TWI821780B - 溫度控制系統、溫度控制方法以及具備該系統之影像感測器測試設備 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種溫度控制系統、溫度控制方法以及具備該系統之影像感測器測試設備，其主要包括以下手段：首先，複數待測件在溫控區內被調控至特定溫度；接著，複數待測件被移載至測試基座並被分別置入複數測試槽內；而每一測試槽內感溫元件分別量測待測件之溫度；當其中有感溫元件感測到其所對應之測試槽內的待測件不符特定溫度時，測試槽所對應的溫控元件對待測件進行溫度調控。據此，利用溫控區來批次地調控多個待測件的溫度，且於測試進行前或測試進行中，可個別地對待測件進行溫度感測及補償，藉此可提高測試效率及準確度。

Description

溫度控制系統、溫度控制方法以及具備該系統之影像感測器測試設備
本發明係關於一種溫度控制系統、溫度控制方法以及具備該系統之影像感測器測試設備，尤指一種在電子元件測試前及測試過程中調控電子元件溫度之系統及方法，以及採用該系統或方法之影像感測器測試設備。
為了瞭解電子元件在高溫或低溫時的運作狀態，通常在產品出廠前或封裝前將進行高、低溫測試。以高溫測試為例，係先將電子元件之溫度升高至一特定溫度後開始進行測試，較常見的作法是在測試站內直接升高溫度並執行測試；但採用此一方式時，測試模組的閒置時間過長，因為必須等待電子元件的溫度升高。而且，反覆的大幅升溫和降溫，對於測試設備而言，容易造成電路或機構的故障，顯著影響使用壽命。
另一種方式，先將電子元件放置於一預熱區進行升溫；等電子元件達到特定溫度後，再移載至測試站進行測試。然而，此一方式很難精準地維持每一電子元件溫度，因為在批次移載過程中，甚至在批次測試的過程中，可能會有部分電子元件的溫度下降明顯，進而影響測試的準確度。
相關先前技術請參考公告第I502206號「影像感測電子元件測試裝置及其應用之測試設備」，其揭露將一待測件移載至一密閉腔室內，並透過多個輸送管路將溫控流體(冷源)輸送至該密閉腔室內，用來調控待測件的溫度；而且，還須另外設置抽真空結構，來防止腔室內結露。
由上開先前技術可知，單一測試裝置只能測試單一待測件，無法批次測試，檢測效率不佳；而且，測試裝置的構造複雜、體積龐大，建置及維護成本高昂。由此可知，一種可批次測試電子元件，且可針對個別待測電子元件進行溫度調控或補償之溫度控制系統、溫度控制方法以及測試設備，實為產業界、及社會大眾所殷殷期盼者。
本發明之主要目的係在提供一種溫度控制系統、溫度控制方法以及具備該系統之影像感測器測試設備，俾能批次檢測電子元件，特別是影像感測器，而且可對個別待測電子元件進行獨立的溫度控制或補償，可以精準調控或維持每一個待測電子元件之溫度，可有效提高測試精確度及效率。
為達成上述目的，本發明提供一種溫度控制方法，其主要包括以下步驟：首先，複數待測件在一溫控區內被調控至一特定溫度；接著，複數待測件被移載至一測試基座並被分別置入複數測試槽內；而測試基座包括複數感溫元件及複數溫控元件，且每一測試槽對應設置一感溫元件及一溫控元件；另外，複數感溫元件分別量測複數測試槽內之複數待測件之溫度；當複數感溫元件感測到其所對應之測試槽內的待測件不符特定溫度時，測試槽所對應的溫控元件對待測件進行溫度調控。
整體而言，在本發明所提供的方法中，先利用一溫控區來批次地調控多個待測件的溫度，藉此可大幅節省待測件直接在測試槽內升溫或降溫的測試閒置時間，藉以提升機台的測試效率。再且，於測試進行前或測試進行中，可個別地對每一待測件進行溫度感測，一旦發現有待測件之溫度不符預設之特定溫度時，可獨立地對該待測件進行溫度補償，以維持所有待測件之測試溫度的一致性，藉此可提高測試準確度。
為達成上述目的，本發明提供一種溫度控制系統，其主要包括溫控區、測試基座、複數感溫元件、複數溫控元件以及控制器；溫控區係用於調控複數待測件之溫度至一特定溫度；而測試基座包括複數測試槽，且複數測試槽係分別用於容置複數待測件；複數感溫元件係設置於測試基座並分別對應於複數測試槽，而複數感溫元件係分別用於量測複數待測件之溫度；複數溫控元件係設置於測試基座並分別對應於複數測試槽，且複數溫控元件係用於調控複數待測件之溫度；控制器係電性連接至測試基座、複數感溫元件及複數溫控元件；其中，當複數感溫元件感測到其所對應之測試槽內的待測件不符特定溫度時，而控制器控制該測試槽所對應的溫控元件對該待測件進行溫度調控。
換言之，在本發明所提供之溫度控制系統中，先以溫控區對待測件作溫度調控，直到待測件之溫度接近、超過或等於測試溫度(特定溫度)時，複數待測件被批次地移載到測試基座，而控制器控制複數感溫元件個別地感測每一待測件之溫度；當其中一個或多個待測件之溫度不符測試溫度時，控制器便控制對應的溫控元件對溫度不符的待測件進行溫度補償，藉此使所有待測件之溫度均維持於測試溫度，不至於因為溫度差異而產生測試結果誤差。而且，因為待測件已經先在溫控區作第一次溫度調控，故通常待測件被移載至測試基座時的溫度與測試溫度已經差異不大，此時如果需要進行溫度補償，將可快速地達到預設溫度，故可顯著縮短測試設備閒置的等待時間，提升測試效率。
為達成上述目的，本發明提供一影像感測器之測試設備，其包括如前述的溫度控制系統以及壓接頭，而壓接頭電性連接於控制器；且控制器控制壓接頭可選擇地趨近測試基座以壓抵待測件或遠離測試基座。而且，壓接頭可包括複數發光單元及複數導光通道，而複數導光通道之一端分別連通至複數發光單元，另一端分別對應於複數測試槽。另外，壓接頭可更包括一負壓通道，其一端連通至複數導光通道，另一端連通至一負壓源。藉此，複數導光通道除了可作為導引光線用途之外，也可形成負壓以吸附並取放待測件。
除此之外，本發明之溫度控制系統可更包括複數壓接頭溫控單元，其可設置於壓接頭並電性連接於控制器；而複數壓接頭溫控單元分別對應於複數測試槽。據此，當複數感溫元件感測到其所對應之測試槽內的待測件不符特定溫度時，而控制器亦可控制測試槽所對應的壓接頭溫控單元對待測件進行溫度調控。換言之，本發明可同時利用測試基座內的溫控元件以及壓接頭內的壓接頭溫控單元來對待測件進行溫度補償，以營造完整的溫控環境，讓待測件沉浸於高溫或低溫的溫控環境中，可加速升溫或降溫，更加提升測試效率。
本發明溫度控制系統、溫度控制方法以及具備該系統之影像感測器測試設備在本實施例中被詳細描述之前，要特別注意的是，以下的說明中，類似的元件將以相同的元件符號來表示。再者，本發明之圖式僅作為示意說明，其未必按比例繪製，且所有細節也未必全部呈現於圖式中。
請同時參閱圖1及圖2，圖1係本發明測試設備一較佳實施例之模組配置示意圖，圖2係本發明溫度控制系統一較佳實施例之系統架構圖。以下以影像感測器之測試設備作為實施例進行說明，惟本發明並不以影像感測器為限，舉凡需要進行溫度控制之測試設備，例如高溫測試或低溫測試，均可適用本發明。
如圖1所示，本實施例之測試設備主要包括一進料區In、一空盤區E、一出料區Out、一溫控區1、二待測件載送裝置6以及一測試區20；其中，進料區In係用於裝載尚未測試之待測件；空盤區E係用於裝載空的晶片載盤(Tray)，也就是當進料區內的晶片載盤(圖中未示)上之待測件被移載完畢後，空的晶片載盤將會從進料區In被移載到空盤區E；出料區Out係用於裝載已完測的待測件。
再者，本實施例之溫控區1包括一低溫預熱區12及一高溫預熱區13，本實施例之低溫預熱區12和高溫預熱區13各自包括一溫度調控盤11，其分別用以將待測件升溫至一第一特定高溫(例如60℃)及一第二特定高溫(例如120℃)。需要特別說明的是，在本實施例中，溫度調控盤11所設定的溫度，通常是大於或等於該特定溫度。
另外，請一併參閱圖3，其係本發明待測件載送裝置6一較佳實施例之立體圖；二待測件載送裝置6分別用於對測試區20入料和出料，故分設於測試區20之二側。其中，入料是指將待測件從溫控區1移載至測試區20，出料是指將待測件從測試區20移載至出料區Out。又如圖中所示，每一待測件載送裝置6包括8個晶片座60，而每一晶片座60上包括4個晶片槽61；也就是說，本實施例之待測件載送裝置6一次可以批次移載32個待測件。此外，晶片座60內設置一移載溫控模組62，其可用於在移載過程中對待測件升溫、降溫、或維持溫度。
請一併參閱圖4、圖5A及圖5B，圖4係本發明壓接頭一較佳實施例之立體圖，圖5A係本發明進行測試時壓接頭與測試基座之剖面示意圖，圖5B係本發明進行測試時壓接頭與測試基座之剖面分解放大圖。本實施例之測試區20主要包括一測試基座2及一壓接頭7，壓接頭7設置於測試基座2上方並受控而可趨近測試基座2以壓抵待測件C或遠離測試基座2。
再且，在本實施例中，測試區20包括8個測試基座2，每一個測試基座2包括4個用於容置該待測件C的測試槽21。而且，每一測試槽21對應設置一感溫元件3及一溫控元件4；其中，感溫元件3係用於量測該待測件C之溫度，溫控元件4係用於調控該待測件C之溫度。
此外，又如圖2所示，本實施例包括一控制器5可例如是應用在個人電腦(Personal Computer, PC)、筆記型電腦(Notebook Computer)、工業電腦(Industrial PC, IPC)或雲端伺服器(Cloud Server)等諸如此類的數位系統或雲端平台，或以軟體程式形式來安裝在上述各電腦設備中，以供使用者操作電腦設備而自動執行包括溫度調控之整個測試設備的運作。在本實施例中，控制器5電性連接包括溫控區1、測試基座2、待測件載送裝置6以及壓接頭7等。
如圖4、圖5A及圖5B所示，本實施例之壓接頭7包括一升降臂70以及8個壓接塊75，8個壓接塊75組設於升降臂70上，而升降臂70可由例如馬達和螺桿組成，即可受控下降而使壓接塊75趨近測試基座2以壓抵待測件C，或使之上升而遠離測試基座2。另外，壓接塊75包括4個發光單元71及4個導光通道72，每一導光通道72之一端連通至一個發光單元71，另一端分別對應於測試槽21。此外，在每一導光通道72內又設置一透鏡單元76，其主要作為光擴散之用，以使發光單元71所照射之光可以均勻地漫射於導光通道72內。
除此之外，本實施例之壓接塊75內還設置了4個壓接頭溫控單元74，其電性連接於控制器5；而每一壓接頭溫控單元74對應於一測試槽21。另外，在本實施例中，每一壓接塊75內部設置一負壓通道73，其一端連通至導光通道72，另一端連通至一負壓源Vs。也就是說，藉助於負壓通道73，可讓導光通道72形成負壓，而導光通道72之開口77得以吸附待測件C，並執行取放待測件C之工作。
以下說明本實施例之測試設備的整體運作流程以及溫度控制方法，請一併參閱圖1至圖5B；首先，位在進料區In之待測件C被入料取放裝置81移載到溫控區1內，放置於低溫預熱區12之溫度調控盤11。接著，等低溫預熱區12內的待測件C被調控至特定溫度(例如60℃)後，入料取放裝置81將之移載到待測件載送裝置6，而待測件載送裝置6再將待測件C移入測試區20。
值得一提的是，本實施例之待測件載送裝置6透過移載溫控模組62而在移載過程中仍可維持待測件C之溫度，甚至對待測件C升溫。此外，晶片槽61內開設有一吸附孔63(請見圖3)，其連通至一負壓源(圖中未示)，吸附孔63用於吸附並固定待測件C，使其在移載過程中不至於跳脫出晶片槽61。而且，在本實施例中，晶片槽61還設有壓力感測元件(圖中未示)，以對該晶片槽61內進行壓力(負壓)偵測，用來確定待測件C有無完全置入晶片槽61內；因為一旦發生晶片槽61內的壓力出現異常，即表示待測件C並未完全置入晶片槽61，控制器5便控制入料取放裝置81重新取放待測件C。
再者，當待測件載送裝置6將待測件C移入測試區20後，壓接頭7受控而趨近待測件載送裝置6，並透過導光通道72之開口77來吸附待測件C；此後，待測件載送裝置6移出測試區，壓接頭7受控而將待測件C置入測試槽21內；此時，壓接塊75還持續壓抵待測件C。
接著，每一測試槽21之感溫元件3分別量測槽內之待測件C的溫度，並將量測結果回傳控制器5。然而，當感溫元件3感測到其所對應之測試槽21內待測件C的溫度不符特定溫度時，控制器5控制該測試槽21所對應的溫控元件4、以及對應之壓接塊75內的壓接頭溫控單元74來同時對待測件C進行溫度調控，其可為升溫，亦可為降溫。
在此過程中，感溫元件3還持續量測溫度，當所量測到的溫度達到測試溫度(特定溫度)時，控制器停止溫控元件4和壓接頭溫控單元74之運作，並控制開始進行測試。
一旦測試完畢，壓接頭7又直接吸附待測件C而上升，此時另一待測件載送裝置6移入測試區20，壓接頭7下降並將待測件C置入該待測件載送裝置6；之後，待測件載送裝置6移出測試區，而出料取放裝置82根據測試結果而將已經完成測試之待測件C置入對應的出料區Out。
需特別說明的是，本實施例中所提到的溫控元件、溫控單元、溫控模組以及溫度調控盤等，可採用包括但不限於電熱產生單元、冷熱溫控流體之循環管路模組、熱電致冷晶片、或其他可提供溫度調控之等效元件、裝置或模組。
由上可知，本實施例至少具備以下無法預期之功效： 1.   先利用一溫控區1來批次地調控多個待測件C的溫度，藉此可大幅節省待測件直接在測試槽21內升溫或降溫的測試閒置時間，藉以提升機台的測試效率； 2.   批次移載，透過待測件載送裝置6一次可移載32個待測件C；且在移載過程中，利用移載溫控模組62來維持待測件C之溫度，甚至對待測件C升溫或降溫； 3.   批次測試，一次可測試32個待測件C；而且，於測試進行前或測試進行中，可個別地對每一待測件C進行溫度感測，一旦發現有待測件C之溫度不符預設之特定溫度時，可獨立地對該待測件C進行溫度補償，以維持所有待測件C之測試溫度的一致性，藉此可提高測試準確度； 4.   同時透過測試槽21的溫控元件4以及壓接塊75內的壓接頭溫控單元74來對不符測試溫度的待測件C進行溫度調控，可營造完整的溫控環境，讓待測件C沉浸於高溫或低溫的溫控環境中，可加速升溫或降溫，更加提升測試效率； 5.   壓接頭之導光通道，除了可作為導引光線用途之外，也可形成負壓以吸附、取放待測件C。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1:溫控區 2:測試基座 3:感溫元件 4:溫控元件 5:控制器 6:待測件載送裝置 7:壓接頭 11:溫度調控盤 12:低溫預熱區 13:高溫預熱區 20:測試區 21:測試槽 60:晶片座 61:晶片槽 62:移載溫控模組 63:吸附孔 70:升降臂 71:發光單元 72:導光通道 73:負壓通道 74:壓接頭溫控單元 75:壓接塊 76:透鏡單元 77:開口 81:入料取放裝置 82:出料取放裝置 C:待測件 E:空盤區 In:進料區 Out:出料區 Vs:負壓源
圖1係本發明測試設備一較佳實施例之模組配置示意圖。 圖2係本發明溫度控制系統一較佳實施例之系統架構圖。 圖3係本發明待測件載送裝置一較佳實施例之立體圖。 圖4係本發明壓接頭一較佳實施例之立體圖。 圖5A係本發明進行測試時壓接頭與測試基座之剖面示意圖。 圖5B係本發明進行測試時壓接頭與測試基座之剖面分解放大圖。
1:溫控區
3:感溫元件
4:溫控元件
5:控制器
11:溫度調控盤
62:移載溫控模組
74:壓接頭溫控單元

Claims (10)

  1. 一種溫度控制方法，其包括以下步驟：(A).複數待測件在一溫控區內被調控至一特定溫度；(B).該複數待測件透過一待測件載送裝置而被批次地移載至一測試基座並被分別置入複數測試槽內；該測試基座包括複數感溫元件及複數溫控元件，每一測試槽對應設置一感溫元件及一溫控元件；以及(C).該複數感溫元件分別量測該複數測試槽內之該複數待測件之溫度；當該複數感溫元件感測到其所對應之該測試槽內的該待測件不符該特定溫度時，該測試槽所對應的該溫控元件對該待測件進行溫度調控。
  2. 如請求項1之溫度控制方法，其中，於該步驟(B)中，該待測件載送裝置包括一移載溫控模組，其用以調控或維持該待測件之溫度。
  3. 如請求項1之溫度控制方法，其中，於該步驟(A)中，該溫控區包括一溫度調控盤，其溫度為大於或等於該特定溫度。
  4. 一種溫度控制系統，其係包括：一溫控區，其係用於調控複數待測件之溫度至一特定溫度；一測試基座，其包括複數測試槽，該複數測試槽係分別用於容置該複數待測件；一待測件載送裝置，其係用於將該複數待測件從該溫控區批次移載到該測試基座並被分別置入該複數測試 槽；複數感溫元件，其係設置於該測試基座並分別對應於該複數測試槽，該複數感溫元件係用於分別量測該複數待測件之溫度；複數溫控元件，其係設置於該測試基座並分別對應於該複數測試槽，該複數溫控元件係用於分別調控該複數待測件之溫度；一控制器，其係電性連接至該測試基座、該複數感溫元件以及該複數溫控元件；其中，當該複數感溫元件感測到其所對應之該測試槽內的該待測件不符該特定溫度時，該控制器控制該測試槽所對應的該溫控元件對該待測件進行溫度調控。
  5. 如請求項4之溫度控制系統，其中，該待測件載送裝置包括一移載溫控模組，其用以在移載過程中調控或維持該複數待測件之溫度。
  6. 如請求項4之溫度控制系統，其中，該溫控區包括一溫度調控盤，其係電性連接至該控制器，該控制器控制該溫度調控盤之溫度為大於或等於該特定溫度。
  7. 一種影像感測器之測試設備，其係包括：如前述請求項4至6中任一項之溫度控制系統；以及一壓接頭，其電性連接於該控制器；該控制器控制該壓接頭趨近該測試基座以壓抵該複數待測件或遠離該測試基座。
  8. 如請求項7之影像感測器之測試設備，其中，該壓接頭包括複數發光單元及複數導光通道，該複數導光通道之一端分別連通至該複數發光單元，另一端分別對應於該複數測試槽。
  9. 如請求項8之影像感測器之測試設備，其中，該壓接頭更包括一負壓通道，其一端連通至該複數導光通道，另一端連通至一負壓源。
  10. 如請求項7之影像感測器之測試設備，其中，該溫度控制系統更包括複數壓接頭溫控單元，其係設置於該壓接頭並電性連接於該控制器；該複數壓接頭溫控單元分別對應於該複數測試槽；當該複數感溫元件感測到其所對應之該複數測試槽內的該複數待測件不符該特定溫度時，該控制器控制該複數測試槽所對應的該複數壓接頭溫控單元對該複數待測件進行溫度調控。
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