TW201307174A - 用於電子裝置測試之淺角度垂直旋轉式裝載機 - Google Patents

Abstract

本文教示一種旋轉式裝載機，其包括：一可旋轉裝載板，該裝載板包含繞其一旋轉軸配置之複數個組件凹穴，該裝載板相對於一水平表面以小於50度之一傾斜角度傾斜；及一裝載壁，該裝載壁繞鄰近該複數個組件凹穴之特定者之該裝載板之一下部配置且延伸於該裝載板之一高度上方。該裝載壁包含：一固持表面，該固持表面在平行於該裝載板之一外部周邊邊緣之一方向上延伸；及一裝載表面，該裝載表面相對於垂直於該裝載板之一頂部表面之一線在遠離該固持表面的一方向上以小於45度之一傾斜角度傾斜。

Description

用於電子裝置測試之淺角度垂直旋轉式裝載機

本發明係關於電子裝置測試之領域，且更特定言之，係關於一種用於在測試微型電子裝置中使用之旋轉式裝載機。

大量電子裝置在製造期間藉由自動測試系統測試電性能及光性能。典型自動測試系統使用精度電子或光學測試設備以找出與一裝置之電性能及光性能相關聯之值，並且取決於經測量之值接受、拒斥該等值或者將該等值分類為一輸出目錄。對於微型裝置，自動測試系統經常經設計以處置散裝裝載，其中該製造程序產生大量裝置，該等裝置具有實質上相同之機械特性(諸如大小及形狀)，但電特性或光學特性不同。常見做法係構建具有一般落在一範圍內之電性能及光性能之大量裝置且依靠測試將該等裝置分類為具有相似特性之商業有用群組。

此等裝置經常供應至作為填充裝置之容器之該等測試系統。通常，一測試系統必須自散裝裝載裝置中擷取一單個裝置，為該裝置定向且固定其以使該測試系統可執行所需之測試。

本文教示可用於垂直及平面組件裝載二者交換時間減少之一旋轉式裝載機之實施例。一實施例包括一圓形、可旋轉裝載板，該裝載板包含繞該裝載板之一旋轉軸配置之複 數個組件凹穴。該裝載板相對於一水平表面以小於50度之一傾斜角度傾斜。此旋轉式裝載機亦包含一裝載壁，該裝載壁繞鄰近該複數個組件凹穴之特定者之該裝載板的一下部配置且延伸於該裝載板之一高度上方。該裝載壁包含：一固持表面，該固持表面在平行於該裝載板之一外部周邊邊緣之一方向上延伸；及一裝載表面，該裝載表面相對於垂直於該裝載板之一頂部表面之一線在遠離該固持表面之一方向上以小於45度之一傾斜角度傾斜，

下文詳細描述本發明之此實施例及其他實施例之細節及變化。

本文之描述參考隨附圖式，其中相似參考符號在數個視圖中自始至終指代相似部件。

雖然已知用於電子組件或裝置之自動測試系統，但是現有系統關於發光二極體(LED)非一般有用。因為製造公差之廣泛變化及人類眼睛對光輸出之小變化之敏感性相結合需要測試LED且將其分類為大量輸出群組，所以裝載、測試及分類LED尤其具有挑戰性。而且，待測試之組件之封裝經常在大小及接點配置二者上不同。因為製造商之間存在很少標準，並且多個主動元件經常容置在一起，所以此對於LED尤其適用。

如開始關於圖1所描述，本文教示之用於微型電子裝置11(圖3)之裝載、測試及分類之一自動測試系統10的實施例可包含一旋轉式裝載機，該旋轉式裝載機成功地以一高速 率裝載不同大小及組態之裝置11。此對於裝置11(諸如一般取決於製造商及大小具有不同形狀、且經常具有多組接點之發光二極體(LED))尤其需要。

測試系統10包含一傳送帶12及一或多個裝載站(諸如一第一裝置裝載機14及一第二選用裝置裝載機16，其等在一轉送站18裝載電子裝置11至載體15上)。測試系統10進一步包含一或多個測試站，諸如一第一測試站20及一第二測試站22，如下文更詳細討論。載體15相對於第一及第二測試站20、22對準以進行測試。測試後，提供一卸載站25以卸載裝置11。一控制器28與傳送帶12；第一及第二裝置裝載機14、16；第一及第二測試站20、22及卸載站25有線或無線地電連通以感測及控制各者之操作。

控制器28具有一習知結構且可包含一處理器、記憶體、儲存媒體、通信裝置及輸入與輸出裝置。例如，控制器28可係一標準微控制器，該標準微控制器包含一中央處理單元(CPU)、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)，及輸入/輸出埠，該等輸入/輸出埠接收輸入信號且發送控制該系統及執行如本文所描述之特定程序步驟所需之輸出信號。本文所描述之功能一般係儲存於記憶體中之程式化指令且係藉由CPU之邏輯執行。當然，執行本文所描述之功能之控制器可係使用外部記憶體之一微處理器，或可包括與其他經整合之邏輯電路組合之此一微處理器或微控制器之一組合。控制器28一般併入一個人電腦或與一個人電腦一起工作，該個人電腦具有一螢幕及諸如鍵盤之輸入裝 置用於輸入命令以進行程序控制並監測該程序控制。

如所述，為在第一測試站20及第二測試站22之一或二者上測試電子裝置11，將電子裝置11自第一裝載機14及選用第二裝置16裝載至載體15上。藉由圖2及圖3中之實例展示一裝置裝載機14之一實施例。將相似地構造裝置裝載機16，惟其裝載板視需要在與裝置裝載機14之方向相反之一方向上旋轉。

裝置裝載機14係一旋轉式裝載機。即，其本質上包括一裝載板30，該裝載板30旋轉以捕捉電子組件或裝置11於組件凹穴32內。裝載板30之進一步旋轉稍後將該等組件凹穴32帶至裝置11被轉送至載體15的地方。存在兩類可與一旋轉式裝載機相關聯之組件裝載。首先，垂直裝載發生於一裝載板中之固持組件之凹穴為組件定向之情況使得該等組件之長軸垂直於該裝載板之頂部表面。實質上，該等組件相對於該裝載板垂直地直立。垂直裝載在該組件具有無一可區分之平坦側之一形狀之情況下尤其需要。平坦裝載一般指代在其頂部表面而非邊緣上具有淺組件凹穴之一裝載板。該組件係「平坦」鋪設，本體平行於該裝載板之頂部。在圖2及圖3中，裝載板30具有組件凹穴32，該等組件凹穴32為裝置11定向，該等裝置11之長軸34垂直於裝載板30之頂部表面36。相應地，圖2及圖3展示一垂直旋轉式裝載機。

垂直旋轉式裝載機通常具有自水平線以45度至60度之一傾斜角度放置之一裝載板。一正對表面垂直於該傾斜角度 以允許有效裝載。

與此形成對照的是本文描述之裝置裝載機14。裝載板30安裝於一楔形件38之表面上以進行旋轉式移動。具體言之，裝載板30可拆卸地安裝至一可旋轉軸40，該可旋轉軸40係根據任何數目之習知技術支撐於楔形件38內。可旋轉軸40可藉由習知構件旋轉。例如，如藉由圖2中之示意性地所示，歸因於廣泛的設計選擇，可旋轉軸40耦合至一皮帶42，該皮帶42繼而耦合至一馬達48之一輸出軸44。較佳地但非必須地用於移動可旋轉軸40之組件，例如此處皮帶42、輸出軸44及馬達48支撐於楔形件38之一內部空間內。然而，用於旋轉可旋轉軸40之所有構件中之一些者可支撐於別處。操作馬達48時，輸出軸44旋轉，從而移動皮帶42。皮帶42繼而移動可旋轉軸40。在此實施例中，可旋轉軸40以藉由圖2中之箭頭所示之一順時針方向旋轉裝載板30。

如所示之裝載板30的形狀係圓形，因為其提供最簡單之「無端」處理及硬體設計，但基於本文之教示，其他大體圓形形狀可行。當需要一極大板直徑且必須使用不穩定之板材料時通常但非必須地使用拆卸一裝載板之中心以形成更特定而言描述為環形的一板形狀。拆卸中心係釋放內部應力及減少板之翹曲之概率或程度的一方式。在此一情況下，軸40或其末端之一直徑將被製成相對較大以對應於該板之中心中之較大孔。在此實例中，裝載板30具有200 mm之一相對小直徑，因此翹曲不係問題。

因為存在促進自組件凹穴32拆卸裝置之裝載板30的多種組態，所以裝載板30中不展示此等細節。一此組態包含例如組件凹穴32之底部中之開口，該等開口隨著裝載板30旋轉與楔形件38中之開口對準，使得支撐於凹穴32內之電子裝置11將落入用於安裝在載體15中之轉送站18之一系列通道。

楔形件38相對於圖3中所示之線A界定之水平線傾斜。因為該楔形件38傾斜，所以角度α大於0度。此處，楔形件38以小於45度之一角度α傾斜。因為裝載板30係平行於楔形件38之一頂部表面50配置，故裝載板30亦自水平線A以小於45度之一傾斜角度α傾斜。在所示之實例中，傾斜角度α係約30度，但其範圍可介於約20度與35度之間。更佳地，傾斜角度α介於約25度至30度之間。裝載板30通常但非必須地由一輕質非導電材料(諸如塑膠)製成。

一裝載壁54繞裝載板30之一下周邊邊緣52之一部分定位。更具體言之，裝載壁54係半圓形且繞下周邊邊緣52之最低點延伸。裝載壁54可繞下周邊邊緣52之最低點平坦延伸，但較佳地裝載壁54在裝載板30之旋轉方向上沿裝載板30之下周邊邊緣52較其在相反方向上延伸較遠。下文討論此之原因。

裝載壁54係楔形且包含一半圓形外壁56及一半圓形內壁58。裝置裝載機14包含具有一大輸入嘴66之一料斗64，大量裝置11被饋送至該輸入嘴66中。雖然為簡單起見而未展示，料斗64可耦合至一震盪器，該震盪器給予振動以使裝 置11移動穿過料斗底部表面中之開口進入一瀉槽68，該瀉槽68將裝置11導向裝載壁54之內壁58。如所示，料斗64安裝於一可旋轉支撐件70上以朝向及遠離裝載板30及裝載壁54旋轉，使得此等組件可被替換而無來自料斗64之干擾。圖2中料斗64經配置使得裝置11在裝載壁54之一頂部邊緣72上方饋送。雖然此係一可行配置，且在本文中以此方式展示以不使裝載板30及楔形件38之細節變得晦澀，然其非較佳。更佳地，料斗64安裝於裝載板30上方之一可移動、可延伸之臂上，瀉槽68之開端面向內壁58。可使用任何數目之方法以對著裝載壁58裝載裝置11。可與本發明一起使用之一料斗64之一實例的進一步細節在日期為1998年12月1日且讓與給俄勒岡州，波特蘭之Electro Scientific Industries,Inc.之美國專利第5,842,579號中展示。

半圓形內壁58具有一裝載表面60及一固持表面62。固持表面62平行於裝載板30之外部邊緣。具體言之，固持表面62平行於外部邊緣52。此意謂固持表面62如圖3所示經配置相對於裝載板30成一直角(即垂直)。裝載表面60以一角度β自藉由裝載板30之外部邊緣52形成之垂直線B相對於裝載板30之上部或頂部表面36傾斜配置。裝載表面60亦被稱為相對於固持表面62「向後傾斜」。裝載表面60向後傾斜之傾斜角度β應足夠大使得裝載表面60相對於水平線A足夠平坦以允許裝置11之大部分對著裝載表面60而非裝載板30之頂部表面36鋪設。另一方面，若傾斜角度β過大，則裝置11在藉由料斗64施配時將不具有足夠重力以克服慣性且 從裝載表面60滑下。在所示之實例中，裝載表面60之傾斜角度β係25度。然而，裝載表面60可以介於約20度至30度之間之一角度向後傾斜且達成所示之裝置11(即，具有一長軸34及一相對平坦側面之裝置11)之有效裝載。實際角度β取決於裝置11之大小及形狀及如下文討論之裝載板30之類型。目的係選擇導致裝載表面60相對於該水平線足夠平坦且亦足夠平行於裝載板30中之組件凹穴32之角度之一傾斜角度β，使得導致有效裝載。有效裝載意謂對裝置11具有最小損壞之一相對高的裝載率。無論如何，傾斜角度β應小於約50度。較佳地，傾斜角度β小於45度，並且更佳地，傾斜角度β小於35度。

固持表面62之長度(本文亦稱為高度)與裝載板30之周邊邊緣52之長度(或高度)大體相同。然而，固持表面62可製作得較長或較短。在圖3中，例如，固持表面62在楔形件38之頂部表面50上方之一高度h1小於裝載板30之頂部表面36在楔形件38之頂部表面50上方之一高度h2。在組件凹穴32位於裝載板30之外部周邊邊緣52內之情況下，圖3之較短高度h1藉由增大裝載板30之頂部表面36處之餘隙以協助裝載效率。高度h1長於高度h2之一固持表面62在效能上未展示出明顯改變。只要裝載表面60之長度提供足夠之支撐空間給等待裝載進入組件凹穴32中之聚集於接近裝載板30之外部邊緣62處的眾多裝置11，裝載表面60之長度非尤其重要。

在所示之配置中，裝載板30非限制於自水平線A之一相 對陡峭之角度，並且裝載壁54非限制於匹配裝載板30之邊緣角度，同時仍允許有效裝載。因為此等原因，尤其係裝載板30之新淺角度，裝置裝載機14亦可用於以「平坦」定向裝載組件，即，當裝載時組件本體大體平行於裝載板30之頂部表面36之一定向。為影響此一改變，自其耦合至可旋轉軸40拆卸裝載板30。接著，一不同裝載板(諸如組件凹穴形成於裝載板之上部表面中以進行平坦裝載的新裝載板)附於可旋轉軸40。

替換裝載板30後，具有允許新的大小及形狀之裝置11之有效裝載之裝載表面60、固持表面62及傾斜角度β之一配置的一新裝載壁可替換裝載壁54。為進行此改變，裝載壁54可可拆卸地附於楔形件38。存在許多種方式來完成此，包含夾子、夾片、掣子配置等。裝載壁54可附於楔形件38之上部表面50。在此處之實例中，裝載壁54安裝於從上部表面50切出之一凹陷74內，該凹陷74經定形與裝載壁54之外部輪廓一致。此意謂裝載壁54之一部分76位於上部表面50下方。較佳地，楔形件38由與裝載壁54相同之材料或較裝載壁54堅硬之一材料製成，並且凹陷74經定大小使得裝載壁54之部分76藉由裝載壁54之按壓接合而牢固地裝配至凹陷74中。接著，裝載壁54可僅藉由將其自凹陷74提起而拆卸。此配置中之另一選擇係使沿凹陷74之外部周邊邊緣之掣子與沿部分76之外部周邊邊緣之掣子成相配關係。

除改變裝載壁54用於平坦裝載外，可不做任何其他設備改變而在效率上改變裝載壁54。即，例如，即使使用相同 裝載板，若裝載及測試不同大小之裝置11，則可使用一不同之裝載壁。該裝載壁表面(包含裝載表面60及固持表面62)係與其他功能區分且可單獨操控以影響裝載效率之一改變。當封裝當前大小範圍係自2 mm至10 mm時，此對於LED尤其需要。而且，因為對裝載機14、16之僅有改變將為裝載壁54及視需要裝載板30，所以此可影響不同裝置11之交換時間之明顯減少。將無需楔形件38及支撐裝載板30之其他組件之一改變。

裝載壁54較佳包括一輕質非導電材料(諸如塑料材料)，但此非必須。

在操作中，電子裝置11裝載至裝置裝載機14、16中，其中該等電子裝置可被單件化。在單件化之後，該等裝置在一轉送站18自裝置裝載機14、16被轉送至傳送帶12。轉送站18經組態以使用機械或充氣構件自裝置裝載機14、16個別移動電子裝置11至載體15。

傳送帶12索引(index)或移動一預定數量，其依序移動電子裝置11使之接近第一測試站20及第二測試站22。傳送帶12經組態以在一連續電路中支撐及移動載體15且可由具有任何適合之接合機構形成任何適合之幾何形狀。例如，傳送帶12可包含分開之第一及第二軌條，該等軌條具有支撐載體15之頂部表面；及與載體15接合之複數個扣片；及在一馬達(未展示)或其他適合之構件之影響下位置被索引之一皮帶、鏈子或纜線。相應地，該皮帶、鏈子或纜線之移動將移動該等扣片且因此使任何連接的載體15沿傳送帶12 之路徑移動。

第一及第二測試站20、22可經組態以測量電子裝置11之參數，諸如洩漏電流、正向操作電壓、輸出電壓、電流汲取等。可執行此等功能之一例示性裝置係藉由俄勒岡州，波特蘭之Electro Scientific Industries,Inc.製造之型號為616的測試及量測源。另外，若電子裝置11係LED，亦可測量其之光輸出參數，諸如光通量及光譜光輸出。例如可使用一分光光度計及一積分球完成此。

在測試之後，電子裝置11在一卸載站25卸載。卸載站25可經組態以基於測試之結果使用一箱櫃總成24及一噴射總成26將電子裝置11分類。箱櫃總成24包含大量箱櫃，並且噴射總成26使用例如加壓空氣之選擇性施加個別噴射每一電子裝置11至箱櫃總成24之該等箱櫃之一所選定者。

測試系統10之一典型循環時間預期每小時32,000個裝置之處理能力，該處理能力允許對程序中之每一步驟每一裝置具有225 ms之一循環時間。在一典型系統中，傳送帶12可經組態以在100 ms中自一位置索引至下一位置，留下125 ms給每一步驟。

使用如本文詳細描述之裝置裝載機14、16需要提供能夠進行垂直及平坦裝載二者而無需諸如更改一裝載板自水平線之角度之主要改變之一裝載機。垂直或平坦裝載之選擇對LED封裝尤其有利，LED封裝具有不同幾何形狀，該等幾何形狀取決於裝載方法具有不同的所得裝載效率。

另外，諸如陶瓷本體之LED之易碎部件需要對一裝載板 使用一淺傾斜角度。經減小之角度減小該等組件上之重力，從而減小正常裝載過程期間當該等LED對著裝載機14、16之表面及對著彼此滾轉時之損壞力。相比之下，陡峭傾斜趨向於堆積組件。

雖然已結合特定實施例描述本發明，但應瞭解本發明不限制於所揭示之實施例，但相反本發明旨在涵蓋包含於所附申請專利範圍之範疇內之不同修改及等效配置，該範疇係根據最廣泛之解釋以含有法律允許之所有此等修改及等效結構。

10‧‧‧自動測試系統

11‧‧‧電子裝置

12‧‧‧傳送帶

14‧‧‧第一裝置裝載機

15‧‧‧載體

16‧‧‧第二裝置裝載機

18‧‧‧轉送站

20‧‧‧第一測試站

22‧‧‧第二測試站

24‧‧‧箱櫃總成

25‧‧‧卸載站

26‧‧‧噴射總成

28‧‧‧控制器

30‧‧‧裝載板

32‧‧‧凹穴

34‧‧‧長軸

36‧‧‧頂部表面

38‧‧‧楔形件

40‧‧‧軸

42‧‧‧皮帶

44‧‧‧軸

48‧‧‧馬達

50‧‧‧頂部表面

52‧‧‧周邊邊緣

54‧‧‧裝載壁

56‧‧‧外壁

58‧‧‧內壁

60‧‧‧裝載表面

62‧‧‧固持表面

64‧‧‧料斗

66‧‧‧嘴

68‧‧‧瀉槽

70‧‧‧支撐件

72‧‧‧頂部邊緣

74‧‧‧凹陷

76‧‧‧裝載壁54之部分

A‧‧‧水平線

B‧‧‧垂直線

α‧‧‧傾斜角度

β‧‧‧傾斜角度

圖1係展示一自動測試系統之一實施例之一俯視圖；圖2係圖1之該自動測試系統之一旋轉式裝載機之一實施例的一透視圖；及圖3係圖2之該旋轉式裝載機之一部分的一全貌圖。

11‧‧‧電子裝置

30‧‧‧裝載板

32‧‧‧凹穴

34‧‧‧長軸

36‧‧‧頂部表面

38‧‧‧楔形件

50‧‧‧頂部表面

52‧‧‧周邊邊緣

54‧‧‧裝載壁

60‧‧‧裝載表面

62‧‧‧固持表面

74‧‧‧凹陷

76‧‧‧裝載壁54之部分

A‧‧‧水平線

B‧‧‧垂直線

α‧‧‧傾斜角度

β‧‧‧傾斜角度

Claims (10)

1. 一種旋轉式裝載機，其包括：一可旋轉裝載板，其包含繞該裝載板之一旋轉軸配置之複數個組件凹穴，該裝載板相對於一水平表面以小於50度之一傾斜角度傾斜；及一裝載壁，其繞鄰近該複數個組件凹穴之特定者之該裝載板之一下部配置且延伸於該裝載板之一高度上方，該裝載壁包含：一固持表面，該固持表面在平行於該裝載板之一外部周邊邊緣之一方向上延伸；及一裝載表面，該裝載表面相對於垂直於該裝載板之一頂部表面之一線在遠離該固持表面之一方向上以小於45度之一傾斜角度傾斜。
2. 如請求項1之旋轉式裝載機，其中該裝載板可在一順時針方向上旋轉，並且該裝載壁在該順時針方向上沿該裝載板之該下部較其在一逆時針方向上沿該裝載板之該下部延伸較長。
3. 如請求項1或2之旋轉式裝載機，其中該固持表面延伸至一高度，該高度等於或小於在該裝載板之一安裝表面上方之該裝載板之該頂部表面之一高度。
4. 如請求項1或2之旋轉式裝載機，其進一步包括：一楔形件，其形成該裝載板之一安裝表面，該楔形件以該裝載壁之該傾斜角度傾斜。
5. 如請求項4之旋轉式裝載機，其中該裝載壁可拆卸地與該楔形件接合。
6. 如請求項1或2之旋轉式裝載機，其中該裝載壁可拆卸地與該裝載板之一安裝表面接合。
7. 如請求項6之旋轉式裝載機，其中該安裝表面包括一凹陷，該凹陷具有與該裝載壁之一底部表面之外部輪廓相同之一形狀；並且其中該裝載壁可拆卸地與該凹陷接合。
8. 如請求項1或2之旋轉式裝載機，其中該複數個組件凹穴定位於該裝載板之該外部周邊邊緣中。
9. 如請求項1或2之旋轉式裝載機，其中該裝載壁之一外部周邊表面係半圓形且該固持表面係半圓形。
10. 如請求項9之旋轉式裝載機，其中該固持表面面向該複數個組件凹穴之該等特定者。