专利名称：直线往复式三维动态测试设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及直线往复式三维动态测试设备，尤指一种适用于测试动态感应器的直线往复式三维动态测试设备。
背景技术：
近几年来，随着微机电系统的日新月异，各种小型化、高性能且成本低廉的感应器纷纷问世，使得感应器由关键元件进一步提升成为产生创新价值的主要元件，例如苹果公司的iPhone、新世代iPod、任天堂的Wii所使用的三轴加速度感应器，大部分采用微机电系统技术运用在传感器上，加速度感应器的运作原理为感应出加速度方向的XYZ三轴成分， 从而得出物体在三度空间中的运动向量。有鉴于此，有必要设计一种可大规模测试动态感应器的三轴运动信号的设备，以提高测试的产能及降低测试成本。
发明内容
本发明为一种直线往复式三维动态测试设备，包括一直线往复装置、一三维翻转装置、多个测试座、及一主控制器。其中，直线往复装置可包括一往复滑台；三维翻转装置可包括一固定座、一翻转架、及一承载台；承载台可包括分设于相对二面的一第一表面、及一第二表面；固定座可组设于往复滑台上。翻转架可枢设于固定座上并沿一第一轴旋转，承载台可枢设于翻转架上并沿一第二轴旋转。第一轴及第二轴为彼此垂直正交。而多个测试座可分别布设于承载台的第一表面、及第二表面，多个测试座可容设多个待测传感器。至于， 主控制器可分别电性耦接多个测试座。因此，本发明能提供动态传感器三个轴向的动态测试，并通过分设于承载台相对二面的多个测试座，可大幅扩大测试规模，以节省成本。较佳的是，本发明的直线往复式三维动态测试设备可包括有一第一无线传输模块，其设置于三维翻转装置并电性耦接至多个测试座。第一无线传输模块主要用以发射多个测试座的测试信息。此外，主控制器可包括一第二无线传输模块，其主要用以接收第一无线传输模块所发射的测试信息。再者，本发明的第一无线传输模块、及第二无线传输模块可为蓝芽传输模块、射频传输模块、或其它等效的无线传输模块皆可。据此，本发明能达到无线传输，更有利于动态测试的进行。再者，本发明的三维翻转装置可另包括有一控制器、及一电源模块。控制器分别电性连接多个测试座、第一无线传输模块、及电源模块。其中，电源模块用以供给多个测试座、 及第一无线传输模块电源。控制器则主要负责控制多个测试座、及第一无线传输模块，控制器控制的内容包括信息传输控制、及测试流程控制、甚至负责数据的编码转码等。其中，本发明的直线往复装置可包括一偏心轮、及一连杆，连杆的二端可分别枢接往复滑台、及偏心轮。据此，通过偏心轮快速的旋转，再通过连杆带动往复滑台，可构成快速的往复运动，进而提供高G力(G-force)的测试规格。当然，直线往复装置亦可为气压缸装置、油压缸装置、导螺杆装置、或其它等效装置。
此外，本发明的主控制器可控制翻转架相对于固定座沿第一轴旋转，又可控制承载台相对于翻转架沿第二轴旋转。亦即，翻转架、及承载台的转向测试亦可通过主控制器控制进行翻转，达到完全自动化。其中，三维翻转装置更包括有一旋转马达组设于固定座上， 旋转马达可用以驱动翻转架沿第一轴旋转。同样地，三维翻转装置可更包括有另一旋转马达，其可组设于翻转架上，而另一旋转马达可用以驱动承载台沿第二轴旋转。据此，本发明可利用旋转马达对翻转架、及承载台进行全自动化的翻转，以利进行三个维度的测试。再且，本发明每一测试座可包括有一座体、一旋转扣件、及一扭簧，其扭簧连结于座体、与旋转扣件之间。亦即，利用扭簧的恢复弹力，提供一扣紧预力予旋转扣件，紧扣待测传感器于座体内，以避免承载台于翻转过程或直线往复装置于动作过程中，造成待测传感器掉落。另外，本发明的承载台可更包括至少一侧面，至少一侧面分别邻接于第一表面、及第二表面，至少一侧面布设多个测试座。亦即，本发明除于承载台相对应二面进行测试外， 其它面亦同样可布设多个测试座，以扩大测试规模。再者，本发明的直线往复式三维动态测试设备可更包括有一进料装置，其包括有一旋转轮、及至少一升降吸取头。至少一升降吸取头可组设于旋转轮上并选择式地移动至测试座上方，升降吸取头用以取放待测传感器于测试座内，旋转轮会旋转带动升降吸取头移动，以利检测的进行。抑或，进料装置亦可再包括一进料平台、及一机器手臂，至少一升降吸取头可选择式地移动至进料平台上方而机器手臂可选择式地移动于进料平台与多个测试座之间。其中，升降吸取头用以取放待测传感器于进料平台上，而机器手臂再将待测传感器从进料平台取出并置于多个测试座内。其中，进料平台可为旋转平台、输送带、或其它等效装置。又或者，本发明的直线往复式三维动态测试设备可更包括有一分料装置。其分料装置包括有至少一芯片承载盘(tray)、及至少一取放装置。其中，至少一取放装置可选择式地移动于至少一芯片承载盘与多个测试座之间。亦即，至少一取放装置主要将待测传感器从芯片承载盘中取出置于多个测试座内。另外，于检测完毕后至少一取放装置又将待测传感器从多个测试座中取出并置于芯片承载盘内。据此，本发明的直线往复式三维动态测试设备可依据实际需求使用不同的进料装置或分料装置，以达到最佳的测试产能。
图11为本发明第二二实施例的进料装置的定位模块示意图12为本发明第二二实施例的进料装置的转向模块示意图13为本发明第三三实施例的进料装置的示意图14为本发明第四实施例的分料装置的示意图15为本发明第四实施例的分料装置的内部俯视图。
主要元件符号说明
进料装置1旋转轮10升降吸取头11
固定轮12气压缸13进料平台14
机器手臂15震动盘16摄影模块17
定位模块18转向模块19回收管20，193
螺旋导轨160进料区161光电感测元件162
吹气管163，192进料槽164 -丨澳形块181
旋转平台191直线往复装置2往复滑台21
偏心轮22连杆23配重块M
气压缸25驱动马达沈导螺杆27
三维翻转装置3固定座31翻转架32
承载台33第一表面331第二表面332
U形固定座310框形翻转架320马达34，35
测试座4无线传输模块41第二无线传输模块
待测传感器42旋转扣件43扭簧44
座体40主控制器5测试头6
驱动马达61分料装置7芯片承载盘71
进料承载盘711出料承载盘712取放装置72
进料取放装置721出料取放装置722控制器8
电源模块9
具体实施例方式请同时参阅图1、图2，图1是本发明第一实施例的整体设备的立体图，图2是本发明第一实施例的三维翻转装置设置于直线往复装置的示意图。图1中显示有一种直线往复式三维动态测试设备，其包括一直线往复装置2、一个三维翻转装置3、多个测试座4、一主控制器5、一测试头6、以及一分料装置7。其中，直线往复装置2组设于测试头6上，测试头6包括一驱动马达61。直线往复装置2还包括有一往复滑台21、一偏心轮22、及一连杆23，其偏心轮22又包括有一配重块对。连杆23的二端分别枢接往复滑台21、及偏心轮22上相对于配重块M的一侧。而配重块M主要用以平衡二端受力，以维持整个运转的稳定性。另外，三维翻转装置3则组设于往复滑台21上。因此，通过测试头6的驱动马达61带动偏心轮22的旋转，进而通过连杆23连动往复滑台21产生直线的往复运动。此外，图中显示的分料装置7设置于三维翻转装置3上方，分料装置7主要用以进料、及测试完毕后筛选分类。其中，当进料或测试完毕后的分料时，三维翻转装置3会上升以供分料装置7取放。而欲进行测试时，三维翻转装置3则下降以免动态测试的过程中，造成撞击或影响分料装置7或其它设备。再者，图中显示三维翻转装置3包括一固定座31、一翻转架32、及一承载台33。承载台33包括分设于相对二面的一第一表面331、及一第二表面332。其中，第一表面331、及第二表面332均布设有多个测试座4。据此，本实施例可进行双面测试，以增加测试规模，降低测试成本。当然不以双面测试为限，承载台33亦可为其它几何多边形，以扩大测试规模。 此外，本发明的承载台33的侧面亦可布设多个测试座4。亦即，本发明除于承载台33相对应二面进行测试外，其它面亦同样可布设多个测试座4，以扩大测试规模。另外，如图中所示固定座31组设于往复滑台21上。翻转架32枢设于固定座31 上并可沿一第一轴X旋转，承载台33枢设于翻转架32上并沿一第二轴Y旋转。并且，第一轴X、及第二轴Y彼此垂直正交，亦即通过二个正交垂直轴旋转，构成三个维度间的翻转。其中，本实施例的固定座31为一 U形固定座310，而翻转架32为一框形翻转架320。而且，U 形固定座310、及框形翻转架320上分别设置有一旋转马达34、35，其分别动力连接翻转架 32、及承载台33。其中，旋转马达34、35可以是伺服马达，其主要用以协助框形翻转架320、 及承载台33进行翻转。再请一并参阅图3，图3是本发明第一实施例的系统架构图。本实施例的三维翻转装置3还包括一控制器8及一电源模块9，控制器8及电源模块9设置于三维翻转装置3的固定座31。而控制器8电性连接测试座4、第一无线传输模块41、旋转马达34，35、及电源模块9。其中，电源模块9用以供给控制器8、多个测试座4、旋转马达34，35、及第一无线传输模块41电源。而控制器8除了用以控制多个测试座4、及第一无线传输模块41的信息传输控制、及测试流程控制、或数据的编码转码等外。控制器8还控制旋转马达34，35旋转。 亦即主控制器通过控制旋转马达34带动翻转架32相对于固定座31沿第一轴X旋转，同样地主控制器5通过控制旋转马达35带动承载台33相对于翻转架32沿第二轴Y旋转。再者，图中又显示的第一无线传输模块41，其设置于三维翻转装置3上，并电性耦接至多个测试座4。其中第一无线传输模块41用以传输多个测试座4的测试信息Ti。此外，主控制器5包括有一第二无线传输模块51，其同样是用以传输测试信息Ti。也就是说， 本实施例通过控制器8控制三维翻转装置3上所有检测的进行，包括翻转、及测试信息Ti 的传输等。而电源模块9则负责三维翻转装置3上所有电源的供给。此外，再通过第一无线传输模块41、及第二无线传输模块51传送测试信息Ti，本实施例可达到完全地无线化，如此更有利于检测的进行。然而，本实施例的第一无线传输模块41、及第二无线传输模块51分别为一蓝芽传输模块，当然其亦可为射频传输模块、或其它等效的无线传输模块。请参阅图4，图4为本发明第一实施例的测试座设置于承载台的分解图。图中显示有多个测试座4布设于承载台33上，每一测试座4容设有一待测传感器42。其中，每一测试座4包括有一座体40、一旋转扣件43、及一扭簧44。扭簧44连结于座体40、与旋转扣件 43之间。进一步说明，旋转扣件43用以抵压固定待测传感器42于座体40内，而扭簧44则提供弹力使旋转扣件43具旋转回复力，抵压固定待测传感器42，以避免承载台33于翻转过程或直线往复装置2于动作过程中，造成待测传感器42掉落。再请一并参阅图5、及图6，图5为本发明第一实施例的翻转架沿第一轴旋转的立体图。图6为本发明第一实施例的承载台沿第二轴旋转的立体图。图5中显示翻转架32在相对于固定座31沿一第一轴X旋转90度，以产生第二个维度的测试。另外，图6则显示第一轴X旋转90度后承载台33在相对于翻转架32沿一第二轴Y旋转90度。通过此，即可达到三个维度的测试规格。请一并参阅图7a、及图7b，图7a为本发明的直线往复装置另一较佳实施例的示意图，图7b为本发明的直线往复装置又一较佳实施例的示意图。图7a所示的实施例与第一实施例的主要差别在于，本实施例的直线往复装置2为一气压缸25，亦即以气压缸25活塞往复运动的特性，直接采用为动力来源。此外，图7b所示的实施例的直线往复装置2为一导螺杆27搭配另一驱动马达沈，亦即通过驱动马达沈驱动导螺杆27，进而带动滑设于导螺杆27的往复滑台21，构成直线往复运动。据此，图7a及图7b所示的实施例通过不同的驱动方式皆可达到直线往复运动。再请参阅图8，图8为本发明以有线传输的示意图。本实施例主要用以说明，本发明除上述以无线方式进行信息传输、及控制外，亦可采用有线方式，其配置如图中所示的排线36，但需注意应留有适当长度的裕度，以供往复运动的行程所需。请参阅图9，图9为本发明第二实施例的进料装置的示意图。于本实施例中，直线往复式三维动态测试设备更包括有一进料装置1，其具有一旋转轮10、固定轮12、多个气压缸13、及多组升降吸取头11。升降吸取头11组设于旋转轮10上，并通过旋转轮10的带动可选择式地移动至三维翻转装置3上的测试座4上方或其它位置。其中，升降吸取头11在本实施例中为一真空吸取头，其可取放待测传感器42于三维翻转装置3上的测试座4内或其它位置。另外，图中显示的固定轮12上又组设有多个气压缸13，当升降吸取头11移动到预定位置时，气压缸13会驱动升降吸取头11进行升降取放动作。再请参阅图10，图10为本发明第二实施例的进料装置的外围设备示意图，亦即图 9所示的进料装置1的整体设备。图10中显示进料装置又包括有一震动盘16、一摄影模块 17、一定位模块18、及一转向模块19。震动盘16包括有一螺旋导轨160、进料区161、光电感测元件162、吹气管163、及进料槽164。震动盘16另连接有一震动机构(图中未示)，使待测传感器42从进料区161震动落到震动盘16中。震动盘16为一个中央突出的盘状结构，故待测传感器42掉落后，随即落到震动盘16的环周。同时，震动盘16通过震动机构的震动，使待测传感器42随着环周侧壁的螺旋导轨 160顺势上爬。其中，会经过光电感测元件162，光电感测元件162通过待测传感器42正反面光的反射度不同，进行感应判断待测传感器42的正反面。若正反面错误则吹气管163会将其吹入震动盘16内，再次循环重复上述步骤继续进料。若为正确的正反面时，待测传感器42继续往前送入进料槽164中。接着，进料槽164内的待测传感器42顺势被推送，而升降吸取头11在进料槽164 尾端吸取待测传感器42后，通过旋转轮12的带动，而移至外观检验区的平台上。于此区域主要利用摄影模块17来检验待测传感器42的印刷文字是否正确或有无瑕疵。若有错误或瑕疵，升降吸取头11可将待测传感器42送至回收管20中。而回收管20可设置于各模块之间，以收集有问题的待测传感器42。再请一并参阅图11，图11为本发明第二实施例的进料装置的定位模块示意图，亦即图10中定位模块18的放大图。当待测传感器42的外观印刷检测完毕后，便进入定位模块18，其主要用以校对待测传感器42的方位、及位置。如图11中显示，定位模块18包括有
8四个楔形块181。当升降吸取头11吸取待测传感器42并置于四个楔形块181所包围的中央区域，通过四个楔形块181以将先前传送过程造成的X-Y平面角度、或位置的偏移归零， 使待测传感器42精准定位后再送入下一个模块。再请一并参阅图12，图12为本发明第二实施例的进料装置的转向模块示意图，亦即图10中转向模块19的放大图。当待测传感器42经定位模块18定位完毕后，便进入转向模块19，其主要用以转向待测传感器42的角度。如图12中显示转向模块19包括有一旋转平台191、吹气管192、收集管193。当前述摄影模块17的检验装置检测出待测传感器42 的X-Y平面角度有误时，升降吸取头11可吸取待测传感器42置于旋转平台191上，视实际状况作顺时针或逆时针90度、或180度的旋转，以利后续待测传感器42进行直线往复式三维动态测试。此外，本实施例的转向模块19亦可将有问题的待测传感器42，以吹气管192吹气的方式送至收集管193中进行回收。据此，本发明的直线往复式三维动态测试设备可依使用者的实际需要，弹性增减上述模块、改变其顺序、或另外新增其它检测模块，以符合各种测试规模，达到最佳化的动态测试程序。请参阅图13，图13为本发明第三实施例的进料装置的示意图。直线往复式三维动态测试设备，其进料装置1与第前述实施例大致相同，其主要差异在于进料装置1另包括有一进料平台14、及一机器手臂15。其中，进料平台14可为旋转平台或输送带，其主要用以将升降吸取头11传送过来的待测传感器42提供给机器手臂15。进一步说明，升降吸取头11将待测芯片42置于一侧，而进料平台14则以旋转或输送带手段移到另一侧。另外， 机器手臂15可选择式地移动于进料平台14与三维翻转装置3上的测试座4之间，将待测传感器42从进料平台14上一一吸取至三维翻转装置3上的测试座4内。而当待测传感器 42全部置放完成后，便可开始进行直线往复式三维动态测试。请一并参阅图14及图15，图14为本发明第第四实施例的分料装置的示意图，图 15为本发明第四实施例的分料装置的内部俯视图。于本实施例中，直线往复装置2直接整合于分料装置7 (Handler)中，以节省空间及其它多余的搬运手段。其中，如图中所示分料装置7包括有四个芯片承载盘71 (tray)、及二个取放装置72。取放装置72可选择式地移动于芯片承载盘71与测试座4之间。其中，四个芯片承载盘71分包括二进料承载盘711、 及二出料承载盘712。进料承载盘711承载未经测试的待测传感器42，而出料承载盘712 则承载经测试过后的待测传感器42。在本实施例中，出料承载盘712可分别包括合格、及不合格的出料承载盘712，用以分辨经测试后的合格传感器、及不合格传感器。同样地，本实施例包括有二套取放装置 72，其分别为进料取放装置721、出料取放装置722。其中，进料取放装置721负责将进料承载盘711上的待测传感器42搬运至三维翻转装置3上的多个测试座4。而待测试完毕后， 出料取放装置722再将多个测试座4上的传感器装载至出料承载盘712内。据此，本发明的直线往复式三维动态测试设备可依据实际需求使用不同的进料装置或分料装置，以达到最佳的测试产能。上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种直线往复式三维动态测试设备，其特征在于包括一直线往复装置，包括有一往复滑台；一三维翻转装置，包括有一固定座、一翻转架、及一承载台，该承载台包括有分设于相对二面的一第一表面、及一第二表面，该固定座组设于该往复滑台上，该翻转架枢设于该固定座上并沿一第一轴旋转，该承载台枢设于该翻转架上并沿一第二轴旋转，该第一轴、及该第二轴彼此垂直正交；多个测试座，分别布设于该承载台的该第一表面、及该第二表面；以及一主控制器，分别电性耦接该多个测试座。
2.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，包括有一第一无线传输模块，设置于该三维翻转装置并电性耦接至该多个测试座，该第一无线传输模块用以发射该多个测试座的测试信息；该主控制器还包括有一第二无线传输模块，其用以接收该第一无线传输模块所发射的该测试信息。
3.如权利要求2所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，该三维翻转装置其还包括有一控制器、及一电源模块，该控制器电性连接该多个测试座、该第一无线传输模块、及该电源模块。
4.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，该直线往复装置包括有一偏心轮、及一连杆，该连杆的二端分别枢接该往复滑台、及该偏心轮。
5.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，该主控制器控制该翻转架相对于该固定座沿该第一轴旋转，该主控制器控制该承载台相对于该翻转架沿该第二轴旋转。
6.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，该三维翻转装置还包括有一旋转马达，组设于该固定座上，该旋转马达用以驱动该翻转架沿该第一轴旋转。
7.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，该三维翻转装置还包括有另一旋转马达，组设于该翻转架，该另一旋转马达用以驱动该承载台沿该第二轴旋转。
8.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，该直线往复装置是选自下列装置其中之一气压缸装置、油压缸装置、及导螺杆装置。
9.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，每一测试座包括有一座体、一旋转扣件、及一扭簧，该扭簧连结于该座体、与该旋转扣件之间。
10.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，该承载台还包括有至少一侧面，该至少一侧面分别邻接于该第一表面、及该第二表面，该至少一侧面布设有该多个测试座。
11.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于还包括有一进料装置，该进料装置包括有一旋转轮、及至少一升降吸取头，该至少一升降吸取头组设于该旋转轮上并选择式地移动至该多个测试座上方。
12.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于，还包括有一进料装置，该进料装置包括有一旋转轮、至少一升降吸取头、一进料平台、及一机器手臂，该至少一升降吸取头组设于该旋转轮上并选择式地移动至该进料平台上方，该机器手臂选择式地移动于该进料平台与该多个测试座之间。
13.如权利要求1所述的直线往复式三维动态测试设备，其特征在于还包括有一分料装置，该分料装置包括有至少一芯片承载盘、及至少一取放装置，该至少一取放装置选择式地移动于该至少一芯片承载盘与该多个测试座之间。
全文摘要
本发明公开了一种直线往复式三维动态测试设备，包括一直线往复装置、一三维翻转装置、多个测试座及一主控制器。其中，三维翻转装置固设于直线往复装置的往复滑台上。多个测试座布设于三维翻转装置的承载台的相对应的一第一表面、及一第二表面上。三维翻转装置的翻转架可沿一第一轴旋转，三维翻转装置的承载台可沿一第二轴旋转，其中第一轴及第二轴为彼此垂直正交。此外，主控制器分别电性耦接多个测试座。因此，本发明能提供动态传感器三个轴向的动态测试，并通过分设于承载台相对二面的多个测试座，可大幅扩大测试规模，以节省成本。
文档编号G01N21/956GK102193005SQ20101012955
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者倪建青, 徐培伦, 赖茂德 申请人:京元电子股份有限公司