TZ一107自動探針測試臺
主要技術(shù)指標及功能:
該機的主要技術(shù)指標;可測片徑;75、100125mm。工作臺最大行程;x向265ram,Y向205mm4工作臺速度:50mm/S。定位精度:±0.O13mm。
重復(fù)精度:±0.003mm。行進分辨率:0.Olmm。z向行程:O~O.8mm可誦。該機工作臺調(diào)整采用多功能集中控制手柄。可實現(xiàn)微動(10m/步)、連續(xù)點動’快動、步進等l6種功能。通過鍵盤命令,可實現(xiàn)“掃描”、圖形/探邊方式選擇、自檢、公制/英制步距選擇、單圖測試、中停、z向升降及微調(diào)。機器還具有同步/延時打點選擇,工作狀態(tài)顯示及聲光報警功能,以及品片平墼:墨:跟蹤。并可根據(jù)配接的測試儀不同進行狀態(tài)預(yù)置。測試完畢,承片臺自動高速“回零”到下料位置,便于裝卸晶片。
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該系統(tǒng)由滾珠絲杠、電機座l、底座2、溜板3、軸承座4和6、連板5以及軸承、直線滾動導(dǎo)軌、步進電機等組成。用以完成)0一Y步進運動、掃描、裝卸片時快速進中心和回零。x、Y向均采用最高精度的C級滾球絲杠,較高精度的D級滾動直線導(dǎo)軌,和高速大力矩步進電機驅(qū)動系統(tǒng)。使精度和可重復(fù)
性達到美[Electroglas公司生產(chǎn)的lO34x一6型5自動探針臺的水平。由于選用了新型滾動功能部件,還使結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、易于維護保養(yǎng)。
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該系統(tǒng)由吸盤1、芯軸2、擺桿5、托板8、偏心套10和步進電機等組成。主要功能是支承和固定晶片,完成0向?qū)始埃蛏?。為適應(yīng)國內(nèi)器件生產(chǎn)廠家的不同需要,吸盤的氣堵螺釘可以調(diào)節(jié),以改變吸附面積適應(yīng)75、109和125ram幾種規(guī)格尺寸的圓片。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系我所獨創(chuàng),設(shè)計精巧、工藝性好。采用直線滾動軸承導(dǎo)向、雙軸承定向,摩擦田力小、動作靈活、重復(fù)精度高、響應(yīng)速度快、工作平穩(wěn)可靠。由于z向運動鋼球是微過盈配臺,所以無橫向漂移。工作性能超過同類型進口設(shè)備的承片臺。
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該機控制系統(tǒng)LTP--801A單板機為核心,依靠控制程序,通過接口電路、光電隔離以及功率放大,使執(zhí)行元件(步進電機)動作。在步進當量14m/步不變的情況下,采用補償技術(shù),實現(xiàn)公制與英制的較換??刂瞥绦虿捎媚K式子程序結(jié)構(gòu)。占用內(nèi)存4K字節(jié),田化在兩塊2716中。該控制系統(tǒng)的特點是:簡化了硬件結(jié)構(gòu),擴充了功能,增強了系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性,測試探頭、探邊器零Ⅱ打點器
測試探頭的技術(shù)性能和穩(wěn)定可靠性,以及微調(diào)性能,是直接影響探針設(shè)備性能的重要因素。我們對我所研制的各型探頭進行了剖析及調(diào)研了用戶的使用情況后,以合理她結(jié)構(gòu)設(shè)計,改善了針頭的接觸性能和微調(diào)性,增大了翻節(jié)量。使x、Y、z向分別達到1O。8、6mm以上。本機還配有固定探針卡針盤適于國際通用標準探卡(114×187mm)測試探邊器是用于探測到晶片邊緣就自動拐彎換向的機構(gòu)。它仍采用機械觸點式結(jié)構(gòu),通過機械觸點的接觸、脫離使電氣通斷,控胡工作運臺動,使用效果良好。在使用中我們還發(fā)現(xiàn),如果能研制出一種使針頭與晶片在電氣上絕緣的“無接觸邊緣博感器,對于提高機器電控部分的可靠性就更理想了。打點器用于在不合格電路表面打上標記,以沒下遒工序分選。率機打點器設(shè)計成軟碰撞結(jié)構(gòu),對鋇5試晶片的沖撞力小,不易損壞晶片,普通碳素墨水和進口油墨均能適用。需要指出的是,打點器的工作穩(wěn)定性與使用的油墨性質(zhì)關(guān)系很大。國內(nèi)普遍使用的書寫用碳索墨水,因其為水質(zhì)液體,粘度小、易干涸,因麗容易造成打點器工作時流淌或堆塞。而且隨著砂輪劃片工藝的普遍采用,普通碳素墨水標記容易被劃片時的壓力水沖洗掉。_且n果使用進口油墨時,效果更為理想。遺憾的是,和國外生產(chǎn)的油墨性質(zhì)近似的打點用墨水,目前還未發(fā)現(xiàn)。工作臺速度自動探針臺的工作臺速度關(guān)系到測試效率,是一個很耍要的指標,也是用戶十分關(guān)心的問題國外先進的探針測試設(shè)備已普遍采用平面電機工作臺,具有速度及加速度快、分辨率高、結(jié)構(gòu)筒譯、精度穩(wěn)定、便于維護的特點。由于目前國產(chǎn)平面電機在精度上要差一個數(shù)量級,尚無可供選擇作精密工作臺的型號。1—l07探針臺仍采用步進電機一絲杠結(jié)構(gòu),其最大速度為;

式中,b一分辨率,亦稱脈沖當量或步進當量,單位為mm/脈沖,a一步進電機的步距角,L一絲杠導(dǎo)程,單位為mm。
對于某一設(shè)定的步進電機一絲杠結(jié)構(gòu)工作臺,步進電機的步距角a、最高運行頻率fmax是固定的。因此欲提高晟大速度Vmax,只有增大絲杠導(dǎo)程L。L的數(shù)值也增大了,即分辨精度降低了值增大對于Ic的測試是不利的,甚至無法對準壓焊點及達到所需的步距。從使用的角度希望Vmax定性。測試效率還和配接的測試系統(tǒng)有關(guān),即在很大程度上取決于測試時間。所以在國產(chǎn)平面電機的精度尚未達到要求的情況下,根據(jù)我國的實際情況來綜合考慮,不單純追求速度指標,把提高設(shè)備的綜臺技術(shù)性能,提高性價比作為主導(dǎo)設(shè)計思想是比較適宜的。T一lO7自動探針測試臺是目前國產(chǎn)實用型探測設(shè)備測試片徑最大、工作臺速度最高、功能最齊全的機型。它精度高、運行穩(wěn)定,維修操作方便、造型美觀、式樣新穎。和盡量大一些,而b又盡可能小一些,對于步進電機一絲杠結(jié)構(gòu)的工作臺兩者兼優(yōu)是困難的。Tz一1O7探針工作臺經(jīng)過精心設(shè)計,采用了新型滾動功能部件對我所以往的高速大力矩步進電機驅(qū)動系統(tǒng)進行了改進,減少了振動和噪音,提高了運動精度,使速度達到50mm/S以上,達到目前國產(chǎn)實用型自動探針臺的最高水平。盡管如此,和平面電機工作臺相比,速度種加速度仍然要差一個數(shù)量級。筆者認為,當前國產(chǎn)自動探針臺的主要問題是提高可靠性和穩(wěn)定性,提高測試質(zhì)量。尤其對于LSI,由于測試項目多,測試時悶較長,動針時閫相對較短,主要要求探針與器件的接觸可靠性及整機工作的穩(wěn)國際、國內(nèi)市場銷量較大的美國Electroglas公司的1034XA系列機比較,除工作臺速度、加速度和x—Y行進分辨率低外,精度和可重復(fù)性與1034XA型機相同。某些功能優(yōu)于1034XA型機(如適應(yīng)片徑范圍廣,可調(diào)式與固定探卡式兩種探頭兼容,不用氣源,噪音小,具有z向接觸的白適應(yīng)控制等等)。而其售價僅為進口機型的30%左右。該機的研制成功,為國內(nèi)器件生產(chǎn)廠家提供了可供選擇的較為理想的機型。
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