CN214374396U - 一种多功能光学测试台 - Google Patents

Abstract

本实用新型半导体测试装置领域，具体涉及一种多功能光学测试台。包括减震机架，减震机架的台面中间设置有光学基台，光学基台左右两侧和后侧分别设置有显微镜机构分布形成左显微镜机构、右显微镜机构和后显微镜机构，显微镜机构通过位移台实现XYZ轴移动和定位；光学基台包括载物台和探针基台，载物台上固定有夹具，探针基台上用于固定探针机构；左显微镜机构和右显微镜机构配合用于对固定夹具所固定的待测试产品进行双面测试，后显微镜机构用于对固定夹具所固定的待测试产品进行单面测试。本实用新型集成晶圆测试和PCB电路测试功能，切换简单方便，通过切换不同的夹角可实现不同的测试功能，大大提高了测试效率和使用场景，可对PCB电路进行双面测试。

Description

一种多功能光学测试台

技术领域

本实用新型涉及半导体测试装置领域，具体涉及一种多功能光学测试台。

背景技术

集成电路的制造过程，通常可分为晶圆制程、晶圆测试、封装及最后测试。在芯片封装之前，通常需要对晶圆上的集成电路进行电学性能测试，以判断集成电路是否良好，而完成封装工艺后的集成电路则必须在进行另一次的电学测试以筛选出因封装工艺不佳所造成的不良品，进一步提升最终成品的良率。

在现有技术中，通常是利用一个具有若干探针的晶圆测试卡，将所述晶圆测试卡的探针与晶圆的集成电路进行接触，向所述集成电路施加测试信号，以判断其电学性能是否良好。

由于技术的进步，集成电路的设计愈加复杂，在PCB板电路中，电路排布也由单面增加到了双面甚至多面。传统的测试系统每次只能对晶圆进行测试工作或者对集成电路PCB板进行测试工作，尤其在实验室下，一般是通过手工调试和测试，需要多台及其配合进行测试，大大降低了测试效率。而且在PCB板电路测试中，当器件的上下两面都有集成电路的排布时，双面测试同步测试也成了已达难题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种集成晶圆测试和PCB板双面测试的多功能光学测试台。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多功能光学测试台，包括减震机架，所述减震机架的台面中间设置有光学基台，所述光学基台左右两侧和后侧分别设置有显微镜机构分布形成左显微镜机构、右显微镜机构和后显微镜机构，所述显微镜机构通过位移台实现XYZ轴移动和定位；所述光学基台包括载物台和探针基台，所述载物台上固定有夹具，所述探针基台上用于固定探针机构；所述左显微镜机构和所述右显微镜机构配合用于对所述固定夹具所固定的待测试产品进行双面测试，所述后显微镜机构用于对所述固定夹具所固定的待测试产品进行单面测试。

进一步地，所述载物台包括载物台基板，所述载物台基板插入到所述光学基台上，所述载物台基板后端设置有便于拉出的载物台拉手、其上端设置有XYZ轴位移台和水平面角度调节机构，所述XYZ轴位移台上端固定有载物台转接板，所述载物台转接板用于固定所述夹具。

进一步地，所述XYZ轴位移台采用丝杠螺母结构和调节旋钮进行调节控制，包括载物台X轴滑块、载物台Y轴滑块和载物台Z轴滑块，所述载物台基板、所述载物台X轴滑块、所述载物台Y轴滑块和所述载物台Z轴滑块相互之间均设置有相互配合滑动的滑槽和滑轨、以及设置有用于调节的所述丝杠螺母，所述丝杠螺母尾端设置有所述调节旋钮；载物台Y轴滑块上端还设置有载物台角度调节旋钮，所述载物台角度调节旋钮用于对所述载物台Z轴滑块进行水平面的角度微调。

进一步地，所述探针基台设置在所述载物台的左右两侧，通过升降滑轨和滑槽配合垂直运动、并设置有探针基台高度调节旋钮对其进行高度调节。

进一步地，所述左显微镜机构和所述右显微镜机构均包括显微镜基座，所述显微镜基座下端滑动设置在滑轨上、其上端依次固定有X轴位移台、Y轴位移台和Z轴位移台，所述Z 轴位移台前端固定有显微镜夹具，所述显微镜夹具用于夹持固定左显微镜或右显微镜。

进一步地，所述X轴位移台、所述Y轴位移台和所述Z轴位移台采用气缸、电机或马达等自动驱动，或者采用微分头手动调节。

进一步地，所述光学基台还包括显微镜桥架和收纳管，所述后显微镜机构固定在所述显微镜桥架上，所述收纳管用于收纳真空吸管。

进一步地，所述夹具采用PCB夹具或真空吸盘夹具，所述PCB夹具或所述真空吸盘夹具通过磁吸底座或滑动锁扣结构快速锁紧固定。

进一步地，所述PCB夹具包括PCB夹具底座，所述PCB夹具底座上端固定有矩形框架，所述矩形框架后纵架内侧固定有滑轨，所述滑轨上滑动设置有上滑块和下滑块，所述上滑块和所述下滑块前端均设置有上限位板和下限位板，所述矩形框架前纵架前后开有卡槽；待测试PCB板从所述前纵架的卡槽内插入，所述上滑块带动所述上限位板下移，所述下滑块带动所述下限位板上移，所述上限位板与所述下限位板将所述待测试PCB板夹持固定。

进一步地，所述减震机架的台面和机架直接设置有升降气缸组件，所述升降气缸组件用于调节所述台面的高度和消除外界震动对测试造成干扰。

本实用新型的有益效果是：

1.集成晶圆测试和PCB电路测试功能，切换简单方便，通过切换不同的夹角可实现不同的测试功能，大大提高了测试效率和使用场景。

2.通过竖式PCB夹具和左右显微镜机构，可将PCB电路板竖立固定进行双面测试，测试效率更高，使用更方便。

3.载物台、显微镜机构均设置有三轴位移台，进行三轴位置调节，结合减震机架和减震脚垫，在使用时更稳定，不易造成位移偏差，影响测试效果。

附图说明

图1为本实用新型立体结构图；

图2为图1中标记为2的立体结构图；

图3为图2中标记为201的立体结构图；

图4为图1中标记为3的立体结构图；

图5为图1中标记为6的立体结构图；

图6为图1中标记为2的切换结构图；

图7为图1的左视图；

图中标记为：

1、机架，2、光学基台，3、左显微镜机构，4、右显微镜机构，5、后显微镜机构，6、夹具；101、升降气缸组件，102、机架台面限位机构，201、载物台，202、探针基台，2021、探针基台高度调节旋钮，203、千分表，204、显微镜桥架，205、减震脚垫，206、收纳管，207、真空开关盒组件，301、显微镜基座，302、X轴位移台，3021、微分头，303、Y轴位移台，304、Z轴位移台，305、显微镜夹具，306、左显微镜，601、PCB夹具基座，601、矩形框架，603、滑轨，604、上滑块，605、上限位板，606、下滑块，607、下限位板，608、卡槽，609、磁吸底座，2011、载物台基板，2012、载物台拉手，2013、载物台X轴滑块，2014、载物台Y轴滑块，2015、载物台XY轴调节旋钮，2016、载物台Z轴滑块，2017、载物台转接板，2018、载物台 Z轴调节旋钮，2019、载物台角度调节旋钮，7、晶圆卡盘。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种多功能光学测试台，如图1-7所示，包括减震机架1，减震机架1的台面中间设置有光学基台2，光学基台左右两侧和后侧分别设置有显微镜机构分布形成左显微镜机构3、右显微镜机构4和后显微镜机构5，显微镜机构通过位移台实现XYZ轴移动和定位；光学基台2 包括载物台201和探针基台202，载物台201上固定有夹具6，探针基台202上用于固定探针机构；左显微镜机构3和右显微镜机构4配合用于对固定夹具6所固定的待测试产品进行双面测试，后显微镜机构5用于对固定夹具6所固定的待测试产品进行单面测试。

夹具6与载物台201通过磁吸底座、卡扣和卡槽等快拆结构进行快速拆换和固定，或者通过螺栓进行固定，本实用新型的夹具6可快速更换，夹具6可更换为竖式PCB夹具或晶圆卡盘，竖式PCB夹具将PCB板竖立固定起来，通过左显微镜机构3和右显微镜机构4可对固定的PCB板进行双面测试，更换为晶圆卡盘时，将晶圆水平放置至晶圆卡盘上，晶圆卡盘将晶圆吸附固定，后显微镜机构5可对固定的经验进行单面测试。通过一个光学测试台，可进行PCB板的测试和晶圆的测试工作，大大提高了产品的适用范围，而且可对PCB板进行双面测试，测试效率更高。而且整体结构更灵活，切换简单方便。

如图2、3所示，为光学基台2和载物台201的立体结构图，载物台201包括载物台基板 2011，载物台基板2011插入到光学基台2上，载物台基板2011后端设置有便于拉出的载物台拉手2012、其上端设置有XYZ轴位移台和水平面角度调节机构，XYZ轴位移台上端固定有载物台转接板2017，载物台转接板2017用于固定夹具6。

XYZ轴位移台采用丝杠螺母结构和调节旋钮进行调节控制，包括载物台X轴滑块2013、载物台Y轴滑块2014和载物台Z轴滑块2016，载物台基板2011、载物台X轴滑块、载物台Y轴滑块2014和载物台Z轴滑块2016相互之间均设置有相互配合滑动的滑槽和滑轨、以及设置有用于调节的丝杠螺母，丝杠螺母尾端设置有调节旋钮；载物台Y轴滑块2014上端还设置有载物台角度调节旋钮2019，载物台角度调节旋钮2019用于对载物台Z轴滑块2016进行水平面的角度微调。载物台X轴滑块2013、载物台Y轴滑块2014通过载物台XY轴调节旋钮2015进行水平面位置调节，载物台Z轴滑块2016通过载物台Z轴调节旋钮2018进行高度调节。通过XYZ轴位移台，可对载物台201上端固定的夹具6进行水平移动和高度调节，以及水平面角度的调节，大大提高了使用的便捷性，而且通过载物台拉手将载物台快速拉出，对夹具进行更换或者更换待测试器件，无需担心触碰到显微镜机构或探针机构，造成位置偏移，影响测试结果。

如图2、6所示，探针基台202设置在载物台201的左右两侧，通过升降滑轨和滑槽配合垂直运动、并设置有探针基台高度调节旋钮2021对其进行高度调节。探针基台202上端的台面上用于固定探针机构，探针机构通过磁吸底座快速吸附固定在探针基台202上对PCB板进行探针测试。后期使用更方便灵活。同时，通过在载物台201左右两侧均设置探针基台202，可一次性对竖立固定的PCB板进行双面探针测试，进一步提高测试效率。

如图4所示，为左显微镜机构3的立体结构图，右显微镜机构4的结构和左显微镜机构3 的结构相同，均包括显微镜基座301，显微镜基座301下端滑动设置在滑轨上、其上端依次固定有X轴位移台302、Y轴位移台303和Z轴位移台304，Z轴位移台304前端固定有显微镜夹具305，显微镜夹具305用于夹持固定左显微镜306或右显微镜。左右显微镜机构通过滑轨可左右滑动，从而快速的定位进行测试，后期再使用时显微镜基座301可通过连杆连接气缸等动力机构进行驱动，同时配合传感器进行定位。

上述X轴位移台、Y轴位移台和Z轴位移台采用气缸、电机或马达等自动驱动，或者采用微分头手动调节。本实施例中采用的是微分头进行手动调节，微分头精度为0.01mm。本实用新型中，后显微镜机构5上也集成XYZ轴位移台进行三轴的位移调节。

如图6所示，光学基台2还包括显微镜桥架204和收纳管206，后显微镜机构5固定在显微镜桥架204上，收纳管206用于收纳真空吸管。结合图2，夹具6采用PCB夹具或真空吸盘夹具，PCB夹具或真空吸盘夹具通过磁吸底座或滑动锁扣结构快速锁紧固定，图2中的载物台201上固定的是竖式PCB夹具，图6中的载物台上固定的是真空晶圆卡盘7。通过更换不同的夹具，可实现不同的测试功能，大大提高了实验测试效率。采用真空晶圆卡盘7时，真空管路从收纳管206中引出，收纳管可对真空管路进行收纳，通过可以有效的保护真空管路，避免管路被挤压无法通过真空吸附晶圆。同时，在光学基台2侧边还设置有千分表203 和真空开关盒组件207，真空开关盒组件207用于控制真空晶圆卡盘的吸附和释放，千分表 203用于显示探针基台202的位移高度。如图2所示，为了进一步提高光学基台的稳定性，光学基台2的下方设置有减震脚垫205。

如图5所示，为PCB夹具的立体结构，PCB夹具采用竖式PCB夹具，包括PCB夹具底座601，PCB夹具底座601上端固定有矩形框架602，矩形框架602后纵架内侧固定有滑轨 603，滑轨603上滑动设置有上滑块604和下滑块606，上滑块604和下滑块606前端均设置有上限位板605和下限位板607，矩形框架602前纵架前后开有卡槽608；待测试PCB板从前纵架的卡槽608内插入，上滑块604带动上限位板605下移，下滑块606带动下限位板607 上移，上限位板605与下限位板607将待测试PCB板夹持固定。上滑块604和下滑块606上集成自锁组件，通过自锁组件可实现位置的定位和锁定。

如图7所示，为多功能测试台的左视图，减震机架1的台面和机架直接设置有升降气缸组件101，升降气缸组件用于调节台面的高度消除外界震动对测试造成干扰。同时还设置有机架台面限位机构102，机架台面限位机构102使用时将螺母向下拧，机架台面下方四个升降气缸组件101通气后台面浮起，根据需要调节台面的高度，然后将机架台面限位机构102 的螺母向上拧，停止通气。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能光学测试台，包括减震机架(1)，其特征在于：所述减震机架(1)的台面中间设置有光学基台(2)，所述光学基台左右两侧和后侧分别设置有显微镜机构分布形成左显微镜机构(3)、右显微镜机构(4)和后显微镜机构(5)，所述显微镜机构通过位移台实现XYZ轴移动和定位；所述光学基台(2)包括载物台(201)和探针基台(202)，所述载物台(201)上固定有夹具(6)，所述探针基台(202)上用于固定探针机构；所述左显微镜机构(3)和所述右显微镜机构(4)配合用于对所述夹具(6)所固定的待测试产品进行双面测试，所述后显微镜机构(5)用于对所述夹具(6)所固定的待测试产品进行单面测试。

2.如权利要求1所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述载物台(201)包括载物台基板(2011)，所述载物台基板(2011)插入到所述光学基台(2)上，所述载物台基板(2011)后端设置有便于拉出的载物台拉手(2012)、其上端设置有XYZ轴位移台和水平面角度调节机构，所述XYZ轴位移台上端固定有载物台转接板(2017)，所述载物台转接板(2017)用于固定所述夹具(6)。

3.如权利要求2所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述XYZ轴位移台采用丝杠螺母结构和调节旋钮进行调节控制，包括载物台X轴滑块(2013)、载物台Y轴滑块(2014)和载物台Z轴滑块(2016)，所述载物台基板(2011)、所述载物台X轴滑块、所述载物台Y轴滑块(2014)和所述载物台Z轴滑块(2016)相互之间均设置有相互配合滑动的滑槽和滑轨、以及设置有用于调节的所述丝杠螺母，所述丝杠螺母尾端设置有所述调节旋钮；载物台Y轴滑块(2014)上端还设置有载物台角度调节旋钮(2019)，所述载物台角度调节旋钮(2019)用于对所述载物台Z轴滑块(2016)进行水平面的角度微调。

4.如权利要求1所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述探针基台(202)设置在所述载物台(201)的左右两侧，通过升降滑轨和滑槽配合垂直运动、并设置有探针基台高度调节旋钮对其进行高度调节。

5.如权利要求1所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述左显微镜机构(3)和所述右显微镜机构(4)均包括显微镜基座，所述显微镜基座下端滑动设置在滑轨上、其上端依次固定有X轴位移台、Y轴位移台和Z轴位移台，所述Z轴位移台前端固定有显微镜夹具，所述显微镜夹具用于夹持固定左显微镜或右显微镜。

6.如权利要求5所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述X轴位移台、所述Y轴位移台和所述Z轴位移台采用气缸、电机或马达自动驱动，或者采用微分头手动调节。

7.如权利要求1所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述光学基台(2)还包括显微镜桥架(204)和收纳管(206)，所述后显微镜机构(5)固定在所述显微镜桥架(204)

上，所述收纳管(206)用于收纳真空吸管。

8.如权利要求1-7任一权利要求所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述夹具(6)采用PCB夹具或真空吸盘夹具，所述PCB夹具或所述真空吸盘夹具通过磁吸底座或滑动锁扣结构快速锁紧固定。

9.如权利要求8所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述PCB夹具包括PCB夹具底座(601)，所述PCB夹具底座(601)上端固定有矩形框架(602)，所述矩形框架(602)后纵架内侧固定有滑轨(603)，所述滑轨(603)上滑动设置有上滑块(604)和下滑块(606)，所述上滑块(604)和所述下滑块(606)前端均设置有上限位板(605)和下限位板(607)，所述矩形框架(602)前纵架前后开有卡槽(608)；待测试PCB板从所述前纵架的卡槽(608)内插入，所述上滑块(604)带动所述上限位板(605)下移，所述下滑块(606)带动所述下限位板(607)上移，所述上限位板(605)与所述下限位板(607)将所述待测试PCB板夹持固定。

10.如权利要求9所述的一种多功能光学测试台，其特征在于：所述减震机架(1)的台面和机架直接设置有升降气缸组件(101)，所述升降气缸组件用于调节所述台面的高度和消除外界震动对测试造成干扰。

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