TWI435668B - 用於處理電子構件之配置及方法 - Google Patents

Description

用於處理電子構件之配置及方法

本發明關於一種用於處理及/或測試電子構件之配置及方法。

在電子構件之製造、調整期間或在被整合成一個印刷電路之前，該等電子構件通常沿著多半係完全自動化的生產線，經歷一系列的操作，例如電氣測試。該等電子構件因此藉可係例如線形或者圓形的輸送裝置，自一個處理站台送至另一個。

圓形輸送裝置係設計以在配置於迴轉轉盤之周邊的複數個處理站台之間，傳送小尺寸之構件，且尤其係電子構件。如上述，迴轉輸送裝置多半係被使用以製造及調節電子構件。

參照第1圖，配置1包括迴轉的轉台2以可抓取複數個索引位置。在該轉台周圍界定處理站台3之複數個規則地間隔的位置，該位置通常被諸處理站台所佔用以對被遞送至此之電子構件執行一個或數個操作。在一些情形，一個處理站台能佔有數個位置。在該轉台周圍所放置之所有處理站台因而形成被傳送至該轉台上的構件所經歷連續操作的循環。該轉台2配備有構件托座4以供移除或接收來自不同之處理站台的諸構件、以供在該轉台移動期間保持該等構件及以供在必要時，將該等構件遞送至下一個處理站台。

該等處理站台3多半係不同類型且進行不同功能。當一些站台對該等電子構件進行電氣或者光學測試時，同時需要其他的處理站台以用於抓取、接觸、定心、翻轉、轉向或輸送該等構件。該等及其他操作多半在大多數站台需要一個或數個致動器，如馬達、電氣及/或電子部件等。至少有些站台亦包含感測器以用於感測該等構件及/或致動器的參數。

僅有在該等不同站台之該等不同致動器所進行的動作完全地同步運作下，快速且可靠的處理才有可能進行。先前技藝之配置因此多半包含一個中央處理系統以控制及同步化不同處理站台的各種致動器。該處理系統對不同的致動器產生不同的命令信號。該中央系統可例如在每一個站台上產生傳送至之每一個馬達的類比電流。諸局部處理站台有時包含用以放大自該站台所接收之電流信號的放大器。

在一些配置中，各種數位信號自該中央處理系統傳送至諸局部處理站台並使用專用數位至類比(digital-to-analog)轉換器加以局部地處理。將諸專用連接器(如電纜)設立在該中央處理系統及該等不同致動器之間。

該廣布的配置遭遇到若干缺點。第一，因為此系統必須傳送專用的信號至很多數量的不同致動器及部份，因此該中央處理系統的複雜度通常很高。此中央系統亦須通曉且使用每一個致動器所需的命令信號之格式。以諸使用不同致動器的其他站台替換一站台通常需要整個系統的阻斷以調適該中央處理系統所執行的軟體，且多半需要該中央處理系統及經更新的站台之間的新的配線之安裝。此外，在每一個致動器使用專用線路不僅昂貴，而且亦須求許多的容量。當傳輸低階的命令信號時(頻寬可能會很重要)，需要甚至更昂貴且大量的連接電纜。

CH-A1-695871及WO2004052069兩者皆描述有具有數個站台的一轉台。至中央站台的連接在此等文獻中並未描述。

US4354268描述包含用以測試電子構件的複數個測試頭之系統。該等測試頭不包含任何致動器而此文獻因此與諸致動器的驅動不相關。

用於以複數個局部處理器(但未以任何局部致動器)測試電子構件的其他方法在JP06180349中被敘述。

因此本發明的目的在於解決以上所提的問題。

根據本發明，伴隨尤其是用於處理電子構件的配置以解決該等問題，其包括；

-複數個用於處理電子構件的處理站台，其中至少一些處理站台包含電子致動器；

-用於自一個處理站台傳輸電子構件至下一個處理站台的輸送裝置，如一轉台；

-用以命令該等處理站台的中央處理單元；

-至少一些處理站台包含局部處理單元以用於產生給上述電子致動器之命令信號；

-該中央處理單元透過電子匯流排(6)連接至該局步處理單元(7)，

-該中央處理單元被設置以將高階數位命令指令傳送至該等局部處理單元且在該電子匯流排上移動，

-該局部處理單元被設置以解譯該等高階數位命令指令以判定該等命令信號。

本發明亦關於利用作為諸命令之載送者的單一類型之連接線(較好係單一類型的資料封包)連接一中央處理單元與複數個局部處理單元的方法。該等連接線較好係包含用於IP連接的數位連接線(如RJ45電纜)，且較好係連接成建立圍繞該中央處理單元的網絡，該網路較好係一環狀網絡或開環狀網絡，但也可能係星狀網絡。

在該中央處理單元與每一者之間使用一電子匯流排有利於減少連接電纜在配置上的數量及變化。在該等處理站台中使用局部處理單元係有利的，因為其允許中央處理單元及每一個處理站台之間的數位交流。送至每一個站台的該等數位命令指令係透過一單一線以多工封包方式傳送，並被在該等處理站台中的一可程式化系統解多工及解譯。改變一處理站台的該等致動器因此僅需要新的該中央處理單元及該局部處理單元之程式。

而且，該等局部處理單元較好係能解譯從中央系統送達的高階命令，因而使該等低階信號之傳送變為不必要。

參照第1圖，配置1包含一輸送裝置，如可抓取複數個索引位置之一轉台或迴轉圓筒2。在該轉台周圍界定處理站台3之複數個經規則地間隔的位置，該位置通常為處理站台所佔用，以對被遞送至此之電子構件執行一個或數個操作。由該等處理站台3進行的處理操作可包括電子構件之處理(翻轉、對準、轉向等等)、電性測試，光學測試及標記等等。該等處理操作之結果可局部地使用於該處理站台中、被傳送至一中央處理單元或其他專用站台。

在一些情形，一個處理站台可以佔有數個位置。在該轉台周圍放置所有該等處理站台因而形成被傳送之電子構件所進行的連續操作的一循環。該轉台2配備有構件托座4以供移除或接收該等來自該等不同之處理站台的該等構件、以供在該轉台移動期間保持該等構件及以供在必要時，將該等構件遞送至下一個處理站台。該等轉台的構件托座4可包含一透過空氣真空抓取及支持該等電子構件的拾取噴嘴。

第2圖係以圖式形式圖示一電子系統，其用於控制在各種處理站台3上的電子致動器。該系統包含一中央處理單元5(如工業個人電腦、工作站或數位CNS)，其中該中央處理單元較好係具有：輸入手段，如鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、觸覺顯示等等；輸出手段，如一顯示器；永久及暫時儲存手段；及數位處理手段等等。該中央處理單元5透過數位電子匯流排6連接至在該等各種處理站台3的複數個局部處理單元7。每一個處理站台包含一個或數個(較好係不要多於兩個)局部處理單元7。該電子匯流排6較好係一封包基底匯流排，如一乙太網路匯流排。每一局部站台較好係透過單一類型之電子匯流排而連接至該中央站台5，且使用例如乙太網路之標準電纜，如RJ45。該電子匯流排較好係有一圍繞該中央處理單元5之環狀網路佈局的特徵。該中央站台5、該等局部站台3及匯流排因此係包含複數個熱插拔節點的一封包網路(如一乙太網路)的所有部份。每一個局部站台透過一相同電纜(如一乙太電纜)連接至該中央站台5及其他該網路的節點。

分開的配線可用以供給該等處理站台能量，或用在另外的功能(如視訊)。所有站台之該中央處理站台及每一個站台之間的配線較好係皆相同，且無關於配備、致動器或在每一個站台所執行的處理功能之類型。每一個處理站台因此可在不變換與中央站台之間的配線下，安裝、更新或替換。

在處理站台3之每一個局部處理單元7較好係包含一匯流排控制器70、一處理器71、一記憶體72及一致動器控制器73，以控制一個或數個電子致動器8。提供有一個或數個感測器9，如線性或角位解碼器、光學系統及電流控制系統等等)。所有的該局部處理單元之構件較好係被裝配於一單一印刷電路板上及/或一單一罩中。

該匯流排控制器70較好係除了包含一乙太網路介面卡或者構件以外，亦包含裝配在主印刷電路板上或一另外的擴充板上的連接器。其透過位址的使用而提供了至該電子匯流排6及一低階定址系統的實體通道(可使用如DIP開關等開關而界定)。該匯流排控制器70包含諸輸入/輸出數位線，該等輸入/輸出數位線用以與該處理器71交流，且用以交換數位命令指令75及其他透過匯流排6所接收的資料。

該處理器71可為一通用微處理器或微控器，並執行儲存在永久及半永久記憶體72中的軟體。為了適當地控制諸致動器8，該處理器71控制所有該局部處理單元7的其他構件，並對從該匯流排控制器70所接收的該等命令指令75進行解碼。在記憶體72中之軟體及致動器驅動程式可依在該處理站台3呈現的諸致動器而定，亦或可係一般的且無關於致動器的類型。

該記憶體72可包含除了用以儲存程式、驅動程式及永久設定或參數的一永久或半永久記憶體以外，亦包含一在該程式執行期間所使用的隨機存取記憶體(RAM)。該永久或半永久記憶體可包括電子記憶手段(如一ROM、PROM、EPROM、EEPROM及快閃等等記憶體構件)及/或磁性或光學記憶手段(如一硬碟)。

該致動器控制器73較好係連同一些感測器9、一個或數個封閉調節迴路、濾波器及放大器而構成，以將由處理器71所輸出之數位輸入信號轉換成實際驅動該等致動器8的類比電流或電壓信號。被提供之電流及/或電壓可取決於感測器9所提供之回饋信號。其他來自該等感測器9之信號可被輸入至該處理器71，以用於一數位回饋及/或用於轉送該等值至中央處理單元5。至少對於一些致動器，一開迴路驅動結構係有可能的。

該電子致動器8可包括電子馬達(如DC馬達)、步進馬達、音圈、無刷馬達、電磁鐵、振動器及/或其他種類的馬達或致動器(取決於該處理站台)。

透過該電子匯流排6經交換的數位訊息較好係在三種通道中成群。

即時資料通道，其係用以傳輸輸入/輸出值及參數至且自局部處理單元7。該通道可使用一分享記憶部，其當一從屬單元讀取輸入的狀態及寫入讀出的狀態時，同時一主屬單元讀取輸入的狀態及寫入讀出的狀態。該主屬單元可係一中央處理單元5中之一處理，同時該從屬單元可係一局部處理單元7中之一處理。亦可能永久地或暫時地交換那些角色。

命令通道，其係用以傳輸用於諸致動器8之數位命令指令。該數位命令指令係命令該等致動器的移動及動作的高階數位命令指令。該命令可例如指示一啟始時間、一結束位置或係沿著一個或數個軸的位移值及一速度或加速度等等。其他高階命令可說明一指數化、或一軌道或一特定的移動。該等命令藉由該處理器71所執行之程式而被解譯以判定輸出至該等致動器8的諸驅動信號，以執行命令中所指示的高階。

監控通道，被該中央處理單元5用以檢出諸致動器或感測器的參數。在遍及該監控通道所交換之諸命令指令所欲檢出之參數的識別，並由局部處理單元將此值傳回或儲存於一共享記憶空間。

在一較佳的實施例中，遍及所有通道所交換的信息藉由使用IP封包於IP埠而被傳輸。

中央處理單元較佳係亦包含一中央時脈系統，其發出時脈信號，該時脈信號被傳送至所有局部站處理站台以將在每一個站台所執行的步驟進行同步化。此外，該中央處理單元5亦可在每一個局部處理站台3執行資料、日誌文件、諸程式及諸驅動程式的備份。

諸數位指令的解譯包含例如以下中之一或數者：

-執行真實性檢查(如循環冗餘檢查)，以證實所接收的指令係真實的且/或需要被執行。

-計算諸移動部分的軌跡，以執行自中央處理單元5接收的諸指令(如移動指令)。

-執行諸碰撞測驗，以避免該等移動部分的碰撞。

-計算需要被傳送至制動器控制器73的值，以執行該等指令及/或依循該等經計算的軌跡。

-檢出來自記憶體72及/或感測器9的資料或參數，並傳送或提供該等資料/參數至該中央處理單元。

-當需要時，向該中央處理單元5報告該等指令的結果。

-向該中央處理單元5報告錯誤或警告狀況。

-更新在記憶體72中之程式碼部。

-其他等等。

每一個局部處理單元較好係在記憶體72中或其他記憶體中包含記憶部720，其包含該處理站台的諸參數，係例如每一個站台的獨一ID以及處理站台的類型、可用的諸致動器及/或感測器、及也許在每一個處理站台3所安裝的軟體及諸驅動程式的版本的識別。該識別720可較佳係被該中央處理單元5所檢出或傳送至該中央處理單元5，以使其可知道那個處理站台被安裝在轉台的每一個所索引的位置及知道有諸致動器8及感測器9的形式。此識別可被該中央處理單元5用以確認其傳送的諸命令被處理站台了解並執行以更新儲存於每一個站台的記憶體72中的局部軟體及諸驅動程式。此亦允許該中央處理單元5以自動地偵測移動或更新任何一個該等處理站台3。隨插即用安裝程序或該等處理站台的更新因此係可能的，例如該中央處理單元掃描到所有已連接的諸局部處理單元的資料/參數並更新其本身的程式及參數，同時在掃描期間會找到諸新處理站台的程式。此掃描可例如每次中央處理單元被開啟(及/或定期)時被執行。

記憶體72或處理站台7的其他部分亦可包含授權手段以使中央處理單元5可確認局部處理單元7係來自廠商的真實的構件。未經授權的處理單元7(如諸仿造單元)的使用因此可被防範。該等認證手段可包括例如密碼的手段，如答案提示機制、或秘密密碼金鑰、或密碼等等。此外，循環冗餘檢查或記憶體72之至少一些部份的雜訊可被執行並提供至該中央處理單元，以証實處理站台7中的諸軟體碼及/或資料的完整性及真實性。

如在第2圖及說明書中所述，本發明亦關於一局部處理單元3，其無關於所請求的該配置的其他諸構件。本發明進一步關於電腦媒體，其包含將被中央處理單元及/或被局部處理單元7所執行的程式資料以執行以上所述及所請求的方法的諸對應部分。

1．．．配置

2．．．輸送裝置(如一轉台)

3．．．處理站台

4．．．拾取噴嘴

5．．．中央處理單元

6．．．電子匯流排

7．．．局部處理單元

8．．．電子致動器

9．．．感測器

70．．．匯流排控制器

71．．．處理器

72．．．記憶體

720．．．記憶部

73．．．致動器控制器

74．．．命令信號

75．．．數位命令指令

本發明將在說明之協助下較好了解，並將藉圖示說明，其中：

第1圖係圖示包含具有數個處理站台之圓狀轉台的配置。

第2圖係圖示用於控制處理站台之致動器的區塊示意圖，其中僅圖示一個局部處理單元的區塊。

3．．．處理站台

5．．．中央處理單元

6．．．電子匯流排

7．．．局部處理單元

8．．．電子致動器

9．．．感測器

70．．．匯流排控制器

71．．．處理器

72．．．記憶體

720．．．記憶部

73．．．致動器控制器

74．．．命令信號

Claims (15)

1. 一種用於處理電子構件的配置(1)，其包含：-複數個用於處理諸電子構件的處理站台(3)，至少一些處理站台包含電子致動器(8)；-用於自一個處理站台傳輸諸構件至下一個處理站台的輸送裝置(2)；及-用於命令該等處理站台的中央處理單元(5)；-至少一些處理站台(3)包含用於產生諸命令信號(74)給該等電子致動器(8)的局部處理單元(7)；-該中央處理單元(5)透過電子匯流排(6)連接至該等局部處理單元(7)；-該中央處理單元被設置以透過該電子匯流排(6)將諸高階數位命令指令(75)傳送至該等局部處理單元；該等高階數位命令指令指示下列者中的至少兩者：啟始時間；結束位置；沿著一個或數個軸的位移值；速度；加速度；指數化(indexation)；及行跡，及-該局部處理單元被設置以解譯該等高階數位命令指令以判定該等命令信號(74)。
2. 如申請專利範圍第1項之配置，其中：該等局部處理站台(3)所產生的該等命令信號(74)包含用於驅動諸馬達的類比信號。
3. 如申請專利範圍第1項的配置，其中該電子匯流排(6)係封包基礎匯流排。
4. 如申請專利範圍第3項的配置，其中該電子匯流排(6)係為乙太網路基礎匯流排。
5. 如申請專利範圍第1項的配置，其中該等局部處理單元(7)的每一者包含：用於透過該電子命令匯流排接收及傳送資料的匯流排控制器(70)；用於解釋透過該匯流排控制器(70)所接收的該等數位命令指令(75)的處理器(71)；被該處理器(71)命令且連接至該致動器以產生該等命令信號的至少一個致動器控制器(73)。
6. 如申請專利範圍第5項的配置，該致動器控制器(73)係一個或數個封閉調節迴路的一部分。
7. 如申請專利範圍第1項的配置，每一個局部處理單元(7)包含電子識別(720)。
8. 如申請專利範圍第1項的配置，其中該中央處理單元(5)係將複數個處理站台(3)所執行的操作進行同步化的個人電腦。
9. 如申請專利範圍第1項的配置，該中央處理單元(5)包含中央時脈系統，其發出時脈信號，該時脈信號被傳送至所有該等局部處理站台以將在每一個站台所執行的步驟進行同步化。
10. 如申請專利範圍第1項的配置，其中該輸送裝置(2)係為一轉台。
11. 一種處理電子構件的方法，包括以下步驟：-在複數個處理站台(3)同時地處理諸電子構件；-使用輸送裝置自一個處理站台(3)輸送該等電子構件至下一個處理站台；及-由中央處理單元(5)命令該等處理站台；其中該方法更包含有以下步驟：-在該中央處理單元(5)中產生諸高階數位命令指令(75)，該等高階命令指令指示下列者中之至少兩者：啟始時間；結束位置；沿著一個或數個軸的位移值；速度；加速度；指數化；及行跡，將該等數位命令指令(75)於該中央處理單元(5)與該等局部處理站台(3)之間透過電子匯流排(6)傳輸-在該局部處理站台解譯該等高階數位命令指令(75)以判定用於該局部處理站台的諸致動器的命令信號(74)。
12. 如申請專利範圍第11項的方法，包括使用在該等處理站台(3)的局部處理單元解譯該等數位命令指令，並根據解譯產生用於驅動該等電子致動器的類比信號之步驟。
13. 一種用於處理電子構件的配置(1)，其包含：-複數個用於處理諸電子構件的處理站台(3)，至少一些處理站台包含用以在電子構件上執行至少一個操作的電子致動器(8)；-用於自一個處理站台傳輸諸構件至下一個處理站台的轉台輸送裝置(2)；該處理站台(3)被定義為環繞該轉台輸送裝置；及-用於命令該等處理站台的中央處理單元(5)；其中，-至少一些處理站台(3)包含用於產生諸命令信號(74)給該等電子致動器(8)的局部處理單元(7)；-該等命令信號(74)包含用於驅動馬達的類比信號；-該中央處理單元(5)透過電子匯流排(6)連接至該等局部處理單元(7)；-該中央處理單元被設置以透過該電子匯流排(6)將諸高階數位命令指令(75)傳送至該等局部處理單元；該等高階數位命令指令指示：啟始時間；結束位置；沿著一個或數個軸的位移值；速度；加速度；指數化(indexation)；及行跡，該局部處理單元(7)包含有透過該電子匯流排(6)以接收及傳送資料匯流排控制器(70)，用於解釋透過該匯流控制器所接收的該等數位命 令指令(75)的處理器(71)，該處理器(71)命令且連接至該電子致動器(8)以產生該等命令信號的至少一個致動器控制器(73)，該致動器控制器係一個或數個封閉調節迴路的一部分，及一電子識別(720)；-該局部處理單元被設置以解譯該等高階數位命令指令以判定該等命令信號(74)；該電子致動器(8)係被設置用以執行低階命令及低階信號而不需任何解釋；該命令信號(74)係由含有用於驅動馬達的類比信號的處理站台(3)。
14. 如申請專利範圍第13項的配置，由該電子致動器(8)進行的至少一個操作係為電子構件之處理、電性測試或標記。
15. 如申請專利範圍第13項的配置，其中該電子致動器包含有電子馬達、步進馬達、音圈、無刷馬達、電磁鐵或振動器。