CN215986199U - 芯片测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种芯片测试系统，包括基座、探针组件、对位视觉装置及XY平台，XY平台包括相对平行设置的两Y轴直线电机运动机构，连接两Y轴直线电机运动机构的X轴直线电机运动机构，以及与X轴直线电机运动机构连接的载台；搬运平台，搬运平台包括设置于载台的旋转单元、由旋转单元驱动旋转的升降单元，升降单元包括可升降的承载板，承载板用于放置具有芯片的载具。直线电机运动机构能够满足线性运动达到微米级别的需求，从而能够保证载台的运动精度，继而保证芯片位置调整精度；同时，升降单元能够实现芯片在竖直方向上的位置调整及能实现芯片的旋转调整。

Description

芯片测试系统

技术领域

本实用新型涉及芯片测试技术领域，特别是涉及一种芯片测试系统。

背景技术

芯片测试是芯片制造过程中的一道重要环节，准确的测试能够及时剔除不良品，减少封装测试成本的浪费，提高产品良率。

目前视觉系统已广泛应用于自动化生产线，利用图像的模板识别、自动定位、尺测量等功能，引导设备自动进行校准、加工、测试等动作。在此情况下，与视觉系统配合使用的、能够调整芯片位置的输送机构的运行精度非常重要，其是决定能否利用视觉系统建立图像坐标系与工作台坐标系间的精准映射关系的重要基础。现有的芯片测试系统中，输送机构的精度不能够满足视觉系统的定位需求，且往往占用空间较大，不利于有效利用设备空间。

实用新型内容

基于此，有必要针对输送机构的精度不能够满足视觉系统的定位需求的问题，提出一种芯片测试系统。

一种芯片测试系统，所述芯片测试系统包括：基座，所述基座上设置有探针组件；对位视觉装置，设置于所述基座，所述对位视觉装置用于获取所述探针组件及待测试的芯片的图像信息；XY平台，所述XY平台设置于所述基座上且位于所述对位视觉装置的一侧，所述XY平台包括相对平行设置的两Y轴直线电机运动机构，连接两所述Y轴直线电机运动机构的X轴直线电机运动机构，以及与所述X轴直线电机运动机构连接的载台，所述Y轴直线电机运动机构用于驱动所述载台在Y方向上运动，所述X轴直线电机运动机构用于驱动所述载台在X方向上运动；搬运平台，所述搬运平台包括设置于所述载台的旋转单元、由所述旋转单元驱动旋转的升降单元，所述升降单元包括可升降的承载板，所述承载板用于放置具有待测试的芯片的载具。

上述的芯片测试系统，载台在X及Y方向上的运动均通过直线电机运动机构来驱动，直线电机运动机构中的直线电机能够满足线性运动达到微米级别的需求，从而能够保证载台的运动精度，保证芯片位置调整精度；同时，升降单元能够实现芯片在竖直方向上的位置调整及能实现芯片的旋转调整。从而上述芯片测试系统能够保证芯片位置得以精确地调整。另外，载台位于两Y轴直线电机运动机构之间，充分利用了两Y轴直线电机运动机构之间的空间，集成化较高，结构紧凑。

在其中一个实施例中，所述基座上具有相对平行设置的两支架，两所述Y轴直线电机运动机构分别设置于一所述支架，所述载台位于两所述支架之间。

在其中一个实施例中，所述Y轴直线电机运动机构包括Y轴直线电机、动子连接板，所述动子连接板与所述Y轴直线电机的动子连接；所述XY平台还包括一体式框架，所述一体式框架与两所述Y轴直线电机运动机构的动子连接板均连接，所述X轴直线电机运动机构连接于所述一体式框架。

在其中一个实施例中，所述Y轴直线电机运动机构还包括光栅尺、读数头，其中所述光栅尺固定于所述支架，所述读数头连接于所述动子连接板。

在其中一个实施例中，所述Y轴直线电机运动机构还包括滑轨，所述动子连接板与所述滑轨滑动连接。

在其中一个实施例中，所述X轴直线电机运动机构包括X轴直线电机、从动轴，在所述Y方向上，所述X轴直线电机和所述从动轴依次远离所述对位视觉装置，所述从动轴沿所述X方向设置，所述载台连接于所述X轴直线电机的动子，所述载台与所述从动轴滑动连接。

在其中一个实施例中，所述对位视觉装置包括第一相机、第二相机，其中所述第一相机用于获取所述探针组件的图像信息，所述第二相机用于获取所述芯片的图像信息，在所述Y方向上，所述X轴直线电机和所述从动轴依次远离所述第二相机。

在其中一个实施例中，所述旋转单元包括底板、设置在底板上的动力单元、由所述动力单元驱动旋转的转盘，所述底板设置于所述载台，所述升降单元连接至所述转盘。

在其中一个实施例中，所述升降单元还包括底座，均安装于所述底座的驱动单元及斜顶块，所述斜顶块与所述驱动单元连接，所述斜顶块的运动平面平行于XY平面，在竖直方向上，所述承载板承靠于所述斜顶块且二者之间以斜面相贴合。

在其中一个实施例中，所述承载板上设有真空吸口。

在其中一个实施例中，所述光栅尺设置于所述支架的顶部。

在其中一个实施例中，所述载台位于所述支架的顶部的下方。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的芯片测试系统的示意图。

图2为图1所示芯片测试系统另一角度的示意图。

图3为图1所示芯片测试系统省略示意出成像视觉装置时的示意图。

图4为图3所示芯片测试系统另一角度的示意图。

图5为图1所示芯片测试系统中XY平台的结构示意图。

图6为搬运平台的结构示意图。

图7为图6所示搬运平台的俯视图。

图8为图7中的A-A剖视图。

图9为图6所示的搬运平台中的旋转单元的结构示意图。

图中的相关元件对应编号如下：

100、芯片测试系统；10、基座；110、工作台；120、支架；121、顶部；130、芯片测试校准装置；20、XY平台；210、Y轴直线电机运动机构；211、Y轴直线电机；2111、动子；2112、动子连接板；212、光栅尺；213、读数头；214、滑轨；220、X轴直线电机运动机构；221、X轴直线电机；222、从动轴；230、载台；231、安装孔；240、一体式框架；30、探针组件；40、对位视觉装置；410、第一相机；420、第二相机；50、搬运平台；510、旋转单元；511、底板；512、动力单元；513、转盘；520、升降单元；521、承载板；5211、真空吸口；5212、第一斜面；522、底座；523、驱动单元；524、斜顶块；5241、第二斜面；530、对位平台；60、成像视觉装置；70、载具；80、芯片。

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。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1和图2所示，本实用新型一实施例提供的芯片测试系统100包括基座10，基座10上设有XY平台20、探针组件30、对位视觉装置40，XY平台20上还设有搬运平台50。芯片测试系统100使用时，装载有待测试的芯片80的载具70放置于搬运平台50，由XY平台20驱动在XY平面内运动，实现芯片80在X及Y方向上位置的调整。图1中，靠近探针组件30及对位视觉装置40的方向定义为Y方向，X方向与Y方向垂直，X方向与Y方向定义的平面为在XY平面,也是水平面。对位视觉装置40用于获取探针组件30及芯片80的图像信息，继而用于通过视觉定位原理实现芯片80与探针组件30的精准对位。搬运平台50可以实现芯片80在竖直方向即Z方向上的位置调整及能实现芯片80的旋转调整。Z方向垂直于XY平面，也是基座10的高度方向。下面进一步详细描述。

较佳地，基座10为大理石材质。大理石材质的基座10能够保证较高的平面度，膨胀系数极低，利于XY平台20的安装及平稳运行，保证了高精度搬运芯片80的需求。如图1和图2所示，基座10的一侧设有工作台110，探针组件30及对位视觉装置40设置于工作台110。进一步，工作台110上还设有成像视觉装置60，成像视觉装置60用于芯片80点亮时成像，检测点亮效果是否满足需求。成像视觉装置60包括用于芯片80点亮时成像的相机。

XY平台20设置于基座10上且位于对位视觉装置40的一侧。结合图1、图3至图5所示，XY平台20包括相对平行设置的两Y轴直线电机运动机构210，连接两Y轴直线电机运动机构210的X轴直线电机运动机构220，以及与X轴直线电机运动机构220连接的载台230，Y轴直线电机运动机构210用于驱动载台230在Y方向上运动，X轴直线电机运动机构220用于驱动载台230在X方向上运动。本实施例中，Y轴直线电机运动机构210设置为两组，两组同步运动，从载台230的两侧同步驱动载台230沿Y方向运动，保证Y方向运动的平稳性，避免载台230扭动。

结合图1和图2，图5及图6所示，搬运平台50设置于载台230上，搬运平台50包括设置于载台230的旋转单元510、由旋转单元510驱动旋转的升降单元520，升降单元520包括可升降的承载板521，承载板521用于放置具有芯片80的载具70。通过上述手段，装载有芯片80的载具70放置于搬运平台50时，XY平台20能够实现芯片80在X及Y方向上位置的调整；搬运平台50可以实现芯片80在竖直方向即Z方向上的位置调整，及能实现芯片80的旋转调整，使芯片80的焊盘的排列方式与探针组件30的探针的排列方式一致。载具70与承载板521之间的固定方式不限制。如图6所示，一具体的实施方式中，承载板521上设有多个真空吸口5211，以通过真空吸附的方式将载具70定位在承载板521上。搬运平台50与载台230的装配方式也不限制，如图5所示，载台230上设有多个安装孔231，该安装孔231用于与搬运平台50的安装结构相配合。

进一步地，工作台110上还可设置芯片测试校准装置130。一示例中，芯片测试校准装置130包括设置在探针组件30下方的校准件(未标识)，校准件能够上下移动且具有能够与探针组件30接触的测试点。通过使校准件的多个测试点与探针组件30的多个探针接触导通，可能保证探针组件30处于所需的位置，从而在对待测试的芯片80进行测试时，能确保每一焊盘都能与探针接触，避免焊盘漏检，提高测试良率。

上述的芯片测试系统100，载台230在X及Y方向上的运动均通过直线电机运动机构来驱动，直线电机运动机构中的直线电机能够满足线性运动达到微米级别的需求，从而能够保证载台230的运动精度，保证芯片80位置调整精度；同时，升降单元520能够实现芯片80在竖直方向上的位置调整及能实现芯片80的旋转调整。从而上述芯片测试系统100能够保证芯片80位置得以精确地调整。另外，载台230位于两Y轴直线电机运动机构210之间，充分利用了两Y轴直线电机运动机构210之间的空间，集成化较高，结构紧凑。

如图1和图5所示，一实施例中，基座10上具有相对平行设置的两支架120，两Y轴直线电机运动机构210分别设置于一支架120，载台230位于两支架120之间。支架120在竖直方向上延伸，其与基座10的其他部分为一体成型。

每一个Y轴直线电机运动机构210均包括Y轴直线电机211、光栅尺212、读数头213。其中，读数头213连接于Y轴直线电机211的动子2111，光栅尺212固定于支架120，X轴直线电机运动机构220连接于Y轴直线电机211的动子2111。当Y轴直线电机211驱动X轴直线电机运动机构220运动时，读数头213能够读取光栅尺212的数据，从而获取芯片80在Y方向上的位置数据信息，该位置数据信息被传送给计算机，用以与对位视觉装置40拍摄到的图像信息建立映射关系。

具体设置时，XY平台还包括位于两支架120之间的一体式框架240，一体式框架240与Y轴直线电机211的动子2111通过动子连接板2112相连，X轴直线电机运动机构220设置于一体式框架240。读数头213安装于动子连接板2112。光栅尺212固定于支架120的顶部121。其中支架120的顶部121指支架120在竖直方向上的最高处。Y轴直线电机运动机构210还包括设置在支架120的顶部121的滑轨214，动子连接板2112承靠于滑轨214且与滑轨214滑动连接。Y轴直线电机211工作时，Y轴直线电机211的动子2111使动子连接板2112沿Y方向在滑轨214上滑动，从而能够带动一体式框架240沿Y方向运动，一体式框架240则带动X轴直线电机运动机构220及载台230等平稳地运动。光栅尺212及滑轨214设置在支架120的顶部121，不占用两支架120之间的空间，利于设置X轴直线电机运动机构220。

一体式框架240与两Y轴直线电机211的动子连接板2112均相连。由于其为整体式结构，能够减少两Y轴直线电机211驱动X轴直线电机运动机构220及载台230沿Y方向运动时的变形，继而提高载台230运动精度。另外，一体式框架240为框架结构，占用空间小，节约了设备空间，自身可以根据需要改变外部形状，如可以设置安装槽或安装凸台等，以安装其他零件。一实施方式中，一体式框架240为矩形框架，但不限于此。

如图5所示，载台230位于支架120的顶部121下方。如此，如图4所示，当搬运平台50放置于载台230后，搬运平台50至少部分地进入到两支架120之间的空间内，从而能够充分利用芯片测试系统100高度方向的空间。

如图5所示，结合参考图1和图2，X轴直线电机运动机构220包括X轴直线电机221、从动轴222。在Y方向上，X轴直线电机221和从动轴222间隔设置且依次远离所述对位视觉装置40，也就是说，X轴直线电机221更靠近对位视觉装置40。从动轴222沿X方向设置于一体式框架240上。载台230连接于X轴直线电机221的动子(未示出)且载台230与从动轴222滑动连接。通过上述手段，Y轴直线电机211工作时，通过动子连接板2112带动一体式框架240沿Y方向运动，一体式框架240则带动X轴直线电机运动机构220及载台230在Y方向上移动，使载台230能够更加平稳地在Y方向上运动。另外，载台230由X轴直线电机221的动子驱动在X方向上运动时，载台230还在从动轴222的约束下运动，载台230在X方向上运动更加平稳。上述X轴直线电机运动机构220中，仅设置一处X轴直线电机221用于驱动载台230在X方向上移动，成本较低。另外，用于驱动载台230的X轴直线电机221靠近对位视觉装置40，同时载台230远离对位视觉装置40处还利用从动轴222约束，因此载台230在X方向上运动时，载台230在靠近对位视觉装置40的一侧扭动极小，从而利于保证靠近对位视觉装置40的芯片80在X方向上的位置精度，继而对位视觉装置40采集靠近芯片80的图像信息后能够较为准确地获得芯片80在X方向上的位置信息。

一具体的实施方式中，如图2所示，对位视觉装置40包括第一相机410、第二相机420，其中第一相机410用于获取探针组件30的图像信息，第二相机420用于获取芯片80的图像信息，在Y方向上，X轴直线电机221和从动轴222依次远离第二相机420。如上文所述，载台230在X方向上运动时扭动风险低，利用第二相机420能够较为准确地获得芯片80在X方向上的位置信息。

结合图7至图9所示，一实施例中，旋转单元510包括底板511、设置在底板511上的动力单元512、由动力单元512驱动旋转的转盘513，升降单元520连接至转盘513。底板511则固定至载台230。动力单元512的具体类型及与转盘513之间连接方式不限制，能够驱动转盘513旋转即可。

升降单元520还包括升降组件，如图8所示，升降组件包括底座522，安装于底座522的驱动单元523和斜顶块524，斜顶块524与驱动单元523连接，斜顶块524的运动平面平行于XY平面，在竖直方向上，承载板521承靠于斜顶块524且二者之间以斜面相贴合。具体地，承载板521面对斜顶块524的一侧设有第一斜面5212，斜顶块524面对承载板521的一侧设有第二斜面5241，第一斜面5212的斜度和第二斜面5241的斜度一致。结合参考图1和图8，驱动单元523工作且驱动斜顶块524沿Y方向(图8中为向左运动)运动时，斜顶块524驱动承载板521沿竖直方向上升。当驱动单元523工作且驱动斜顶块524向右运动时，承载板521、载具70和芯片80可因重力因素而下降。此外，承载板521与底座522之间还可以设置弹性件(未图示)。当驱动单元523工作且驱动斜顶块524向右运动时，弹性件的弹力使承载板521下降复位。一示例中，驱动单元523为步进电机但不限于此。

上述的升降单元520中，斜顶块524所需要的运动空间与承载板521所需要的运动空间不存在叠加，而驱动单元523可以设置在斜顶块524的一侧不占用高度空间，因此能够降低升降单元520的高度尺寸。

如图7所示，一实施例中，底座522设置于一对位平台530，并通过该对位平台530连接至旋转单元510的转盘513。对位平台530可选用市场上的通用件，其能够自动微调放置在其上元件的位置，从而能够更好地调整载具70及芯片80的位置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种芯片测试系统，其特征在于，所述芯片测试系统包括：

基座，所述基座上设置有探针组件；

对位视觉装置，设置于所述基座，所述对位视觉装置用于获取所述探针组件及待测试的芯片的图像信息；

XY平台，所述XY平台设置于所述基座上且位于所述对位视觉装置的一侧，所述XY平台包括相对平行设置的两Y轴直线电机运动机构，连接两所述Y轴直线电机运动机构的X轴直线电机运动机构，以及与所述X轴直线电机运动机构连接的载台，所述Y轴直线电机运动机构用于驱动所述载台在Y方向上运动，所述X轴直线电机运动机构用于驱动所述载台在X方向上运动；

搬运平台，所述搬运平台包括设置于所述载台的旋转单元、由所述旋转单元驱动旋转的升降单元，所述升降单元包括可升降的承载板，所述承载板用于放置具有待测试的芯片的载具。

2.根据权利要求1所述的芯片测试系统，其特征在于，所述基座上具有相对平行设置的两支架，两所述Y轴直线电机运动机构分别设置于一所述支架，所述载台位于两所述支架之间。

3.根据权利要求2所述的芯片测试系统，其特征在于，所述Y轴直线电机运动机构包括Y轴直线电机、动子连接板，所述动子连接板与所述Y轴直线电机的动子连接；所述XY平台还包括一体式框架，所述一体式框架与两所述Y轴直线电机运动机构的动子连接板均连接，所述X轴直线电机运动机构连接于所述一体式框架。

4.根据权利要求3所述的芯片测试系统，其特征在于，所述Y轴直线电机运动机构还包括光栅尺、读数头，其中所述光栅尺固定于所述支架，所述读数头连接于所述动子连接板。

5.根据权利要求3所述的芯片测试系统，其特征在于，所述Y轴直线电机运动机构还包括滑轨，所述动子连接板与所述滑轨滑动连接。

6.根据权利要求1所述的芯片测试系统，其特征在于，所述X轴直线电机运动机构包括X轴直线电机、从动轴，在所述Y方向上，所述X轴直线电机和所述从动轴依次远离所述对位视觉装置，所述从动轴沿所述X方向设置，所述载台连接于所述X轴直线电机的动子，所述载台与所述从动轴滑动连接。

7.根据权利要求6所述的芯片测试系统，其特征在于，所述对位视觉装置包括第一相机、第二相机，其中所述第一相机用于获取所述探针组件的图像信息，所述第二相机用于获取所述芯片的图像信息，在所述Y方向上，所述X轴直线电机和所述从动轴依次远离所述第二相机。

8.根据权利要求1所述的芯片测试系统，其特征在于，所述旋转单元包括底板、设置在底板上的动力单元、由所述动力单元驱动旋转的转盘，所述底板设置于所述载台，所述升降单元连接至所述转盘。

9.根据权利要求1所述的芯片测试系统，其特征在于，所述升降单元还包括底座，均安装于所述底座的驱动单元及斜顶块，所述斜顶块与所述驱动单元连接，所述斜顶块的运动平面平行于XY平面，在竖直方向上，所述承载板承靠于所述斜顶块且二者之间以斜面相贴合。

10.根据权利要求1所述的芯片测试系统，其特征在于，所述承载板上设有真空吸口。

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