专利名称：激光清洁系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种探针治具的清洁系统，尤指一种利用激光投射
在所;欲清洁的〗笨针上以清洁揮:针治具的系统。
背景技术：
传统制造印刷电赠^反(Printed Circuit Board, PCB )或集成电^各 (Integrated Circuit, IC )等完成后会通过4笨4十治具来4企测其电^各是 否正常后，再爿夸产品送往下游市场，以减〗氐市场回收产品的可能性。 探针治具上相对于电路板上的电路位置设有导电性探针，当两者相 接触时导致电连接并形成一导通信号，通过该导通信号的分析可以 才全测该电踪4反的电3各架构是否正常。
工业制造中，此类产品的产量相当庞大，而纟果针治具亦需要才企 测大量的电路板成品。长时间使用下，探针尖端会累积污物，使得 阻抗提高灵敏度降低，而产生误判的情况。就传统处理方法而言， 当发现纟笨^"治具因污物累积而失去正常4企测功用时，多利用人工方
法以擦」拔布或刷子等物理方式对:探针脏污部位进4于清洁，然而可能
因为人工施力不当而造成^笨针治具结构的损伤，减少^笨针^f吏用寿 命。已知发展出许多不同避免人为直接操作以清洁探针的方式，如
美国第2007069745号及第6118290号、中国台湾第M268727号所 示，通过才几械运作主动将脏污的纟果针移动至清洁布上，以进4于污物 清除；此种仍是通过直接接触以物理性磨擦方式清洁污物，易造成 探针的损伤。此外，如中国台湾第200720679号及第288178号专
6利、美国第6420891号专利所示，通过一喷嘴喷出气体以清洁该探 针，或如中国台湾第301017号专利，将探针浸泡于清洁液中的方 式等，虽然可以减少因磨擦所造成探针结构的损坏，但因为去污能 力不足，亦无法成为理想的去污方法，而清洁液也会造成污染。
已知一美国专利案(第US6573702号)，揭示一种用以清洁电 子测试接点的方法及装置，主要是通过激光辐射的方式，使探针上 的污物产生反应，以移除该污物。虽然利用纟敫光辐射可有效清除污 物且不需直接与该#笨针*接触，可以避免探针结构上的损害，然而此 专利案所示的清洁方法，仅可判断哪些探针卡接触错误，之后仍必 须倚赖人工判读探针卡整体中有哪些探针需要清洁或是全面清洁， 若待清洁的探针数量庞大，亦增添工作人员的困扰以及时间。
发明内容
本发明的主要目的，在于避免清洁探针时直接接触而导致结构 损坏的问题，并试图主动清除纟罙4十上的污物，不需人工涉入以达到 完全自动化以及节省人力成本。为实现上述目的，本发明提供一种 激光清洁系统，应用于探针治具上探针污物的清除，包括有辨识单 元，连结于该辨识单元的处理单元，以及至少一受到该处理单元驱 动的激光产生单元。该辨识单元架设于该探针治具的相对应位置用 以辨识该探针治具上至少 一待清探针，并取得对应该待清探针位置 的辨识信号，该处理单元4矣收该辨识信号并产生驱动信号，该激光 产生单元受到该驱动信号的驱动以投射至少一激光于该待清探针。
其中，该辨识单元包含获得该探针治具的影像信息的影像撷取 装置，以及连结于该影-像撷取装置的影^象辨识系统，辨识出该4寺清 探针的影像以产生表示该待清探针的平面位置的辨识信号；此外， 该辨识单元包含与该探针治具上各探针形成电连结的导接式侦测 装置，该导4妄式侦测装置具有趋向该探针治具位移的测试^1,该测试板与该探针接触而导通产生辨识信号供该所接触的探针传送至
该处理单元；将所得到的平面位置以及垂直位置整合于处理单元 中，驱动该激光产生单元将激光4青确4殳射于该4寺清洁区域。
除此之外，本发明还提供一种搭配于上述激光清洁系统的方 法，包含步骤有检测该探针是否需要进行清洁；将探针治具固定 于平台；辨识该探针治具上至少一待清探针；取得该待清探针位置 的辨识信号；令该待清探针与待激光投射区域形成相对应关系；以 及投射至少 一 激光于该待清探针，以清除该待清探针尖端上的污 物。其中，可通过主动位移该探针治具，或者主动引导该激光的方 式使该待清探针与该待激光投射区域形成相对应关系。
通过本发明系统与方法，可以有效利用激光辐射的方法对于待 清探针的污物进行清除的动作，避免过去对探针直接接触而损害其 结构。此外，本发明可以通过辨识单元辨识揮:针治具上4寺清纟笨4十， 不需经由人工检查便可精确决定出待清除的探针，并驱动激光投射 至该待清探针的尖端完全清除所附着的污物，相较于传统以及已知 技术，大幅提升除污效率以及减少所耗费的人力与时间资源。
图1是本发明激光清洁系统一优选实施例的整体外观立体示意图。
图2是本发明激光清洁系统一优选实施例的基本架构方块示意图。
图3-1至图3-3是本发明激光清洁系统一优选实施例中导接式 侦测装置的侦测的作动示意图。图4是本发明激光清洁系统中该探针治具架设于一移动平台的 示意图。
图5是本发明激光清洁系统中该激光产生单元架设于 一移动臂 的示意图。
图6是本发明激光清洁系统中该激光产生单元连结于一扫描设 备的示意图。
图7是本发明激光清洁方法一优选实施例的基本流程示意图。 图8是本发明激光清洁方法一优选实施例的细部作业流程示意图。
具体实施例方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现配合
如下
请参阅图l及图2所示，是本发明一优选实施例的整体外观立 体以及基本架构方块示意图，如图所示本发明涉及一种激光清洁 系统，应用于探针治具10上探针11污物的清除，该探针治具1上 i殳有多个4罙4十11以作为电路才企测4吏用，该激光清洁系统包4舌有一 辨识单元20, —连4妄于该辨识单元20的处理单元30,以及至少一 受到该处理单元30驱动的激光产生单元40，该辨识单元20架设于 该4笨针治具10的相对应位置用以辨识该纟采4十治具10上至少一待清 才笨针ll,并取纟寻一对应该待清纟笨针11位置的辨识信号，该处理单 元30 4妄4史该辨iM言号一方面^r出于一显示装置50， 一方面产生一 驱动信号，而该激光产生单元40受到该驱动信号驱动以投射至少 一激光41于该待清探针11。其中，该激光产生单元40是固态激光， 或为4咅频固态激光；且该纟敫光产生单元40频率范围介于lk至 100kHz之间，而其波长范围介于200nm至1200nm之间。在本实施例中，该辨识信号可分为表示该^寺清揮:针ii平面位 置的第一辨识信号，以及表示该待清探针ii垂直位置的第二辨识 信号。
如图2所示，该辨识单元20包含一获得该4冢针治具10的影4象 信息的影像撷取装置21，以及一连结于该影像撷取装置21的影像
辨识系统22，辨识出该-降清揮:4十ii的影^像以产生一表示该^寺清揮:
针11平面位置的第一辨识信号。该影像擷取装置21可选用电荷耦 合元件(Charge Couple Device, CCD)或者互^卜式金氧半导体元件 (Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS )等，可^l夺i亥4罙 针治具10的影像转换为数字信息；而该影像辨识系统22用以将由 该影像擷取装置21得到的数字影像信息与已储存的探针11的基准 数据进行比对，以辨识出有异常状态的待清探针11,该基准数据是 指该待清:深针11的形状、颜色、位置、紋理或大小等特征，此异 常状态可能因为污物附着而导致与基准数据产生差异，所辨识得到 的4寺清探针11，可加以定位产生一平面位置，并将表示该平面位置 的第一辨iM言号4专送至该处5里单元30中。
该辨识单元20还可包含一与该纟笨4十治具10上各4果4十11形成 电连结的导接式侦测装置23。如图3-1所示，该导接式侦测装置23 具有一趋向该4笨针治具10位移的测试板231,该测试板231与该探 针11接触而导通产生一表示该待清纟笨针11的垂直位置的第二辨识 信号，供该所-接触的纟罙针11传送至该处理单元30;而该测试纟反231 可选用铜4反，或其它导电金属板。在本实施例中，该第二辨识信号 可由该测试4反231产生，或可4妻收来自该处理单元30至少通过一 探针11所传递至该测试板231的第二辨识信号。由于待清探针11 可能因为污物或氧化等造成阻抗增加，影响导电，为确保所有的探 针11皆能接收到该第二辨识信号，该第二辨识信号的电压至少大 于该探针11工作时的电压。当进行侦测的时候，该测试板231位 移至与该纟笨针治具10相对应位置，该导4矣式侦测装置23的测试氺反231逐步趋向该揮:4十治具10， 4寺该测试il 231与该纟笨4十11相4妄触， 如图3-2所示，与该测试々反231 *接触的#罙4十11传递该表示垂直位置 的第二辨识信号于处理单元30中。一^:而言，该4冢针治具10上的 探针11并非为等高，且该探针11受压力时可产生一上下位移的行 程，当该测试板231接触到第一高度时的探针11后，并取得该些 探针11的第二辨识信号，仍可继续往下位移，直到取得所有探针 11的第二识别信号，如图3-3所示。
该影像辨识系统22以及导接式侦测装置23,分别产生表示待 清4果4十11平面坐标的第一辨识〗言号以及垂直坐标的第二辨识^言号， 将其整合为该待清探针11立体位置的辨识信号后传送至该处理单 元30。该处理单元30利用该辨识信号产生一相对应的驱动信号， 以驱动该激光产生单元40可精确将激光投射到该待清探针11。如 此一来，本发明可以自动通过辨识单元20精确测得到表示该待清 #罙4十11确切位置的辨识信号，并驱动该激光产生单元40产生的激 光并4殳射至该待清纟笨针11的确切位置，以达到纟笨针11清洁的效果。 而于本实施例中，该揮:针治具10装i殳于一移动式平台12上(如图 4所示)，通过该平台12相乂十于该5敫光产生单元40进4亍相对4立移， 4吏该激光41 4更射至该纟寺清#:针11;或者该激光产生单元40可架i殳 于一移动臂42上(如图5所示)或与一调整激光41才殳射方向的扫 描设备43相连结(如图6所示)，亦可使所产生激光41准确投射 至该^f寺清纟果4十11。
本发明还提供另 一搭配上述系统的实施方法，请参阅图7所示， 是本发明一优选实施例的基本流程示意图，如图所示本发明具有 一种激光清洁方法，包括步骤有
a) 检测该探针是否需要进行清洁(Step 1 );
b) 将一探针治具固定于一平台(Step 2);c) 辨识该探针治具上至少一待清探针(Step 3);
d) 取得该待清纟罙针位置的辨识信号(Step 4);
e) 令该待清探针与一待激光投射区域形成相对应关系(Step
f) 投射至少一激光于该待清探针，以清除该待清探针上的污物 (Step 6 );
g) 检测该探针是否完成清洁(Step 7)。
其中，若欲进行步骤d )取得该待清探针位置的辨识信号(Step 3)的辨识信号，是指由一影像辨识系统22测得该待清探针11平 面位置后，所产生的第一辨识信号，与/或通过一导接式侦测装置 23测得该待清纟笨针11垂直位置后，所产生的第二辨识信号。而步 骤e)令该待清探针11尖端与一待激光投射区域形成相对应关是 (Step 5 )则可选择性通过主动位移该:深针治具10或主动引导该激 光41达成。
请参阅图8所示，是本发明一优选实施例的细部作业流程示意 图，如图所示当使用探针治具10进行如电路板的测试时，若正 常状态下，该探针治具10持续进行电路测试；若发现异常，则检 测该探针治具10上的探针11是否因脏污而不堪使用。将该具有待 清探针11的探针治具10固定于一平台12上，此时通过该影像撷 耳又装置21和该影l象辨识系统22，以及该导4妄式侦测装置23分别取 得表示该待清纟笨针11平面位置的第一辨识信号(X,Y)以及表示该 待清探针11垂直位置的第二辨识信号(Z)，并将该第一辨识信号 (X，Y)以及该第二辨识信号(Z)整合为表示该待清探针11精确 位置的辨识信号(X,Y，Z)以精确辨识该待清探针11的位置。此时， 通过移动该纟罙针治具10或者引导该激光41， -使该待清揮:针11与该待激光投射区域形成相对应关系。于是，投射一激光41于该探针 治具10上的待清探针11,以清除该待清探针ll尖端上的污物。最 后判断该待清探针11是否完成清洁，若仍有污物残留，则再次投 射该激光41于该待清揮:针ll;若无，则将纟笨针治具IO继续进行电 ^各斗反的测试。
综上所述，由于本发明激光清洁系统及其方法，可以通过一辨 识单元20自动辨识该探针治具10上待清探针11，并产生表示该待 清:探针ll确切位置的辨识信号，最后，通过一激光产生单元40将 一激光41投射于该待清探针11上，以清除所附着的污物。如此， 减少人力才喿作的必要性，节省人力以及时间，又因为利用激光41 方式除污，避免直接碰触而破坏探针11的结构，延长探针11的使 用寿命，相对减少4全测成本。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之一优 选实施例而已，而不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请 范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。
权利要求
1. 一种激光清洁系统，应用于探针治具(10)上探针(11)污物的清除，其特征在于，包括有辨识单元(20)，架设于所述探针治具(10)的相对应位置用以辨识所述探针治具(10)上至少待清探针(11)，并取得对应所述待清探针(11)位置的辨识信号；处理单元(30)，连接于所述辨识单元(20)用以接收所述辨识信号，并产生驱动信号；以及至少一激光产生单元(40)，受到所述驱动信号的驱动以投射至少一激光(41)于所述待清探针(11)。
2. 根据权利要求1所述的激光清洁系统，其特征在于，所述处理 单元(30)将所接收的辨识信号输出于显示装置(50)。
3. 根据权利要求1所述的激光清洁系统，其特征在于，所述辨识 单元(20)包含有获得所述探针治具(10)的影像信息的影像撷取装置 (21);以及连结于所述影像擷取装置(21)的影像辨识系统(22), 辨识出所述待清探针(11)的影像以产生表示所述待清探针 (11)的平面位置的辨识信号。
4. 根据权利要求3所述的激光清洁系统，其特征在于，所述影像 撷耳又装置(21)是电荷耦合元件。
5. 根据权利要求3所述的激光清洁系统，其特征在于，所述影像 撷取装置(21)是互补式金氧半导体元件。
6. 才艮据4又利要求l所述的激光清洁系统，其特;f正在于，所述辨识单元(20)包含与探针治具(10)上各探针(11 )形成电连结 的导接式侦测装置(23)。
7. 根据权利要求6所述的激光清洁系统，其特征在于，所述导接 式侦测装置(23 )具有可供导电且趋向所述探针治具(10 )位 移的测试才反(231 )，所述测试纟反(231 )与所述纟笨针(11 )才妄 触而导通产生表示所述待清探针(11 )的垂直位置的辨识信号， 供所述所接触的探针(11 )传送至所述处理单元(30)。
8. 根据权利要求7所述的激光清洁系统，其特征在于，所述测试 板(231 )是铜板。
9. 根据权利要求7所述的激光清洁系统，其特征在于，所述辨识 信号的电压至少大于所述纟笨针(11)工作时的电压。
10. 才艮据片又利要求7所述的激光清洁系统，其特4i在于，所述辨识 信号是由所述处理单元(30)至少通过一纟笨4十(11 )传递至所 述测试板(231 )。
11. 根据权利要求1所述的激光清洁系统，其特征在于，所述探针 治具(10)装设于移动式平台(12)。
12. 根据权利要求1所述的激光清洁系统，其特征在于，所述激光 产生单元(40)相连于移动臂(42)。
13. 根据权利要求1所述的激光清洁系统，其特征在于，所述激光 产生单元(40 )上连结调整激光(41 )投射方向的扫描设备(43 )。
14. 根据权利要求1所述的激光清洁系统，其特征在于，所述激光 产生单元(40)是固态激光。
15. 根据权利要求14所述的激光清洁系统，其特征在于，所述激 光产生单元(40)是倍频固态激光。
16. 根据权利要求1所述的激光清洁系统，其特征在于，所述激光 产生单元(40)频率范围介于lk至100kHz之间。
17. 根据权利要求1所述的激光清洁系统，其特征在于，所述激光 产生单元(40)波长范围介于200nm至1200nm之间。
18. —种激光清洁方法，其特征在于，包括步骤有将探针治具(10)固定于平台(12); 辨识所述探针治具(10)上至少一待清探针(11 ); 取得所述待清探针(11 )位置的辨识信号； 令所述待清探针(11 )与待激光投射区域形成相对应关系；以及投射至少一激光(41 )于所述待清探针(11 ),以清除所 述待清探针(11 )上的污物。
19. 根据权利要求18所述的激光清洁方法，其特征在于，还包含 显示所述识别信号的步骤。
20. 根据权利要求18所述的激光清洁方法，其特征在于，在将探 针治具(10 )固定于平台(12 )之前还具有检测所述探针(11 ) 是否需要进行清洁的步骤。
21. 根据权利要求18所述的激光清洁方法，其特征在于，在投射 至少一激光(41 )于所述待清探针(11 )后还具有检测所述探 针(11 )是否完成清洁的步骤。
22. 根据权利要求18所述的激光清洁方法，其特征在于，所述辨 识信号是所述待清探针(11 )的平面位置。
23. 才艮据权利要求18所述的激光清洁方法，其特征在于，所述辨 识信号是所述待清探针(11)的垂直位置。
24. 根据权利要求18所述的激光清洁方法，其特征在于，通过主 动位移所述探针治具(10 )的方式以令所述待清探针(11 )与 所述待激光投射区域形成相对应关系。
25. 才艮据权利要求18所述的激光清洁方法，其特征在于，通过主 动引导所述激光(41 )的方式以令所述待清探针(11 )与所述 4寺激光4更射区域形成相对应关系。
全文摘要
本发明涉及一种激光清洁系统，应用于探针治具上探针污物的清除，包括有一辨识单元，一连结于该辨识单元的处理单元，以及至少一受到该处理单元驱动的激光产生单元。该辨识单元架设于该探针治具的相对应位置用以辨识该探针治具上至少一待清探针，并取得一对应该待清探针位置的辨识信号，该处理单元接收该辨识信号并产生一驱动信号，该激光产生单元受到该驱动信号的驱动以投射至少一激光于该待清探针。通过本发明的激光清洁系统，可以针对探针治具上特定待清探针使用激光投射的方式进行清洁，有效增加清洁的效率，减少不必要的激光能量的浪费，以及避免探针或周边结构的损坏。
文档编号B08B7/00GK101474626SQ200810000090
公开日2009年7月8日 申请日期2008年1月3日 优先权日2008年1月3日
发明者李宏德, 杨家森, 陈天青 申请人:尚富煜科技股份有限公司