CN113390703A - 自适应性调整施力角度的压力产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应性调整施力角度的压力产生装置，其主要包括本体、可挠隔膜及可动件；可挠隔膜设置于本体的中空腔室内，并将中空腔室分隔成第一腔室及第二腔室，而第一腔室通过流体通道连通至流体供应源；可动件的头部容设于第二腔室内，并可相对滑移，可动件的尾部则凸露于本体外。其中，当流体供应源供给流体至第一腔室，使可挠隔膜接触可动件的头部时，可动件的尾部则向一对象物施加作用力。其中，因可挠隔膜具备可挠性和弹性等特性，故可动件可顺应对象物而自适应性地调整本身的方位，借此可正向且均匀地施加压力于对象物上。

Description

自适应性调整施力角度的压力产生装置

技术领域

本发明涉及一种自适应性调整施力角度的压力产生装置，尤指一种电子组件检测设备中用于对电子组件进行压测的压力产生装置。

背景技术

为确保电子组件所有功能可正常运作，依照业界常规要求，在电子组件出厂前均会进行检测。然而，常见的检测方式即为压测，即在待测电子组件上方施加压力，以确保电子组件下方的接点可以完整接触测试座(Socket)内的探针。

请一并参阅图1，图1为形成有施力角度误差的压测示意图。进一步说明，一般压测步骤即是先将待测芯片IC置入测试座S内，随后压接臂Pa自测试座S上方下降并对待测芯片IC施加一下压力，而下压力的大小将视待测芯片IC下表面的接点和测试座S内的探针数量而定，因下压力主要用于克服探针的弹力，其目的在于确保待测芯片IC的接点可以完全电性接触所有探针，而该下压力常见也都要设定为高达100kg以上。

然而，如图1所示，在某些特定情况下，例如安装测试板(test board)或测试座S时，不慎造成测试座S的水平度产生误差，而当进行压测时，将导致测试座S内的待测芯片IC与压接臂Pa无法完整贴合；例如，即如图1所示，待测芯片IC的右侧与压接臂Pa的下表面形成间隙G。此时，除了将造成对待测芯片IC施力不均，而待测芯片IC上的接点无法完全电接触测试座S内的所有探针而产生测试失效外，更严重者因施力不均而有可能直接压毁待测芯片。

另一方面，压接臂Pa上常见也会设置有温控装置，用来对待测芯片IC加热或冷却，以营造高温或低温的极端测试环境；然而，如上所述，因压接臂Pa无法完整接触待测芯片IC，如此将导致待测芯片IC加热不均或冷却不均，而造成待测芯片IC的局部区域过热或无法达到预定温度，此举除了影响测试结果外，严重者更有可能造成待测芯片IC烧毁。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自适应性调整施力角度的压力产生装置，以能顺应欲施加下压力的对象物的摆放角度，而实时调整施加压力的方位，以吸收施力角度误差，特别是基于水平面的角度误差，使其所施加的压力能形成正向力而均匀地作用在对象物上。

为达成上述目的，本发明的一种自适应性调整施力角度的压力产生装置，其主要包括本体、可挠隔膜以及可动件；本体包括中空腔室以及流体通道；可挠隔膜设置于中空腔室内，并将中空腔室分隔成第一腔室以及第二腔室，而第一腔室通过流体通道连通至流体供应源；可动件包括头部以及尾部，而头部容设于第二腔室内，尾部则凸露于该本体外；其中，当流体供应源通过流体通道供给流体至第一腔室，而使可挠隔膜接触可动件的头部时，可动件的尾部则向对象物施加作用力。

如上所述，本发明借由对第一腔室充填流体，并通过可挠隔膜接触可动件，以让可挠隔膜传递流体压力至可动件；其中，因可动件与压力流体之间的压力传递接口(可挠隔膜)具备可挠性和弹性等特性，故可动件可顺应对象物的受压表面的角度，而自适应性地调整可动件本身的方位以及施加压力的方向，借此可使所施加的压力以正向力的方式，均匀地作用在对象物的受压表面上。而且，当取消所施加压力时，可挠隔膜与可动件又可随即复位，不会产生误差残留。

较优选的是，本发明的可挠隔膜可由硅树脂所构成，其具备气密性、可挠性、高耐热性、低温柔韧性以及耐老化性等优异特性，且吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、又有较高的机械强度等。不过，本发明的可挠隔膜亦非以硅树脂片为限，其他同样具备气密性以及可挠性等特性的等效组件亦可适用于本发明。

再者，本发明的本体可包括上盖体以及下底座，而可挠隔膜可夹设于上盖体和下底座之间，且上盖体可包括第一凹槽，流体通道则可设置于上盖体，且连通至第一凹槽；另外，下底座可包括第二凹槽以及贯通孔，而可动件的头部可容置第二凹槽，可动件的尾部可穿经贯通孔而凸露于本体外；其中，第一凹槽与可挠隔膜可界定出第一腔室，第二凹槽与可挠隔膜可界定出第二腔室。又，第二凹槽的开口截面积可大于可动件的头部的截面积；据此，第二凹槽提供了可动件方位调整的余裕，且可动件的头部的截面积又可直接作为压力产生的计算基础，使得所产生的压力的调控将会相当便利。

更优选者为，本发明的本体还可包括增压腔室、增压活塞以及增压流体通道，而增压流体通道的一端可连通至流体供应源，另一端可连通至增压腔室；且增压活塞可容置于增压腔室内并连接于可动件的尾部；当流体供应源通过增压流体通道供给流体至增压腔室时，增压活塞则对该对象物施加附加作用力。换言之，本发明可借由上述配置，又实质增加了另一压力产生单元，即通过流体供应源分流供给予第一腔室和增压腔室后，各自产生了作用力和附加作用力，而施加给对象物的压力即为所述作用力的总和。也就是说，通过上述增压配置，可以形成多级累加的压力输出，而更进一步提升所施加的下压力。

另外，本发明的本体还可包括开口槽，而开口槽与增压活塞可界定出增压腔室；且可动件的尾部以及增压活塞可各设有密封环，借以对增压腔室形成气密。再且，本发明还可包括压接块，其一端可连接于增压活塞，另一端则用于耦接至该对象物。此外，前述附加作用力可为等于增压活塞的截面积扣除可动件的尾部的截面积后与增压腔室内流体压力的乘积。

附图说明

图1为形成有施力角度误差的压测示意图。

图2A为本发明第一实施例的剖面图。

图2B为本发明第一实施例的分解图。

图3为本发明第一实施例自适应性调整施力角度时的剖面图。

图4A为本发明第二实施例的剖面图。

图4B为本发明第二实施例的分解图。

具体实施方式

本发明的自适应性调整施力角度的压力产生装置在本实施例中被详细描述之前，要特别注意的是，以下的说明中，类似的组件将以相同的组件符号来表示。再者，本发明的附图仅作为示意说明，其未必按比例绘制，且所有细节也未必全部呈现于附图中。

请同时参阅图2A以及图2B，图2A为本发明第一实施例的剖面图，图2B为本发明第一实施例的分解图。如图中所示，本发明的第一实施例的主要构件包括本体2、可挠隔膜3、可动件4以及压接块6，其中本体2包括上盖体22、下底座23、中空腔室C以及流体通道21，而可挠隔膜3夹设于上盖体22和下底座23之间，并将中空腔室C分隔成第一腔室C1以及第二腔室C2，而流体通道21的一端连接至流体供应源SA，另一端连通至第一腔室C1。另外，可动件4包括头部41以及尾部42，而头部41容设于第二腔室C2内，并可相对于第二腔室C2的内壁面滑移，尾部42则凸露于本体2外。

更进一步说明，本实施例的上盖体22开设有第一凹槽221，而流体通道21设置于上盖体22上，且连通至第一凹槽221。另一方面，下底座23开设有第二凹槽231以及贯通孔232，本实施例即是借由第一凹槽221和第二凹槽231来形成中空腔室C，而可动件4的头部41容置于第二凹槽231内，且可动件4的尾部42穿经贯通孔232而凸露于本体2外。据此，第一凹槽221与可挠隔膜3可界定出第一腔室C1，而第二凹槽231与可挠隔膜3则可界定出第二腔室C2。

再者，本实施例的可挠隔膜3可为硅树脂片或硅树脂薄膜，其厚度完全视流体压力而定；然而本实施例采用硅树脂材质的目的在于，硅树脂具有良好的气密性以及可挠性，且耐候性佳，即可耐高、低温，这些特性不论对于本发明的需求设定、或电子组件的测试环境而言都相当重要。另外，本实施例的流体供应源SA为气压源，亦即本实施例所采用的流体为气体，故具备洁净以及轻易调控等特性。不过，本发明的其他实施例中，根据不同的需求亦可采用其他不同的流体的压力源，例如液压源或油压源等。

又，在本实施例中，第二凹槽231的开口截面积大于可动件4的头部41的截面积，此一设定的主要目的在于，除了让可动件4可以在第二凹槽231内进行包括升降滑移以及水平角度上的自适应调整的自由移动外，又可以很轻易地设定或计算出下压力的大小；换言之，根据物理公式力量F＝气体压力Px受压面积A，其中因为气体压力P固定，且可挠隔膜3所涵盖的面积超过整个可动件4头部41的截面积；也就是说，可挠隔膜3在承受流体压力时，将可完全覆盖并接触可动件4的整个头部41，故只要得知头部41的截面积便可轻易求出施力大小，且只要调节来源气体压力P的大小、或变更头部41的截面积，也可轻易调整下压力的大小。在本实施例中，若施力大小设定为50kg时，头部41的截面积只要51mm x 52mm；若施力大小设定为100kg时，头部41的截面积也只要65mm x 65mm。

以下简单说明本实施例的运作原理，请一并参阅图3，图3为本发明第一实施例自适应性调整施力角度时的剖面图；当流体供应源SA的气体经由流体通道21进入第一腔室C1内，腔内气体压力达到特定压力时，可挠隔膜3膨胀变形并贴附于可动件4的头部41的上表面；此时，可动件4受到可挠隔膜3的接触，而整个流体压力随即作用于可动件4的头部41的上表面上，故可动件4便可将该下压力(作用力Fp)直接传递至下方的压接块6，并施加在对象物上(图中未示)。其中，因为可挠隔膜3是整个朝下方鼓起、膨胀并平贴于可动件4头部41的上表面，故由压接块6和可动件4所传递的水平度误差Ae将可完全由可挠隔膜3所吸收。

换言之，即便测试座或待测芯片(图中未示)与机台的水平基准面上存有水平度误差Ae时，而可挠隔膜3如同气垫般可以吸收所述误差，让可动件4可自适应性地调整施力角度，使由流体压力所产生的下压力(作用力Fp)可以形成垂直于可动件4头部41上表面的正向作用力，并均匀地施加于待测芯片上。而且，当压测完成后，而压接块6脱离待测芯片和测试座后，因第一腔室C1内的气压仍持续维持，故可动件4和压接块6可立即复位，回到初始位置，以为下次压测作准备。

再请一并参阅图4A以及图4B，图4A为本发明第二实施例的剖面图，图4B为本发明第二实施例的分解图。本发明第二实施例和第一实施例的主要差异在于，第二实施例在相同的基础架构之下附加了另一压力产生单元；也就是说，在维持与第一实施例大致相同的体积下，可进一步提供更大的下压力。

具体而言，本实施例的本体2上的中空腔室C的下方处开设增压流体通道24，其一端连通至流体供应源SA，另一端则连通至下底座23的下方所开设的开口槽25。如图中所示，增压活塞5容设于开口槽25内，且增压活塞5的侧环周设有密封环Or，且增压活塞5的上表面连接于可动件4的尾部42，而该尾部42的侧环周也同样设有密封环Or。据此，本实施例借由开口槽25与增压活塞5界定出增压腔室CA，而上述两个密封环Or则提供了该增压腔室CA绝佳的气密效果。据此，当流体供应源SA的气体经由增压流体通道24进入增压腔室CA内，而腔内气体压力将施加于增压活塞5，借此通过增压活塞5而形成另一下压力。

更进一步说明，如图4A中所示，流体供应源SA借由流体通道21和增压流体通道24而供应气体至第一腔室C1和增压腔室CA内，且在所述腔室内达到一定的气体压力值后，该气体压力将会通过可挠隔膜3和增压活塞5而分别对可动件4和压接块6形成下压的作用力Fp与Fa。其中，因为增压活塞5的上表面连接到可动件4的尾部42，所以增压活塞5所实际承受气体压力的面积应扣除可动件4尾部42的截面积；也就是说，根据前述的物理公式F＝P xA，而附加作用力Fa等于该增压活塞5的截面积扣除该可动件4的该尾部42的截面积后与该增压腔室CA内流体压力的乘积。

请一并参考下列表格，其显示本实施例中各项参数值。如下列表格中所示，当压测的规格设定为300kg时，输入的气体压力只要0.5Mpa，而且本实施例的实体装置的整体体积也相当紧凑，以本体2的上盖体22的截面积为例也只有9cm x 9cm。另一方面，当压测的规格设定为500kg时，也只要将输入的气体压力调高至0.85Mpa，就可以达成了。

需要进一步说明的是，若有变更下压力的需求时，除了上述这些参数可调节之外，本实施例可另外设置电磁阀(电控比例阀)，即借由个别控制供应气体至第一腔室C1和增压腔室CA与否，例如仅供气至第一腔室C1或增压腔室CA、抑或二者都供气，以达成不同输出值效果，例如仅有作用力Fp输出、仅有附加作用力Fa输出、或Fp和Fa二者皆输出等。

此外，当然也可以通过添加其他装置来调节输入至流体通道21和增压流体通道24的气体压力，如增压缸以及减压阀等，如此可达到更多样输出的效果。而且，当使用增压缸加大输出值为2倍时，对接头的压力较小。另外，本实施例虽然只示例了中空腔室C和增压腔室CA的二级增压，但本发明并不以此为限，本发明亦可为三级、或四级等更多级的增压配置，以达到更高的输出效果。当然，不管多级增压或单级输出，可挠隔膜3都提供了自适应的调整施力角度的功能。

由上可知，相较于现有技术，上述实施例至少具备以下优势：

(1).可自适应地调整输出方向；即利用在中空腔室内设置可挠隔膜，当中空腔室内具备特定压力时，该可挠隔膜将构成气垫效果，让输出或传递力量的可动件可顺应所接触的对象物的角度或方位，自适应地调整输出方向，以形成垂直的正向作用力，而均匀地施加于对象物上；

(2).可扩充为多级输出的配置；即利用单一压力的流体供应源或不同压力的多流体供应源供给至不同腔室，如上述第一、第二实施例中所提及的第一腔室以及增压腔室，以分别产生不同的下压力而施加于同一输出构件上，借以形成多级输出的累加效果；也就是说，于固定体积的限制下，将可大幅提升输出；

(3).可轻易调变输出大小；本发明除了可以通过如上述多级增压的方式来调节输出大小之外，也可通过例如使用增压缸或减压阀等压力调节构件来改变来源气体压力、以及变更可动件或增压活塞的受压截面积的设定等方式，使输出产生变化；同时，还可另外通过电控比例阀来控制各个腔室输入气体与否，而达成多段输出选择的功效；以及

(4).体积轻巧且不会累积误差；于中空腔室内充填气体，让可挠隔膜形成气垫效果，故当压测完成后，而压接块脱离待测芯片和测试座后，可动件和压接块可立即复位，回到初始状态(位置)，以为下次压测作准备，不会累积误差。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的保护范围自应以本申请权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

符号说明

2:本体

3:可挠隔膜

4:可动件

5:增压活塞

6:压接块

21:流体通道

22:上盖体

23:下底座

24:增压流体通道

25:开口槽

41:头部

42:尾部

221:第一凹槽

231:第二凹槽

232:贯通孔

Ae:水平度误差

C:中空腔室

C1:第一腔室

C2:第二腔室

CA:增压腔室

Fa:附加作用力

Fp:作用力

G:间隙

IC:待测芯片

Or:密封环

Pa:压接臂

S:测试座

SA:流体供应源。

Claims (10)

1.一种自适应性调整施力角度的压力产生装置，包括：

本体，其包括中空腔室以及流体通道；

可挠隔膜，其设置于该中空腔室内，并将该中空腔室分隔成第一腔室以及第二腔室，该第一腔室通过该流体通道连通至流体供应源；以及

可动件，其包括头部以及尾部，该头部容设于该第二腔室内，该尾部凸露于该本体外；

其中，当该流体供应源通过该流体通道供给流体至该第一腔室，而使该可挠隔膜接触该可动件的该头部时，该可动件的该尾部则向一对象物施加作用力。

2.如权利要求1所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其中，该可挠隔膜由硅树脂所构成。

3.如权利要求1所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其中，该本体包括上盖体以及下底座，该可挠隔膜夹设于该上盖体和该下底座之间。

4.如权利要求3所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其中，该上盖体包括第一凹槽，该流体通道设置于该上盖体，且连通至该第一凹槽；该下底座包括第二凹槽以及贯通孔，该可动件的该头部容置该第二凹槽，该可动件的该尾部穿经该贯通孔而凸露于该本体外；该第一凹槽与该可挠隔膜界定出该第一腔室；该第二凹槽与该可挠隔膜界定出该第二腔室。

5.如权利要求4所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其中，该第二凹槽的开口截面积大于该可动件的该头部的截面积。

6.如权利要求1所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其中，该本体还包括增压腔室、增压活塞以及增压流体通道，该增压流体通道的一端连通至该流体供应源，另一端连通至该增压腔室；该增压活塞容置于该增压腔室内并连接于该可动件的该尾部；当该流体供应源通过该增压流体通道供给该流体至该增压腔室时，该增压活塞则对该对象物施加一附加作用力。

7.如权利要求6所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其中，该本体还包括开口槽，该开口槽与该增压活塞界定出该增压腔室。

8.如权利要求7所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其中，该可动件的该尾部以及该增压活塞各设有密封环。

9.如权利要求6所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其还包括压接块，其一端连接于该增压活塞，另一端则用于耦接至该对象物。

10.如权利要求6所述的自适应性调整施力角度的压力产生装置，其中，该附加作用力等于该增压活塞的截面积扣除该可动件的该尾部的截面积后与该增压腔室内流体压力的乘积。

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