M392354 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種可廣泛應用於各種平板物件如印刷電路板對 準之校準裝置，更詳而言之，尤指一種以具有成本低廉優點之校準探 針組針對待測物件快速量測位置誤差，並據以供誤差調整位移，俾以 進行檢測作業之快速自動校準裝置。 【先前技術】 • 按，在電子工業上，舉凡印刷電路板、丨c載板，或是光罩等電子 元件產品，其品質的優劣，對於應用至電子產品皆會產生極大之影 響’因此這些電子元件產品皆會透過檢測作業來檢驗其品質，例如印 刷電路板、1C載板的電路功能是否正常、有無產生瑕疵之情形；光罩 的電路圖像是否完整呈現，有無產生瑕疵圖像，在進行後續加工前先 檢測挑出不良品，以避免品質不良之半成品造成後續加工浪費。 如中華民國專利申請案號第97218870號「高精度印刷電路板自 φ 動測試機」新型專利，該前案具有一上針床及一下針床，一上治具及 下/σ具，該下治具具有一微調板，該微調板支持一待測印刷電路 板，該下治具連接一微調裝置，該微調裝置是以複數個微調板連接器 連接該微調板’每一微調板連接器係以一在預定角度範圍中可全方位 調整的微調板連接梢連接該微調板，藉此，可避免使一支持待測印刷 電路板的微調板組裝於該測試機時產生内應力，從而使印刷電路板之 位置微調達到高精度要求。 由於消費性電子產品以輕薄短小為發展的取向，因此電路板的體 3 M392354 積亦相對地需要縮小’並提高電子元件分佈之密度，以提高承載CRJ 或晶片組之數量，使電路板往高密度之HD丨板（H丨GH DENS|TY INTERCONNECTION )發展’但由於HD|板的零件焊點（pAD)係相當 小且為多層板製作’造成電路板容易產生偏移。 因此，印刷電路板在檢測過程中，常Μ電路板印刷時所產生偏 移問題’而導致檢聰針無法正確接觸至該印刷電路板上之檢測點， 印刷電路板上之檢測點料零件焊點(PAD)，其所佔面積甚小些微 之印刷偏移时使得檢_針無法正確接觸，而卿檢測之結果；雖 該前案可使印㈣純魏置進行高赌讀_業，但在進行微調 作業之前，仍需進行高精度的量測作業才能進行微調。 目前習知印刷電路板校正偏移之方法之―，最廣泛被使用的係為 影像分析技術，其係_-影像触裝置，如CCD攝影鏡頭，拍攝 該印刷電路板校準標記之雜，例如該校準標記可為—圓形記號，將 所拍攝之影像來以電腦作分析後計算出圓形記號之面積與圓心位 置’藉以計算出電路板之誤差位置’間進行校準調整。 然而，上述之影像分析技術所使用之影像調整裝置的解析度必須 極高，尤其應用在高密度之電路板時，包括畫素及像素之要求皆極 高，且其它配備之軟硬趙的費用亦極為昂責，平均—套建置成本約需 台幣十幾萬至二十幾萬間。 除此之夕卜，習用之CCD影像校正方式係採開迴路設計當ccd 攝影鏡頭娜影像it行分減’藉由電腦軟體分析後準確計算出偏移 量後’再通知冶具上之調魏置進行婦，Μ用技術並無回傳實 M392354 際調整位移量之迴路設計’若冶具之調整裝置因機件精密度或故障等 因素，未能達到預定之偏移量時並無法得知此一狀況；因此在仍存 有偏差之狀況下進行檢測只會得到錯誤之檢測結果，習用僅能以嘗試 錯誤(try error)之方式以極小微幅往上下左右方向微調，直到各檢測 點與檢測探針正確接觸；但如此一來得浪費不少時間在嘗試錯誤校 正’且以高密度電路板來說至少包含上萬檢測點，實為不便。且冶具 需搭配光學設備的使用，以作更精密的設計與加工，使得其價格更為 ♦一般治具價格的數倍，此為目前HDI板廠商所面臨的困擾，因此，本 案創作人遂積極研發改良，以提供一種具有建置成本低廉且具相當高 精密度測量效果之快速自動校準裝置。 【新型内容】 综合上開先前技術的缺點，大致上包括習知利用影像分析技術校 正偏移之方法，不論是在軟體、硬發或冶具上的費用皆相當昂貴，且 開迴路之偵測方式無法得知微調後結果，得多次嘗試校正才能準確進 _仃檢測，㈣於解決上述缺點，本創作提出—種快速自動校準裝置。 方面為使上述專利申請案號第97218870號之前案創作能 夠發揮更大之效用’本創作人藉著本身於該領域之多年研發經驗，積 極研發出可快速自動校準偏移之裝置，冀能為該前案提供更完善理想 之電路板測試機。 本創作係為-種快速自動校準裝置，包括： 。纟係包含"上冶具及一下冶具，該上冶具及下冶具間 "相互罪近壓合，其中，該冶具組内可供一待測物件容置； 5 至少-設於該冶具組之校準探針組，該校準探針組係具有至少一 校準探針，該校準探針組可_冶具組之靠合動作*與該待測物件表 面接觸’其中’該校準探針之端部與該待測物件表面接觸時係各形成 至少-接觸點’每-接觸職具有__座標值； 至少-校準標記，其係對應於該校準探針組設於該待測物件之表 面處’該鮮標記係為導㈣質所製成。 本創作目的之-’係在藉由該校準探針組上之該校準探針接觸至 純準標⑽’依發生導通接觸點之座標值可得知該制物件之偏移 距離與方向，並據以驅動該冶具組進行相對之校準位移調整。 本創作目的之―，餘於藉由該冶具組與該待測物件壓合時，即 可進行校準_之作業，可快速地得知該待·件之财距離與方 向，以驅動該調整裝置進行調整位移，待校準位移完成後該冶具組 再Ά待測物件壓合’可在開始檢測前再次以該校準探針組確認該 待測物件之校轉作是Μ確完成，若财存在祕，即可再次依回 傳之偏移量驅動該冶具組與該待測物件進行微幅調整；藉此即可快 速且正確地完成校準位移，而無需耗f長時間（_「「。「)進行調整。 本創作目的之三’係在於藉由該校準探針組之校準探針與該待測 物件之校«記相職設置，叫速壯該待_狀偏移距離與方 向’並配合·裝置將該待_件於χγ財向以及㈠之斜向之 校準位移。 【實施方式】 為便於說明本案於上述創作内容—攔中所表示的中心思想，兹以 M392354 具體實施例表達。實施财各種不同物件係按適於說明之比例、尺 寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予鱗製合^ 敘明。且以下的制中’類似的元件是以相_編號來表示。° 如第-圖至第四圖圖面所示，本創作係為一種快速自動校準裝 置，主要包括一冶具組10、至少一校準探針組2〇、至少—設於―、
測物件30上之校準標記40，以及一控制器5〇、一調整裝細、複^ 檢測探針組70。 該冶具組10係含有-上冶Λ11與一下冶具12，該冶具組内可供 一待測物件30容置，該上冶具下冶具12間係可相互靠近壓合了 以夾合該待測物件30，其中，該待測物件3〇係可為電路板、光罩， 或其它板狀、塊狀之元件；然，本創作巾聽清楚表現本案之詳細構 造及原理，係以電路板作為本案實施例說明，用以檢測電路板之電路 疋否正常、有無產生開、短路之情形，並非限定本創作僅能應用於電 路板檢測作業，合先述明。 如第一圖及第三圖所示，該上冶具W及該下冶具12上係各可供 s檢肩]探針纟且7U ,各檢測探針組7⑽具有複數檢測探針71，以 供對應至該制物件3〇上之魏檢測訓，餘測細係為電路板 上之零件焊點，如圓形或矩形狀之PAD(如第五圖圖面所示）；而任何 種習知之檢赌針71結構皆可躺於本創作，其結構樣態及動作 方式並非本創作之專利範圍，因此不多加贅述。 且該上冶具11及該下冶具12上皆可各自設有調整機構以相對 於該待測物件30作相對位移調整。如第二圖及第 三圖所示，以該下 7 M392354 了為例該下冶具12係連接—調整裝置60，該調整裝置6〇係可 接受該控制_之職，以可調整該待測物件輝線性X、Y軸方向 偏移’亦可調整該制物細於χγ平面上作角度Θ偏擺位移調整。 如第四圖圖面所示，該校準探針組20係可分別或同時設於該上 々具11與@下冶具12處，該校準探針㈣係具有至少_校準探針 边準探針組20可隨該冶具組1G之靠合動作而與該待測物件3〇 表面接觸’其巾，該校準探針21之端部與該制物件3G表面接觸時 係各形成至少接觸點22，每—接觸點22具有—座標值。 第五圖面所不’該校準標記4〇係可依需求不同製成矩形塊狀 或圓形等’其係對應於該校準探針組2g設於該待測物㈣之表面 處’且該校準標記4〇係為導電材質所製成，該鮮標記40之個數並 無特定之限制。 田該待測物件30為一電路板時，該校準標記4〇可另行印刷於該 電路板3G之-側邊，亦或可直接由該電路板職選現有的零件焊點 (PAD)以作為該校準標記4〇。 明暸上述結構後’以下係針對本創作之動作原理作一詳細說明 如第六圖圖面所示’係為該檢測探針組版理想檢測位置示， 圖’將該上冶具11與該下冶具12相互靠合，以夾合該待測物件扣 該檢測探針組70與該校準崎㈣皆會㈣接職待測物㈣^ 該待測物細之表面產生複數檢測探針接觸㈣與至少—校準探^ 接觸點22。此時，該待測物⑽上之電路並無存在印刷偏料^ 因此該檢_針㈣之各檢針71可正確龍蝴㈣物件扣』 M392354 之各檢測點31之中心，以供進行電路檢測。該校準探針組2〇與該待 測物件30接觸點22之座標值與預定之座標值相一致，即可無需進行 校準，舉例來說，如圖面所示若該校準探針組2〇預設有6根校準探針 21且預設為第卜3根之校準探針21a、21b、21c於理想檢測位置時 與該校準標§己4〇發生接觸導通，而第4〜第6根校準探針、Me、 21f未接觸導通β 然而，若當該待測物件30因電路印刷偏移或置放於該冶具組1〇 ♦上產生X轴或Υ轴、於χγ平面0角方向偏移時，如第七圖圖面所示， 各檢測探針71係無法應至各檢測點31，使得各檢測探針接觸點32 偏移於各檢測點31，此時，對於具較大面積之各檢測點31(如圖面之 矩形檢測點31)而言，即使相對應之各檢測探針接觸點32產生微幅偏 移時，仍然會於該檢測點31之範圍内；但對於具較小面積之各檢測 點31 (如圖面之圓形檢測點3彳）而言，相對應之各檢測探針點3 2即使僅 產生極小之誤差偏移，即會使得各檢測探針點32超出該檢測點㈦之 • 範圍。 產生上述之情形時，即需進行校準之作業；以下係將針對本創作 之校準原理作一詳細說明： 如第七圖圖面所示’該校準探針組2〇係非以第13根校準探針 21接觸到該校準標記40 ’此時，該校準探針組2〇會將該接觸點22之 導通或非導通訊號回傳到該控制器5〇，以供該控制器5〇導通之接觸 •點22座標值來與預定之座標值相比對，即可計算出該待測物件撕 偏移的方向與距離；待得知偏移量後，再透過該控制器5〇即可驅動 9 該調整裝置60 ’由軸整裝置6Q進行該冶具組顺該㈣物件糊 作出相對校準位移調整；同理，本案僅需藉由同時觀察該待測物件3〇 上各個位置校準標記4〇之導通訊號，即可得知該待測物件加之父轴或 丫轴方向偏移量及整體之XY平面角度偏擺量0。 由於該校準探針組20與該檢測探針組7〇可同時設於該上冶具11 及下冶具12處，本案藉由該冶具組1〇與該待測物件3〇壓合時，即可 進行校準㈣之作業，可快速地得知該制物件30之偏移距離與方 向及X丫平面角度偏擺量61，該控制器50可據以驅動該調整裝置60進 —調整位#待;^準位移完成後該冶具組再次與該待測物件3〇 壓合，可在開始檢測前再次以該校準探針組2〇確認該待測物件扣之 ;動作疋否正確元成，若仍有存在偏移，即可再次依回傳之偏移量 動該/Π具組10與該待測物件3〇進行微幅調整；藉此，以形成一封 閉式之校準檢測迴路，可快速且正视完成校準位移而無需耗費長 時間進行嘗試錯誤(trye|TQ「)調整。 雖本創作是以一個最佳實施例作說明，但精於此技藝者能在不脫 離本創作精神與範訂作各種*同形式的改m所舉實施例僅用 以說明本創作而已’非用以限制本創作之範圍。舉凡不違本創作精神 所從事的種種修改或變化，俱屬本創射料利範圍。 【圖式簡單說明】 第一圖係為本創作之侧視平面圖。 第二圖係為本創作調整裝置示意圖。 第二圖係為第二圖之側視圖。 M392354 第四圖係為本創作校準探針組動作示意圖。 第五圖係為本創作待測物件之示意圖。 第六圖係為本創作待測物件之理想檢測位置示意圖。 第七圖係為本創作待測物件之偏移狀態示意圖。 【主要元件符號說明】 冶具組1 〇 上冶具11 • 下冶具12 校準探針組20 校準探針21 接觸點22 待測物件30 檢測點31 檢測探針接觸點32 校準標記40 控制器50 調整裝置60 檢測探針組70 檢測探針71