CN101769974B - 一种芯片测试处理机 - Google Patents

Abstract

一种芯片测试处理机，它主要包括有：一装载单元，所述装载单元包括一个可拆卸式用户托盘料盒，该用户托盘料盒用于定位用户托盘，用户托盘中容纳有待测试芯片；一预定位单元，包括一个精密导向定位板，和一个产生振动的振动源；一平置姿态检测单元，包括一组高精度传感器，用于检测放置于测试治具中的芯片是否处于水平放置姿态；一拾取单元，包括一个多头拾取器和一个机械夹，多头拾取器用于拾取芯片，机械夹用于拾取用户托盘；一测试单元，包括测试治具，和一个竖直升降机构；一精密分度转台单元，用于精确控制工位；一水平多关节机械手，成为一个四自由度机器人；它具有结构合理，使用方便，使用性能稳定，使用效果好等特点。

Description

一种芯片测试处理机

技术领域

本发明涉及一种用于将待测试芯片从用户托盘拾取并装载到测试机上进行测试，并依据测试结果将芯片进行分级的测试处理机。

背景技术

测试处理机是一种用于对待测试半导体器件进行传送、装载、测试与分选的测试筛选设备，是一种替换人工测试的自动化测试设备，因为采用精密加工技术，传感器检测技术，智能控制技术，因而可以获得良好的测试准确性和运行稳定性，大大消除了人工测试的繁琐过程，提高了生产效率。随着市场上电子消费品种的日益增多，各种各样的芯片也越来越多，因而自动化程度较高的测试处理机日益受到表睐。但目前所公知的测试处理机存在着整体结构不合理，使用不方便，使用性能不稳定，影响使用效果等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构合理，使用方便，使用性能稳定，使用效果好的芯片测试处理机。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要包括有：

一装载单元，所述装载单元包括一个可拆卸式用户托盘料盒，该用户托盘料盒用于定位用户托盘，用户托盘中容纳有待测试芯片；

一预定位单元，包括一个精密导向定位板，和一个产生振动的振动源；

一平置姿态检测单元，包括一组高精度传感器，用于检测放置于测试治具中的芯片是否处于水平放置姿态；

一拾取单元，包括一个多头拾取器和一个机械夹，多头拾取器用于拾取芯片，机械夹用于拾取用户托盘；

一测试单元，包括测试治具，和一个竖直升降机构；

一精密分度转台单元，用于精确控制工位；

一水平多关节机械手，成为一个四自由度机器人。

所述的装载单元包括待测料盘装载单元和成品料盘装载单元，待测料盘装载单元用于装载容纳待测芯片的用户托盘，成品料盘装载单元用于装载空的用于容纳测试完成后分级的芯片的用户托盘；所述装载单元还包括一组线性运动机构，线性运动机构用于提升或降低用户托盘料盒中的用户托盘。

所述的线性运动机构包括一个步进电机，一个丝杆，一个与丝杆配合的螺母，两个限位位置传感器，和一个固定于螺母上的托盘顶杆；所述的步进电机通过丝杆螺母组成的变速机构与托盘顶杆相连并使托盘顶杆作上升与下降的直线运动。

所述的预定位单元包括一个精密导向定位板，一个电磁铁，和一个安装底座；精密导向定位板固定于安装底座上，电磁铁固定于安装底座上并位于精密导向定位板下方，受控电磁铁的吸合产生的速度与频率以合适的速度敲击精密导向定位板迫使待测芯片沿着导向定位槽的导向斜面下滑，芯片落入导向定位槽中，从而实现芯片的精确定位。

所述的平置姿态检测单元包括一组可以依据待测芯片调节灵敏度的传感器，该组传感器的排列方式与待测芯片的排列方式相一致，以确定测试单元中有无待测芯片或确定测试单元中容纳的待测芯片是否处于水平放置姿态。

所述的拾取单元包括一个多头拾取器和一个类似于手指、用于拾取用户托盘的机械夹，多头拾取器至少由四个拾取头组成，每个拾取头由独立控制的气动缸、弹簧式缓冲导向机构和吸嘴组成，吸嘴安装于弹簧式缓冲导向机构活动件上，气动缸驱动弹簧式缓冲导向机构活动件做上升与下降运动。

所述的测试单元，包括一个上测试模块与四个下测试模块，上测试模块安装于上测试模块开合机构上，下测试模块安装于精密分度转台上，精密分度转台有四个工位，依次为装载、平置姿态检测、测试和卸载工位。

所述的装载单元中的用户托盘料盒包括一个用于容纳用户托盘的导向料仓，和一个用于定位用户托盘的导向定位板。

所述的待测料盘装载单元中的用户托盘料盒用于盛放容纳有待测芯片的用户托盘，在用户托盘的最上层有一层防护盖。

所述的水平多关节机械手，是一个四自由度机器人；所述的拾取单元，被安装于水平多关节机械手上。

本发明与现有技术相比，具有结构合理，使用方便，使用性能稳定，使用效果好等特点。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明所述的左右装载单元一种侧视结构示意图。

图4是本发明所述的左右装载单元另一种侧视结构示意图。

图5是本发明的预定位单元的结构示意图。

图6是本发明的平置姿态检测单元结构示意图。

图7--8是本发明的拾取单元结构示意图。

图9是本发明的测试单元结构示意图。

图10是本发明的精密分度转台单元结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1、2所示，本发明所述的测试处理机1，包括装载单元2(2A和2B)、预定位单元3、平置姿态检测单元4、拾取器单元5、测试单元6、精密分度转台单元7和机器人8。

装载单元2包括待测料盘装载单元2A和成品料盘装载单元2B，参考图3和图7所示，待测料盘装载单元2A包括一个待测料盘盒2A1，一组线性运动组件，如实施例，一个步进电机通过联轴器，或者通过同步轮同步带传动，连接到丝杆螺母变速机构，一推杆固定于丝杆螺母上，步进电机运转时，推杆便没着竖直方向上升或下降，控制步进电机的脉冲数量就可以控制推杆推动待测料盘盒中的料盘上升一定距离或下降一定距离。待测料盘盒2A1还包括一个位于导向料仓顶部的导向定位板2A11，导向定位板2A11用于定位待测料盘位置，便于控制拾取单元5可快速准确地从待测料盘中指定位置拾取待测芯片。因为待测料盘盒中盛放的料盘中容纳有待测芯片，为操作方便快捷，一叠盛放芯片的料盘顶端盖一个防护盖，该防护盖在处理机开始工作时由拾取单元5机械夹52拿掉。

参考图4，成品料盘装载单元2B与待测料盘装载单元2A结构相似，该单元还包括一个用于放置测试后分级收集成品芯片的料盘定位板2B2，一个用于堆叠分级收集成品芯片料盘的定位板2B3。定位板2B2与2B3可依据需要，灵活设计。因为成品料盘盒中盛放的料盘为空料盘，故不需在料盘顶端盖防护盖。

参考图5和图7，预定位单元3包括一个精密导向定位板31、两组导向组件32、一个电磁铁33，拾取单元5拾取器51从待测料盘装载单元2A拾取待测芯片放置于精密导向定位板31的导向定位槽中，控制电磁铁33吸合的速度与频率，电磁铁33以合适的速度敲击底座，底座振动，带动精密导向定位板31一起振动，由于精密导向定位板31的导向定位槽具有光滑导向斜面，待测芯片在振动作用迫使下沿着光滑导向斜面滑至槽底，从而实现芯片的精确定位。

参考图6，平置姿态检测单元4包括一个安装支架41和一组传感器42，传感器42按照与测试单元6测试治具6B相同的排列安装于安装支架41上，传感器42的高度可调整。拾取单元5拾取器51从预定位单元3中拾取待测芯片放置于测试单元6测试治具6B中，待测试治具6B旋转至工作位时，传感器42位于芯片正上方，当芯片在测试治具6B中不是处于平置姿态时，传感器42检测并发出故障信号，处理机1进入故障状态。

参考图7--8，拾取单元5包括一个多头拾取器51和一个机械夹52，多头拾取器51用于拾取芯片，机械夹52用于拾取料盘，多头拾取器的四个拾取头分别由四个气动缸驱动，可以独立拾取芯片，实施例中处理机1因为生产需求，芯片测试完后需要分级收集，因而测试完成后对四片芯片进行独立拾取是必需的。拾取头511由吸嘴5111、导向杆5112、导向套5113、导向组件5114和气动缸5115组成。

参考图9，测试单元6包括上测试模块6A和下测试模块6B，测试进行时，上测试模块开合机构驱动上测试模块6A下行，直至上测试模块6A与下测试模块6B紧密结合，达到测试需要的压合要求。上测试模块开合机构具有一个浮动球铰，方便于上测试模块6A与下测试模块6B压合时压合面自动调整对齐。

参考图1-图10，拾取单元5安装于水平多关节机械手8上，水平多关节机械手8运载拾取单元5到达容纳有待测芯片的用户托盘2A1上方指定位置，多头拾取器51动作，从用户托盘2A1中拾取指定位置的待测芯片，然后，水平多关节机械手8运载拾有待测芯片的多头拾取器51到达预定位单元3正上方，多头拾取器51动作，将拾取头上的待测芯片放置于预定位单元3的精密导向定位板31的导向定位槽中，预定位单元3的电磁铁33敲击底座产生振动，待芯片定位完成，多头拾器51动作，从精密导向定位板31的导向定位槽中拾取待测芯片，然后，水平多关节机械手8运载多头拾取器51到达精密分度转台单元7的装载工位正上方，多头拾取器51动作，将拾取头上的待测芯片放置于安装于精密分度转台单元7上下测试模块6B的测试冶具中，然后，精密分度转台单元7运行到下一工位，水平多关节机械手8运载多头拾取器51进入下一次待测芯片拾取循环。当芯片测试完成，精密分度转台单元7运载下测试模块6B到达卸载工位，同时水平多关节机械手8运载多头拾取器51到达卸载工位，多头拾取器动作，从下测试模块6B的测试治具中拾取已测试完成后分级过的芯片，然后，水平多关节机械手8运载多头拾取器51到达用于收集测试完成后分级的芯片的用户托盘上方，所述用户托盘放置于成品装载单元2B料盘定位板2B2中，水平多关节机械手8与多头拾取器51协同工作，依据设定好的芯片分级等级，将已测试过的芯片放置于对应等级的用户托盘中。当某一等级的用户托盘中盛满已测试过的芯片时，水平多关节机械手8运载机械夹52拾取用户托盘，然后放置于成品料盘装载单元2B料盘定位板2B3中，并一层一层堆叠至设定高度，然后由人工取走。

Claims (9)

1.一种测试处理机，其特征在于它主要包括有：

一装载单元，所述装载单元包括一个可拆卸式用户托盘料盒，该用户托盘料盒用于定位用户托盘，用户托盘中容纳有待测试芯片；

一预定位单元，包括一个精密导向定位板，一个电磁铁，和一个安装底座；精密导向定位板固定于安装底座上，电磁铁固定于安装底座上并位于精密导向定位板下方，受控电磁铁的吸合产生的速度与频率以合适的速度敲击精密导向定位板迫使待测芯片沿着导向定位槽的导向斜面下滑，芯片落入导向定位槽中，从而实现芯片的精确定位；

一平置姿态检测单元，包括一组高精度传感器，用于检测放置于测试治具中的芯片是否处于水平放置姿态；

一拾取单元，包括一个多头拾取器和一个机械夹，多头拾取器用于拾取芯片，机械夹用于拾取用户托盘；

一测试单元，包括测试治具，和一个竖直升降机构；

一精密分度转台单元，用于精确控制工位；

一水平多关节机械手，成为一个四自由度机器人。

2.根据权利要求1所述的测试处理机，其特征在于所述的装载单元包括待测料盘装载单元和成品料盘装载单元，待测料盘装载单元用于装载容纳待测芯片的用户托盘，成品料盘装载单元用于装载空的用于容纳测试完成后分级的芯片的用户托盘；所述装载单元还包括一组线性运动机构，线性运动机构用于提升或降低用户托盘料盒中的用户托盘。

3.根据权利要求2所述的测试处理机，其特征在于所述的线性运动机构包括一个步进电机，一个丝杆，一个与丝杆配合的螺母，两个限位位置传感器，和一个固定于螺母上的托盘顶杆；所述的步进电机通过丝杆螺母组成的变速机构与托盘顶杆相连并使托盘顶杆作上升与下降的直线运动。

4.根据权利要求1所述的测试处理机，其特征在于所述的平置姿态检测单元包括一组可以依据待测芯片调节灵敏度的传感器，该组传感器的排列方式与待测芯片的排列方式相一致，以确定测试单元中有无待测芯片或确定测试单元中容纳的待测芯片是否处于水平放置姿态。

5.如权利要求1所述的测试处理机，其特征在于所述的拾取单元包括一个多头拾取器和一个类似于手指、用于拾取用户托盘的机械夹，多头拾取器至少由四个拾取头组成，每个拾取头由独立控制的气动缸、弹簧式缓冲导向机构和吸嘴组成，吸嘴安装于弹簧式缓冲导向机构活动件上，气动缸驱动弹簧式缓冲导向机构活动件做上升与下降运动。

6.根据权利要求1所述的测试处理机，其特征在于所述的测试单元，包括一个上测试模块与四个下测试模块，上测试模块安装于上测试模块开合机构上，下测试模块安装于精密分度转台上，精密分度转台有四个工位，依次为装载、平置姿态检测、测试和卸载工位。

7.根据权利要求1所述的测试处理机，其特征在于所述的装载单元中的用户托盘料盒包括一个用于容纳用户托盘的导向料仓，和一个用于定位用户托盘的导向定位板。

8.根据权利要求2所述的测试处理机，其特征在于所述的待测料盘装载单元中的用户托盘料盒用于盛放容纳有待测芯片的用户托盘，在用户托盘的最上层有一层防护盖。

9.如权利要求1所述的测试处理机，其特征在于所述的水平多关节机械手，是一个四自由度机器人；所述的拾取单元，被安装于水平多关节机械手上。

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