TW201439554A - 下壓裝置及其應用之測試設備 - Google Patents

Abstract

一種下壓裝置及其應用之測試設備，該下壓裝置係連結於移動臂上，而由移動臂帶動升降壓抵物件，該下壓裝置主要包括有本體部件、作動部件及浮動部件，該本體部件之上端係連結於移動臂，下端則凹設有承置空間，以供架置作動部件上端之頭端部，並使作動部件下端之壓合端凸伸出該承置空間，以供接觸壓抵物件；其中，於本體部件之承置空間內係設有浮動部件，該浮動部件係於作動部件之頭端部上方的承置空間內設有可調整輸出壓力之給壓器，以提供作動部件向下壓抵的力量，另於作動部件之頭端部下方的承置空間內則設有可調整輸出壓力之反壓器，以提供作動部件向上反壓的力量，進而利用浮動部件之搭配調節，可使作動部件下端之壓合端視各種不同作業需求，提供適當一定值的壓力壓抵物件，達到易於搭配使用並準確執行作業之效益。

Description

下壓裝置及其應用之測試設備

本發明尤指其提供一種利用浮動部件之搭配調節，可使作動部件下端之壓合端視各種不同作業需求，提供適當壓力壓抵物件之下壓裝置及其應用之測試設備。

在現今，光學元件或電子元件等常會使用下壓裝置執行壓合作業，該下壓裝置必須配合各種作業需求，提供元件適當的壓抵力量，過與不及都將導致作業失敗。以電子元件之測試設備而言，取放器將電子元件置入於測試套座後，係會對電子元件繼續施以一適當的下壓力，使電子元件與測試套座之探針保持電性接觸，以準確執行測試作業，傳統取放器的下壓力控制方式，係先以馬達帶動取放器下降抵壓電子元件樣本，而藉由馬達扭力的回饋取得取放器的下壓力，當取放器下降取得所需的下壓力後，即以取放器該下降位置作為量產測試時下壓力的定壓位置；然而，由於電子元件在加工的過程中會有許多的誤差，而產生厚度不一的情形，當量產測試時，取放器以該下降位置抵壓厚度較厚的電子元件，將導致該厚度較厚的電子元件承受較大的下壓力，而厚度較薄的電子元件則下壓力明顯不足，因此該傳統取放器的下壓力控制方式，並無法視電子元件的厚度，自動調整提供一定值的下壓力。

為了改善前述的問題，業界即開發出各種具浮動效果之下壓裝置，以本案申請人申請之第101110175號.『浮動裝置及其應用測試設備』專利案而言，請參閱第1圖，其係於一移動臂10之下方裝設一本體11及浮動器12，該浮動器12包括有作動部 件121、連結部件122及接合部件123，本體11與浮動器12之作動部件121間並設有可彈性變形之膜片13，膜片13與本體11間則設有可容納流體之容室，容室之一側係連通可注入流體之流體注入口111，流體供應源於容室注入氣體後，可使膜片13向下凸伸變形，並頂推浮動器12之作動部件121作Z軸向向下位移，本體11與作動部件121間即具有緩衝浮動空間；請參閱第2圖(係為另一方向之剖視圖)，本體11與浮動器12間係設有角度調整機構，該角度調整機構係於本體11與浮動器12之作動部件121間係設有一組可相互配合之具錐度擋面的導移孔112及具錐度頂抵面的導引部件124；請再參閱第1、2圖，當接合部件123下端之壓取器14壓抵測試座20內之電子元件21執行測試作業時，電子元件21會對壓取器14產生反作用力，此一反作用力經壓取器14頂推帶動連結部件122及作動部件121作Z軸向向上位移後，作動部件121可壓抵膜片13而作Z軸向浮動位移，此時，作動部件121亦帶動各導引部件124上移，使各導引部件124之頂抵面脫離本體11之導移孔112的擋面，此時由第2圖可以知道，電子元件21所承受的下壓力將不會是來自移動臂10下壓的力量，而係來自容室內氣體壓力及浮動器12本身的自重，浮動器12本身的自重為一固定值，因此只需要控制容室內氣體壓力保持在一定值，則不論電子元件的厚薄程度，都可以控制提供一定值的下壓力。如前所述，電子元件21所承受的下壓力係來自容室內氣體壓力及浮動器12本身的自重，即便容室內氣體壓力為零，電子元件21所承受的下壓力基本上就有浮動器12本身的自重，然而，由於電子元件日益精密，且朝向超薄型發展，其可承受之下壓力也大幅下降，當超薄型電子元件設定承受之下壓力低於浮動器12本身的自重時，則該浮動裝置的設 計將無法提供抵壓使用，否則將導致電子元件因下壓而受損或破裂，實有必要再加以改善。

本發明之目的一，係提供一種下壓裝置，該下壓裝置係於本體部件之承置空間內設有浮動部件，該浮動部件係設有可調整輸出壓力之給壓器，以提供作動部件向下壓抵的力量，另設有可調整輸出壓力之反壓器，以提供作動部件向上反壓的力量，進而利用浮動部件之給壓器及反壓器的搭配調節，可使作動部件下端之壓合端視各種不同作業需求，提供適當一定值的下壓力壓抵物件，達到易於搭配使用並準確執行作業之效益。

本發明之目的二，係提供一種下壓裝置，該下壓裝置係設有水平調整機構，以使作動部件下端之壓合端於電子元件受測試座之頂推導引時，作X-Y平面的橫向調整位移，以準確將電子元件置入於測試座內。

本發明之目的三，係提供一種下壓裝置，該下壓裝置係設有角度調整機構，以於電子元件因膠體厚度不一或移動臂變形而無法保持水平受力時，使作動部件下端之壓合端作θ角傾斜調整壓抵角度，令電子元件受力平均而執行測試作業，達到提升測試品質之實用效益。

本發明之目的四，係提供一種應用該下壓裝置之測試設備，其係於機台上配置有供料裝置、收料裝置、測試裝置、輸送裝置、中央控制裝置及下壓裝置，該供料裝置係用以容納至少一待測之電子元件，該收料裝置係用以容納至少一完測之電子元件，該中央控制裝置係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作業， 該輸送裝置係設有至少一具移動臂之移載單元，該下壓裝置係裝配於輸送裝置之移動臂處，並令壓合端提供適當一定值的下壓力壓抵電子元件，使電子元件準確執行測試作業。

習知部分：

10‧‧‧移動臂

11‧‧‧本體

111‧‧‧注入口

112‧‧‧導移孔

12‧‧‧浮動器

121‧‧‧作動部件

122‧‧‧連結部件

123‧‧‧接合部件

124‧‧‧導引部件

13‧‧‧膜片

14‧‧‧壓取器

20‧‧‧測試座

21‧‧‧電子元件

本發明部分：

31‧‧‧本體部件

311‧‧‧承置空間

312‧‧‧擋緣

313‧‧‧珠體

314‧‧‧彈簧

315‧‧‧推抵件

316‧‧‧錐柱體

32‧‧‧作動部件

321‧‧‧頭端部

322‧‧‧壓合治具

323‧‧‧錐槽

324‧‧‧取放器

34‧‧‧第一囊體

341‧‧‧流體管路

35‧‧‧第二囊體

351‧‧‧流體管路

36‧‧‧連接部件

361‧‧‧回位件

362‧‧‧錐槽

37‧‧‧球面體

38‧‧‧球面體

40‧‧‧移動臂

50‧‧‧測試座

51‧‧‧電子元件

52‧‧‧超薄型電子元件

53‧‧‧電子元件

60‧‧‧機台

61‧‧‧供料裝置

62‧‧‧收料裝置

63‧‧‧測試裝置

631‧‧‧測試電路板

632‧‧‧測試座

64‧‧‧輸送裝置

641‧‧‧第一入料載台

642‧‧‧第一出料載台

643‧‧‧第二入料載台

644‧‧‧第二出料載台

645‧‧‧第一移動臂

646‧‧‧第二移動臂

647‧‧‧第三移動臂

648‧‧‧第四移動臂

65‧‧‧空匣裝置

第1圖：第101110175號『浮動裝置及其應用測試設備』專利案之剖面示意圖。

第2圖：第101110175號『浮動裝置及其應用測試設備』專利案之另一剖面示意圖。

第3圖：本發明之剖面示意圖。

第4圖：本發明之使用示意圖(一)。

第5圖：本發明之使用示意圖(二)。

第6圖：本發明之使用示意圖(三)。

第7圖：本發明之使用示意圖(四)。

第8圖：本發明之使用示意圖(四)。

第9圖：本發明另一實施例之剖面示意圖。

第10圖：本發明又一實施例之剖面示意圖。

第11圖：本發明之下壓裝置應用於測試設備之示意圖。

為使 貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如后：請參閱第3圖，本發明之下壓裝置主要包括有本體部件31、作動部件32及浮動部件，該下壓裝置係以本體部件31之上端連結於一移動臂40上，而由移動臂40帶動下壓裝置升降壓抵物件，該本體部件31之下端則凹設有具開口之承置空間31 1，並於該承置空間311下方設有擋緣312；一作動部件32係具有一頭端部321及壓合端，其係以該頭端部321架置於本體部件31之承置空間311空間內，並設有凸伸之壓合端，並以該壓合端接觸壓抵物件，於本實施例中，該壓合端係為一可更換搭配之壓合治具322，以配合不同物件的作業需求接觸壓抵物件，於本實施例中，該壓合治具322更設有軟質且可縮入的取放器324，而以該取放器324吸取移載物件，並於壓合治具322壓抵物件時，縮入壓合治具322內；浮動部件係設於本體部件31之承置空間311內，該浮動部件係於作動部件32之頭端部321上方的承置空間內設有給壓器，於本實施例中，該給壓器係為第一囊體34，該第一囊體34並以一流體管路341連接一電子式調壓閥及氣壓源(圖式未示)，而可控制調整第一囊體34之壓力，以提供作動部件32向下壓抵的力量，另於作動部件32之頭端部321下方與擋緣312間的承置空間311內設有反壓器，於本實施例中，該反壓器係為環形的第二囊體35，該第二囊體35並以一流體管路351連接一電子式調壓閥及氣壓源(圖式未示)，而可控制調整第二囊體35之壓力，以提供作動部件32向上反壓的力量；此外，本發明之下壓裝置另設有水平調整機構及角度調整機構，以準確將物件置入於承座內及平均受力執行作業；於本實施例中，該水平調整機構係於移動臂40之下端固設有連接部件36，於該連接部件36與本體部件31間設有至少一組相互配合之錐槽及可彈性位移之頂抵件，並使頂抵件可沿錐槽橫向位移，而帶動本體部件31、作動部件32及浮動部件作X-Y平面的橫向調整位移，於本實施例中，該連接部件36之底面係設有複數個錐槽，於 本實施例中，該連接部件36之底面係裝配複數個具錐槽362之回位件361，於本體部件31相對應各錐槽362之位置則設有可為珠體313之頂抵件，各珠體313之下方設有可為彈簧314之彈性元件，於本實施例中，該珠體313之下方設有套置彈簧314之推抵件315，推抵件315可利用彈簧314之彈力而推頂珠體313嵌置於回位件361之錐槽362中，並使本體部件31可利用珠體313沿回位件361之錐槽362位移，而帶動作動部件32及浮動部件作X-Y平面的橫向調整位移；另角度調整機構係於本體部件31之擋緣312與作動部件32之頭端部321間設有至少一組相互配合之錐槽及錐柱體，於本實施例中，係於本體部件31之擋緣312凸設有複數個錐柱體316，另於作動部件32之頭端部321相對應各錐柱體316的位置設有錐槽323，於壓合治具322帶動頭端部321作Z軸向浮動位移時，可令錐槽323脫離錐柱體316，使得作動部件32之壓合治具322可作Z軸向θ角之壓抵角度的調整。

請參閱第4圖，本發明之下壓裝置以下壓測試座50內之電子元件51為例，假設所需向下壓抵電子元件51的下壓力值為6.5kg，作動部件32之頭端部321及壓合治具322總合的自重為5kg，首先先將第一囊體34內注入可輸出大於6.5kg下壓力值之流體壓力，接著移動臂40帶動下壓裝置移動，並使壓合治具322對應壓抵測試座50內之電子元件51，當移動臂40持續下降時，可以藉由移動臂40馬達的扭力值換算出移動臂40的下壓力，當移動臂40下壓至6.5kg之下壓力時，該下降的位置點設為第一定位點A(由於第一囊體34內注入可輸出大於6.5kg 下壓力值之流體壓力，因此當移動臂40下降至第一定位點A時，第一囊體34係保持壓抵作動部件32，且作動部件32並不會壓縮第一囊體34而作任何的上移)，在此狀態下，假設若移動臂40持續下降至第二定位點B時，可以理解壓抵電子元件51的下壓力值一定超出6.5kg，但是也可以知道，作動部件32將會上移並會壓縮第一囊體34，而成為浮動的狀態，當發生浮動的狀態時，壓抵電子元件51的下壓力係轉換為來自第一囊體34的下壓力以及作動部件32的自重，由於作動部件32之頭端部321及壓合治具322總合的自重固定為5kg，所以可以計算出第一囊體34輸出的下壓力只需為1.5kg，即可在浮動的狀態下，即便第二囊體35不提供任何向上反壓的力量，也只需藉由連接第一囊體34之流體管路341上的電子式調壓閥，調整第一囊體34之流體壓力使其輸出1.5kg之下壓力值，即可使壓抵電子元件51的下壓力達到6.5kg。

請參閱第5圖，當第一囊體34的下壓力調整至1.5kg後，接著使移動臂40實際下降至第二定位點B時，本發明之下壓裝置即在浮動的狀態下，提供6.5kg的下壓力壓抵電子元件51，若電子元件51厚度不一時，電子式調壓閥也可以偵測獲知第一囊體34之流體壓力變化，並自動調整控制第一囊體34之流體輸出的下壓力保持在1.5kg，因此不論電子元件51厚度的變化，本發明都可以使下壓裝置保持一定值的下壓力量，進而有效確保測試作業的準確性。

請參閱第6圖，當超薄型電子元件52所需向下壓抵的下壓力值為3.5kg時，由於作動部件32之頭端部321及壓合 治具322總合的自重為5kg，而超出3.5kg的設定下壓力值，此時即便第一囊體34之流體輸出的下壓力保持在1.5kg的情形下，也可以獲知向下壓抵的下壓力值為6.5kg，而超出設定下壓力值達3kg，此時啟動第二囊體35向上反壓的力量，即利用連接第二囊體35之流體管路351上的電子式調壓閥，控制調整第二囊體35之流體壓力使其輸出3kg向上反壓的力量，以消減部分的下壓力量，使下壓裝置保持一定值的下壓力量壓抵超薄型電子元件52；當然，若第一囊體34之流體的下壓力在零的情形下，也可以電子式調壓閥控制調整第二囊體35之流體壓力使其輸出1.5kg向上反壓的力量，以消減部分作動部件之頭端部321及壓合治具322總合的自重，相同的可使下壓裝置保持一定值3.5kg的下壓力量壓抵超薄型電子元件52。

請參閱第7圖，本發明之下壓裝置，當其壓合治具3 22之取放器324移載電子元件53置入測試座50時，若電子元件53與測試座50具有水平向之微小置入誤差，由於設有水平調整機構，而可於電子元件53受測試座50之頂推導引作微小偏移時，利用本體部件31上之珠體313沿著連接部件36之錐槽362橫向位移，並使珠體313壓縮彈簧314，使得本體部件31帶動作動部件32及浮動部件作X-Y平面的橫向調整位移，以便將電子元件53準確置入於測試座50，當電子元件53脫離測試座50時，則可利用彈簧314頂推珠體313的力量，使珠體313導引對應於錐槽362的中間位置，而回復至原先的定位位置。

請參閱第8圖，本發明之下壓裝置，當其壓合治具3 22下壓測試座50內之電子元件53時，若電子元件53之膠體厚度不一或移動臂40變形而無法使電子元件53平均受力時，由於已在浮動的狀態下，角度調整機構之作動部件32上的錐槽323已脫離本體部件31上的錐柱體316，使得作動部件32之壓合治具322可作Z軸向θ角之壓抵角度的調整，令電子元件53平均受力而執行測試作業，當電子元件53脫離測試座50時，作動部件32亦可因平均受力的關係，而導引帶動壓合治具322回復至原先的定位位置。

請參閱第9圖，係為本發明下壓裝置之另一實施例 圖，其主要變化本體部件31及作動部件32的型式，而使得反壓器設於作動部件32之頭端部321下方中央位置，於本實施例中，該反壓器可以為具彈性之球面體37，而提供作動部件32一定值的向上反壓力量，相同的可在浮動的狀態下，只需藉由連接第一囊體34之流體管路341上的電子式調壓閥，調整第一囊體34之流體壓力，即可使壓抵電子元件51的下壓力保持在一定值。

請參閱第10圖，係為本發明下壓裝置之另一實施例 圖，於本實施例中，該給壓器可以為具彈性之球面體38，而提供作動部件32一定值的下壓力量，相同的可在浮動的狀態下，只需藉由連接第二囊體35之流體管路351上的電子式調壓閥，調整第二囊體35之流體壓力，即可使壓抵電子元件51的下壓力保持在一定值。

請參閱第11圖，係為本發明之下壓裝置應用於測試 設備之示意圖，該測試設備係為測試分類機，該測試分類機包含有機台60、供料裝置61、收料裝置62、測試裝置63、輸送裝 置64、空匣裝置65及中央控制裝置，該供料裝置61係配置於機台60上，用以容納至少一待測之電子元件；該收料裝置62係配置於機台60上，用以容納至少一完測之電子元件；該測試裝置63係設有具至少一測試座632之測試電路板631，用以測試電子元件，並以測試器(圖未示出)將測試結果傳輸至中央控制裝置(圖未示出)，由中央控制裝置控制各裝置作動；該輸送裝置64係於測試裝置63之一側設有可作X軸向位移之第一入料載台641及第一出料載台642，用以分別載送待測/完測之電子元件，於測試裝置63之另側則設有可作X軸向位移之第二入料載台643及第二出料載台644，用以分別載送待測/完測之電子元件，另設有第一移動臂645及第二移動臂646，第一移動臂645係於第一入料載台641及第二入料載台643及供料裝置61間移載待測之電子元件，第二移動臂646係於第一出料載台642及第二出料載台644及收料裝置62間移載完測之電子元件，另輸送裝置64係於測試裝置63處設有第三移動臂647及第四移動臂648，第三移動臂647於第一入料載台641及第一出料載台642及測試座632間移載及下壓電子元件，第四移動臂648則於第二入料載台643及第二出料載台644及測試座632間移載及下壓電子元件；至少一下壓裝置(請配合參閱第3圖)係裝配於輸送裝置64之有第三移動臂647及第四移動臂648上，以移載及下壓電子元件；該空匣裝置65係用以收置供料裝置61之空料盤，並將空料盤補充於收料裝置62，用以盛裝完測之電子元件。

綜上所述，本發明利用浮動部件之搭配調節，即可使 壓合部件視各種不同作業需求，提供適當一定值的壓力壓抵物件，達到易於搭配使用並準確執行作業之效益，實為一深具實用性及進步性之設計，然未見有相同之產品及刊物公開，從而允符發明專利申請要件，爰依法提出申請。

31‧‧‧本體部件

311‧‧‧承置空間

312‧‧‧擋緣

313‧‧‧珠體

314‧‧‧彈簧

315‧‧‧推抵件

316‧‧‧錐柱體

32‧‧‧作動部件

321‧‧‧頭端部

322‧‧‧壓合治具

323‧‧‧錐槽

324‧‧‧取放器

34‧‧‧第一囊體

341‧‧‧流體管路

35‧‧‧第二囊體

351‧‧‧流體管路

36‧‧‧連接部件

361‧‧‧回位件

362‧‧‧錐槽

Claims (10)

1. 一種下壓裝置，包含有：本體部件：係連結於移動臂，而由移動臂帶動升降，該本體部件之下端則設有承置空間；作動部件：係具有一位於上端之頭端部及位於下端之壓合端，該頭端部係架置於本體部件之承置空間空間內，該壓合端則供接觸壓抵物件；浮動部件：係設於本體部件之承置空間內，該浮動部件係於作動部件之頭端部上方的承置空間內設有給壓器，以提供作動部件向下壓抵的力量，另於作動部件之頭端部下方的承置空間內設有反壓器，以提供作動部件向上反壓的力量。
2. 依申請專利範圍第1項所述之下壓裝置，其中，該作動部件下端之壓合端係為可更換搭配之壓合治具。
3. 依申請專利範圍第2項所述之下壓裝置，其中，該壓合治具係設有取放器，而以該取放器吸取移載物件。
4. 依申請專利範圍第1項所述之下壓裝置，其中，該浮動部件之給壓器係為第一囊體，該第一囊體並以流體管路連接電子式調壓閥及氣壓源，而可控制調整第一囊體之流體壓力，以提供作動部件一定值的向下壓抵力量。
5. 依申請專利範圍第1項所述之下壓裝置，其中，該浮動部件之給壓器係為具彈性之球面體，而提供作動部件一定值的向下壓抵力量。
6. 依申請專利範圍第1、4或5項所述之下壓裝置，其中，該浮動部件之反壓器係為第二囊體，該第二囊體並以流體管路連接電子式調壓閥及氣壓源，而可控制調整第二囊體之壓力，以提 供作動部件一定值的向上反壓力量。
7. 依申請專利範圍第1或4項所述之下壓裝置，其中，該浮動部件之反壓器係為具彈性之球面體，而提供作動部件一定值的向上反壓力量。
8. 依申請專利範圍第1項所述之下壓裝置，其中，更包含於該下壓裝置設有水平調整機構。
9. 依申請專利範圍第1項所述之下壓裝置，其中，更包含於該下壓裝置設有角度調整機構。
10. 一種應用下壓裝置之測試設備，包含有：機台；供料裝置：係配置於機台上，用以容納至少一待測之電子元件；收料裝置：係配置於機台上，用以容納至少一完測之電子元件；測試裝置：係配置於機台上，並設有具至少一測試座之測試電路板，用以測試電子元件；輸送裝置：係配置於機台上，用以移載電子元件，並設有至少一移動臂，該移動臂上係裝設有至少一依申請專利範圍第1項所述之下壓裝置，用以下壓電子元件；中央控制裝置：係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作業。