧分别具有一转轴，所述转轴能够转动地设置于所述机架。
3.根据权利要求2所述的电子元件针测装置，其特征在于，更包含一蜗轮及一蜗杆，所述蜗轮连接所述转轴，所述蜗杆与所述蜗轮啮合。
4.根据权利要求2所述的电子元件针测装置，其特征在于，更包含一限止结构，设置于所述转轴，所述限止结构具有一第一平面及一第二平面，在所述转轴转动过程中，所述第一平面及所述第二平面抵靠所述机架，使所述转轴转动范围小于360度。
5.根据权利要求1所述的电子元件针测装置，其特征在于，所述旋转测试平台包含一框体及多个夹持机构，所述框体具有一内周面，所述多个夹持机构分别能够沿所述Y方向位移地设置于所述内周面。
6.根据权利要求1所述的电子元件针测装置，其特征在于，更包含一摄影模块，设置于所述旋转测试平台上。
7.根据权利要求6所述的电子元件针测装置，其特征在于，更包含一第一位移组件，所述探针模块及所述摄影模块设置于所述第一位移组件上以同步沿所述X方向或所述Y方向位移或转动。
8.根据权利要求7所述的电子元件针测装置，其特征在于，更包含二第二位移组件，各所述第二位移组件分别设置于所述第一位移组件上，所述探针模块及所述摄影模块分别设置于二所述第二位移组件上而能分别沿所述X方向、所述Y方向及所述Z方向位移。
9.根据权利要求1所述的电子元件针测装置，其特征在于，更包含二导杆、一滑杆及一顶柱结构，二所述导杆设置于所述旋转测试平台并沿所述X方向延伸，所述滑杆沿所述Y方向延伸且能够滑移地设置于二所述导杆之间，所述顶柱结构能够沿所述Z方向位移并能够滑移地设置于所述滑杆。
10.根据权利要求1所述的电子元件针测装置，其特征在于，更包含一吊挂模块，所述吊挂模块包含一支架、一滑车以及一卷扬机，所述支架固定于所述机架上，所述滑车能够沿所述X方向滑移地设置于所述支架上，所述卷扬机设置于滑车上。
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