CN116551349A - 探针组装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探针组装装置，属于探针组装技术领域。探针组装装置包括工作台和工作台上的震动机构、socket模组、取料机构、安装机构。震动机构将堆叠的探针分开。socket模组包括第一移动组件和排列于第一移动组件执行端的模板，安装机构包括支架、第二移动组件、承接座、换向组件、压装组件。承接座上设有导向孔，取料机构能够吸取探针并将探针水平放置于换向组件，换向组件将水平状态的探针转换至竖直状态输出，第二移动组件驱动换向组件和压装组件沿X向移动，换向组件输出的探针落入导向孔内、压装组件将导向孔内的探针压出。第一移动组件将模板上的任意孔移动导向孔的下方。本发明可组装不同规格的探针，提高了组装效率。

Description

探针组装装置

技术领域

本发明涉及探针组装技术领域，尤其涉及一种探针组装装置。

背景技术

探针是一种高端精密型的电子元件，主要应用于手机、芯片、电路板等电子产品中，起连接作用。测试探针相当于一个媒介，测试时可用探针的头部去接触待测物，另一端则用来传导信号，进行电流的传输。

探针是集成电路芯片封装测试环节中不可或缺的部件，其用于集成电路产品封装前的测试，随着半导体制造技术的发展，集成电路芯片复杂程度不断提高，被测试点的间距越来越小，为了提高测试的效率，经常用到socket探针组件测试芯片产品。socket探针组件是把微小探针插到socket模板的孔里的组件。一般用于芯片测试的探针比较小，直径在0.2mm-0.5mm之间，要插入的socket模板的孔的直径一般比探针大0.03mm-0.04mm之间。因此，在插入的时候就要使探针和孔对准，探针和socket模板的孔装配公差要控制在0.02mm。

现有组装socket探针组件的方式有：1）手动组装，先把探针放到一个预制的模板中，模板中设置有对应探针的孔，模板上的孔设置为台阶孔用于区分探针的正反方向。把探针倒入模板的凹槽中，手动用毛刷刷探针，使得探针掉入模板的孔内，把多余的探针取走。人将模板拿到放大镜下，用镊子夹起探针在放大镜作用下放到socket模板的孔里，最后再安装上板和螺丝。2）自动组装，一般是用盘型震动器把探针震动到排列状态，一根一根的输出，再通过旋转工序把探针变到竖立状态，再用与机械手连接的夹爪夹持探针，并将探针插入socket模板的孔里，最后再安装socket的上板和螺丝。手动组装探针的方式的安装的效率低且不同的探针需要利用不同的模板。而自动组装探针的方式，用盘型震动器来震动排序的时候只可以是一种探针对应一种盘型震动器，不同的探针需要用不同的盘型振动器来震动排序，且不同的探针要设置不同的夹爪。

发明内容

本发明的目的在于提出一种探针组装装置，能够组装不同规格的探针，提高探针的组装效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

探针组装装置，包括工作台和设置于所述工作台上的震动机构、socket模组、取料机构、安装机构；

所述震动机构能够将堆叠的探针分开；

所述socket模组包括第一移动组件和若干排列设置于所述第一移动组件执行端的模板，每个所述模板均开设有安装所述探针的孔；

所述安装机构包括支架、第二移动组件、承接座和设置于所述第二移动组件执行端的换向组件、压装组件，所述支架设置于所述工作台，所述第二移动组件和所述承接座分别设置于所述支架，所述承接座上开设有竖向延伸的导向孔，所述取料机构能够吸取所述探针并将所述震动机构处的所述探针水平放置于所述换向组件，所述换向组件能够将水平状态的所述探针转换至竖直状态输出，所述第二移动组件能够驱动所述换向组件和所述压装组件沿X向移动，以使所述换向组件输出的所述探针落入至所述导向孔内，所述压装组件能够将所述导向孔内的所述探针压出；

所述第一移动组件能够将所述模板上的任意孔移动至正对于所述导向孔的下方的位置。

可选地，所述换向组件包括：

换向件，连接于所述第二移动组件的执行端，所述换向件内具有导向通道，所述导向通道的输入端水平设置，所述导向通道的输出端竖向设置；

吹气结构，所述吹气结构能够由所述导向通道的输入端向输出端吹气。

可选地，所述换向件包括第一换向块和与所述第一换向块相对设置的第二换向块，所述第一换向块连接于所述第二移动组件的执行端，所述第一换向块和所述第二换向块之间形成所述导向通道。

可选地，所述压装组件包括：

升降驱动件，设置于所述第二移动组件的执行端；

安装座和配重结构，所述安装座竖向滑动连接于所述升降驱动件的固定部并连接于所述升降驱动件的执行端，所述配重结构竖向滑动连接于所述安装座；

保护套和顶针，所述保护套连接于所述配重结构，所述顶针的顶端穿设在所述保护套内。

可选地，所述配重结构包括：

第一配重块，滑动连接于所述安装座；

称重传感器和第二配重块，所述称重传感器顶端连接于所述第一配重块，所述第二配重块连接于所述称重传感器的底端，所述保护套连接于所述第二配重块。

可选地，所述取料机构包括：

机械手，设置于所述工作台；

吸头组件，所述吸头组件设置于所述机械手的执行端，所述吸头组件能够吸取所述震动机构上的所述探针。

可选地，所述吸头组件包括：

连接套，顶端连接于所述机械手的执行端；

吸头，所述吸头套设于所述连接套内并能够相对所述连接套滑动预设距离，所述吸头连通于外部的抽真空装置；

弹性件，套设在所述吸头上，且位于所述吸头和所述连接套之间。

可选地，所述吸头的底端开设有容纳所述探针的半弧形槽。

可选地，所述第一移动组件包括：

顶升结构，设置于所述工作台；

下底板，设置于所述顶升结构的执行端，且位于所述工作台上方；

X直线驱动件，设置于所述下底板；

上底板，沿所述X向滑动连接于所述下底板且连接于所述X直线驱动件的执行端；

Y直线驱动件，设置于所述上底板；

载板，沿水平垂直于所述X向的Y向滑动连接于所述上底板且连接于所述Y直线驱动件的执行端。

可选地，还包括第一定位机构，所述第一定位机构设置于所述socket模组上方，所述第一定位机构被配置为获取所述模板上的孔的位置信息。

本发明的有益效果为：

本发明的探针组装装置工作时，将探针放置于震动机构，在震动机构的震动作用下将探针分开，取料机构吸取并将震动机构处的探针水平放置于换向组件，第二移动组件驱动换向组件移动，将换向组件的输出端正对导向孔，换向组件将探针转换为竖直状态，这样换向组件输出的探针可以直接落入到导向孔内，第二移动组件再驱动压装组件移动，将压装组件移动至正对导向孔的位置，第一移动组件驱动模板移动，使模板上的孔与导向孔位置相对，压装组件将导向孔内的探针压装到模板上的孔内，从而实现探针的自动安装，从而提高了探针安装的效率，且通过震动机构将探针分开，无需将探针排序，取料机构吸取探针，能够取放不同规格的探针，实现对不同规格的探针进行安装。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的探针组装装置的立体图；

图2是本发明具体实施方式提供的吸头组件的俯视结构示意图；

图3是图2中A-A处的剖面图；

图4是本发明具体实施方式提供的socket模组的立体图；

图5是本发明具体实施方式提供的安装机构在去掉支架后的立体图；

图6是本发明具体实施方式提供的安装机构在去掉支架后的侧视结构示意图；

图7是图6中B-B处的剖面图；

图8是图1中I处的放大图。

图中：

1、工作台；

2、震动机构；21、平震器；22、料仓；23、隔震件；

3、socket模组；31、第一移动组件；311、顶升结构；3111、顶升驱动件；3112、导向件；312、下底板；313、X直线驱动件；314、上底板；315、Y直线驱动件；316、载板；32、模板；

4、取料机构；41、机械手；42、吸头组件；421、连接套；422、吸头；4221、半弧形槽；423、弹性件；

5、安装机构；51、支架；52、第二移动组件；53、承接座；54、换向组件；541、换向件；5411、导向通道；5412、第一换向块；5413、第二换向块；55、压装组件；551、升降驱动件；552、安装座；553、配重结构；5331、第一配重块；5332、称重传感器；5333、第二配重块；554、保护套；555、顶针；556、限位块；557、位置检测结构；

6、第一定位机构。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种探针组装装置，如图1所示，探针组装装置包括工作台1和设置于工作台1上的震动机构2、socket模组3、取料机构4、安装机构5。震动机构2能够将堆叠的探针分开。socket模组3包括第一移动组件31和若干排列设置于第一移动组件31执行端的模板32，每个模板32均开设有安装探针的孔。安装机构5包括支架51、第二移动组件52、承接座53和设置于第二移动组件52执行端的换向组件54、压装组件55。支架51设置于工作台1。可选地，第二移动组件52为伺服电动缸。第二移动组件52和承接座53分别设置于支架51，承接座53上开设有竖向延伸的导向孔，取料机构4能够吸取探针并将震动机构2处的探针水平放置于换向组件54，换向组件54能够将水平状态的探针转换至竖直状态输出，第二移动组件52能够驱动换向组件54和压装组件55沿X向移动，以使换向组件54输出的探针落入至导向孔内、压装组件55能够将导向孔内的探针压出。第一移动组件31能够将模板32上的任意孔移动至正对于导向孔的下方的位置。

本实施例中探针组装装置工作时，将探针放置于震动机构2，在震动机构2的震动作用下将探针分开，取料机构4吸取并将震动机构2处的探针水平放置于换向组件54，第二移动组件52驱动换向组件54移动，将换向组件54的输出端正对导向孔，换向组件54将探针转换为竖直状态，这样换向组件54输出的探针可以直接落入到导向孔内，第二移动组件52再驱动压装组件55移动，将压装组件55移动至正对导向孔的位置，第一移动组件31驱动模板32移动，使模板32上的孔与导向孔位置相对，压装组件55将导向孔内的探针压装到模板32上的孔内，从而实现探针的自动安装，从而提高了探针安装的效率，且通过震动机构2将探针分开，无需将探针排序，取料机构4吸取探针，能够取放不同规格的探针，实现对不同规格的探针进行安装。

如图1所示，震动机构2包括平震器21、料仓22和隔震件23。平震器21通过底座安装于工作台1上。隔震件23设置于底座上，隔震件23的顶部设有凹槽。料仓22设置于平震器21的执行端，隔震件23设置于料仓22的一侧，并对应料仓22的出口，在平震器21的震动作用下，料仓22内堆叠的探针震动分离并落入到隔震件23的凹槽内，取料机构4从凹槽内取料即可。详细地，平震器21为常规的现有技术，本领域的技术人员可以根据需要选取，在此不进行限制。

如图1和图4所示，第一移动组件31包括顶升结构311、下底板312、X直线驱动件313、上底板314、Y直线驱动件315和载板316。顶升结构311设置于工作台1。下底板312设置于顶升结构311的执行端，且位于工作台1上方。X直线驱动件313设置于下底板312。上底板314沿X向滑动连接于下底板312且连接于X直线驱动件313的执行端。Y直线驱动件315设置于上底板314。载板316沿水平垂直于X向的Y向滑动连接于上底板314且连接于Y直线驱动件315的执行端。模板32排列设置在载板316上。可以理解的是，通过顶升结构311驱动下底板312升降，X直线驱动件313驱动上底板314沿X向移动，Y直线驱动件315驱动载板316沿Y向移动，从而使载板316实现了X向、Y向、Z向的移动，从而便于移动载板316上的模板32，使模板32上的任意孔和导向孔的位置对应。可选地，X直线驱动件313为直线模组。Y直线驱动件315为直线模组。本领域的技术人员也可以将X直线驱动件313或者Y直线驱动件315设置为其他形式，在此不进行限制。

进一步地，顶升结构311包括顶升驱动件3111、导向件3112，顶升驱动件3111设置于工作台1，导向件3112包括导柱和导套，导套设置于工作台1，导柱滑动贯穿导套，且导柱的顶端连接于下底板312。优选地，导向件3112设置有多个，多个导向件3112的导柱底端通过连接板连接在一起。

优选地，本实施例中探针组装装置还包括第二定位机构（未图示），第二定位机构设置于工作台1，第二定位机构被配置为获取震动机构2上的探针的位置信息，这样能够便于取料机构4准确取料。第二定位机构包括第一CCD相机，第一CCD相机设置于震动机构2上方。通过第一CCD相机获取震动机构2上的探针的图像信息，第一CCD相机的工作原理为常规的现有技术，在此不再赘述。

如图1至图3所示，取料机构4包括机械手41和吸头组件42。机械手41设置于工作台1。吸头组件42设置于机械手41的执行端，吸头组件42能够吸取震动机构2上的探针。详细地，机械手41能够驱动吸头组件42移动，将吸头组件42移动到取料位置后，通过吸头组件42吸取探针，移动至放料位置后，吸头组件42能够松开探针。机械手41的结构本领域的技术人员可以根据需要选择，在此不进行限制。

在一些可选的实施例中，吸头组件42包括连接套421、吸头422和弹性件423。连接套421顶端连接于机械手41的执行端。吸头422套设于连接套421内并能够相对连接套421滑动预设距离，吸头422连通于外部的抽真空装置。弹性件423套设在吸头422上，且位于吸头422和连接套421之间。详细地，吸头422取料时，通过外部的抽真空装置进行抽真空，使吸头422的取料口处形成负压，从而能够吸取探针。详细地，吸头422的顶部滑动贯穿在连接套421内，且顶端连接有接头，通过接头和外部的抽真空装置连通。通过弹性件423的设置，可以在吸头422取放料时进行缓冲，防止损伤探针。可选地，弹性件423为弹簧。进一步地，吸头422的中部开设有沿其长度方向延伸的滑槽，滑槽内贯穿有销钉，且销钉连接于连接套421，这样吸头422可以通过销钉进行限位，防止销钉从连接套421内脱出。

为了便于准确的放置探针，本实施例中优先地，吸头422的底端开设有容纳探针的半弧形槽4221。详细地，吸头422吸取探针时，探针位于半弧形槽4221内，这样放置探针时，将半弧形槽4221正对放料位置，即可将探针准确放置到放料位置。

如图1、图5至图8所示，换向组件54包括换向件541和吹气结构。换向件541连接于第二移动组件52的执行端，换向件541内具有导向通道5411，导向通道5411的输入端水平设置，导向通道5411的输出端竖向设置。吹气结构能够由导向通道5411的输入端向输出端吹气。可以理解的是，取料机构4将探针放置于换向件541的导向通道5411输入端的位置，在吹气机构的吹气作用下，将探针从导向通道5411的输入端吹向输出端，从而将探针由水平状态转变为竖直状态，为后续的组装做准备。通过吹气结构的吹气作为动力，并通过导向通道5411进行导向，能够适应于多种规格的探针，有利于安装不同规格的探针。详细地，吹气结构吹出的气体为压缩之后的气体。换向件541的顶部对应导向通道5411的输入端处开设凹槽，凹槽相对的两侧壁倾斜设置，以使探针能够沿凹槽侧壁滑落至导向通道5411内，方便探针的放置。

本实施例中优选地，换向件541包括第一换向块5412和与第一换向块5412相对设置的第二换向块5413，第一换向块5412连接于第二移动组件52的执行端，第一换向块5412和第二换向块5413之间形成导向通道5411。详细地，第一换向块5412和第二换向块5413相对的两个侧壁均开设有导向槽，第一换向块5412和第二换向块5413贴合在一起时通过导向槽形成导向通道5411。

如图1、图5至图7所示，压装组件55包括升降驱动件551、安装座552和配重结构553、保护套554和顶针555。升降驱动件551设置于第二移动组件52的执行端。安装座552竖向滑动连接于升降驱动件551的固定部并连接于升降驱动件551的执行端，配重结构553竖向滑动连接于安装座552。保护套554连接于配重结构553，顶针555的顶端穿设在保护套554内。详细地，通过升降驱动件551驱动安装座552升降，从而使安装座552带动与其连接的配重结构553升降，由于配重结构553滑动连接于安装座552，因此，顶针555下压探针时的压力为配重结构553、保护套554和顶针555的重力，从而可以通过调节配重结构553的重量，调节对探针的下压力。在一些可选地的实施例中，升降驱动件551为伺服电动缸，当然本领域的技术人员可以将升降驱动件551设置为其他形式，在此不进行限制。

进一步地，配重结构553包括第一配重块5331、称重传感器5332和第二配重块5333。第一配重块5331滑动连接于安装座552。称重传感器5332顶端连接于第一配重块5331，第二配重块5333连接于称重传感器5332的底端，保护套554连接于第二配重块5333。通过称重传感器5332可以获取顶针555对探针施加的压力的信息，根据该压力信息可以便于调节对探针施加的压力大小。

具体地，压装组件55还包括限位块556，限位块556位置可调地连接于安装座552，用于限位配重结构553，使得配重结构553可以在一定的距离范围内升降。限位块556位置调节方式为常规的现有技术，在此不再详述。

进一步地，压装组件55还包括位置检测结构557，位置检测结构557被配置为获取顶针555的位置信息。根据获取顶针555的位置信息，升降驱动件551可以控制安装座552升降的距离，从而控制顶针555升降的距离。可选地，位置检测结构557包括光电开关和感应件，光电开关设置于安装座552，感应件连接于配重结构553。

如图1所示，本实施例中的探针组装装置还包括第一定位机构6，第一定位机构6设置于socket模组3上方，第一定位机构6被配置为获取模板32上的孔的位置信息。详细地，第一移动组件31可以根据第一定位机构6获取的模板32上的孔的位置信息调节模板32的位置，使模板32上的孔可以和承接座53上的导向孔的位置对应。可选地，第一定位机构6包括第二CCD相机。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.探针组装装置，其特征在于，包括工作台（1）和设置于所述工作台（1）上的震动机构（2）、socket模组（3）、取料机构（4）、安装机构（5）；

所述震动机构（2）能够将堆叠的探针分开；

所述socket模组（3）包括第一移动组件（31）和若干排列设置于所述第一移动组件（31）执行端的模板（32），每个所述模板（32）均开设有安装所述探针的孔；

所述安装机构（5）包括支架（51）、第二移动组件（52）、承接座（53）和设置于所述第二移动组件（52）执行端的换向组件（54）、压装组件（55），所述支架（51）设置于所述工作台（1），所述第二移动组件（52）和所述承接座（53）分别设置于所述支架（51），所述承接座（53）上开设有竖向延伸的导向孔，所述取料机构（4）能够吸取所述探针并将所述震动机构（2）处的所述探针水平放置于所述换向组件（54），所述换向组件（54）能够将水平状态的所述探针转换至竖直状态输出，所述第二移动组件（52）能够驱动所述换向组件（54）和所述压装组件（55）沿X向移动，以使所述换向组件（54）输出的所述探针落入至所述导向孔内，所述压装组件（55）能够将所述导向孔内的所述探针压出；

所述第一移动组件（31）能够将所述模板（32）上的任意孔移动至正对于所述导向孔的下方的位置。

2.根据权利要求1所述的探针组装装置，其特征在于，所述换向组件（54）包括：

换向件（541），连接于所述第二移动组件（52）的执行端，所述换向件（541）内具有导向通道（5411），所述导向通道（5411）的输入端水平设置，所述导向通道（5411）的输出端竖向设置；

吹气结构，所述吹气结构能够由所述导向通道（5411）的输入端向输出端吹气。

3.根据权利要求2所述的探针组装装置，其特征在于，所述换向件（541）包括第一换向块（5412）和与所述第一换向块（5412）相对设置的第二换向块（5413），所述第一换向块（5412）连接于所述第二移动组件（52）的执行端，所述第一换向块（5412）和所述第二换向块（5413）之间形成所述导向通道（5411）。

4.根据权利要求1所述的探针组装装置，其特征在于，所述压装组件（55）包括：

升降驱动件（551），设置于所述第二移动组件（52）的执行端；

安装座（552）和配重结构（553），所述安装座（552）竖向滑动连接于所述升降驱动件（551）的固定部并连接于所述升降驱动件（551）的执行端，所述配重结构（553）竖向滑动连接于所述安装座（552）；

保护套（554）和顶针（555），所述保护套（554）连接于所述配重结构（553），所述顶针（555）的顶端穿设在所述保护套（554）内。

5.根据权利要求4所述的探针组装装置，其特征在于，所述配重结构（553）包括：

第一配重块（5331），滑动连接于所述安装座（552）；

称重传感器（5332）和第二配重块（5333），所述称重传感器（5332）顶端连接于所述第一配重块（5331），所述第二配重块（5333）连接于所述称重传感器（5332）的底端，所述保护套（554）连接于所述第二配重块（5333）。

6.根据权利要求1所述的探针组装装置，其特征在于，所述取料机构（4）包括：

机械手（41），设置于所述工作台（1）；

吸头组件（42），所述吸头组件（42）设置于所述机械手（41）的执行端，所述吸头组件（42）能够吸取所述震动机构（2）上的所述探针。

7.根据权利要求6所述的探针组装装置，其特征在于，所述吸头组件（42）包括：

连接套（421），顶端连接于所述机械手（41）的执行端；

吸头（422），所述吸头（422）套设于所述连接套（421）内并能够相对所述连接套（421）滑动预设距离，所述吸头（422）连通于外部的抽真空装置；

弹性件（423），套设在所述吸头（422）上，且位于所述吸头（422）和所述连接套（421）之间。

8.根据权利要求7所述的探针组装装置，其特征在于，所述吸头（422）的底端开设有容纳所述探针的半弧形槽（4221）。

9.根据权利要求1~7中任一项所述的探针组装装置，其特征在于，所述第一移动组件（31）包括：

顶升结构（311），设置于所述工作台（1）；

下底板（312），设置于所述顶升结构（311）的执行端，且位于所述工作台（1）上方；

X直线驱动件（313），设置于所述下底板（312）；

上底板（314），沿所述X向滑动连接于所述下底板（312）且连接于所述X直线驱动件（313）的执行端；

Y直线驱动件（315），设置于所述上底板（314）；

载板（316），沿水平垂直于所述X向的Y向滑动连接于所述上底板（314）且连接于所述Y直线驱动件（315）的执行端。

10.根据权利要求1~7中任一项所述的探针组装装置，其特征在于，还包括第一定位机构（6），所述第一定位机构（6）设置于所述socket模组（3）上方，所述第一定位机构（6）被配置为获取所述模板（32）上的孔的位置信息。