TW201341821A - 用於進行測試接觸器模組的自動維護的裝置 - Google Patents

用於進行測試接觸器模組的自動維護的裝置 Download PDF

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Abstract

本發明公開了一種用於維護測試接觸器的電氣觸點的導電性的裝置，該測試接觸器用於測試電子器件，該裝置包含有：旋轉轉盤，其具有多個測試台，其被操作來固定各個電子器件，在測試期間該電子器件被旋轉轉盤轉動至測試接觸器的位置以被電氣觸點所接觸；以及一個或者一個以上的接觸器維護台，其包括維護部件，該接觸器維護台被設置在旋轉轉盤的相鄰測試台之間；其中，測試接觸器的電氣觸點被採用來結合維護部件，以便於自動地清潔電氣觸點和/或核驗那裡的導電性。

Description

用於進行測試接觸器模組的自動維護的裝置
本發明涉及一種用於測試電子器件，例如LED(Light-Emitting Diode)器件的測試接觸器模組(test contactor module)，尤其是涉及這種測試接觸器模組的維護。
傳統的電氣測試機(electrical testers)通常包括電氣觸點如接觸探針(contact probes)和與該接觸探針一起配合使用的絕緣插座(insulation socket)。在測試過程中，測試中的器件(DUT：Devices Under Test)被放置在絕緣插座上，而接觸探針和裝配在絕緣插座上的DUT形成電氣接觸。
圖1是具有多個測試台(test stands)102的傳統的旋轉轉盤(rotary turret disk)100的立體示意圖。在所闡述的旋轉轉盤100中安裝有合計16個測試台102。測試台102沿著旋轉轉盤100的周邊設置，並空間上相互等距離佈置。每個測試台102具有位於其表面頂部的絕緣插座104，以裝配DUT進行測試。
拾取臂通常用於傳送DUT至絕緣插座104，並在測試之後移除DUT。測試接觸器模組的位置通常是固定的，測試接觸器模組的接觸探針被用於形成必要的電氣接觸以電性地測試DUT。所以，旋轉轉盤100依次地旋轉以在測試接觸器模組的位置定位每個測試台102和絕緣插座104，以便於在DUT上完成電氣測試。
尤其對於LED器件的生產而言，電氣測試必須在LED上進行，接觸探針的性能將會影響測試結果。在所執行的測試中，一種正向電壓測試(forward voltage test)需要接觸探針具有非常良好的導電性，否則正向電壓或Vf範圍的巨大變化和不可靠的生產測試量將會出現。為了克服這個問題，操作員必須監控測試結果，和或者定期地或者如果測試結果不令人滿意有必要時手工清潔接觸探針以保證良好的性能。
在普通實踐中，如果長的機器停車之後或不良接觸，或者在 不正常的測試條件下如Vf測量的波動等等，那麼接觸探針需要被手工清潔以保持接觸探針的良好導電性，而移除污染物。這需要測試機器的操作停止，和導致閒置時間。其非常浪費時間和浪費人工。
因此，本發明的目的在於尋求提供一種用於自動維護測試接觸器模組的接觸探針的導電性的裝置，其在不浪費時間進行人工干預的情形下，例如通過清潔和核驗(verifying)接觸探針的導電性的方式。
從而，本發明第一方面提供一種用於維護測試接觸器的電氣觸點的導電性的裝置，該測試接觸器用於測試電子器件，該裝置包含有：旋轉轉盤，其具有多個測試台，其被操作來固定各個電子器件，在測試期間該電子器件被旋轉轉盤轉動至測試接觸器的位置以被電氣觸點所接觸；以及一個或者一個以上的接觸器維護台，其包括維護部件，該接觸器維護台被設置在旋轉轉盤的相鄰測試台之間；其中，測試接觸器的電氣觸點被採用來結合維護部件，以便於自動地清潔電氣觸點和/或核驗那裡的導電性。
本發明第二方面提供一種測試機器，其包含有：測試接觸器，其具有電氣觸點以用於測試電子器件；旋轉轉盤，其具有多個測試台，其被操作來固定各個電子器件，在測試期間該電子器件被旋轉轉盤轉動至測試接觸器的位置以被電氣觸點所接觸；以及一個或者一個以上的接觸器維護台，其包括用於維護電氣觸點的導電性的維護部件，該接觸器維護台被設置在旋轉轉盤的相鄰測試台之間；其中，測試接觸器的電氣觸點被探用來結合維護部件，以便於自動地清潔電氣觸點和/或核驗那裡的導電性。
本發明協力廠商面提供一種維護測試接觸器的電氣觸點的導電性的方法，該測試接觸器用於測試電子器件，該方法包含有以下步驟：在設置於旋轉轉盤的多個測試臺上固定各個電子器件，以便於該電子器件被旋轉轉盤轉動至測試接觸器的位置以被電氣觸點所接觸而進行測試；旋轉一個或者一個以上的位於旋轉轉盤上的接觸器維護台至測試接觸器的位置，該接觸器維護台包含有維護部件，該接觸器維護台被設置在相鄰測試台之間；以及驅動測試接觸器的電氣觸點以結合維護部件，以便於自動地清潔電氣觸點和/或核驗那裡的導電性。
參閱後附的描述本發明實施例的附圖，隨後來詳細描述本發明是很方便的。附圖和相關的描述不能理解成是對本發明的限制，本發明的特點限定在申請專利範圍中。
10‧‧‧旋轉轉盤
12‧‧‧測試台
14‧‧‧絕緣插座
22‧‧‧診斷頭
24‧‧‧研磨頭
26‧‧‧清潔頭
28‧‧‧黃金單元
30‧‧‧測試接觸器模組
32‧‧‧接觸探針
34‧‧‧外殼
36‧‧‧電阻器
38‧‧‧封裝件固定器
40‧‧‧外殼
42‧‧‧不銹鋼塊
44‧‧‧封裝件固定器
46‧‧‧外殼
48‧‧‧探針卡清潔板
50‧‧‧外殼
52‧‧‧封裝件固定器
54‧‧‧LED參考單元
100‧‧‧旋轉轉盤
102‧‧‧測試台
104‧‧‧絕緣插座
現在結合附圖，並參考本發明較佳實施例的詳細描述將會容易地理解本發明，其中：圖1所示為具有多個測試台的傳統旋轉轉盤的立體示意圖；圖2所示為根據本發明較佳實施例所述的旋轉轉盤的立體示意圖，該旋轉轉盤包括多個接觸器維護台；圖3所示為在接觸器維護台處裝配的部件固定器的立體示意圖；圖4(a)至圖4(d)所示為各個部件的立體示意圖，該各個部件可由部件固定器固定以構造各個維護台；圖5所示為相鄰于清潔頭設置的測試接觸器模組的平面示意圖，該清潔頭設置在旋轉轉盤的周邊；圖6所示為安裝在接觸器維護台的診斷頭(diagnostic head)的剖面示意圖；圖7所示為安裝在接觸器維護台的研磨頭(grinding head)的剖面示意圖；圖8所示為安裝在接觸器維護台的清潔頭的剖面示意圖；以及圖9所示為安裝在接觸器維護台的黃金單元(golden unit)的剖面示意圖。
圖2所示為根據本發明較佳實施例所述測試機器的旋轉轉盤10的立體示意圖，該旋轉轉盤包括多個接觸器維護台16。該旋轉轉盤10具有多個沿著旋轉轉盤10的周邊等間距設置的測試台12。每個測試台12包括用於固定各個DUT的絕緣插座14。
另外，接觸器維護台16沿著旋轉轉盤10的周邊佈置，並設置在相鄰的測試台12之間。所以，旋轉轉盤10可被如此改動，以致於每個接觸器維護台16被設置定位在距其相鄰的測試台10半個間距距離或等間距。接 觸器維護台16應該同樣也有益地被如此設置，以便於它們相互隔開相同的距離。例如，在存在四個接觸器維護模組16的場合，它們彼此相互分隔90度的角度。這有助於圍繞旋轉轉盤10的周圍保持重量平衡分佈。
圖3所示為在接觸器維護台16處裝配的部件固定器18的立體示意圖。部件固定器18被設計來安裝維護部件，該維護部件用於維護和核驗(verifying)測試接觸器模組的接觸探針的導電性的目的(參見下述)。鎖固帽(locking cap)20可以用於可釋放地鎖固部件固定器18和維護部件，該維護部件通過部件固定器18固定在接觸器維護台16上。
圖4(a)至圖4(d)所示為各個部件的立體示意圖，該各個部件可由部件固定器18固定以構造各個接觸器維護台16。圖4(a)是包含有診斷頭22的接觸器維護台16。診斷頭22可以用於檢查測試接觸器模組的接觸探針的電氣阻抗。
圖4(b)是包含有研磨頭(grinding head)24的接觸器維護台16。其能被用於去除污染物如位於接觸探針表面的污垢、殘渣和氧化物質，例如，當由診斷頭22檢查表明了在接觸探針上形成有污染物時。研磨頭24具體地被使用來清潔具有扁平端部的接觸探針。更進一步或者可以選擇的是，接觸探針相對於研磨頭24的研磨可以定期地進行。
圖4(c)是包含有清潔頭(cleaning head)26的接觸器維護台16。該清潔頭26被具體地使用于清潔帶有尖銳端緣的接觸探針，以便於去除位於接觸探針的尖銳端緣表面上的污染物如污垢、殘渣和氧化物質。在由研磨頭24研磨和/或由清潔頭26清潔之後，接觸探針可以和診斷頭22對齊定位，以檢查接觸探針在這個清潔和/或研磨之後的電性阻抗。
圖4(d)是包含有參考單元或黃金單元(reference or golden unit)28的接觸器維護台16，該參考單元或黃金單元是一種具有公知電學和光學特性的器件，其裝配在部件固定器18上。它被用來確定接觸探針的阻抗，以在一定時期的使用之後或者當任何必要的時候，核驗接觸探針是否正常起作用。
包括診斷頭22、研磨頭24、清潔頭26和黃金單元28的上述維護部件是用作為儘管長時間使用測試接觸器模組，仍然通過清潔和/或核驗其導電性的方式自動維護測試接觸器模組的接觸探針的可靠性和準確性的示 範性部件。因此，停止用於人工維護測試接觸器模組的測試操作的需要能夠得以避免或減少。
圖5所示為相鄰于清潔頭26設置的測試接觸器模組30的平面示意圖，該測試接觸器模組設置在旋轉轉盤10的周邊。當旋轉轉盤10在預定的旋轉方向上朝向測試接觸器模組30依次地轉動測試台12時，測試接觸器模組30設置在固定位置。當由測試台12固定的DUT到達測試接觸器模組30的位置時，測試接觸器模組30的接觸探針32將會閉合在DUT的電氣觸點上。然後，DUT的電氣特性得以被確定。
在測試接觸器模組30的接觸探針32的維護期間，取代轉動旋轉轉盤10通過相鄰的測試台12之間的一段完整的間距距離，將旋轉轉盤10轉動通過距離相鄰的測試台12的間距距離的一半，以便於接觸器維護台16定位設置在測試接觸器模組30的位置。在圖5中，清潔頭26設置在接觸探針32之間。然後，接觸探針32靠近和結合在清潔頭26上，以致於接觸探針32的端部可被清潔頭26清潔。類似地，接觸探針32可在由部件固定器18所固定的任何其他維護部件上方靠近，以用於維護和核驗接觸探針32的導電性的目的。在通過轉動接觸器維護台16的一個或多個至測試接觸器模組30進行維護和/或核驗之後，當旋轉轉盤10再次旋轉測試台12以定位在測試接觸器模組30處時測試操作可以繼續。其後，測試可以不被中斷地繼續直到更多的自動維護活動被期望或者必要時。
圖6所示為安裝在接觸器維護台16的診斷頭22的剖面示意圖。診斷頭22包括具有公知值的電阻器(resistor)36，其使用時被設置來用於接觸探針32進行電氣互通。電阻器36倚靠在位於外殼34內部的封裝件固定器38上。
當在正常操作中測量DUT的阻抗時，接觸探針32的阻抗被納入考慮中。當接觸探針32表面上積累了污垢、殘渣和氧化物質時，這會大大地提高接觸探針的阻抗。在預定數量的運行週期之後，測試機器將會轉動旋轉轉盤10以便於診斷頭22設置定位在測試接觸器模組30的位置處。當接觸探針32連接具有公知值的電阻器36時，接觸探針32和電阻器36的總阻抗值得以被測量。將電阻器36的公知阻抗的因素考慮進入被測量的值中， 以便於確定接觸探針32的阻抗。如果接觸探針32的阻抗太高並超過了預定的規格，那麼測試機器將會使用其他接觸器維護台16自動地進入自動糾正流程，以便於從接觸探針32處去除污染物。
圖7所示為安裝在接觸器維護台16的研磨頭24的剖面示意圖。研磨頭24包括具有粗糙和堅硬表面的不銹鋼塊42，其表面可以由電鍍金剛石製成。不銹鋼塊42倚靠在位於外殼40內部的封裝件固定器44上。
研磨頭24通常被使用於帶有扁平端部的接觸探針32，以去除位於接觸探針32表面的污垢、殘渣和氧化物質。旋轉轉盤10首先將會移動研磨頭24至與接觸探針32對齊定位。接觸探針32將會結合和壓靠在不銹鋼塊42的研磨表面上。根據本發明較佳實施例所述，旋轉轉盤可以帶有小幅度(例如大約5微米的幅度)的震動，以抵靠接觸探針32研摩不銹鋼塊42。這個摩擦動作有助於去除污染物。在研磨之後，旋轉轉盤10可以進一步地轉動至診斷頭22和接觸探針32對齊定位的位置，以便於檢查和核驗在研磨之後的最終的接觸阻抗。
圖8所示為安裝在接觸器維護台16的清潔頭26的剖面示意圖。清潔頭26包括探針卡清潔板(probe card cleaning sheets)48，該探針卡清潔板附著於外殼46的相對的垂直側面上。探針卡清潔板48被如此設置以便於當接觸探針32在水準方向上靠近于外殼46時它們能夠被接觸探針32所接觸。值得欣賞的是，包括探針卡清潔板48在內，用於清潔接觸探針32的其他清潔裝置也可以安裝在外殼46上。
旋轉轉盤10首先將會轉動以將清潔頭26和接觸探針32對齊定位。當他們被對齊定位時，接觸探針32的尖銳端緣在外殼46上靠近，並結合和穿入探針卡清潔板48中。諸如污垢、殘渣和氧化物質之類的污染物將會附著於探針卡清潔板48上，藉此清潔了接觸探針32。
在清潔之後，旋轉轉盤10可進一步被旋轉至診斷頭22和接觸探針32對齊定位的位置，以便於檢查和核驗在清潔之後的最終的接觸阻抗。
圖9所示為安裝在接觸器維護台16的黃金單元28的剖面示意圖。黃金單元28可包括LED參考單元54，該LED參考單元倚靠在設置於外殼50內部的封裝件固定器52上。LED參考單元54具有公知的電氣和光學特性。通過相對於LED參考單元54的公知的電氣和光學特性比較LED參考單元 54的測試結果，可以核驗接觸探針32的阻抗是否位於可接受的水準。
所以，LED參考單元54對於清潔後接觸探針32的阻抗的自動核驗而言是有益的。如果接觸探針32的阻抗處於可接受的水準，它意味著前述的自我矯正(self-curing)操作已經被成功地完成。否則，由研磨頭24和/或清潔頭26作進一步的清潔能夠被執行，一直到其阻抗處於可接受的水準。
值得欣賞的是，根據本發明較佳實施例所述的通過添加接觸器維護台16至旋轉轉盤10上，接觸探針32的接觸阻抗和導電性能夠被監控和如果需要被自動地矯正。具體地，接觸探針32導電性的自動檢查、清潔和核驗能夠被完成。通過使用鎖固帽20以能夠迅速更換由部件固定器18所固定的維護部件的方式，用於處理不同類型的封裝件和測試頭的快速轉換是可能的。
另外，接觸器維護台16能夠被用作為監控測試機器性能的工具，操作員能夠被警示以進行測試機的診斷和/或如果需要進行校準。當使用黃金單元28進行檢查時，從測試接觸器模組30處獲得的光學和電學測量的資料能夠被監控。任何超出變化範圍的測量資料能夠向操作員提出警告：測試機可能需要檢查服務。
此處描述的本發明在所具體描述的內容基礎上很容易產生變化、修正和/或補充，可以理解的是所有這些變化、修正和/或補充都包括在本發明的上述描述的精神和範圍內。
10‧‧‧旋轉轉盤
12‧‧‧測試台
22‧‧‧診斷頭
24‧‧‧研磨頭
26‧‧‧清潔頭
28‧‧‧黃金單元
30‧‧‧測試接觸器模組
32‧‧‧接觸探針

Claims (20)

  1. 一種用於維護測試接觸器的電氣觸點的導電性的裝置，該測試接觸器用於測試電子器件，該裝置包含有：旋轉轉盤，其具有多個測試台，其被操作來固定各個電子器件，在測試期間該電子器件被旋轉轉盤轉動至測試接觸器的位置以被電氣觸點所接觸；以及一個或者一個以上的接觸器維護台，其包括維護部件，該接觸器維護台被設置在旋轉轉盤的相鄰測試台之間；其中，測試接觸器的電氣觸點被採用來結合維護部件，以便於自動地清潔電氣觸點和/或核驗那裡的導電性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，一個或者一個以上的接觸器維護台沿著旋轉轉盤的周邊設置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，一個或者一個以上的接觸器維護台距其相鄰的測試台等距離定位設置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，旋轉轉盤包括多個設置在那裡的接觸器維護台，該接觸器維護台相互彼此等距離分隔開來。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的裝置，其中，旋轉轉盤包括四個設置在那裡的接觸器維護台，該接觸器維護台相互彼此以90度的角度分隔開來。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的裝置，其中，每個接觸器維護台還包括選自以下組群的維護部件：診斷頭、研磨頭、清潔頭和黃金單元。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，接觸器維護台還包括其上安裝有維護部件的部件固定器和鎖固帽，該鎖固帽用於可釋放地將該部件固定器鎖固在接觸器維護臺上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該維護部件包含有診斷頭，該診斷頭被操作來測量測試接觸器的電氣觸點的電氣阻抗。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的裝置，其中，該診斷頭包含有具有公知值的電阻器，該電阻器在使用時被設置來和電氣觸點進行電性互通。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該維護部件包含有研磨頭，該研磨頭被操作來去除電氣觸點上的污染物。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中，該研磨頭包含有具有 粗糙和堅硬表面的不銹鋼塊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的裝置，其中，該不銹鋼塊的表面是由電鍍金剛石製成。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中，該旋轉轉盤被操作來震動，以抵靠於研磨頭研磨電氣觸點。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該維護部件包含有清潔頭，該清潔頭用於使用尖銳端緣清潔電氣觸點。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的裝置，其中，該清潔頭包含有探針卡清潔板，該探針卡清潔板被如此設置以便於在使用時它們採用來被電氣觸點刺入而去除電氣觸點上的污染物。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的裝置，其中，該探針卡清潔板附著於外殼的相對垂直側面上。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該維護部件包含有黃金單元電子器件，其用於確定電氣觸點的阻抗。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的裝置，其中，該黃金單元包含有具有公知的電學和光學特性的參考電子器件。
  19. 一種測試機器，其包含有：測試接觸器，其具有電氣觸點以用於測試電子器件；旋轉轉盤，其具有多個測試台，其被操作來固定各個電子器件，在測試期間該電子器件被旋轉轉盤轉動至測試接觸器的位置以被電氣觸點所接觸；以及一個或者一個以上的接觸器維護台，其包括用於維護電氣觸點的導電性的維護部件，該接觸器維護台被設置在旋轉轉盤的相鄰測試台之間；其中，測試接觸器的電氣觸點被採用來結合維護部件，以便於自動地清潔電氣觸點和/或核驗那裡的導電性。
  20. 一種維護測試接觸器的電氣觸點的導電性的方法，該測試接觸器用於測試電子器件，該方法包含有以下步驟：在設置於旋轉轉盤的多個測試臺上固定各個電子器件，以便於該電子 器件被旋轉轉盤轉動至測試接觸器的位置以被電氣觸點所接觸而進行測試；旋轉一個或者一個以上的位於旋轉轉盤上的接觸器維護台至測試接觸器的位置，該接觸器維護台包含有維護部件，該接觸器維護台被設置在相鄰測試台之間；以及驅動測試接觸器的電氣觸點以結合維護部件，以便於自動地清潔電氣觸點和/或核驗那裡的導電性。
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