TZ一107自动探针测试台
主要技术指标及功能:
该机的主要技术指标;可测片径;75、100125mm。工作台最大行程;x向265ram,Y向205mm4工作台速度:50mm/S。定位精度:±0.O13mm。
重复精度:±0.003mm。行进分辨率:0.Olmm。z向行程:O~O.8mm可诵。该机工作台调整采用多功能集中控制手柄。可实现微动(10m/步)、连续点动’快动、步进等l6种功能。通过键盘命令,可实现“扫描”、图形/探边方式选择、自检、公制/英制步距选择、单图测试、中停、z向升降及微调。机器还具有同步/延时打点选择,工作状态显示及声光报警功能,以及品片平墼:墨:跟踪。并可根据配接的测试仪不同进行状态预置。测试完毕,承片台自动高速“回零”到下料位置,便于装卸晶片。
该系统由滚珠丝杠、电机座l、底座2、溜板3、轴承座4和6、连板5以及轴承、直线滚动导轨、步进电机等组成。用以完成)0一Y步进运动、扫描、装卸片时快速进中心和回零。x、Y向均采用最高精度的C级滚球丝杠,较高精度的D级滚动直线导轨,和高速大力矩步进电机驱动系统。使精度和可重复
性达到美[Electroglas公司生产的lO34x一6型5自动探针台的水平。由于选用了新型滚动功能部件,还使结构简单、工作稳定、易于维护保养。
该系统由吸盘1、芯轴2、摆杆5、托板8、偏心套10和步进电机等组成。主要功能是支承和固定晶片,完成0向对准及z向升降。为适应国内器件生产厂家的不同需要,吸盘的气堵螺钉可以调节,以改变吸附面积适应75、109和125ram几种规格尺寸的圆片。该系统结构系我所独创,设计精巧、工艺性好。采用直线滚动轴承导向、双轴承定向,摩擦田力小、动作灵活、重复精度高、响应速度快、工作平稳可靠。由于z向运动钢球是微过盈配台,所以无横向漂移。工作性能超过同类型进口设备的承片台。
该机控制系统LTP--801A单板机为核心,依靠控制程序,通过接口电路、光电隔离以及功率放大,使执行元件(步进电机)动作。在步进当量14m/步不变的情况下,采用补偿技术,实现公制与英制的较换。控制程序采用模块式子程序结构。占用内存4K字节,田化在两块2716中。该控制系统的特点是:简化了硬件结构,扩充了功能,增强了系统的灵活性和适应性,测试探头、探边器零Ⅱ打点器
测试探头的技术性能和稳定可靠性,以及微调性能,是直接影响探针设备性能的重要因素。我们对我所研制的各型探头进行了剖析及调研了用户的使用情况后,以合理她结构设计,改善了针头的接触性能和微调性,增大了翻节量。使x、Y、z向分别达到1O。8、6mm以上。本机还配有固定探针卡针盘适于国际通用标准探卡(114×187mm)测试探边器是用于探测到晶片边缘就自动拐弯换向的机构。它仍采用机械触点式结构,通过机械触点的接触、脱离使电气通断,控胡工作运台动,使用效果良好。在使用中我们还发现,如果能研制出一种使针头与晶片在电气上绝缘的“无接触边缘博感器,对于提高机器电控部分的可靠性就更理想了。打点器用于在不合格电路表面打上标记,以没下遒工序分选。率机打点器设计成软碰撞结构,对钡5试晶片的冲撞力小,不易损坏晶片,普通碳素墨水和进口油墨均能适用。需要指出的是,打点器的工作稳定性与使用的油墨性质关系很大。国内普遍使用的书写用碳索墨水,因其为水质液体,粘度小、易干涸,因丽容易造成打点器工作时流淌或堆塞。而且随着砂轮划片工艺的普遍采用,普通碳素墨水标记容易被划片时的压力水冲洗掉。_且n果使用进口油墨时,效果更为理想。遗憾的是,和国外生产的油墨性质近似的打点用墨水,目前还未发现。工作台速度自动探针台的工作台速度关系到测试效率,是一个很耍要的指标,也是用户十分关心的问题国外先进的探针测试设备已普遍采用平面电机工作台,具有速度及加速度快、分辨率高、结构筒译、精度稳定、便于维护的特点。由于目前国产平面电机在精度上要差一个数量级,尚无可供选择作精密工作台的型号。1—l07探针台仍采用步进电机一丝杠结构,其最大速度为;
式中,b一分辨率,亦称脉冲当量或步进当量,单位为mm/脉冲,a一步进电机的步距角,L一丝杠导程,单位为mm。
对于某一设定的步进电机一丝杠结构工作台,步进电机的步距角a、最高运行频率fmax是固定的。因此欲提高晟大速度Vmax,只有增大丝杠导程L。L的数值也增大了,即分辨精度降低了值增大对于Ic的测试是不利的,甚至无法对准压焊点及达到所需的步距。从使用的角度希望Vmax定性。测试效率还和配接的测试系统有关,即在很大程度上取决于测试时间。所以在国产平面电机的精度尚未达到要求的情况下,根据我国的实际情况来综合考虑,不单纯追求速度指标,把提高设备的综台技术性能,提高性价比作为主导设计思想是比较适宜的。T一lO7自动探针测试台是目前国产实用型探测设备测试片径最大、工作台速度最高、功能最齐全的机型。它精度高、运行稳定,维修操作方便、造型美观、式样新颖。和尽量大一些,而b又尽可能小一些,对于步进电机一丝杠结构的工作台两者兼优是困难的。Tz一1O7探针工作台经过精心设计,采用了新型滚动功能部件对我所以往的高速大力矩步进电机驱动系统进行了改进,减少了振动和噪音,提高了运动精度,使速度达到50mm/S以上,达到目前国产实用型自动探针台的最高水平。尽管如此,和平面电机工作台相比,速度种加速度仍然要差一个数量级。笔者认为,当前国产自动探针台的主要问题是提高可靠性和稳定性,提高测试质量。尤其对于LSI,由于测试项目多,测试时闷较长,动针时阃相对较短,主要要求探针与器件的接触可靠性及整机工作的稳国际、国内市场销量较大的美国Electroglas公司的1034XA系列机比较,除工作台速度、加速度和x—Y行进分辨率低外,精度和可重复性与1034XA型机相同。某些功能优于1034XA型机(如适应片径范围广,可调式与固定探卡式两种探头兼容,不用气源,噪音小,具有z向接触的白适应控制等等)。而其售价仅为进口机型的30%左右。该机的研制成功,为国内器件生产厂家提供了可供选择的较为理想的机型。
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