CN204807597U - 能根据待测物及针尖的影像自动调校点测位置的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种能根据待测物及针尖的影像自动调校点测位置的设备，包括一承载台、一针座、一第一相机、一第二相机及一控制单元，该承载台上平置有一待测物，该针座上的点测探针则定位于该承载台上方；该第一相机及第二相机分别定位于该承载台上方及该点测探针下方，以能分别撷取该待测物及点测探针的影像；该控制单元分别与所述相机相电气连接，以能根据撷取出的影像，判断该针尖及待测物的实际位置，并据以驱动一第一驱动装置或一第二驱动装置，带动该承载台或针座，令该点测探针能精准地对该待测点进行测试。

Description

能根据待测物及针尖的影像自动调校点测位置的设备

技术领域

本实用新型是一种能根据待测物及针尖的影像自动调校点测位置的设备，尤指在承载台上方、点测探针下方分别设置一相机，以能精确判断出待测物与点测探针的针尖位置的设备。

背景技术

发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)是一种于通电后能产生光亮的半导体电子元件，相较于传统的照明用具，发光二极管具有效率高、成本低、反应速度快且使用寿命长的优点，故近年来开始被大量应用在交通号志、照明器具、显示面板甚至光通讯等领域上，成为经济发展及科技研发上极具影响力的关键技术之一。

目前市面上通称的「LED」，是指一半导体芯片(Die、又称Chip)经过固晶、固化、打线、封胶、烘烤等流程，封装成一体的发光组件。芯片是LED中的核心材料，对于光线特性有着绝对的影响，因此，当制造厂商透过磊晶程序，生产出硅片后，会先进行一「点测程序」，确认该硅片上每个芯片的光线特性皆符合标准值后，始将该硅片裁切成多个芯片。

「点测程序」是以一点测探针逐一接触每个芯片上的电极接点，使芯片接收该点测探针施加的电流后，能投射出光源，以供制造厂商检测其光线特性(如：波长、发光强度、颜色及操作电压等)。由于芯片的体积极小，只要点测探针的位置有些微偏移(如：15μm)，即会让检测结果产生严重误差，因此，传统的作法必须依靠测试人员以人工观察方式(如：利用显微镜)进行调校，效率不高，故如何提升调校的精确度与效率，实属于制造厂商不可忽视的重要课题。

兹扼要说明时下一种改良式的点测设备，请参阅图1所示，该点测设备1包括二针座11、一承载座12及一监视装置13，各该针座11设有点测探针110，且能分别被一个三轴移动装置(图中未示)带动，在该承载座12上方位移；该监视装置13是定位于该承载座12及该点测探针110上方，以能同时撷取两者的影像，并将撷取到的影像传递予一控制单元15，以透过影像辨识技术，判断该点测探针110与该承载座12上芯片14的位置偏差，并据以驱动该三轴移动装置，调校该点测探针110的位置。

该点测设备1虽能利用影像辨识技术，自行调校该点测探针的位置，但实际上仍有不足之处，因为「点测程序」的精确度与点测探针的性能亦有着极大的关系，故许多业者会特别对点测探针的结构进行改良设计，以兼顾点测性能、经济效益与稳定性(如：避免损伤硅片或芯片)，意即，点测探针的构型并非单纯的直线针状，请参阅图2(a)～图2(d)所示，不同类型的点测探针，其针尖2构型可能呈球状、针状、弯折状、变径设计(即，图2(a)～图2(d))甚至不规则构型等，且点测探针110与芯片14的实际接触大小(即，针尖2)尚不到点测探针110直径的十分之一。而根据第1图所示的点测设备1，由于该监视装置13是由上向下地拍摄该承载座12及该点测探针110，故无法准确地判断出其实际位置(即，针尖2会被点测探针110本身遮蔽)。因此，如何针对既有的点测设备进行改良，令点测设备不仅能在判断出点测探针与芯片的位置后，自行调校位置，且尚能准确地辨识出点测探针的针尖与芯片之间的偏差值，即成为本实用新型在此亟欲解决的重要问题。

实用新型内容

有鉴于现有点测设备因是由上朝下同时拍摄点测探针与芯片，辨识其相对位置，造成容易因为拍摄死角，造成判断结果失准的问题，实用新型人凭借着多年来的实务经验，经过多次研究与测试后，终于设计出本实用新型的一种能根据待测物及针尖的影像自动调校点测位置的设备，期能提供业界一更为易用、精准的崭新结构。

本实用新型的一目的，是提供一种能根据待测物及针尖的影像自动调校点测位置的设备，包括一承载台、至少一针座、一第一相机、一第二相机及一控制单元，该承载台上平置有至少一待测物(如：LED的芯片)，且能被一第一驱动装置带动，而沿水平向或垂直向位移，该待测物上至少有一待测点(如：芯片上的电极接点)；该针座是设于该承载台上方，且设有一点测探针，该针座能被一第二驱动装置带动，而沿水平向或垂直向位移；该第一相机是定位于该承载台上方，且对应于该待测物的上方位置，以能撷取并产生该待测物的一第一影像；该第二相机则定位于该点测探针下方，邻近该承载台侧缘的位置，以能撷取并产生该针尖的一第二影像；该控制单元分别与该第一驱动装置、第二驱动装置、第一相机及第二相机相电气连接，且能接收该第一相机传来的该第一影像及该第二相机传来的第二影像，以计算出该针尖与该待测点间的相对距离，并产生一调校数据，该控制单元能根据该调校数据，驱动该第一驱动装置或第二驱动装置，沿水平向或垂直向调校该待测点及针尖的对应位置，以使该针尖能精准地对该待测点进行测试。

本实用新型的有益效果：由于该第二相机位于该点测探针下方，能确实地撷取到该针尖的实际位置，故，该控制单元仅需分析该第一影像及第二影像(如：分别计算出针尖与待测物的水平坐标)，即可计算出该针尖与该待测物之间的位置偏差值，从而驱动所述驱动装置，调校该针座或该承载台的位置。

附图说明

图1是现有的点测设备示意图；

图2(a)～图(d)是现有的点测探针的针尖示意图；

图3是本实用新型的设备示意图；及

图4是待测物上的针痕示意图。

【主要元件符号说明】

[现有]

点测设备1

针座11

点测探针110

承载座12

监视装置13

芯片14

控制单元15

针尖2

[本实用新型]

设备3

承载台31

针座32

点测探针321

第一相机33

第二相机34

控制单元35

照明装置36、37

第一驱动装置D1

第二驱动装置D2

待测物L

待测点L1

针痕L2

具体实施方式

为能对本实用新型的设备组成、调校方式及功效要求有更进一步的认识与理解，兹举实施例配合图式，详细说明如下：

本实用新型是一种能根据待测物及针尖的影像自动调校点测位置的设备，请参阅图3所示，该设备3包括一承载台31、至少一针座32、一第一相机33、一第二相机34及一控制单元35，该承载台31上平置有至少一待测物L(在本实施例中，该待测物L是LED的芯片，但亦可为其他半导体元件)，且能被一第一驱动装置D1带动，而沿水平向或垂直向位移，该待测物L上至少有一待测点(如：芯片上的电极接点)。

该针座32是被装设于该承载台31上方，且设有一点测探针321(根据点测方式的不同，针座32及点测探针321的数量可任意调整，合先陈明)，该针座32能被一第二驱动装置D2带动，而沿水平向或垂直向位移；该控制单元35分别与该第一驱动装置D1、第二驱动装置D2、第一相机33及第二相机34相电气连接，为便于说明，兹先扼要说明「点测程序」的基本流程如下：当点测探针321的位置被调校至对应于该待测物L后(调校方式将于后文说明)，该控制单元35能驱动该第一驱动装置D1，使该承载台31上升一预定距离，使该点测探针321的针尖能接触至该待测物L上的待测点，并供应电流(即，「点测」动作)，令该待测物L投射出光源；嗣，该承载台31恢复原位后，该控制单元35会驱动该第二驱动装置D2，将该点测探针321位移至对应于下一颗待测物的位置，以进行另一次的点测程序，直到承载台上硅片的所有芯片都被测试过。

同理，该第一驱动装置D1及第二驱动装置D2的作动顺序亦可自由调整，意即，该控制单元35可控制该第一驱动装置D1，使该承载台31上的待测物L能位移至该点测探针321下方，再透过该第二驱动装置D2，使该针座32下移一预定距离，使该点测探针321接触该待测物L。

本实用新型的设计重点，是透过该第一相机33与第二相机34，精确判断出该待测物L与点测探针321间的相对位置，令该设备3能自行进行调校。在本实施例中，第二驱动装置D2皆为一三轴移动构件，意即，能朝立体空间中X、Y、Z等三个方向进行调校；该第一驱动装置D1则为一双四轴移动构件，能沿着水平方向做X-Y平面位移、及带动承载台31做垂直上下(Z轴)与旋转(θ)位移。

请参阅图3所示，该第一相机33定位于该承载台31上方(但不必位于点测探针321的正上方，只要能撷取到整个承载台31即可)，其位置是对应于该承载台31及其上的待测物L，以能撷取并产生该待测物L的一第一影像；该第二相机34则定位于该点测探针321下方，邻近该承载台31侧缘的位置，以能撷取并产生该针尖的一第二影像。

该第一相机33及第二相机34能将该第一影像及第二影像传递予该控制单元35，使该控制单元35能根据所述影像，分别判断出该针尖及待测点的实际或相对位置(如：该控制单元35内分别储存有针尖与待测物L的标准位置影像，据以分别和该第一影像、第二影像比对后，即可计算出其水平方向X-Y平面的坐标值)，进而产生一调校数据，使该控制单元35能根据该调校数据，驱动该第一驱动装置D1或第二驱动装置D2，沿水平向或垂直向调校该待测点及该针尖间的对应位置，以使该针尖能精准地对该待测物L进行测试。

如此，由于现有点测设备1(如图1所示)是仅在点测探针110上方装设单一个监视装置13，以同时检测芯片14与点测探针110的影像，致无法精确地撷取到针尖的实际位置；反之，由于本案的该第二相机34位于该点测探针321下方，邻近该承载台31侧缘的位置，能精确地撷取到针尖影像，故，该控制单元35将能根据该第一影像及第二影像，准确地计算出该针尖与该待测点间的偏差距离，并据以驱动该第一驱动装置D1或第二驱动装置D2，沿水平向或垂直向正确地调校该针尖与该待测点间的对应方位及距离，以快速且精准地完成点测程序。

兹进一步说明该控制单元35对该第一影像及第二影像的分析处理方式如下：在本实用新型的第一较佳实施例中，该第一影像同时涵盖该待测物L、承载台31、第二相机34，以能记录所述装置的水平位置(例如：因为该第一影像是由上而下的水平画面，故该控制单元35可根据该第一影像，轻易地判断出水平方向的坐标位置)；该第二影像则涵盖该点测探针321的针尖，以能记录其水平位置，且该控制单元35能将该待测物L上待测点的水平位置与该针尖的水平位置进行比对，确认水平方向的偏差值，进而产生该调校数据。

在本实施例中，该第一驱动装置D1同时带动该承载台31及第二相机34(即，该承载台31及第二相机34的相对位置不变)，故该第二相机34仅需撷取该针尖的影像，即可推算出该针尖与待测点间的偏差距离，惟，该第二相机34并非一定要与该承载台31连动，该控制单元35亦可根据第二影像，计算出该针尖的水平坐标，再进一步推算出水平方向的偏差距离。此外，由于本实施例主要是针对「水平方向」进行校正，故在「垂直方向」的校正，可利用申请人于2013年申请的中国台湾发明专利【能提升检测效率的点测方法】(申请案号102137448)，用以调校针尖与该待测点间的垂直偏差值；或根据该第二影像中的景深，分析计算针尖的垂直位置，据以驱动该第一驱动装置D1或第二驱动装置D2进行调校。

另，在本实用新型的第二较佳实施例中，该第一影像是记录有该待测物L的待测点及点测探针321的水平位置；该第二影像则记录有该待测物L及该点测探针321的针尖的垂直位置，故该控制单元35能根据该第一影像及第二影像，分别判断出该针尖与该待测点间在水平方向、垂直方向的偏差值或实际坐标位置，进而生成该调校数据。

又，该设备3尚包括一照明装置36，该照明装置36装设于邻近该第二相机34的位置，且能朝该点测探针321的方向投射光线(第3图仅为示意图，实际施作时，该照明装置36可包括一内同轴光源及多个外同轴光源，分别投射出与第二相机34的镜头相同方向的光线)，令该第二相机34撷取的第二影像能更为清晰。同理，业者亦能在邻近该第一相机33的位置设置另一照明装置37，以朝该待测物L的方向投射光线。

请参阅图3及图4所示，在该点测探针321的针尖与该待测物L上的待测点L1接触后(即，进行完「点测程序」后)，该针尖能在该待测物L的顶面上形成一针痕L2，该第一相机33能拍摄该待测物L的顶面，产生一记录影像，以纪录该针痕L2的位置。如第4图所示，若针痕L2的位置太过偏离该待测点L1的中央位置，则点测出的结果即可能有严重失真，需重新测试。

以上所述，仅为本实用新型的若干较佳实施例，惟，本实用新型的技术特征并不局限于此，凡相关技术领域的人士，在参酌本实用新型的技术内容后，所能轻易思及的等效变化，均应不脱离本实用新型的保护范畴。

Claims (7)

1.一种能根据待测物及针尖的影像自动调校点测位置的设备，其特征在于包括：

一承载台，其顶部平置有至少一待测物，该承载台能被一第一驱动装置带动，而沿水平向或垂直向位移，该待测物上至少有一待测点；

至少一针座，设于该承载台上方，并设有一点测探针，该针座能被一第二驱动装置带动，而沿垂直向或水平向位移；

一第一相机，定位于该承载台上方，且对应于该待测物的上方位置，以能撷取并产生待测物的一第一影像；

一第二相机，定位于该点测探针下方，邻近该承载台侧缘的位置，以能撷取并产生该针尖的一第二影像；及

一控制单元，分别与该第一驱动装置、第二驱动装置、第一相机及第二相机相电气连接，且能接收该第一相机传来的该第一影像及第二相机传来的第二影像，以计算该针尖与待测点间的相对距离，并产生一调校数据，该控制单元能根据该调校数据，驱动该第一驱动装置或第二驱动装置，沿水平向或垂直向调校该待测点及针尖的相对位置，令该针尖能精准地对应至该待测点。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该第一影像能记录该待测物上的待测点、承载台、第二相机的水平位置；该第二影像则能记录该点测探针的针尖的水平位置，使该控制单元能将该待测物上待测点的水平位置与该针尖的水平位置进行比对，进而产生该调校数据。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该第一影像能记录该待测物及点测探针的水平位置；该第二影像则能记录该待测物及该点测探针的针尖的垂直位置，使该控制单元能根据该第一影像及第二影像，分别判断出该针尖与该待测点间在水平方向、垂直方向的偏差值，进而生成该调校资料。

4.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，该第一驱动装置能同时带动该承载台及该第二相机。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，在该针尖与该待测物接触后，该针尖能在该待测物的顶面上形成一针痕，且该第一相机能拍摄该待测物的顶面，产生一记录影像，以纪录该针痕的位置。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，该设备尚包括一照明装置，该照明装置是装设于邻近该第二相机的位置，且能朝该点测探针的方向投射光线。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，该待测物是发光二极管的芯片。