CN118003266A - 一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，包括用于产生磁场的励磁组件、用于测量电变量的探卡组件、限位装置，通过定位结构使励磁组件与探卡组件的位置相对固定，具有磁场环境的预设区域与探卡组件的位置和方向也相对确定，进而对探针端部与预设区域的相对位置进行定位，实质上对被测物的被检测区域在磁场中的位置进行了定位，实现了对被测物的被检测区域在磁场中的位置的移动和定位，在多次检测时无需对预设区域的磁场进行标定，便于检测设备的使用。

Description

一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构

技术领域

本发明属于物理及半导体测试技术领域，涉及探针台的励磁组件和探针的定位，具体涉及一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构。

背景技术

探针台测试设备是一种应用广泛的非破坏性测试手段，可用于物理及半导体领域的测试，。在此基础上，磁场探针台测试系统进一步提供了磁场环境，使得探针台测试设备可以进一步研究被测材料或器件在磁场下的性能表现及特性。

在使用磁场探针台进行被测物的检测时，需要使被测物处于预设的磁场环境中，一般通过对励磁组件产生的磁场环境进行标定，并使被测物处于相应的位置，从而推测被测物实际所处的磁场环境。但是，由于励磁组件产生的磁场的均匀区一般较小，当被测物的位置与预设位置之间出现微小差异时，将会导致被测物实际所处的磁场环境与根据标定结果推测的磁场环境之间出现较大差异，并导致检测结果与实际不相符，造成检测失败。

因此，需要提供一种机构，以使得被测物能够处于预设的磁场环境当中。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为了提供一种能够使被测物能够处于预设的磁场环境当中的机构，本发明提供了一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，包括用于产生磁场的励磁组件、用于测量电变量的探卡组件、限位装置，所述励磁组件包括励磁线圈、经所述励磁线圈并向外延伸的磁路、以及第一定位板，所述励磁线圈安装于所述第一定位板，所述磁路被配置为至少部分地在预设区域延伸，所述第一定位板被构造成能够在与所述探卡组件接触或分离的位置间切换的形式；所述探卡组件包括第二定位板、探针卡，所述探针卡安装于所述第二定位板，所述探针卡的探针向所述第二定位板外侧伸出；所述第一定位板、第二定位板的相互靠近的一侧设置有至少两组定位结构，所述定位结构为锥台、与所述锥台相匹配的锥槽，所述第二定位板的远离所述第一定位板一侧被构造成能够被所述限位装置限位的形式。

优选地，所述励磁组件还包括极头，所述极头设置于所述磁路并使所述磁路延伸，所述极头的端部靠近所述预设区域。

进一步优选地，所述第二定位板设置有通孔，所述通孔被构造成能够使所述极头的端部穿过的形式，所述探针向远离所述第一定位板的一侧伸出。

进一步优选地，所述极头包括垂直极头、面内极头的其中至少之一。

优选地，所述第二定位板与所述限位装置搭接。

进一步优选地，所述限位装置为凸台，所述凸台与所述第二定位板的边缘搭接。

优选地，所述励磁组件、探卡组件分别设置有贯通的通孔，所述通孔被构造成在所述定位结构配合时在轴向上至少部分地重合的形式。

进一步优选地，所述励磁组件包括垂直极头，所述垂直极头安装于所述第一定位板并设置于所述励磁线圈所在磁路上，所述通孔沿所述垂直极头的轴向设置。

进一步优选地，所述探针卡设置有镂空部，所述探针自镂空部边缘向镂空部内侧伸出；所述第二定位板设置有与所述探针卡的所述镂空部至少部分地重合的通孔。

优选地，所述机构还包括驱动组件、支架组件，所述支架组件与所述限位装置固定连接，所述支架组件与所述励磁组件滑动连接，所述驱动组件与所述支架组件固定连接，所述驱动组件设置有移动端，所述移动端被构造成能够在所述驱动组件的带动下与所述励磁组件搭接或分离的形式。

进一步优选地，优选地，所述励磁组件设置于所述探卡组件上侧，所述移动端设置有能够与所述励磁组件的边缘搭接的顶升台。

本发明至少具有以下有益效果：通过定位结构使励磁组件与探卡组件的位置相对固定，具有磁场环境的预设区域与探卡组件的位置和方向也相对确定，进而对探针端部与预设区域的相对位置进行定位，实质上对被测物的被检测区域在磁场中的位置进行了定位，实现了对被测物的被检测区域在磁场中的位置的移动和定位，在多次检测时无需对预设区域的磁场进行标定，便于检测设备的使用。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式的整体结构示意图。

图2为图1所示实施方式的另一方向的视图。

图3为为图1所示实施方式在另一状态的一个方向的视图。

图4为为图3所示实施方式在另一方向的视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参阅图1至图4，本发明首先提供了一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，包括用于产生磁场的励磁组件100、用于测量电变量的探卡组件200以及限位装置300。

所述励磁组件100包括励磁线圈110、经所述励磁线圈110并向外延伸的磁路、以及第一定位板120，其中，所述磁路被配置为至少部分地在预设区域140延伸，励磁线圈110作为磁场源，用于产生延伸至预设区域140磁场，在实际应用中，既可以使用励磁线圈110直接在预设区域140产生磁场环境，也可以进一步地采用励磁线圈110与导磁元件的组合，通过导磁元件对励磁线圈110产生的磁场进行调整和延续，例如，在部分情形下，可以通过导磁元件对磁路进行调整，更具体地，可以通过设置相应形状的极头130对磁路进行调整，例如，通过设置极头130的延伸方向，使磁路至少部分地沿极头130延续，并自极头130的端部向预设区域140延伸，也可以进一步设置极头130的形状，使磁路在极头130端部的延伸方向和形状进行调整，还可以设置多个极头130并调整极头130的相对位置，以调整极头130之间的磁路。

所述励磁线圈110安装于所述第一定位板120，所述第一定位板120被构造成能够在与所述探卡组件200接触或分离的位置间切换的形式，也就是说，定位板120能够在外部设备或动力源的作用下进行移动，移动方向至少具有靠近或远离探卡组件200的方向上的分量。

所述探卡组件200包括第二定位板220、探针卡210，所述探针卡210安装于所述第二定位板220，所述探针卡210的探针向所述第二定位板220外侧伸出，也就是说，探针向远离第二定位板220的方向伸出，以使得探针的端部能够向第二定位板220之外的空间伸出，以便于与被检测对象接触，尤其是，当检测对象为晶圆等呈较大平面状的检测对象，需要使探针的端部凸出于探卡组件200的靠近晶圆一侧的平面，当检测对象为芯片或其他较小的元器件时，需要使探针的端部突出于探卡组件200的靠近检测对象一侧的类似于检测对象的投影的区域。

所述第一定位板120、第二定位板220的相互靠近的一侧设置有至少两组定位结构，所述定位结构为锥台150、与所述锥台相匹配的锥槽250，所述第二定位板220的远离所述第一定位板120一侧被构造成能够被所述限位装置300限位的形式。

请参阅图1，励磁组件100靠近探卡组件200时，二者逐渐靠近并使定位结构逐渐配合，利用锥台150与锥槽250在其径向、轴向上相对位置的定位，更进一步地，通过设置有至少两组定位结构，以在一组定位结构带来其径向、轴向的定位的基础上，进一步对角度进行了定位，也就是说，对励磁组件100与探卡组件200的相对位置、角度进行了定位。结合锥台150、锥槽250的特性可知，在励磁组件100逐渐靠近探卡组件200并与探卡组件200配合时，无需预先使二者准确对位，只需要粗略定位以使锥台150能够进入锥槽250即可，在励磁组件100逐渐靠近探卡组件200的过程中，利用限位组件300对探卡组件200进行限位以使锥台150与锥槽250能够相互配合，进而借助至少两组锥台150和锥槽250，能够逐步使励磁组件100与探卡组件200的相对位置、角度到达预设位置和角度。此时，励磁组件100与探卡组件200的位置相对固定于预设位置，预设区域140与探卡组件200的位置和方向也相对确定，进而对探针卡210的探针端部与预设区域140的相对位置进行定位，相应地，实质上对被测物的被检测区域在磁场中的位置进行了定位，具体地，请参阅图4，示出了一种定位完成时的励磁组件100、探卡组件200的位置关系。借助至少两组锥台150和锥槽250，使得励磁组件100与探卡组件200在多次组合时具有相同的相对位置，进而使多次组合时探针卡210的探针端部与预设区域140的相对位置保持一致，以使被测物的被检测区域在磁场中的位置保持一致。当励磁组件100未进行影响预设区域140内的磁路的修改时，使得探针卡210的探针处于预设区域140内相同的位置和磁场环境，也就是说，使被测物的被检测区域在磁场中的位置保持一致，从而无需对被测物所处的磁场环境进行标注或检测，简化了利用探针和磁场环境对被测物进行检测的检测流程。此外，励磁组件100能够方便地与探卡组件200分离，进而便于对励磁组件100、探卡组件200进行维护、更换，或在一些情形下，通过取下励磁组件100、探卡组件200，以使被测物外露并便于对被测物进行调整、更换，以及对被测物进行例如视觉分析的部分检测。

当励磁组件100的励磁线圈110设置于靠近探卡组件200一侧时，由于励磁线圈110的体积限制，需要使励磁组件100与探卡组件200之间保持一定间距以容纳励磁线圈110，此时，请参阅图2，可以在第一定位板120的设置有定位机构150的位置设置一向探卡组件200凸起的凸台180，并使定位机构150位于该凸台180上，从而在第一定位板120与探卡组件200之间形成容纳励磁线圈110的空间。为了便于探卡组件200的拿取、安放，请参阅图1，探卡组件200上还可以设置握把260，握把260设置于探卡组件200的靠近励磁组件100一侧，以使励磁组件100与探卡组件200分离时，能够通过握把260进行探卡组件200的拿取、安放。当第一定位板120与探卡组件200之间设置有容纳励磁线圈110的空间时，该空间也可容纳握把260。

请参阅图1、图2，当采用极头130对励磁组件100的磁路进行调整时，励磁组件100还可以包括极头130，所述极头130设置于所述磁路并使所述磁路延伸，所述极头130的端部靠近所述预设区域140，从而使磁路能够自极头130延伸至预设区域140。对于极头130的具体形式，可以根据需要进行设置，例如，极头130可以为垂直极头，以从大体垂直于被测物的被测面的方向靠近预设区域140以形成相应磁场，例如垂直于被测物的被测面的磁场；极头130也可以为面内极头132，以从大体平行于被测物的被测面的方向靠近预设区域140以形成相应磁场，例如平行于被测物的被测面的磁场；也可以共同使用垂直极头131、面内极头132，借助垂直极头131、面内极头132之间的空间位置调整磁路，从而在预设区域140形成不同于分别采用垂直极头131、面内极头132时的磁场，尤其是形成不同于垂直磁场、面内磁场的空间磁场。也就是说，所述极头130包括垂直极头131、面内极头132的其中至少之一，至于具体的配置方式，可以在本专利的启示下，选择相应的组合方式。

请参阅图1、图2，示出了一种同时采用垂直极头131、面内极头132的极头130设置方式。其中，请参阅图4，面内极头132设置有四个，四个面内极头132两两成对正对设置，且四个面内极头132设置于同一平面内，以使励磁线圈110产生的磁场沿磁路向面内极头132的端部之间的区域延伸，即向预设区域140延伸。垂直极头131设置有一个，垂直极头131垂直于面内极头132所在平面，且垂直极头131的端部靠近预设区域140，以使励磁线圈110产生的磁场沿磁路向预设区域140延伸。在垂直极头131、面内极头132的共同作用下，预设区域140内形成空间磁场。此外，由于磁路将励磁线圈110产生的磁场延伸至预设区域140，因而可以通过调整励磁线圈110产生的磁场，以调整预设区域140内的磁场。请参阅图1、图2，可以根据需要，在各个极头130上套设励磁线圈110，进而通过调整各个极头130上的励磁线圈110产生的磁场的强弱、方向等特征，以对预设区域140内的磁场的强度、方向等特征进行调整。

为了使极头130靠近预设区域140，在部分情形下，大体呈板状的第二定位板220会对极头130造成阻挡，需要对第二定位板220进行适当调整。具体地，可以在第二定位板220设置通孔230，并配置通孔230的形状从而使极头130的至少包括端部的部分能够穿过通孔230并向预设区域140伸出的形式，从而使极头130能够在预设区域140形成检测所需的磁场环境。此时，请参阅图3、图4，极头130的端部穿过第二定位板220向预设区域140伸出并在该区域形成磁场，被测样品需位于预设区域140内，探针需要自探针卡210向样品伸出，也就是说，探针需向远离第一定位板120的一侧伸出，以便与被测样品接触。

对于极头130的设置，当需要使被测物处于面内磁场时，可以通过采用面内极头132以产生面内磁场；当需要使被测物处于垂直磁场时，可以通过采用垂直极头131以产生垂直磁场；当需要使被测物处于空间磁场时，可以同时采用垂直极头131、面内极头132以产生空间磁场。也就是说，当采用极头对预设区域140的磁场进行调整时，极头130可以包括垂直极头131、面内极头132的其中至少之一。

由于第二定位板220与第一定位板120之间通过定位结构进行定位，因而第二定位板220的远离第一定位板120的一侧与无需设置定位结构，且需要能够允许第二定位板220在第一定位板120的作用下产生的位移，因而，作为一种可行的方式，第二定位板220的远离第一定位板120的一侧与限位装置300搭接，从而满足前述要求。对于限位装置300的具体形状，请参阅图1，示出了一种限位装置300的形状，为环绕第二定位板220边缘的凸台300，使用时，第二定位板220的边缘搭接于限位装置300。此外，限位装置300也可以配置为其他形状，例如，多个向第二定位板220的边缘伸出的凸起，于第二定位板200的远离第一定位板120的一侧的某一端面接触的限位面。

请参阅图1、图2，励磁组件100、探卡组件200分别设置有贯通的通孔160、240，用以通过通孔160、240观察探针卡210的探针与被测物的接触情况，或通过通孔160、240向被测物发射检测光，还可以通过通孔160、240接收被测物反射的光或发出的光。为了实现该观察目的，通孔160、240被构造成在定位结构配合时在轴向上至少部分地重合的形式。请参阅图1，当第一定位板120、第二定位板220通过定位结构完成定位时，励磁组件100上设置的通孔160可以与探卡组件200上设置的通孔240同轴设置。

请参阅图1，当励磁组件100设置有垂直极头131时，可以在垂直极头131中开设相应的通孔，在能够向预设位置140提供相应磁场环境的条件下，实现对探针和被测物的观察、发送或接收相应光信号。更具体地说，垂直极头131安装于第一定位板120并设置于励磁线圈110所在磁路上，通孔160沿垂直极头131的轴向设置。此外，需要注意的是，当未采用垂直极头131时，也可以仅在第一定位板120上设置通孔。

对于探卡组件200，请参阅图4，在部分情形下，探针卡210设置有镂空部，探针自镂空部边缘向镂空部内侧伸出，需要注意的是，此处的向镂空部内侧伸出，指的是自镂空部的边缘向镂空部的轴向伸出，还需要同时满足向远离励磁组件100、靠近预设位置140的方向伸出的条件；第二定位板220设置有与探针卡210的的镂空部至少部分地重合的通孔240。

请继续参阅图1、图2，本发明所提供的机构中，励磁组件100可以通过人工控制位置，也可以通过相应的机构控制位置。具体地，本发明所提供的机构还包括驱动组件500、支架组件400，支架组件400用于对限位装置300、驱动组件500提供支撑，以使其能够正常工作。支架组件400与限位装置300固定连接，支架组件400与励磁组件100滑动连接，用于对励磁组件100的移动方向进行限位。驱动组件500与支架组件400固定连接，驱动组件500设置有移动端520，所述移动端520被构造成能够在所述驱动组件500的带动下与励磁组件100搭接或分离的形式。更具体地，励磁组件100设置于探卡组件200上侧，移动端520设置有能够与励磁组件100的边缘搭接的顶升台521。使用时，通过驱动组件500带动移动端520的顶升台521向上移动，以使顶升台521与励磁组件100的边缘从分离状态切换为搭接状态，并通过顶升台521将励磁组件100向上顶起，在此过程中，励磁组件100与支架组件400滑动连接，因此励磁组件100将在预设的滑动方向上移动，请参阅图1、图2，当励磁组件100与支架组件400通过滑套170与滑动轴410进行滑动和限位时，励磁组件100将沿滑动轴410的方向向上移动，从而使励磁组件100与探卡组件200分离，并使探卡组件200外露，以便于将探卡组件200取出。当需要进行检测时，通过驱动组件500带动移动端520的顶升台521向下移动，以使顶升台521与励磁组件100共同向下移动，在励磁组件100与探卡组件200通过定位机构完成定位之后，探卡组件200被限位装置300限位，进而使得励磁组件100被限位，此时励磁组件100无法继续向下移动，顶升台521则与励磁组件100分离并跟随移动端520继续向下移动，直至停止移动。在此情况下，请参阅图3，励磁组件100通过自身重力压紧于探卡组件200，当励磁组件100具有极头时，极头的重量较大，能够进一步使励磁组件100与探卡组件200压紧，进而保证励磁组件100与探卡组件200的定位效果，也就是说，在通过励磁组件100在预设位置140产生磁场环境时，励磁组件100与探卡组件200的位置相对固定。此外，当励磁组件100与支架组件400之间滑动连接时，支架组件400还可以经励磁组件100对探卡组件200的位置进行定位，进一步使励磁组件100和探卡组件200的位置保持不变。对于移动端520的驱动方式，可以采用顶升气缸510，也可以采用直线电机，以及其他气动、电动或机械方式。为了便于进行控制，图1、图2所示出的实施方式中采用顶升气缸510作为移动端520的驱动方式。为了使励磁组件100的受力更加均匀，顶升台521可以进一步增加与励磁组件100的接触面接，也可以设置多组驱动组件500以从多个位置驱动励磁组件100移动，例如，图1示出的实施方式中，设置了两组驱动组件500。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，因此以上所述仅为本发明的实施例。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还包括各种等效变化和改进，这些变化和改进都将落入要求保护的本发明范围内。

Claims (11)

1.一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：包括用于产生磁场的励磁组件、用于测量电变量的探卡组件、限位装置，

所述励磁组件包括励磁线圈、经所述励磁线圈并向外延伸的磁路、以及第一定位板，所述励磁线圈安装于所述第一定位板，所述磁路被配置为至少部分地在预设区域延伸，所述第一定位板被构造成能够在与所述探卡组件接触或分离的位置间切换的形式；

所述探卡组件包括第二定位板、探针卡，所述探针卡安装于所述第二定位板，所述探针卡的探针向所述第二定位板外侧伸出；

所述第一定位板、第二定位板的相互靠近的一侧设置有至少两组定位结构，所述定位结构为锥台、与所述锥台相匹配的锥槽，所述第二定位板的远离所述第一定位板一侧被构造成能够被所述限位装置限位的形式。

2.如权利要求1所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述励磁组件还包括极头，所述极头设置于所述磁路并使所述磁路延伸，所述极头的端部靠近所述预设区域。

3.如权利要求2所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述第二定位板设置有通孔，所述通孔被构造成能够使所述极头的端部穿过的形式，所述探针向远离所述第一定位板的一侧伸出。

4.如权利要求2所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述极头包括垂直极头、面内极头的其中至少之一。

5.如权利要求1所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述第二定位板与所述限位装置搭接。

6.如权利要求5所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述限位装置为凸台，所述凸台与所述第二定位板的边缘搭接。

7.如权利要求1所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述励磁组件、探卡组件分别设置有贯通的通孔，所述通孔被构造成在所述定位结构配合时在轴向上至少部分地重合的形式。

8.如权利要求7所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述励磁组件包括垂直极头，所述垂直极头安装于所述第一定位板并设置于所述励磁线圈所在磁路上，所述通孔沿所述垂直极头的轴向设置。

9.如权利要求7所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述探针卡设置有镂空部，所述探针自镂空部边缘向镂空部内侧伸出；所述第二定位板设置有与所述探针卡的所述镂空部至少部分地重合的通孔。

10.如权利要求1所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述机构还包括驱动组件、支架组件，所述支架组件与所述限位装置固定连接，所述支架组件与所述励磁组件滑动连接，所述驱动组件与所述支架组件固定连接，所述驱动组件设置有移动端，所述移动端被构造成能够在所述驱动组件的带动下与所述励磁组件搭接或分离的形式。

11.如权利要求10所述的一种用于励磁组件与探卡组件定位的机构，其特征在于：所述励磁组件设置于所述探卡组件上侧，所述移动端设置有能够与所述励磁组件的边缘搭接的顶升台。