TWI580977B - Separate probe module and electronic component detection equipment with separate probe module - Google Patents

Description

分離式探針模組及具備分離式探針模組之電子元件檢測設備

本發明係關於一種分離式探針模組及具備分離式探針模組之電子元件檢測設備，尤指一種用於檢測晶粒之探針模組及其檢測設備。

隨著電子元件封裝測試產業不斷地朝向提高測試產能、提高測試精準度、降低成本、以及降低各種污染等面向發展，各家測試設備廠商無不絞盡腦汁開發各式新穎設備以符合封測廠商之要求。

請參閱中華民國新型專利第M439261號「晶粒分選機用探針高速分離裝置」此一先前技術(以下簡稱習知文獻1)，其揭露了利用一真空擷取機構自進給裝置移載晶粒至探針座，而真空擷取機構包括一用於取放晶粒之吸頭，且真空擷取機構利用一升降機構驅使吸頭升降，而於升降的過程中並利用一壓桿來帶動探針座擺動，以使探針趨近接觸或遠離晶粒。

然而，吸頭在吸料的過程中，有可能因為晶粒尺寸的誤差、移載機構作動上的誤差或其他外在因素導致吸頭吸附晶粒之位置有所偏移，如此將影響分選作 業。進一步說明，請一併參閱習知文獻1之第2圖，以下所標註之元件符號皆為習知文獻1說明書中所列，非為本發明說明書之元件符號特先說明。

習知技術在檢測完畢後，吹氣管(821)或吸頭(22)會吹出氣體使晶粒脫離吸頭(22)而落入承接匣(8)內，等待分類盤(9)對其進行良品或不良品之分類；然而，若吸頭(22)吸附晶粒之位置有所偏移(一般正常為晶粒之正中心的位置)，一旦吹氣管(821)或吸頭(22)吹出氣體時，將導致晶粒往側向亂噴，甚至撞擊下方的探針、探針座或承接匣(8)而噴出承接匣(8)之外。如此輕則影響檢測效率或毀損晶粒，重則將影響分類的準確性或甚至導致後續整個的檢測失效。

此外，上述習知設備固然具備不錯的測試產能，但因該設備包含了吸頭之升降機構、以及探針座擺動之連動機構等，致使整個設備的機構複雜，組裝及維修不易，且探針與晶粒間的接觸力難以調整，又升降機構採用氣壓組件，故噪音頗大。再者，上述習知設備可適用的晶粒態樣侷限單一種類，例如固定尺寸、固定厚度、以及接點位置固定之單一態樣晶粒，穩定度上也較為欠缺。

綜上而論，一種機構簡單、成本較低、組裝維修簡便、可大幅降低噪音、且可提升檢測效率，又可適用於多種態樣的待測電子元件，更可有效避免晶粒亂噴之檢測設備，實為目前產業界之迫切需求者。

本發明之主要目的係在提供一種分離式探針模組及具備分離式探針模組之電子元件檢測設備，俾能以簡單的機構來達成檢測目的，故可降低成本、並提升檢測效率；最重要的是，可有效避免電子元件亂噴，提升分類的準確性、以及提升檢測設備的精度和良率。

為達成上述目的，本發明一種具備分離式探針模組之電子元件檢測設備，主要包括一供料裝置、一分離式探針模組、一取放裝置、以及一控制裝置；其中，供料裝置係包括一供料區，且供料裝置用於供應至少一待測電子元件；分離式探針模組係用於檢測至少一待測電子元件於一測試位置，而分離式探針模組包括至少一探針、一二維移動機構及一致動器，致動器連接二維移動機構，且至少一探針組設於二維移動機構上；取放裝置係移載至少一待測電子元件；控制裝置係電性連接供料裝置、分離式探針模組、及取放裝置；其中，控制裝置控制取放裝置自供料區移載至少一待測電子元件至測試位置，而控制裝置控制致動器以驅使二維移動機構進行一水平移動、及一升降移動，進而帶動至少一探針進入測試位置而電性接觸至少一待測電子元件並進行檢測。

據此，本發明具備分離式探針模組之電子元件檢測設備可利用分離式探針模組之致動器來驅使至少一探針進行水平移動、及升降移動，進而電性接觸至少一待測電子元件，而構成電性導通並進行檢測；故本發明藉由使至少一探針進行二維移動的方式，讓探針僅在 檢測進行時位於測試位置內，其餘時間則移出測試位置以避免影響進料及後續之分類流程。

較佳的是，本發明之至少一待測電子元件進行檢測時，取放裝置持續地吸取至少一待測電子元件；而當檢測完畢，控制裝置可控制致動器以驅使至少一探針進行另一方向之升降移動、及水平移動而退出測試位置之外。據此，本發明可完全避免電子元件於落入分選裝置的過程中，因撞擊探針或探針座所導致電子元件噴離分選裝置的情形。

又，本發明具備分離式探針模組之電子元件檢測設備之取放裝置可包括一吸嘴，其下表面可包括至少一電極接點，而控制裝置係電性連接至至少一電極接點；當至少一待測電子元件進行檢測時，吸嘴下表面之至少一電極接點、及至少一探針電性接觸於至少一待測電子元件。據此，本發明亦可利用取放裝置之吸嘴、及探針充當測試電極，以因應各種態樣電子元件之不同接點位置。

再者，在本發明中，每一待測電子元件之上表面及下表面可各包括二端子墊；而取放裝置之吸嘴的下表面包括二電極接點；且分離式探針模組包括一第一探針、及一第二探針。其中，當至少一待測電子元件進行檢測時，吸嘴吸附至少一待測電子元件，而吸嘴下表面之二電極接點、第一探針、及第二探針分別電性接觸至少一待測電子元件之上表面及下表面上的二端子墊。

據此，本發明具備分離式探針模組之電子元 件檢測設備亦可適用於檢測上下各二接點(端子墊)之電子元件，即可利用吸嘴下表面之二電極接點、以及分離式探針模組之第一探針、及第二探針分別電性接觸電子元件上下表面之二端子墊以構成電性導通，俾利進行檢測。此外，本發明也不以吸嘴配置二電極接點和二探針為限，可根據電子元件之接點端口數配置更多的電極接點和探針。

另外，本發明具備分離式探針模組之電子元件檢測設備可更包括二刷測電極，其電性連接至控制裝置；而取放裝置可包括一固定架，且吸嘴係組設於固定架之下端面；又，固定架上包括二導電區域，其分別電性連接至吸嘴下表面之二電極接點。其中，當取放裝置移載至少一待測電子元件至測試位置時，二刷測電極分別電性接觸固定架之二導電區域。據此，當取放裝置移載至少一待測電子元件至測試位置時，二刷測電極才會電性連接吸嘴下表面之二電極接點，而構成導通並進行測試，除了可以簡化線路之配置外，又可提高安全性。

再且，本發明具備分離式探針模組之電子元件檢測設備之二維移動機構可包括一基座、一滑台、及一升降台，滑台係耦接於基座上並可相對水平滑移，而升降台係耦接於滑台上並可相對升降滑移，且至少一探針組設於升降台；其中，致動器連接至滑台和升降台。據此，本發明可藉由致動器驅動滑台、及升降台，使滑台可相對於基座作水平滑移、以及使升降台可相對於滑台作升降滑移，進而帶動探針產生水平、及升降運動。

又，本發明具備分離式探針模組之電子元件檢測設備之致動器可包括一驅動軸，其徑向之外環周面上包括一斜向凹槽、及一凸塊；且滑台包括一帶動桿、及一槓桿機構，而帶動桿係耦合於斜向凹槽，槓桿機構係介於驅動軸與升降台之間；當驅動軸轉動，斜向凹槽可驅使帶動桿而帶動滑台水平滑移，而凸塊可推抵槓桿機構之一端，槓桿機構另一端則推抵升降台作升降滑移。據此，本發明可藉由單一致動器之單一驅動軸來分別驅使滑台來作水平運動、以及驅使升降台來作升降運動，極富巧思，大幅簡化了驅動機構，可有效降低成本，可靠度極佳。

為達成上述目的，本發明一種分離式探針模組，其係檢測至少一待測電子元件於一測試位置，而分離式探針模組包括至少一探針、一二維移動機構、及一致動器，致動器連接二維移動機構，至少一探針組設於二維移動機構上；其中，致動器驅使二維移動機構進行一水平移動、及一升降移動，進而帶動至少一探針進入測試位置而電性接觸至少一待測電子元件並進行檢測。

據此，本發明分離式探針模組係利用至少一探針水平移動、以及升降移動來電性接觸至少一待測電子元件，而構成電性導通並進行檢測；故本發明藉由使至少一探針進行二維移動的方式，讓至少一探針除了僅在檢測進行時位於測試位置內，其餘時間則移出測試位置以避免影響進料及後續之分類流程。

再者，於本發明之分離式探針模組中，二維移動機構可包括一基座、一滑台、及一升降台，滑台可耦接於基座上並可相對水平滑移，升降台可耦接於滑台上並可相對升降滑移，至少一探針可組設於升降台，致動器可連接至滑台和升降台。

另外，於本發明之分離式探針模組中，致動器可包括一驅動軸，其徑向之外環周面上可包括一斜向凹槽、及一凸塊；滑台可包括一帶動桿、及一槓桿機構，帶動桿可耦合於斜向凹槽，槓桿機構可介於驅動軸與升降台之間；當驅動軸轉動，斜向凹槽可驅使帶動桿而帶動滑台水平滑移，凸塊可推抵槓桿機構之一端，槓桿機構之另一端則推抵升降台作升降滑移。

2‧‧‧供料裝置

21‧‧‧供料軌道

3‧‧‧分離式探針模組

30‧‧‧二維移動機構

31‧‧‧第一探針

32‧‧‧第二探針

33‧‧‧致動器

331‧‧‧驅動軸

332‧‧‧斜向凹槽

333‧‧‧凸塊

34‧‧‧基座

35‧‧‧滑台

351‧‧‧帶動桿

352‧‧‧槓桿機構

36‧‧‧升降台

4‧‧‧取放裝置

41‧‧‧吸嘴

411,412‧‧‧電極接點

42‧‧‧固定架

421,422‧‧‧導電區域

431,432‧‧‧刷測電極

44‧‧‧V形擺臂

5‧‧‧控制裝置

6‧‧‧分選裝置

As‧‧‧供料區

At‧‧‧測試位置

C‧‧‧電子元件

C1,C2,C3,C4‧‧‧端子墊

Is‧‧‧斜面環段

Ds‧‧‧徑向平直段

圖1係本發明檢測設備一較佳實施例之局部俯視圖。

圖2係本發明檢測設備一較佳實施例之系統架構圖。

圖3係本發明一較佳實施例中欲進行檢測之電子元件的立體示意圖。

圖4A係本發明一較佳實施例之分離式探針模組之俯視圖。

圖4B係本發明一較佳實施例之分離式探針模組之左側視圖。

圖5係本發明一較佳實施例之分離式探針模組之局部前視圖。

圖6係本發明一較佳實施例中進行測試時之分離式 探針模組和取放裝置之局部側視圖。

圖7係本發明一較佳實施例之吸嘴的局部放大示意圖。

本發明分離式探針模組及具備分離式探針模組之電子元件檢測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。

請一併參閱圖1、及圖2，圖1係本發明一較佳實施例之局部俯視圖，圖2係本發明一較佳實施例之系統架構圖。如圖中所示，本實施例之檢測設備主要包括供料裝置2、分離式探針模組3、取放裝置4、控制裝置5、及分選裝置6。其中，供料裝置2包括一供料軌道21，並可透過一震動盤(圖中未示)來輸送電子元件C，使電子元件C沿著供料軌道21移動而抵達供料軌道21末端之供料區As。

再者，於供料軌道21末端二側各設置有一分離式探針模組3，且每一分離式探針模組3各包括有一測試位置At；而本實施例之取放裝置4包括一V形擺臂44，其可往復擺轉並移載電子元件C，關於分離式探針模組3與取放裝置4之進一特徵請容後述。另外，分選裝置6係用於對已完測之電子元件C分類，其可設置於測試位置At下方或其他處，於此並不設限。此外，控制裝置5則係 電性連接供料裝置2、分離式探針模組3、取放裝置4、及分選裝置6。

請參閱圖3，其係本發明一較佳實施例中欲進行檢測之電子元件的立體圖。如圖中所示，該電子元件C之上表面及下表面各包括二端子墊C1,C2,C3,C4，亦即電性接觸之接點。進一步說明，本實施例係以檢測上下表面各有二接點之電子元件，但本發明不應以此為限，舉凡單面雙接點、單面多接點、雙面各單接點、或雙面各多接點之電子元件皆應可適用於本發明。

請同時參閱圖4、圖5、及圖6，圖4A係本發明一較佳實施例之分離式探針模組和升降調整裝置之俯視圖，圖4B係本發明一較佳實施例之分離式探針模組之左側視圖圖，圖5係本發明一較佳實施例之分離式探針模組之局部前視圖，圖6係本發明一較佳實施例中進行測試時之分離式探針模組和取放裝置之局部側視圖。

如圖中所示，分離式探針模組3主要包括一第一探針31、一第二探針32、一致動器33、及一二維移動機構30；其中，二維移動機構30又包括一基座34、一滑台35、及一升降台36，滑台35藉由滑軌和滑槽機構耦接於基座34上並可相對水平滑移，且升降台36同樣藉由滑軌和滑槽機構耦接於滑台35上並可相對升降滑移，而第一探針31、及第二探針32組設於升降台36上，故可隨著滑台35作水平運動、以及隨著升降台36作升降運動。

再者，本實施例之致動器33係採用伺服馬達或步進馬達，故可大幅降低設備運作所產生之噪音，但 本發明致動器33並不以伺服馬達或步進馬達為限，亦可採用氣壓缸、油壓缸、或其他等效致動器。此外，致動器33包括一驅動軸331，其徑向之外環周面上包括一斜向凹槽332、及一凸塊333，其中斜向凹槽332包括一斜面環段Is、及一徑向平直段Ds，而凸塊333則凸出於驅動軸331徑向之外環周面。

又如圖4A、及圖4B中所示，其中為了方便顯示槓桿機構352，圖4B中省略了帶動桿351。滑台35鄰近於致動器33之驅動軸331的一側設置有一帶動桿351、及一槓桿機構352，帶動桿351末端係耦合於斜向凹槽332，而槓桿機構352係介於驅動軸331與升降台36之間。

據此，當驅動軸331轉動，斜向凹槽332將驅使帶動桿351沿著斜面環段Is移動，而帶動滑台35進行水平滑移，直到帶動桿351進入徑向平直段Ds後便維持在原水平位置；接著，驅動軸331繼續轉動，由凸塊333去推抵槓桿機構352之一端，使槓桿機構352另一端則去推抵升降台36，來抬升升降台36，即如圖4B所示，使第一探針31、及第二探針32進入測試位置At。

反之同理，當第一探針31、及第二探針32欲退出測試位置At時，驅動軸331反轉，使凸塊333取消推抵升降台36，而升降台36藉由自身重力而下降復位，或者亦可另設復位機構如彈簧等使升降台36下降復位；接著，驅動軸331繼續反轉，帶動桿351自徑向平直段Ds進入斜面環段Is，逐漸帶動滑台35進行水平滑移而退出測試位置At。

再且，如圖6中所示，本實施例之檢測設備更包括二刷測電極431,432，其電性連接至控制裝置5。又，每一取放裝置4包括一固定架42、及一吸嘴41。請一併參閱圖1，V形擺臂44之二側末端分別組設固定架42，而吸嘴41則組設於固定架42之下端面，且固定架42之下端面上又包括二導電區域421,422。然而，當取放裝置4移載待測電子元件C至測試位置At時，二刷測電極431,432分別電性接觸固定架42之下端面上的二導電區域421,422。

請再一併參閱圖7，圖7係本發明一較佳實施例之吸嘴的局部放大示意圖。如圖中所示，本實施例之吸嘴41下表面設有二電極接點411,412，而此二電極接點411,412間彼此絕緣，且此二電極接點411,412分別電性連接至二刷測電極431,432。然而，此二電極接點411,412與第一探針31和第二探針32分別用於電性接觸電子元件C之上表面及下表面上之二端子墊C1,C2,C3,C4之接觸端子。

以下簡單說明本實施例之具備分離式探針模組之電子元件檢測設備之運作。首先，供料軌道21輸送電子元件C而抵達供料軌道21末端之供料區As；接著，取放裝置4之V形擺臂44其中一側移動至供料區As，控制裝置5控制吸嘴41吸取一電子元件C，而此時吸嘴41下表面的二電極接點411,412已分別電性接觸電子元件C上表面之二端子墊C1,C2。

再者，控制裝置5控制V形擺臂44擺轉，使被 吸附之電子元件C移載至供料軌道21末端二側之分離式探針模組3的其中一，並位於測試位置At內。此時，二刷測電極431,432分別電性接觸固定架42之下端面上的二導電區域421,422而構成電性導通。

另外，於取放裝置4吸取並移載電子元件C的同時，控制裝置5控制致動器33啟動，而帶動滑台35水平移動、以及帶動升降台36升降移動，使第一探針31和第二探針32進入測試位置At並電性接觸電子元件C下表面之二端子墊C3,C4，並進行檢測。

在本實施例中，取放裝置4吸取並移載電子元件C進入測試位置At之前，滑台35已先行進行水平移動，而當電子元件C進入測試位置At後，升降台36再進行升降移動，使第一探針31和第二探針32電性接觸電子元件C下表面之二端子墊C3,C4，據此可縮短取放裝置4和分離式探針模組3彼此的閒置等待時間，故可大幅提升檢測效率。

當檢測完畢，控制裝置5控制致動器33以驅使第一探針31和第二探針32進行另一方向之升降移動、及水平移動而退出測試位置At之外，此時吸嘴41噴出氣體使已經完測之電子元件C順利落下而進入，而控制裝置5再控制分選裝置6對該已經完測之電子元件C進行分類。

綜上而論，本發明分離式探針模組及具備分離式探針模組之電子元件檢測設備至少包括以下優勢：(1).本發明藉由使探針進行二維移動的方式，讓探針除了僅在檢測進行時位於測試位置At內，其餘時間則移 出測試位置At外，以避免影響進料及後續之分類流程，故可完全避免電子元件C於落入分選裝置的過程中，因撞擊探針或探針座所導致電子元件C噴離分選裝置的情形；(2).本發明可利用取放裝置4之吸嘴41、及探針充當測試電極，以因應各種態樣電子元件C之不同接點位置；亦即，可因應各種態樣電子元件C之接點數量及位置，彈性變動吸嘴、及探針之數量，例如單面雙接點、單面多接點、雙面各單接點、雙面各雙接點、以及雙面各多接點等；(3).本發明藉由刷測電極431,432之設置；當取放裝置3移載待測電子元件C至測試位置At時，二刷測電極431,432才會電性連接吸嘴41下表面之二電極接點411,412，而構成導通並進行測試，除了可以簡化線路之配置外，又可提高安全性；(4).本發明可藉由單一致動器33之單一驅動軸331來分別驅使滑台35來作水平運動、以及驅使升降台36來作升降運動，極富巧思，大幅簡化了驅動機構，可有效降低成本，且可靠度極佳；以及(5).本發明之致動器33可採用直線馬達，穩定、可靠且使用壽命長，又可大幅降低設備運作所產生之噪音。

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。

30‧‧‧二維移動機構

31‧‧‧第一探針

32‧‧‧第二探針

33‧‧‧致動器

331‧‧‧驅動軸

332‧‧‧斜向凹槽

333‧‧‧凸塊

35‧‧‧滑台

351‧‧‧帶動桿

352‧‧‧槓桿機構

36‧‧‧升降台

Is‧‧‧斜面環段

Ds‧‧‧徑向平直段

Claims (6)

1. 一種具備分離式探針模組之電子元件檢測設備，包括：一供料裝置，其係包括一供料區，該供料裝置用於供應至少一待測電子元件；一分離式探針模組，其係檢測該至少一待測電子元件於一測試位置；該分離式探針模組包括至少一探針、一二維移動機構及一致動器，該致動器連接該二維移動機構，該至少一探針組設於該二維移動機構上；一取放裝置，其係移載該至少一待測電子元件；以及一控制裝置，其係電性連接該供料裝置、該分離式探針模組、及該取放裝置；其中，該控制裝置控制該取放裝置自該供料區移載該至少一待測電子元件至該測試位置，該控制裝置控制該致動器以驅使該二維移動機構進行一水平移動、及一升降移動，進而帶動該至少一探針進入該測試位置而電性接觸該至少一待測電子元件並進行檢測；其中，該二維移動機構包括一基座、一滑台、及一升降台，該滑台係耦接於該基座上並可相對水平滑移，該升降台係耦接於該滑台上並可相對升降滑移，該至少一探針組設於該升降台，該致動器連接至該滑台和該升降台；其中，該致動器包括一驅動軸，其徑向之外環周面上包括一斜向凹槽、及一凸塊；該滑台包括一帶動桿、及一槓桿機構，該帶動桿係耦合於該斜向凹槽， 該槓桿機構係介於該驅動軸與該升降台之間；當該驅動軸轉動，該斜向凹槽驅使該帶動桿而帶動該滑台水平滑移，該凸塊推抵該槓桿機構之一端，該槓桿機構之另一端則推抵該升降台作升降滑移。
2. 如請求項1之具備分離式探針模組之電子元件檢測設備，其中，該至少一待測電子元件進行檢測時，該取放裝置持續地吸取該至少一待測電子元件；當檢測完畢，該控制裝置控制該致動器以驅使該至少一探針進行另一方向之升降移動、及水平移動而退出該測試位置之外。
3. 如請求項1之具備分離式探針模組之電子元件檢測設備，其中，該取放裝置包括一吸嘴，其下表面包括至少一電極接點，該控制裝置係電性連接至該至少一電極接點；當該至少一待測電子元件進行檢測時，該吸嘴下表面之該至少一電極接點、及該至少一探針電性接觸於該至少一待測電子元件。
4. 如請求項3之具備分離式探針模組之電子元件檢測設備，其中，每一待測電子元件之上表面及下表面各包括二端子墊；該取放裝置之該吸嘴的下表面包括二電極接點；該分離式探針模組包括一第一探針、及一第二探針；當該至少一待測電子元件進行檢測時，該吸嘴吸附該至少一待測電子元件，該吸嘴之該二電極接點與該分離式探針模組之該第一探針、及該第二探針分別電性接觸該至少一待測電子元件之上表面及下表面上的該二端子墊。
5. 如請求項4之具備分離式探針模組之電子元件檢測設備，其更包括二刷測電極，其電性連接至該控制裝置；該取放裝置包括一固定架，該吸嘴係組設於該固定架之下端面，該固定架上包括二導電區域，其分別電性連接至該吸嘴下表面之該二電極接點；當該取放裝置移載該至少一待測電子元件至該測試位置時，該二刷測電極分別電性接觸該固定架之該二導電區域。
6. 一種分離式探針模組，其係檢測該至少一待測電子元件於一測試位置，該分離式探針模組包括至少一探針、一二維移動機構、及一致動器，該致動器連接該二維移動機構，該至少一探針組設於該二維移動機構上；其中，該致動器驅使該二維移動機構進行一水平移動、及一升降移動，進而帶動該至少一探針進入該測試位置而電性接觸該至少一待測電子元件並進行檢測；其中，該二維移動機構包括一基座、一滑台、及一升降台，該滑台係耦接於該基座上並可相對水平滑移，該升降台係耦接於該滑台上並可相對升降滑移，該至少一探針組設於該升降台，該致動器連接至該滑台和該升降台；其中，該致動器包括一驅動軸，其徑向之外環周面上包括一斜向凹槽、及一凸塊；該滑台包括一帶動桿、及一槓桿機構，該帶動桿係耦合於該斜向凹槽，該槓桿機構係介於該驅動軸與該升降台之間；當該驅動軸轉動，該斜向凹槽驅使該帶動桿而帶動該滑台水平滑移，該凸塊推抵該槓桿機構之一端，該槓桿機構之另一端則推抵該升降台作升降滑移。