TWI692644B - 電子元件針測裝置 - Google Patents

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Abstract

本案提供一種電子元件針測裝置，包含機架、測試機、旋轉測試平台以及探針模組。測試機可沿X方向及垂直X方向的Y方向位移地設置於機架。旋轉測試平台可繞沿X方向延伸的轉動軸轉動地設置於機架，垂直X方向及Y方向為Z方向，旋轉測試平台與測試機位於不同的Z方向位置上。探針模組設置於旋轉測試平台上。

Description

電子元件針測裝置
本案與半導體檢測的裝置有關。
按，隨著電子產品的普及，電子產品中多仰賴一印刷電路板集成各種電子零組件以提供電子產品的各種功能。而印刷電路板在生產過程中，可能因外在因素而造成短路、斷路及漏電等電性上的瑕疵，因此印刷電路板的檢測一直以來都是製程中極為重要的一環。
而隨著電子產品功能的進化及複雜程度的提高，傳統單面板(Single Layer PCB)已無法滿足電路佈線及電子零組件配置的需求，而佈線面積雙倍的雙面板(Double Layer PCB)結構即能滿足具有複雜電路佈線的產品上。而如何對雙面均有佈線的雙面板進行測試即為當前所必須面對的課題。
本案提供一種電子元件針測裝置，包含機架、測試機、旋轉測試平台以及探針模組。測試機可沿X方向及垂直X方向的Y方向位移地設置於機架。旋轉測試平台可繞沿X方向延伸的轉動軸轉動地設置於機架，垂直X方向及Y方向為Z方向，旋轉測試平台與測試機位於不同的Z方向位置上。探針模組設置於旋轉測試平台上。
藉此，旋轉測試平台上可夾持待測物以對待測物的雙面同時進行針測。此外，測試機位在距離待測物的最短距離，藉此得以符合特定頻率測試的測試訊號線之配置。
請配合參閱圖1，圖1為本發明電子元件針測裝置之一實施例之示意圖。圖1繪示之電子元件針測裝置包含機架10、測試機20、旋轉測試平台30以及探針模組34。測試機20可沿X方向及垂直X方向的Y方向位移地設置於機架10。旋轉測試平台30可繞沿X方向延伸的轉動軸O轉動地設置於機架10。垂直X方向及Y方向為Z方向，旋轉測試平台30與測試機20位於不同的Z方向位置上。探針模組34設置於旋轉測試平台30上。值得說明的是，以下所述之X方向、Y方向及Z方向係以如圖1之座標系為準。
基於此，繼續參閱圖1並配合參閱圖2，旋轉測試平台30可以夾持待測物D，並在旋轉測試平台30旋轉至直立狀態時得以進行雙面測試。此外，測試機20位在距離待測物D的最短距離，藉此得以符合特定頻率測試的測試訊號線之配置。一實施例中，本發明電子元件針測裝置可以但不限於應用於110GHz的高頻量測。
於一實施例中，參閱圖1至圖3，機架10具有相對的上側11及下側12。於此，機架10的上側11設置第一導軌111，第一導軌111沿著X方向延伸。具體地，機架10的上側11係設置兩平行間隔的第一導軌111。
進一步地，參閱圖1至圖3，測試機20可線性位移地設置於機架10的上側11。具體地，機架10更包含載台13，載台13可滑移地跨設於第一導軌111而能沿X方向滑移。此外，載台13上更具有第二導軌131，第二導軌131沿著垂直Z方向及X方向的Y方向延伸，具體地，載台13上設置兩平行間隔的第二導軌131。
一實施例中，參閱圖1至圖3，測試機20可滑移地跨設於第二導軌131而能沿Y方向滑移。藉此，測試機20透過第一導軌111、載台13及第二導軌131而能可線性位移地設置於機架10的上側11，且測試機20能沿X方向及Y方向位移。
在此，參閱圖1至圖3，第一導軌111是延伸於整個機架10在X方向上的範圍，藉此使測試機20得以位移於整個機架10在X方向上的範圍，使得測試機20與旋轉測試平台30之間維持最短間距，據此確保測試機20與旋轉測試平台30上的探針模組34之間的最短訊號線連線路徑。第二導軌131的設計可以使測試機20在整個機架10的Y方向上之一定範圍內移動，特別是使測試機20朝向待測物D遠離測試機20一側移動，在測試機20與探針模組34之間傳輸線的長度固定或者不夠長的情況下，可以藉由調整測試機20在Y方向的位置，來量測待測物D與測試機20相對距離較遠的接點(Pad)。
一實施例中，參閱圖1、圖2並配合圖5，旋轉測試平台30用以夾持待測物D並能翻轉以對待測物D進行雙面測試，旋轉測試平台30可繞沿X方向延伸的轉動軸O轉動地設置於機架10。在此，機架10在上側11及下側12之間具有相對的第一平台14及第二平台15，第一平台14及第二平台15位於相同的Z方向位置上。旋轉測試平台30可轉動地設置於第一平台14及第二平台15。具體地，第一平台14及第二平台15上分別設置軸套件16，而旋轉測試平台30包含框體31、二轉軸32、夾持機構33、探針模組34以及攝影模組35。轉軸32設置於框體31的相對兩側，框體31以轉軸32穿設於第一平台14及第二平台15的軸套件16，而能以轉軸32的連線作為轉動軸O而轉動。於此，轉軸32沿X方向延伸，旋轉測試平台30轉動時即能繞沿X方向延伸的轉動軸O轉動。基於前述，由於旋轉測試平台30的框體31係可轉動地設置於上側11及下側12之間的第一平台14及第二平台15，因此，測試機20係位於旋轉測試平台30的上方，並能沿X方向位移於涵蓋旋轉測試平台30的整個範圍，據此使得測試機20能依待測物D的測試位置調整位置以保持與探針模組34的最短路徑。
一實施例中，更可以包含減速機構(圖中未示)，於此，減速機構可以是蝸輪蝸桿的組合。具體地，蝸輪同軸固接於旋轉測試平台30的轉軸32，而蝸桿保持與蝸輪嚙合。如此一來，轉動蝸桿可以帶動蝸輪轉動，蝸輪可以帶動轉軸32轉動，並進而帶動旋轉測試平台30改變角度。藉此，使用者可以透過轉動蝸桿以改變旋轉測試平台30的角度。進一步地，蝸桿可以連接手把藉以便於使用者的操作。此外，於此實施例中，透過蝸輪蝸桿的配合改變旋轉測試平台30的方式又能藉由蝸輪蝸桿的配置而得到所需減速比，而能以最小的動力輸出得到最大的力矩輸出，達到省力的效果。甚至，配置適當導角的蝸桿又能防止蝸輪之逆轉，藉以達到旋轉測試平台30自鎖之作用。
一實施例中，參閱圖1、圖2及圖4，為使旋轉測試平台30能定位於特定位置以穩定地進行測試，可以更包含限止結構36。具體地，限止結構36為具有第一平面361及第二平面362的塊體結構。於此，限止結構36設置於旋轉測試平台30的轉軸32以與旋轉測試平台30同動，透過限止結構36限制旋轉測試平台30的角度轉動範圍。具體而言，當旋轉測試平台30轉動時，旋轉測試平台30的轉軸32帶動限止結構36轉動，而限止結構36的第一平面361或第二平面362在轉軸32轉動的過程中將抵靠於機架10，使轉軸32的轉動範圍小於360度。也就是說，旋轉測試平台30將因限止結構36之抵擋而被限制轉動的角度範圍，並能被限制轉動至特定角度。
於一實施例中，參閱圖1、圖2及圖4，機架10的第一平台14及第二平台15上設置抵塊17，當旋轉測試平台30旋轉至水平位置時，限止結構36以第一平面361或第二平面362貼靠於抵塊17。在此，旋轉測試平台30旋轉至水平位置係如圖1所示，指旋轉測試平台30的框體31位於水平位置。藉此，使用者可以快速地操作使旋轉測試平台30轉動至限定角度位置。進一步地，抵塊17可以以具有緩衝能力的材質製成，藉以緩衝限止結構36撞擊抵塊17產生的衝擊力量，進而確保旋轉測試平台30上的待測物D或探針模組34之穩定性。當然，旋轉測試平台30旋轉至以第一平面361或第二平面362貼靠於機架10或抵塊17時並非以水平位置為限。
一實施例中，參閱圖1及圖5，夾持機構33、探針模組34及攝影模組35分別設置於框體31上，夾持機構33用以夾持待測物D，探針模組34用以固定探針342以對待測物D進行針測，而攝影模組35保持對焦於探針342以便於操作者觀察探針342的位置狀況。在此實施例中，框體31上設置四夾持機構33，但不以此為限，各夾持機構33分別可位移地設置於旋轉測試平台30的框體31。
具體地，參閱圖1至圖5，一實施例中，旋轉測試平台30的框體31為具有鏤空部311的矩形之框體31。於此，框體31具有內周面312、第一表面313以及第二表面314，內周面312係面對鏤空部311並具有矩形輪廓，而第一表面313及第二表面314相對並且銜接於內周面312的兩端。
一實施例中，參閱圖1、圖2及圖6，二第三導軌3121設置於內周面312的相對兩側，各第三導軌3121分別沿Y方向延伸。於此，各第三導軌3121上可滑移地設置二夾持機構33，二夾持機構33可沿第三導軌3121上改變於Y方向上的位置。藉此，旋轉測試平台30上的夾持機構33可改變位置以適應夾持不同尺寸的待測物D。
於一具體實施例中，參閱圖6，夾持機構33可以但不限於包含支持部331、第一顎部332、第二顎部333以及調整件334，支持部331的一端可滑移地套設於第三導軌3121上，第一顎部332固定於支持部331的另一端，第二顎部333重疊於第一顎部332，調整件334螺合第一顎部332及第二顎部333。藉此，轉動調整件334得以進而調整第一顎部332與第二顎部333之間的空間，當調整件334鬆釋時可以將待測物D自由取放於第一顎部332與第二顎部333之間；當調整件334鎖緊時則能夾緊待測物D以穩定地進行針測工作。
在此實施例中，夾持機構33不限於夾持待測物D，在夾持機構33上可以設置探針校正片，藉此得以進行探針342的校正。
一實施例中，參閱圖1及圖2，框體31上設置二探針模組34及二攝影模組35，各探針模組34及各攝影模組35可同步於框體31上沿X方向及Y方向位移並能轉動，並且各探針模組34及各攝影模組35更獨立具有沿X方向、Y方向及Z方向微調之能力。
一實施例中，參閱圖1、圖2及圖5，旋轉測試平台30更包含第一位移組件37，探針模組34及攝影模組35設置於第一位移組件37上以同步沿X方向或Y方向位移或轉動。具體地，第一位移組件37包含二第四導軌371、第一滑台372、二第五導軌373、第二滑台374以及轉座375。各第四導軌371沿X方向延伸，且二第四導軌371平行間隔地設置於框體31的第一表面313。第一滑台372可滑移地設置於各第四導軌371而能沿X方向位移。各第五導軌373沿Y方向延伸，且二第五導軌373平行間隔地設置於第一滑台372上。第二滑台374可滑移地設置於各第五導軌373而能沿Y方向位移。轉座375可轉動地設置於第二滑台374上。
一實施例中，參閱圖1、圖2及圖5，旋轉測試平台30更包含第二位移組件38。於此，每一第一位移組件37上分別設置二第二位移組件38，各第二位移組件38設置於第一位移組件37的轉座375上，探針模組34及攝影模組35分別設置於第二位移組件38上。於此，第二位移組件38能提供沿X方向、Y方向及Z方向的線性位移，而第一位移組件37則能提供沿X方向及Y方向的線性位移及轉動動量。據此，控制第一位移組件37能帶動設置其上之各第二位移組件38位移，而各第二位移組件38能分別帶動探針模組34及攝影模組35位移。在一具體實施例中，第一位移組件37在X方向及Y方向上能夠位移的區間範圍大於第二位移組件38在X方向及Y方向上能夠位移的區間範圍。如此一來，透過第一位移組件37能同步帶動探針模組34及攝影模組35進行相同方位的大範圍位移，而透過各第二位移組件38則能分別微調探針模組34及攝影模組35。藉此使探針模組34及攝影模組35能充分及精細地被調整以適應於不同的待測物D。
具體地，一實施例中，參閱圖5及圖7，各第二位移組件38包含第一基座381、第一滑座382、第二基座383、第二滑座384、第三基座385以及第三滑座386。第一基座381固定設置於第一位移組件37的轉座375上，第一滑座382可沿X方向位移地滑套於第一基座381上；第二基座383固定設置於第一滑座382上，第二滑座384可沿Y方向位移地滑套於第二基座383上；第三基座385固定設置於第二滑座384上，第三滑座386可沿Z方向位移地滑套於第三基座385上。
在一具體實施例中，參閱圖7，第一基座381與第一滑座382之間、第二基座383與第二滑座384之間、以及第三基座385與第三滑座386之間可以分別設置螺帽與螺桿之組合以分別控制驅動。
一實施例中，參閱圖7，第一基座381設置沿X方向延伸並且可轉動的第一螺桿S1，第一螺帽N1固定設置於第一滑座382面對第一基座381的一面，且第一螺帽N1與第一螺桿S1螺合。則轉動第一螺桿S1即能使第一螺帽N1帶動第一滑座382沿X方向位移。
一實施例中，參閱圖7，第二基座383設置沿Y方向延伸並且可轉動的第二螺桿S2，第二螺帽N2固定設置於第二滑座384面對第二基座383的一面，且第二螺帽N2與第二螺桿S2螺合。則轉動第二螺桿S2即能使第二螺帽N2帶動第二滑座384沿Y方向位移。
一實施例中，參閱圖7，第三基座385設置沿Z方向延伸並且可轉動的第三螺桿S3，第三螺帽N3固定設置於第三滑座386面對第三基座385的一面，且第三螺帽N3與第三螺桿S3螺合。則轉動第三螺桿S3即能使第三螺帽N3帶動第三滑座386沿Z方向位移。
一實施例中，參閱圖5及圖7，探針模組34包含探針座341及探針342，探針座341固定設置於其中一第二位移組件38的第三滑座386上，探針342設置於探針座341上。而攝影模組35設置於另一第二位移組件38的第三滑座386上。藉此，在進行針測工作時，可以先透過第一位移組件37快速且大範圍地將探針模組34及攝影模組35移動靠近預定針測位置，接著再透過第二位移組件38進行X方向、Y方向及Z方向上的微調，使探針模組34及攝影模組35準確地位於針測位置，藉此確保針測工作的精確度，並能提高調整探針模組34及攝影模組35的便利性及效率。
一實施例中，參閱圖1、圖2及圖5，第四導軌371延伸的範圍涵蓋鏤空部311在X方向上的範圍，而第一滑台372在Y方向上延伸的範圍涵蓋鏤空部311在Y方向上的範圍。如此一來，探針模組34及攝影模組35得以充分地於旋轉測試平台30上調整位置，減少檢測死角。
一實施例中，參閱圖5，為限制探針模組34的行程，更可以設置止擋塊S。於此實施例中，止擋塊S為塊體結構，止擋塊S設置於第一滑台372上靠近第五導軌373的兩端位置處，且止擋塊S位於第二滑台374的位移路徑上。藉此，止擋塊S可以限制第二滑台374位移的區間範圍，避免第二滑台374沿著第五導軌373無限制地滑移而脫出，進而在旋轉測試平台30旋轉至直立狀態時仍能確保探針模組34保持位於第一滑台372上。在一具體實施例中，止擋塊S的高度大於第五導軌373的高度以對第二滑台374產生限制作用。
一實施例中，參閱圖1及圖3，可以更包含吊掛模組40，吊掛模組40包含支架41、滑車42以及捲揚機43，支架41固定於機架10上，滑車42可沿X方向滑移地設置於支架41上，而捲揚機43設置於滑車42上。於此，捲揚機43可以搭配捲索連結至探針模組34，連結方式例如：直接將捲索一端綁在探針模組34、藉由掛勾作為捲索一端與探針模組34的連接中介物等，藉以在旋轉測試平台30旋轉至直立狀態拉引固定探針模組34，避免探針模組34無預警地掉落。同時，捲揚機43也可以作為探針模組34沿Z方向移動的動力來源，拉引探針模組34沿Z方向移動。
進一步地，參閱圖1及圖8，為避免待測物D被夾持於旋轉測試平台30上之後發生局部板翹之狀況，於一實施例中，旋轉測試平台30更可以包含可調整位置並能頂抵待測物D的頂柱結構39。具體地，在此實施例中，旋轉測試平台30更包含二導桿391及滑桿392，各導桿391分別沿X方向延伸並設置於框體31的內周面312之相對兩側，滑桿392沿Y方向延伸且兩端可滑移地設置於二導桿391而能沿X方向滑移。於此，頂柱結構39可滑移地設置於滑桿392上而能沿Y方向位移。
具體地，一實施例中，參閱圖1及圖8，頂柱結構39包含滑塊393、頂柱394及定位件395，滑塊393可滑移地穿套於滑桿392上，頂柱394沿Z方向延伸並可沿Z方向位移地穿設於滑塊393，定位件395設置於頂柱394並使頂柱394定位於特定Z方向位置上。在此實施例中，頂柱394可以但不限於是具有螺紋的桿體，而定位件395可以但不限於是螺帽。於此，頂柱394穿過滑塊393後鎖合於定位件395以位於特定的Z方向位置上。
一實施例中，旋轉測試平台30可以但不限於設置兩個頂柱結構39，藉此，頂柱結構39可視待測物D之板翹狀態沿Z方向位移而確實頂抵待測物D，減少待測物D之板翹狀況。
雖然本揭露已以一些實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神及範圍內，當可作些許更動及潤飾。因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10:機架 11:上側 111:第一導軌 12:下側 13:載台 131:第二導軌 14:第一平台 15:第二平台 16:軸套件 17:抵塊 20:測試機 30:旋轉測試平台 31:框體 311:鏤空部 312:內周面 3121:第三導軌 313:第一表面 314:第二表面 32:轉軸 33:夾持機構 331:支持部 332:第一顎部 333:第二顎部 334:調整件 34:探針模組 341:探針座 342:探針 35:攝影模組 36:限止結構 361:第一平面 362:第二平面 37:第一位移組件 371:第四導軌 372:第一滑台 373:第五導軌 374:第二滑台 375:轉座 38:第二位移組件 381:第一基座 382:第一滑座 383:第二基座 384:第二滑座 385:第三基座 386:第三滑座 39:頂柱結構 391:導桿 392:滑桿 393:滑塊 394:頂柱 395:定位件 40:吊掛模組 41:支架 42:滑車 43:捲揚機 S1:第一螺桿 N1:第一螺帽 S2:第二螺桿 N2:第二螺帽 S3:第三螺桿 N3:第三螺帽 O:轉動軸 S:止擋塊 X、Y、Z:方向 D:待測物
圖1為本發明電子元件針測裝置之一實施例的示意圖，且是顯示旋轉測試平台處在水平位置之狀態。 圖2為本發明電子元件針測裝置之一實施例的示意圖，且是顯示旋轉測試平台處在直立位置之狀態。 圖3為圖1中圈選處3的局部放大圖。 圖4為本發明電子元件針測裝置之一實施例的局部結構放大示意圖。 圖5為圖1中圈選處5的局部放大圖。 圖6為圖1中圈選處6的局部放大圖。 圖7為本發明電子元件針測裝置之一實施例的探針模組及攝影模組的示意圖。 圖8為圖1中圈選處8的局部放大圖。
10:機架
11:上側
12:下側
14:第一平台
15:第二平台
16:軸套件
17:抵塊
20:測試機
30:旋轉測試平台
31:框體
311:鏤空部
312:內周面
3121:第三導軌
313:第一表面
314:第二表面
32:轉軸
33:夾持機構
34:探針模組
35:攝影模組
36:限止結構
37:第一位移組件
38:第二位移組件
39:頂柱結構
40:吊掛模組
O:轉動軸
D:待測物
X、Y、Z:方向

Claims (10)

  1. 一種電子元件針測裝置，包含： 一機架； 一測試機，可沿一X方向及垂直該X方向的一Y方向位移地設置於該機架； 一旋轉測試平台，可繞沿該X方向延伸的一轉動軸轉動地設置於該機架，垂直該X方向及該Y方向為一Z方向，該旋轉測試平台與該測試機位於不同的該Z方向位置上；以及 一探針模組，設置於該旋轉測試平台上。
  2. 如請求項1所述之電子元件針測裝置，其中該旋轉測試平台的相對兩側分別具有一轉軸，該轉軸可轉動地設置於該機架。
  3. 如請求項2所述之電子元件針測裝置，更包含一蝸輪及一蝸桿，該蝸輪連接該轉軸，該蝸桿與該蝸輪嚙合。
  4. 如請求項2所述之電子元件針測裝置，更包含一限止結構，設置於該轉軸，該限止結構具有一第一平面及一第二平面，在該轉軸轉動過程中，該第一平面及該第二平面抵靠該機架，使該轉軸轉動範圍小於360度。
  5. 如請求項1所述之電子元件針測裝置，其中該旋轉測試平台包含一框體及複數夾持機構，該框體具有一內周面，該複數夾持機構分別可沿該Y方向位移地設置於該內周面。
  6. 如請求項1所述之電子元件針測裝置，更包含一攝影模組，設置於該旋轉測試平台上。
  7. 如請求項6所述之電子元件針測裝置，更包含一第一位移組件，該探針模組及該攝影模組設置於該第一位移組件上以同步沿該X方向或該Y方向位移或轉動。
  8. 如請求項7所述之電子元件針測裝置，更包含二第二位移組件，各該第二位移組件分別設置於該第一位移組件上，該探針模組及該攝影模組分別設置於二該第二位移組件上而能分別沿該X方向、該Y方向及該Z方向位移。
  9. 如請求項1所述之電子元件針測裝置，更包含二導桿、一滑桿及一頂柱結構，二該導桿設置於該旋轉測試平台並沿該X方向延伸，該滑桿沿該Y方向延伸且可滑移地設置於二該導桿之間，該頂柱結構可沿該Z方向位移並可滑移地設置於該滑桿。
  10. 如請求項1所述之電子元件針測裝置，更包含一吊掛模組，該吊掛模組包含一支架、一滑車以及一捲揚機，該支架固定於該機架上，該滑車可沿該X方向滑移地設置於該支架上，該捲揚機設置於滑車上。
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