TWI502206B

TWI502206B - Image sensing device for testing electronic components and its application

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Publication number: TWI502206B
Application number: TW102148718A
Authority: TW
Original assignee: Hon Tech Inc
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-10-01
Also published as: TW201525475A

Description

影像感測電子元件測試裝置及其應用之測試設備

本發明係提供一種可使影像感測電子元件之感光部件均勻受光，並於預設溫度作業環境中進行測試作業，進而有效提升測試效果之測試裝置。

在現今，具感光部件(如CCD、COMS)之影像感測電子元件，係廣泛應用於數位相機或攝影機等電子產品，為確保影像感測電子元件之品質，於製作完成後，係以測試裝置對影像感測電子元件之感光部件執行測試作業，而了解感光部件之每一個畫素感測點的受光程度及受光顏色等，由於影像感測電子元件之感光部件會因本身製程問題或測試光線投射不平均或應用環境溫度等因素而發生感光異常，例如感光部件因光線投射不平均，即會使部份畫素感測點將接收之亮紅色光線誤判為淡紅色光線，然為釐清影像感測電子元件發生異常之原因，必須使測試光線平均投射至影像感測電子元件之感光部件，以及將影像感測電子元件之感光部件置於低溫或高溫之模擬作業環境中執行測試作業，而獲得正確之測試結果，因此，測試光線投射分佈均勻性及測試作業環境溫度均會影響測試品質，著實相當重要。

請參閱第1圖，係為目前影像感測電子元件測試裝置之示意圖，其係設有具測試座12之電路板11，測試座12係具有複數支電性連接電路板11之探針121，並承置待測影像感測電子元件13，令影像感測電子元件13一面之感光部件131朝向上方，而另一面之錫球132則朝向下方，且電性接觸測試座12之探針121，於執行測試作業時，係使影像感測電子元件13之感光部件131接收測試場所之影像(如室內之景色)，並將感測訊號經錫球132及測試座12之探針121而傳輸至電路板11，電路板11再將感測訊號傳輸至測試器(圖未示出)，用以判別影像感測電子元件13之品質。

惟，該測試裝置於使用上具有如下缺失：

1．由於影像感測電子元件13之感光部件131係接收測試場所之影像，易因測試場所之光線照射不一致或其他干擾，而會產生測試雜訊，導致感光部件131無法感測到均勻之光線，造成測試品質不準確之缺失。

2．由於影像感測電子元件13之感光部件131會因無法接收到一致且平均光線而影響受光程度及受光顏色，導致測試結果被誤判為不良品，以致業者將可能為良品之影像感測電子元件13加以淘汰，造成增加電子元件成本之缺失。

3．該測試裝置並無法對影像感測電子元件13之感光部件131執行低溫或高溫測試作業，以致無法確保感光部件131處於低溫環境或高溫環境下之感光品質。

本發明之目的一，係提供一種影像感測電子元件測試裝置，包含承置單元、作業環境機構及測試機構，該承置單元係設有至少一承置影像感測電子元件之承置部件，該作業環境機構係設有光反射結構，該光反射結構係設有至少一具通光部之光漫射器，並於光漫射器設有至少一光源，光源發出之光線可利用光漫射器之漫射及反射，並經通光部投射至影像感測電子元件之感光部件，該測試機構係設有至少一電路板，電路板係以至少一傳輸件電性連接影像感測電子元件之電性接觸部件，用以測試影像感測電子元件；藉此，可利用作業環境機構之光反射結構將光源發出之光線均勻且平行反射至影像感測電子元件之感光部件，使感光部件平均受光而進行測試作業，達到有效提升測試效果之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種影像感測電子元件測試裝置，其中，該作業環境機構係設有控溫結構，該控溫結構係於承置單元之承置部件位置處設有至少一注入冷源或熱源之控溫區，使控溫區於影像感測電子元件之周遭形成一預設溫度作業環境，進而使影像感測電子元件於預設之低溫或高溫作業環境中執行冷測作業或熱測作業，以確保產品品質，達到提升測試效果之實用效益。

本發明之目的三，係提供一種影像感測電子元件測試裝置，其中，該作業環境機構之光反射結構可將光源發出之光線於光漫射器內作反射及漫射而獲得均勻光線，再將光線均勻且平行投射至影像感測電子元件之感光部件，使感光部件平均受光而進行測試作業，以提升測試結果之準確性，而防止將良品電子元件誤判為不良品，以降低電子元件淘汰率，達到節省成本之實用效益。

本發明之目的四，係提供一種應用影像感測電子元件測試裝置之測試設備，其係於機台上配置有供料裝置、收料裝置、測試裝置、輸送裝置及中央控制裝置，該供料裝置係設有至少一供料器，用以容納至少一待測之影像感測電子元件；該收料裝置係設有至少一收料器，用以容納至少一已測之影像感測電子元件；該測試裝置包含承置單元、作業環境機構及測試機構，該承置單元係用以承置待測之影像感測電子元件，該作業環境機構係用以使影像感測電子元件之感光部件均勻受光，並處於預設溫度作業環境，該測試機構係用以測試影像感測電子元件；該輸送裝置係設有至少一移料機構，用以移載影像感測電子元件；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，達到提升作業效能之實用效益。

〔習知〕

11‧‧‧電路板

12‧‧‧測試座

121‧‧‧探針

13‧‧‧影像感測電子元件

131‧‧‧感光部件

132‧‧‧錫球

〔本發明〕

20‧‧‧測試裝置

21‧‧‧光漫射器

211‧‧‧本體

2111‧‧‧反射塗層

212‧‧‧板體

2121‧‧‧承置槽

2122‧‧‧通光部

2123‧‧‧第二輸送管路

2124‧‧‧第三輸送管路

213‧‧‧第二控溫區

214‧‧‧檔板

215‧‧‧壓缸

22‧‧‧光源

23‧‧‧擴散板

24‧‧‧外罩

241‧‧‧第一控溫區

242‧‧‧第一輸送管路

243‧‧‧風扇

25‧‧‧電路板

251‧‧‧導接件

26‧‧‧壓取結構

261‧‧‧動力源

262‧‧‧壓取器

2621‧‧‧壓抵部

263‧‧‧第一傳輸件

264‧‧‧電路板

265‧‧‧第二傳輸件

27‧‧‧溫控件

28‧‧‧驅動器

30‧‧‧影像感測電子元件

31‧‧‧感光部件

32‧‧‧錫球

40‧‧‧測試裝置

41‧‧‧電路板

42‧‧‧測試座

421‧‧‧傳輸件

43‧‧‧光漫射器

431‧‧‧本體

4311‧‧‧反射塗層

432‧‧‧板體

4321‧‧‧壓抵部

4322‧‧‧通光部

4323‧‧‧第二輸送管路

4324‧‧‧第三輸送管路

433‧‧‧第二控溫區

44‧‧‧光源

45‧‧‧擴散板

46‧‧‧驅動器

47‧‧‧外罩

471‧‧‧第一控溫區

472‧‧‧第一輸送管路

473‧‧‧風扇

48‧‧‧溫控件

50‧‧‧機台

60‧‧‧供料裝置

61‧‧‧供料器

70‧‧‧收料裝置

71‧‧‧收料器

80‧‧‧輸送裝置

81‧‧‧輸入端移料機構

82‧‧‧第一供料載台

83‧‧‧第二供料載台

84‧‧‧第一壓取機構

85‧‧‧第二壓取機構

86‧‧‧第一收料載台

87‧‧‧第二收料載台

88‧‧‧輸出端移料機構

第1圖：習知測試裝置之示意圖。

第2圖：本發明測試裝置之第一實施例示意圖。

第3圖：本發明測試裝置第一實施例之使用示意圖(一)。

第4圖：本發明測試裝置第一實施例之使用示意圖(二)。

第5圖：本發明測試裝置第一實施例之使用示意圖(三)。

第6圖：本發明測試裝置之第二實施例示意圖。

第7圖：本發明測試裝置之第三實施例示意圖。

第8圖：本發明測試裝置第三實施例之使用示意圖(一)。

第9圖：本發明測試裝置第三實施例之使用示意圖(二)。

第10圖：本發明測試裝置第三實施例之使用示意圖(三)。

第11圖：本發明測試裝置應用於測試設備之配置示意圖。

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，詳述如後：請參閱第2圖，係為本發明測試裝置之第一實施例，該測試裝置20包含承置單元、作業環境機構及測試機構，該承置單元係設有至少一承置待測影像感測電子元件之承置部件，更進一步，該承置部件可為承置槽或測試座等，並依測試作業所需，而獨立設置於一物件(如板體)或作業環境機構或測試機構，於本實施例中，該承置單元之承置部件係設置於作業環境機構；該作業環境機構係包含光反射結構及控溫結構，該光反射結構係設有至少一具通光部之光漫射器，並於光漫射器設有至少一光源，光源發出之光線可通過通光部而投射至影像感測電子元件之感光部件，更進一步，該光漫射器可為固定式或移動式，若為固定式光漫射器，則可固定於機台(圖未示出)，若為移動式光漫射器，則可由一驅動器(圖未示出)驅動作至少一方向位移，於本實施例中，該光反射結構係包含光漫射器21、光源22及擴散板23，該光漫射器21係固設於機台，並設有本體211及板體212，本體211之內部係具有呈球狀之容置空間，並於內壁面塗覆有可為硫酸鋇材質之反射塗層2111，用以漫射及反射光線，該板體212係裝配於本體211，並提供承置單元設置至少一為承置槽2121之承置部件，用以承置具感光部件之影像感測電子元件，另於板體212上開設至少一相通承置槽2121之通光部2122，以供光線通過，又該板體212相對於本體211之一面可塗覆反射塗層或為鏡面，該光源22係裝配於光漫射器21之內部，用以投射光線，光源22可為鹵素燈、白熾燈或發光二極體，於本實施例中，係於光漫射器21之本體211內部相對應通光部2122之位置設有光源22，用以對影像感測電子元件之感光部件投射光線，該擴散板23係裝配於光漫射器21之內部，並位於光源22與影像感測電子元件之間，用以防止影像感測電子元件之感光部件直接接收到光線，而發生測試誤差；該控溫結構係於承置單元之承置部件位置處設有至少一注入冷源或熱源之控溫區，使控溫區於影像感測電子元件之周遭形成一預設溫度作業環境，於本實施例中，該控溫結構係於光漫射器21之上方固設有一外罩24，並以外罩24之內部空間作為第一控溫區241，又該外罩24係連接可輸送冷源(如低溫氮氣或冷乾燥空氣)或熱源(如高溫空氣或熱乾燥空氣)之第一輸送管路242，第一輸送管路242係將冷源或熱源注入於第一控溫區241，使第一控溫區241形成一預設溫度作業環境，另於外罩24之內部裝配有風扇243，用以使冷源或熱源均勻流散，而提升第一控溫區241之均溫性，又該控溫結構係以光漫射器21之本體211內部空間作為第二控溫區213，第二控溫區213與第一控溫區241可利用管路或通孔而流通冷源或熱源，亦或各別配置輸送管路輸送冷源或熱源，於本實施例中，光漫射器21之板體212設有二相通第二控溫區213之第二、三輸送管路2123、2124，第二輸送管路2123係用以輸送冷源(如低溫氮氣或冷乾燥空氣)或熱源(如高溫空氣或熱乾燥空氣)至第二控溫區213，使第二控溫區213形成另一預設溫度作業環境，第三輸送管路2124則輸出第二控溫區213之冷源或熱源，用以達到流動均溫或控溫，又該作業環境機構可利用於第二控溫區213輸入冷乾燥空氣或熱乾燥空氣而防止結露，以避免產生霧氣，使光線更加易於投射至影像感測電子元件，或該作業環境機構係設有至少一抽真空結構(圖未示出)，該抽真空結構係以管路連通第二控溫區213，而可利用抽真空結構抽除第二控溫區213內原本含水份之空氣而可防止結露，使光線更加易於投射至影像感測電子元件；該測試機構係設有至少一電路板，電路板係以至少一傳輸件電性連接影像感測電子元件之電性接觸部件，用以測試影像感測電子元件，更進一步，該傳輸件係由壓取結構帶動作至少一方向位移，而電性連接電路板及影像感測電子元件，於本實施例中，測試機構係於光漫射器21之板體212外側裝配有具導接件251之電路板25，另於控溫結構之外罩24內裝配有壓取結構26，該壓取結構26係設有動力源261，用以驅動具至少一壓抵部2621之壓取器262作至少第一方向(如Z方向)位移，並於壓取器262裝配有複數支可為探針之第一傳輸件263，第一傳輸件263係電性連接一電路板264，該電路板264再電性連接複數支可為探針之第二傳輸件265，再者，作業環境機構之控溫結構係另設有至少一溫控件27(如紅外線、加熱片、加熱線或致冷晶片)，用以輔助精準的將影像感測電子元件控制在預設作業溫度，於本實施例中，該溫控件27係為致冷晶片，並裝配於壓取器262之上方。

請參閱第3圖，該待測之影像感測電子元件30係於一面設有感光部件31，另一面設有可為錫球32之電性接觸部件，該待測之影像感測電子元件30可由一移料機構(圖未示出)移載置入於光漫射器21之承置槽2121，再由壓取結構26壓抵影像感測電子元件30執行測試作業，亦或利用壓取結構26於載台(圖未示出)處取出待測之影像感測電子元件30，並移載置入於光漫射器21之承置槽2121，且壓抵影像感測電子元件30執行測試作業，於本實施例中，係由移料機構(圖未示出)將待測之影像感測電子元件30移載置入於光漫射器21之承置槽2121，該測試裝置20之作業環境機構利用第一輸送管路242輸送冷源至第一控溫區241，使第一控溫區241之溫度降低至預設測試溫度(如一40度)，而於影像感測電子元件30之上方形成一低溫模擬作業環境，並以風扇243輔助吹散冷源，而提升第一控溫區241內部之均溫性，該作業環境機構再利用第二輸送管路2123輸送冷源至第二控溫區213，使第二控溫區213之溫度降低至預設測試溫度(如-40度)，而於影像感測電子元件30之下方形成另一低溫模擬作業環境，進而使待測之影像感測電子元件30位於第一控溫區241及第二控溫區213之低溫模擬作業環境，以便進行冷測作業。

請參閱第4圖，於執行測試作業時，該測試機構係以壓取結構26之動力源261帶動壓取器262作第一方向向下位移，令壓取器262之壓抵部2621壓抵影像感測電子元件30，使第一傳輸件263電性接觸待測影像感測電子元件30的錫球32，並使第二傳輸件265電性接觸電路板25之導接件251，又作業環境機構可利用溫控件27輔助精確控制影像感測電子元件30至預設溫度，當作業環境機構之光源22於光漫射器21之本體211內發出光線時，可利用光漫射器21之本體211的反射塗層2111將光線作多次漫射及反射，並通過光漫射器21之通光部2122，而將光線均勻且平行投射影像感測電子元件30的感光部件31，使感光部件31均勻受光，由於影像感測電子元件30係位於第一控溫區241及第二控溫區213之間，而可於第一控溫區241及第二控溫區213之低溫模擬作業環境執行測試作業，影像感測電子元件30係將感光訊號經錫球32而傳輸至第一傳輸件263，第一傳輸件263經由電路板264將感光訊號傳輸至第二傳輸件265，第二傳輸件265再經由電路板25將感光訊號傳輸至測試器(圖未示出)作一判別，測試器則將測試結果傳輸至中央控制裝置(圖未示出)。

請參閱第5圖，於測試完畢後，壓取結構26係以動力源261帶動壓取器262及第一、二傳輸件263、265作第一方向向上位移，令第一傳輸件263脫離完測影像感測電子元件30之錫球32，以及第二傳輸件265脫離電路板25之導接件251，進而可供移料機構(圖未示出)於測試裝置20之承置槽2121處取出完測之影像感測電子元件30，以便進行下一影像感測電子元件測試作業。

請參閱第6圖，係為本發明測試裝置之第二實施例，該作業環境機構之控溫結構的外罩24係為活動式，並由一驅動器28驅動作至少第一方向位移，另該光漫射器21之板體212相對於本體211之一面可塗覆反射塗層或為鏡面，又該板體212下方係設有至少一封閉件，該封閉件可為檔板或玻璃罩，用以封閉通光部2122，而防止光漫射器21處之第二控溫區213的冷源外洩，於本實施例中，該封閉件係為檔板214，並由一壓缸215驅動作至少第二方向(如X方向)位移，又該測試機構之壓取結構26可與外罩24同步作動或分別作動，於開啟外罩24前，該控溫結構可利用壓缸215帶動檔板214作第二方向位移，將通光部2122封閉，以防止光漫射器21處之第二控溫區213的冷源外洩，於關閉外罩24時，該控溫結構之壓缸215則帶動檔板214作第二方向反向位移，而開啟通光部2122，以供光源22之光線投射至影像感測電子元件之感光部件。

請參閱第7圖，係為本發明測試裝置之第三實施例，該測試裝置40包含承置單元、作業環境機構及測試機構，該承置單元係設有至少一承置待測影像感測電子元件之承置部件，於本實施例中，該承置單元之承置部件係設置於測試機構；該測試機構係設有至少一電路板41，電路板41可提供承置單元設置至少一為測試座42之承置部件，用以承置待測之影像感測電子元件，測試座42之內部係設有至少一可為探針之傳輸件421，傳輸件421係電性連接電路板41，又該電路板或測試座可固設於至少一板體(如機台板或相關機構之板體)，於本實施例中，該測試座42係固設於機台板；該作業環境機構係包含光反射結構及控溫結構，該光反射結構係包含光漫射器43、光源44及擴散板45，該光漫射器43係由一驅動器46驅動作至少第一方向位移，並設有本體431及板體432，本體431之內部係具有呈球狀之容置空間，並於內壁面塗覆有可為硫酸鋇材質之反射塗層4311，用以漫射及反射光線，該板體432係裝配於本體431，並設有至少一壓抵部4321，用以壓抵待測之影像感測電子元件，另於板體432上開設至少一通光部4322，以供光線通過，又該板體432相對於本體431之一面可塗覆反射塗層或為鏡面，該光源44係裝配於光漫射器43之本體431內部且相對應通光部4322之位置，用以對影像感測電子元件之感光部件投射光線，該擴散板45係裝配於光漫射器43之內部，並位於光源44與影像感測電子元件之間，用以防止影像感測電子元件之感光部件直接接收到光線，而發生測試誤差；該控溫結構係於測試機構之上方固設有一外罩47，並以外罩47之內部空間作為第一控溫區471，該外罩47係連接可輸送冷源(如低溫氮氣或冷乾燥空氣)或熱源(如高溫空氣或熱乾燥空氣)之第一輸送管路472，第一輸送管路472係將冷源或熱源注入於第一控溫區471，使第一控溫區471形成一預設溫度作業環境，另於外罩47之內部裝配有風扇473，用以使冷源或熱源均勻流散，而提升第一控溫區471之均溫性，又該控溫結構係以光漫射器43之本體41內部空間作為第二控溫區433，第二控溫區433與第一控溫區471可利用管路或通孔而流通冷源或熱源，亦或各別配置輸送管路輸送冷源或熱源，於本實施例中，光漫射器43之板體432設有二相通第二控溫區433之第二、三輸送管路4323、4324，第二輸送管路4323係用以輸送冷源(如低溫氮氣或冷乾燥空氣)或熱源(如高溫空氣或熱乾燥空氣)至第二控溫區433，使第二控溫區433形成另一預設溫度作業環境，第三輸送管路4324則輸出第二控溫區433之冷源或熱源，用以達到流動均溫或控溫，又該作業環境機構可利用於第二控溫區433輸入冷乾燥空氣或熱乾燥空氣而防止結露，以避免產生霧氣，使光線更加易於投射至影像感測電子元件，或該作業環境機構係設有至少一抽真空結構(圖未示出)，該抽真空結構係以管路連通第二控溫區433，而可利用抽真空結構抽除第二控溫區433內原本含水份之空氣而可防止結露，使光線更加易於投射至影像感測電子元件，又該作業環境機構之控溫結構係另設有至少一溫控件48(如紅外線、加熱片、加熱線或致冷晶片)，用以輔助精準的將影像感測電子元件控制在預設作業溫度，於本實施例中，該溫控件48係為致冷晶片，並裝配於電路板41處。

請參閱第8圖，該測試機構之測試座42係承置待測之影像感測電子元件30，並令影像感測電子元件30一面之感光部件31朝向上方，而另一面之複數個錫球32則朝向下方，且與測試座42之傳輸件421相接觸，該作業環境機構係利用第一輸送管路472輸送冷源至第一控溫區471，使第一控溫區471之溫度降低至預設測試溫度(如-40度)，而形成一低溫環境，以及利用第二輸送管路4323輸送冷源至第二控溫區433，使第二控溫區433之溫度降低至預設測試溫度(如-40度)，以形成另一低溫模擬作業環境，進而待測之影像感測電子元件30位於第一控溫區471之低溫環境，而可先預冷影像感測電子元件30，以便執行冷測測試作業。

請參閱第9圖，該光反射結構係以驅動器46帶動光漫射器43作第一方向向下位移，並以光漫射器43之板體432的壓抵部4321壓抵待測之影像感測電子元件30，待測之影像感測電子元件30則位於第二控溫區433之低溫模擬作業環境，又作業環境機構可利用溫控件48輔助精確控制影像感測電子元件30至預設溫度，當作業環境機構之光源44於光漫射器43之本體431內發出光線時，可利用光漫射器43之本體431的反射塗層4311將光線作多次漫射及反射，並通過光漫射器43之通光部4322，而將光線均勻且平行投射影像感測電子元件30的感光部件31，使感光部件31均勻受光，由於影像感測電子元件30係位於第二控溫區433，而可於第二控溫區433之低溫模擬作業環境執行測試作業，影像感測電子元件30係將感光訊號經錫球32而傳輸至測試座42之傳輸件421，傳輸件421經由電路板41將感光訊號傳輸至測試器(圖未示出)作一判別，測試器則將測試結果傳輸至中央控制裝置(圖未示出)。

請參閱第10圖，於測試完畢後，光反射結構之驅動器46係帶動光漫射器43作第一方向向上位移，令光漫射器43之板體432的壓抵部4321脫離完測之影像感測電子元件30，而第二控溫區433及第一控溫區471之冷源則可相互流通，以防止冷源消散至測試裝置40之外部，進而可於測試座42處取出完測之影像感測電子元件30，以便進行下一影像感測電子元件測試作業。

請參閱第11圖，本發明測試裝置應用於測試設備，測試設備係於機台50上配置有供料裝置60、收料裝置70、測試裝置20、輸送裝置80及中央控制裝置，該供料裝置60係設有至少一供料器61，用以容納至少一待測之影像感測電子元件；該收料裝置70係設有至少一收料器71，用以容納至少一已測之影像感測電子元件；該測試裝置20係相同上述之測試裝置，包含承置單元、作業環境機構及測試機構，該承置單元係用以承置待測之影像感測電子元件，該作業環境機構係用以使影像感測電子元件之感光部件均勻受光，並處於預設溫度作業環境，該測試機構係用以測試影像感測電子元件；該輸送裝置80係設有至少一移料機構，用以移載影像感測電子元件，於本實施例中，輸送裝置80係設有輸入端移料機構81將供料裝置60處之待測影像感測電子元件分別輸送至第一供料載台82及第二供料載台83，第一供料載台82及第二供料載台83係分別將待測之影像感測電子元件載送至測試裝置20之側方，以供第一壓取機構84及第二壓取機構85取出待測之影像感測電子元件，並載送至測試裝置20而執行測試作業，另該輸送裝置80係設有第一收料載台86及第二收料載台87，可位移至測試裝置20之側方，以分別承載第一壓取機構84及第二壓取機構85置入之已測影像感測電子元件，並載出測試裝置20，該輸送裝置80之輸出端移料機構88係於第一收料載台86或第二收料載台87上取出已測之影像感測電子元件，並依據測試結果，將已測之影像感測電子元件輸送至收料裝置70分類放置，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，達到提升作業效能之實用效益。