CN115219750B - 带力反馈的三维电动探针座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了带力反馈的三维电动探针座，涉及海上规划选址技术领域，具体为带力反馈的三维电动探针座，包括探针支架悬浮块，所述探针支架悬浮块的外部一侧设置有Z轴电动直线滑台，且探针支架悬浮块的外部另一侧设置有探针安装悬臂。该带力反馈的三维电动探针座，通过三组电动直线滑台组成XYZ三个方向移动机构，并利用滑台处的光栅尺位移传感器保证滑动精度，利用Z方向电动直线滑台上安装探针支架悬浮块，利用四组的弹簧销钉组件保证探针支架悬浮块的位置，并配合上的力控传感器检测力度，同时配有光栅尺检测悬浮块移动，双重判定条件，极大地提高检测时的精度，提供探针扎针力反馈，保证接触良好。
Description
技术领域
本发明涉及芯片测试技术领域，具体为带力反馈的三维电动探针座。
背景技术
现今由于目前半导体芯片以及微组装技术的发展，晶园测试和微组装裸片电路的测试得到大面积普及，在晶圆测试过程中钨钢针和射频探针的对准和接触情况，直接影响测试的最终结果，钨钢针或射频探针出现虚接轻则无法供电或者无法控制，重则打火烧坏探针和产品，造成不可逆的严重后果；
在微组装裸片测试时候，对探针台的定位探针座则提出了更高的要求，因为在微组装过程中，组装设备误差、焊接过程中锡膏或者银奖流动带来的最终误差，导致同一种产品的每个裸片的X/Y/Z坐标都不一样，目前大部分是通过人工观察显微镜观察后手动去调节定位探针座去补偿，效率非常低并且还存在失误操作，少部分通过视觉技术进行引导进行XY补偿，高度方向通过激光传感器逐一探高来完成补偿，但由于硅片反光，黑色部分会吸光导致探测非常不准确，反馈错误坐标导致探针虚接，导致产品和测试探针烧毁，而射频测试探针尤为贵重，每次事故都会造成严重的经济损失。
目前大部分是通过人工观察显微镜观察后手动去调节定位探针座去补偿，人工观测效率低，对人员经验要求极高，容易出现失误，视觉观测容易受到环境和被测物颜色干扰，测试不准确，甚至采用激光传感器进行检查时，对于深色的产品无法测试，数据准确性不高，探测不同的点需要移动器件，造成极大的时间浪费，还都是在探测后在通过坐标数据去扎针，无法反映真实的探针接触情况。
发明内容
本发明的目的在于提供带力反馈的三维电动探针座，以解决上述背景技术中提出的目前大部分是通过人工观察显微镜观察后手动去调节定位探针座去补偿，人工观测效率低，对人员经验要求极高，容易出现失误，视觉观测容易受到环境和被测物颜色干扰，测试不准确，甚至采用激光传感器进行检查时，对于深色的产品无法测试，数据准确性不高，探测不同的点需要移动器件，造成极大的时间浪费，还都是在探测后在通过坐标数据去扎针，无法反映真实的探针接触情况的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：带力反馈的三维电动探针座，包括探针支架悬浮块，所述探针支架悬浮块的外部一侧设置有Z轴电动直线滑台，且探针支架悬浮块的外部另一侧设置有探针安装悬臂，所述探针支架悬浮块的上下两端设置有弹簧销钉组件，所述探针支架悬浮块的外壁和所述Z轴电动直线滑台外壁连接处设置有光栅尺位移传感器。
进一步的，所述Z轴电动直线滑台的下端外侧设置有支架，所述支架的下端底部设置有X轴电动直线滑台，且X轴电动直线滑台的下端底部平行设置有Y轴电动直线滑台。
进一步的，所述X轴电动直线滑台、Y轴电动直线滑台和Z轴电动直线滑台之间位置呈XYZ状分布。
进一步的，所述X轴电动直线滑台、Y轴电动直线滑台和Z轴电动直线滑台外侧均设置有光栅尺位移传感器。
进一步的，所述探针安装悬臂的外部远离所述Z轴电动直线滑台的一端处设置有测试探针。
进一步的，所述测试探针、探针安装悬臂和Z轴电动直线滑台之间构成可拆卸结构，且Z轴电动直线滑台呈竖直状分布。
进一步的，所述弹簧销钉组件沿探针支架悬浮块的中轴线处呈上下对称状分布，且弹簧销钉组件设置有四组。
进一步的，多组所述弹簧销钉组件外壁贴附固定于Z轴电动直线滑台外侧，所述探针支架悬浮块，悬浮块上安装有力传感器和光栅尺（5）呈悬浮状分布。
进一步的，探针支架悬浮块上安装有力控传感器检测接触力，侧面安装有光栅尺检测悬浮块位置移动，双重判定接触状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该带力反馈的三维电动探针座，支持射频探针、直流钨钢以及测试探针卡安装，通过三组电动直线滑台组成XYZ三个方向移动机构，并利用滑台处的光栅尺位移传感器保证滑动精度，利用Z方向电动直线滑台上安装探针支架悬浮块，利用四组的弹簧销钉组件保证探针支架悬浮块的位置，并配合上的力控传感器，极大地提高检测时的精度，提供探针扎针力反馈，保证接触良好，同时避免力度过小虚接，力度过大损坏测试点金层。
1.本发明，力反馈三维电动探针座由电动直线滑台、光栅尺位移传感器、探针安装悬臂、探针支架悬浮块、力控传感器、交叉滚子轴承、弹簧销钉组件以及电器控制系统组件构成，本探针座支持射频探针、直流钨钢以及测试探针卡安装，通过X轴电动直线滑台、Y轴电动直线滑台和Z轴电动直线滑台组成XYZ三个方向移动机构，为了提高电动直线滑台的精度，每组滑台上安装一组光栅尺位移传感器，以解决微组装裸片测试点XY方向偏移自动修正问题，在Z轴电动直线滑台上安装探针支架悬浮块，探针支架悬浮块安装有交叉滚子轴承，保证悬浮快上下运动的精度，在基本状态下，依靠四组弹簧销钉组件，来保证探针支架悬浮块正常位置，解决射频探针在测试过程中的有效接触，保证信号质量，并利用探针支架悬浮块顶部安装力控传感器，检测精度3‰，并利用探针支架悬浮块侧面安装光栅尺位移传感器，来判断探针支架悬浮块移动的距离，探针支架悬浮块正面安装探针安装悬臂，探针安装悬臂上安装测试用测试探针，更好提供探针扎针力反馈，保证接触良好，同时避免力度过小虚接，力度过大损坏测试点金层。
附图说明
图1为本发明正面立体结构示意图；
图2为本发明侧视立体结构示意图；
图3为本发明正视结构示意图；
图4为本发明左视结构示意图；
图5为本发明后视结构示意图；
图6为本发明背面立体结构示意图。
图中：1、支架；2、X轴电动直线滑台；3、Y轴电动直线滑台；4、Z轴电动直线滑台；5、探针支架悬浮块；6、弹簧销钉组件；7、力控传感器；8、探针安装悬臂；9、测试探针；10、光栅尺位移传感器。
具体实施方式
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：带力反馈的三维电动探针座，包括探针支架悬浮块5，探针支架悬浮块5的外部一侧设置有Z轴电动直线滑台4，且探针支架悬浮块5的外部另一侧设置有探针安装悬臂8，探针支架悬浮块5的上下两端设置有弹簧销钉组件6，探针支架悬浮块5的外壁和Z轴电动直线滑台4外壁连接处设置有光栅尺位移传感器10，Z轴电动直线滑台4的下端外侧设置有支架1，支架1的下端底部设置有X轴电动直线滑台2，且X轴电动直线滑台2的下端底部平行设置有Y轴电动直线滑台3，X轴电动直线滑台2、Y轴电动直线滑台3和Z轴电动直线滑台4之间位置呈XYZ状分布，X轴电动直线滑台2、Y轴电动直线滑台3和Z轴电动直线滑台4外侧均设置有光栅尺位移传感器10，探针安装悬臂8的外部远离Z轴电动直线滑台4的一端处设置有测试探针9，测试探针9、探针安装悬臂8和Z轴电动直线滑台4之间构成可拆卸结构，且Z轴电动直线滑台4呈竖直状分布，弹簧销钉组件6沿探针支架悬浮块5的中轴线处呈上下对称状分布，且弹簧销钉组件6设置有四组，多组弹簧销钉组件6外壁贴附固定于Z轴电动直线滑台4外侧，探针支架悬浮块5呈悬浮状分布，力反馈三维电动探针座由电动直线滑台、光栅尺位移传感器10、探针安装悬臂8、探针支架悬浮块5、力控传感器7、交叉滚子轴承、弹簧销钉组件6以及电器控制系统组件构成，本探针座支持射频探针、直流钨钢以及测试探针卡安装，通过X轴电动直线滑台2、Y轴电动直线滑台3和Z轴电动直线滑台4组成XYZ三个方向移动机构，为了提高电动直线滑台的精度，每组滑台上安装一组光栅尺位移传感器10，以解决微组装裸片测试点XY方向偏移自动修正问题，在Z轴电动直线滑台4上安装探针支架悬浮块5，探针支架悬浮块5安装有交叉滚子轴承，保证悬浮快上下运动的精度，在基本状态下，依靠四组弹簧销钉组件6，来保证探针支架悬浮块5正常位置，解决射频探针在测试过程中的有效接触，保证信号质量，并利用探针支架悬浮块5顶部安装力控传感器7，检测精度3‰，并利用探针支架悬浮块5侧面安装光栅尺位移传感器10，来判断探针支架悬浮块5移动的距离，探针支架悬浮块5正面安装探针安装悬臂8，探针安装悬臂8上安装测试用测试探针9，更好提供探针扎针力反馈，保证接触良好，同时避免力度过小虚接，力度过大损坏测试点金层。
综上，该带力反馈的三维电动探针座，使用时，首先所有电子部件及传感器由控制系统控制运行，控制系统与探针台系统软件进行通讯，获取相关执行参数，XY通过探针台自身限位镜视觉系统引导，根据坐标要求运行到，完成测试探针9扎针需要下降Z轴，在Z轴下降过程中当没有接触产品时，型号为HH8204A20的力控传感器7和型号为JCXE/F的光栅尺位移传感器10数据不会动，而当力控传感器7数据变化同时探针支架悬浮块5定的光栅尺位移传感器10数据变化，说明测试探针9接触产品测试点，在通过比对力控传感器7和光栅尺位移传感器10数据后，确保是否误判，由于使用的距离和压力双重检测可保证接触真实性，到达设定值后Z轴停止下压，探针接触检测完成。
在对普通的标准探针台上安装本产品，即可完成XY测试点误差自动修正，以及探针接触力反馈大大提高了测试稳定性和测试效率，用于整个过程都有力反馈检测，保证了测试探针9的接触良好，同时力度可控也有效的保护了测试点金层，避免了金层被刺破导致的产品报废，可在客户现有探针台上做改造，项目实施过程不会导致原有设备停用，不用破坏原有探针台结构，降低了改造风险同时大大降低客户设备投入费用，避免引进新设备，达到节约人力投入的目的。
此外该申请中的X轴电动直线滑台2、Y轴电动直线滑台3和Z轴电动直线滑台4，依靠实现直线传动效果的功能，可替换为伺服滑台或者直线电机进行使用，以及用于测距的光栅尺位移传感器10，还可换做磁栅尺或其他位置检测工具，即力控传感器7可采用其他压力检测方式进行替换，可根据客户的加工环境，进行合理的器件调配。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围，使用同功能目的的配件进行替换也视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.带力反馈的三维电动探针座，包括探针支架悬浮块（5），其特征在于，所述探针支架悬浮块（5）的外部一侧设置有Z轴电动直线滑台（4），且探针支架悬浮块（5）的外部另一侧设置有探针安装悬臂（8），所述探针支架悬浮块（5）的上下两端设置有弹簧销钉组件（6），所述探针支架悬浮块（5）的外壁和所述Z轴电动直线滑台（4）外壁连接处设置有光栅尺位移传感器（10）；
所述Z轴电动直线滑台（4）的下端外侧设置有支架（1），所述支架（1）的下端底部设置有X轴电动直线滑台（2），且X轴电动直线滑台（2）的下端底部平行设置有Y轴电动直线滑台（3），所述X轴电动直线滑台（2）、Y轴电动直线滑台（3）和Z轴电动直线滑台（4）之间位置呈XYZ状分布，所述X轴电动直线滑台（2）、Y轴电动直线滑台（3）和Z轴电动直线滑台（4）外侧均设置有光栅尺位移传感器（10）；
所述探针安装悬臂（8）的外部远离所述Z轴电动直线滑台（4）的一端处设置有测试探针（9），所述测试探针（9）、探针安装悬臂（8）和Z轴电动直线滑台（4）之间构成可拆卸结构，且Z轴电动直线滑台（4）呈竖直状分布。
2.根据权利要求1所述的带力反馈的三维电动探针座，其特征在于：所述弹簧销钉组件（6）沿探针支架悬浮块（5）的中轴线处呈上下对称状分布，且弹簧销钉组件（6）设置有四组。
3.根据权利要求1所述的带力反馈的三维电动探针座，其特征在于：多组所述弹簧销钉组件（6）外壁贴附固定于Z轴电动直线滑台（4）外侧，所述探针支架悬浮块，悬浮块上安装有力传感器和光栅尺（5）呈悬浮状分布。
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