CN111435068A - Ic载板测试机整机分步定位精度校验方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法及系统，利用IC载板测试机整机分步定位精度校验系统进行，校验系统包括输入输出单元、标定板、图像采集单元及IC载板测试机，方法包括步骤：通过输入输出单元设置校正需要进行的步数；获取每一步的IC载板测试机定位精度误差；计算IC载板测试机测试位任一步中心标志点的标定系数，获取该步数的误差校正表；根据误差校正表，对IC载板测试机测试位定位精度进行补偿校正。实施本发明，有效解决了现有的IC载板测试机分步整机在出厂时没有定位精度及磨损老化后的精度校验问题，可准确快速的解决分步IC载板测试时出现的多种疑难问题。

Description

IC载板测试机整机分步定位精度校验方法及系统
技术领域
本发明涉及IC载板设备精度校验技术领域，特别涉及一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法及系统。
背景技术
芯片的生产过程中需要对晶圆上的每一个IC单元进行测试，IC的设计也需要对所设计的样片进行验证测试，IC的封装更需要对IC成品进行100％测试。IC的测试贯穿于IC制造、设计、封装过程。IC载板在传统的PCB测试机进行分步测试，且要求测试设备整机定位精度为±5um。
对于IC测试而言，由于机械加工的误差、装配误差等因素的影响，即使是高精度的测试设备，测试设备的理论结构参数与实际的结构参数之间存在偏差。测试设备在进行压合测试板时，每步的压合定位精度没有准确的数据范围，使得测试设备的运动学模型不确定，从而影响测试设备的整机精度。进一步地，使得设备的整机定位精度在出厂时无有效的整机定位精度报告，也无法评估和满足IC载板的不同高精度定位要求。
发明内容
针对现有的IC载板测试机在进行压合测试板时每步的压合定位精度没有准确的数据范围，设备的整机定位精度在出厂时无有效的整机定位精度报告，也无法评估和满足IC载板的不同高精度定位要求的问题，提出一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法及系统，利用该方法及系统，通过多步获取及标定系数计算，获得其误差校正表，根据该校正表，在测试位对IC载板测试机定位精度进行补偿，有效解决了现有的IC载板测试机分步整机在出厂时没有定位精度的问题，对于磨损老化后的IC载板测试机设备进行精度校验，有利于维护保养设备，保持定位精度；同时，在保证IC载板分步定位精度后，可准确快速的解决分步IC载板测试时出现的多种疑难问题。
第一方面，提出一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法，利用IC载板测试机整机分步定位精度校验系统进行，所述校验系统包括输入输出单元、标定板、图像采集单元及IC载板测试机，所述方法包括步骤：
获取每一步的IC载板测试机定位精度误差；
根据定位精度误差，计算IC载板测试机测试位任一步中心标志点的标定系数，获取该步数的误差校正表；
根据所述误差校正表，对所述IC载板测试机测试位定位精度进行补偿校正。
结合本发明的第一方面，第一种可能的实现方式中，所述步骤：获取每一步的IC载板测试机定位精度误差，包括步骤：
在IC载板测试机上夹装标定板，在拍照位托盘上下模及测试位治具上模分别设置图像采集单元，所述标定板设置有标志点阵列；
将所述标定板传送至拍照位，并使任一所述图像采集单元的视场内只存在一个任意的标志点，获取中心标志点左上右下相邻两个标志点图像信息，换算出所述中心标志点的第一中心坐标；
将标定板传送至测试位，对所述中心标志点进行拍照，获取所述中心标志点的第二中心坐标；
根据所述第一中心坐标与第二中心坐标，计算、获取本步IC载板测试机定位精度偏差。
结合第一方面的第一种情况，第二种可能的实现方式中，步骤：在IC载板测试机上夹装标定板，在拍照位托盘上下模及测试位治具上模分别设置图像采集单元，所述标定板设置有标志点阵列，包括步骤：
制作所述标定板，在玻璃板上设置标志点阵列；
所述阵列中的行或列任意相邻两标志点间距相等；
使得在拍照位的任一所述图像采集单元的视场内，只存在一个任意的标志点。
结合第一方面，第三种可能的实现方式中，所述方法在所述步骤：获取每一步的IC载板测试机定位精度误差，之前，还包括：
通过所述输入输出单元设置校正需要进行的步数。
结合第一方面的第一种情况，第四种可能的实现方式中，任一步的第一中心坐标与第二中心坐标的偏差包括X方向偏差△X和Y方向偏差△Y：
△X＝MX-NX
△Y＝MY-NY
其中，标志点的位置为M，后续为IC载板测试机在测试位所拍摄的与M点对应的标志点的位置为N，M和N的中心图像坐标为M(MX，MY)和N(NX，NY)。
结合第一方面的第一种情况，第五种可能的实现方式中，所述步骤：将标定板传送至测试位，对所述中心标志点进行拍照，获取所述中心标志点的第二中心坐标，包括步骤：
调节标定板的位置，使得所述标定板的相邻边缘分别与X坐标轴和Y坐标轴平行；
所述两个图像采集单元分别采集两个标志点的图像，移动所述标定板，使所述中心标志点位于所述图像的中心位置。
结合第一方面的第一、二、四、五的任一情况，第六种可能的实现方式中，所述标定板的面积大于所述IC载板测试机在测试位的工作范围。
第二方面，提出一种IC载板测试机整机分步定位精度校验系统，包括输入输出单元、标定板、图像采集单元及IC载板测试机，所述输入输出单元、图像采集单元分别与IC载板测试机通信连接，标定板夹装在所述IC载板测试机上；
输入输出单元，用于根据IC载板的加工治具分步设置参数，设置IC载板测试机获取误差的步数；
标定板，采用玻璃板制作，在其上面设置标志点阵列，所述阵列中的行或列中任意相邻两标志点间距相等；
图像采集单元，用于获取中心标志点左上右下相邻两个标志点的图像，对图像进行处理，计算标中心标志点的中心位置坐标；
IC载板测试机，用于传送标定板，通过设置图像采集单元获取标定板的中心标志点左上右下相邻两个标志点测试位图像信息。
结合第二方面，第一种可能的实现方式中，所述图像采集单元包括用于获取标志点的图像的高精度相机、用于计算中心标志点的中心位置坐标的数据计算模块及用于对图像进行处理的图像处理模块。
实施本发明提出的一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法及系统，利用该方法及系统，通过多步获取及标定系数计算，获得其误差校正表，根据该校正表，在测试位对IC载板测试机定位精度进行补偿，有效解决了现有的IC载板测试机分步整机在出厂时没有定位精度的问题，对于磨损老化后的IC载板测试机设备进行精度校验，有利于维护保养设备，保持定位精度；同时，在保证IC载板分步定位精度后，可准确快速的解决分步IC载板测试时出现的多种疑难问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法实施例步骤流程示意图；
图2是本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法实施例中步骤S2的子步骤流程示意图；
图3是本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法实施例中步骤S21的子步骤流程示意图；
图4是本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法实施例中步骤S22的子步骤流程示意图；
图5是本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验系统实施例逻辑连接示意图；
图6是本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验系统实施例中的图像采集单元逻辑连接示意图；
图7是本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法中的标定板分步图示意图；
图8是本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法中的检准精度图；
图9是利用本发明中一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法实现IC测试机整机精度的标定数据表；
图10是本发明中一种IC载板测试机动作流程图；
附图中各数字所指代的部位名称为：10——输入输出单元、20——IC载板测试机、30——图像采集单元、31——高精度相机、32——数据计算模块、33——图像处理模块。
具体实施方式
下面将结合发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的IC载板测试机20在进行压合测试板时每步的压合定位精度没有准确的数据范围，设备的整机定位精度在出厂时无有效的整机定位精度报告，也无法评估和满足IC载板的不同高精度定位要求的问题。
基于上述问题，本发明提出一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法及系统。
方法实施例
本发明中的系统，IC载板测试机20整机分步定位精度校验系统包括输入输出单元10、标定板、图像采集单元30及IC载板测试机20。输入输出单元10，用于设置IC载板测试机20获取误差的步数。标定板，采用玻璃板制作，在其上面设置标志点阵列，阵列中的行或列相邻两标志点间距相等，在拍照位的任一图像采集单元的视场内，只存在一个任意的标志点。图像采集单元30，用于获取标志点的图像，对图像进行处理，计算中心标志点中心位置坐标。IC载板测试机20，用于传送标定板，通过设置图像采集单元30获取标定板的中心标志点测试位图像信息。
第一方面，如图1，图1是本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法实施例步骤流程示意图，提出一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法，利用IC载板测试机20整机分步定位精度校验系统进行，方法包括步骤：
S1、通过输入输出单元10设置校正需要进行的步数。
通常根据IC载机的情况设置步数。
如图7，图7是本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法中的标定板分步图示意图，设置IC载板测试机20获取误差的步数，如15步。
S2、获取每一步的IC载板测试机20定位精度误差。
优选地，如图2和8，图2是本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法实施例中步骤S2的子步骤流程示意图，图8是本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法中的检准精度图，步骤S2包括子步骤：
S21、在IC载板测试机20上夹装标定板，在拍照位托盘上下模及测试位治具上模分别设置图像采集单元。
优选地，如图3，图3是本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法实施例中步骤S21的子步骤流程示意图，步骤S21包括子步骤：
S211、制作标定板，在玻璃板上设置标志点阵列。
S212、阵列中行或列的任意相邻两标志点间距相等。
S213、使得在拍照位的任一图像采集单元的视场内，只存在一个任意的标志点。
如图10，图10是本发明中一种IC载板测试机20动作流程图，IC载板测试机20从进料-整理位-拍照位-测试位-出料，整个动作流程装夹标定板，拍照位每步拍摄不同的两个标志点，再进入测试位拍每步的中心标志点坐上右下标志点图像。其中只有两个工位参与了校验，就是拍照位获取中心标志点的第一中心坐标，再获取该中心标志点测试位的第二中心坐标。这样的校验有一个前提，一种情况就是从拍照位到测试位测试机移动了间距整数倍的距离，也就是说在测试机没有精度误差的情况，测试机的中心坐标必然与标志点的中心坐标重合，不重合，两者的差值也就是误差。
因为精度要求比较高，在本申请中的图像采集单元中的标志点，是一个圆形图像，测试机移动或再次拍摄图像后，再次获取的第二中心坐标必然偏离所述中心标志点圆形图像的第一中心点坐标，也就是存在误差。
S22、将标定板传送至拍照位，并使任一图像采集单元的视场内只存在一个任意的标志点，获取中心标志点左上右下相邻两个标志点图像信息，换算出中心标志点的第一中心坐标；
优选地，如图4，图4是本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法实施例中步骤S22的子步骤流程示意图，步骤S22包括子步骤：
S221、调节标定板的位置，使得标定板的相邻边缘分别与X坐标轴和Y坐标轴平行；
S222、两个图像采集单元分别采集中心标志点左上右下相邻两个标志点的图像，移动标定板，使标志点位于图像的中心位置。
S23、将标定板传送至测试位，对中心标志点进行拍照，获取中心标志点的第二中心坐标；
S24、根据第一中心坐标与第二中心坐标坐标，计算、获取本步IC载板测试机20定位精度偏差。
任一步的第一中心坐标与第二中心坐标的偏差包括X方向偏差△X和Y方向偏差△Y：
△X＝MX-NX
△Y＝MY-NY
其中，第一中心坐标为M，后续为IC载板测试机20在测试位所拍摄的与M点对应的标志点的位置为N，M和N的中心图像坐标为M(MX，MY)和N(NX，NY)。
S3、根据定位精度误差，计算IC载板测试机测试位任一步中心标志点的标定系数，获取该步数的误差校正表。
如图9，图9是利用本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法实现IC测试机整机精度的标定数据表，根据获取的标志点的图像，对图像进行处理，获取图像的轮廓，对该轮廓进行拟合，获得一个圆形形状，并获取该圆形的半径，比较标志的实际单元长度与像素单位直径，获得标定系数。本发明实施例通过多步标定，获取多个标定系数，最终可通过求取平均值获取标定系数。
S4、根据误差校正表，对IC载板测试机20测试位定位精度进行补偿校正。
为在IC载板工作范围内，都可以获取标定板上的标志点图像，标定板的面积大于IC载板测试机20在测试位的工作范围。
通过多步获取及标定系数计算，获得其误差校正表，根据该校正表，在测试位对IC载板测试机20定位精度进行补偿，有效解决了现有的IC载板测试机20分步整机在出厂时没有定位精度的问题，对于磨损老化后的IC载板测试机20设备进行精度校验，有利于维护保养设备，保持定位精度；同时，在保证IC载板分步定位精度后，可准确快速的解决分步IC载板测试时出现的多种疑难问题。
系统实施例
如图5和6，图5是本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验系统实施例逻辑连接示意图，图6是本发明中一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验系统实施例中的图像采集单元30逻辑连接示意图，提出一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验系统，包括输入输出单元10、标定板、图像采集单元30及IC载板测试机20，输入输出单元10、图像采集单元30分别与IC载板测试机20通信连接，标定板夹装在IC载板测试机20上。
输入输出单元10，用于根据IC载板的加工治具分步设置参数，设置IC载板测试机20获取误差的步数；
标定板，采用玻璃板制作，在其上面设置标志点阵列，阵列中的行或列中任意相邻两标志点间距相等；
图像采集单元30，用于获取中心标志点左上右下相邻两个标志点的图像，对图像进行处理，计算标中心标志点的中心位置坐标；
IC载板测试机20，用于传送标定板，通过设置图像采集单元获取标定板的中心标志点左上右下相邻两个标志点测试位图像信息。
进一步地，图像采集单元30包括用于获取标志点的图像的高精度相机31、用于计算中心标志点的中心位置坐标的数据计算模块32及用于对图像进行处理的图像处理模块33。
通过输入输出单元10设置校正需要进行的步数。根据IC载板的加工治具分步设置参数，设置IC载板测试机20获取误差的步数。
获取每一步的IC载板测试机20定位精度误差。在IC载板测试机20上夹装标定板，在拍照位托盘上下模及测试位治具上模分别设置图像采集单元。制作标定板，在玻璃板上设置标志点阵列。阵列中的任意相邻两标志点间距相等。使得在拍照位的任一图像采集单元的视场内，只存在一个任意的标志点。IC载板测试机20从进料-整理位-拍照位-测试位-出料，整个动作流程装夹标定板，拍照位每步拍摄中心标志点左上右下相邻两个标志点，获取中心标志点的第一中心坐标，再进入测试位，获取中心标志点的第二中心坐标。将标定板传送至拍照位，并使任一图像采集单元的视场内只存在一个任意的标志点调节标定板的位置，使得标定板的相邻边缘分别与X坐标轴和Y坐标轴平行。两个图像采集单元分别采集两个标志点的图像，移动标定板，使标志点位于图像的中心位置。将标定板传送至测试位，对中心标志点左上右下相邻两个标志点进行拍照，获取所述中心标志点的第二中心坐标。根据第一中心坐标与第二中心坐标，计算、获取本步IC载板测试机20定位精度偏差。
任一步第一中心坐标与第二中心坐标的偏差包括X方向偏差△X和Y方向偏差△Y：
△X＝Mx-Nx
△Y＝MY-NY
其中，标志点的位置为M，后续为IC载板测试机20在测试位所拍摄的与M点对应的标志点的位置为N，M和N的中心图像坐标为M(Mx，MY)和N(Nx，NY)。
计算IC载板测试机20测试位任一步中心标志点的标定系数，获取该步数的误差校正表。
根据获取的标志点的图像，对图像进行处理，获取图像的轮廓，对该轮廓进行拟合，获得一个圆形形状，并获取该圆形的半径，比较标志点的实际单元长度与像素单位直径，获得标定系数。本发明实施例通过多步标定，获取多个标定系数，最终可通过求取平均值获取标定系数。
根据误差校正表，对IC载板测试机20测试位定位精度进行补偿校正。
为在IC载板工作范围内，都可以获取标定板上的标志点图像，标定板的面积大于IC载板测试机20在测试位的工作范围。
实施本发明提出的一种IC载板测试机20整机分步定位精度校验方法及系统，通过多步获取及标定系数计算，获得其误差校正表，根据该校正表，在测试位对IC载板测试机20定位精度进行补偿，有效解决了现有的IC载板测试机20分步整机在出厂时没有定位精度的问题，对于磨损老化后的IC载板测试机20设备进行精度校验，有利于维护保养设备，保持定位精度；同时，在保证IC载板分步定位精度后，可准确快速的解决分步IC载板测试时出现的多种疑难问题。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种IC载板测试机整机分步定位精度校验方法，其特征在于，利用IC载板测试机整机分步定位精度校验系统进行，所述校验系统包括输入输出单元、标定板、图像采集单元及IC载板测试机，所述方法包括步骤：
获取每一步的IC载板测试机定位精度误差；
根据定位精度误差，计算IC载板测试机测试位任一步中心标志点的标定系数，获取该步数的误差校正表；
根据所述误差校正表，对所述IC载板测试机测试位定位精度进行补偿校正。
2.根据权利要求1所述的IC载板测试机整机分步定位精度校验方法，其特征在于，所述步骤：获取每一步的IC载板测试机定位精度误差，包括步骤：
在IC载板测试机上夹装标定板，在拍照位托盘上下模及测试位治具上模分别设置图像采集单元，所述标定板设置有标志点阵列；
将所述标定板传送至拍照位，并使任一所述图像采集单元的视场内只存在一个任意的标志点，获取中心标志点左上右下相邻两个标志点图像信息，换算出所述中心标志点的第一中心坐标；
将标定板传送至测试位，对所述中心标志点进行拍照，获取所述中心标志点的第二中心坐标；
根据所述第一中心坐标与第二中心坐标，计算、获取本步IC载板测试机定位精度偏差。
3.根据权利要求2所述的IC载板测试机整机分步定位精度校验方法，其特征在于，步骤：在IC载板测试机上夹装标定板，在拍照位托盘上下模及测试位治具上模分别设置图像采集单元，包括步骤：
制作所述标定板，在玻璃板上设置标志点阵列；
所述阵列中的行或列任意相邻两标志点间距相等；
使得在拍照位的任一所述图像采集单元的视场内，只存在一个任意的标志点。
4.根据权利要求1所述的IC载板测试机整机分步定位精度校验方法，其特征在于，所述方法在所述步骤：获取每一步的IC载板测试机定位精度误差，之前，还包括：
通过所述输入输出单元设置校正需要进行的步数。
5.根据权利要求2所述的IC载板测试机整机分步定位精度校验方法，其特征在于，任一步的第一中心坐标与第二中心坐标的偏差包括X方向偏差△X和Y方向偏差△Y：
△X＝Mx-Nx
△Y＝MY-NY
其中，标志点的位置为M，后续为IC载板测试机在测试位所拍摄的与M点对应的标志点的位置为N，M和N的中心图像坐标为M(Mx，MY)和N(Nx，NY)。
6.根据权利要求2所述的IC载板测试机整机分步定位精度校验方法，其特征在于，所述步骤：将标定板传送至测试位，对所述中心标志点进行拍照，获取所述中心标志点的第二中心坐标，包括步骤：
调节标定板的位置，使得所述标定板的相邻边缘分别与X坐标轴和Y坐标轴平行；
所述两个图像采集单元分别采集两个标志点的图像，移动所述标定板，使所述中心标志点位于所述图像的中心位置。
7.根据权利要求2、3、5、6中任一所述的IC载板测试机整机分步定位精度校验方法，其特征在于，所述标定板的面积大于所述IC载板测试机在测试位的工作范围。
8.一种IC载板测试机整机分步定位精度校验系统，其特征在于，包括输入输出单元、标定板、图像采集单元及IC载板测试机，所述输入输出单元、图像采集单元分别与IC载板测试机通信连接，标定板夹装在所述IC载板测试机上；
输入输出单元，用于根据IC载板的加工治具分步设置参数，设置IC载板测试机获取误差的步数；
标定板，采用玻璃板制作，在其上面设置标志点阵列，所述阵列中的行或列中任意相邻两标志点间距相等；
图像采集单元，用于获取中心标志点左上右下相邻两个标志点的图像，对图像进行处理，计算标中心标志点的中心位置坐标；
IC载板测试机，用于传送标定板，通过设置图像采集单元获取标定板的中心标志点左上右下相邻两个标志点测试位图像信息。
9.根据权利要求8所述的IC载板测试机整机分步定位精度校验系统，其特征在于，所述图像采集单元包括用于获取标志点的图像的高精度相机、用于计算中心标志点的中心位置坐标的数据计算模块及用于对图像进行处理的图像处理模块。
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