CN103608688A - 用于电子装置测试的浅角度垂直旋转式装载机 - Google Patents

Abstract

本文教示一种旋转式装载机，其包括：可旋转装载板，所述装载板包含围绕所述装载板的旋转轴布置的多个组件凹槽，所述装载板相对于水平表面以小于50度的倾斜角度倾斜；及装载壁，所述装载壁围绕邻近所述多个组件凹槽中的特定者的所述装载板的较低部分布置且在所述装载板上方延伸一高度。所述装载壁包含：固持表面，所述固持表面在平行于所述装载板的外围边缘的方向上延伸；及装载表面，所述装载表面相对于垂直于所述装载板的顶部表面的线在远离所述固持表面的方向上以小于45度的倾斜角度倾斜。

Description

用于电子装置测试的浅角度垂直旋转式装载机

技术领域

本发明涉及电子装置测试的领域，且更特定来说，涉及一种用于在测试微型电子装置中使用的旋转式装载机。

背景技术

大量电子装置在制造期间通过自动测试系统测试电性质及光学性质。典型自动测试系统使用精度电或光学测试设备以找出与装置的电性质及光学性质相关联的值，并且取决于测得的值而接受、拒绝所述装置或将所述装置分类到输出类别中。对于微型装置，自动测试系统经常经设计以处置批量装载，其中制造过程产生大量装置，所述装置具有实质上相同的机械特性(例如大小及形状)，但在电特性或光学特性方面不同。常见做法为构建具有一般落在某一范围内的电性质及光学性质的大量装置且依靠测试将所述装置分类成具有相似特性的可商用群组。

这些装置经常供应到作为以装置填充的容器的测试系统。通常，测试系统必须从批量装载的装置中提取单个装置，为所述装置定向且固定所述装置以使所述测试系统可执行所要的测试。

发明内容

本文教示可在转换时间减少的情况下用于垂直及平面组件装载两者的旋转式装载机的实施例。一个实施例包括圆形、可旋转装载板，所述装载板包含围绕所述装载板的旋转轴布置的多个组件凹槽。所述装载板相对于水平表面以小于50度的倾斜角度倾斜。此旋转式装载机还包含装载壁，所述装载壁围绕邻近所述多个组件凹槽中的特定者的所述装载板的较低部分而布置且在所述装载板上方延伸某一高度。所述装载壁包含：固持表面，所述固持表面在平行于所述装载板的外围边缘的方向上延伸；及装载表面，所述装载表面相对于垂直于所述装载板的顶部表面的线在远离所述固持表面的方向上以小于45度的倾斜角度倾斜。

下文详细描述本发明的此实施例及其它实施例的细节及变化。

附图说明

本文的描述参考附图，其中相同参考数字在所有若干视图中均指代相同部件，且其中：

图1为展示自动测试系统的一个实施例的俯视图；

图2为图1的自动测试系统的旋转式装载机的一个实施例的透视图；以及

图3为图2的旋转式装载机的一部分的近视图。

具体实施方式

虽然已知用于电子组件或装置的自动测试系统，但是现有系统相对于LED来说一般是没有用的。因为制造公差的广泛变化及人眼对光输出的小变化的敏感性联合要求测试LED且将其分类成大量输出群组，所以装载、测试及分类LED尤其具有挑战性。而且，用于待测试的组件的封装经常在大小及触点布置两者上不同。因为制造商之间存在极少的标准化，并且多个有源元件经常容置在一起，所以这种情况对于LED尤其成立。

如相对于图1而开始描述，本文教示的用于微型电子装置11(图3)的装载、测试及分类的自动测试系统10的实施例可包含旋转式装载机，所述旋转式装载机成功地以高速率装载具有变化的大小及配置的装置11。这对于装置11(例如取决于制造商及大小而一般具有变化的形状且经常具有多组触点的发光二极管(LED))尤其需要。

测试系统10包含传送带12及一个或一个以上装载站(例如第一装置装载机14及第二任选装置装载机16，其在转移站18处将电子装置11装载到运载机15上)。测试系统10进一步包含一个或一个以上测试站，例如第一测试站20及第二测试站22，如下文更详细论述。运载机15相对于第一及第二测试站20、22对准以进行测试。在测试之后，提供卸载站25以卸载装置11。控制器28与传送带12、第一及第二装置装载机14、16、第一及第二测试站20、22及卸载站25有线或无线地电连通以感测及控制每一者的操作。

控制器28具有常规结构且可包含处理器、存储器、存储媒体、通信装置及输入与输出装置。例如，控制器28可为标准微控制器，所述标准微控制器包含中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)，及输入／输出端口，所述输入／输出端口接收输入信号且发送控制所述系统及执行如本文所描述的特定过程步骤所需的输出信号。本文所描述的功能一般为存储于存储器中的编程指令且由CPU的逻辑执行。当然，执行本文所描述的功能的控制器可为使用外部存储器的微处理器，或可包括与其它集成逻辑电路组合的此微处理器或微控制器的组合。控制器28一般并入到个人计算机中或与个人计算机一起工作，所述个人计算机具有屏幕及例如键盘等输入装置以用于输入命令以进行过程控制并监视所述过程控制。

如所提及，为了在第一测试站20及第二测试站22中的一者或两者上测试电子装置11，将电子装置11从第一装载机14且任选地从第二装置16装载到运载机15上。在图2及3中通过实例展示了装置装载机14的一个实施例。将相似地构造装置装载机16，只是其装载板任选地在与装置装载机14的方向相反的方向上旋转。

装置装载机14为旋转式装载机。即，其本质上包括装载板30，装载板30旋转以将电子组件或装置11捕获在组件凹槽32内。装载板30的进一步旋转稍后将组件凹槽32带到装置11被转移到运载机15的地方。存在可与旋转式装载机相关联的两种类型的组件装载。首先，垂直装载发生于装载板中的组件固持凹槽对组件进行定向使得所述组件的长轴垂直于所述装载板的顶部表面的情况中。实质上，所述组件相对于所述装载板垂直地站立。垂直装载在所述组件具有无可区分的平坦侧的形状的情况下尤其需要。平坦装载一般指代在装载板的顶部表面而非边缘上具有浅组件凹槽的装载板。所述组件“平坦”铺设，其中主体平行于所述装载板的顶部。在图2及3中，装载板30具有组件凹槽32，组件凹槽32对装置11进行定向，其中装置11的长轴34垂直于装载板30的顶部表面36。相应地，图2及3展示垂直旋转式装载机。

垂直旋转式装载机通常具有从水平线以45度到60度的倾斜角度放置的装载板。正对表面垂直于所述倾斜角度以允许有效装载。

与此形成对照的是本文描述的装置装载机14。装载板30经安装以用于在楔形件38的表面上进行旋转式移动。具体来说，装载板30可拆卸地安装到根据任何数目的常规技术支撑于楔形件38内的可旋转轴40。可通过常规构件使可旋转轴40旋转。例如，如在图2中示意性地展示，归因于广泛的设计选项，可旋转轴40耦合到皮带42，皮带42又耦合到电机48的输出轴44。优选地但非必须地，用于移动可旋转轴40的组件(例如，此处的皮带42、输出轴44及电机48)支撑于楔形件38的内部空间内。然而，用于旋转可旋转轴40的所有构件中的一些可支撑于别处。在操作电机48后，输出轴44即刻旋转，从而使皮带42移动。皮带42又使可旋转轴40移动。在此实施例中，可旋转轴40以由图2中的箭头所展示的顺时针方向使装载板30旋转。

如所展示的装载板30的形状为圆形，因为其提供最简单的“无端”处理及硬件设计，但基于本文的教示，其它大体圆形形状是可能的。当需要极大板直径且必须使用不稳定的板材料时，通常但非必须地使用用于形成更特定而言描述为环形的板形状的对装载板的中心的拆卸。拆卸中心为释放内部应力及减少板的翘曲的概率或程度的一种方式。在此情况下，轴40或其末端的直径将被制造得相对较大以对应于所述板的中心中的较大孔。在此实例中，装载板30具有200mm的相对小直径，因此翘曲不是问题。

因为存在促进从组件凹槽32拆卸装置的装载板30的多种配置，所以装载板30中不展示此类细节。一种此配置包含(例如)组件凹槽32的底部中的开口，所述开口随着装载板30旋转而与楔形件38中的开口对准，使得支撑于凹槽32内的电子装置11将落入转移站18的一系列通道中以用于安装在运载机15中。

楔形件38相对于由图3中所展示的线A界定的水平线倾斜。因为楔形件38倾斜，所以角度α大于0度。此处，楔形件38以小于45度的角度α倾斜。因为装载板30平行于楔形件38的顶部表面50布置，所以装载板30也从水平线A以小于45度的倾斜角度α倾斜。在所展示的实例中，倾斜角度α为约30度，但其范围可介于约20度与35度之间。更优选地，倾斜角度α介于约25度到30度之间。装载板30通常但非必须地由轻质非导电材料(例如塑料)制成。

装载壁54围绕装载板30的较低外围边缘52的一部分定位。更具体来说，装载壁30为半圆形且围绕较低外围边缘52的最低点延伸。装载壁30可围绕较低外围边缘52的最低点平坦延伸，但优选地与在相反方向上延伸相比，装载壁54在装载板30的旋转方向上沿装载板30的较低外围边缘52延伸较远。下文论述这种情况的原因。

装载壁54为楔形且包含半圆形外壁56及半圆形内壁58。装置装载机14包含具有大输入嘴66的料斗64，大量装置11被馈送到输入嘴66中。虽然为简单起见未展示，但料斗64可耦合到振荡器，所述振荡器给予振动以使装置11移动穿过料斗底部表面中的开口进入滑槽68，滑槽68朝向装载壁54的内壁58引导装置11。如所展示，料斗64安装于可旋转支撑件70上以朝向及远离装载板30及装载壁54旋转，使得可在没有来自料斗64的干扰的情况下替换这些组件。料斗64在图2中经布置使得装置11在装载壁54的顶部边缘72上方被馈送。虽然此为可行布置且在本文中以此方式展示以不使装载板30及楔形件38的细节变得模糊，但其是非优选的。更优选地，料斗64安装于装载板30上方的可移动、可延伸的臂上，其中滑槽68的开口端面向内壁58。可使用任何数目的方法靠着装载壁58装载装置11。可用于本发明的料斗64的一个实例的进一步细节在日期为1998年12月1日且转让给俄勒冈州，波特兰的电子科技公司(ElectroScientific Industries，Inc.)的第5,842,579号美国专利中展示。

半圆形内壁58具有装载表面60及固持表面62。固持表面62平行于装载板30的外部边缘。具体来说，固持表面62平行于外部边缘52。这意味着固持表面62布置成相对于装载板30成直角(即是垂直的)，如图3所展示。装载表面60以角度β从装载板30的外部边缘52所形成的垂直线B相对于装载板30的上部或顶部表面36倾斜布置。装载表面60也被称为相对于固持表面62“向后倾斜”。装载表面60向后倾斜的倾斜角度β应足够大，使得装载表面60相对于水平线A足够平坦以允许装置11的大部分靠着装载表面60而非装载板30的顶部表面36铺设。另一方面，如果倾斜角度β过大，那么装置11在由料斗64分配之后将不具有足够重力来克服惯性且从装载表面60滑下。在所展示的实例中，装载表面60的倾斜角度β为25度。然而，装载表面60可以介于约20度到30度之间的角度向后倾斜且实现所展示的装置11(即，具有长轴34及相对平坦剖面的装置11)的有效装载。实际角度β取决于装置11的大小及形状及如下文论述的装载板30的类型。目的为选择导致装载表面60相对于所述水平线足够平坦且还与装载板30中的组件凹槽32的角度足够平行的倾斜角度β，使得有效装载产生。有效装载意味着对装置11具有最小损坏的情况下的相对高的装载率。无论如何，倾斜角度β应小于约50度。优选地，倾斜角度β小于45度，并且更优选地，倾斜角度β小于35度。

固持表面62的长度(本文也称为高度)与装载板30的外围边缘52的长度(或高度)大体相同。然而，固持表面62可制造得较长或较短。在图3中，例如，固持表面62在楔形件38的顶部表面50上方的高度h1小于装载板30的顶部表面36在楔形件38的顶部表面50上方的高度h2。在组件凹槽32位于装载板30的外围边缘52内的情况下，图3的较短高度h1通过增大装载板30的顶部表面36处的余隙来协助装载效率。高度h1长于高度h2的固持表面62在性能上未展示出明显改变。装载表面60的长度不是特别重要的，只要装载表面60的长度提供足够的支撑空间给等待装载进入组件凹槽32中的接近于装载板30的外部边缘62而聚集的众多装置11即可。

在所展示的布置中，装载板30非限制于从水平线A的相对陡峭的角度，并且装载壁54非限制于匹配装载板30的边缘角度同时仍允许有效装载。由于这些原因(尤其是装载板30的新的浅角度)，装置装载机14还可用于以“平坦”定向装载组件，即，以当装载时组件主体大体平行于装载板30的顶部表面36的定向。为引起此改变，从装载板30与可旋转轴40的耦合拆卸装载板30。接着，将不同装载板(例如组件凹槽形成于装载板的上部表面中以进行平坦装载的新装载板)固定到可旋转轴40。

在替换装载板30之后，具有允许新的大小及形状的装置11的有效装载的装载表面60、固持表面62及倾斜角度β的布置的新装载壁可替换装载壁54。为进行此改变，装载壁54可可拆卸地固定到楔形件38。存在许多种方式来完成此操作，包含夹子、夹片、止动布置等。装载壁54可固定到楔形件38的上部表面50。在此处的实例中，装载壁54安装于从上部表面50切出的与装载壁54的外部轮廓共形的凹陷74内。这意味着装载壁54的一部分76位于上部表面50下方。优选地，楔形件38由与装载壁54相同的材料或比装载壁54更硬的材料制成，并且凹陷74经定大小使得装载壁54的部分76通过装载壁54的按压啮合而牢固地配合到凹陷74中。接着，可仅通过将装载壁54从凹陷74提起而拆卸装载壁54。此布置中的另一选项为使沿凹陷74的外围边缘的止动件与沿部分76的外围边缘的止动件成相配关系。

除改变装载壁54以用于平坦装载之外，可不做任何其它设备改变而在效率上改变装载壁54。即，例如，即使使用相同装载板，如果将装载及测试不同大小的装置11，那么可使用不同的装载壁。所述装载壁表面(包含装载表面60及固持表面62)与其它功能区分开且可单独操控以引起装载效率的改变。这对于LED是尤其合意的，因为当前封装大小从2mm到10mm变化。而且，因为对装载机14、16的仅有改变将为装载壁54及(任选地)装载板30，所以此可实现不同装置11的转换时间的明显减少。将不需要楔形件38及支撑装载板30的其它组件的改变。

装载壁54优选包括轻质非导电材料(例如塑料材料)，但这非必须的。

在操作中，电子装置11装载到装置装载机14、16中，其中所述电子装置可被单件化。在单件化之后，所述装置在转移站18处被从装置装载机14、16转移到传送带12。转移站18经配置以使用机械或充气构件从装置装载机14、16个别将电子装置11移动到运载机15。

传送带12转位或移动预定量，其依序将电子装置11移动到接近第一测试站20及第二测试站22。传送带12经配置以在连续回路中支撑及移动运载机15且可以任何适合的啮合机构由任何适合的几何形状形成。例如，传送带12可包含间隔开的第一及第二轨条，所述轨条具有支撑运载机15的顶部表面；及与运载机15啮合的多个扣片；及在电机(未展示)或其它适合的构件的影响下位置被转位的皮带、链子或缆线。相应地，所述皮带、链子或缆线的移动将使所述扣片且因此使任何连接的运载机15沿传送带12的路径移动。

第一及第二测试站20、22可经配置以测量电子装置11的参数，例如泄漏电流、正向操作电压、输出电压、电流汲取等。可执行这些功能的示范性装置为通过俄勒冈州，波特兰的电子科技公司(Electro Scientific Industries，Inc.)制造的型号为616的测试及测量源。另外，如果电子装置11为LED，则还可测量它们的光输出参数，例如光通量及光谱光输出。例如这可使用分光光度计及积分球来完成。

在测试之后，电子装置11在卸载站25卸载。卸载站25可经配置以基于测试的结果使用箱柜组合件24及喷射组合件26将电子装置11分类。箱柜组合件24包含大量箱柜，并且喷射组合件26使用(例如)加压空气的选择性施加而将每一电子装置11个别地喷射到箱柜组合件24的箱柜中的所选定者。

测试系统10的典型循环时间预期每小时32,000个装置的处理量，所述处理量允许对过程中的每一步骤、每一装置具有225ms的循环时间。在典型系统中，传送带12可经配置以在100ms中从一个位置转位到下一位置，从而留下125ms给每一步骤。

使用如本文详细描述的装置装载机14、16合意地提供能够进行垂直及平坦装载两者而无需例如更改装载板从水平线的角度的主要改变的一种装载机。垂直或平坦装载的选择对LED封装尤其有利，LED封装具有不同几何形状，所述几何形状取决于装载方法而具有不同的所得装载效率。

另外，例如陶瓷主体的LED的易碎部件需要对装载板使用浅倾斜角度。经减小的角度减小所述组件上的重力，从而减小正常装载过程期间当所述LED靠着装载机14、16的表面及靠着彼此滚转时的损坏力。相比之下，陡峭倾斜趋向于堆积组件。

虽然已结合特定实施例描述本发明，但应了解本发明不限制于所揭示的实施例，而相反，本发明旨在涵盖包含于所附权利要求书的范围内的不同修改及等效布置，所述范围被给予最广泛的解释以含有法律允许的所有此类修改及等效结构。

Claims (10)

1.一种旋转式装载机，其包括：

可旋转装载板，其包含围绕所述装载板的旋转轴布置的多个组件凹槽，所述装载板相对于水平表面以小于50度的倾斜角度倾斜；及

装载壁，其围绕邻近所述多个组件凹槽中的特定者的所述装载板的较低部分布置且在所述装载板上方延伸某一高度，所述装载壁包含：固持表面，所述固持表面在平行于所述装载板的外围边缘的方向上延伸；及装载表面，所述装载表面相对于垂直于所述装载板的顶部表面的线在远离所述固持表面的方向上以小于45度的倾斜角度倾斜。

2.根据权利要求1所述的旋转式装载机，其中所述装载板可在顺时针方向上旋转，并且与在逆时针方向上沿所述装载板的所述较低部分延伸相比，所述装载壁在所述顺时针方向上沿所述装载板的所述较低部分延伸得更远。

3.根据权利要求1或2所述的旋转式装载机，其中所述固持表面延伸到一高度，所述高度等于或小于在所述装载板的安装表面上方的所述装载板的所述顶部表面的高度。

4.根据权利要求1或2所述的旋转式装载机，其进一步包括：

楔形件，其形成所述装载板的安装表面，所述楔形件以所述装载壁的所述倾斜角度倾斜。

5.根据权利要求4所述的旋转式装载机，其中所述装载壁与所述楔形件可拆卸地啮合。

6.根据权利要求1或2所述的旋转式装载机，其中所述装载壁与所述装载板的安装表面可拆卸地啮合。

7.根据权利要求6所述的旋转式装载机，其中所述安装表面包括凹陷，所述凹陷具有与所述装载壁的底部表面的外部轮廓相同的形状；并且其中所述装载壁与所述凹陷可拆卸地啮合。

8.根据权利要求1或2所述的旋转式装载机，其中所述多个组件凹槽定位于所述装载板的所述外围边缘中。

9.根据权利要求1或2所述的旋转式装载机，其中所述装载壁的外围表面为半圆形且所述固持表面为半圆形。

10.根据权利要求9所述的旋转式装载机，其中所述固持表面面向所述多个组件凹槽中的所述特定者。

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