專利名稱：厚度量測裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物品厚度的量測裝置與方法，特指以探針配合電腦軟件系統(tǒng)而可同時對多個晶片或其它微型尺寸的物品的厚度進行量測的裝置與方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中用以量測厚度的裝置，請參見圖6所示，其主要包含有一治具60與一載具70，該治具60設有一傳感器61，且該傳感器61設有一探針62 ；而受測物71置于載具 70上。量測時，治具60下移使傳感器61的探針62與載具70接觸以取得基準點，再將治具 60遠離載具并位移至適當?shù)奈恢?，使探?2能夠感測于受測物71并進行量測，然后由系統(tǒng)讀取該傳感器61的數(shù)值當作受測物71的厚度。此法固然可量測到物品的厚度，但是其精確度與多次量測的重現(xiàn)性需要高度依賴治具60與載具70的制造精度。若現(xiàn)有技術(shù)的厚度量測裝置于使用一段時間或于大量物品進行量測時，因治具60多次上下移動后與載具70 之間的相對位置不穩(wěn)定，則很容易造成厚度量測的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中，厚度量測的精度容易受治具與載具的影響，而有所誤差， 本發(fā)明提供一種穩(wěn)定可靠的裝置與方法，不受治具與載具之間的不穩(wěn)定性所造成的影響， 而達成高精度的厚度量測。為達成上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的手段在于提供一種厚度量測裝置，其包含有一治具；一基準點感測單元，其設有至少三個探針；一量測點感測單元，其設有至少一個探針；一判讀單元，其包含有一電腦系統(tǒng)與一顯示器；該電腦系統(tǒng)可聯(lián)機至治具的這些感測單元并讀取及寫入數(shù)據(jù)，而后使用內(nèi)建的軟件程序，將自感測單元讀得的數(shù)據(jù)進行運算與分析，而后輸出至該顯示器。本發(fā)明另提供一種使用上述的厚度量測裝置以量測物品厚度的方法，其步驟包含有提供一前述的具有探針的厚度量測裝置；提供一載具，其設置于治具下方，且載具上放置有至少一待測物；令該治具與載具相互靠近，使基準點感測單元與量測點感測單元的每一探針感應于載具表面；電腦系統(tǒng)讀取基準點感測單元與量測點感測單元的所有探針的數(shù)值，并將這些數(shù)值作為各個歸零點；令治具與載具相互遠離，使基準點感測單元離開載具表面；令載具相對于治具進行位移，使量測點感測單元于治具靠近載具時能夠感應于所
4述待測物；令治具與載具相互靠近，使量測點感應單元感應于所述待測物，并同時使基準點量測單元感應于載具表面；基準點感測單元的每一探針與載具表面的感應點為一群基準點，且該群基準點形成一最佳基準面；電腦系統(tǒng)讀取基準點感測單元所測得的所述基準數(shù)值與量測點感測單元所測得的所述量測數(shù)值；電腦系統(tǒng)利用所述基準數(shù)值求取載具表面的該基準面在三維空間中的數(shù)學平面公式的最佳參數(shù)；電腦系統(tǒng)利用所述量測數(shù)值并輔以基準面的數(shù)學平面公式的最佳參數(shù)，而求得每一待測物的實際厚度，而后將結(jié)果顯示至顯示器；令治具與載具再次互相遠離，并重復后續(xù)步驟以進行多次厚度量測。由于本發(fā)明利用多個基準點之間所形成的三維空間的平面當基準面，使得所量測的數(shù)值數(shù)據(jù)的精確度并不受治具與載具之間的相對位置不穩(wěn)定而有所影響。因此在自動化厚度量測時，治具與載具之間可進行快速地相對移動，即使治具或載具有歪斜的情形，仍能夠保有量測結(jié)果的高精確度，在進行大量量測時有絕佳的效率與穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明的厚度量測裝置的實施狀態(tài)示意圖。
圖2為本發(fā)明的基準點感測單元與量測點感測單元的實施狀態(tài)示意圖。
圖3為本發(fā)明的基準點感測單元與量測點感測單元的另一實施狀態(tài)示意
圖4為本發(fā)明的厚度量測的方法的流程圖。
圖5為本發(fā)明的載具的另一實施狀態(tài)圖。
圖6為現(xiàn)有技術(shù)的厚度量測裝置的實施狀態(tài)示意圖。
主要元件符號說明
10治具11穿孔
20基準點量測單元21本體
210插置部22探針
30量測點感測單元30A量測點感測單元
31本體310插置部
32探針40判讀單元
41電腦系統(tǒng)42顯示器
50載具50A載具
51待測物5IA待測物
具體實施例方式以下配合圖式及本發(fā)明的優(yōu)選實施例，進一步詳細說明本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。請參閱圖1所示，本發(fā)明提供了一種厚度量測裝置，其包含有一治具10、一基準點感測單元20、一量測點感測單元30、一判讀單元40。
請參閱圖1至圖4所示，前述的治具10為一板狀體，且其貫穿成型有多個穿孔11。前述的基準點感測單元20設于治具10上，且基準點感測單元20包含有至少三個本體21與至少三個探針22 ；每一本體21的底端設有一插置部210，該插置部210穿設于治具10的相對應的穿孔11中；每一探針22則與相對應的本體21的插置部210的一端相接。前述的量測點感測單元30設于治具10上，且量測點感測單元30包含有至少一本體31與至少一探針32 ；每一本體31的底端設有一插置部310，該插置部310穿設于治具10 的相對應的穿孔11中；每一探針32則與相對應的本體31的插置部310的一端相接。其中，所述的基準點感測單元20與量測點感測單元30可為接觸式或非接觸式的感測單元。前述的判讀單元40包含有一電腦系統(tǒng)41與一顯示器42 ；該電腦系統(tǒng)41可聯(lián)機至治具10的基準點感測單元20與量測點感測單元30，并且讀取及寫入所測得的數(shù)據(jù)，而后使用內(nèi)建的軟件程序?qū)⒆x得的數(shù)據(jù)進行運算與分析，再將資料輸出至該顯示器42加以顯示。請參見圖4所示，本發(fā)明另提供了一種使用上述的厚度量測裝置以量測物品厚度的方法，其步驟包含有提供一如前述的厚度量測裝置；請配合參閱圖1至圖3所示，提供一載具50，該載具50可為一物品輸送帶；載具 50設置于治具10下方，且載具50上放置有至少一待測物51 ；該待測物可為晶片或是其它具有體積微小且無法通過人工實際測量尺寸的物品。令該治具10與載具50相互靠近，使基準點感測單元20與量測點感測單元30的每一探針22、32為接觸或非接觸地感應于載具50表面；電腦系統(tǒng)41讀取基準點感測單元20與量測點感測單元30的所有探針22、32的數(shù)值，并將該些數(shù)值作為各歸零點；請進一步參閱圖2及圖3所示，其中基準點感測單元20 與量測點感測單元30的所有探針22、32為接觸或非接觸地感應于載具50表面，且基準點感測單元20的每一探針22于載具50表面的感應點非排列于同一在線；此外，將數(shù)值歸零后，可依據(jù)使用需求，再重復進行一次或多次歸零的程序；完成歸零程序后，令治具10與載具50相互遠離，使基準點感測單元20與量測點感測單元30離開載具50表面；令載具50相對于治具10作平移，使量測點感測單元30在治具10靠近載具50時為接觸或非接觸地感應于該等待測物51 ；令治具10與載具50相互靠近，使量測點感應單元30感應于待測物51，并同時使基準點量測單元20感應于載具50表面；基準點感測單元20的每一探針22與載具50表面的感應點為一群基準點，且該群基準點形成一最佳基準面23 ；由判讀單元40的電腦系統(tǒng)41讀取基準點感測單元20所測得的基準數(shù)值與量測點感測單元30所測得的量測數(shù)值；電腦系統(tǒng)41利用所述基準數(shù)值，以內(nèi)建的軟件程序進行運算，將基準點感測單元 20的每一探針22的坐標值Xi，Zi代入下列矩陣公式
權(quán)利要求
1.一種厚度量測裝置，其特征在于，包含有一治具；一基準點感測單元，其設于治具上，并包含有至少三個探針；一量測點感測單元，其設于治具上，并包含有至少一個探針；一判讀單元，其包含有一電腦系統(tǒng)與一顯示器；該電腦系統(tǒng)可聯(lián)機至治具的這些感測單元并讀取及寫入數(shù)據(jù)，而后使用內(nèi)建的軟件程序，將自感測單元讀得的數(shù)據(jù)進行運算與分析，而后將結(jié)果輸出至該顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度量測裝置，其特征在于，基準點感測單元進一步包含有至少三個本體，且每一本體的一端設有一插置部；每一插置部與相對應的探針相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度量測裝置，其特征在于，量測點感測單元進一步包含有至少一個本體，且每一本體的一端設有一插置部；每一插置部與相對應的探針相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厚度量測裝置，其特征在于，治具成形有多個穿孔；基準點感測單元的所述插置部穿設于治具的相對應的穿孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的厚度量測裝置，其特征在于，治具成形有多個穿孔；量測點感測單元的所述插置部穿設于治具的相對應的穿孔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一一項所述的厚度量測裝置，其特征在于，基準點感測單元與量測點感測單元為接觸式感測單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一一項所述的厚度量測裝置，其特征在于，基準點感測單元與量測點感測單元為非接觸式感測單元。
8.一種使用厚度量測裝置以量測物品厚度的方法，其特征在于，其步驟包含有提供一根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度量測裝置；提供一載具，其設置于治具下方，且載具上放置有至少一待測物；令該治具與載具相互靠近，使基準點感測單元與量測點感應單元的每一探針感應于載具表面；電腦系統(tǒng)讀取基準點感測單元與量測點感應單元的所有探針的數(shù)值，并將該些數(shù)值作為各個歸零點；令治具與載具相互遠離，使基準點感測單元與量測點感應單元離開載具表面；令載具相對于治具進行位移，使量測點感測單元于治具靠近載具時能夠感應于所述待測物；令治具與載具相互靠近，使量測點感應單元感應于所述待測物，并同時使基準點量測單元感應于載具表面；基準點感測單元的每一探針與載具表面的感應點為一群基準點，且該群基準點形成一最佳基準面；電腦系統(tǒng)讀取基準點感測單元所測得的基準數(shù)值與量測點感測單元所測得的量測數(shù)值；電腦系統(tǒng)利用所述基準數(shù)值求取載具表面的該基準面在三維空間中的數(shù)學平面公式的最佳參數(shù)；電腦系統(tǒng)利用所述量測數(shù)值并輔以基準面的數(shù)學平面公式的最佳參數(shù)，而求得每一待測物的實際厚度，而后將結(jié)果顯示至顯示器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的量測物品厚度的方法，其特征在于，該載具為一物品輸送帶，且該載具相對于治具進行平面位移。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的量測物品厚度的方法，其特征在于，該載具為一轉(zhuǎn)盤，而所述待測物則放置于載具周緣，且該載具相對于治具進行旋轉(zhuǎn)位移。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種厚度量測裝置及其方法，所述厚度量測裝置包含一載具，其上放置有受測物體；一治具，其安裝有數(shù)個探針；一電腦系統(tǒng)，其內(nèi)建有軟件程序，可擷取所有探針所量測的數(shù)值，并將其精確換算成待測物的厚度。由于電腦系統(tǒng)使用多個距離傳感器的數(shù)據(jù)輔以數(shù)學計算以獲得數(shù)據(jù)，使治具與載具之間的相對位置不須維持高精度并可任意變動，以提供穩(wěn)定快速且準確的厚度量測。
文檔編號G01B21/08GK102410822SQ201010292009
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者張樂天, 蔡正欣 申請人:捷毅系統(tǒng)股份有限公司