TW201043978A - System and method for improved testing of electronic devices - Google Patents

Description

201043978 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關注用於測試與分類小型電子裝置的系統與方 法。尤其是，它關注用於測試發光二極體（LED)之電性與 光學特性的系統與方法。更特別地，它關注用於以高速來 測試LED電性與光學特性並且根據那些特性將它們分類到 許多範疇内的一種系統與方法。

【先前技術】 在自動測試系統的製造期間内，可將許多電子裝置的 電性與光學特性測試。典型的自動測試系統使用精密的電 性或光學測試設備，來發現與一裝置之電性或光學特性有 關的數值，並且依據該測量值來接受、拒絕或將它分類到 一輸出範_。就小型裝置而纟，自動測試系統通常被設計 來處理塊狀負載，在此，該製造製程會產生大量的裝置， 其具有實質相等的機械特徵，譬如尺寸與形狀，但電性與 光學特徵卻不同。將具有一般在一範圍内之電性與光學特 性的大量裝S建立並且依據;則試將該些分類至具:類 似特徵之商業上有用的群組，其為可共同實行的。 裔。基本上，該測試裝置必須從塊狀負载的裝置提取 :裝置，將該裝置定位，並且將它固$，如此該測試 貝J可進行希望的測試。測試通常需要探測該裝置，其 引線會被引領接觸U，以Λ許信號與功率被施加到 201043978 置，並且監測到該些輪入的反應。 J 具他測蜮包含應特殊輸 入來測試來自譬如LED之光學裝#的本嫂私山 / 予装置的光線輸出。自動測試 糸統的任務係為決定裝置的電 及〜电元学特徵’並且依據那 些特徵將該些裝置分類成組。 測試與分類LED特別具挑戰性，其因為製造容差上的 廣泛變化以及人眼對光線輸出小變化的靈敏度會結合，以 要求LED被測試並被分類為很多輸出群組。當被動電子裝 置基本上要求五或十個輸出範疇的同時，咖I本上則要 求超過32個輸出㈣’多達512個範嘴之多。與測試以及 分類LED有關的其他挑戰，包括咖必須使它們的光線輸 出被測試的事實。因為LED在該封裝的—側上具有接點， 且在另-側具有|光表Φ ’所以該測試設備必須從一側探 測，並從另-側收集光線輸出。另—個挑戰則{，光線輸 出測試設備在物理上經常报大且必須在測試時相鄰led， 其係會使測試設備的物理佈局受限。此外，假如欲進行平 行測試的話，在此，複數個測試台會被排列以同時測試複 數個裝置，而複數個大型光學測試台的空間％必須被排列。 轉動饋線（feeder)被認為是一種裝載與定位小部件的有 效方法。2001年4月24日所提出、發明人為Masayuki ^iyamoto的美國專利申請案第6,22〇,481號晶片元件用的 分離饋線（feeder) ’其使用一種轉動帶槽圓盤以將部件定位 與裝載入維持部件定位的槽穴内。2006年10月11日所提 出、發明人為 Tomoyuki Kojima、Hiroaki Abe、Shigeru Matsukawa、Takahiko Iwazaki 與 Takayuki Yamauchi 的美國 201043978 專利申請案第7,1 19,299號工作檢測系統，其說明一種具有 垂直轉動圓盤以將藉由重力傳送到圓盤表面的部件定位與 固持的系統。1998年12月1日所提出、發明人為D〇uglas ;

Garcia、Steven D. Swendrowski、Mitsuaki Tani、Hsang

Wang ^ Martin J. Twite Π > Malcolm Hawkes ^ Evart David

Shealey、Martin S. Voshel卜 Jeffrey L. Fish 與 Vernon p.

Cooke的美國專利申請案第5,842,579號電路元件處理器， 被受讓給本發明受讓者，其揭露具有能夠一次測試複數個 部件之複數個執道的轉動圓盤測試機構。丨988年5月3丨曰 所提出、發明人為Jakob Herrman的美國專利申請案第 4,747,479號用於小元件部件之測試與/或加工的裝置，其係 揭露在測試時固持部件的線性帶。這些揭露並沒有考慮到 測試LED位於設備上的特定需求，其包括無障礙固定物的 需要、报多輸出接腳與固持大型與塊狀光學測試設備的需 求。 〇 特別疋，令人希望的是依據電性與/或光學特性，將譬 如單一化LED的電光裝置分類成數組。被設計來進行此些 分類的一種系統，係為日本東京E_G1〇baledge公司所製造 的led晶片亮度/波長分類器模組ALpHA 32〇〇/32〇〇f。此 系、、先同時測星LED晶片的亮度與波長輸出，並且將它們分 =為最大32個的軌道。它在〇·8秒内進行光學測試，同時 ，又有進行任何電性測試。假定進行往返測試台之led定位 之上頭因子為50%的話，這將產生每小時大約3刪單元 -(UPH)的系統產量。令人希望的是能夠以相同系統來測試 201043978 LED電性與光學特性兩者’以節省測試設備的開鎖與地板 〗同樣·7 Λ希望的是能夠以非常更高速率來測試與分 類LED，以便將測試與分類已知生產數量咖所需要的系 、’充數目最小化。此外’令人希望的是能夠將被測試的UD 分類為超過32種不同的範_。 隨後需要的是-種LED測試與分類系統，其係可測試 LED的電性與光學特性兩者、以高速來測試與分類它們、 並且在測試以後將它們分類為超過32種不同的範疇。 【發明内容】 本發明態樣提供一種使用自動測試系統依據電性與光 學特性來分類電光裝置的改良方法。該改良情形包括以轉 動單一化裝置來單一化該電光裝置；將該單一化電光裝置 傳送到線性軌道上；當該線性軌道將該電光元件定位為鄰 近該第一測試台時，測量在第一測試台上該電光裝置的電 性特性；將該電性特性測量情形儲存在該控制器上；當該 線性執道將該電光裝置定位為鄰近該第二測試台時，測量 在第二測試台上之該電光裝置的光學特性；將該光學特性 測量情形儲存在該控制器上。該改良情形進一步包括將電 光裝置分類’其藉由當該線性軌道以高速率來定位時，在 鄰近該線性軌道之複數個分類台的任一個上，將它們自線 性軌道移除。分類台由控制器所控制’以根據所儲存的電 性與光學特性測量情形來分類該些裝置，其中該分類台能 夠將該些裝置分類到超過32個的箱子内。 201043978 =了達到根據本發明目的所設計的以上與其他目標， 此所實施與廣泛說明地，本發明揭露-種方法與設 備。 、 【實施方式】 Ο

本發明為用於測試與分類譬如發光二極體（led)之小 1電子裝置的改善系統與方法。本發明揭露一種使用自動 化測試系統來測試與分類具有第—與第二特性之電子裝置 、文良方法。該系統包括一或更多個轉動單一化機構、線 性執道、第一與第二測試台與至少一個分類箱，全部均與 控制器聯繫。肖系統以一個或更多個轉動單一化機構將電 子裝置單化。該系統隨後將該單一化電子裝置從一或更 多個轉動單一化機構傳送到線性軌道上。該線性軌道定 位以使電子裝置相鄰第一測試台，在此，該裝置的第一 特性會被測試，且該測試結果會被儲存在控制器上。該線 性執道隨後會定位’以使電子裝置相鄰第二測試台，在此， 4電子裝置的第二特性會被測試，且該測試結果會被儲存 在控制器上。該系統隨後會將該線性軌道定位，以使電子 裝置相鄰至少一個分類箱，在此，該控制器會引導分類箱， 以應所儲存的第一與第二測試結果而從該軌道取得該電子 裝置，從而將該電子裝置分類β 第1圖顯示本發明的實施例，其包含自動測試系統1〇。 本實施例包括線性執道12、轉動裝载機構14以及第二選擇 陡轉動裝載機構16。線性軌道12可被配置，以從一個或兩 7 201043978 個轉動裝裁器裝载。轉動裝 有效地連接到線性軌道12。 、16可藉由傳送台18 入轉動裝載機構14、16，A ’、乍寺塊狀裝置會被裝载 化以後，該些裝置（沒 在此被單一化。緊接著單— u^l6 預定數量定位或移動，以道12。線性軌道u會將— 切初乂移動該裝載奘罢 第-測試台20,在此它 （未顯示）鄰近 制器以。線性軌道12隨= 且該些結果會傳送到控 試台22,在此它們會二件定位為相鄰第二測 I該線性軌道隨後會將該些裝置到控制器 组件％，在此控制器 "广位到喷嘴 w w ,ώ lL W導該噴嘴組件26，以蔣^r壯 =有效地連接到線性軌道12、㈣裝㈣14、16控^ :W台2〇、22、喷嘴組件26與箱子24 且控制每一個的操作。 戍應並 。一第2圖顯示轉動裝載輪4〇、41如何將塊狀部件$ u 單-化並且傳送到線性軌道56。要 絲知抽也 &必圖顯不兩 載态，然而本發明的實施例卻僅具有一個裴載器切 與單邊線性轨道56。同樣地，可有利地應用其他型態的饋 線，特別是振動碗饋線（vibratory bowl feeder)。單—化今才t 將塊狀裝置分離為個別固定部件。第2圖顯示塊狀裝置52θ、 53，其被裝载入裝載柵欄50、51所定義之轉動裴载輪4〇、 41的裝載區域54、55内。轉動裝载輪具有繞著輪緣的襞栽 溝槽44、45、46、47。當轉動裝載輪40、41沿著箭頭方 * ·# 201043978 繞著它們個軸62、63而 • . 52、53维持在裝載區域54、55内’褒裁柵欄會使塊狀裝置 導以被接受於空的裝載溝槽44、二它們個別由重力， 裝載輪邊緣48、49而保持在 :：：裝置猎由 載區域54、55沾置其形成用於至少裝 ^ ^ 的—外部支擇’以避免裝置掉落i彳 輪40、41邊緣外。第光褒置掉洛到轉動裝载 之裝載溝槽46、47内μ '不载入轉動裝載輪4〇、41 繞著定位，所以裝載2 因為轉動裝载輪4〇、41環 〇性軌道％連同轉動裝:46、47則會被帶到位置-。線 從而使空的軌道溝…套合在傳==向定位’ 裝載溝槽46、47，在*傳送。62位置AA上的 步以m 些裝置會從裝載溝槽46、47被傳 达，以形成裝載執道溝槽6〇 傳 送台62。 其隨後被定位為遠離傳 第3圖顯示本發明實施例之傳送台的 二其=部份轉咖7〇連同裝裁溝槽72圖 其包含裝置7 4。此巷而主、 0 -部份線性軌道76的截面：第，-部㈣ 丄相空的軌道溝槽78 -起被顯 示。由於線性執道76的位置相鄰傳送區塊82，所以傳逆巴 塊82會形成一封口於開啟的軌道溝槽78上。這會使 送區塊82,從真空源（未 Λ^ * 具空，其經過值 送通道84,而到軌道通道8〇,其沿著箭頭方向將該裝置74 自裝載溝槽72拉出而到執道溝槽％内。 第4圖顯示本發明的額外實施例，在此，使軌道部分 .的角度符合轉動褒載輪7〇的角度，從而協助裝置Μ從褒 201043978 傳送到軌道溝槽88。要注意的是，該軌道與該裝 載假定任何角彦皆氣士 為有效。同樣地，將該裝置從裝載器 傳送到軌道，其可僅僅藉由重力，或者藉由真空或壓縮空 第5圖為顯示本發明實施例的圖，其結合雙執 ，與有角度的軌道機構。在第5圖中，一段軌道100 顯不在每-邊上的三個軌道溝槽102，連同六個執道通道 104與探測孔1G6°軌道溝槽⑽需要探測孔1G6,皇因為 :如咖的典型電光裝置會從一表面（頂部）發射光線， ”並且在該封裝（底部）的相反側上具有電性接點。以此 方式，該襄置的頂部可有效用於光線測量，且底部可有效 用於經由探職1()6的探測。這些軌道段可藉由適當的機 構被連接在-起、支揮與驅動，以形成擴圓形式的線性執 道，其中該些軌道段仍實質維持水平，其因此不要求將該 裝置擷取或者不然使其免於自軌道掉落，就彷彿該軌道是 使軌道反向的無接頭帶子。 本發月實施例測$用於譬如正向操作電壓與電流消耗 參數的裝置LED亦被測量光線輸出參數，譬如光通量 與光譜光線㈣。帛6圖顯示在本發明所實施的示範性電 性測試台。第6圖顯示測試下的裝置UG，其可能發射光線 112 ’该光線則可藉由有效連接到控制器28的光學儀器⑴ 所測量。在該裝置上的引線114、116會連接到測試引線 "8、120，其為凱氏連接器。該測試引線會連接到延遲區 塊’其在控制器28的控制下於電壓源124、電壓測量裝置 126與漏電流測量裝置128之間進行切換，其全部均有錢 201043978 被連接到控制n 28。可進行這些功能的示範性裝置為模組 616測試與測量源，其由97239奥勒崗州波特蘭的電子科學 工業所製造。

第7a與7b圖顯示本發明實施例的示範性光學測試台。 第7a圖顯示各·線性軌道140的截面圖，其平行以使用測 試引線144來測試之待測裝置142所行進的方向來觀看。 裝置142可能會應來自測試引線144的測試信號而發射光 線146。因此產生的發光146會被積分球148中的光譜儀 149所測量。要注思的是，積分球的部分内表面是由線性軌 道150段所供應。第7b圖為與第、圖相同光學測試台的另 一圖，其係平行行進方向來觀看。本發明實施例所進行的

供應用於光學測試的最大正 向電流 示範性測試顯示於第1表 電性 正向電壓（VF ) 反向電流（IR) 光強度（I，立通量（p V) (2π ) 光譜ΧΥΖ 波峰，主波長 （ R1 至 R8)，CRI 1000毫安培 第1表 在第表中向電壓以伏特來測量’而且其意指與 譬如LED之二極體有關的蕾感 的正向電壓降。反向電流以安培來 測量，而且其為當二極體電壓被反向時流動的電流量。光 11 201043978 強度以新燭光來測量，而且其為每單位立體角LED所發射 之波長加權功率的測量。光通量以流明來測量，其係而且 為調整用於人眼靈敏度之發射光線全部功率的測量。光譜 XYZ意指測量根據CIE 1931 XYZ色空間模型所設計之裝置 的色輸出。峰值波長意指具有最大功率量的單一波長。主 波長意指對人眼而言似乎是最亮的單一波長。純度意指該 裝置產生單一顏色的範圍。CCT意指相關的色溫，其為黑 體輻射類似顏色的溫度。CRI意指演色性指數’或者相較於 理想來源，光源使物體顏色顯現的能力。R1至R8意指使 用以計算CRI的人個標準樣品。計算這些數值所使用的設 備與運算法則係在該技藝中眾所皆知，其將不在此說明。 —在本發明的實施例中，在接著電性與光學測試以後， 每一裝置可藉由喷嘴組件26被分類到报多箱子24的任一 個中。第8圖顯示本發明實施例，在此-段軌it 16〇具有 ，槽162與通道164，其係具有裝置166於其中。軌道16〇 控制器28的指令下被定位，以移動到與具有喷射通道η。 168 縮空氣會被供應（未顯示）到喷 +通道17〇’其係行經軌道通道164，將裝置⑹喷射到喷 有Π Μ β ’並從那裡到箱子m β。本發明實施例具 =過32個以及多達512個的喷射喷嘴與箱子，以將裝置 時 秒， 第9圖顯示本發明實施例的示範性循環時間。每一小 32,000個裝置的產量 — 仏母裝置的循環時間225毫 給该製程中的每—舟驟 ^ Λ 步驟。第9圖顯示攜帶包含軌道12 12 201043978 之軌道段100的帶子，其 到下一個，留下Ι25〇Λ 從—位置定位 16定位到下-位置所1: 驟，轉動裝载輪“、 位置所化的時間量（50毫秒）以 測量所需要的時間量（125毫秒）一致 料/通置 於第8圖所示之駐Μ °時間同樣足夠用 置以及從轉動裝載輪4。、41傳送到線性擇性定位裝 Ο 間量，5。毫1=用一裝置維持固定相鄰-特定台的時 測量兩者’其包括極性、漏損與強度二=與強度 發明的上述實施例進行許多變化。根本原理之下對本 以下申請專利範圍所決定。 發明的範圍因此僅由 【圖式簡單說明】 第1圖為自動測試系統 第2圖為雙重轉動饋進器 第3圖為傳送台 第4圖為任意傳送台 第5圖為Ύ形軌道選項 第6圖為電性測試台 第7圖為光學測試台 第8圖為噴射台 第9圈為系統循環時序 第1 0圖為測試循環時序 13 201043978 【主要元件符號說明】 10 自動測試系統 12 線性軌道 14 轉動裝載機構 16 轉動裝載機構 18 傳送台 20 第一測試台 22 第二測試台 24 箱子組件 26 噴嘴組件 28 控制器 40 轉動裝載輪 41 轉動裝載輪 44 裝載溝槽 45 裝載溝槽 46 裝載溝槽 47 裝載溝槽 48 裝載輪邊緣 49 裝載輪邊緣 50 裝載栅攔 51 裝載柵欄 52 塊狀裝置 53 塊狀裝置 14 201043978

54 裝載區域 55 裝載區域 56 線性軌道 58 軌道溝槽 59 軌道溝槽 60 裝載軌道溝槽 61 裝載執道溝槽 62 傳送台 63 軸 70 轉動裝載輪 72 裝載溝槽 74 裝置 76 線性軌道 78 軌道溝槽 80 軌道通道 82 傳送區塊 84 傳送通道 88 軌道溝槽 100 執道 102 執道溝槽 104 執道通道 106 探測孔 110 裝置 112 光線 15 201043978 113 光學儀器 114 引線 116 引線 118 測試引線 120 測試引線 124 電壓源 126 電壓測量裝置 128 漏電流測量裝置 140 線性軌道 142 待測裝置 144 測試引線 146 光線 148 積分球 149 光譜儀 150 線性軌道 160 軌道 162 溝槽 164 通道 166 裝置 168 噴射區塊 170 喷射通道 172 喷射喷嘴 174 箱子 16

Claims (1)

1. 201043978 七、申請專利範圍： 1·一種使用一自動測試系統來測試與分類具有第一 第二特性之電子裝置的改良方法，該改良方法包含：、 提供該自動測試系統，其具有一轉動單一化機構、一 線性軌道、第—與第二測試台以及至少—個分類箱 均與一控制器聯繫； 1 q 以該轉動單一化機構將該電子裝置單一化； Ο 將該被單-化的電子裝置從該轉動單一化機構傳 該線性軌道； 將該線性軌道定位，以促使該電子裝置相鄰該第 試台； < 以該第一測試台來測試該電子裝置的該第一特性； 將該第一測試結果儲存在該控制器上； 將該線性軌道定位，以促使該電子裝置相鄰該第二測 試台， 以該第二測試台來測試該電子裝置的該第二特性； 〇 將該第二測試結果儲存在該控制器上； 將該線性軌道定&，以促使該電子裝置相冑該至少一 個分類箱，在其上，該控制器引導該分類箱，以因應該被 儲存的第與第一測試結果從該執道取得該電子裝置，從 而將該電子裝置分類。 2·如申叫專利範圍帛1項之方法，其中該電子裝置為一 發光二極體。 3 ·如申明專利範圍第1項之方法，其中該線性軌道是連 17 201043978 續的，並且在一平面中移動 丁砂動該電性裝置。 4.如申請專利範圍第丨 _ , 方法，其中該第一測呀a、B，丨 試該電光元件的電特性。 叫试σ測 5. 如申請專利範圍第 試該電光元件的光學特性 6. 如申請專利範圍第 箱包括32個分類箱。 1項之方法，其中該第二測試台測 〇 1項之方法，纟中該至少-個分類 7.-種用於測試與分類具㈣—與第二特性的 裝置的改良自動測試系統，該改良自動測試系統包含. 一轉動單一化機構； 一線性轨道； 第一與第二測試台； 至少32個分類箱； -控制器，其聯繫與該轉動單一化機構、線性軌道、 第-與第二測言式台和至少32個分類箱有效地聯繫； 其中該轉動單-化機構將該電子裝置單一化，將它載 入到該線性軌道上，在其上，該軌道將該電子裝置定位成 鄰近該第-與該第二測試台，該電子裝置在此處測試，並 且隨後將該電子裝置定位成鄰近該至少32個分類箱，在 此，依據該些測試結果，該電子裝置被分類到該至少32個 分類箱的其中一個。 8·如申請專利範圍第7項之方法，其中該電子裝置為一 發光二極體。 9.如申請專利範圍第7項之方法，其中該線性軌道為連 18 201043978 續性，並且在一平面中移動該電子裝置。 10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該第一測試台 測試該電光元件的電特性。 11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該第二測試台 測試該電光元件的光學特性。 八、圖式： Ο (如次頁）

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