TWI429923B - 使用接觸滾筒以測試電子組件之裝置及方法 - Google Patents

使用接觸滾筒以測試電子組件之裝置及方法 Download PDF

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Description

使用接觸滾筒以測試電子組件之裝置及方法
本發明係關於電子組件之測試裝備之領域。更特定言之，本發明係關於直立式電子接觸器之領域，該等接觸器與一測試中裝置接觸時摩擦接觸該裝置之整個終止表面或區域。
在袖珍電子裝置之領域中，存在具有導電末端終止端之袖珍電容器，該等末端終止端需要進行測試以確保其電子能力之品質。一類為電子量測之目的而用以暫時連接至電子裝置之導電末端之接觸器包括接觸滾筒。
接觸滾筒由可繞一軸旋轉之導電金屬材料製成，該軸經由彈簧支撐件緊固至測試機之底板或框架。彈簧支撐件之長度可變化且包括不斷地將支撐件彈壓或促使至最大長度之彈簧。目前，接觸滾筒預負載一恆定力。在測試板移動時，彈簧支撐件促使滾筒朝向路徑表面，藉此滾筒持續滾動且同時擠壓在測試路徑之表面上。在電氣組件經由測試板移動至測試區域時，滾筒滾離路徑表面並滾動至電子組件之末端上。一旦滾筒完全擠壓至組件中，零件已準備好進行測試。在測試期間由滾筒施加至組件之向下力係在測試板移動時施加至測試路徑之表面上之相同預定力。對電子組件進行適當測試量測所需之接觸力約為50克(gram)。然而，在處理之組件較小時，組件之金屬終止端之回彈性減小至可允許接觸負載降低為低於穩定測試之所需負載的點。在運動期間用於較小電子組件之最大可允許力僅為約20克。因此，施加至移動之電子組件之額外力可引起組件之損壞。
消除對電子組件之損壞之另一程序包括致動接觸滾筒以使得在測試板運動時滾筒不觸碰測試板之表面或電子組件。此程序要求在測試板運動時接觸滾筒自測試板及組件回縮且隨後在測試板停止且組件處於測試位置時延伸。
在此程序中，接觸滾筒由一螺線管線圈致動。在螺線管線圈經去能時，接觸滾筒處於高於測試板之升高位置。一旦測試板停止且電子組件處於在測試台之測試位置時，螺線管線圈經激勵且降低接觸滾筒。接觸滾筒在電子組件上預負載50克垂直力以允許穩定測試環境。此程序之缺陷在於升高及降低接觸滾筒之力導致測試系統之生產力減少5%至13%。
本發明意欲解決前述問題。
在本發明之一態樣中，提供一種用於測試沿可移動測試板輸送至測試台之小電子組件之方法。該方法包括下列步驟：施加第一預定力至移動之測試板及移動之電子組件上；在電子組件處於測試台處時停止該測試板；且在電子組件處於該台處且測試板停止時施加第二預定力至該電子組件上。在測試該電子組件期間維持電子組件上之第二預定力。在完成該測試步驟時，移除該第二預定力，同時該第一預定力仍施加至該等測試板及該電子組件上。
在本發明之另一態樣中，本發明包括一種用於測試電子組件之裝置，該裝置包括：一可選擇性地移動並停止之輸送測試板，其用於將電子組件輸送至測試台；一緊固至測試台且位於測試台處之接觸滾筒，其用於沿測試板之表面及將傳送至測試台以供測試之電子組件滾動。該裝置進一步包括一用於在測試板移動時施加第一預定力至測試板及電子組件上之接觸滾筒及用於在電子組件經測試時施加第二預定力至電子組件上之接觸滾筒。
在結合隨附圖式閱讀對實施本發明而言所預期之最佳模式的以下描述時，本發明之其他應用對熟習此項技術者而言顯而易見。
參看圖式，圖1A、圖1B及圖3A、圖3B、圖4A及圖4B之元件由數字識別且在所有六幅圖中相同元件均以相同數字識別。
一測試裝置(未圖示)可包括多個測試台，該測試台使用測試板22將間隔之個別電子組件自一個測試台移動至另一測試台以供測試。至少一個接觸器緊固至每一測試台。在每一測試台處，組件暫時緊固於適當位置並由接觸器進行測試。圖1A及圖1B展示接觸滾筒形式之接觸器之一種基本先前技術構造。接觸器包括一具有圓形外滾動面14之接觸滾筒12，該滾動面14經支撐以圍繞輪軸16作同心旋轉，輪軸16穿過滾筒12中之中心孔徑。滾筒12由輪軸16支撐至磁化螺線管桿18或彈簧(未圖示)。該磁化螺線管桿18延伸穿過導引軸承19至輪軸16以提供接觸滾筒12之適當對準。在螺線管線圈20處於去能狀態時，螺線管桿18回縮或處於相對於測試板22之路徑之升高位置。在測試板22移動時接觸滾筒12之最低表面相對於電子組件24或測試板22之距離形成0.5毫米(millimeter)之氣隙(圖1A)。
在測試板22已停止且電子組件24與接觸滾筒12於測試台處對準時，激勵螺線管線圈20以降低螺線管桿18及滾筒14至電子組件24上以供測試；且進一步施加一預定力(較佳為50克)至測試組件24上以在測試期間提供穩定測試環境(圖1B)。測試後，去能螺線管20且在測試板22開始移動之前將滾筒12升高至高於測試板22及電子組件24。此程序防止對電子組件24之損壞。然而，升高及降低接觸滾筒12使電子組件24之測試產量減少約5%至約13%。
儘管對最佳測試而言要求50克之施加力，在測試板22運動時用於接觸電子組件24之最大可允許力為20克。根據本發明之一實施例，揭示一種僅在測試板22停止且電子組件24在測試位置處對準時才施用或施加可靠測試連接所需之力至電子組件之方法。在測試板22運動時，接觸滾筒12施加一減小力。
圖2展示藉由依據測試板之狀態及電子組件之位置改變施加至測試板22及電子組件24上之力而測試電子組件24的方法之流程圖。圖3A至圖3B及圖4A至圖4B說明用於完成前述方法之不同構件。
在圖3A中，螺線管線圈20經去能，同時由作用於接觸滾筒12上抵住移動之測試板22及測試組件24的彈簧21維持一預負載力或一預定力。在傳送過程期間，測試板22如箭頭30所展示之運動，其載運以遞增方式間隔之複數個電子組件24至台以供測試。接觸滾筒12處於如圖3A所展示之相對於測試板22之位置，以使得在電子組件24到達測試台時，接觸滾筒12恆定地接觸移動之測試板22及/或組件24，並在其上施加或施用第一預定力F1 。該第一預定力F1 經預負載以防止在電子組件24在接觸滾筒12下面移動時造成電子組件之損壞(步驟32)。僅出於說明目的，對於在板22移動期間與電子組件24接觸之最大可允許力為20克。理想地，較佳將第一預定力F1 維持在約10克與約20克之間(包括10克及20克)。
在測試組件24定位於測試台處時，測試板22停止。若測試板運動停止(步驟34)且測試組件24在測試台處對準(步驟33)，則激勵螺線管線圈以施用一力從而由接觸滾筒12施用一力F2 至靜止組件24上(步驟36)(圖3B)。對於接觸滾筒12至電子組件24上之可靠連接而言，第二預定力F2 較佳為約50克。在測試台處之測試程序期間第二預定力F2 維持在靜止電子組件24上。(步驟38)。在完成電子組件24之測試時(步驟40)，螺線管線圈20去能以移除對螺線管桿之添加力，且接觸滾筒12返回至在板22移動期間之施用力F1 以傳送另一組件至測試台處之準備位置。
在一替代性實例中，圖3A及圖3B中之螺線管線圈20經替換為一流體操作式致動器，例如，具有一對施用不同壓力至接觸滾筒12之閥或閘26、28(圖4A、圖4B)之氣動致動器。正如於圖3A及圖3B中所說明之實例，展示於圖4A及圖4B中之實例中的接觸滾筒12仍保持與測試板22及/或測試組件24之接觸。
在圖4A中，埠26中之流體壓力經設置以在靜止測試期間施加規定量之力(亦即，大約50克)至電子組件24上。閘28允許流體壓力在測試軌道22運動期間自埠26消除一部分力從而使接觸僅施加約20克力至測試軌道22及電子組件24上。在測試軌道22及電子組件24停止以供測試時，閘28切換以將埠上之全部流體壓力排放成大氣壓力或負壓從而使埠26中之流體壓力施加適當力至電子組件上以供適當測試。
圖4B為實現電子組件上之可變力之另一流體邏輯裝置。埠26中之流體壓力經設置以使其在測試軌道及電子組件運動期間施加適當力至接觸上。在電子組件準備測試時，閘28打開且流體壓力施加用於穩定電子測試之適當力。測試後，閘28進行切換，從而允許高壓力排放成埠26中之較低壓力。埠27允許氣缸之下半部分打開至大氣壓力。
在各種情形下，接觸滾筒12並不垂直移動以遠離測試板22及電子組件24。接觸滾筒12持續維持與測試板22或電子組件24之接觸。僅僅改變由接觸滾筒12施用至電子組件24上之力。結果，與測試電子組件接觸之影響為零且對電子組件之損壞減至最小。
現參看圖5，以力相對時間/位置(接觸滾筒12相對於測試板22的位置)之圖表方式說明該過程。在t0 時，在測試板22相對於滾筒12移動時，滾筒12接觸測試板22之邊緣，以在時間/位置t1 時將電子組件24帶入準備位置以供測試。在時間t1 時，板停止移動且在電子組件24之在時間t1 與t2 之間的測試所需之時間週期中，滾筒12之施用力自F1 增加至F2 。用於改變在F1 與F2 之間的施用力之遞增力施用致動器可為任何適宜致動器，舉例而言且並非限制，諸如，螺線管致動器20(圖3A、圖3B)，壓電致動器23(圖6A、圖6B)，或流體操作式致動器(圖4A、圖4B)。在完成測試時，在時間t2 時，移除遞增力F2 。在測試板22移動期間在t2 直至t3 之時間週期內滾筒12之力返回至F1 從而將下一個電子組件24定位於準備位置以供測試。在t3 至t4 之時間內，測試以增加的遞增力F2 如上文對電子組件24之測試之描述繼續進行。過程以將測試之電子組件24之數目重複。
現參看圖6A及圖6B，壓電致動器23經激勵至第一預定值，以相抵移動之測試板22及測試組件24施用第一預定力F1 至接觸滾筒12上。在傳送過程期間，測試板22如箭頭30所展示之運動，其載運以遞增方式間隔之複數個電子組件24至台以供測試。接觸滾筒12具有圓形外滾動表面14且藉由延伸穿過導引軸承19之機械軸25支撐於輪軸16上。在傳送移動期間，接觸滾筒12恆定地接觸移動之測試板22及/或組件24並施用第一預定力F1 。在組件24定位於測試台處時，測試板22停止。壓電致動器23經激勵至第二預定值以在測試台處之測試程序或循環期間相抵靜止組件24施加或施用第二預定力F2 至接觸滾筒12上。在完成測試循環時，壓電致動器23再次經激勵至第一預定值以在開始傳送另一組件24至測試台處之準備位置以供測試之傳送過程之前將施用在組件24上之力減小為第一預定力F1 。
雖然已結合當前被視作最實務及最佳之實施例來描述本發明，應瞭解本發明並不限於已揭示之實施例，而相反，本發明意欲涵蓋隨附之申請專利範圍之精神及範疇中所包括之各種修改及等效裝置，此範疇應符合最廣泛之詮釋以涵蓋如法律所許可之所有此等修改及等效結構。
12．．．接觸滾筒
14‧‧‧圓形外滾動面
16‧‧‧輪軸
18‧‧‧磁化螺線管桿或彈簧
19‧‧‧導引軸承
20‧‧‧螺線管線圈/螺線管致動器
22‧‧‧測試板/測試軌道
23‧‧‧壓電致動器
24‧‧‧電子組件/測試組件
25‧‧‧機械軸
26‧‧‧閥或閘/埠
27‧‧‧埠
28‧‧‧閘
30‧‧‧箭頭
F1 ‧‧‧力
F2 ‧‧‧力
t0 ‧‧‧時間0
t1 ‧‧‧時間1
t2 ‧‧‧時間2
t3 ‧‧‧時間3
t4 ‧‧‧時間4
t5 ‧‧‧時間5
圖1A及圖1B為說明根據先前技術用以在測試台處接觸測試組件之接觸滾筒之示意圖。
圖2為說明用於調節接觸滾筒對電子組件之力的步驟之流程圖。
圖3A及圖3B為根據本發明之一實施例的具有一螺線管致動器的在測試台處之接觸滾筒之示意圖。
圖4A及圖4B為根據本發明之另一實施例的具有一流體操作式致動器的在測試台處之接觸滾筒之示意圖。
圖5為接觸滾筒力相對時間及相對於接觸滾筒之測試板與電子組件的位置之圖表。
圖6A及圖6B為根據本發明之另一實施例的具有一壓電致動器的在測試台處之接觸滾筒之示意圖。
F1 ．．．力1
F2 ．．．力2
t0 ．．．時間0
t1 ．．．時間1
t2 ．．．時間2
t3 ．．．時間3
t4 ．．．時間4
t5 ．．．時間5

Claims (20)

  1. 一種用於測試電子組件之裝置，該等電子組件支撐於一用於沿一穿過一測試台之行進路徑輸送之測試板上，其改良包含：一位於一測試台處之接觸滾筒，其用於沿該測試板之一表面及藉由該測試板輸送至該測試台以供測試之至少一個電子組件滾動；及一遞增力施用致動器，其可操作以在一第一模式下在該測試板移動時經由該接觸滾筒施加一第一預定力至該測試板及被支撐之電子組件上，且可操作以在一第二模式下在該電子組件在該測試台處進行測試期間靜止時經由該接觸滾筒施用一第二預定力至該電子組件上。
  2. 如請求項1之裝置，其中該遞增力施用致動器包括一氣動致動器，其可選擇性地操作以經由該接觸滾筒施用該第一及該第二預定力。
  3. 如請求項1之裝置，其中該遞增力施用致動器包括一螺線管，其可選擇性地操作於一激勵模式與一去能模式之間以經由該接觸滾筒施用該第一及該第二預定力。
  4. 如請求項1之裝置，其中該遞增力施用致動器包括一壓電致動器，其可選擇性地操作於一第一模式與一第二模式之間以經由該接觸滾筒施用該第一及該第二預定力。
  5. 一種測試由一用於沿一穿過一測試台之行進路徑輸送之測試板支撐的至少一個電子組件之方法，一位於該測試台處之接觸滾筒在測試期間接觸該電子組件，其方法包 含：持續維持該接觸滾筒與該測試板及該被支撐之電子組件中之至少一者接觸；在該測試板移動時藉由該接觸滾筒施加一第一預定力至該測試板及該電子組件中之至少一者上；及僅在該電子組件於該測試台處靜止時藉由該接觸滾筒施加一大於該第一預定力之第二預定力至該電子組件上。
  6. 如請求項5之方法，其中施加一第一預定力包括在一經由該接觸滾筒施用該第一預定力之第一操作模式與一經由該接觸滾筒施用該第二預定力之第二操作模式之間操作一致動器。
  7. 如請求項6之方法，其中操作該致動器包括激勵及去能一螺線管以在該第一操作模式與該第二操作模式之間變化。
  8. 如請求項6之方法，其中操作該致動器包括加壓一流體操作式致動器至第一及第二壓力以在該第一操作模式與該第二操作模式之間變化。
  9. 如請求項5之方法，其中施加該第一預定力施用一在10克(含10克)與20克(含20克)之間之力，且施加該第二預定力施用一50克之力。
  10. 一種用於測試藉由一可移動測試板輸送至一測試台之電子組件之方法，其包含：在一測試板沿一穿過一測試台之行進路徑移動期間， 藉由一接觸滾筒對該測試板、對由該測試板支撐以沿該穿過該測試台之行進路徑輸送之至少一個電子組件施加一第一預定力；及在測試一由該測試板定位於該測試台處之靜止電子組件期間，藉由該接觸滾筒對該由該測試板支撐之靜止電子組件施加一大於該第一預定力之第二預定力。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包含：在該電子組件定位於一相對於該測試台之準備位置時停止該測試板；在該準備位置處測試該靜止電子組件；在該測試期間維持該靜止電子組件上之該第二預定力；及在完成該測試後自該至少一個電子組件移除該第二預定力。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包含：在移除該第二預定力之後維持該測試板上之該第一預定力；及沿該穿過該測試台之行進路徑移動該測試板。
  13. 如請求項10之方法，其中施加一第一預定力包括一不大於20克之力。
  14. 如請求項10之方法，其中施加一第一預定力包括施加一在10克(含10克)與20克(含20克)之間之力。
  15. 如請求項10之方法，其中施加一第二預定力包括施加一50克之力。
  16. 如請求項10之方法，其進一步包含：持續維持該接觸滾筒與該測試板及該電子組件中之至少一者接觸。
  17. 如請求項10之方法，其進一步包含：回應於一螺線管致動器之啟動而施用該第一及該第二預定力。
  18. 如請求項17之方法，其進一步包含：去能該螺線管致動器以施加該第一預定力；及激勵該螺線管致動器以施加該第二預定力。
  19. 如請求項10之方法，其進一步包含：回應於一氣動致動器之啟動而施用該第一及該第二預定力。
  20. 如請求項19之方法，其進一步包含：在一第一模式中啟動該氣動致動器以施加該第一預定力；及在一第二模式中啟動該氣動致動器以施加該第二預定力。
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