TWI741360B - 自動化天線測試設備 - Google Patents

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TWI741360B
TWI741360B TW108131694A TW108131694A TWI741360B TW I741360 B TWI741360 B TW I741360B TW 108131694 A TW108131694 A TW 108131694A TW 108131694 A TW108131694 A TW 108131694A TW I741360 B TWI741360 B TW I741360B
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Abstract

一種自動化天線測試設備，係於機台本體上之腔體之容置空間中配置一用於設置測試物之承載座及一對應該承載座之天線座，並將一用於位移該測試物至該承載座之運輸裝置設於該機台本體上，以藉由該運輸裝置與該腔體互為獨立配置，能避免外在因素干擾OTA測試環境。

Description

自動化天線測試設備
本發明係關於一種測試設備，特別是關於一種用於無線(over the air)測試作業之自動化天線測試設備。
現行通訊傳輸係處於第四代(4G)階段，但隨著無線通信發展迅速及網路資源流量日趨龐大，所需的無線傳輸頻寬也越來越大，故第五代(5G)通訊傳輸之研發已成趨勢。而5G系統最高頻率的目標頻段是毫米波頻段(mmWave)，其頻率範圍從28GHz至52.6GHz(3gpp R15)之間，甚至可高達73GHz的頻段。
相較於現行4G的天線測試係於系統端(如手機、平板電腦等)進行測試，於5G階段，因mmWave頻段改為AiP(Antenna in Package)封裝設計，故天線測試需於封測端進行測試。
惟，於封測階段，現行封測廠使用的電性測試裝置係採用金屬壓測治具下壓該待測晶片之方式，而該金屬壓測治具會造成金屬屏蔽效應，致使天線容易受干擾，因而無法符合無線(over the air，簡稱OTA)的測試環境之要求。
因此，如何設計一套可適用於OTA測試環境需求以滿足天線測試需求同時也可與其他製程需求相容之自動化測試設備，已成目前亟欲解決的課題。
鑑於上述習知技術之缺失，本發明係提供一種自動化天線測試設備，係包括：機台本體；腔體，係設於該機台本體上且具有一容置空間；承載座，係設於該容置空間中，以設置測試物；天線座，係對應該承載座而設於該容置空間中，以設置用以接收該測試物訊號或傳輸訊號至該測試物的天線；以及運輸裝置，係設於該機台本體上，以位移該測試物至該承載座，其中，該運輸裝置與該腔體互為獨立配置。
前述之自動化天線測試設備中，該容置空間中於該承載座與該天線座之間係作為作用區，且該作用區係為無縫區。
前述之自動化天線測試設備中，該運輸裝置係包含將該測試物取放於該承載座之機械手臂。例如，該機械手臂係以吸附方式固定該測試物，以位移該測試物。進一步，該運輸裝置係具有複數設置於該機械手臂的取放部，該機械手臂帶動其中一取放部吸取其中一該測試物離開該承載座，而另一取放部置放另一該測試物至該承載座。
前述之自動化天線測試設備中，該腔體係為封閉型。
前述之自動化天線測試設備中，該容置空間中於該承載座與該天線座之間係作為作用區，使該容置空間定義有鄰接該作用區之非作用區，且該腔體復具有連通該容置空間且對應該非作用區之開口，以供該運輸裝置進出該腔體。例如，該開口係具有互不平行且相連通之第一通道 與第二通道，該第一通道係供該運輸裝置進出該腔體，且該第二通道係供該運輸裝置於該腔體內位移。進一步，復包括遮蓋該開口之蓋件。又包括配置於該腔體外且連接該蓋件之作動裝置，以移動該蓋件。例如，該作動裝置係包含至少一連接該蓋件之氣動組件，以移動該蓋件接近或遠離該開口。
前述之自動化天線測試設備中，該容置空間中於該承載座與該天線座之間係作為作用區，且該腔體之作用區係無金屬物。
由上可知，本發明之自動化天線測試設備中，主要藉由該腔體與該運輸裝置兩者獨立之設計，以避免干擾OTA測試環境，因而能達到自動化的OTA測試，藉以提高產能與良率。
再者，藉由該運輸裝置與該作動裝置均由非作用區進出該腔體，以於進行天線測試時，該作用區不會存在有任何金屬物及任何干擾天線測試之物品，因而能避免產生干擾測試之狀況。
1‧‧‧測試設備
1a‧‧‧機台本體
10,10’‧‧‧腔體
10a,10b,10c,10d,10e,10f‧‧‧板材
100‧‧‧開口
100a‧‧‧第一通道
100b‧‧‧第二通道
11‧‧‧蓋件
12‧‧‧承載座
13‧‧‧運輸裝置
13a‧‧‧機械手臂
13b‧‧‧軌道
130‧‧‧取放部
14‧‧‧作動裝置
140‧‧‧氣動組件
19‧‧‧天線座
7‧‧‧承接盤
8,8’,8”‧‧‧測試物
9‧‧‧天線
A‧‧‧非作用區
B‧‧‧作用區
f1,f2‧‧‧天線訊號
L‧‧‧基準面
S‧‧‧容置空間
X1,Z1,X2,Z2‧‧‧移動方向
Y1,Y2‧‧‧作用方向
第1A圖係為本發明之自動化天線測試設備之局部立體示意圖。
第1B圖係為本發明之自動化天線測試設備之局部上視示意圖。
第1C圖係為本發明之自動化天線測試設備之局部剖面側視示意圖。
第1D圖係為本發明之自動化天線測試設備之局部上視示意圖。
第1E圖係為本發明之自動化天線測試設備之局部立體示意圖。
第2A至2D圖係為本發明之自動化天線測試設備之運作過程之局部剖面側視示意圖。
第3A及3B圖係為本發明之自動化天線測試設備之局部剖面側視示意圖。
第4圖係為第1C圖之另一態樣示意圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“前”、“後”、“左”、“右”、“上”、“下”、“第一”、“第二”及“一”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。
第1A至1E圖係為本發明之自動化天線測試設備1之示意圖。該自動化天線測試設備1係包括：一機台本體1a、一腔體10、一蓋件11、一承載座12、一天線座19、一運輸裝置13以及一作動裝置14(詳第3A及3B圖)。
於本實施例中，該自動化天線測試設備1係採用無線(over the air，OTA)的測試環境。
所述之機台本體1a係為該自動化天線測試設備1的支撐結構，其可依需求設計所需之外觀及內裝，例如層板、框架、基座或其它適當構造等，以支撐該腔體10、運輸裝置13及作動裝置14，故無特別限制，且於圖中僅呈現局部結構。
於本實施例中，該機台本體1a係配置有至少一可供置放複數測試物8之承接盤7，以利於自動化產線之需求。例如，該測試物8係為電子元件，其可主動元件、被動元件、封裝元件或其三者之組合。具體地，該主動元件係例如半導體晶片，該被動元件係例如電阻、電容及電感，且該封裝元件係包含基板、設於該基板上之晶片及包覆該晶片之封裝層。在本實施例中，該測試物8為具天線結構之元件。
所述之腔體10係設於機台本體1a上，且該腔體10係具有一容置空間S及一連通該容置空間S之開口100，如第1C圖所示，其中，該容置空間S係定義有鄰接該開口100之非作用區A及鄰接該非作用區A之作用區B，使該開口100對應該非作用區A。
於本實施例中，該腔體10係由六片板材10a,10b,10c,10d,10e,10f組成外觀結構，其大致呈矩形體，以於該些板材10a,10b,10c,10d,10e,10f之間形成該容置空間S。例如，該開口100係設於該下方板材10f(即底板)上。應可理解地，有關該腔體10及其容置空間S之態樣種類繁多，並不限於上述。
所述之承載座12係設於該腔體10之非作用區A中，以承載該測試物8，使該測試物8位於該非作用區A中。再者，該非作用區A之定義係以該承載座12之頂面為基準面L，其下方空間係作為該非作用區A，而其上方空間則作為該作用區B，即該承載座12與該天線座19之間係作為該作用區B。
於本實施例中，該承載座12係為測試基座，其內配置有相關電路，以電性連接該測試物8，故有關該承載座12之態樣繁多，並無特別限制。
再者，該承載座12設於該下方板材10f(即底板)處，且外露於該下方板材10f(即底板)之表面。
又，該開口100係鄰近該承載座12邊緣，且該開口100係具有互不平行且相連通之第一通道100a與第二通道100b。例如，該開口100沿該承載座12邊緣延伸呈L形(如第1D或1E圖所示)或其它形狀(如馬蹄形或缺口環形)，並無特別限制。
另外，該作用區B係為無縫區，且其內係無金屬物。
所述之天線座19係對應該承載座12而設於該腔體10之作用區B之壁面上，以設置用以接收該測試物8訊號或傳輸訊號至該測試物8的天線9。
於本實施例中，該天線座19係設於該上方板材10a(即頂板)上且對應該承載座12，但該天線座19之位置亦可視天線產品規格而在設置在腔體10的任意角度方向的位置上。
所述之蓋件11(如第1D、3A及3B圖所示)係遮蓋該開口100，以密封該容置空間S，使該容置空間S能呈現封閉狀態。
所述之運輸裝置13係設於該機台本體1a上，以位移該測試物8於該承載座12與該承接盤7之間移動，使該測試物8能依需求置放於該承載座12或該承接盤7上，其中，該運輸裝置13與該腔體10互為獨立配置。
於本實施例中，該運輸裝置13係包含一將該測試物8取放於該承載座12之機械手臂13a及一組設於該機台本體1a上之軌道13b，且該 機械手臂13a係以吸附方式固定該測試物8，以位移該測試物8。例如，該機械手臂13a係具有複數能以吸附方式固定該測試物8之取放部130，且該軌道13b係位於該開口100與該承接盤7之間，以令該機械手臂13a能於該開口100與該承接盤7之間進行直線移動，且可經由該開口100進出該腔體10。具體地，該運輸裝置13係以吸附方式固定該測試物8，故該取放部130可為吸盤或其它適當結構。應可理解地，有關該機械手臂13a及軌道13b之種類繁多，可依需求設計，並不限於上述。
再者，該第一通道100a係供該運輸裝置13之機械手臂13a進出該腔體10(如第1C及1E圖所示之上下移動)，且該第二通道100b係供該運輸裝置13於該腔體10內位移(如第1D及1E圖所示之橫向水平移動)。
因此，該自動化天線測試設備1將該腔體10之作用區B與該運輸裝置13分開配置，使該腔體10呈獨立機構，以於測試作業期間，該作用區B內不會有金屬物或其它會干擾測試的物件。
再者，該運輸裝置13係由該非作用區A之開口100(下方)進入該腔體10，使該腔體10對應該運輸裝置13的開口100係鄰接該非作用區A而不會鄰接該作用區B，以令實際感測之作用區B呈無縫空間，因而能避免訊號的損耗。
又，該運輸裝置13進出該腔體10的開口100位置係配合該承載座12的位置。例如，以對應該基準面L而遠離該作用區B的位置皆可，如該非作用區A。具體地，如第4圖所示，因以該基準面L定義出該非作用區A與該作用區B，故可依需求設計該腔體10’，該開口100形成於該右側板材10d對應該非作用區A之處，且該承載座12設於該下方底板10f 上。因此，有關該腔體之規格型式繁多，該非作用區A或開口100可位於該腔體之任一方，並無特別限制。
所述之作動裝置14(如第3A及3B圖所示)係配置於該腔體10外，如設置於該機台本體上，以移動該蓋件11，使該蓋件11能接合該開口100或分離該開口100。
於本實施例中，該作動裝置14係包含至少一氣動組件140，如氣缸機構，以移動該蓋件11接近或遠離該開口100。例如，該氣動組件140係提供一第一作用力(如第3A圖所示之作用方向Y1)，以相對該下方板材10f上升該蓋件11，使該蓋件11分離該開口100，且藉由氣缸機構之回復機制，緩慢下降該蓋件11，使該蓋件11接合該開口100(如第3B圖所示)。具體地，基於自動化生產線之時程考量，該氣動組件140亦可為雙向氣缸機構，其可提供一第二作用力(如第3B圖所示之作用方向Y2)，以增加該蓋件11之下降速度，因而能大幅縮短測試作業之時間。
再者，該氣動組件140之位置係對應位於該開口100之處，如第1D圖所示之位於該開口100之相對兩終端處。具體地，該L形開口100之直向區段係供該機械手臂13a上升進入該腔體10之容置空間S內，且橫向區段係供該機械手臂13a於該腔體10內進行取放該測試物8的移動空間。因此，有關該開口100之態樣可依需求設計，並無特別限制。
應可理解地，有關該作動裝置14之態樣繁多，並不限於圖示。
請同時配合參閱第2A至2D圖，於使用該自動化天線測試設備1時，該機械手臂13a藉由該軌道13b移動至該承接盤7，以令其中一取放部130吸取一測試物8’，再將該機械手臂13a藉由該軌道13b移動至該開口100下方(如第2A圖所示之移動方向X1)。接著，藉由該作動裝置14 向上移動該蓋件11，使該蓋件11分離該開口100，同時，該取放部130藉由該機械手臂13a向上移動(如第2A圖所示之移動方向Z1)至該容置空間S內，再將該取放部130相對該下方板材10f平行伸展(或相對該下方板材10f之表面水平轉動)，以將該測試物8’置放於該承載座12上(如第2B圖所示)。之後，該取放部130藉由該軌道13b移動至該開口100處(如第2B圖所示之移動方向X2)以向下移出該容置空間S(如第2C圖所示之移動方向Z2)，同時，藉由該作動裝置14移動該蓋件11，使該蓋件11向下接合該開口100，且該氣動組件140移出該容置空間S，以進行測試作業，如第2C圖所示之天線座19上之天線9與承載座12上之測試物8’之間的天線訊號f1,f2之感應。
因此，藉由該運輸裝置13與該作動裝置14之同步作動，以利於整合工時，而能提高測試製程之運作效率，故能大幅縮短整體封測製程之時間。
另一方面，若該承載座12上置放有至少一已測試完成之測試物8，如第2A圖所示，則該機械手臂13a之另一取放部130可吸取該已測試完成之測試物8，再將該已測試完成之測試物8移至該承接盤7上，如第2D圖所示，並吸取另一待測試之測試物8”。因此，當該機械手臂13a進入該腔體10中之後，對於置放該未測試之測試物8’,8”及取出該已測試完成之測試物8等相關作業能接續進行，如第2A至2D圖所示，以利於整合工時，而能提高測試製程之運作效率，故能大幅縮短整體封測製程之時間。
最後，待該測試物8’之OTA測試作業結束後，藉由該運輸裝置13將該測試物8’取出並置放於該承接盤7上，且置放另一待測之測試物8”於該承載座12上。
綜上所述，本發明之自動化天線測試設備1，主要藉由該腔體10,10’與該運輸裝置13分開配置之設計，以避免該自動化天線測試設備1之其它自動化設計的相關元件(圖略)干擾OTA測試環境，因而能達到自動化的OTA測試，藉以提高產能與良率；此外，該運輸裝置13或該腔體10故障時，亦可分別拆除，以利於維修更換作業
再者，藉由該運輸裝置13與該作動裝置14均由非作用區A之開口100進出該腔體10，且該運輸裝置13與該作動裝置14於進行天線測試時均在該腔體10外，故該作用區B於進行天線測試時，不會存在有任何金屬物及任何干擾天線測試之物品且近似於無縫的空間，因而能避免產生干擾測試之狀況。
另外，應可理解地，有關自動化測試作業之種類繁多，可依需求配置各種態樣之天線座19上之天線裝置及其對應之測試物8，以進行所需之測試作業，並不限於上述之OTA測試作業。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
1‧‧‧測試設備
1a‧‧‧機台本體
10‧‧‧腔體
10a,10b,10d,10f‧‧‧板材
100‧‧‧開口
12‧‧‧承載座
13‧‧‧運輸裝置
13a‧‧‧機械手臂
13b‧‧‧軌道
130‧‧‧取放部
19‧‧‧天線座
8‧‧‧測試物
9‧‧‧天線
A‧‧‧非作用區
B‧‧‧作用區
L‧‧‧基準面
S‧‧‧容置空間

Claims (12)

  1. 一種自動化天線測試設備，係包括：機台本體；腔體，係設於該機台本體上且具有一容置空間及連通該容置空間之開口，其中，該開口係具有互不平行且相連通之第一通道與第二通道，以令該開口呈L形；承載座，係設於該容置空間中，以設置測試物；天線座，係對應該承載座而設於該容置空間中，以設置用以接收該測試物訊號或傳輸訊號至該測試物的天線；以及運輸裝置，係設於該機台本體上，以位移該測試物至該承載座，其中，該運輸裝置與該腔體互為獨立配置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自動化天線測試設備，其中，該容置空間中於該承載座與該天線座之間係作為作用區，且該作用區係為無縫區。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之自動化天線測試設備，其中，該運輸裝置係包含將該測試物取放於該承載座之機械手臂。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自動化天線測試設備，其中，該機械手臂係以吸附方式固定該測試物，以位移該測試物。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之自動化天線測試設備，其中，該運輸裝置係具有複數設置於該機械手臂的取放部，該機械手臂帶動其中一取放部吸取其中一該測試物離開該承載座，而另一取放部置放另一該測試物至該承載座。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之自動化天線測試設備，其中，該腔體係為封閉型。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之自動化天線測試設備，其中，該容置空間中於該承載座與該天線座之間係作為作用區，使該容置空間定義有鄰接該作用區之非作用區，且該開口對應該非作用區，以供該運輸裝置進出該腔體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之自動化天線測試設備，其中，該第一通道係供該運輸裝置進出該腔體，且該第二通道係供該運輸裝置於該腔體內位移。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之自動化天線測試設備，復包括遮蓋該開口之蓋件。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之自動化天線測試設備，復包括配置於該腔體外且連接該蓋件之作動裝置，以移動該蓋件。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之自動化天線測試設備，其中，該作動裝置係包含至少一連接該蓋件之氣動組件，以移動該蓋件接近或遠離該開口。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之自動化天線測試設備，其中，該容置空間中於該承載座與該天線座之間係作為作用區，且該腔體之作用區係無金屬物。
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