TWI502173B

TWI502173B - 光電零組件檢測設備

Info

Publication number: TWI502173B
Application number: TW102114615A
Authority: TW
Inventors: Chunming Li
Original assignee: Mpi Corp
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2015-10-01
Also published as: TW201409001A

Description

光電零組件檢測設備

本發明係與光電零組件之檢測設備有關，特別是關於一種利用積分球(integrating sphere)罩住受測之光電零組件，以獲得更為準確之檢測結果的光電零組件檢測設備。

諸如發光二極體(light emitting diode，LED)單晶粒封裝或多晶粒封裝模組等光電零組件，在出廠前大都需經過特性檢測，以藉由諸如發光強度、色調等特性對光電零組件進行分類。前述檢測方式通常係利用一探針點測器(prober)與該光電零組件電性接觸而使該光電零組件發光，進而檢測該光電零組件之發光特性，甚至更利用一積分球罩住受測之光電零組件，以藉助積分球而獲得更為準確之檢測結果。

現行之光電零組件檢測設備的自動化檢測方式，大多係將待測之光電零組件遞送至積分球之一開口，或者進一步地將該光電零組件自該開口遞送到積分球內部。為了避免積分球外部之光線進入積分球而影響其檢測結果，積分球之開口大多位於其底端，且開口之尺寸與積分球之尺寸的比值必須小於一定值，如此使得尺寸較大之光電零組件，例如以載板上晶片(Chip on Board，COB)形式封裝之LED模組或LED燈條，難以進入一般尺寸之積分球的開口或完全被該開口罩住，而尺寸較大之積分球的價格又非常高昂，因此，對於尺寸較大的光電零組件，現行之檢測方式大多係先將積分球之上、下半球分開，以人工方式將待測之光電零組件設於積分球中後，再使上、下半球結合，然後再進行檢測，如此之檢測過程難以自動化，因而其檢測效率相當低。

換言之，習用之光電零組件檢測設備對於尺寸較大的光電零組件之檢測方式仍有其不便之處，而有待改進。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種光電零組件檢測設備，係能自動化地利用積分球對尺寸較大之光電零組件進行特性檢測者。

為達成上述目的，本發明所提供之光電零組件檢測設備包含有一具有一開口之積分球，以及一包含有至少一可相對該積分球位移並可自該開口進出該積分球之遞送單元的之遞送裝置，該遞送單元包含有一承載台，該承載台具有一用以承載一光電零組件之承載部，該遞送單元能自該積分球之外部位移至一檢測位置，其中該遞送單元位於該檢測位置時，該遞送單元之承載台的承載部係位於該積分球內。

藉此，該積分球之設計可配合尺寸較大之待測光電零組件而設置較大之開口，使得該遞送單元能將待測之光電零組件遞送至該積分球內。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，該遞送裝置更包含有一遮蔽件。該遞送裝置之遮蔽件能通過該積分球之開口，且當其中之一遞送單元轉動至該檢測位置時，該遞送單元之遮蔽件遮擋該積分球之開口。

藉此，在進行檢測時，該遞送單元之遮蔽件係遮擋該積分球之開口，以避免過多外部光線進入該積分球而影響其檢測結果。換言之，在使用相同尺寸之積分球的前提下，相較於習用之光電零組件檢測設備，本發明所提供之光電零組件檢測設備的積分球可設置較大之開口並仍可避免過多外部光線進入其中，因而可對尺寸較大之光電零組件進行自動化檢測，而不需藉助人力將待測之光電零組件設置到積分球內，因此，該光電零組件檢測設備之應用範圍廣，並能保有高效率及良好之檢測效果。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，該遞送裝置包含有複數該遞送單元，該等遞送單元能同步轉動並輪流地轉動至該檢測位置。藉此，非位於該檢測位置之遞送單元可用以執行其他流程，例如進料、出料、微點亮測試等等，以使該檢測設備之功能更完善且效率更高。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，該遞送裝置之遞送單元係繞一垂直軸向轉動，該積分球之開口係實質上垂直於該垂直軸向地延伸成弧形，且該承載台之承載部及該遮蔽件能通過該積分球之開口。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，該遞送裝置之遞送單元的遮蔽件具有一尺寸略小於該積分球之開口的弧形遮板。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，該遞送裝置包含有一旋轉單元；該遞送裝置之遞送單元中，該承載台具有一設於該旋轉單元之安裝部，該遮蔽件之弧形遮板具有分別自該承載台二側延伸而出之一第一遮擋部及一第二遮擋部，該承載台之承載部係自該安裝部延伸而出並位於該遮蔽件之第一遮擋部與第二遮擋部之間，該第一遮擋部、該承載部及該第二遮擋部係依序地通過該積分球之開口。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，該積分球包含有能相互分離之一上殼件及一下殼件，該上殼件與該下殼件相互組合時形成出該開口。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，更包含有一驅動單元，該驅動單元具有一能沿該垂直軸向移動之移動件，該積分球之上殼件與下殼件其中之一係設置於該移動件，該上殼件與該下殼件能藉由該移動件移動而相互分離及相互組合。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，該驅動單元之移動件具有一承載面，該積分球之上殼件的底部係設於該承載面上並能與該下殼件相接合。

較佳地，該遞送裝置包含有一旋轉單元以及一用以驅動該旋轉單元轉動之驅動器，且該遞送單元係固定於該旋轉單元並對應該積分球之開口；藉此，該遞送單元可受該旋轉單元帶動而可自該積分球之開口進出該積分球。

較佳地，該積分球之開口係呈弧形地延伸於該積分球之側面，而該遞送單元之遮蔽件具有一尺寸小於且形狀互補於該積分球之開口的弧形遮板。

較佳地，該遞送單元之遮蔽件具有一塗設有一反射擴散塗層之內表面，該內表面在該遞送單元位於該檢測位置時係朝向該積分球內部。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，該積分球之開口佔據該積分球之外表面的面積，係小於該積分球之外表面的總面積的5%。

藉此，在進行檢測時，該光電零組件於該積分球內的漏光程度，以及外部光線進入該積分球對檢測結果的影響即可控制在可接受的範圍之內，因此後續仍可透過軟體校正的方式對檢測結果進行有效的補償。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，當該遞送單元位於該檢測位置時，該光電零組件的發光中心與該積分球之球心之間的距離，係小於或等於該積分球的半徑的1/2倍。

較佳地，在前述之光電零組件檢測設備中，當該遞送單元位於該檢測位置時，該光電零組件的發光中心與該積分球之球心之間的距離，係小於或等於該積分球的半徑的1/3倍。

本發明藉由使該光電零組件的發光中心與該積分球之球心之間的距離介於前述之預定距離之內的作法，可大幅提升該積分球對於該光電零組件的收光效率，因此更能獲得良好之檢測效果。

有關本發明所提供之光電零組件檢測設備的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

10‧‧‧光電零組件檢測設備

52‧‧‧安裝部

20‧‧‧遞送裝置

22‧‧‧基架

24‧‧‧驅動器

26‧‧‧旋轉單元

262‧‧‧安裝座

28‧‧‧遞送單元

30‧‧‧檢測裝置

32‧‧‧基架

34‧‧‧驅動單元

342‧‧‧線性致動器

342a‧‧‧驅動件

344‧‧‧轉接架

346‧‧‧移動件

346a‧‧‧承載面

36‧‧‧積分球

362‧‧‧上殼件

362a‧‧‧凹缺

362b‧‧‧凸垣

364‧‧‧下殼件

364a‧‧‧凹缺

366‧‧‧開口

40‧‧‧承載台

42‧‧‧安裝部

44‧‧‧承載部

54‧‧‧弧形遮板

541‧‧‧第一遮擋部

541a‧‧‧內表面

542‧‧‧第二遮擋部

542a‧‧‧內表面

60‧‧‧光電零組件

70‧‧‧光電零組件檢測設備

80‧‧‧遞送裝置

82‧‧‧基架

84‧‧‧驅動器

86‧‧‧旋轉單元

862‧‧‧安裝座

88‧‧‧遞送單元

90‧‧‧承載台

92‧‧‧安裝部

94‧‧‧承載部

942‧‧‧凹槽

LC‧‧‧發光中心

P1‧‧‧檢測位置

P2‧‧‧進料位置

P3‧‧‧微點亮位置

P4‧‧‧出料位置

R‧‧‧半徑

SC‧‧‧球心

442‧‧‧凹槽

50‧‧‧遮蔽件

第1圖為本發明一較佳實施例所提供之光電零組件檢測設備與四光電零組件的立體組合圖；第2圖為本發明該較佳實施例所提供之光電零組件檢測設備之一遞送裝置與該等光電零組件的立體組合圖；第3圖及第4圖為本發明該較佳實施例所提供之光電零組件檢測設備之一檢測裝置的立體組合圖；第5圖係類同於第1圖，惟顯示本發明該較佳實施例所提供之光電零組件檢測設備之檢測裝置的一積分球係呈上、下殼件相互分離之態樣；第6圖為本發明另一較佳實施例所提供之光電零組件檢測設備與四光電零組件的立體組合圖；以及第7圖為第6圖中之該光電零組件檢測設備之一遞送裝置的其中之一遞送單元突伸至該積分球內部的上方示意圖，其中該積分球僅於本圖中僅繪示下殼件。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請先參閱第1圖，本發明一較佳實施例所提供之光電零組件檢測設備10包含有詳如第2圖所示之一遞送裝置20，以及詳如第3圖及第4圖所示之一檢測裝置30。

請參閱第2圖，該遞送裝置20包含有一基架22、一設置於該基架22之驅動器24(例如伺服馬達)、一設置於該基架22上並能受該驅動器24驅轉之旋轉單元26，以及分別設置於該旋轉單元26之四安裝座262上的四遞送單元28，該等遞送單元28能受該旋轉單元26帶動而繞一垂直軸向(Z軸)轉動。由於利用驅動器24(例如伺服馬達)直接驅轉或透過諸如減速機構、皮帶等元件間接驅轉該旋轉單元26之結構設計，為本申請案所屬技術領域中具有通常知識之人士所熟知之先前技術，且並非本申請案之技術重點所在，因此，其詳細構造容申請人在此不予贅述。

各該遞送單元28包含有一承載台40及一遮蔽件50。該承載台40係呈長條狀，具有一設於該旋轉單元26之安裝座262上的安裝部42，以及一自該安裝部42垂直於Z軸地延伸而出之承載部44(亦即其延伸方向係平行於X-Y平面)，該承載部44設有一凹槽442，藉以使一光電零組件60(在本實施例中為一LED燈條)能受該凹槽442限位地放置在該承載台40上。實際上，除了利用前述凹槽442來限位固定光電零組件60之外，亦可進一步於該承載台40配置真空吸引機構，利用真空吸附管路搭配設在該承載部44之凹槽442底面之多個真空吸附孔，來輔助固定待測之光電零組件60於該承載台40之承載部44。

該遮蔽件50亦具有一設於該旋轉單元26之安裝座262上的安裝部52，並具有一自該安裝部52垂直於Z軸地延伸而出之一弧形遮板54(亦即其延伸方向係平行於X-Y平面)，而且，該弧形遮板54具有分別自該承載台40二側延伸而出之一第一遮擋部541及一第二遮擋部542。該承載台40之承載部44係位於該遮蔽件50之第一、二遮擋部541、542之間，從該承載台40之安裝部42朝承載部44的方向看時，該遮蔽件50之第一、二遮擋部541、542係分別位於該承載台40之左方及右方。

請參閱第3圖及第4圖，該檢測裝置30包含有一基架32、一驅動單元34及一積分球36。該驅動單元34包含有一設置於該基架32之線性致動器342(例如油壓驅動器)、一設置於該線性致動器342之一可線性移動之驅動件342a的轉接架344，以及一與該轉接架344固接之移動件346。該積分球36包含有能相互分離之一上殼件362及一下殼件364，該上殼件362及該下殼件364係分別概呈空心半球體狀，惟該上殼件362之底部周面的一部分具有一凹缺362a，其餘部分具有一徑向地向外延伸之凸垣362b，且該下殼件364之頂部周面亦具有一凹缺364a，該凹缺364a係與該上殼件362之凹缺362a相對應，該上殼件362底部之凸垣362b係固設於該移動件346之一承載面346a上。該移動件346能受該線性致動器342驅動而沿該垂直軸向(Z軸)移動，藉以使該上殼件362與該下殼件364相互分離(如第5圖所示)或相互組合(如第3圖所示)。

如第5圖所示，當該積分球36之上殼件362與下殼件364相互分離時，使用者能將探針點測器(圖中未示)設置於該積分球36內。如第3圖所示，當該積分球36之上殼件362與下殼件364相互組合時，該上殼件362底部係與該下殼件364頂部相接合，且該二凹缺362a、364a共同形成出一實質上垂直於該垂直軸向(Z軸)地延伸成弧形之開口366，亦即，該開口366係平行於X-Y平面地弧形延伸於該積分球之側面。換言之，該積分球36之開口366的形狀係概與各該遮蔽件50之弧形遮板54的形狀互補，而且，各該弧形遮板54之尺寸係略小於該開口366之尺寸。

由於各該承載台40之承載部44及各該遮蔽件50之遮擋部541、542皆能通過該積分球36之開口366，該等遞送單元28受該旋轉單元26帶動而同步轉動時，能輪流地自該積分球36之外部轉動至一如第1圖所示之檢測位置P1。舉例而言，由上往下看時若該等遞送單元28係朝逆時針方向轉動，則各該遞送單元28之第一遮擋部541、承載部44及第二遮擋部542會依序地通過該積分球36之開口366，並在過程中停留在該檢測位置P1一小段時間。

當其中一該遞送單元28位於該檢測位置P1時，其承載台40之承載部44連同其承載之光電零組件60係位於該積分球36內部之中心位置，同時該遞送單元28之遮蔽件50係遮擋該積分球36之開口366，此時，設置於該積分球36內部探針點測器(圖中未示)可受自動控制而往該光電零組件60進給，並藉由探針點測器之探針點觸光電零組件60之電極接點，使位於該積分球36內之光電零組件60得以發光，藉此，得以利用該積分球36來檢測該光電零組件60之發光特性。必須說明的是，探針點測器之結構與其進給機構，為本申請案所屬技術領域中具有通常知識之人士所熟知之先前技術，且並非本申請案之技術特徵所在，因此申請人在此不再詳加敘述。另外，各該遮蔽件50之各遮擋部541、542的內表面541a、542a可塗設諸如硫酸鋇(barium sulfate)或俗稱鐵氟龍之聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)等材質之反射擴散塗層(實際上，該反射擴散塗層可由任何能形成白色塗層或白色烤漆的材料所製成)，藉此，當各該遞送單元28位於該檢測位置P1時，其遮蔽件50之遮擋部541、542的內表面541a、 542a係朝向該積分球36內部，且因具有反射擴散功能而使得待測物所發出的光可均勻地被反射擴散於該積分球內部。

除此之外，其他非位於檢測位置P1之遞送單元28亦可用以進行其他程序；舉例而言，第1圖中非位於該檢測位置P1之遞送單元28係分別位於一進料位置P2、一微點亮位置P3及一出料位置P4，待測之光電零組件60被設置到該遞送裝置20時係被一進料裝置(圖中未示)放置到位於該進料位置P2之承載台40上，並會在轉動至該檢測位置P1之前先停留在該微點亮位置P3，以受一微點亮測試機(圖中未示)測試，各該光電零組件60在受該積分球36檢測完畢後會在該出料位置P4被一出料裝置(圖中未示)取離該遞送裝置20，並被遞送至所屬分類類別之儲存容器(圖中未示)中。

在使用相同尺寸之積分球的前提下，相較於習用之光電零組件檢測設備，該光電零組件檢測設備10的積分球36可配合受測之光電零組件60之尺寸而在積分球之側面設置較大之開口366，並藉由各該遮蔽件50在進行檢測時遮擋該開口366，以避免過多外部光線進入該積分球36而影響其檢測結果。因此，本發明所提供之光電零組件檢測設備可對尺寸較大之光電零組件進行自動化檢測，而不需藉助人力將待測之光電零組件設置到積分球內，進而達到高檢測效率，並同時保有良好之檢測效果。開口366設置的位置並不以本案實施例所侷限，例如在第1圖中，開口 366設置在積分球36中央部位，設計上亦可以將開口設置在積分球36的其他區域。

值得一提的是，本發明所提供之光電零組件檢測設備可應用於各種需藉助積分球檢測發光特性之光電零組件，各該承載台之形狀可依據受測物之形狀設計而不以前述實施例所揭示之長條狀為限，且該積分球之開口形狀及各該遮蔽件之形狀在設計上亦可隨不同受測物而更改。在不變更承載台40之長度的條件下，前述該等長條狀之承載台40亦可用以承載尺寸較該光電零組件60小之光電零組件，此時，只要將待測物設置於該凹槽442之特定位置，例如凹槽442之中央，使得該遞送單元28旋擺並停定於於該檢測位置P1時，待測物係位於積分球36內部之中心位置進行檢測即可。換言之，本發明所提供之光電零組件檢測設備之應用範圍相當廣，可應用於各種形狀及尺寸之光電零組件，以對光電零組件進行自動化檢測。其次，本發明所使用之遞送裝置20之遞送單元28的數量，並不以此處揭露之四組為限，其數量可按實際檢測程序而增減，換言之，該遞送裝置20具有至少一組遞送單元28即可。再者，前述實施例中所揭露之積分球36，係採上殼件362與下殼件364可相互分離之設計，此舉有助於在該積分球36內部設置且檢修或更換諸如探針檢測器之類的檢測構件，然而，此積分球採上、下殼件可分離之設計，僅為一種較佳化設計之示例，並非用以達成本發明之發明目的的必要條件。

請參閱第6圖，其為本發明另一較佳實施例所提供之光電零組件檢測設備70與四光電零組件60的立體組合圖。

如第6圖所示，本實施例所提供之光電零組件檢測設備70包含有一遞送裝置80以及一檢測裝置30。其中，該檢測裝置30與第3圖及第4圖所示之該檢測裝置30相同，因此該檢測裝置30所包含的所有零組件以及各零組件之間的連接關係，皆可參閱前述有關該檢測裝置30所揭露的內容，因此在此不再贅述。

在此要說明的是，於本實施例中，該積分球36之開口366佔據該積分球36之外表面的面積，係小於該積分球36之外表面的總面積的5%。

在使用相同尺寸之積分球的前提下，相較於習用之光電零組件檢測設備，本實施例之光電零組件檢測設備70的積分球36可配合受測之光電零組件60之尺寸而在積分球36之側面設置較狹長之開口366(藉以供承載該光電零組件60之遞送單元28旋轉進入)，並將該積分球36之開口366佔據該積分球36之外表面的面積限制於前述範圍之內。藉此，該光電零組件60於該積分球36內的漏光程度，以及外部光線進入該積分球36對檢測結果的影響即可控制在可接受的範圍之內，後續仍可透過軟體校正的方式對檢測結果進行有效的補償。因此，本發明所提供之光電零組件檢測設備可對尺寸較大之光電零組件進行自動化檢測，而不需藉助人力將待測之光電零組件設置到積分球內，進而達到高檢測效率，並同時保有良好之檢測效果。

該遞送裝置80包含有一基架82、一設置於該基架82之驅動器84(例如伺服馬達)、一設置於該基架82上並能受該驅動器84驅轉之旋轉單元86，以及分別設置於該旋轉單元86之四安裝座862上的四遞送單元88。該等遞送單元88能受該旋轉單元86帶動而繞一垂直軸向(Z軸)轉動。由於利用驅動器84直接驅轉或透過諸如減速機構、皮帶等元件間接驅轉該旋轉單元86之結構設計，為本申請案所屬技術領域中具有通常知識之人士所熟知之先前技術，且並非本申請案之技術重點所在，因此，其詳細構造容申請人在此不予贅述。

各該遞送裝置80之遞送單元88包含有一承載台90。該承載台90係呈長條狀，具有一設於該旋轉單元86之安裝座862上的安裝部92，以及一自該安裝部92垂直於Z軸地延伸而出之承載部94(亦即其延伸方向係平行於X-Y平面)。該承載部94設有一凹槽942，藉以使一光電零組件60(在本實施例中為一LED燈條)能受該凹槽942限位地放置在該承載台90上。

另外，第6圖中非位於該檢測位置P1之遞送單元88，係分別位於一進料位置P2、一微點亮位置P3及一出料位置P4。至於分別位於該進料位置P2、該微點亮位置P3及該出料位置P4之遞送單元88所進行的程序，可參閱前述相關之說明，在此不再贅述。

請參閱第7圖，其為第6圖中之該光電零組件檢測設備70之一遞送裝置80的其中之一遞送單元88突伸至該積分球36內部的上方示意圖，其中該積分球36僅於本圖中僅繪示下殼件364。

如第7圖所示，當該遞送裝置80之遞送單元88位於檢測位置P1時，該光電零組件60的發光中心LC與該積分球36之球心SC之間的距離，係小於或等於該積分球36的半徑R的1/2倍。較佳地，當該遞送裝置80之遞送單元88位於檢測位置P1時，該光電零組件60的發光中心LC與該積分球36之球心SC之間的距離，係小於或等於該積分球36的半徑R的1/3倍。

在此要說明的是，本實施例所提供之光電零組件檢測設備70藉由使該光電零組件60的發光中心LC與該積分球36之球心SC之間的距離介於前述之預定距離(亦即，前述之半徑R的1/2倍或1/3倍)之內的作法，可大幅提升該積分球36對於該光電零組件60的收光效率，因此更能獲得良好之檢測效果。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。