TWI640409B - 微型電阻檢測裝置及檢測方法 - Google Patents

Abstract

一種微型電阻檢測裝置及檢測方法，該檢測裝置包含一基座、一機械手臂、一檢測座、一驅動機構、一探針座組及數個顯微影像裝置。該機械手臂裝設於該基座上。該檢測座連接該機械手臂，並可受該機械手臂驅動產生位移。該探針座組裝設於該檢測座底部，並包括兩相對設置的探針座及設在該兩探針座上的一對探針，至少一探針座連接該驅動機構，並受該驅動機構控制而改變該兩探針座之間距。該數個顯微影像裝置用以辨識一待測的微型電阻載板的微型電阻的相對位置及印刷偏移角度，使該機械手臂據以調整該對探針的檢測位置。

Description

微型電阻檢測裝置及檢測方法

本發明是關於一種檢測裝置，特別是關於一種微型電阻檢測裝置及檢測方法。

隨著科技進步，輕薄短小及多功能的電子產品，如智慧型手機、平板電腦、射頻收發模組、微型硬碟、記憶卡等，其電路板皆需要使用微型電阻來實現高密度組裝的目標。

微型電阻的尺寸視需求而有所不同，例如0201型微型電阻，其尺寸為0.6mm×0.3mm，屬於尺寸較大的微型電阻，適合需要小型厚膜晶片電阻的應用；01005型微型電阻，其尺寸為0.4mm×0.2mm，其端電極寬度僅0.05mm，適合需要極小型厚膜晶片電阻的應用；0075微型電阻，其尺寸為0.3mm×0.15mm，較01005微型電阻又更減少44%的面積，更適合需要極小型厚膜晶片電阻的應用。

在現有技術中，通常會通過印刷技術形成多個微型電阻(如數百個以上)於一基板構成一微型電阻載板，再利用雷射畫線將微型電阻載板以折條、折粒形式分離成單個微型電阻。因應品管需求，製造商需要先對微型電阻載板上的微型電阻進行電阻 值檢測。然而，以習用技術針對0201型電阻的檢測為例，需要藉由CCD輔助品管人員肉眼檢測電阻值。惟，該習用技術檢測方法，其檢測結果誤差值大，且無法精準接觸到電阻位置，導致檢測良率及效率皆不佳；且檢測設備的探針僅適用於檢測單一尺寸的微型電阻，若欲檢測其他尺寸的微型電阻，就必須一再通過手動調整探針位置才能進行檢測，費時費力。

故，有必要提供一種微型電阻檢測裝置及檢測方法，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之目的在於提供一種微型電阻檢測裝置，能夠提升探針接觸電阻之端電極的精確程度，減少微型電阻之量測誤差，並可自動配合不同尺寸的微型電阻進行檢測，提高檢測良率與效率。

本發明之另一目的在於提供一種微型電阻檢測方法，能夠在自動化地進行電阻檢測時，提供旋轉校正，提升探針接觸電阻之端電極的精確程度，減少微型電阻之量測誤差，提高檢測良率與效率。

為達成前述目的，本發明提供之微型電阻檢測裝置，包含：一基座；一機械手臂，裝設於該基座上；一檢測座，連接該機械手臂，並可受該機械手臂驅動產生位移；一驅動機構，裝設於該檢測座底部；一探針座組，裝設於該檢測座底部，並包括兩相對設置的探針座及一對探針，其中至少一探針座連接該驅 動機構，並受該驅動機構控制進行直線運動而改變該兩探針座之間距；該對探針分別設在該兩探針座上而彼此相對；以及數個顯微影像裝置，用以辨識一待測的微型電阻載板上的微型電阻的相對位置及印刷偏移角度，使該機械手臂據以調整該對探針的檢測位置。

在本發明一實施例中，該數個顯微影像裝置包含：一第一顯微影像裝置，裝設於該檢測座，其拍攝角度與該第二馬達之轉軸平行；一第二顯微影像裝置，裝設於該檢測座，其拍攝角度與該第二馬達之轉軸共軸；及一第三顯微影像裝置，裝設於該檢測座，其拍攝角度與該第二馬達之轉軸成一角度。

在本發明一實施例中，該驅動機構由至少一步進馬達組成；該探針座組的至少一探針座係連接該驅動機構的轉軸，並可通過該驅動機構的轉軸旋轉而沿著該轉軸呈直線運動而改變該兩探針座之間距。

在本發明一實施例中，該機械手臂兩端分別設有一第一馬達及一第二馬達，該機械手臂以該第一馬達之轉軸為軸心相對於該基座旋轉；該檢測座係連接該第二馬達，並以該第二馬達之轉軸為軸心相對於該機械手臂旋轉。

在本發明一實施例中，該第一顯微影像裝置設有一環型光源；該第二顯微影像裝置，其拍攝中心與該對探針之對稱中心相同；該第三顯微影像裝置，其拍攝中心與該對探針之對稱中心相同。

在本發明一實施例中，該第三顯微影像裝置，其拍攝角度與該第二馬達之轉軸成45度。

在本發明一實施例中，該微型電阻檢測裝置另包含一乘載座，具一方形凹陷，用以乘載微型電阻。

在本發明一實施例中，該乘載座設有數個真空吸孔，該數個真空吸孔所圍繞出之方型面積，小於該方形凹陷之面積。

本發明還提供一種微型電阻檢測方法，包含下列步驟：S1：辨識一微型電阻載板上至少三點位置的微型電阻；S2：依據該至少三點位置的微型電阻的相對位置計算出全部微型電阻的相對位置及印刷偏移角度；S3：依據全部微型電阻的相對位置及印刷偏移角度調整一對探針的檢測位置，使該對探針偏移來配合該印刷偏移角度；S4：依據全部微型電阻的相對位置，驅動該對探針下壓選擇性接觸其中一微型電阻的端電極，以檢測其電阻值；S5：在未能檢測到電阻值的情況下，進一步辨識當前待測之微型電阻的位置，並依據辨識結果校正該對探針的檢測位置；S6：持續步驟S4，直到一定數量的微型電阻檢測完畢後，完成該微型電阻載板的微型電阻檢測。

在本發明一實施例中，該至少三點位置的微型電阻為位在該微型電阻載板三個角落位置的微型電阻。

由上述可知，本發明之微型電阻檢測裝置及檢測方法可辨識出微型電阻的相對位置或因印刷誤差導致的旋轉角度， 進而調整對探針的相對水平或垂直位置，以提升微型電阻檢測之自動化及準確度。

1‧‧‧基座

2‧‧‧機械手臂

21‧‧‧第一馬達

22‧‧‧第二馬達

23‧‧‧驅動機構

3‧‧‧檢測座

4‧‧‧探針座組

40‧‧‧探針座

41‧‧‧探針

51‧‧‧第一顯微影像裝置

52‧‧‧第二顯微影像裝置

53‧‧‧第三顯微影像裝置

6‧‧‧環型光源

7‧‧‧乘載座

71‧‧‧方形凹陷

72‧‧‧真空吸孔

9‧‧‧微型電阻載板

90‧‧‧基板

91‧‧‧微型電阻

S1~S6‧‧‧步驟

第1圖是本發明一較佳實施例之微型電阻檢測裝置的第一角度立體圖。

第2圖是本發明一較佳實施例之微型電阻檢測裝置的第二角度立體圖。

第3圖是本發明一較佳實施例之微型電阻檢測裝置的局部放大立體圖。

第4圖是本發明一較佳實施例之微型電阻檢測裝置的局部放大立體圖。

第5圖是本發明一較佳實施例之微型電阻檢測方法的步驟流程圖。

請參照第1圖、第2圖、第3圖及第4圖所示，係繪示本發明一較佳實施例之微型電阻檢測裝置。該微型電阻檢測裝置主要包含一基座1、一機械手臂2、一檢測座3、至少一驅動機構23、一探針座組4及數個顯微影像裝置(51、52、53)，可用於檢測一微型電阻載板9上的微型電阻。如第4圖所示，該微型電阻載板9包含一基板90及印刷設於在基板90上的多個微型電阻91，該多個微型電阻91排列成矩陣。

如第1圖及第2圖所示，該機械手臂2裝設於該基座1 上，在本實施例中，該機械手臂2兩端分別設有一第一馬達21及一第二馬達22，該機械手臂2可以該第一馬達21之轉軸為軸心相對於該基座1旋轉，例如順時針或逆時針旋轉。

該檢測座3係連接該機械手臂2，並可受該機械手臂2驅動產生位移。在本實施例中，該檢測座3係連接該機械手臂2的第二馬達22，即該機械手臂2旋轉軸端之另一端，並可以該第二馬達22之轉軸為軸心相對於該機械手臂2旋轉。通過該機械手臂2的第一馬達21及第二馬達22的驅動，該檢測座3即可產生垂直及水平位移。

該驅動機構23係裝設於該檢測座3底部，在本實施例中，該驅動機構23可由至少一步進馬達與滑台組成，其定位的重複精度例如是在10微米以下。

該探針座組4係裝設於該檢測座3的底部，並包括兩相對設置的探針座40及一對探針41，其中至少一探針座40連接該驅動機構23，並受該驅動機構23控制進行直線運動而改變該兩探針座40之間距。該對探針41分別設在該兩探針座40上而彼此相對。該對探針41之間距，較佳可設定為欲檢測之微型電阻90之長度。該對探針41用以分別接觸該微型電阻90的兩端電極，以檢測其電阻值。在一實施例中，該驅動機構23可包含兩個步進馬達，分別連接該兩相對設置的探針座40，使得該兩探針座40皆可受該驅動機構23控制進行直線運動而改變其相對距離，以因應不同尺寸的微型電阻。

該數個顯微影像裝置(51、52、53)包含一第一顯微影像裝置51、一第二顯微影像裝置52及一第三顯微影像裝置53。該數個顯微影像裝置(51、52、53)可透過具有例如感光耦合元件(CCD)的攝像鏡頭來實現。

該第一顯微影像裝置51裝設於該檢測座3，其拍攝角度與該第二馬達22之轉軸平行。透過該第一顯微影像裝置51辨識該微型電阻載板9的至少三個角落的微型電阻91，本發明實施例之微型電阻檢測裝置可以判斷出該些印刷於基板90上的所有微型電阻91的相對位置及印刷偏移角度，進而控制該機械手臂2調整該探針座組4的方位，使該對探針41得以對準該微型電阻載板9上待測的微型電阻91的兩端電極。該第一顯微影像裝置51另可設有一環型光源6，以加強第一顯微影像裝置51之辨識能力。

該第二顯微影像裝置52裝設於該檢測座3，其拍攝角度與該第二馬達22之轉軸共軸，可用以輔助辨識該對探針41之水平相對位置，提供該機械手臂2據以微調該對探針41的水平相對位置。該第二顯微影像裝置52之拍攝中心，可與該對探針41之對稱中心相同，用以加強第二顯微影像裝置之辨識準確度。

該第三顯微影像裝置53裝設於該檢測座3，其拍攝角度與該第二馬達22之轉軸成一角度，可用以輔助辨識該對探針41之垂直相對位置，提供該機械手臂2據以微調該對探針41之垂直相對位置。該第三顯微影像裝置53之拍攝中心可與該對探針41之對稱中心相同，用以加強第三顯微影像裝置之辨識準確。較佳地， 該第三顯微影像裝置53之拍攝角度與該第二馬達22之轉軸成45度。

在本實施方式中，該微型電阻檢測裝置另包含一乘載座7，具一方形凹陷71，用以乘載該微型電阻載板9。該乘載座7可設有數個真空吸孔72，該些真空吸孔72可通過在下方設置吸引裝置來吸走空氣，以形成吸引力來吸附住所乘載之微型電阻載板9，加強微型電阻載板9之穩定度。較佳地，該數個真空吸孔72所圍繞出之方型面積，小於該方形凹陷71之面積。藉此，本發明實施例之微型電阻檢測裝置可以能夠同時適用不同尺寸的微型電阻載板9之電阻值檢測。該方形凹陷71之面積可選擇與較大尺寸的微型電阻載板之面積相同。該數個真空吸孔72所圍繞出之方型面積，可選擇較小尺寸的微型電阻載板之面積相同。

進行檢測時，一待測的微型電阻載板9係放置於乘載座7上，接著通過該數個顯微影像裝置(51、52、53)辨識判斷出微型電阻載板9的微型電阻91的相對位置及印刷偏移角度，該機械手臂2與該驅動機構23接著依據辨識結果調整該對探針41的位置，以配合微型電阻9的偏移角度；接著，該機械手臂2便依照所判斷出微型電阻載板9上微型電阻91的相對位置，驅動該對探針41逐次下壓接觸微型電阻91的端電極，以進行電阻值的檢測。若驅動該對探針41下壓後未能測得任何電阻值，則進一步控制該第三顯微影像裝置53對微型電阻91的相對位置進行第二次辨識，進而據以校正該對探針41的位置。藉此，本發明之微型電阻檢測裝置將可有 效地提升微型電阻檢測之準確度。

請參考第5圖所示，本發明還提供一種微型電阻檢測方法，係通過上述的微型電阻檢測裝置實現，其包括下列步驟：

S1：辨識一微型電阻載板上至少三點位置的微型電阻；較佳地，該至少三點位置的微型電阻為位在三個角落位置的微型電阻。該辨識手段由該微型電阻檢測裝置的數個顯微影像裝置(51、52、53)執行之。

S2：依據該至少三點位置的微型電阻的相對位置計算出全部微型電阻的相對位置及印刷偏移角度。

S3：依據全部微型電阻的相對位置及印刷偏移角度調整一對探針的位置，使該對探針偏移來配合該印刷偏移角度。

S4：依據全部微型電阻的相對位置，驅動該對探針下壓選擇性接觸其中一微型電阻的端電極，以檢測其電阻值。

S5：在未能檢測到電阻值的情況下，進一步辨識當前待測之微型電阻的位置，並依據辨識結果校正該對探針的檢測位置。具體而言，該微型電阻檢測裝置係控制該第三顯微影像裝置53對待測之微型電阻91的相對位置進行第二次影像辨識，以對該對探針的檢測位置進行二次校正。

S6：持續步驟S4，直到一定數量的微型電阻檢測完畢後，完成該微型電阻載板的微型電阻檢測。

綜上所述，本發明之微型電阻檢測裝置及檢測方法可辨識出微型電阻的相對位置或因印刷誤差導致的偏移角度，進 而調整對探針的相對水平或垂直位置，以提升微型電阻檢測之自動化及準確度。並且，該檢測方法可在探針未能檢測到電阻值時，可通過第二次影像辨識來進行探針檢測位置的二次校正。再者，該微型電阻檢測裝置可通過該連接探針座的驅動機構自動調整探針的間距，使得探針能夠配合檢測不同尺寸的微型電阻，大幅增加該微型電阻檢測裝置的應用範圍。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

1. 一種微型電阻檢測裝置，包含：一基座；一機械手臂，裝設於該基座上，該機械手臂兩端分別設有一第一馬達及一第二馬達，該機械手臂以該第一馬達之轉軸為軸心相對於該基座旋轉；一檢測座，連接該機械手臂，並可受該機械手臂驅動產生位移；該檢測座係連接該第二馬達，並以該第二馬達之轉軸為軸心相對於該機械手臂旋轉；一驅動機構，裝設於該檢測座底部；一探針座組，裝設於該檢測座底部，並包括兩相對設置的探針座及一對探針，其中至少一探針座連接該驅動機構，並受該驅動機構控制進行直線運動而改變該兩探針座之間距；該對探針分別設在該兩探針座上而彼此相對；以及數個顯微影像裝置，用以辨識一待測的微型電阻載板上的微型電阻的相對位置及印刷偏移角度，使該機械手臂據以調整該對探針的檢測位置；其中數個顯微影像裝置包含：一第一顯微影像裝置，裝設於該檢測座，其拍攝角度與該第二馬達之轉軸平行；一第二顯微影像裝置，裝設於該檢測座，其拍攝角度與該第二馬達之轉軸共軸；及一第三顯微影像裝置，裝設於該檢測座，其拍攝角度與該第二馬達之轉軸成一角度。
2. 如請求項1所述之微型電阻檢測裝置，其中該驅動機構由至少一步進馬達組成；該探針座組的至少一探針座係連接該驅動機構的轉軸，並可通過該驅動機構的轉軸旋轉而沿著該轉軸呈直線運動而改變該兩探針座之間距。
3. 如請求項1所述之微型電阻檢測裝置，其中該第一顯微影像裝置設有一環型光源；該第二顯微影像裝置，其拍攝中心與該對探針之對稱中心相同；該第三顯微影像裝置，其拍攝中心與該對探針之對稱中心相同。
4. 如請求項1所述之微型電阻檢測裝置，其中該第三顯微影像裝置，其拍攝角度與該第二馬達之轉軸成45度。
5. 如請求項1所述之微型電阻檢測裝置，另包含一乘載座，具一方形凹陷，用以乘載微型電阻。
6. 如請求項5所述之微型電阻檢測裝置，其中該乘載座設有數個真空吸孔，該數個真空吸孔所圍繞出之方型面積，小於該方形凹陷之面積。
7. 一種微型電阻檢測方法，係使用如請求項1至6項任一項所述的微型電阻檢測裝置執行之，該微型電阻檢測方法包含下列步驟：S1：辨識一微型電阻載板上至少三點位置的微型電阻；S2：依據該至少三點位置的微型電阻的相對位置計算出全部微型電阻的相對位置及印刷偏移角度；S3：依據全部微型電阻的相對位置及印刷偏移角度調整一對探針的檢測位置，使該對探針偏移來配合該印刷偏移角度；S4：依據全部微型電阻的相對位置，驅動該對探針下壓選擇性接觸其中一微型電阻的端電極，以檢測其電阻值；S5：在未能檢測到電阻值的情況下，進一步辨識當前待測之微型電阻的位置，並依據辨識結果校正該對探針的檢測位置；S6：持續步驟S4，直到一定數量的微型電阻檢測完畢後，完成該微型電阻載板的微型電阻檢測。
8. 如請求項7所述之微型電阻檢測方法，其中該至少三點位置的微型電阻為位在該微型電阻載板三個角落位置的微型電阻。