CN117368546A - 一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，包括设备底座，所述设备底座的顶部固定安装有两组Y轴方向设置的第一Y轴直线电机，所述第一Y轴直线电机的顶部固定安装有X轴方向设置的第一X轴直线电机，所述检测组件固定安装于第一X轴直线电机上。本发明设置的检测组件上设置有可以显微镜和温度系统能够分别移动去适应多种变化的被测物品；而设置的移动机构可以安装多组不同的探针台，而需要安装的探针尺寸可以根据使用需求去更换探针台，多个探针台尽可能的满足被测需求；并且设置的样品台可以提供多尺寸的真空吸附，被测物品被稳定固定在样品台上，而样品台上安装完探针后能够稳定测量，同时样品台可以提供一定行程的旋转。

Description

一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备

技术领域

本发明涉及机械测试技术领域，具体为一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备。

背景技术

半导体行业一直在不断电发展和创新，要求对产品进行更高效、更准确的测试和测量。半导体探针台作为一种用于测试和测量的关键设备，起着重要的作用。然而，传统的手动操作和部分自动化探针台在自动化程度、适应性和精确性等方面存在一些局限性。现有自动化探针台利用机械系统和软件控制实现自动定位和探测功能，并通过减少人为因素的干预提高测试的一致性和效率。然而现有的自动化探针台仍然存在一些问题，并不能完全满足市场需求；

现有技术中，已经提出了一部分解决方案，例如有一种自动化探针台系统，它利用机械臂和图像处理实现自动的样品定位和探测。该系统通过图像识别和算法分析，将样品的信息传递给机械臂，从而实现自动定位和探测。尽管该技术方案实现了一定程度上的自动化，但仍存在一些限制。例如对于非标准样品的适应性交叉，无法适应多种形状、尺寸和材料样品的测试需求，此外，该系统在定位精度和准确性方面仍有提升的空间，对于高精度测试需求，需要更精准的定位和稳定性；

并且现有技术在适应性方面存在问题。由于样品形状、尺寸和材料的多样性，现有技术往往无法适应非标准样品的测试需求。因为现有技术的样品定位和探测主要依赖于图像处理技术，对于形状复杂、尺寸超出标准范围或材料特殊的样品，图像识别和算法分析很难准确判断其位置和特征，为此，我们提出一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，以解决背景技术中需要解决的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，包括设备底座、机架、缓冲底座、第一Y轴直线电机、第一X轴直线电机、检测组件、样品台和移动机构，所述机架的顶部固定安装有多组缓冲底座，所述缓冲底座的顶部固定安装有设备底座，所述设备底座的顶部固定安装有两组Y轴方向设置的第一Y轴直线电机，所述第一Y轴直线电机的顶部固定安装有X轴方向设置的第一X轴直线电机，所述检测组件固定安装于第一X轴直线电机上，所述样品台固定安装于设备底座上，所述设备底座的顶部且位于样品台的外部固定安装有移动机构。

优选的，所述检测组件包括温控模块、显微光学模块、第二X轴直线电机、第二Y轴直线电机和探针卡部分，所述探针卡部分安装于第二X轴直线电机和第二Y轴直线电机上，所述温控模块和显微光学模块固定安装于第二Y轴直线电机上，所述第二Y轴直线电机与第二X轴直线电机固定连接。

优选的，所述探针卡部分包括探针载板、安装板、销轴和探针卡，所述探针载板的一侧固定连接有安装板，所述安装板的一侧设置有第一载板，所述探针卡的一侧固定连接有探针卡治具，所述探针卡治具的一侧固定连接有第一探针卡载板，所述第一探针卡载板的一侧通过调节螺杆固定连接有轴套定位块，所述轴套定位块和销轴与第一探针卡载板连接，所述安装板的一侧固定连接有第一连接块，所述第一连接块与轴套定位块通过压板连接，所述安装板的一侧固定连接有滑块支架，所述第一载板上固定安装有传感器，所述第一探针卡载板与第一载板之间设置有调重块。

优选的，所述移动机构包括垫块、第一导轨定位座和第一探针台滑板，所述设备底座上通过多组垫块固定连接有两组第一导轨定位座，所述第一导轨定位座的一侧固定安装有第一限位传感器和遮光片，所述第一导轨定位座上滑动连接有两组第一滑块，所述第一滑块的顶部固定连接有第一探针台滑板，所述第一探针台滑板的顶部一侧固定连接有第一把手，所述第一导轨定位座上滑动连接有第二滑块，所述第二滑块的顶部固定安装有第二探针台载板，所述第二滑块上固定安装有螺纹把手，所述第一探针台滑板的一侧固定安装有快速接头，所述第一导轨定位座上安装有薄型气缸。

优选的，所述样品台包括安装台和电缸固定块，所述安装台上安装有第一圆弧导轨和第二圆弧导轨，所述电缸固定块上安装有电动缸，所述第一圆弧导轨的内部设置有第一转轴，所述电动缸的输出端与第一转轴固定连接，所述第二圆弧导轨上设置有第二转轴，所述安装台上设置有探针固定片，所述安装台上设置有chuck板，所述chuck板上设置有加热块，所述安装台上的一侧边缘处设置有第三转轴，所述安装台上以及chuck板的背面安装有多组真空逻辑阀。

优选的，所述第一探针台滑板的两侧均固定安装有第二导轨定位座，所述第二导轨定位座上设置有管接固定块。

优选的，两组所述第一探针台滑板上分别固定安装有五组探针，所述第二探针台载板上方安装有一组探针。

优选的，所述第一导轨定位座的两侧均固定连接有限位块，所述第一把手的一侧设置有与薄型气缸连接的气控阀。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明设置的检测组件上设置有可以显微镜和温度系统能够分别移动去适应多种变化的被测物品；

（2）而设置的移动机构可以安装多组不同的探针台，而需要安装的探针尺寸可以根据使用需求去更换探针台，多个探针台可以尽可能的满足被测需求；

（3）并且设置的样品台可以提供多尺寸的真空吸附，保证被测物品被稳定固定在样品台上，而样品台上安装完探针后能够稳定测量，同时样品台可以提供一定行程的旋转，能够减少探针台安装的次数、提高测量工件的多样性。

附图说明

图1为本发明立体图结构示意图；

图2为本发明探针卡部分立体图结构示意图；

图3为本发明检测组件立体图结构示意图；

图4为本发明移动机构立体图结构示意图；

图5为本发明样品台立体图结构示意图。

图中：1、设备底座；2、机架；3、缓冲底座；4、第一Y轴直线电机；5、第一X轴直线电机；6、检测组件；7、样品台；8、移动机构；9、探针载板；10、安装板；11、第一载板；12、第一连接块；13、轴套定位块；14、压板；15、滑块支架；16、销轴；17、第一探针卡载板；18、探针卡治具；19、探针卡；20、调节螺杆；21、传感器；22、温控模块；23、显微光学模块；24、第二X轴直线电机；25、第二Y轴直线电机；26、探针卡部分；27、垫块；28、第一导轨定位座；29、第一滑块；30、第一探针台滑板；31、第二滑块；32、第二探针台载板；33、螺纹把手；34、第一限位传感器；35、遮光片；36、薄型气缸；37、快速接头；38、第一把手；39、第二导轨定位座；40、管接固定块；41、限位块；42、安装台；43、chuck板；44、第一圆弧导轨；45、第二圆弧导轨；46、电缸固定块；47、电动缸；48、第一转轴；49、第二转轴；50、第三转轴；51、加热块；52、探针固定片；53、调重块；54、真空逻辑阀。

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做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。

请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，包括设备底座1、机架2、缓冲底座3、第一Y轴直线电机4、第一X轴直线电机5、检测组件6、样品台7和移动机构8，所述机架2的顶部固定安装有多组缓冲底座3，所述缓冲底座3的顶部固定安装有设备底座1，所述设备底座1的顶部固定安装有两组Y轴方向设置的第一Y轴直线电机4，所述第一Y轴直线电机4的顶部固定安装有X轴方向设置的第一X轴直线电机5，所述检测组件6固定安装于第一X轴直线电机5上，所述样品台7固定安装于设备底座1上，所述设备底座1的顶部且位于样品台7的外部固定安装有移动机构8。

其中，设置的第一Y轴直线电机4和第一X轴直线电机5可以带动检测组件6进行移动，而检测组件6上设置有显微镜和温度系统能够分别移动去适应多种变化的被测物品；而设置的移动机构8可以安装多组不同的探针台，而需要安装的探针尺寸可以根据使用需求去更换探针台，多个探针台可以尽可能的满足被测需求；并且设置的样品台7可以提供多尺寸的真空吸附，保证被测物品被稳定固定在样品台7上，而样品台７上安装完探针后能够稳定测量，同时样品台7可以提供一定行程的旋转，能够减少探针台安装的次数、提高测量工件的多样性。

请参阅图1和图3，所述检测组件6包括温控模块22、显微光学模块23、第二X轴直线电机24、第二Y轴直线电机25和探针卡部分26，所述探针卡部分26安装于第二X轴直线电机24和第二Y轴直线电机25上，所述温控模块22和显微光学模块23固定安装于第二Y轴直线电机25上，所述第二Y轴直线电机25与第二X轴直线电机24固定连接。

其中，设置的第二X轴直线电机24、第二Y轴直线电机25可以带动探针卡部分26进行位置移动微调，从而可以使其对产品进行准确检测，并且设置的温控模块22和显微光学模块23可以分别移动去适应多种变化的被测物品。

请参阅图1和图2，所述探针卡部分26包括探针载板9、安装板10、销轴16和探针卡19，所述探针载板9的一侧固定连接有安装板10，所述安装板10的一侧设置有第一载板11，所述探针卡19的一侧固定连接有探针卡治具18，所述探针卡治具18的一侧固定连接有第一探针卡载板17，所述第一探针卡载板17的一侧通过调节螺杆20固定连接有轴套定位块13，所述轴套定位块13和销轴16与第一探针卡载板17连接，所述安装板10的一侧固定连接有第一连接块12，所述第一连接块12与轴套定位块13通过压板14连接，所述安装板10的一侧固定连接有滑块支架15，所述第一载板11上固定安装有传感器21，所述第一探针卡载板17与第一载板11之间设置有调重块53。

其中，探针卡19组装在第一Y轴直线电机4和第一X轴直线电机5的Z轴固定板上，探针载板9通过交叉滚柱导轨与Z轴固定板连接，而外部的直线电机与探针载板9固定可以控制探针卡19单独运动，而调重块53的设置可以使整个探针卡部分26达到平衡，并且通过调整调节螺杆20调节探针下压力的大小，而传感器21的设置与调重块53相接触，当漏光则表示探针已接触到产品，并下压了，以此感应是否已经下针，并是否检测到产品的压针点。

请参阅图1和图4，所述移动机构8包括垫块27、第一导轨定位座28和第一探针台滑板30，所述设备底座1上通过多组垫块27固定连接有两组第一导轨定位座28，所述第一导轨定位座28的一侧固定安装有第一限位传感器34和遮光片35，所述第一导轨定位座28上滑动连接有两组第一滑块29，所述第一滑块29的顶部固定连接有第一探针台滑板30，所述第一探针台滑板30的顶部一侧固定连接有第一把手38，所述第一导轨定位座28上滑动连接有第二滑块31，所述第二滑块31的顶部固定安装有第二探针台载板32，所述第二滑块31上固定安装有螺纹把手33，所述第一探针台滑板30的一侧固定安装有快速接头37，所述第一导轨定位座28上安装有薄型气缸36，两组所述第一探针台滑板30上分别固定安装有五组探针，所述第第二探针台载板32上方安装有一组探针，所述第一把手38的一侧设置有与薄型气缸36连接的气控阀。

其中，设置的第一探针台滑板30可以对多组探针进行安装，而设置的薄型气缸36可以对第一滑块29进行制动，而当需要推动第一探针台滑板30以及第一滑块29进行移动的时候，按住气控阀可以控制薄型气缸36回收，从而可以使第一滑块29可以顺利移动，而设置的第二滑块31可以沿着第一导轨定位座28进行移动，当位置移动完成之后便可以利用螺纹把手33对第二滑块31进行定位，而另一组探针可以安装于第二探针台载板32的上方，而设置的第一限位传感器34和遮光片35可以对第一探针台滑板30进行位置监测。

请参阅图1和图5，所述样品台7包括安装台42和电缸固定块46，所述安装台42上安装有第一圆弧导轨44和第二圆弧导轨45，所述电缸固定块46上安装有电动缸47，所述第一圆弧导轨44的内部设置有第一转轴48，所述电动缸47的输出端与第一转轴48固定连接，所述第二圆弧导轨45上设置有第二转轴49，所述安装台42上设置有探针固定片52，所述安装台42上设置有chuck板43，所述chuck板43上设置有加热块51，所述安装台42上的一侧边缘处设置有第三转轴50，所述安装台42上以及chuck板43的背面安装有多组真空逻辑阀54，在本申请中chuck板为本领域通用技术简称，常用于对半导体材料进行定位的装置。

其中，安装台42上以及chuck板43下安装有21个真空逻辑阀54，真空逻辑阀54的设置可以在被测物品放在样品台后通过吸附按钮对被测物品进行吸附，保证被测样品吸附在样品台7上，没覆盖到的空位会自动紧闭不进行吸附，而电动缸47的设置，在电动缸47的运动，样品台7和安装台42会根据电动缸47的移动进行旋转，而样品台7和安装台42上安装有第一转轴48、第二转轴49和第三转轴50和两组第一圆弧导轨44和第二圆弧导轨45可以在样品台7和安装台42移动的时候可以进行限位。

请参阅图4，所述第一探针台滑板30的两侧均固定安装有第二导轨定位座39，所述第二导轨定位座39上设置有管接固定块40，第二导轨定位座39的设置可以对第一探针台滑板30进行限位，从而可以在第一探针台滑板30移动的时候不会出现晃动。

请参阅图1和图4，所述第一导轨定位座28的两侧均固定连接有限位块41，限位块41的设置可以防止第一滑块29移动的时候脱离第一导轨定位座28。

使用时，首先，设置的第一Y轴直线电机4和第一X轴直线电机5可以带动检测组件6进行移动，而检测组件6上设置有显微镜和温度系统能够分别移动去适应多种变化的被测物品；而设置的移动机构8可以安装多组不同的探针台，而需要安装的探针尺寸可以根据使用需求去更换探针台，多个探针台可以尽可能的满足被测需求；并且设置的样品台7可以提供多尺寸的真空吸附，保证被测物品被稳定固定在样品台7上，而样品台上安装完探针后能够稳定测量，同时样品台7可以提供一定行程的旋转，能够减少探针台安装的次数、提高测量工件的多样性，设置的第二X轴直线电机24、第二Y轴直线电机25可以带动探针卡部分26进行位置移动微调，从而可以使其对产品进行准确检测，并且设置的温控模块22和显微光学模块23可以分别移动去适应多种变化的被测物品，探针卡19组装在第一Y轴直线电机4和第一X轴直线电机5的Z轴固定板上，探针载板9通过交叉滚柱导轨与Z轴固定板连接，而外部的直线电机与探针载板9固定可以控制探针卡19单独运动，而调重块53的设置可以使整个探针卡部分26达到平衡，并且通过调整调节螺杆20调节探针下压力的大小，而传感器21的设置与调重块53相接触，当漏光则表示探针已接触到产品，并下压了，以此感应是否已经下针，并是否检测到产品的压针点，设置的第一探针台滑板30可以对多组探针进行安装，而设置的薄型气缸36可以对第一滑块29进行制动，而当需要推动第一探针台滑板30以及第一滑块29进行移动的时候，按住气控阀可以控制薄型气缸36回收，从而可以使第一滑块29可以顺利移动，而设置的第二滑块31可以沿着第一导轨定位座28进行移动，当位置移动完成之后便可以利用螺纹把手33对第二滑块31进行定位，而另一组探针可以安装于第二探针台载板32的上方，而设置的第一限位传感器34和遮光片35可以对第一探针台滑板30进行位置监测，而安装台42上以及chuck板43下安装有21个真空逻辑阀54，真空逻辑阀54的设置可以在被测物品放在样品台后通过吸附按钮对被测物品进行吸附，保证被测样品吸附在样品台7上，没覆盖到的空位会自动紧闭不进行吸附，而电动缸47的设置，在电动缸47的运动，样品台7和安装台42会根据电动缸47的移动进行旋转，而样品台7和安装台42上安装有第一转轴48、第二转轴49和第三转轴50和两组第一圆弧导轨44和第二圆弧导轨45可以在样品台7和安装台42移动的时候可以进行限位。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，包括设备底座（1）、机架（2）、缓冲底座（3）、第一Y轴直线电机（4）、第一X轴直线电机（5）、检测组件（6）、样品台（7）和移动机构（8），其特征在于：所述机架（2）的顶部固定安装有多组缓冲底座（3），所述缓冲底座（3）的顶部固定安装有设备底座（1），所述设备底座（1）的顶部固定安装有两组Y轴方向设置的第一Y轴直线电机（4），所述第一Y轴直线电机（4）的顶部固定安装有X轴方向设置的第一X轴直线电机（5），所述检测组件（6）固定安装于第一X轴直线电机（5）上，所述样品台（7）固定安装于设备底座（1）上，所述设备底座（1）的顶部且位于样品台（7）的外部固定安装有移动机构（8）。

2.根据权利要求1所述的一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，其特征在于：所述检测组件（6）包括温控模块（22）、显微光学模块（23）、第二X轴直线电机（24）、第二Y轴直线电机（25）和探针卡部分（26），所述探针卡部分（26）安装于第二X轴直线电机（24）和第二Y轴直线电机（25）上，所述温控模块（22）和显微光学模块（23）固定安装于第二Y轴直线电机（25）上，所述第二Y轴直线电机（25）与第二X轴直线电机（24）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，其特征在于：所述探针卡部分（26）包括探针载板（9）、安装板（10）、销轴（16）和探针卡（19），所述探针载板（9）的一侧固定连接有安装板（10），所述安装板（10）的一侧设置有第一载板（11），所述探针卡（19）的一侧固定连接有探针卡治具（18），所述探针卡治具（18）的一侧固定连接有第一探针卡载板（17），所述第一探针卡载板（17）的一侧通过调节螺杆（20）固定连接有轴套定位块（13），所述轴套定位块（13）和销轴（16）与第一探针卡载板（17）连接，所述安装板（10）的一侧固定连接有第一连接块（12），所述第一连接块（12）与轴套定位块（13）通过压板（14）连接，所述安装板（10）的一侧固定连接有滑块支架（15），所述第一载板（11）上固定安装有传感器（21），所述第一探针卡载板（17）与第一载板（11）之间设置有调重块（53）。

4.根据权利要求3所述的一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，其特征在于：所述移动机构（8）包括垫块（27）、第一导轨定位座（28）和第一探针台滑板（30），所述设备底座（1）上通过多组垫块（27）固定连接有两组第一导轨定位座（28），所述第一导轨定位座（28）的一侧固定安装有第一限位传感器（34）和遮光片（35），所述第一导轨定位座（28）上滑动连接有两组第一滑块（29），所述第一滑块（29）的顶部固定连接有第一探针台滑板（30），所述第一探针台滑板（30）的顶部一侧固定连接有第一把手（38），所述第一导轨定位座（28）上滑动连接有第二滑块（31），所述第二滑块（31）的顶部固定安装有第二探针台载板（32），所述第二滑块（31）上固定安装有螺纹把手（33），所述第一探针台滑板（30）的一侧固定安装有快速接头（37），所述第一导轨定位座（28）上安装有薄型气缸（36）。

5.根据权利要求4所述的一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，其特征在于：所述样品台（7）包括安装台（42）和电缸固定块（46），所述安装台（42）上安装有第一圆弧导轨（44）和第二圆弧导轨（45），所述电缸固定块（46）上安装有电动缸（47），所述第一圆弧导轨（44）的内部设置有第一转轴（48），所述电动缸（47）的输出端与第一转轴（48）固定连接，所述第二圆弧导轨（45）上设置有第二转轴（49），所述安装台（42）上设置有探针固定片（52），所述安装台（42）上设置有chuck板（43），所述chuck板（43）上设置有加热块（51），所述安装台（42）上的一侧边缘处设置有第三转轴（50），所述安装台（42）上以及chuck板（43）的背面安装有多组真空逻辑阀（54）。

6.根据权利要求5所述的一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，其特征在于：所述第一探针台滑板（30）的两侧均固定安装有第二导轨定位座（39），所述第二导轨定位座（39）上设置有管接固定块（40）。

7.根据权利要求5所述的一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，其特征在于：两组所述第一探针台滑板（30）上分别固定安装有五组探针，所述第二探针台载板（32）上安装有一组探针。

8.根据权利要求5所述的一种半导体显示屏电学特性测试半自动探针台设备，其特征在于：所述第一导轨定位座（28）的两侧均固定连接有限位块（41），所述第一把手（38）的一侧设置有与薄型气缸（36）连接的气控阀。