CN116990564B - 一种悬臂探针的校正装置及校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬臂探针的校正装置及校正方法，属于探针技术领域。所述校正装置包括针台和校正组件；所述针台的顶面具有V形容置槽，所述V形容置槽用于容置悬臂探针的针杆，且所述V形容置槽的槽底倾斜于水平面布置；所述校正组件包括驱动件和两个间隔布置的夹板，两个所述夹板均竖直布置，且两个所述夹板沿所述V形容置槽的槽底对称布置，所述驱动件的输出端与两个所述夹板传动连接，以驱动两个所述夹板靠拢后摆动所述悬臂探针的针尖。本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正装置，可以自动实现对悬臂探针的针尖的校正，保证转运后的悬臂探针的针尖可以直接插装在针尖定位膜上。

Description

一种悬臂探针的校正装置及校正方法

技术领域

本发明属于探针技术领域，具体涉及一种悬臂探针的校正装置及校正方法。

背景技术

在新型显示、半导体等电子部件模块中，在其制造工序中进行导通等性能进行检测。使用探针卡上探针一端直接与被测产品上的金手指接触，探针另一端与转接PCB上的Pad点接触，通过转接PCB的转接与检测装置连接起来，由此形成通路，进行检测。

探针卡的种类繁多，其中悬臂针探针卡应用较为广泛，目前行业中普遍采用的悬臂针探针卡的制造工艺是：通过人工将各悬臂探针从针盘转运至定位工位上，定位工位上悬臂探针的针尖竖直插装在针尖定位膜上的定位孔中，而悬臂探针的针杆则放置至斜楔块的斜面上进行定位，然后，通过在斜楔块的斜面上涂刷的树脂并烘干即可实现对多个针杆进行固定。最后将多个悬臂探针与PCB板进行点焊装针。

然而，悬臂探针尺寸极小，为了提高针盘的装针效率，针盘上对应的针尖槽尺寸较大，使得针尖存在±10°左右的偏摆，导致人工转运后的悬臂探针的针尖往往无法直接插装在针尖定位膜上。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种悬臂探针的校正装置及校正方法，其目的在于可以自动实现对悬臂探针的针尖的校正，保证转运后的悬臂探针的针尖可以直接插装在针尖定位膜上，提高了后续插针的效率。

第一方面，本发明提供了一种悬臂探针的校正装置，所述校正装置包括针台和校正组件；

所述针台的顶面具有V形容置槽，所述V形容置槽用于容置悬臂探针的针杆，且所述V形容置槽的槽底倾斜于水平面布置；

所述校正组件包括驱动件和两个间隔布置的夹板，两个所述夹板均竖直布置，且两个所述夹板沿所述V形容置槽的槽底对称布置，所述驱动件的输出端与两个所述夹板传动连接，以驱动两个所述夹板靠拢后摆动所述悬臂探针的针尖。

可选地，所述校正装置还包括控制组件，所述控制组件包括相机模块、图像处理器和控制器，所述相机模块正对所述V形容置槽，以对所述悬臂探针进行拍照，所述图像处理器用于对照片处理分析，所述相机模块、所述图像处理器、所述控制器和所述驱动件依次电连接。

可选地，所述控制组件还包括废料盘和抓手，所述废料盘位于所述针台的一侧，所述抓手与所述控制器电连接，所述抓手用于抓取并转移所述悬臂探针至所述废料盘中。

可选地，所述校正组件还包括第一调节模块，所述第一调节模块的输出端与所述驱动件传动连接，所述第一调节模块用于调节所述驱动件在X轴、Y轴和Z轴上的位置。

可选地，所述校正组件还包括摆台，所述驱动件位于所述摆台上，所述摆台用于驱动所述驱动件摆动，所述摆台的摆动中心轴与所述V形容置槽的槽底同轴。

可选地，所述第一调节模块包括从下至上依次布置的X方向直线模组、Y方向直线滑台和Z方向直线滑台，所述X方向直线模组用于驱动所述Y方向直线滑台沿X方向移动，所述Y方向直线滑台用于驱动所述Z方向直线滑台沿Y方向移动，所述Z方向直线滑台用于驱动所述驱动件沿Z方向移动。

可选地，所述校正组件还包括第二调节模块，所述第二调节模块包括第一直线滑台和旋转台，所述旋转台用于驱动所述第一直线滑台旋转，所述第一直线滑台用于驱动所述针台沿直线移动，且所述针台的移动方向垂直于所述V形容置槽的槽底。

可选地，各所述夹板上具有夹头，所述夹头背向所述夹板的一侧具有作用面，两个所述夹头的两个所述作用面用于摆动所述悬臂探针的针尖的中部。

可选地，所述驱动件为电动夹爪或者手指气缸。

第二方面，本发明提供了一种悬臂探针的校正方法，所述校正方法基于第一方面所述的校正装置，所述校正方法包括：

将所述悬臂探针上料至所述针台的所述V形容置槽中，所述悬臂探针的针尖位于两个所述夹板之间；

通过所述驱动件驱动两个所述夹板靠拢，以使得所述悬臂探针的针尖竖直布置；

通过所述驱动件驱动两个所述夹板分离。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果如下：

对于本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正装置，在对悬臂探针的转运过程中，首先，通过转运结构将悬臂探针上料至针台的V形容置槽中。此时，V形容置槽起到容置定位悬臂探针的针杆，避免后续夹板在摆动针尖时悬臂探针移动。另外，悬臂探针的针尖位于两个夹板之间。然后，通过驱动件驱动两个夹板靠拢，从而使得悬臂探针的针尖摆正而竖直布置（针尖朝下），进而自动实现对悬臂探针的针尖的校正，保证转运后的悬臂探针的针尖可以直接插装在针尖定位膜上，提高了后续插针的效率。最后，通过驱动件驱动两个夹板分离。此后通过转运结构将针台上的悬臂探针转运并插装至针尖定位膜上。

也就是说，本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正装置，可以自动实现对悬臂探针的针尖的校正，保证转运后的悬臂探针的针尖可以直接插装在针尖定位膜上，提高了后续插针的效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的针台的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的悬臂探针校正前状态的局部放大图；

图4是本发明实施例提供的悬臂探针校正后状态的局部放大图；

图5是本发明实施例提供的相机模块的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第一调节模块的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的夹板的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正方法的流程图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、针台；11、V形容置槽；2、校正组件；21、驱动件；22、夹板；221、夹头；222、连接块；3、相机模块；31、相机座；32、第二直线滑台；33、镜头支撑座；34、相机；4、废料盘；5、第一调节模块；51、X方向直线模组；52、Y方向直线滑台；53、Z方向直线滑台；6、摆台；7、第二调节模块；71、第一直线滑台；72、旋转台；73、滑台支撑座；74、底板；100、悬臂探针；110、针杆；120、针尖。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

图1是本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正装置的结构示意图，如图1所示，校正装置包括针台1和校正组件2。

图2是本发明实施例提供的针台的结构示意图，如图2所示，针台1的顶面具有V形容置槽11，V形容置槽11用于容置悬臂探针100的针杆110，且V形容置槽11的槽底（即为两个斜面的交线）倾斜于水平面布置。

校正组件2包括驱动件21和两个间隔布置的夹板22，两个夹板22均竖直布置，且两个夹板22沿V形容置槽11的槽底对称布置，驱动件21的输出端与两个夹板22传动连接，以驱动两个夹板22靠拢后摆动悬臂探针100的针尖120。

对于本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正装置，在对悬臂探针100的转运过程中，首先，通过转运结构将悬臂探针100上料至针台1的V形容置槽11中。此时，V形容置槽11起到容置定位悬臂探针100的针杆110，避免后续夹板22在摆动针尖120时悬臂探针100移动。另外，悬臂探针100的针尖120位于两个夹板22之间。然后，通过驱动件21驱动两个夹板22靠拢，从而使得悬臂探针100的针尖120摆正而竖直布置（针尖120朝下），进而自动实现对悬臂探针100的针尖120的校正，保证转运后的悬臂探针100的针尖120可以直接插装在针尖定位膜上，提高了后续插针的效率。最后，通过驱动件21驱动两个夹板22分离。此后通过转运结构将针台1上的悬臂探针100转运并插装至针尖定位膜上。

也就是说，本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正装置，可以自动实现对悬臂探针100的针尖120的校正，保证转运后的悬臂探针100的针尖120可以直接插装在针尖定位膜上，提高了后续插针的效率。

需要说明的是，V形容置槽11的槽底倾斜角与定位工位上斜楔块的斜面倾斜角一致，使得插针过程中针杆110也恰好贴合至斜楔块上（此时无需另外转动针杆110），避免在插针过程中产生针杆110与斜楔块干涉而无法定位的问题。另外，两个夹板22沿V形容置槽11的槽底对称布置，可以使得悬臂探针100的针杆110对应的轴线始终位于两个夹板22中心，从而保证夹板22仅摆动针尖120而不会夹带针杆110移动。

需要说明的是，悬臂探针100的针杆110的一端和针尖120的一端固定连接，且两者呈一定夹角。

示例性地，驱动件21可以为电动夹爪或者手指气缸等结构，本发明对此不作限制。

在本发明的其它实施例中，驱动件21还可以为电机丝杆结构。其中，两个夹板22上对应设置相反的螺纹，从而通过电机和丝杆最终带动两个夹板22同步位移。

在本实施例中，校正装置还包括控制组件，控制组件包括相机模块3、图像处理器和控制器（图未示），相机模块3正对V形容置槽11，以对悬臂探针100进行拍照，图像处理器用于对照片处理分析，相机模块3、图像处理器、控制器和驱动件21依次电连接。

在上述实施方式中，通过控制组件可以实现对驱动件21的自动控制，并可以自动实现针尖120的校正，提高了校正效率，且无需人工观察。

示例性地，转运设备将悬臂探针100转运至针台1上时，相机模块3正对悬臂探针100并对悬臂探针100进行拍照，相机模块3则将照片输送至图像处理器，图像处理器则会对照片进行处理分析，获得悬臂探针100的针尖120的偏摆角α，控制器接收该偏摆角信号。当偏摆角在不超过±0.2°时，控制器不会控制驱动件21工作，悬臂探针100的针尖120偏摆角满足要求，无需进行校正，从而提高了校正效率。而当偏摆角超过±0.2°时（见图3），控制器则会控制驱动件21工作，夹板22靠拢后摆动悬臂探针100的针尖120。此时相机模块3再次进行拍照，重复上述步骤，直至校正针尖120的偏摆角校正至±0.2°为止（见图4）。

示例性地，相机模块3包括相机座31、第二直线滑台32、镜头支撑座33和相机34（见图5），第二直线滑台32位于相机座31上，相机34位于第二直线滑台32上，通过第二直线滑台32对相机34进行调焦。调焦完成后，通过在相机座31上设置镜头支撑座33来对相机34的镜头进行支撑。

进一步地，控制组件还包括废料盘4和抓手，废料盘4位于针台1的一侧，抓手与控制器电连接，抓手用于抓取并转移悬臂探针100至废料盘4中。

在上述实施方式中，通过抓手可以将针尖120弯折的悬臂探针100进行抓取并转运至废料盘4中，完成对异常悬臂探针100的收集。

示例性地，当图像处理器对照片进行处理分析后，确定悬臂探针100的针尖120的弯折，并将该信号输送至控制器，控制器则控制抓手启动，从而自动完成对废料的收集。

示例性地，抓手可以为机械手。

图6是本发明实施例提供的第一调节模块的结构示意图，结合图1和图6所示，在本发明的一种实现方式中，校正组件2还包括第一调节模块5，第一调节模块5的输出端与驱动件21传动连接，第一调节模块5用于调节驱动件21在X轴、Y轴和Z轴上的位置。第一调节模块5可以调节两个夹板22在三维空间上的位置，补偿安装过程中驱动件21及夹板22的安装误差，保证夹板22的位置精度，使得悬臂探针100的针杆110对应的轴线始终位于两个夹板22中心，从而保证夹板22仅摆动针尖120而不会夹带针杆110移动。

示例性地，第一调节模块5包括从下至上依次布置的X方向直线模组51、Y方向直线滑台52和Z方向直线滑台53。X方向直线模组51用于驱动Y方向直线滑台52沿X方向移动，从而带动Y方向直线滑台52、Z方向直线滑台53、驱动件21及夹板22整体沿X方向移动。Y方向直线滑台52用于驱动Z方向直线滑台53沿Y方向移动，从而带动Z方向直线滑台53、驱动件21及夹板22整体沿Y方向移动移动。Z方向直线滑台53用于驱动驱动件21沿Z方向移动，从而带动驱动件21及夹板22沿Z轴方向升降。

在本发明的另一种实现方式中，校正组件2还包括摆台6，驱动件21位于摆台6上，摆台6用于驱动驱动件21摆动，摆台6的摆动中心轴与V形容置槽11的槽底同轴。

容易理解的是，在安装驱动件21及夹板22过程中，夹板22可能存在与竖直方向上的倾斜，导致夹板22的校正存在一定的偏差。通过设置摆动，摆台6则会以V形容置槽11的槽底为中心对夹板22进行小角度的转动，以提高夹板22竖直方向上的精度。也就是说，通过摆台6则可以进一步校正夹板22的精度，从而进一步提高针尖120的校正精度。

在本发明的又一种实现方式中，校正组件2同时包括第一调节模块5和摆台6，此时，第一调节模块5的输出端（即Z方向直线滑台53的输出端）与摆台6传动连接，从而增大对夹板22的调节范围，增大本装置的适用范围。

结合图1和图6所示，校正组件2还包括第二调节模块7，第二调节模块7包括第一直线滑台71和旋转台72，旋转台72用于驱动第一直线滑台71旋转，第一直线滑台71用于驱动针台1沿直线移动，且针台1的移动方向垂直于V形容置槽11的槽底。

在上述实施方式中，通过第一直线滑台71及旋转台72同样可以调节针台1上V形容置槽11的槽底的位置，保证转运结构在上料过程中针尖120能精准放置至V形容置槽11中。

示例性地，针台1的移动方向为X方向。第二调节模块7还包括滑台支撑座73，旋转台72位于滑台支撑座73上，起到支撑和抬高旋转台72的作用。另外，滑台支撑座73和X方向直线模组51通过底板74固定连接在一起，使得第一调节模块5和第二调节模块7形成一个整体，便于搬运。

容易理解的是，第一调节模块5、第二调节模块7及摆台6在组装整个校正装置过程中对V形容置槽11或者夹板22进行位置调节，而调节完成后，后续校正过程中无需再进行调节。

图7是本发明实施例提供的夹板的结构示意图，如图7所示，各夹板22上具有夹头221，夹头221背向夹板22的一侧具有作用面，两个夹头221的两个作用面用于摆动悬臂探针的针尖120的中部。

在上述实施方式中，通过两个作用面来摆动针尖120的中部可以减少其与针尖120的接触面积，减少校正过程中针尖120被磨损或者弯折的风险。

容易理解的是，针尖120为锥形结构，其底端（背向针杆110的一端）直径极小，通过夹板22来摆动针尖120极易损伤针尖120的底端，而通过夹头221来夹针尖120的中部，针尖120不易损伤。

示例性地，夹头221可以为三角形，夹头221和夹板22一体成型。夹板22上还设置有连接块222，通过连接块222实现驱动件21与夹板22的传动连接。

图8是本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正方法的流程图，如图8所示，该校正方法基于上述的校正装置，校正方法包括：

S1、将悬臂探针100上料至针台1的V形容置槽11中，悬臂探针100的针尖120位于两个夹板22之间。

S2、通过驱动件21驱动两个夹板22靠拢，以使得悬臂探针100的针尖120竖直布置。

S3、通过驱动件21驱动两个夹板22分离。

本发明实施例提供的一种悬臂探针的校正方法，可以自动实现对悬臂探针100的针尖120的校正，保证转运后的悬臂探针100的针尖120可以直接插装在针尖定位膜上，提高了后续插针的效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种悬臂探针的校正装置，其特征在于，所述校正装置包括针台、校正组件和转运结构；

所述针台的顶面具有V形容置槽，所述V形容置槽用于容置悬臂探针的针杆，且所述V形容置槽的槽底倾斜于水平面布置；

所述校正组件包括驱动件和两个间隔布置的夹板，两个所述夹板均竖直布置，且两个所述夹板沿所述V形容置槽的槽底对称布置，悬臂探针的针杆的轴线位于两个所述夹板中心，所述驱动件的输出端与两个所述夹板传动连接，以驱动两个所述夹板靠拢后摆动所述悬臂探针的针尖；

所述校正装置还包括控制组件，所述控制组件包括相机模块、图像处理器和控制器，所述相机模块正对所述V形容置槽，以对所述悬臂探针进行拍照，所述夹板位于所述针台和所述相机模块之间，所述图像处理器用于对照片处理分析，所述相机模块、所述图像处理器、所述控制器和所述驱动件依次电连接；

所述转运结构用于将悬臂探针上料至所述针台的所述V形容置槽中，以及将所述针台上的悬臂探针转运并插装至针尖定位膜上；

其中，悬臂探针的针杆的一端和针尖的一端固定连接，且呈夹角。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂探针的校正装置，其特征在于，所述控制组件还包括废料盘和抓手，所述废料盘位于所述针台的一侧，所述抓手与所述控制器电连接，所述抓手用于抓取并转移所述悬臂探针至所述废料盘中。

3.根据权利要求1所述的一种悬臂探针的校正装置，其特征在于，所述校正组件还包括第一调节模块，所述第一调节模块的输出端与所述驱动件传动连接，所述第一调节模块用于调节所述驱动件在X轴、Y轴和Z轴上的位置。

4.根据权利要求1或3所述的一种悬臂探针的校正装置，其特征在于，所述校正组件还包括摆台，所述驱动件位于所述摆台上，所述摆台用于驱动所述驱动件摆动，所述摆台的摆动中心轴与所述V形容置槽的槽底同轴。

5.根据权利要求3所述的一种悬臂探针的校正装置，其特征在于，所述第一调节模块包括从下至上依次布置的X方向直线模组、Y方向直线滑台和Z方向直线滑台，所述X方向直线模组用于驱动所述Y方向直线滑台沿X方向移动，所述Y方向直线滑台用于驱动所述Z方向直线滑台沿Y方向移动，所述Z方向直线滑台用于驱动所述驱动件沿Z方向移动。

6.根据权利要求1所述的一种悬臂探针的校正装置，其特征在于，所述校正组件还包括第二调节模块，所述第二调节模块包括第一直线滑台和旋转台，所述旋转台用于驱动所述第一直线滑台旋转，所述第一直线滑台用于驱动所述针台沿直线移动，且所述针台的移动方向垂直于所述V形容置槽的槽底。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种悬臂探针的校正装置，其特征在于，各所述夹板上具有夹头，所述夹头背向所述夹板的一侧具有作用面，两个所述夹头的两个所述作用面用于摆动所述悬臂探针的针尖的中部。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种悬臂探针的校正装置，其特征在于，所述驱动件为电动夹爪或者手指气缸。

9.一种悬臂探针的校正方法，其特征在于，所述校正方法基于权利要求1-8任意一项所述的校正装置，所述校正方法包括：

将所述悬臂探针上料至所述针台的所述V形容置槽中，所述悬臂探针的针尖位于两个所述夹板之间；

通过所述驱动件驱动两个所述夹板靠拢，以使得所述悬臂探针的针尖竖直布置；

通过所述驱动件驱动两个所述夹板分离。