CN113319699B - 一种高精度探针水平研磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高精度探针水平研磨装置，包括机架，以及设置于机架上的研磨模块、夹针模块和压针模块。本发明通过设置易于更换的磨砂面对探针进行研磨，且磨砂面与机架的Y轴平行地直线移动，便于利用磨砂面上的其他未损耗区域对探针进行研磨，提高研磨的精度；设置夹手夹持着探针与X轴平行地旋转，使得探针可以在研磨面上均匀地研磨针尖部分，提高研磨精度；压板可以压紧探针针尖进行磨削，防止针尖摆动，并根据按磨削量同步进给压紧力。

Description

一种高精度探针水平研磨装置

技术领域

本发明涉及探针制造技术领域，尤其涉及一种高精度探针水平研磨装置。

背景技术

探针广泛用于检查形成于包括液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)、等离子显示面板(Plasma Display Panel，PDP)的平板显示装置或晶圆上的半导体元件的性能。探卡用于使履行被检查体的检查中所需要的功能的检查装置(Probe Station)和被检查体电连接，其包括与被检查体直接接触的探针(Probe Pin)的集合。就简单的条(bar)形态的直线型探针而言，由于形状简单，因而容易管理精度，且制作时产品的再现性良好，另一方面，可以利用光蚀刻工程或光刻工程或压型模等容易制作，因而使用范围正逐渐扩大。

但随着半导体元件越来越复杂，对探针的要求越来越高，如探针的针身要求细长，针尖部分形状精度要求高，导致探针制作困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度探针水平研磨装置。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种高精度探针水平研磨装置，包括机架，其具有X轴、Y轴和Z轴方向，以及设置于所述机架上的研磨模块、夹针模块和压针模块；所述研磨模块包括，一用于研磨探针的磨砂面，一带动所述磨砂面以Z轴为旋转轴旋转的第一驱动电机，一带动所述磨砂面与Y轴平行地直线移动的第二驱动电机；所述夹针模块包括，一用于夹持探针的夹手，一带动所述夹手以X轴为旋转轴旋转的第三驱动电机，一带动所述夹手与Y轴平行地直线移动的第四驱动电机；所述压针模块包括，一施加压力于探针以便于探针靠近所述磨砂面的压板，一驱动所述压板与Z轴平行地直线移动的第五驱动电机。

进一步的，还包括一电控箱，所述电控箱内设置控制器，所述电控箱设置于所述机架的一侧。

使得本发明高度集中化，便于移动本发明，可以适应各种使用场景。

进一步的，所述电控箱和所述机架的底部设置可伸缩的支撑脚，所述支撑脚的底部设置防滑垫。

可伸缩的支撑架便于调整机架的水平高度，使得机架在不同的场景下可以平稳使用，从而可以保证探针的研磨精度。

进一步的，所述磨砂面设置于一转盘上，所述转盘设置于一第一支撑架上，所述第一驱动电机设置于所述第一支撑架下方，所述转盘与一第一旋转轴连接，所述第一驱动电机与所述第一旋转轴连接。

由于磨砂面是具体用于对探针的研磨，为易损耗品，若直接将其安装在第一旋转轴上，在更换时存在较大的工作量，且容易导致第一旋转轴松动，从而影响了研磨精度，因此，设置易于更换的磨砂面贴在转盘上，可以减少工作量，同时也可以避免影响探针的研磨精度。

进一步的，所述支撑架的底部设有一滑块，所述机架上设有与所述滑块相配合的导轨，所述支撑架与一第一丝母连接，所述第一丝母设置于第一丝杆上，所述第一丝杆由上述第二驱动电机驱动。

第二驱动电机驱动第一丝杆，第一丝杆驱动第一丝母，第一丝母带动支撑架在导轨上滑动，即，第二驱动电机带动支撑架上的磨砂面与机架的Y轴平行地直线移动，利用磨砂面上的其他未损耗区域对探针进行研磨，提高研磨的精度。

进一步的，所述夹针模块还包括：一与所述夹手连接的第二旋转轴，其还与所述第三驱动电机连接；一连接所述第二旋转轴的第一轴承；一用于承载所述第一轴承的支撑板，所述支撑板还用于固定所述第三驱动电机；一设置于所述支撑板下方的第二支撑架，所述第二支撑架包括有两个与所述机架的表面垂直的固定板，所述固定板的上部设有第二滑轨，所述第二支撑架的下方设置有与所述第二滑轨配合的第二滑块；一第二丝母，固定于所述支撑板下方，与一第二丝杆连接，所述第二丝杆由上述第四驱动电机驱动，所述第四驱动电机固定于所述第二支撑架上。

第三驱动电机带动第二旋转轴，进而带动夹手上的探针旋转，即，使得夹手夹持着探针与X轴平行地旋转，使得探针可以在研磨面上均匀地研磨针尖部分；同时，由第四驱动电机带动第二丝杆，第二丝杆带动第二丝母，进而带动支撑板沿着第二支撑架上的第二滑轨移动，即第四驱动电机带动夹手进行与Y轴平行地直线移动。

进一步的，所述支撑板上朝向所述夹手的一端设置一架针块，所述架针块上设有一针托，所述针托上设有一可容纳探针的通槽。

由于现有的探针要求细长，在研磨中若没有保护则会易于弯折，设置针托和针托上的通槽，用于承载探针，避免探针弯折。

进一步的，所述压针模块还包括：一连接臂，与所述压板连接；一驱动所述连接臂与Z轴平行地直线移动的连接组件。通过连接臂间接控制压板下压，避免第五驱动电机等其他部件与磨砂面接触，便于优化本发明的各个部件的结构布局。

进一步的，所述连接组件包括依次贴合的一底板、一中板、一上板；所述底板和所述中板之间竖直设置有第一滚珠导轨，所述底板和所述中板分别通过所述第一滚珠导轨连接；所述中板和所述上板之间横直设置有第二滚珠导轨，所述中板和所述上板分别通过所述第二滚珠导轨连接；所述中板的下部设置一第三丝母，所述第三丝母与第三丝杆连接，所述第三丝杆与所述第五驱动电机连接；所述底板的下部设置一连接块，所述连接块内设置第二轴承，所述第三丝杆与所述第二轴承连接。

第五驱动电机带动第三丝杆，第三丝杆带动设有第三丝母的中板，使得中板带动上板，进而带动连接臂和压板与Z轴平行地直线移动，同时，由于压板需要将探针压向磨砂面，即压板会与旋转中的磨砂面接触，这样除了会增加磨砂面的损耗，也会造成压板的损耗，在底板、中板、和上板之间设置的第一滚珠导轨和第二滚珠导轨，使得中板可以沿着底板作小范围的竖直方向(Z轴方向)的位移，上板可以沿着中板作小范围的横直方向(X轴方向)的位移，使得压板有了可以移动的空间，避免压板和磨砂面的损耗过大。

进一步的，还包括一第一吹气管和一第二吹气管，所述第一吹气管的出风口朝向所述磨砂面，所述第一吹风管的管身与所述磨砂面表面呈30-60°倾斜，所述第二吹风管的出风口朝向所述磨砂面，所述第二吹风管的管身与所述磨砂面表面平行。

利用第一吹气管和第二吹气管将磨砂面上的探针粉尘吹走，避免磨砂面堆积探针粉尘而影响研磨的精度。

采用上述方案，本发明的有益效果是：设置易于更换的磨砂面对探针进行研磨，且磨砂面与机架的Y轴平行地直线移动，便于利用磨砂面上的其他未损耗区域对探针进行研磨，提高研磨的精度；设置夹手夹持着探针与X轴平行地旋转，使得探针可以在研磨面上均匀地研磨针尖部分，提高研磨精度；压板可以压紧探针针尖进行磨削，防止针尖摆动，并根据按磨削量同步进给压紧力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例的研磨装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的研磨模块的结构示意图；

图3为本发明实施例的夹针模块的结构示意图；

图4为本发明实施例的架针块的结构示意图；

图5为本发明实施例的压针模块的结构示意图。

其中，附图标识说明：

1、机架；200、研磨模块；201、磨砂面；202、第一驱动电机；203、第二驱动电机；204、转盘；205、第一支撑架；206、第一旋转轴；207、第一滑块；208、第一导轨；209、第一丝母；210、第一丝杆；300、夹针模块；30、夹手；301、第三驱动电机；302、第四驱动电机；303、第二旋转轴；304、第一轴承；305、支撑板；306、第二丝母；307、第二丝杆；308、架针块；309、针托；310、通槽；31、第二支撑架；3101、固定板；3102、第二导轨；3103、第二滑块；400、压针模块；401、压板；402、第五驱动电机；403、连接臂；404、连接组件；4041、底板；4042、中板；4043、上板；405、第一滚珠导轨；406、第二滚珠导轨；407、第三丝母；408、第四丝杆；409、连接块；410、第二轴承；500、电控箱；6、支撑脚；7、防滑垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

需要说明的是，本发明实施例中的外部、内部、中部等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请一并参阅图1至图5，一种高精度探针水平研磨装置，包括机架1，其具有X轴、Y轴和Z轴方向，以及设置于机架1上的研磨模块200、夹针模块300和压针模块400；研磨模块200包括，一用于研磨探针的磨砂面201，一带动磨砂面201以Z轴为旋转轴旋转的第一驱动电机202，一带动磨砂面201与Y轴平行地直线移动的第二驱动电机203；夹针模块300包括，一用于夹持探针的夹手30，一带动夹手30以X轴为旋转轴旋转的第三驱动电机301，一带动夹手30与Y轴平行地直线移动的第四驱动电机302；压针模块400包括，一施加压力于探针以便于探针靠近磨砂面201的压板401，一驱动压板401与Z轴平行地直线移动的第五驱动电机402。

本实施方式中，研磨模块200中的磨砂面201用于对探针进行打磨，具体的，磨砂面201在驱动电机的带动下，沿着与机架1Z轴平行的旋转轴进行旋转，夹针模块300的夹手30夹持着探针并将探针的针尖部分指向磨砂面201，探针的针尖接触磨砂面201后，被进行打磨；在打磨时，第三驱动电机301相应的带动夹手30旋转，使得探针的针尖部分能被均匀打磨，同时，夹手30在第四驱动电机302带动下，沿着与Y轴平行的直线移动，即夹手30上的探针可以从磨砂面201的圆心移动到磨砂面201的边缘位置，便可以利用磨砂面201上的不同区域来对探针进行打磨，由此可以联想到的，在磨砂面201上设置具有不同粗糙度的区域，可以进一步提高打磨效果；在打磨时，由于探针多为具有弹性的金属细丝，探针的针尖易被磨砂面201弹起，从而会影响到打磨的精度，可以施加压力给探针，防止探针在打磨时弹起，便可以提高打磨精度，具体是通过第五驱动电机402带动压板401上下移动，当压板401往下移动时，即压板401施加压力于探针上。

在一实施方式中，如图1所示，还包括一电控箱500，电控箱500内设置控制器，电控箱500设置于机架1的一侧。

使得本装置高度集中化，便于移动本装置，可以适应各种使用场景。

在一实施方式中，如图1所示，电控箱500和机架1的底部设置可伸缩的支撑脚6，支撑脚6的底部设置防滑垫7。

可伸缩的支撑架便于调整机架1的水平高度，使得机架1在不同的场景下可以平稳使用，从而可以保证探针的研磨精度。

在一实施方式中，如图2所示，磨砂面201设置于一转盘204上，转盘204设置于一第一支撑架205上，第一驱动电机202设置于第一支撑架205下方，转盘204与一第一旋转轴206连接，第一驱动电机202与第一旋转轴206连接。

由于磨砂面201是具体用于对探针的研磨，为易损耗品，若直接将其安装在第一旋转轴206上，在更换时存在较大的工作量，且容易导致第一旋转轴206松动，从而影响了研磨精度，因此，设置易于更换的磨砂面201贴在转盘204上，可以减少工作量，同时也可以避免影响探针的研磨精度，示范性的，磨砂面201可以为砂纸。

在一实施方式中，如图2所示，支撑架的底部设有一滑块，机架1上设有与滑块相配合的导轨，支撑架与一第一丝母209连接，第一丝母209设置于第一丝杆210上，第一丝杆210由上述第二驱动电机203驱动。

第二驱动电机203驱动第一丝杆210，第一丝杆210驱动第一丝母209，第一丝母209带动支撑架在导轨上滑动，即，第二驱动电机203带动支撑架上的磨砂面201与机架1的Y轴平行地直线移动，利用磨砂面201上的其他未损耗区域对探针进行研磨，提高研磨的精度。

在一实施方式中，如图3所示，夹针模块300还包括：一与夹手30连接的第二旋转轴303，其还与第三驱动电机301连接；一连接第二旋转轴303的第一轴承304；一用于承载第一轴承304的支撑板305，支撑板305还用于固定第三驱动电机301；一设置于支撑板305下方的第二支撑架31，第二支撑架31包括有两个与机架1的表面垂直的固定板3101，固定板3101的上部设有第二滑轨，第二支撑架31的下方设置有与第二滑轨配合的第二滑块3103；一第二丝母306，固定于支撑板305下方，与一第二丝杆307连接，第二丝杆307由上述第四驱动电机302驱动，第四驱动电机302固定于第二支撑架31上。

第三驱动电机301带动第二旋转轴303，进而带动夹手30上的探针旋转，即，使得夹手30夹持着探针与X轴平行地旋转，使得探针可以在研磨面上均匀地研磨针尖部分；同时，由第四驱动电机302带动第二丝杆307，第二丝杆307带动第二丝母306，进而带动支撑板305沿着第二支撑架31上的第二滑轨移动，即第四驱动电机302带动夹手30进行与Y轴平行地直线移动。

在一实施方式中，如图4所示，支撑板305上朝向夹手30的一端设置一架针块308，架针块308上设有一针托309，针托309上设有一可容纳探针的通槽310。

由于现有的探针要求细长，在研磨中若没有保护则会易于弯折，设置针托309和针托309上的通槽310，用于承载探针，避免探针弯折。

在一实施方式中，如图5所示，压针模块400还包括：一连接臂403，与压板401连接；一驱动连接臂403与Z轴平行地直线移动的连接组件404。通过连接臂403间接控制压板401下压，避免第五驱动电机402等其他部件与磨砂面201接触，便于优化本发明的各个部件的结构布局。

在一实施方式中，如图5所示，连接组件404包括依次贴合的一底板4041、一中板4042、一上板4043；底板4041和中板4042之间竖直设置有第一滚珠导轨405，底板4041和中板4042分别通过第一滚珠导轨405连接；中板4042和上板4043之间横直设置有第二滚珠导轨406，中板4042和上板4043分别通过第二滚珠导轨406连接；中板4042的下部设置一第三丝母407，第三丝母407与第三丝杆连接，第三丝杆与第五驱动电机402连接；底板4041的下部设置一连接块409，连接块409内设置第二轴承410，第三丝杆与第二轴承410连接。

第五驱动电机402带动第三丝杆，第三丝杆带动设有第三丝母407的中板4042，使得中板4042带动上板4043，进而带动连接臂403和压板401与Z轴平行地直线移动，同时，由于压板401需要将探针压向磨砂面201，即压板401会与旋转中的磨砂面201接触，这样除了会增加磨砂面201的损耗，也会造成压板401的损耗，在底板4041、中板4042、和上板4043之间设置的第一滚珠导轨405和第二滚珠导轨406，使得中板4042可以沿着底板4041作小范围的竖直方向(Z轴方向)的位移，上板4043可以沿着中板4042作小范围的横直方向(X轴方向)的位移，使得压板401有了可以移动的空间，避免压板401和磨砂面201的损耗过大。

在一实施方式中，继续参阅图1，还包括一第一吹气管和一第二吹气管，第一吹气管的出风口朝向磨砂面201，第一吹风管的管身与磨砂面201表面呈30-60°倾斜，第二吹风管的出风口朝向磨砂面201，第二吹风管的管身与磨砂面201表面平行。

利用第一吹气管和第二吹气管将磨砂面201上的探针粉尘吹走，避免磨砂面201堆积粉尘而影响研磨的精度。

具体在操作本发明对探针进行研磨时，将探针放置在夹针模块300中的夹手30中，研磨模块200中的磨砂面201在转盘204的带动下，沿着与机架1的Z轴平行的旋转轴进行旋转，夹针模块300的夹手30夹持着探针并将探针的针尖部分指向磨砂面201，具体的，由第四驱动电机302带动第二丝杆307，第二丝杆307带动第二丝母306，进而带动支撑板305沿着第二支撑架31上的第二滑轨移动，即第四驱动电机302带动夹手30进行与Y轴平行地直线移动至磨砂面201处，探针的针尖接触磨砂面201后，被进行打磨。

在打磨时，第三驱动电机301相应的带动夹手30旋转，使得探针的针尖部分能被均匀打磨，同时，夹手30在第四驱动电机302带动下，沿着与Y轴平行的直线移动，即夹手30上的探针可以从磨砂面201的圆心移动到磨砂面201的边缘位置，便可以利用磨砂面201上的不同区域来对探针进行打磨。

在打磨时，第五驱动电机402带动压板401上下移动，当压板401往下移动时，即压板401施加压力于探针上，具体通过第五驱动电机402带动第三丝杆，第三丝杆带动设有第三丝母407的中板4042，使得中板4042带动上板4043，进而带动连接臂403和压板401与Z轴平行地直线移动，即压板401向下压向探针。

有益效果：设置易于更换的磨砂面201对探针进行研磨，且磨砂面201与机架1的Y轴平行地直线移动，便于利用磨砂面201上的其他未损耗区域对探针进行研磨，提高研磨的精度；设置夹手30夹持着探针与X轴平行地旋转，使得探针可以在研磨面上均匀地研磨针尖部分，提高研磨精度；压板401可以压紧探针针尖进行磨削，防止针尖摆动，并根据按磨削量同步进给压紧力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种高精度探针水平研磨装置，其特征在于，包括机架，其具有X轴、Y轴和Z轴方向，以及设置于所述机架上的研磨模块、夹针模块和压针模块；

所述研磨模块包括，一用于研磨探针的磨砂面，一带动所述磨砂面以Z轴为旋转轴旋转的第一驱动电机，一带动所述磨砂面与Y轴平行地直线移动的第二驱动电机；

所述夹针模块包括，一用于夹持探针的夹手，一带动所述夹手以X轴为旋转轴旋转的第三驱动电机，一带动所述夹手与Y轴平行地直线移动的第四驱动电机；

所述压针模块包括，一施加压力于探针以便于探针靠近所述磨砂面的压板，一驱动所述压板与Z轴平行地直线移动的第五驱动电机，一连接臂，与所述压板连接；一驱动所述连接臂与Z轴平行地直线移动的连接组件；所述连接组件包括依次贴合的一底板、一中板、一上板，所述底板和所述中板之间竖直设置有第一滚珠导轨，所述底板和所述中板分别通过所述第一滚珠导轨连接；所述中板和所述上板之间横直设置有第二滚珠导轨，所述中板和所述上板分别通过所述第二滚珠导轨连接；所述中板的下部设置一第三丝母，所述第三丝母与第三丝杆连接，所述第三丝杆与所述第五驱动电机连接；所述底板的下部设置一连接块，所述连接块内设置第二轴承，所述第三丝杆与所述第二轴承连接。

2.根据权利要求1所述的高精度探针水平研磨装置，其特征在于，还包括一电控箱，所述电控箱内设置控制器，所述电控箱设置于所述机架的一侧。

3.根据权利要求2所述的高精度探针水平研磨装置，其特征在于，所述电控箱和所述机架的底部设置可伸缩的支撑脚，所述支撑脚的底部设置防滑垫。

4.根据权利要求1所述的高精度探针水平研磨装置，其特征在于，所述磨砂面设置于一转盘上，所述转盘设置于一第一支撑架上，所述第一驱动电机设置于所述第一支撑架下方，所述转盘与一第一旋转轴连接，所述第一驱动电机与所述第一旋转轴连接。

5.根据权利要求4所述的高精度探针水平研磨装置，其特征在于，所述第一支撑架的底部设有一滑块，所述机架上设有与所述滑块相配合的导轨，所述第一支撑架与一第一丝母连接，所述第一丝母设置于第一丝杆上，所述第一丝杆由上述第二驱动电机驱动。

6.根据权利要求1所述的高精度探针水平研磨装置，其特征在于，所述夹针模块还包括：

一与所述夹手连接的第二旋转轴，其还与所述第三驱动电机连接；

一连接所述第二旋转轴的第一轴承；

一用于承载所述第一轴承的支撑板，所述支撑板还用于固定所述第三驱动电机；

一设置于所述支撑板下方的第二支撑架，所述第二支撑架包括有两个与所述机架的表面垂直的固定板，所述固定板的上部设有第二滑轨，所述第二支撑架的下方设置有与所述第二滑轨配合的第二滑块；

一第二丝母，固定于所述支撑板下方，与一第二丝杆连接，所述第二丝杆由上述第四驱动电机驱动，所述第四驱动电机固定于所述第二支撑架上。

7.根据权利要求6所述的高精度探针水平研磨装置，其特征在于，所述支撑板上朝向所述夹手的一端设置一架针块，所述架针块上设有一针托，所述针托上设有一可容纳探针的通槽。

8.根据权利要求1所述的高精度探针水平研磨装置，其特征在于，还包括一第一吹气管和一第二吹气管，所述第一吹气管的出风口朝向所述磨砂面，所述第一吹气管的管身与所述磨砂面表面呈30-60°倾斜，所述第二吹气管的出风口朝向所述磨砂面，所述第二吹气管的管身与所述磨砂面表面平行。

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