CN105445637A - 一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，旨在提供一种结构简单、紧凑，所需安装空间小；而且旋转精度高，无回程间隙，可有效提高晶圆测试精度的晶圆测试用高精度小角度旋转机构。它包括底座及可转动设置在底座上的旋转平台,其特征是，所述底座上设有旋转轴支撑座，旋转轴支撑座上设有滑轨、轴承座及丝杆螺母机构，所述滑轨与旋转平台的旋转轴相垂直，滑轨上设有的滑块；所述丝杆螺母机构的丝杆通过安装轴承可转动的设置在轴承座上，且该丝杆与滑轨相平行，丝杆螺母机构的丝杆螺母固定连接在滑块上，所述旋转轴支撑座上设有用于驱动丝杆转动的旋转执行机构。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶圆测试装置，具体涉及一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，其形状为圆形。晶圆测试过程中需要通过测试设备带动承载晶圆的载片台完成小角度的精密旋转，保证晶圆焊盘的角度与探针的角度一致，以完成对针操作。目前，常见的晶圆测试旋转装置有柱式、盘式等多种形式，用电机或气缸来驱动，其结构比较复杂；更重要的是，目前的晶圆测试旋转装置的旋转角度大、旋转精度低，且旋转装置存在回程间隙，进一步降低旋转精度，这导致目前的晶圆测试旋转装置不能满足晶圆精密对位的要求，影响晶圆测试精度。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、紧凑，所需安装空间小；而且旋转精度高，无回程间隙，可有效提高晶圆测试精度的晶圆测试用高精度小角度旋转机构。
本发明的技术方案是：
一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，包括底座及可转动设置在底座上的旋转平台,所述底座上设有旋转轴支撑座，旋转轴支撑座上设有滑轨、轴承座及丝杆螺母机构，所述滑轨与旋转平台的旋转轴相垂直，滑轨上设有的滑块；所述丝杆螺母机构的丝杆通过安装轴承可转动的设置在轴承座上，且该丝杆与滑轨相平行，丝杆螺母机构的丝杆螺母固定连接在滑块上，所述旋转轴支撑座上设有用于驱动丝杆转动的旋转执行机构；所述旋转平台与滑块之间设有拉紧式凸轮导向连接机构，该拉紧式凸轮导向连接机构包括固定设置在旋转平台上的旋转固定条，可转动设置在旋转固定条上的导向轮及可使导向轮紧靠在滑块侧面上的拉簧，所述导向轮的旋转轴与旋转平台的旋转轴相平行，所述拉簧的一端与旋转固定条相连接，另一端与滑块相连接。
本方案的晶圆测试用高精度小角度旋转机构具有结构简单、紧凑，所需安装空间小特点；而且旋转精度高，无回程间隙，可有效提高晶圆测试精度。
作为优选，轴承座上设有与丝杆同轴的安装圆孔，所述丝杆上设有限位凸台及锁紧螺母，所述安装轴承位于限位凸台与锁紧螺母之间，所述安装轴承包括依次套设在丝杆上的第一推力滚针轴承、第一深沟球轴承、第二深沟球轴承及第二推力滚针轴承，所述第一深沟球轴承及第二深沟球轴承位于安装圆孔内，第一深沟球轴承及第二深沟球轴承的外径相同，且第一深沟球轴承的外径大于等于安装圆孔的内径；所述轴承座位于第一推力滚针轴承与第二推力滚针轴承之间，且第一推力滚针轴承及第二推力滚针轴承的外径大于安装圆孔的内径，第一推力滚针轴承的一端抵靠在限位凸台上，另一端抵靠在轴承座上；第一推力滚针轴承的一端抵靠在轴承座上，另一端抵靠在锁紧螺母上。
本方案结构不仅安装方便，更重要的是，安装轴承中的第一深沟球轴承、第二深沟球轴承与安装圆孔的配合可以防止丝杆的径向跳动；限位凸台、锁紧螺母、第一推力滚针轴承、第二推力滚针轴承及轴承座的配合可以防止丝杆的轴向窜动，从而保证了丝杆带动滑块移动的精度及稳定性，进一步提高旋转平台的旋转精度。
作为优选，导向轮由导向轴承构成，且导向轴承通过固定螺栓安装在旋转固定条上。
作为优选，滑块上设有挡块，所述挡块上设有拉簧张紧螺钉，所述拉簧的一端与固定螺栓相连接，另一端与拉簧张紧螺钉相连接；所述导向轮的侧面抵靠在挡块侧面上。
作为优选，旋转执行机构包括设置在旋转轴支撑座上的电机固定座及安装在电机固定座上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与丝杆相连接。
作为优选，驱动电机为伺服电机，该伺服电机具有编码器，所述旋转平台的侧面固定有光栅尺及光栅尺读数头，且光栅尺读数头与编码器通过信号线相连接。本方案的读数头将读取的旋转平台位置信号反馈给伺服电机，以形成全闭环反馈控制，提高旋转机构的旋转精度。
作为优选，旋转固定条与旋转平台的旋转轴相垂直。
作为优选，旋转平台的旋转轴竖直设置。
本发明的有益效果是：具有结构简单、紧凑，所需安装空间小特点；而且旋转精度高，无回程间隙，可有效提高晶圆测试精度。
附图说明
图1是本发明的晶圆测试用高精度小角度旋转机构的一种结构示意图。
图2是本发明的安装轴承处的一种局部剖面结构示意图。
图中：底座1，旋转平台2，旋转固定条3，拉簧4，导向轮5，拉簧张紧螺钉6，挡块7，旋转轴支撑座8，滑轨9，滑块10，丝杆螺母11，丝杆12，安装轴承13、第一推力滚针轴承131、第一深沟球轴承132、第二深沟球轴承133及第二推力滚针轴承134，轴承座14，锁紧螺母15，联轴器16，电机固定座17，驱动电机18。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构包括底座1及可转动设置在底座上的旋转平台2。旋转平台的旋转轴竖直设置。底座上设有旋转轴支撑座8。旋转轴支撑座上设有滑轨9、轴承座14及丝杆螺母机构。滑轨与旋转平台的旋转轴相垂直。滑轨水平设置。滑轨上设有的滑块10。丝杆螺母机构的丝杆12通过安装轴承13可转动的设置在轴承座上，且该丝杆与滑轨相平行。丝杆螺母机构的丝杆螺母11固定连接在滑块上。
如图1、图2所示，轴承座上设有与丝杆同轴的安装圆孔。丝杆上设有限位凸台及锁紧螺母15。安装轴承位于限位凸台与锁紧螺母之间。安装轴承包括依次套设在丝杆上的第一推力滚针轴承131、第一深沟球轴承132、第二深沟球轴承133及第二推力滚针轴承134。第一深沟球轴承及第二深沟球轴承位于安装圆孔内。第一深沟球轴承及第二深沟球轴承的外径相同，且第一深沟球轴承的外径大于等于安装圆孔的内径。轴承座位于第一推力滚针轴承与第二推力滚针轴承之间，且第一推力滚针轴承及第二推力滚针轴承的外径大于安装圆孔的内径。第一推力滚针轴承的一端抵靠在限位凸台上，另一端抵靠在轴承座上；第一推力滚针轴承的一端抵靠在轴承座上，另一端抵靠在锁紧螺母上。
旋转轴支撑座上设有用于驱动丝杆转动的旋转执行机构。旋转执行机构包括设置在旋转轴支撑座上的电机固定座17及安装在电机固定座上的驱动电机18。驱动电机的输出轴通过联轴器16与丝杆相连接。驱动电机为伺服电机。该伺服电机具有编码器。旋转平台的侧面固定有光栅尺及光栅尺读数头，且光栅尺读数头与编码器通过信号线相连接。
旋转平台与滑块之间设有拉紧式凸轮导向连接机构。该拉紧式凸轮导向连接机构包括固定设置在旋转平台上的旋转固定条3，可转动设置在旋转固定条上的导向轮5及可使导向轮紧靠在滑块侧面上的拉簧4。旋转固定条与旋转平台的旋转轴相垂直。滑块上设有挡块7。挡块上设有拉簧张紧螺钉6。导向轮的旋转轴与旋转平台的旋转轴相平行。导向轮由导向轴承构成，且导向轴承通过固定螺栓安装在旋转固定条上。拉簧的一端与旋转固定条相连接，另一端与滑块相连接；具体说是，拉簧的一端与固定螺栓相连接，另一端与拉簧张紧螺钉相连接。导向轮的侧面抵靠在挡块侧面上。
本实施例的晶圆测试用高精度小角度旋转机构的具体工作过程如下：
若旋转平台需顺时针旋转：驱动电机驱动丝杆旋转，并通过丝杆螺母带动滑块往远离电机方向运动；在滑块移动过程中将通过挡块、拉紧式凸轮导向连接机构的导向轮及旋转固定条带动旋转平台2顺时针旋转。在这个过程中由于拉簧使导向轮的侧面始终紧靠在挡块侧面上，消除导向轮与挡块之间的间隙，从而保证驱动电机带动旋转平台旋转过程中无回程间隙，进而有效提高晶圆测试精度。
若旋转平台需逆时针旋转：驱动电机驱动丝杆旋转，并通过丝杆螺母带动滑块往靠近电机方向运动；在滑块移动过程中将通过挡块、拉紧式凸轮导向连接机构的导向轮及旋转固定条带动旋转平台2逆时针旋转。在这个过程中由于拉簧使导向轮的侧面始终紧靠在挡块侧面上，消除导向轮与挡块之间的间隙，从而保证驱动电机带动旋转平台旋转过程中无回程间隙，进而有效提高晶圆测试精度。
本实施例的晶圆测试用高精度小角度旋转机构与常规的旋转机构相比，具有结构简单、紧凑，所需安装空间小，旋转精度高且无回程间隙，满足晶圆测试设备的要求。
Claims (8)
1.一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，包括底座及可转动设置在底座上的旋转平台,其特征是，所述底座上设有旋转轴支撑座，旋转轴支撑座上设有滑轨、轴承座及丝杆螺母机构，所述滑轨与旋转平台的旋转轴相垂直，滑轨上设有的滑块；所述丝杆螺母机构的丝杆通过安装轴承可转动的设置在轴承座上，且该丝杆与滑轨相平行，丝杆螺母机构的丝杆螺母固定连接在滑块上，所述旋转轴支撑座上设有用于驱动丝杆转动的旋转执行机构；
所述旋转平台与滑块之间设有拉紧式凸轮导向连接机构，该拉紧式凸轮导向连接机构包括固定设置在旋转平台上的旋转固定条，可转动设置在旋转固定条上的导向轮及可使导向轮紧靠在滑块侧面上的拉簧，所述导向轮的旋转轴与旋转平台的旋转轴相平行，所述拉簧的一端与旋转固定条相连接，另一端与滑块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，其特征是，所述轴承座上设有与丝杆同轴的安装圆孔，所述丝杆上设有限位凸台及锁紧螺母，所述安装轴承位于限位凸台与锁紧螺母之间，所述安装轴承包括依次套设在丝杆上的第一推力滚针轴承、第一深沟球轴承、第二深沟球轴承及第二推力滚针轴承，所述第一深沟球轴承及第二深沟球轴承位于安装圆孔内，第一深沟球轴承及第二深沟球轴承的外径相同，且第一深沟球轴承的外径大于等于安装圆孔的内径；所述轴承座位于第一推力滚针轴承与第二推力滚针轴承之间，且第一推力滚针轴承及第二推力滚针轴承的外径大于安装圆孔的内径，第一推力滚针轴承的一端抵靠在限位凸台上，另一端抵靠在轴承座上；第一推力滚针轴承的一端抵靠在轴承座上，另一端抵靠在锁紧螺母上。
3.根据权利要求1或2所述的一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，其特征是，所述导向轮由导向轴承构成，且导向轴承通过固定螺栓安装在旋转固定条上。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，其特征是，所述滑块上设有挡块，所述挡块上设有拉簧张紧螺钉，所述拉簧的一端与固定螺栓相连接，另一端与拉簧张紧螺钉相连接；所述导向轮的侧面抵靠在挡块侧面上。
5.根据权利要求1或2所述的一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，其特征是，所述旋转执行机构包括设置在旋转轴支撑座上的电机固定座及安装在电机固定座上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与丝杆相连接。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，其特征是，所述驱动电机为伺服电机，该伺服电机具有编码器，所述旋转平台的侧面固定有光栅尺及光栅尺读数头，且光栅尺读数头与编码器通过信号线相连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，其特征是，所述旋转固定条与旋转平台的旋转轴相垂直。
8.根据权利要求1或2所述的一种晶圆测试用高精度小角度旋转机构，其特征是，所述旋转平台的旋转轴竖直设置。
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