TWI395950B - 直線往復測試模組及其測試系統 - Google Patents

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Description

直線往復測試模組及其測試系統
本發明係有關測試系統，特別是有關一種適用於運動感測器(motion sensor)的直線往復測試模組及直線往復測試系統。
運動感測器(motion sensor，或稱動態感測器)係一種可將運動狀態(例如傾斜角度)轉換為相對應電子訊號的元件，其逐漸普遍應用於現代的電子或機電裝置中，例如遊戲控制器、行動電話、數位音樂播放器(MP3)、照相機、個人數位助理(PDA)，可實施各種運動(例如直線往復、加速、旋轉等)相關的應用，以促進使用上的真實性、便利性或功能多樣性。
現今的運動感測器一般係以半導體製程技術再配合機電技術(例如微機電系統(micro-electro-mechanical system,MEMS)技術)製作為積體電路。如同一般的積體電路，對已封裝完成之運動感測器需進行最終測試(final test)，以確保其功能的正確性。於測試時，除了進行功能及電氣參數的測試外，還要測試其運動狀態(例如傾斜角度)的正確性。
然而，傳統運動感測器的測試系統對於運動狀態的測試，不但測試項目稀少，且對於每一種運動狀態測試項目，即需分別使用不同的運動測試機台。如此，不但造成測試系統設計的複雜化及成本的提高，且使得測試產能(throughput)無法提高。鑑於此，因此亟需提出運動感測器的各種運動狀態測試裝置，使其能整合於其他測試裝置，不但可降低成本、簡化設計，且可增加測試彈性，以利測試產能的提高。
本發明的目的之一在於提出一種適用於運動感測器的直線往復測試模組及直線往復測試系統。藉由模組化的設計，可將直線往復測試模組整合於傳統的測試系統中，且可與其他運動測試模組彈性置換使用。藉此，不但可降低成本、簡化設計，且可增加測試彈性及多樣性，以利測試產能的提高。
根據本發明實施例，直線往復測試模組包含至少一容置裝置(例如插槽)，用以暫時容置受測元件(例如運動感測器)。直線往復測試模組還包含直線往復機構，用以對受測元件進行直線往復之運動。在本實施例中，直線往復機構包含轉盤、滑動座及連桿。轉盤於旋轉時，藉由連桿而帶動滑動座，使其得以於沿著軌道而作直線往復運動。直線往復測試模組結合檢選分類機台(handler)及測試機台(tester)以組合成直線往復測試系統。其中，檢選分類機台拾取及置放受測元件至直線往復測試模組，而測試機台則藉由傳輸線分別控制直線往復測試模組及檢選分類機台。
在另一實施例中，直線往復機構更包含第一翻轉機構，其受控於第一驅動裝置(例如馬達)，使得受測元件得以繞第一軸向作翻轉；且包含第二翻轉機構，其受控於第二驅動裝置(例如馬達)，使得受測元件得以繞第二軸向作翻轉。藉此，使得受測元件可以在直線往復運動當中同時作角度的翻轉。
第一圖之系統方塊圖顯示本發明實施例之直線往復測試系統1，用以測試封裝後的運動感測器(motion sensor，或稱動態感測器)之直線往復運動。運動感測器係一種可將運動狀態(例如傾斜角度)轉換為相對應電子訊號的元件。根據不同的應用，運動感測器可以為加速度計(accelerometer)、陀螺儀(Gyroscope)、壓力感測器等。運動感測器有多種構造原理，在本實施例中，係以微機電系統(MEMS)技術所製造之運動感測器作為例示。
在本實施例中，直線往復測試系統1主要包含直線往復測試模組10、檢選分類機台(handler)12及測試機台(tester)14。直線往復測試模組10具一或多個容置裝置100(例如插槽)，用以暫時容置一或多個受測元件(device under test,DUT)，並藉由直線往復機構101對受測元件進行直線往復運動。此外，直線往復測試模組10還可包含加熱裝置102，用以控制受測元件的溫度。檢選分類機台12包含拾取/置放(pick/place)裝置120，用以拾取及置放受測元件至直線往復測試模組10以進行測試，並於測試完成後取回受測元件；接著，分類裝置121根據測試結果將受測元件加以分類(bin)。測試機台14主要包含測試頭(test head)140，其內含有測試相關的電路，經由傳輸線16、18用以分別控制上述之直線往復測試模組10及檢選分類機台12。詳言之，測試機台14首先透過傳輸線18通知檢選分類機台12拾取受測元件並置放於直線往復測試模組10中；接著，測試機台14透過傳輸線16通知直線往復測試模組10進行直線往復運動；受測元件的輸出訊號則經由傳輸線16傳回給測試機台14；最後，測試機台14通知檢選分類機台12取回受測元件並進行分類。藉由直線往復測試系統1，可以量測得到受測元件的直線加速度(一般又稱為g力(g-force)或g值加速度，其代表一物體相對於重力加速度之加速度大小，一單位g力大約等於9.8米/秒平方)。關於加速度的量測，可以參閱本案申請人同時申請的另一專利申請案，題為「動態測試裝置及方法」，其細節不在此贅述。
與傳統運動測試系統作比較，本發明實施例所揭露之直線往復測試系統1至少具有下列優點。本實施例將直線往復測試模組10予以模組化後，當要進行其他種類的運動測試時，僅需以其他運動測試模組來置換直線往復測試模組10即可，幾乎或完全不需要變更檢選分類機台12的設計。換句話說，可以利用單一且為傳統(非運動測試)的檢選分類機台來搭配個別的運動測試模組，此不但具使用彈性及測試多樣性，且可降低成本(其他的運動測試模組可參閱本案申請人同時申請的其他專利申請案，題為「翻轉測試模組及其測試系統」、「旋轉測試模組及其測試系統」，其詳細內容不在此贅述)。反觀傳統運動測試系統，其檢選分類、運動測試及測試頭係為整體設計的，因此針對不同的運動測試即需使用不同的整個運動測試系統。
第二圖之透視圖顯示本發明實施例之直線往復測試系統1，而第三圖之透視圖顯示其中的直線往復測試模組10之細部結構，第四圖之透視圖則顯示直線往復測試模組10的局部更細部結構。這些圖式中與第一圖相同的組成要件係以相同符號來表示。
如第二圖所示，直線往復測試系統1主要包含直線往復測試模組10、檢選分類機台(handler)12及測試機台(tester)14。其中，直線往復測試模組10具元件插槽100，用以暫時容置受測元件(DUT)。位於插槽100與直線往復測試模組10其餘部分之間的是元件介面板(device interface board,DIB)103，一般又稱為受測元件板(DUT board)、功能板(performance board)或載板(load board)。此元件介面板(DIB)103主要係提供一電氣介面，用以將受測元件的訊號透過此電氣介面而得以傳送至直線往復測試模組10的其餘部分。
如第三圖所示，除了插槽100、元件介面板103之外，本發明實施例之直線往復測試模組10還包含基座104、升降機構105、測試載台106、直線往復機構101、支架108及對準栓109。其中，升降機構105設於基座104與測試載台106之間，用以升降測試載台106及設於其上的各要件。在本實施例中，於進行直線往復測試之前，升降機構105先升起測試載台106(及設於其上的各要件)，以利檢選分類機台12將受測元件置放於插槽100內。當受測元件放置妥當後，升降機構105即將測試載台106降下。於直線往復測試完成後，升降機構105需再次升起測試載台106，以利檢選分類機台12將受測元件取回。上述升降機構105於升起及降下時，可以使用對準栓109來協助直線往復測試模組10和檢選分類機台12之間的對準。雖然本實施例以升、降直線往復測試模組10的方式來達成受測元件的取放，然而在其他實施例中，也可以採用升、降檢選分類機台12的方式，或者同時移動直線往復測試模組10、檢選分類機台12的方式來達成受測元件的取放。
繼續參閱第三圖並同時參閱第四圖所示，在本實施例中，測試載台106上設置有直線往復機構101，其為一種曲柄滑塊結構，主要包含轉盤(例如平衡錘)1010、滑動座1011及連桿1012。轉盤1010與滑動座1011分別透過活動軸1013A/1013B與連桿1012連接。滑動座1011上設有元件介面板103及容置裝置100。當進行直線往復運動時，轉盤1010受驅動裝置(例如馬達，未圖式)之驅動而繞轉軸1014旋轉，藉由連桿1012而帶動滑動座1011，使得滑動座1011(及其上的受測元件)得以沿著軌道1015作直線往復運動。換句話說，藉由此曲柄滑塊結構，可將轉盤1010的圓周運動轉換為滑動座1011的直線往復運動，使得滑動座1011上面的受測元件受到雙向的加速。
第五圖之透視圖顯示本發明另一實施例之直線往復測試模組10A。此實施例係結合翻轉機構於前一實施例之直線往復機構101中，使得受測元件可以在直線往復運動當中同時作角度的翻轉。翻轉機構之細節可參考本案申請人同時申請的另一專利申請案，題為「翻轉測試模組及其測試系統」。如第五圖所示，翻轉機構係設於滑動座1011上，其主要包含支架108、(第一/第二)翻轉機構101A/101B、(第一/第二)驅動裝置107A/107B，而容置於插槽100的受測元件藉由元件介面板103而固定於第二翻轉機構101B上。其中，第一翻轉機構101A受第一驅動裝置107A(例如步進馬達)之控制而得以繞第一軸向作翻轉。第二翻轉機構101B(設於第一翻轉機構101A內部)受第二驅動裝置107B(例如步進馬達)之控制而得以繞第二軸向作翻轉。
在本發明實施例中，於直線往復運動測試當中，更包含對受測元件予以加溫並維持於一預定溫度或溫度範圍。如前所述，由於本實施例將直線往復測試模組10予以模組化，使得受測元件不再如傳統測試系統般位於檢選分類機台12內，而是位於直線往復測試模組10內。為了提供高溫給受測元件，可以採用傳統的加熱平台來保持受測元件的溫度狀態。然而在本發明一較佳實施例中，則是在插槽100內裝設加熱裝置102，如第六A圖所示的透視圖，第六B圖則顯示第六A圖中沿剖面線6B-6B’的剖面視圖。在本實施例中，加熱裝置102設於受測元件19的下方，包含有加熱器102A(例如一或多條高阻材質之加熱線)。另外，於加熱器102A之間(或附近)設有溫度感測器102B(例如熱電偶(thermal couple))，用以感測溫度。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
1．．．直線往復測試系統
10．．．直線往復測試模組
100．．．容置裝置(插槽)
101．．．直線往復機構
1010．．．轉盤(平衡錘)
1011．．．滑動座
1012．．．連桿
1013A/1013B．．．活動軸
1014．．．轉軸
1015．．．軌道
101A．．．第一翻轉機構
101B．．．第二翻轉機構
102．．．加熱裝置
102A．．．加熱器
102B．．．溫度感測器(熱電偶)
103．．．元件介面板(DIB)
104．．．基座
105．．．升降機構
106．．．測試載台
107A．．．第一驅動裝置
107B．．．第二驅動裝置
108．．．支架
109．．．對準栓
12．．．檢選分類機台(handler)
120．．．拾取/置放(pick/place)裝置
121．．．分類裝置
14．．．測試機台(tester)
140．．．測試頭(test head)
16．．．(第一)傳輸線
18．．．(第二)傳輸線
19．．．受測元件
第一圖之系統方塊圖顯示本發明實施例之直線往復測試系統。
第二圖之透視圖顯示本發明實施例之直線往復測試系統。
第三圖之透視圖顯示第二圖的直線往復測試模組之細部結構。
第四圖之透視圖顯示第三圖直線往復測試模組的局部更細部結構。
第五圖之透視圖顯示本發明另一實施例之直線往復測試模組。
第六A圖之透視圖顯示內裝設有加熱裝置的插槽。
第六B圖顯示第六A圖中沿剖面線6B-6B’的剖面視圖
1．．．直線往復測試系統
10．．．直線往復測試模組
100．．．容置裝置(插槽)
101．．．直線往復機構
102．．．加熱裝置
12．．．檢選分類機台(handler)
120．．．拾取/置放(pick/place)裝置
121．．．分類裝置
14．．．測試機台(tester)
140．．．測試頭(test head)
16．．．傳輸線
18．．．傳輸線

Claims (21)

  1. 一種直線往復測試模組，包含：至少一容置裝置，用以暫時容置一受測元件；一直線往復機構，用以對該受測元件進行直線往復之運動；及一元件介面板(DIB)，其提供一電氣介面用以讓該受測元件的訊號得以傳送至該直線往復測試模組的其餘部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之直線往復測試模組，其中上述之容置裝置包含一插槽。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之直線往復測試模組，其中上述之受測元件為運動感測器(motion sensor)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之直線往復測試模組，其中上述之直線往復機構包含：一轉盤，其可受驅動而旋轉；一滑動座，可沿一軌道運動；一連桿，以活動軸分別和該轉盤及該滑動座連接；其中上述之轉盤於旋轉時，藉由該連桿而帶動該滑動座，使其得以沿著該軌道而作直線往復運動。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之直線往復測試模組，其中上述之直線往復機構更包含：第一驅動裝置；及第一翻轉機構，設於該滑動座上，該第一翻轉機構受該第一驅動裝置之控制而使得該受測元件得以繞第一軸向翻轉。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之直線往復測試模組，其中上述之直線往復機構更包含：第二驅動裝置；及第二翻轉機構，設於該滑動座上，該第二翻轉機構受該第二驅動裝置之控制而使得該受測元件得以繞第二軸向翻轉。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之直線往復測試模組，更包含一升降機構，用以升起或降下該直線往復機構。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之直線往復測試模組，更包含一加熱裝置，用以控制受測元件的溫度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之直線往復測試模組，其中上述之加熱裝置設於該容置裝置內，並包含： 至少一加熱器；及一溫度感測器，用以感測溫度。
  10. 一種直線往復測試系統，包含：一直線往復測試模組，其包含至少一容置裝置，用以暫時容置一受測元件，及一直線往復機構，用以對該受測元件進行直線往復之運動；一元件介面板(DIB)，其提供一電氣介面用以讓該受測元件的訊號得以傳送至該直線往復測試模組的其餘部分；一檢選分類機台(handler)，用以拾取及置放該受測元件至該直線往復測試模組；及一測試機台(tester)，用以分別控制該直線往復測試模組及該檢選分類機台。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之直線往復測試系統，其中上述之檢選分類機台包含：一拾取/置放(pick/place)裝置，用以拾取及置放該受測元件至該直線往復測試模組以進行測試，並於測試完成後取回該受測元件；及一分類裝置，其根據測試結果將該受測元件加以分類。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之直線往復測試系統，其中上述之測試機台包含測試頭(test head)。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之直線往復測試系統，更包含：第一傳輸線，讓該測試機台可藉以控制該直線往復測試模組；及第二傳輸線，讓該測試機台可藉以控制該檢選分類機台。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之直線往復測試系統，其中上述之直線往復機構包含：一轉盤，其可受驅動而旋轉；一滑動座，可沿一軌道運動；一連桿，以活動軸分別和該轉盤及該滑動座連接；其中上述之轉盤於旋轉時，藉由該連桿而帶動該滑動座，使其得以沿著該軌道而作直線往復運動。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之直線往復測試系統，其中上述之直線往復機構更包含：第一驅動裝置；及 第一翻轉機構，設於該滑動座上，該第一翻轉機構受該第一驅動裝置之控制而使得該受測元件得以繞第一軸向翻轉。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之直線往復測試系統，其中上述之直線往復機構更包含：第二驅動裝置；及第二翻轉機構，設於該滑動座上，該第二翻轉機構受該第二驅動裝置之控制而使得該受測元件得以繞第二軸向翻轉。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之直線往復測試系統，更包含一升降機構，用以升起或降下該直線往復機構。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之直線往復測試系統，更包含一加熱裝置，用以控制受測元件的溫度。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之直線往復測試系統，其中上述之加熱裝置設於該容置裝置內，並包含：至少一加熱器；及一溫度感測器，用以感測溫度。
  20. 一種直線往復測試模組，包含： 一基座；一測試載台；一升降機構，設於該基座與該測試載台之間，用以升降該測試載台；一元件介面板(DIB)，設於該測試載台上，該元件介面板上設有至少一插槽，用以暫時容置一受測元件，該元件介面板提供一電氣介面用以讓該受測元件的訊號得以傳送至該直線往復測試模組的其餘部分；一轉盤，其可受驅動而旋轉；一滑動座，可沿一軌道運動；及一連桿，以活動軸分別和該轉盤及該滑動座連接；其中上述之轉盤於旋轉時，藉由該連桿而帶動該滑動座，使其得以沿著該軌道而作直線往復運動。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之直線往復測試模組，更包含：第一翻轉機構及第一馬達，設於該滑動座上，其中該第一翻轉機構受該第一馬達之控制而使得該受測元件得以繞第一軸向作翻轉；及第二翻轉機構及第二馬達，設於該滑動座上，其中該第二翻轉機構受該第二馬達之控制而使得該受測元件得以繞第二軸向作翻轉。
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