TWI720763B - 重力感測器測試系統 - Google Patents

Abstract

一種重力感測器測試系統，包括一具有載台的測試裝置；一入料機構，用以將複數個待測元件供應至一入料區；一元件承置定位裝置，具有一承架、一壓板及一昇降驅動機構，該昇降驅動機構驅動該承架及該壓板沿著一垂直方向位移，使該壓板相對於該載台上昇至一上死點位置或下降至一下死點位置。當該壓板受該昇降驅動機構驅動至該下死點位置時，一元件取放裝置由該入料區取出複數個待測元件並放入該電路板的該插槽中。當該壓板受該昇降驅動機構驅動離開該下死點位置時，該測試裝置驅動該載台順序地位於複數個測試面向中的其中一測試面向，以對該複數個待測元件進行電性功能測試。

Description

重力感測器測試系統

本發明係關於一種電子元件的測試系統，特別是一種重力感測器測試系統。

在現今各種可攜式電子裝置、測量裝置、檢測裝置、運動設計、電子設備均可能裝設各種信號感測器。例如，為了要量測出加速度或重力，即需裝設重力感測器。藉由重力感測器可感測出物件的加速度、振動、角速度。

在產製重力感測器的過程中，需對產品進行電性能測試，以確保產品良率與電性能。因應重力感測器在測試時必須予以旋轉的需求，業界已設計出各種不同的重力感測器旋轉測試裝置(例如六軸機械手臂、旋轉測試台)，以對待測的重力感測器進行旋轉測試。

在將待測的重力感測器承置定位於旋轉測試裝置時，由於待測的重力感測器需進行各種角度的翻轉，故必須同時考慮到感測器定位穩定性、適當壓緊、防止震動、定位位置的一致性、操作簡便性等。然而，在現有各種不同的重力感測器旋轉測試裝置的設計中，仍普遍無法符合這些要求。再者，在現有各種不同的重力感測器旋轉測試裝置的設計中，對於待測元件的入料、元件取放、元件承置定位、出料等系統配置尚無法達到最佳化，特別是在元件承置定位的操作設計中，往往無法達到簡便、快速、流暢、確實的產業需求。

緣此，本發明之主要目的即是提供一種重力感測器測試系統的最佳化設計，以使重力感測器的測試程序中，從待測元件的入料、元件取放、元件承置定位、出料整個過程都能達到最佳化的目的。

本發明所採用之技術手段係包括一具有載台的測試裝置；一入料機構，用以將複數個待測元件供應至一入料區；一元件承置定位裝置，具有一承架、一壓板及一昇降驅動機構，該昇降驅動機構驅動該承架及該壓板沿著一垂直方向位移，使該壓板相對於該載台上昇至一上死點位置或下降至一下死點位置。當該壓板受該昇降驅動機構驅動至該下死點位置時，一元件取放裝置由該入料區取出複數個待測元件並放入該電路板的該插槽中。當該壓板受該昇降驅動機構驅動離開該下死點位置時，該測試裝置驅動該載台順序地位於複數個測試面向中的其中一測試面向，以對該複數個待測元件進行電性功能測試。

在效果方面，本發明在對重力感測器的測試程序中，從待測元件的入料、元件取放、元件承置定位、出料整個過程都能達到簡便、快速、流暢、確實的最佳化要求。特別地，通過本發明的元件承置定位裝置，可以使待測的重力感測器穩定地、適當壓緊承置定位於重力感測器測試系統的載台，不會有震動、晃動、掉落的問題，有利於自動化元件入料、元件承置定位、元件測試的實現。

本發明所採用的具體技術，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

參閱圖1所示，其顯示本發明的立體圖。本發明主要係由一測試裝置100、一元件承置定位裝置200、一入料機構300、一出料機構400、一元件取放裝置500所組成。為了使圖式各組件間的配置關係較為清楚，故後續圖式中若無必要，將省略入料機構300、一出料機構400、一元件取放裝置500。入料機構300係設置在元件承置定位裝置200的一側邊鄰近位置處，用以將複數個待測元件供應至一入料區。入料機構300係設置在元件承置定位裝置200的另一側邊，用以將位在出料區的複數個測畢元件送出。

同時參閱圖2-4所示，圖2顯示本發明的前視圖，圖3顯示本發明的頂視圖，圖4顯示本發明的左側視圖。本發明的測試裝置100包括一支架11、一第一馬達12、一第二馬達13、一旋轉座14、一載台15。其中，第一馬達12係定位在支架11的一側，支架11再安裝在一共同基座10上。第二馬達12的驅動軸係結合於旋轉座14，可驅動該旋轉座14轉動。第二馬達13係定位在旋轉座14，且其驅動軸係結合該載台15，可驅動該載台15轉動。第一馬達2與第二馬達3彼此呈正交角度配置。

同時參閱圖5、6所示，其中圖5顯示圖1中的部分組件分離時的立體分解圖，圖6顯示圖1中的壓板移離時的頂視圖。載台15的頂面配置複數個定位件16，利用這些定位件16所定義一工作區，且在該工作區結合一承板17，再結合一電路板3。電路板3上配置數個插槽4。每一個插槽4可供插置一待測元件。

通過第一馬達12驅動旋轉座14轉動以及第二馬達13驅動載台15轉動，可使載台15順序地位於複數個測試面向中的其中一測試面向，以使測試裝置100的控制器(未示)對插置在插槽4中的待測元件進行電性功能測試。

本發明的元件承置定位裝置200主要包括一滑座21、一承架22、一垂直導軌23、一壓板24、一水平位移驅動機構5、一昇降驅動機構6。

滑座21係結合於水平位移驅動機構5，可由水平位移驅動機構5利用螺桿51驅動沿著一水平滑軌52進行水平方向位移，使該滑座21上的壓板24位在對應於該電路板3的上方位置或遠離該電路板3的位置。

承架22大致呈U形承架結構，其係藉由複數個垂直導軌23而可昇降地結合在滑座21上，而在承架22的頂面則結合一壓板24。

承架22的一側緣鄰近位置處，設置一昇降驅動機構6。昇降驅動機構6的驅動軸設置一偏心軸柱61。昇降驅動機構6可帶動偏心軸柱61進行偏心轉動。當偏心軸柱61位在高點時，會扺頂承架22相對應處所設置的一扺頂板221，而當偏心軸柱61離開該高點時，因扺頂板221不再受扺頂，故承架22會下降。如此，可使承架22相對於該滑座21進行垂直方向位移，而使壓板24上昇至一上死點位置或下降至一下死點位置。

承架22和滑座21之間配置至少一拉引彈簧25，藉由拉引彈簧25的彈力，可提供一拉引力於該承架22，將該承架22向著該滑座21的方向拉引。

同時參閱圖7A、7B所示，其中圖7A顯示承架22位在托持電路板3的兩側緣時的示意圖，而圖7B顯示承架22遠離電路板3時的示意圖。承架22在水平位移驅動機構5的驅動之下，可藉由螺桿51驅動滑座21連同承架22沿著水平滑軌52移動位在對應於該電路板3的兩側緣位置。此時，承架22的兩對應滑槽222會滑移托持住載台15的兩側緣(如圖7A所示)，故可使載台15受到穩定的托持。相反地，當承架22受到水平位移驅動機構5的反向驅動之下，藉由螺桿51驅動滑座21連同承架22沿著水平滑軌52反向移動而遠離電路板3(如圖7B所示)。

參閱圖8A、8B所示，其中圖8A顯示壓板24位在電路板3上方、且位在上死點位置時的剖視示意圖，而圖8B顯示壓板24位在電路板3上方、且位在下死點位置時的剖視示意圖。當承架22位在如圖7A所示的對應於電路板3的兩側緣位置時，壓板24即位在電路板3上方。此時，昇降驅動機構6經由帶動偏心軸柱61進行偏心轉動。當偏心軸柱61位在高點時，會扺頂承架22的扺頂板221，而使壓板24和電路板3上的插槽4相隔一高度(如圖8A所示)。

相反地，當偏心軸柱61受昇降驅動機構6的轉動而離開該高點時，因承架22的扺頂板221不再受扺頂，故承架22會受到拉引彈簧25的拉引而下降，使壓板24壓扺於插槽4。

參閱圖9A、9B所示，其中圖9A顯示插槽4的可壓縮座41被向下壓扺時的剖視動作示意圖，而圖9B顯示插槽4的可壓縮座41不受壓扺時的剖視動作示意圖。插槽4中具有一基座40、一結合在該基座40上的可壓縮座41、至少一位在基座40和可壓縮座41間的彈性件42、複數個配置在基座40中的導電部43、一開設在該基座40上的槽座45。可壓縮座41在未受到向下壓力時，藉由彈性件42的彈性力而位在舉昇位置。

當壓板24壓扺於插槽4頂部的可壓縮座41時，可壓縮座41的下滑緣411向下壓觸對應的導電部43，而使各個導電部43的接觸端44位在移開位置(參圖9A所示)。此時，即可將待測元件7通過壓板24的開口241置入插槽4中的槽座45中。

而當壓板24不再壓扺於插槽4頂部的可壓縮座41時，因壓縮件41的下滑緣411不再壓觸各個導電部43，而使各個接觸端44得以觸壓待測元件7的對應元件引腳71(參圖9B所示)。此後，水平位移驅動機構5即可驅動承架22沿著水平滑軌52移動而遠離電路板3，以便測試裝置100的控制器開始對插槽4中的待測元件7進行電性功能測試。

在實際產品化時，基於上述的結構實施例，亦可只配置該承架和結合於該承架的昇降驅動機構。昇降驅動機構用以驅動該承架沿著一垂直方向位移。當該壓板受該昇降驅動機構驅動至下死點位置時，該壓板壓扺於該電路板上所配置的複數個插槽頂部；而當該壓板受該昇降驅動機構驅動至位在上死點位置時，該壓板不再壓扺於該複數個插槽頂部。

同時參閱圖1、10、11、12所示，入料機構300包括一入料平台301，且在該入料平台301上開設複數個用以承置料管的料管槽道302。入料平台301的設置位置即係定義為入料區。

每一個料管槽道302的前端各延伸出一元件輸送槽道303。元件輸送槽道303的一端係連通於料管槽道302，而另一端則呈一元件承置區段304。該元件輸送槽道303具有一漸縮寬度結構，位在該元件導入端303a的寬度較大，而在相鄰於該元件承置區段304的寬度較小，如此可使待測元件7在振動送料過程中平順地通過元件輸送槽道303。

較佳地，每一個元件輸送槽道303的表面形成有一沿著該元件輸送槽道303方向的導引結構，該導引結構包括一沿著該延伸方向延伸的導引凸部303b，且該導引凸部303b距離該元件輸送槽道303的兩側槽壁之間各別形成一側溝槽303c。側溝槽303c的寬度是作為待測元件7兩側的元件引腳71通過的空間。當待測元件7通過元件輸送槽道303時，待測元件7的腹部會貼附移行於導引凸部303b上，使待測元件7在振動送料過程中平順地受到導引凸部303b的導引。

相似地，如圖12、13所示，元件承置區段304包括一沿著該延伸方向延伸的承置凸部304a，且該承置凸部304a距離該元件承置區段304的兩側槽壁之間各別形成一側溝槽304b。更佳地，承置凸部304a的高度係低於導引凸部303b的高度，且側溝槽304b可與元件輸送槽道303的側溝槽303c同一高度。如此，可使待測元件7受振動而移行至元件承置區段304時，待測元件7恰精準承置定位在元件承置區段304中，而不會有愰動、偏斜的問題。

複數個料管305在各別插置在複數個料管槽道302之後，受一垂直於該延伸方向配置的料管定位板306壓制而穩固定位在各別的料管槽道302中。複數個待測元件7係由料管305的第一自由端順序地進到料管305中。較佳地，在料管305的通過路徑可設一頂昇架307，將料管305適當地頂昇其後端高度。

送料平台301由於受到底部結合的振動推進裝置8的振動力，故待測元件7會由料管305的第二自由端進入元件輸送槽道303中，再送扺元件輸送槽道303的元件承置區段304。

為了感測待測元件7在運送過程的位置，可在料管槽道302在對應於料管305的出料端處(即相鄰於元件輸送槽道303處)設置一料管感測器s1、在元件輸送槽道303相鄰於元件承置區段304處設置一元件通過感測器s2、在元件承置區段304設置一元件定位感測器s3。

再如圖1所示，出料機構400包括一出料平台401，且在該出料平台401上開設複數個用以承置複數個出料料管402的出料料管槽道403。出料平台401的設置位置即係定義為出料區。

每一個出料料管槽道403的前端各延伸出一元件輸出槽道404。元件輸出槽道404的一端係連通於出料料管槽道403，而另一端則形成一元件承置區段405。

複數個出料料管402在各別插置在出料料管槽道403之後，受一出料料管定位板406壓制而穩固定位在各別的出料料管槽道403中。出料平台401由於受到底部結合的出料振動裝置9的振動力，故測畢後的待測元件會由元件輸出槽道404順序地進入出料料管402中。當出料料管402中容置預定數量的測畢的待測元件之後，操作者即可將出料料管402取出。

入料機構300和出料機構400之間，配置一元件取放裝置500，其亦位在元件承置定位裝置200的鄰近位置。元件取放裝置500包括至少一元件取放吸嘴501，其可以採用例如一連通於真空裝置(未示)的真空吸嘴。元件取放吸嘴501連結一X軸向驅動單元502，可由該X軸向驅動單元502帶動進行X軸向位移。X軸向驅動單元502再結合一設置在導引機構504的Y軸向驅動單元503，可由Y軸向驅動單元503驅動沿著導引機構504進行Y軸向位移。

當元件承置定位裝置200的壓板24位在電路板3上方、且位在下死點位置時(同時參閱圖8B所示)，元件取放裝置500的元件取放吸嘴501會由入料區取出待測元件7並放入該電路板3的插槽4中。然後，壓板24受昇降驅動機構6的驅動離開該下死點位置(同時參閱圖8A所示)、且由水平位移驅動機構5將壓板24水平位移至遠離電路板3的位置時(同時參閱圖7B所示)時，測試裝置100即可驅動載台15順序地位於複數個測試面向中的其中一測試面向，以對插置在該插槽4中的複數個待測元件7進行電性功能測試。

送料平台301上更結合一限位板308，該限位板308位在元件輸送槽道303上，且垂直於該元件輸送槽道303的延伸方向，該限位板308至少部分地覆蓋該元件輸送槽道303，但未覆蓋該元件承置區段304，以在該元件承置區段304上形成一元件取出空間，以便於元件取放裝置500的元件取放吸嘴501將位在元件承置區段304的待測元件7取出。當元件取放吸嘴501將位在元件承置區段304的待測元件7時，由於尚未進入元件承置區段304的待測元件7會受到限位板308的前緣的限制，故不會誤被附著取出。更者，如同前述，因待測元件7係被精準承置定位在元件承置區段304中而不會有愰動、彈跳、偏斜的問題，故當元件取放吸嘴501將位在元件承置區段304的待測元件7取出欲插置在插槽4中時，即不須再進行例如習知技術中的光學定位工序，而可簡化測試工序、增進測試效能。

當測試裝置100完成待測元件7的測試後，該元件取放裝置500將待測元件7由插槽4中取出一一地送至出料區，再由出料機構400將測畢的待測元件送入出料料管402中。

圖14~19分別顯示待測元件在受測時位在各個測試面向時的立體圖。第一馬達12係以介於0至小於360度的第一工作角度驅動該載台15旋轉。較佳實施例中，第一工作角度係定位在0、90、180、270度之一。第二馬達13以介於0至小於360度的第二工作角度驅動該載台15旋轉，使該待測元件順序地位於複數個測試面向中的其中一測試面向。較佳實施例中，第二工作角度係定位在0、90度之一。

當待測元件7承置定位在該載台15上的電路板3後，待測元件7係位在水平狀態的第一個測試面向(如圖14所示)。然後，第一馬達12以逆時鐘方向驅動該載台15旋轉90度角。如此，使得待測元件7隨著載台15旋轉至垂直狀態的第二個測試面向(如圖15所示)。

接著，第二馬達13以順時鐘方向驅動該載台15旋轉90度角。如此，使得待測元件7隨著載台15旋轉至垂直狀態的第三個測試面向(如圖16所示)。

接著，第一馬達12以逆時鐘方向驅動該載台15旋轉90度角。如此，使得待測元件7隨著載台15旋轉至水平狀態的第四個測試面向(如圖17所示)。

接著，第一馬達12以逆時鐘方向驅動該載台15旋轉90度角。如此，使得待測元件7隨著載台15旋轉至垂直狀態的第五個測試面向(如圖18所示)。

接著，第二馬達13以逆時鐘方向驅動該載台15旋轉90度角。如此，使得待測元件7隨著載台15旋轉至垂直狀態的第六個測試面向(如圖19所示)。

順序地完成上述的步驟之後，即可使待測元件7順序地完成所需的六個測試面向的測試。

以上所舉實施例僅係用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

100:測試裝置 200:元件承置定位裝置 10:共同基座 11:支架 12:第一馬達 13:第二馬達 14:旋轉座 15:載台 16:定位件 17:承板 21:滑座 22:承架 221:扺頂板 222:滑槽 23:垂直導軌 24:壓板 241:開口 25:拉引彈簧 3:電路板 4:插槽 40:基座 41:可壓縮座 42:彈性件 43:導電部 44:接觸端 45:槽座 5:水平位移驅動機構 51:螺桿 52:水平滑軌 6:昇降驅動機構 61:偏心軸柱 7:待測元件 71:元件引腳 8:入料振動裝置 9:出料振動裝置 300:入料機構 301:入料平台 302:料管槽道 303:元件輸送槽道 303a:元件導入端 303b:導引凸部 303c:側溝槽 304:元件承置區段 304a:承置凸部 304b:側溝槽 305:料管 306:料管定位板 307:頂昇架 400:出料機構 401:出料平台 402:出料料管 403:出料料管槽道 404:元件輸出槽道 405:元件承置區段 406:出料料管定位板 500:元件取放裝置 501:元件取放吸嘴 502:X軸向驅動單元 503:Y軸向驅動單元 504:導引機構 s1:料管感測器 s2:元件通過感測器 s3:元件定位感測器

圖1顯示本發明的立體圖。 圖2顯示本發明的前視圖。 圖3顯示本發明的頂視圖。 圖4顯示本發明的左側視圖。 圖5顯示圖1中的部分組件分離時的立體分解圖。 圖6顯示圖1中的壓板移離時的頂視圖。 圖7A顯示承架位在托持電路板的兩側緣時的示意圖。 圖7B顯示承架遠離電路板時的示意圖。 圖8A顯示壓板位在電路板上方、且位在上死點位置時的剖視示意圖。 圖8B顯示壓板位在電路板上方、且位在下死點位置時的剖視示意圖。 圖9A顯示插槽的可壓縮座被向下壓扺時的剖視動作示意圖。 圖9B顯示插槽的可壓縮座不受壓扺時的剖視動作示意圖。 圖10顯示本發明中入料機構的俯視圖。 圖11顯示本發明中入料機構的部分組件分離時的立體圖。 圖12顯示圖11中元件輸送槽道和元件承置區段的擴大立體圖。 圖13顯示一待測元件位在元件輸送槽道的元件承置區段時的俯視圖。 圖14~19分別顯示待測元件在受測時位在各個測試面向時的立體圖。

100:測試裝置

200:元件承置定位裝置

10:共同基座

11:支架

12:第一馬達

13:第二馬達

14:旋轉座

15:載台

16:定位件

17:承板

22:承架

221:扺頂板

23:垂直導軌

24:壓板

241:開口

25:拉引彈簧

3:電路板

5:水平位移驅動機構

51:螺桿

52:水平滑軌

6:昇降驅動機構

61:偏心軸柱

8:入料振動裝置

9:出料振動裝置

300:入料機構

301:入料平台

302:料管槽道

303:元件輸送槽道

304:元件承置區段

305:料管

306:料管定位板

307:頂昇架

400:出料機構

401:出料平台

402:出料料管

403:出料料管槽道

404:元件輸出槽道

405:元件承置區段

406:出料料管定位板

500:元件取放裝置

501:元件取放吸嘴

502:X軸向驅動單元

503:Y軸向驅動單元

504:導引機構

Claims (6)

1. 一種重力感測器測試系統，包括： 一測試裝置，設有一載台，一承置有複數個待測元件的電路板係定位在該載台上，在該電路板上設置複數個插槽，該測試裝置包括： 一第一馬達； 一旋轉座，結合在該第一馬達，由該第一馬達驅動旋轉； 一第二馬達，定位在該旋轉座，該第二馬達與該第一馬達係彼此呈正交角度配置，而該載台係結合在該第二馬達，由該第二馬達驅動旋轉； 一入料機構，設置在該測試裝置的一側，用以將該複數個待測元件供應至一入料區； 一元件承置定位裝置，包括： 一承架，該承架的頂面結合一壓板； 一昇降驅動機構，結合於該承架，用以驅動該承架沿著一垂直方向位移，進而使該壓板相對於該電路板上昇至一上死點位置或下降至一下死點位置； 一元件取放裝置，設置在該元件承置定位裝置的鄰近位置； 當該壓板受該昇降驅動機構驅動至該下死點位置時，該元件取放裝置由該入料區取出該複數個待測元件並放入該電路板的該插槽中； 當該壓板受該昇降驅動機構驅動離開該下死點位置時，該測試裝置的該第一馬達以一第一工作角度驅動該旋轉座旋轉，該第二馬達以一第二工作角度驅動該載台順序地位於複數個測試面向中的其中一測試面向，以對插置在該插槽中的該複數個待測元件進行電性功能測試； 當該測試裝置完成該複數個待測元件的測試後，該元件取放裝置將測畢的該複數個待測元件由該電路板的該插槽中取出送至一出料區。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之重力感測器測試系統，其中該入料機構包括： 一入料平台，在該入料平台上開設複數個用以承置至少一料管的至少一料管槽道； 一元件輸送槽道，形成在該入料平台上，該元件輸送槽道的一端係連通於該至少一料管槽道，而另一端則形成一元件承置區段； 一料管定位板，位在該入料平台上，用以將該至少一料管壓制定位在該至少一料管槽道中； 一入料振動裝置，結合在該入料平台，用以提供一振動力於該入料平台。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之重力感測器測試系統，更包括一出料機構，其包括： 一出料平台，在該出料平台上開設複數個用以承置至少一出料料管的至少一出料料管槽道； 一元件輸出槽道，形成在該出料平台上，該元件輸出槽道的一端係連通於該出料料管槽道，而另一端則形成一元件承置區段； 一出料料管定位板，位在該出料平台上，用以將該出料料管壓制定位在該出料料管槽道中； 一出料振動裝置，結合在該出料平台，用以提供一振動力於該出料平台。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之重力感測器測試系統，其中該元件取放裝置包括： 一元件取放吸嘴； 一X軸向驅動單元，連結於該元件取放吸嘴，用以驅動該元件取放吸嘴進行X軸向位移； 一Y軸向驅動單元，連結於該X軸向驅動單元，用以驅動該X軸向驅動單元沿著一導引機構進行Y軸向位移。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之重力感測器測試系統，其中該元件承置定位裝置更包括： 一滑座，通過至少一對垂直導軌可昇降地結合在該承架的底面； 一水平位移驅動機構，結合於該滑座，用以驅動該滑座連同該承架沿著一水平方向位移，使該滑座的該壓板位在對應於該電路板的上方位置或遠離該電路板。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之重力感測器測試系統，其中該昇降驅動機構包括一偏心軸柱，當該昇降驅動機構旋轉時，帶動該偏心柱進行偏心轉動，由該偏心軸柱扺頂配置在該承架的一頂掣板，而使該承架沿著該垂直方向上昇或下降，進而使該壓板上昇至該上死點位置或下降至該下死點位置。

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