TWM493053U - 經過改良的自動探針配置站及其方法 - Google Patents

Description

經過改良的自動探針配置站及其方法

本創作概言之係關於對大規模電子裝置進行電性檢驗之領域，具體而言，係關於對液晶(Liquid Crystal；LC)顯示器及有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)顯示器之檢驗、以及在此種檢驗中所使用之自動化系統。

液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)面板包含液晶，液晶呈現出電場相關(electric-field dependent)光調變特性。液晶顯示器面板最常用於在自傳真機、膝上型電腦螢幕到大螢幕、高清晰度電視機在內之各種裝置中顯示影像及其他資訊。主動矩陣LCD面板係由複數個功能層組成之複雜分層式結構，該等功能層包含：一偏光膜；一TFT玻璃基板，包含複數個薄膜電晶體、複數個儲存電容器、複數個畫素電極、以及互聯佈線；一濾色片玻璃基板，包含一黑色矩陣及一濾色片陣列以及一透明共用電極；由聚醯亞胺製成之一定向膜；以及實際液晶材料，包含塑膠/玻璃間隔體，以維持恰當之LCD單元厚度。

LCD面板係在高度受控之條件下在一潔淨室環境中製造，以 使良率最大化。然而，許多LCD因為製造瑕疵而不得不被丟棄。

如上所述，為提高複雜電子裝置(例如LCD面板)之生產良率，執行各種檢驗步驟來辨識可在製造製程之各個步驟期間出現之各種缺陷。可在各製造步驟之間或在完成整個製造過程之後執行上述檢驗步驟。上述檢驗過程之一實例係為測試LC顯示器及OLED顯示器中所用之TFT陣列是否存在電性缺陷。使用各種檢驗裝置來執行上述測試。可用於此種目的之實例性裝置包含由位於美國加利福尼亞州聖何塞(San Jose,California,USA)之奧寶科技有限公司(Orbotech Ltd.)市售之陣列檢查器(Array Checker)AC6080。作為另外一種選擇，可使用熟習此項技術者所已知之且可在市場上購得之電子束檢驗系統來執行TFT陣列測試。

一般而言，電性檢驗系統要求受試裝置(device under test；DUT)由有利於偵測缺陷之電性訊號或模式來驅動。此等訊號經由載有複數個探針銷之一結構而自一模式產生器子系統被傳送至DUT，該等探針銷在實體上接觸位於DUT有效區域之周邊處之接觸焊墊。在對TFT陣列進行電性檢驗之情況下，經常將一或多個短接棒(shorting bar)(與陣列設置於同一基板上)設置於用於陣列測試之接觸焊墊與面板驅動線之間。此等短接棒被連接至一驅動線子集(例如，一個短接棒可連接至每隔一個之閘極線)，進而減少了所需觸點之數目，此使得探針總成被簡化。

一般而言，不同之裝置具有不同之測試焊墊佈局(layout)。測試焊墊佈局可取決於DUT之尺寸、欲在同一基板上被測試之相鄰裝置間之距離、DUT在基板上之取向以及其他因素。若欲在同一電性檢驗系統上對不同之裝置進行測試，則因此必須修改探測結構來與DUT之構造相符 合。目前，利用涉及到高強度體力勞動之過程來完成對探測結構之重新配置。舉例而言，在利用進行手動配置之探測結構之電性檢驗系統中，在欲測試不同之電路佈局時，機器操作員需要安裝、校準、並配置新的探測結構。該過程需要中斷生產過程，進而降低機器利用率。對於需要過程控制室之過程而言，操作員需要進入該室來執行重新配置，此可在該室被恢復至製程條件時進一步造成當機時間(downtime)且可使操作員處於安全隱患中。

在欲對新面板佈局進行測試之情況下，必須以客戶支付之額外成本來開發定製型探測結構。未在使用之探測結構被儲存於機器之外，此需要額外之地面空間來進行儲存。

用於達成自動探針配置並為探針儲存創造條件之一實例性解決方案闡述於PCT公開案第WO2011/085227號中。然而，該系統依賴於電性匯流排來遞送來自探針之訊號或將訊號遞送至探針，此會出現一定之可靠性不足問題。因此，需要新穎之經過改良之自動探針儲存及配置系統。

本創作係關於用於實質上消除上述及其他與傳統技術相關聯之問題其中之一或多個問題之方法及系統，以有利於檢驗大規模電子裝置。

根據本文所述實施例之一態樣，提供一種用於檢驗一受試裝置之探針系統，該探針系統包含：一儲存架；一探針桿門架總成；一支架，附裝至該探針桿門架；一探針總成，可附裝至該支架，並用以與該受試裝置進行電性配合；以及一機械手系統，用以自該儲存架拾取該探針總成並 將該探針總成遞送至附裝至該探針桿門架之該支架，該機械手系統更用以自附裝至該探針桿門架之該支架拾取該探針總成並將該探針總成遞送至該儲存架。

在一或多個實施例中，該機械手更用以將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位，以達成該探針總成與該受試裝置之一對應配合部分之對齊。

在一或多個實施例中，該探針系統更包含一摩擦減低裝置，用以有利於該將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位之步驟。

在一或多個實施例中，該探針系統更包含一空氣軸承，用以有利於該將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位之步驟。

在一或多個實施例中，該支架包含用以使該探針總成與該支架對齊之一或多個對齊銷。

在一或多個實施例中，該支架包含一夾持機構，以用於固持被附裝至該支架之探針總成。

在一或多個實施例中，該探針總成包含一安裝銷，用於以垂直預加載荷將該探針總成附裝至該支架，該垂直預加載荷足以在最大探測力下固持被附裝至支架之該探針總成。

在一或多個實施例中，該探針總成包含複數個接觸銷，該等接觸銷用以在該探針總成附裝至該支架時與該受試裝置上之複數個導電焊墊進行配合。

在一或多個實施例中，該探針總成之該等接觸銷係根據該受試裝置之一構造而預先定位。

在一或多個實施例中，該支架包含一第一連接器且該探針總成包含一第二連接器，在該探針總成附裝至該支架時，該第一連接器與該第二連接器進行配合。

在一或多個實施例中，該探針系統更包含一撓性纜線，用於將至少一個測試驅動訊號遞送至該支架之該第一連接器。

在一或多個實施例中，該探針系統更包含一纜線引導構件，用於在該支架安裝於該探針桿門架總成上時確保該撓性纜線被正確地定位及容納。

在一或多個實施例中，該探針系統包含一測試模式產生器，用以產生該至少一個測試驅動訊號，其中該測試模式產生器電性連接至該撓性纜線。

在一或多個實施例中，該探針總成包含複數個接觸銷，該等接觸銷用以在該探針總成附裝至該支架時與該受試裝置上之導電焊墊進行配合，且其中該等接觸銷電性連接至該探針總成之該第二連接器之複數個觸點。

在一或多個實施例中，該探針總成用以自該第二連接器接收該至少一個測試驅動訊號，並將所接收之該至少一個測試驅動訊號經由該等接觸銷施加至該受試裝置。

在一或多個實施例中，該探針桿門架總成用以提供一自動化運動軸線，以將該探針總成定位於該受試裝置上之一特定位置。

在一或多個實施例中，該機械手系統包含一抓持總成，該抓持總成係可操作以沿X軸及Y軸二者抓住並對齊該探針總成。

在一或多個實施例中，該抓持總成包含一抓持臂，該抓持臂可相對於該抓持總成進行樞轉運動，且其中該機械手系統包含用於致動該抓持總成之該抓持臂之一致動器。

在一或多個實施例中，該抓持總成包含一預加載荷機構，用以在欲自支架移除該探針總成時克服探針桿門架對支架之夾持力。

在一或多個實施例中，該抓持總成包含一依順性機構，以用於補償探針桿之旋轉及/或高度變動。

在一或多個實施例中，該機械手系統包含用以辨識及定位該探針總成之至少一個感測器。

在一或多個實施例中，該感測器係為一RFID讀取器，且其中該探針總成包含用以由該RFID讀取器讀取之一RFID標簽，且其中該RFID標簽儲存以下至少其中之一：一唯一探針總成辨識符、一探針類型資訊、以及一校準資訊。

在一或多個實施例中，該感測器係為一條碼讀取器，且其中該探針總成包含用以由該條碼讀取器讀取之一條碼標簽，且其中該條碼標簽儲存以下至少其中之一：一唯一探針總成辨識符、一探針類型資訊、及一校準資訊。

在一或多個實施例中，該感測器係為用以偵測該探針總成之一邊緣之一邊緣偵測感測器。

在一或多個實施例中，PCS系統包含探針總成辨識感測器 (例如該RFID讀取器或條碼讀取器)以及探針總成位置感測器(例如該邊緣偵測感測器)兩者。

在一或多個實施例中，該探針系統包含一控制器，用以確定為補償在該探針總成之放置或移除期間該探針桿門架總成表面之任何畸變而需要進行之校正。

在一或多個實施例中，該機械手系統包含用以辨識及定位該支架之至少一個感測器。

在一或多個實施例中，該探針總成包含以下至少其中之一：一光學探測裝置、一電性探測裝置、一熱探測裝置及一對齊探測裝置。

在一或多個實施例中，該探針桿門架總成係可操作以將該探針總成定位於該受試裝置上之任意位置。

根據本文所述實施例之另一態樣，提供一種用於檢驗一受試裝置之探針系統，該探針系統包含：一儲存架，包含一第一軌道及一第二軌道；一探針桿門架總成；一支架，附裝至該探針桿門架總成，該支架包含一第一電性連接器及一纜線，該纜線用於將複數個測試驅動訊號遞送至該第一電性連接器；一探針總成，包含：複數個銷，用以與該受試裝置上之複數個接觸焊墊進行電性配合；一第二電性連接器，電性連接至該等銷並用以在該探針總成附裝至該支架時與該第一電性連接器進行配合；以及一安裝銷，用於將該探針總成固定至該支架；以及一機械手系統，用以自該儲存架拾取該探針總成並將該探針總成遞送至附裝至該探針桿門架之該支架，該機械手更用以自附裝至該探針桿門架之支架拾取該探針總成並將該探針總成遞送至該儲存架。

在一或多個實施例中，該纜線電性連接至用以產生該測試驅動訊號之一測試模式產生器。

在一或多個實施例中，該機械手更用以將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位，以達成該探針總成與該受試裝置之一對應配合部分之對齊。

在一或多個實施例中，該探針系統包含一空氣軸承，用以有利於該將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位之步驟。

在一或多個實施例中，該探針總成包含一安裝銷，以用於將該探針總成附裝至該支架。

根據本文所述實施例之又一態樣，提供一種系統，該系統包含：一儲存架；一第一門架總成；一第一支架，附裝至該第一門架總成；一第二門架總成；一第二支架，附裝至該第二門架總成；一近接區域，用於達成對該第一門架總成之近接；一第一機械手系統；以及一第二機械手系統，用以在該儲存架、附裝至該第一門架總成之該第一支架以及附裝至該第二門架總成之該第二支架其中之任一者中重新定位該探針總成，其中該第二機械手系統包含至少一個邊緣偵測感測器，該至少一個邊緣偵測感測器用以藉由偵測有效載荷之至少一個邊緣來辨識及定位該有效載荷。

與本創作相關之其他態樣將在以下說明中予以部分地闡述，且該等其他態樣將藉由本說明而部分地變得顯而易見，或可藉由實踐本創作而得知。本創作之各個態樣可藉由各元件及藉由各種元件之組合以及在以下實施方式及隨附申請專利範圍中所特別指出之各個態樣來達成及 獲得。

應理解，以上說明及以下說明二者僅為實例性及解釋性的，而並非旨在以任何方式限制本創作及本創作之應用。

100‧‧‧探針配置站

101‧‧‧探針配置站機械手

103‧‧‧儲存架

104‧‧‧探針桿門架

105‧‧‧支撐框架總成

108‧‧‧探針總成支架

109‧‧‧機械手路徑總成

110‧‧‧儲存架軌道

111‧‧‧探針配置站抓持器總成

200‧‧‧探針總成

201‧‧‧接觸銷

202‧‧‧陣列

203‧‧‧安裝銷

204‧‧‧探針鼻形件

205‧‧‧探針總成固持構件

206‧‧‧探針總成抓持槽

207‧‧‧探針總成本體

208‧‧‧探針總成本體之槽

209‧‧‧探針總成本體之槽

301‧‧‧電性連接器

302‧‧‧引導構件

401‧‧‧探針總成安裝孔

402‧‧‧探針總成對齊銷

403‧‧‧電性連接器

501‧‧‧撓性纜線或撓性印刷電路板

503‧‧‧纜線引導構件

601‧‧‧探針總成固持銷

701‧‧‧抓持器臂

702‧‧‧抓持器臂

703‧‧‧抓持手指

704‧‧‧抓持手指

705‧‧‧抓持手指

706‧‧‧抓持手指

707‧‧‧定中構件

708‧‧‧定中構件

709‧‧‧彈簧

710‧‧‧突出部

711‧‧‧突出部

901‧‧‧條碼或RFID讀取系統

902‧‧‧仰視感測器

903‧‧‧俯視感測器

904‧‧‧感測器

905‧‧‧邊緣偵測感測器

906‧‧‧探針總成存在感測器

1201‧‧‧探針銷測試模組

併入本說明書中並構成本說明書一部分之附圖例示本創作之實施例，並與本說明一起解釋及例示本創作之原理。具體而言：第1圖例示根據本文所述之一或多個實施例，本創作之探針配置站(PCS)之某些所選組件；第2圖例示一探針總成之一實例性實施例；第3圖例示探針總成之本體部分；第4圖例示附裝至探針桿門架之一探針總成支架之一實例性實施例；第5圖例示附裝至探針桿門架之探針總成支架之另一視圖；第6圖例示一探針總成儲存架之一實例性實施例；第7圖及第8圖例示一PCS機械手之一PCS抓持器總成之一實例性實施例；第9圖、第10圖及第11圖例示在PCS機械手之一實例性實施例中所使用之某些感測系統；以及第12圖例示一探針銷測試器模組之一實例性實施例。

在下文詳細說明中，將參考其中以相同編號表示相同功能元件之附圖。上述附圖以例示方式而非以限制方式顯示根據本創作原理之具體實施例及實施方案。對此等實施方案進行非常詳細之說明以使熟習此項 技術者能夠實踐本創作，且應理解，在不背離本創作之範圍及精神之條件下，可利用其他實施方案以及可對各種元件進行結構上之改變及/或替代。因此，以下詳細說明不應被視為具有限制意義。

根據本文所述之一或多個實施例，在欲對一不同裝置(具體而言，一TFT陣列)進行電性測試時所需之當前手動探測結構更換程序以及相關聯之多種探測結構被取代為一新穎、經過改良之程序以及相關聯之機構，該新穎、經過改良之程序以及相關聯之機構可被遠端地(及自動地)使用以根據DUT之佈局來重新配置探測結構。

第1圖例示根據本文所述之一或多個實施例，本創作之探針配置站(PCS)之某些所選組件。如第1圖所示，PCS部分地包含：一拾取及放置機械手系統(PCS機械手)101、一或多個用於固持探針總成(第1圖未顯示)之探針總成支架108、兩個探針總成儲存架103、以及一探針桿門架104，如第1圖所示。PCS機械手101用於在探針桿門架104與探針總成儲存架103之間移動探針總成(圖中未顯示)，並將探針總成支架108沿探針桿門架104之長度重新定位。為此，PCS機械手101設置有一抓持器(gripper)111。

在一或多個實施例中，探針總成儲存架103包含複數個儲存架軌道110，以用於在探針總成未被使用時支撐該等探針總成。在一或多個實施例中，為執行將探針總成支架108沿探針桿門架104之長度重新定位之步驟，將一探針總成局部地附裝至支架108。PCS機械手101之抓持器111附裝至探針總成，並將探針總成與所附裝之支架108一起沿探針桿門架104之長度重新定位至期望之位置。在一或多個實施例中，PCS機械手101可直接 在附裝至探針桿門架104之各探針總成支架108之間移動探針總成。

在一或多個實施例中，探針總成可包含以下至少其中之一：一光學探測裝置、一電性探測裝置、一熱探測裝置及一對齊探測裝置。

在一或多個實施例中，探針桿門架104安裝於一支撐框架總成105上。探針桿門架104與支撐框架總成105一起可利用(例如)直線馬達藉由一電腦控制之致動器(第1圖中未顯示)在其路徑總成(track assembly)(圖中未顯示)上沿Y方向移動。根據一或多個實施例，探針桿門架104提供一自動化運動軸線，該自動化運動軸線用於根據DUT之配置而將探針總成沿LCD玻璃之長度定位於特定位置處。

在一或多個實施例中，該二探針總成儲存架103相對於探針配置站100之框架係為固定的。另一方面，如第1圖所示，PCS機械手101可在機械手路徑總成109上沿X方向移動。PCS機械手101用以自儲存架103拾取探針總成並將該探針總成安裝於探針總成支架108上。此外，PCS機械手可用於將探針總成支架108沿探針桿門架104之長度重新定位。

在一或多個實施例中，在每一探針桿門架104上可附裝有8至12個探針總成支架108。另一方面，探針配置站可包含二桿門架104以及二PCS機械手101，每一桿門架104及PCS機械手101可在一單獨之機械手路徑總成109上移動，其中每一機械手101伺服一個桿門架104。然而，本文所述之創新概念並不僅限於探針總成支架108、探針桿門架104、儲存架103或PCS機械手101之所述數目。

第2圖例示一探針總成200之一實例性實施例。在一或多個實施例中，探針總成200係為複數個可定製型模組，用於提供電性接觸銷201 之一完整陣列202，電性接觸銷201被設計用於嚙合DUT上之訊號接收導電焊墊以在電性測試操作期間驅動DUT。在許多情況下，上述導電焊墊定位於DUT之周邊上。在DUT係為一TFT面板之情況下，探針總成200可將驅動訊號及/或資料訊號遞送至TFT面板以達成電性測試操作。在一或多個實施例中，電性接觸銷201以單列或多列形式或以任何其他空間排列形式設置於安裝於探針總成本體207上之細長鼻形件(nose)204上。除上述電性接觸銷201之外，探針總成200更包含一或多個安裝銷203，以用於以一垂直預加載荷將探針總成本體207附裝至探針總成支架108，該垂直預加載荷足以在一最大探測力下固持被附裝至支架之探針總成。此外，探針總成200包含四個用於在複數個儲存架103其中之一上支撐探針總成本體207之探針總成固持構件205。在一或多個實施例中，探針總成可由一標準探針總成本體207以及一可定製之探針鼻形件204組成。探針鼻形件204可在銷之數目、銷間隔、以及沿水平還是垂直方向設計方面針對焊墊及面板佈局加以定製。其中，探針總成包含用於將探針總成附裝至支架之一安裝銷。

第3圖顯示探針總成本體207之另一視圖。在一或多個實施例中，第3圖所示探針總成本體207之視圖係用以與探針總成支架108進行配合之探針總成本體207之頂側。如第3圖所示，探針總成本體207另外包含一對電性連接器301，該一對電性連接器301在探針總成本體207被附裝至探針總成支架108時與探針總成支架108之對應電性連接器配合。上述電性連接器301之銷與安裝於探針總成200上之鼻形件204上之對應銷201電性耦合，進而使驅動電性訊號可經由電性連接器301而施加至DUT。在一或多個實施例中，上述電性連接器301被設計用於即便在各個連接器之間未執行任何物理 ***動作時亦與探針總成支架108之對應電性連接器建立電性連接。

此外，第3圖所示之探針總成本體207之支架配合側可包含引導構件302，以用於確保探針總成本體207與探針總成支架108正確對齊。在一或多個實施例中，引導構件302可被實施為複數個第3圖所示之迷你滾柱(mini-roller)。當將探針總成本體207安裝於探針總成支架108上時，安裝銷203嚙合探針總成支架108之對應安裝孔，進而使二者形成可靠之機械耦合。在一或多個實施例中，可提供一或多個感測器來偵測探針總成本體207與探針總成支架108之間是否已發生可靠之機械耦合。

第4圖例示附裝至探針桿門架104之一探針總成支架108之一實例性實施例。如第4圖所示，探針總成支架108包含：複數個探針總成安裝孔401，用於接納探針總成安裝銷203；以及複數個探針總成對齊銷402，用以嚙合引導構件302以在探針總成支架108與探針總成本體207配合期間確保二者正確對齊。此外，探針總成支架108可包含一安裝銷固定總成(圖中未顯示)，以用於將安裝銷203固定於安裝孔410內部。上述安裝銷固定總成用作一機械夾持機構，該機械夾持機構被提供用於固持被附裝至支架之探針總成。在一或多個實施例中，探針總成支架108更包含一對電性連接器403，以用於與探針總成本體207之電性連接器301進行配合。

在一或多個實施例中，每一探針總成支架108皆包含一經磁性預加載之空氣軸承(magnetically pre-loaded air bearing)，該經磁性預加載之空氣軸承包含為探針總成支架108提供磁性預加載荷之永久稀土磁鐵。在沿探針桿門架104之長度移動探針總成支架108之前，將加壓空氣(pressurized air)供應至探針總成支架108之空氣軸承。空氣壓力足以克服 磁鐵之吸引力且支架108可輕易地沿探針桿門架104滑動。當探針總成支架108沿探針桿門架104到達正確之位置時，供應至空氣軸承之加壓空氣被斷開且磁鐵之吸引力將探針總成支架108固持於探針桿門架104上之定位上。在一或多個實施例中，可經由探針桿門架104中之複數個空氣遞送孔遞送加壓空氣。在一或多個實施例中，可將加壓空氣選擇性地遞送至每一探針總成支架108。為此，可對應於每一所安裝之探針桿總成108而將探針桿門架104劃分成複數個空氣遞送區域，對此等空氣遞送區域之加壓空氣供應可被選擇性地啟動。

在一替代實施例中，可藉由PCS機械手101將空氣供應至探針總成支架之空氣軸承，PCS機械手101可包含一加壓空氣供應出口，該加壓空氣供應出口被設計用於與探針總成200或探針總成支架108之一空氣供應入口進行配合。當PCS機械手101將探針總成200附裝至探針總成支架108時，可接通上述加壓空氣供應，以使PCS機械手101將探針總成支架108沿探針桿門架104之長度重新定位。在完成上述重新定位步驟之後，將空氣供應斷開，進而使探針總成支架藉由上述磁力而被牢固地附裝至探針桿門架104。

第5圖例示附裝至探針桿門架104之探針總成支架108之另一視圖。在一或多個實施例中，每一探針總成支架108被較佳地配備有用於將DUT驅動訊號遞送至探針總成支架108之一專用撓性導體(例如一撓性纜線或一撓性印刷電路板)501。在一或多個實施例中，專用撓性纜線501係為被設計用於使PCS機械手101沿著探針桿門架104之長度而移動探針總成支架108之撓性纜線。探針總成支架108其中之每一者皆沿探針桿支架104具有 一預定之運動範圍。在一或多個實施例中，各探針總成支架108被排列成使其上述預定運動範圍彼此重疊以確保完全覆蓋探針桿門架104之長度。為避免各個探針總成支架間可能產生之機械干擾，在一或多個實施例中，PCS機械手101可設置有一或多個感測器，該一或多個感測器被設計用於對探針總成支架108在探針桿門架104上之存在及位置進行偵測。來自上述感測器之訊號被發送至PCS系統之控制模組，該控制模組用以偵測及防止探針桿門架上各個探針總成支架間可能產生之機械干擾。類似地，PCS機械手101可設置有一或多個感測器，該一或多個感測器用以偵測探針總成是否早已安裝於特定之探針總成支架108上，以避免試圖將不同之探針總成安裝於此支架108上。

探針總成支架108之專用撓性纜線或撓性印刷電路板501電性連接至探針總成支架108之電性連接器403，以在探針總成200與探針總成支架108進行配合時確保將DUT驅動訊號遞送至探針總成200之電性連接器301。專用撓性纜線或撓性印刷電路板501之其他端電性連接至一測試模式產生器，該測試模式產生器被定位成遠離探針總成支架108。上述遠端驅動電子器件在測試期間執行為驅動DUT所必需之驅動訊號切換，且可接收往來於探針總成200之上述接觸銷201之電性訊號。因此，在一或多個實施例中，探針總成200及探針總成支架108不包含任何主動電子器件。

在一或多個實施例中，為專用撓性纜線或撓性印刷電路板501其中之每一者提供一纜線引導構件503，以用於在探針總成支架108沿探針桿門架104安裝於不同位置處時確保對纜線或撓性印刷電路板501進行正確定位。在一或多個實施例中，撓性導體引導構件503包含由金屬、塑膠或 任何其他合適之材料所製成之一板條。創作者已發現，以與卷尺量測片(tape measuring blade)之材料及形狀類似之材料及形狀製成之引導件適合於製造引導構件503。纜線引導構件503防止專用撓性纜線或撓性印刷電路板501起皺及干擾探針配置站100之運作。在一或多個實施例中，如第1圖所示，不同探針總成支架108之專用撓性纜線或撓性印刷電路板501可以一嵌套方式排列。

第6圖例示一探針總成儲存架103之一實例性實施例。如第6圖所示，探針總成儲存架103包含設置於其頂側上之複數個儲存架軌道。每一儲存架軌道110皆包含探針總成固持構件，例如在其側面凸出之探針總成固持銷601。在第6圖所示之實施例中，使用四個固持銷601。然而，本創作並不僅限於固持銷之此一數目，且可利用任何其他合適之數目。此等探針總成固持銷601與第2圖所示之探針總成固持構件205進行機械配合，以在探針總成儲存架103上支撐探針總成200。儲存架103用於儲存備用探針總成200或對其他DUT佈局所使用之探針總成。在一或多個實施例中，PCS機械手101可設置有一或多個感測器，該一或多個感測器被設計用於偵測一探針總成是否早已安裝於儲存架軌道110上之一特定位置，以避免試圖在儲存架軌道110之同一位置安裝不同之探針總成。來自上述感測器之訊號被發送至PCS系統之控制模組，該控制模組用以偵測並防止安裝於儲存架軌道110上之不同探針總成間可能產生之機械干擾。

根據一或多個實施例，PCS機械手101使用一高度整合之機構，即一PCS抓持器總成111，PCS抓持器總成111之一實例性實施例例示於第7圖中。PCS抓持器總成111用於自附裝至探針桿門架104之儲存架103以及 探針總成支架108「拾取」探針總成200或將探針總成200「放置」至附裝至探針桿門架104之儲存架103及探針總成支架108。此外，PCS抓持器總成111可用於將探針總成支架108與所附裝之探針總成200一起沿著探針桿門架104之長度重新定位。

在第7圖所示之實施例中，PCS抓持器總成111包含抓持臂701及702，抓持臂701及702可相對於PCS抓持器總成111之其餘部分進行樞轉運動，並利用例如一氣缸(pneumatic cylinder)(圖中未顯示)進行致動。當抓持臂701與抓持臂702嚙合時，抓持臂701與抓持臂702用以/適於利用第2圖所示之複數個探針總成抓持槽206來抓住探針總成200之本體。抓持手指(finger)703、704、705及706***探針總成200之該等探針總成抓持槽206中，以在重新定位操作期間有利於將探針總成200固定於抓持器總成111中。在一或多個實施例中，PCS抓持器總成111包含一預加載機構，該預加載機構用以在探針總成被抓持臂701及702嚙合時克服將支架108附裝至探針桿門架總成104之夾持力。當抓持臂701與抓持臂702脫離時，探針總成200自PCS抓持器總成111釋放。

在一或多個實施例中，PCS抓持器總成111包含一定中機構(centering mechanism)，該定中機構包含複數個可樞轉地安裝之定中構件707及708，定中構件707及708利用一彈簧709進行機械耦合。定中構件707及708分別包含突出部710及711，突出部710及711用以在PCS抓持器總成111附裝至探針總成本體200時與探針總成本體200之槽208及209進行配合，進而確保探針總成本體200相對於PCS抓持器總成111正確對齊(定中)。此外，在一或多個實施例中，PCS抓持器總成111包含一或多個抓持臂感測器，以 用於感測抓持臂701及702之當前位置並將所感測位置傳送至PCS系統之控制模組。

第8圖例示位於附裝至探針總成支架108之探針總成200之本體附近之PCS抓持器總成111。自第8圖中可見，PCS抓持器總成111之抓持臂702適於利用探針總成抓持槽206而抓住探針總成200之本體。在一或多個實施例中，PCS抓持器總成111包含一依順性機構，以用於補償探針桿門架總成之旋轉或高度變化。

根據一或多個實施例，PCS抓持器總成111包含一整合式機械連桿，該整合式機械連桿有利於藉由致動抓持器氣缸來打開(open)及閉合(close)抓持器臂701及702。此使得抓持器手指703、704、705及706能夠在探針總成200上建立穩固之抓持。在同一或其他實施例中，上述整合式機械連桿亦使得能夠將探針總成支架108之安裝銷固定總成打開及關閉。

根據一或多個實施例，在上述拾取及放置操作期間，由PCS抓持器總成111以用於致動抓持臂701及702之上述氣缸之單一衝程來執行以下順序性操作：抓住探針總成200以及打開探針總成支架108之安裝銷固定總成，進而使探針總成200自探針總成支架108釋放。

根據本創作之一或多個實施例，為在LCD玻璃或其他DUT上激發驅動電路以進行電性檢驗，利用複數個遠端測試模式產生器(圖中未顯示)其中之一或多者來產生一或多個電性測試訊號。在各種實施例中，將單一模式通道(single channel of pattern)定義為一系列電脈波，該等電脈波之幅值介於預定值之間(例如±50伏特)。上述一或多個電性測試訊號經由專用訊號纜線(例如第5圖所示之上述專用撓性纜線501)而投送至探針 總成支架108，並自探針總成支架108經由電性連接器403及301而投送至探針總成200之接觸銷201。接觸銷201又相應地電性耦合至LCD玻璃或其他DUT表面上之訊號接收導電焊墊，進而將所產生之測試訊號遞送至該等導電焊墊。為達成探針總成200之接觸銷201與DUT表面上之訊號接收導電焊墊間之正確對齊，將探針總成200恰當地定位於探針桿門架104上。

根據一或多個實施例，在PCS 100之所述實施例中，一實例性探針總成200放置程序可包含以下步驟：首先，探針桿門架104沿Y方向移動至探針總成加載位置。

之後，PCS機械手101使用其抓持器總成111自儲存架103拾取探針總成200。

接著，已將探針總成200附裝至其抓持器總成111之PCS機械手101沿X方向移動至探針總成支架108之位置，其中探針總成支架108負責探針桿門架104之欲放置探針總成200之區域。

隨後，仍將探針總成200附裝至其抓持器總成111之PCS機械手101向上移動至探針總成支架108並將探針總成200附裝至探針總成支架108。

然後，在仍嚙合至探針總成200及探針總成支架108之同時，PCS機械手101沿X方向移動，並將探針總成200及探針總成支架108拖拽至探針桿門架104上之正確之X位置。在此步驟期間，將加壓空氣供應至上述空氣軸承，以有利於上述將探針總成200及探針總成支架108沿探針桿門架104之長度重新定位之步驟。

其後，PCS機械手101自探針總成200及探針總成支架108脫 離，並將二者鎖定於探針桿門架104上之正確位置。中斷加壓空氣之供應。

在將探針總成200鎖定於探針桿上之後，利用電性連接器403上之專用連續性銷(continuity pin)來檢查電性連接之連續性，以確定探針總成200是否正確地配合至探針總成支架108。倘若連續性檢查失敗，則重複對探針總成200與探針總成支架進行鎖定之步驟。當在電性連接器403上建立正確連續性再一次失敗時，探針總成200便被視為具有缺陷並被放置於儲存架103中。藉由自儲存架103上拾取類似之探針總成200來繼續該操作。

PCS機械手101向下移動並返回至儲存架103來獲取下一探針總成200以將其放置於探針桿門架104上，然後重複上述步驟直至已針對LCD面板或其他DUT之電性測試而充分配置探針桿門架為止。

根據一或多個實施例，為跟蹤與探針總成200及/或探針總成支架108相關聯之位置、配置及/或其他資訊，以及為將探針總成200定位於儲存架103或探針桿門架104上，PCS機械手101配備有一條碼或一RFID讀取系統901及一邊緣偵測感測器905，如第9圖、第10圖及第11圖所示。在一或多個實施例中，每一探針總成200及每一探針總成支架108皆包含可由PCS機械手101之條碼或RFID讀取系統901讀取之一條碼或一RFID標簽(圖中未顯示)。除其他相關參數之外，該條碼或RFID標簽亦儲存一唯一探針總成或探針總成支架ID、探針類型、以及一XY偏移校準。可在運作時將任何其他裝置(例如照相機、光源、雷射、用於對齊、計量、能量傳遞、以及將熱量傳送至基板之其他感測器(有線的/無線的)以及類似裝置)添加至本創作之PCS系統之實施例中。在一或多個實施例中，本創作之系統更包含一探針總成存在感測器906，用以偵測PCS抓持器總成111上是否存在一探針總 成，以進行無故障重新配置。

在一或多個實施例中，PCS機械手101之邊緣偵測感測器805用於將探針總成支架108及/或探針總成200定位於探針桿門架104上。此外，邊緣偵測感測器802亦可用於在垂直方向上進行軟體補償，以補償探針桿門架104表面之任何平坦度或畸變，進而有利於無故障地更換探針總成200。

在一或多個實施例中，本創作之系統更包含一探針總成支架存在感測器904，用以在試圖將探針總成放置於探針總成支架108上之前偵測探針桿門架104上是否存在一探針總成支架108。其他感測器可包含一仰視(look up)感測器902及一俯視(look down)感測器903，以用於在試圖進行可能會干擾上述儲存架安裝之探針總成之預定運動之前檢查探針總成儲存架103上是否存在一或多個所安裝之探針總成。

在一或多個實施例中，安裝於卡盤後面之一探針銷測試器模組用於偵測探針總成之鼻形件204上是否有任何缺失或損壞之銷201，進而節約探測DUT所需之時間。安裝於探針桿門架104上之一探針總成在探針銷測試器模組之頂上被驅動，且探針銷下降至銷測試器板上，此後軟體演算法接通每一銷兩端之電路，以偵測是否有任何缺失或損壞之銷。

根據本創作之一或多個實施例，該系統亦可包含(除位於該系統前部之上述機械手及第一探針桿門架之外)位於該系統後部之一第二機械手。亦位於後部者係為一近接區域(例如一窗口或另一開口)以及一第二可移動探針桿門架104，其中第二可移動探針桿門架104可由該系統之操作員近接或可由任何自動化構件經由該近接區域而近接。第二可移動探針桿門架104亦可被重新定位(藉由在(第一)門架上行進)成使其可由(第 一，前部)機械手系統近接。此前部機械手系統用以在儲存架、第一門架總成以及第二門架總成其中之任一者中對有效載荷進行重新定位。可提供一或多個邊緣偵測感測器，用以藉由偵測有效載荷之邊緣來辨識及定位有效載荷。

將一探針總成200裝載於儲存架103或(第一)探針桿門架104上可包含以下步驟。

在操作期間，位於PCS系統後部之第二機械手在一缺設(default)位置保持處於一固定之位置。

首先，一操作員經由近接區域將探針總成手動裝載於附裝至第二門架(位於該系統之後部)之支架上。

第二門架(位於該系統之後部)在第一機械手(位於該系統之前部)頂上移動，然後第一機械手拾取裝載於附裝至第二門架之支架上之探針總成。

最後，第一機械手(位於該系統之前部)儲存位於儲存架(位於該系統之前部)或第一門架(位於該系統之前部)上之探針總成。

探針總成之卸載程序則以相反之順序完成。

熟習此項技術者應理解，本文所述之本創作PCS系統之優點包含產品變更所需之當機時間減少、採用電性檢驗系統來測試新產品所需之成本減少、以及操作員暴露於安全隱患之幾率減小。

應注意，用於遠程地(及/或自動地)對探測結構進行重新配置以符合DUT配置之本創作程序及相關聯之機構並不僅限於任何特定之測試裝置或任何特定之測試系統或方法。所述概念可用於利用任何已知測 試技術(包含電子束、電壓成像或任何其他現在已知或以後開發之測試技術)對LCD或OLED面板以及任何其他電子裝置進行之測試。此外，本創作之系統並不限於僅處理探針總成或特定之測試設備，且可用於處理任何有效載荷(包含但不限於照相機、感測器或其他任何設備(無論是測試設備還是非測試設備))。

第12圖例示一探針銷測試器模組1201之一實例性實施例，探針銷測試器模組1201包含用於對系統之整個訊號路徑進行測試之一銷測試器板條。探針銷測試器板條由安裝至卡盤後部之導電表面組成。在將探針總成裝載至探針桿門架上之後，將探針桿門架移動至探針銷測試器板條上方之位置。使探針桿門架104在Z方向上下降，進而使探針總成200內所容納之探針銷與探針銷測試器板條進行實體接觸。然後，啟動軟體常式以自上述測試模式產生器產生訊號，該等訊號經由開關電子器件被投送至一特定探針總成200上之特定探針銷。同時，對同一探針總成上之其他探針銷進行監測。由於探針銷測試器板條之導電性質，被驅動至探針總成之訊號可由同一探針總成上被監測之不同之一組銷來量測。藉由此種方法，在開始檢驗LCD面板或其他受試裝置之前，可為探針總成驗證整個訊號路徑之功能。可對探針桿上之每一探針總成重複所述過程。

最後，應理解，本文所述之過程及技術並非固有地涉及任何特定之設備，且可由任何合適之組件組合來實施。此外，可根據本文所述之教示內容來使用各種類型之通用裝置。亦可證明構造專用設備來執行本文所述之方法步驟係有利的。已參照特定之實例闡述了本創作，該實例旨在所有方面皆是例示性而非限制性的。

此外，熟習此項技術者根據本文所述創作之說明書及實踐本創作，將易知本創作之其他實施方案。所述實施例之各個態樣及/或組件可在用於測試電子裝置之系統中單獨使用或以任何組合方式使用。本創作旨在使說明書及實例僅被視為實例性的，本創作之真正範圍及精神由下文申請專利範圍指示。

100‧‧‧探針配置站

101‧‧‧探針配置站機械手

103‧‧‧儲存架

104‧‧‧探針桿門架

105‧‧‧支撐框架總成

108‧‧‧探針總成支架

109‧‧‧機械手路徑總成

110‧‧‧儲存架軌道

111‧‧‧探針配置站抓持器總成

Claims (35)

1. 一種用於檢驗一受試裝置之探針系統，該探針系統包含：a.一儲存架；b.一探針桿門架總成；c.一支架，附著至該探針桿門架；d.一探針總成，可附裝至該支架，並用以與該受試裝置電性配合；以及e.一機械手系統，用以自該儲存架拾取該探針總成並將該探針總成遞送至附裝至該探針桿門架之該支架，該機械手系統更用以自附裝至該探針桿門架總成之該支架拾取該探針總成並將該探針總成遞送至該儲存架。
2. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該機械手更用以將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位，以達成該探針總成與該受試裝置之對應配合部分之一對齊。
3. 如請求項2所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，更包含一摩擦減低裝置，用以有利於將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位之步驟。
4. 如請求項2所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，更包含一空氣軸承，用以有利於將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位之步驟。
5. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成包含一安裝銷，用於將該探針總成附裝至該支架。
6. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成包含複數個接觸銷，在該探針總成附裝至該支架時，該等接觸銷用以與該受試裝置上之複數個導電焊墊進行配合。
7. 如請求項6所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成之該等接觸銷係根據該受試裝置之一構造而預先定位。
8. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成包含一第二連接器，且其中該支架包含一第一連接器，在該探針總成附裝至該支架時，該第一連接器與該第二連接器進行配合。
9. 如請求項8所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，更包含一撓性纜線，用於將至少一個測試驅動訊號遞送至該支架之該第一連接器。
10. 如請求項9所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，更包含一纜線引導構件，在該支架安裝於該探針桿門架總成上時，該纜線引導構件用於確保該撓性纜線被正確地定位。
11. 如請求項9所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，更包含一測試模式產生器，用以產生該至少一個測試驅動訊號，其中該測試模式產生器電性連接至該撓性纜線。
12. 如請求項8所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，更包含一撓性印刷電路板，用於將至少一個測試驅動訊號遞送至該支架之該第一連接器。
13. 如請求項8所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成包含複數個接觸銷，在該探針總成附裝至該支架時，其中該等接觸銷用以與該受試裝置上之複數個導電焊墊進行配合，且其中該等接觸銷電性連接至該探針總成之該第二連接器之複數個觸點。
14. 如請求項13所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成用以自該第二連接器接收該至少一個測試驅動訊號，並將所接收之該至少一個測試驅動訊號經由該等接觸銷施加至該受試裝置。
15. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成包含一安裝銷，用於以垂直預加載荷將該探針總成附裝至該支架，該垂直預加載荷係在一最大探測力下固持被附裝至該支架之該探針總成。
16. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針桿門架總成用以提供一自動化運動軸線，以將該探針總成定位於該受試裝置上之一特定位置。
17. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該機械手系統包含一抓持總成，該抓持總成可操作以抓住該探針總成。
18. 如請求項17所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該抓持總成包含一抓持臂，該抓持臂可相對於該抓持總成進行樞轉運動，且其中該機械手系統包含用於致動該抓持總成之該抓持臂之一致動器。
19. 如請求項17所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該抓持總成包含一預加載荷機構，在欲自該支架移除該探針總成時，該預加載荷機構用以克服將該支架附裝至該探針桿門架總成上之一夾持力。
20. 如請求項17所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該抓持總成包含一依順性機構，以用於補償該探針桿門架總成之旋轉或高度變動。
21. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該機械手系統包含用以辨識或定位該探針總成之至少一個感測器。
22. 如請求項21所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該感測器係為 一RFID讀取器，且其中該探針總成包含用以由該RFID讀取器讀取之一RFID標簽，且其中該RFID標簽儲存以下至少其中之一：一唯一探針總成辨識符、一探針類型資訊、以及一校準資訊。
23. 如請求項21所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該感測器係為用以偵測該探針總成之一邊緣之一邊緣偵測感測器。
24. 如請求項23所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，更包含一控制器，該控制器用以確定為補償在該探針總成之放置或移除期間該探針桿門架總成之任何畸變而需要進行之校正。
25. 如請求項21所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該感測器係為一條碼讀取器，且其中該探針總成包含用以由該條碼讀取器讀取之一條碼標簽，且其中該條碼標簽儲存以下至少其中之一：一唯一探針總成辨識符、一探針類型資訊、及一校準資訊。
26. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該機械手系統包含用以辨識及定位該支架之至少一個感測器。
27. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成包含以下至少其中之一：一光學探測裝置、一電性探測裝置、一熱探測裝置及一對齊探測裝置。
28. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針桿門架總成係可操作以將該探針總成定位於該受試裝置上之任意位置。
29. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該支架包含用以使該探針總成與該支架對齊之至少一個對齊銷。
30. 如請求項1所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該支架包含一 夾持機構，以用於固持被附裝至該支架之該探針總成。
31. 一種用於檢驗一受試裝置之探針系統，該探針系統包含：a.一儲存架，包含一第一軌道及一第二軌道；b.一探針桿門架總成；c.一支架，附裝至該探針桿門架總成，該支架包含一第一電性連接器及一纜線，該纜線用於將複數個測試驅動訊號遞送至該第一電性連接器；d.一探針總成，包含：複數個銷，用以與該受試裝置上之複數個接觸焊墊進行電性配合；一第二連接器，電性連接至該等銷並用以在該探針總成附裝至該支架時與該第一連接器進行配合；以及一安裝銷，用於將該探針總成固定至該支架；以及e.一機械手系統，用以自該儲存架拾取該探針總成並將該探針總成遞送至附裝至該探針桿門架之該支架，該機械手更用以自附裝至該探針桿門架之該支架拾取該探針總成，並將該探針總成遞送至該儲存架。
32. 如請求項31所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該機械手更用以將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位，以達成該探針總成與該受試裝置之一對應配合部分之一對齊。
33. 如請求項32所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，更包含一空氣軸承，用以有利於將該探針總成及該支架沿該探針桿門架總成之長度重新定位之步驟。
34. 如請求項31所述之用於檢驗一受試裝置之探針系統，其中該探針總成包含一安裝銷，以用於將該探針總成附裝至該支架。
35. 一種系統，包含：a.一儲存架；b.一第一門架總成；c.一第一支架，附裝至該第一門架總成；d.一第二門架總成；e.一第二支架，附裝至該第二門架總成；f.一近接區域，用於達成對該第一門架總成之近接；g.一第一機械手系統；以及h.一第二機械手系統，用以在該儲存架、附裝至該第一門架總成之該第一支架以及附裝至該第二門架總成之該第二支架之任一者中重新定位有效載荷，其中該第二機械手系統包含至少一個邊緣偵測感測器，該至少一個邊緣偵測感測器用以藉由偵測該有效載荷之至少一個邊緣來對該有效載荷進行辨識及定位。