CN216670053U

CN216670053U - 一种用于3d mems探针检测工序的固定装置

Info

Publication number: CN216670053U
Application number: CN202122907502.0U
Authority: CN
Inventors: 周明; 李尧尧
Original assignee: Strong Half Conductor Shanghai Co ltd
Current assignee: Strong Half Conductor Shanghai Co ltd
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2031-11-24

Abstract

一种用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，包括二维角位台，二维角位台包括相互叠置的x轴角位台和y轴角位台，且x轴角位台的台面绕y轴旋转发生角位移，y轴角位台的台面绕x轴发生角位移，以实现二维角度调节。二维角位台上叠置有一翻转台，该翻转台设有第一定位面；翻转台上固定有一磁铁，磁铁上具有一用于吸附3D MEMS探针的承载面，承载面垂直于第一定位面。承载面具有检测和上料两个工作状态，翻转台相对二维角位台翻转，构成在两个工作状态间进行切换；在检测状态下，承载面垂直于二维角位台的台面；在上料状态下，承载面面向上方。

Description

一种用于3D MEMS探针检测工序的固定装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种用于3D MEMS探针检测工序的固定装置。

背景技术

探针卡是晶圆测试中被测芯片和测试机之间的接口，芯片在封装前，通过探针卡上分布的探针直接与被测芯片上的焊垫或凸块接触，引出芯片信号，再配合其它的测试仪器与软件实现自动化测量，进而筛选出不良品，保证良品率。探针卡按结构类型分为：刀片针卡，悬臂针卡，垂直针卡，膜式针卡和MEMS针卡，探针卡的主体为PCB板，PCB板上设有多个探针。

由于MEMS技术在半导体行业的快速崛起，芯片体积越来越小，达到了毫米量级，芯片内部的集成率也越来越高，达到了微米量级，甚至纳米量级。为了满足不同芯片的测试需求，3D MEMS探针应用越来越广泛，与一般的2D MEMS探针相比，3D MEMS探针在厚度截面上变化，因此需要满足三个方向的表面质量要求。

制作完成的3D MEMS探针需要抽样检测，在显微镜下测量其弯曲度，由于显微镜的结构设定，需要保证探针在竖直状态才能检测。目前，通常采用镊子夹住探针使探针呈竖直状态，但由于3D MEMS探针尺寸极小达微米级，人工很难控制镊子夹力的大小，用力过大会导致探针受力变形，用力过小会导致夹不紧探针。因此手动夹持探针调整探针角度，操作难度系数大，费时费力，且难以精准地调整到竖直状态，导致测量的数据也不准确。

有鉴于此，针对3D MEMS探针弯曲度检测工序如何设计一种既能固定探针又不会使探针变形，且能精准地调整探针到竖直状态的固定装置是本实用新型研究的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于3D MEMS探针检测工序的固定装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，所述装置包括二维角位台，所述二维角位台包括相互叠置的x轴角位台和y轴角位台，且所述x轴角位台的台面绕y轴旋转发生角位移，所述y轴角位台的台面绕x轴发生角位移，以实现二维角度调节。

所述二维角位台上叠置有一翻转台，该翻转台设有第一定位面；所述翻转台上固定有一磁铁，所述磁铁上具有一用于吸附3D MEMS探针的承载面，所述承载面垂直于所述第一定位面。

所述承载面具有检测和上料两个工作状态，所述翻转台相对所述二维角位台翻转，构成在两个工作状态间进行切换；在检测状态下，所述承载面垂直于所述二维角位台的台面；在上料状态下，所述承载面面向上方。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1.上述方案中，本技术方案的工作过程为：初始工作状态为上料状态，翻转台固定在二维角位台上，磁铁上的承载面面向上方，3D MEMS探针横向放置在承载面上，由于磁铁的吸附作用，3D MEMS探针被固定在承载面上。上料后，将翻转台从二维角位台上解固，翻转台开始翻转，从而带动磁铁一起翻转，再将翻转台固定在二维角位台上。此时为检测状态，承载面垂直于二维角位台，承载面上的3D MEMS探针由横向变成竖向，处于竖直面内。在显微镜下，再通过二维角位台微调x轴和y轴方向上的角度，直到3D MEMS探针调整到竖直状态，再进行弯曲度的检测。

在实际操作过程中，平放3D MEMS探针时，就计算好竖向的角度，尽量使3D MEMS探针竖向时呈竖直状态，但是测量弯曲度时，3D MEMS探针必须完全是竖直状态，即从显微镜向下观察，呈一个点状。实际操作中，即使承载面垂直于二维角位台，但也难以做到3D MEMS探针精准的垂直，所以，需采用二维角位台进行角度调整，才能精准地实现调整探针到竖直状态

2.上述方案中，现有技术的3D MEMS探针一般选用高导电特性、高硬度和容易清洁的金属复合材料，以满足高使用寿命和低维护成本的需求。本技术方案采用磁铁，利用其对3D MEMS探针的吸引力，来吸附固定3D MEMS探针，避免直接夹持造成探针变形，上料过程简单，省时省力，调节角度过程，能稳定地固定住探针，可实现无损失地固定住3D MEMS探针。

3.上述方案中，设置一翻转结构，采用一翻转台带动磁铁翻转，在上料和调节两个工作状态间进行切换。在上料状态下，承载面面向上方，便于平放安装3D MEMS探针。翻转台翻转到调节状态后，带动3D MEMS探针翻转，探针从横向转为竖向，便于调节3D MEMS探针的角度。承载面垂直于二维角位台，使翻转后的3D MEMS探针处于竖直面，减少3D MEMS探针需要调整的角度，可以简化调整工序。

4.上述方案中，本技术方案中的角位台为现有技术，一般用于实现角度微调，其结构以及调整角度的方式，具体可参见现有专利CN 213179814 U、CN 206863335 U、CN213275327 U等，角位台的具体结构并非本技术方案的创新点，所以本技术方案未作过多赘述。

5.上述方案中，二维角位台，包括相互叠置的x轴角位台和y轴角位台，所述x轴角位台的台面绕y轴旋转发生角位移，所述y轴角位台的台面绕x轴发生角位移，以实现二维角度调节。x轴角位台和y轴角位台相互叠加，叠加顺序不作限制。x轴角位台对探针进行x轴方向上的角度调节，y轴角位台对探针进行y轴方向上的角度调节，从而实现二维角度调节，x轴方向和y轴方向上的角度调节先后顺序不作限定，可以反复调节。通过x轴角位台和y轴角位台配合，可以实现二维度内精准微调3D MEMS探针的角度。

6.上述方案中，所述翻转台还设有第二定位面，所述第一定位面与所述第二定位面互呈夹角；在上料状态下，所述第二定位面面向所述二维角位台的台面。所述翻转台具有一立方体状主体，所述第一定位面与所述第二定位面相互垂直；所述翻转台可拆卸固定所述二维角位台上。所述第一定位面与所述第二定位面相互垂直，结构更为稳定。将翻转台固定在二维角位台上，防止翻转过程中，或者调整角度过程中，翻转台在二维角位台上移动。

7.上述方案中，所述翻转台上开设一与磁铁形状相适配的凹槽。所述凹槽的槽底开设有一贯穿翻转台的通孔。通孔便于取出磁铁。

8.上述方案中，所述翻转台为金属翻转台，所述磁铁与所述翻转台磁性连接。磁铁也可以通过紧固件与翻转台固定。

9.上述方案中，所述二维角位台还包括一连接台，所述连接台可拆卸固定连接在上层的角位台上，作为所述二维角位台的台面。所述连接台上开设有卡槽，所述翻转台卡接配合在该卡槽内。所述连接台上设有一长销，且该长销活动穿设于所述翻转台，所述翻转台绕该长销进行翻转，所述卡槽的槽底对应所述翻转台设有让位槽。现有的角位台的台面上的孔位置是固定的，翻转台与二维角位台固定不太方便。通过设置一个连接台，便于翻转台在二维角位台上固定。长销依次穿过连接台的一个竖边，再穿过翻转台，再穿过连接台的另一个竖边。连接台的竖边可以为卡槽的槽壁。翻转台绕该长销进行翻转，实现翻转台的翻转。卡槽的槽底的让位槽对应翻转台设置，当翻转台翻转后，一个边部插入该让位槽。所述卡槽的槽壁上开设第一螺纹孔，所述翻转台开设对应的第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与第二螺纹孔通过螺栓或者螺钉对应紧固配合，达成所述翻转台相对所述连接台固定。

10.上述方案中，所述x轴角位台和y轴角位台的结构相同，均包括底座和安装于底座上方的滑块，以及调节角位移大小的调节件；所述底座的上表面为凹弧形，所述滑块的下表面为凸弧形，所述滑块通过一滑轨与所述底座滑动配合，实现发生角位移；所述滑块的上表面作为角位台的台面。

11.上述方案中，翻转台翻转可以通过人工翻转，也可以借助辅助工具，如与二维角位台铰接，或者夹取翻转、吊转等方式实现，

12.上述方案中，所述承载面垂直于所述第一定位面。为了实现在检测状态下，承载面垂直于所述二维角位台的台面。

本实用新型工作原理是：本实用新型的初始工作状态为上料状态，翻转台固定在二维角位台上，磁铁上的承载面面向上方，3D MEMS探针横向放置在承载面上，由于磁铁的吸附作用，3D MEMS探针被固定在承载面上。上料后，将翻转台从二维角位台上解固，翻转台开始翻转，从而带动磁铁一起翻转，再将翻转台固定在二维角位台上。此时为调节状态，承载面垂直于二维角位台，承载面上的3D MEMS探针由横向变成竖向，处于竖直面内。在显微镜下，再通过二维角位台微调x轴和y轴方向上的角度，直到3D MEMS探针调整到竖直状态，再进行弯曲度的检测。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型利用磁铁对3D MEMS探针的吸引力，采用磁铁来吸附固定3D MEMS探针，避免直接夹持造成探针变形，上料过程简单，省时省力，调节角度过程，能稳定地固定住探针，可实现无损失地固定住3D MEMS探针。

2、本实用新型采用一翻转台带动磁铁翻转，在上料和检测两个工作状态间进行切换。在上料状态下，承载面面向上方，便于平放安装3D MEMS探针。翻转台翻转到检测状态后，带动3D MEMS探针翻转，探针从横向转为竖向，便于调节3D MEMS探针的角度。承载面垂直于二维角位台，使翻转后的3D MEMS探针处于竖直面，减少3D MEMS探针需要调整的角度，可以简化调整工序。

3、本实用新型采用x轴角位台和y轴角位台配合，可以实现二维度内精准微调3DMEMS探针的角度，提高探针弯曲度检测结果准确性。

附图说明

附图1为本实用新型实施例承载面处于检测工作状态一个视角立体图；

附图2为本实用新型实施例承载面处于检测工作状态另一视角立体图；

附图3为本实用新型实施例承载面处于上料工作状态的立体图；

附图4为本实用新型实施例二维角位台的结构示意图；

附图5为本实用新型实施例连接台的结构示意图；

附图6为本实用新型实施例翻转台的结构示意图；

附图7为本实用新型实施例翻转台的另一视角结构示意图；

附图8为本实用新型实施例磁铁的结构示意图；

附图9为本实用新型实施例长销的结构示意图。

以上附图中：1、二维角位台；11、x轴角位台；12、y轴角位台；13、滑块；14、底座；15、调节件；2、翻转台；21、第一定位面；22、第二定位面；23、凹槽；24、通孔； 25、第二螺纹孔；3、磁铁；31、承载面；4、3D MEMS探针；5、连接台；51、卡槽；52、长销；53、让位槽；54、第一螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种用于3D MEMS探针检测工序的固定装置

参见附图1~4所示，所述装置包括二维角位台1，所述二维角位台1包括相互叠置的x轴角位台11和y轴角位台12，且所述x轴角位台11的台面绕y轴旋转发生角位移，所述y轴角位台12的台面绕x轴发生角位移，以实现二维角度调节。

所述二维角位台1上叠置有一翻转台2，参见附图6~7所示，该翻转台2设有第一定位面21；所述翻转台2上固定有一磁铁3，参见附图8所示，所述磁铁3上具有一用于吸附3DMEMS探针4的承载面31，所述承载面31垂直于所述第一定位面21。所述翻转台2还设有第二定位面22，所述第一定位面21与所述第二定位面22互呈夹角；在上料状态下，所述第二定位面22面向所述二维角位台1的台面。所述翻转台2具有一立方体状主体，所述第一定位面21与所述第二定位面22相互垂直；所述翻转台2可拆卸固定于所述二维角位台1上。所述翻转台2上开设一与磁铁3形状相适配的凹槽23。所述凹槽23的槽底开设有一贯穿翻转台2的通孔24。所述翻转台2为金属翻转台，所述磁铁3与所述翻转台2磁性连接。

所述承载面31具有检测和上料两个工作状态，所述翻转台2相对所述二维角位台1翻转，构成在两个工作状态间进行切换；在检测状态下，所述承载面31垂直于所述二维角位台1的台面；在上料状态下，所述承载面31面向上方。

所述二维角位台1还包括一连接台5，所述连接台5可拆卸固定连接在上层的角位台上，作为所述二维角位台1的台面。参见附图5所示，所述连接台5上开设有卡槽51，所述翻转台2卡接配合在该卡槽51内。所述连接台5上设有一长销52，参见附图9所示，且该长销52活动穿设于所述翻转台2，所述翻转台2绕该长销52进行翻转，所述卡槽51的槽底对应所述翻转台2设有让位槽53。所述卡槽51的槽壁上开设第一螺纹孔54，所述翻转台2开设对应的第二螺纹孔25，所述第一螺纹孔54与第二螺纹孔25通过螺栓或者螺钉对应紧固配合，达成所述翻转台2相对所述连接台5固定。

所述x轴角位台11和y轴角位台12的结构相同，均包括底座14和安装于底座14上方的滑块13，以及调节角位移大小的调节件15；所述底座14的上表面为凹弧形，所述滑块13的下表面为凸弧形，所述滑块13通过一滑轨与所述底座14滑动配合，实现发生角位移；所述滑块13的上表面作为角位台的台面。

工作过程为：初始工作状态为上料状态，翻转台2固定在二维角位台1上，第二定位面22面向二维角位台1，磁铁3上的承载面31面向上方，3D MEMS探针4横向放置在承载面31上，由于磁铁3的吸附作用，3D MEMS探针4被固定在承载面31上。上料后，将翻转台2从二维角位台1上解固，翻转台2开始绕长销52翻转，从而带动磁铁3一起翻转，第二定位面22离开二维角位台1，直到第一定位面21面向二维角位台1，再将翻转台2固定在二维角位台1上。此时为检测状态，承载面31垂直于二维角位台1，承载面31上的3D MEMS探针4由横向变成竖向，处于竖直面内。在显微镜下，再通过二维角位台1微调x轴和y轴方向上的角度，直到3DMEMS探针4调整到竖直状态，再进行弯曲度的检测。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：

所述装置包括二维角位台（1），所述二维角位台（1）包括相互叠置的x轴角位台（11）和y轴角位台（12），且所述x轴角位台（11）的台面绕y轴旋转发生角位移，所述y轴角位台（12）的台面绕x轴发生角位移，以实现二维角度调节；

所述二维角位台（1）上叠置有一翻转台（2），该翻转台（2）设有第一定位面（21）；所述翻转台（2）上固定有一磁铁（3），所述磁铁（3）上具有一用于吸附3D MEMS探针（4）的承载面（31），所述承载面（31）垂直于所述第一定位面（21）；

所述承载面（31）具有检测和上料两个工作状态，所述翻转台（2）相对所述二维角位台（1）翻转，构成在两个工作状态间进行切换；在检测状态下，所述承载面（31）垂直于所述二维角位台（1）的台面；在上料状态下，所述承载面（31）面向上方。

2.根据权利要求1所述的用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述翻转台（2）还设有第二定位面（22），所述第一定位面（21）与所述第二定位面（22）互呈夹角；在上料状态下，所述第二定位面（22）面向所述二维角位台（1）的台面。

3.根据权利要求2所述的用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述翻转台（2）具有一立方体状主体，所述第一定位面（21）与所述第二定位面（22）相互垂直；所述翻转台（2）可拆卸固定所述二维角位台（1）上。

4.根据权利要求1所述的用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述翻转台（2）上开设一与磁铁（3）形状相适配的凹槽（23）。

5.根据权利要求4所述的用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述凹槽（23）的槽底开设有一贯穿翻转台（2）的通孔（24）。

6.根据权利要求1所述的用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述翻转台（2）为金属翻转台，所述磁铁（3）与所述翻转台（2）磁性连接。

7.根据权利要求1所述的用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述二维角位台（1）还包括一连接台（5），所述连接台（5）可拆卸固定连接在上层的角位台上，作为所述二维角位台（1）的台面。

8.根据权利要求7所述的用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述连接台（5）上开设有卡槽（51），所述翻转台（2）卡接配合在该卡槽（51）内；所述卡槽（51）的槽壁上开设第一螺纹孔（54），所述翻转台（2）开设对应的第二螺纹孔（25），所述第一螺纹孔（54）与第二螺纹孔（25）通过螺栓或者螺钉对应紧固配合，达成所述翻转台（2）相对所述连接台（5）固定。

9.根据权利要求8所述的用于3D MEM S探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述连接台（5）上设有一长销（52），且该长销（52）活动穿设于所述翻转台（2），所述翻转台（2）绕该长销（52）进行翻转，所述卡槽（51）的槽底对应所述翻转台（2）设有让位槽（53）。

10.根据权利要求1所述的用于3D MEMS探针检测工序的固定装置，其特征在于：所述x轴角位台（11）和y轴角位台（12）的结构相同，均包括底座（14）和安装于底座（14）上方的滑块（13），以及调节角位移大小的调节件（15）；所述底座（14）的上表面为凹弧形，所述滑块（13）的下表面为凸弧形，所述滑块（13）通过一滑轨与所述底座（14）滑动配合，实现发生角位移；所述滑块（13）的上表面作为角位台的台面。