CN201859153U - 半导体晶片测试系统预对中定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半导体晶片测试系统预对中定位系统，其中包括信号传感模块，其包括测试平台，遮挡式光电传感器，反射式光电传感器，以及步进电机；信号处理运算模块，其包括信号处理模块，模数转换模块，微处理器，步进电机驱动，电磁阀驱动和以太网接口；以及机械执行模块，其包括吸盘，X向限位传感器，Z向限位传感器，真空电磁阀以及分别控制吸盘X向，Z向和旋转运动的三个步进电机；其中，信号传感模块与信号处理运算模块相连，信号处理运算模块与机械执行模块相连。本实用新型的半导体晶片测试系统预对中定位系统能够适用于多种厚度，尺寸，重量的半导体晶片的精确对中，并且具有无接触性，快速，准确，灵活性等特点。

Description

半导体晶片测试系统预对中定位系统

技术领域

本实用新型涉及半导体晶片测试的技术领域，特别地，涉及一种半导体晶片测试系统预对中定位系统。

背景技术

由于半导体晶片在不同位置上性能参数的不均匀性，以及在自动测量系统中机械传动部分不可避免的存在着传动误差，所以使得晶片的测量位置也会产生一定的偏差。另外，随着对半导体晶片参数测量的精度要求越来越高，这种由于测量位置的偏差对测量精度的影响已经不能被忽略了，所以急需一种预对中定位系统以最大限度的降低测量位置的偏差，这对于提高半导体晶片参数的测量精度和准确度有着重大的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体晶片测试系统预对中定位系统，其可有效的降低半导体晶片测量过程中的位置偏差，从而充分保证半导体晶片参数测量的准确度。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种半导体晶片测试系统预对中定位系统，其中包括：

信号传感模块，其包括测试平台，置于测试平台一侧的上下相对设置的光电探测器和光源，置于测试平台下方的反射式光电传感器，以及与光电探测器和光源相连的步进电机；

信号处理运算模块，其包括信号处理模块，模数转换模块，微处理器，步进电机驱动，电磁阀驱动和以太网接口；

以及机械执行模块，其包括吸盘，X向限位传感器，Z向限位传感器，真空电磁阀以及分别控制吸盘X向，Z向和旋转运动的三个步进电机；

其中，信号传感模块与信号处理运算模块相连，信号处理运算模块与机械执行模块相连。

如上述的半导体晶片测试系统预对中定位系统，其中，信号传感模块中的反射式光电传感器用于感测是否有半导体晶片置于测试平台上。

如上述的半导体晶片测试系统预对中定位系统，其中，信号传感模块中的测试平台用于放置半导体晶片。

本实用新型由于采用了上述的技术方案，可以更有效快速，准确的实现对中功能。本实用新型为无接触工作方式，对晶片的损伤将大大降低。

附图说明

图1是本实用新型的半导体晶片测试系统预对中定位系统结构示意图；

图2(a)是本实用新型中半导体晶片与光电探测器的位置关系图；

图2(b)是本实用新型中半导体晶片与光电探测器的位置关系图；

图3是本实用新型的半导体晶片测试系统预对中定位系统的实际工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

一般来说，从半导体晶片生产工艺上来说，半导体晶片是通过晶棒切割后得到的，而在切割成晶片之前，圆柱型的半导体晶棒通常会在和圆形截面垂直的面上被切掉一部分，然后再切割成晶片，所以得到的晶片的形状一般是带有一个缺口的圆形，如图2(a)和2(b)中的半导体晶片12。

图1是本实用新型半导体晶片测试系统预对中定位系统结构示意图。本系统适用于多种厚度，尺寸，重量的半导体晶片的对中应用。下面将结合附图，进行一系列详细描述，来阐明本系统的工作过程。

本系统由3个功能模块组成：信号传感模块，信号处理运算模块，机械执行模块。

信号传感模块由图1中的测试平台11，置于测试平台1一侧的上下相对设置的光电探测器1a和光源1b，置于测试平台下方的反射式光电传感器7，与光电探测器和光源相连的步进电机5组成。半导体晶片12的部分将位于1a与1b之间，实现一定的遮挡。如图2所示，半导体晶片12相对于光电探测器1a的位置不同时，光电探测器1a输出的信号也不同。信号的大小对应于光电探测器1a被遮挡的部分的长度，如图2(a)中所示，对应的是长度50；如图2(b)中所示，对应的是长度51。光电探测器1a根据半导体晶片12遮挡的程度不同而输出不同的信号给信号处理运算模块。反射式光电传感器7用来探测是否有晶片在测试位置，并通过传感器接口24将结果传送出去。步进电机5与光电探测器1a和光源1b相连，用来控制光电探测器1a和光源1b的位置，以便适应不同尺寸的半导体晶片12的对中。

信号处理运算模块由图1中的信号处理模块26，模数转换模块25，微处理器20，步进电机驱动21，电磁阀驱动22和以太网接口23组成。信号处理模块26将从信号传感模块输入来的模拟信号进行了滤波等处理，然后送至模数转换模块25，模数转换模块25将生成的信号数字量送至微处理器20，然后经过一系列复杂的运算后，得到了机械执行模块中的各步进电机所需要移动的方向和距离数据，然后向步进电机驱动21和电磁阀驱动22发出驱动信号。

机械执行模块由图1中的步进电机2，步进电机3，步进电机4，吸盘6，限位传感器8，限位传感器9，真空电磁阀10组成。步进电机2控制吸盘6Z轴(上下)方向的运动。步进电机3控制吸盘6X轴(左右)方向的运动。步进电机4控制吸盘6旋转方向的运动。限位传感器8用来限制步进电机3左右移动的范围，起到保护作用。限位传感器9用来限制步进电机2上下移动的范围，起到保护作用。真空电磁阀10控制真空的打开和关闭。

信号传感模块与信号处理运算模块相连，信号处理运算模块与机械执行模块相连。

上面介绍了各子模块的组成和功能，其实在实际工作过程中各子模块往往都是互相穿插着来工作的，下面来介绍下整个对中系统的工作流程，流程图见图3。

步骤80，半导体晶片12到达测试平台11，反射式光电传感器7感测到有晶片，整个对中系统开始工作；

步骤81，在步进电机2的控制下，吸盘6先上升，打开电磁阀10，吸住半导体晶片12，然后吸盘6吸着半导体晶片12旋转一周，旋转的同时光电探测器1a每隔一定的时间间隔采样一次信号。这样一圈下来就产生了一系列的信号，如图2(a)，2(b)所示，就是两个不同时刻的光电探测器1a的遮挡半导体晶片12的状态，图2(a)遮挡的距离50对应的信号为V1，图2(b)遮挡的距离51对应的信号为V2。这一系列的信号传输到微处理器20；

步骤82，由于在一个圆弧上相邻两点对应的遮挡的距离不会突变，所以对应的两个传感器输出信号也不会突变。利用这个特性，取出圆弧上的三点，计算出这三点所组成的圆的圆心与旋转中心的距离偏差Δr和角度偏差Δθ；

步骤83，当距离偏差Δr大于设定值时，再执行步骤84，如果次数满了，进入步骤90中的对中失败，结束整个对中过程；如果次数没有满，就执行步骤85，根据之前计算出的距离偏差Δr和角度偏差Δθ移动吸盘6，使得半导体晶片12的圆心移动到旋转中心，然后再重新执行步骤81，82，83，84，85，直到距离偏差Δr小于等于设定值。步骤83，当距离偏差Δr小于等于设定值时，就执行步骤86；

步骤86，计算出半导体晶片12缺口旋转到指定位置时，吸盘6所要旋转的角度；

步骤87，根据步骤86计算的结果旋转吸盘6，使得半导体晶片12缺口定位到指定方向；

步骤88，吸盘6下降，真空电磁阀10释放，半导体晶片12放置在测试平台11上；

步骤89，对中成功，结束整个对中过程。

步骤91，将对中的结果通过以太网接口23发送到主PC。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该半导体晶片测试系统预对中定位系统结构进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (2)

1.一种半导体晶片测试系统预对中定位系统，其特征在于，包括：

信号传感模块，其包括测试平台，置于测试平台一侧的上下相对设置的光电探测器和光源，置于测试平台下方的反射式光电传感器，以及与光电探测器和光源相连的步进电机；

信号处理运算模块，其包括信号处理模块，模数转换模块，微处理器，步进电机驱动，电磁阀驱动和以太网接口；

以及机械执行模块，其包括吸盘，X向限位传感器，Z向限位传感器，真空电磁阀以及分别控制吸盘X向，Z向和旋转运动的三个步进电机；

其中，信号传感模块与信号处理运算模块相连，信号处理运算模块与机械执行模块相连。

2.如权利要求1所述的半导体晶片测试系统预对中定位系统，其特征在于，信号传感模块中的测试平台用于放置半导体晶片。 

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