测试探针对准设备制造技术

一种测试探针对准设备包含一个可旋转平台，其与工件定位用平台分离，因此工件定位用平台可以使工件移动于一Ｘ－Ｙ平面中而不会移动θ平台，从而抑制工件定位用平台中的震动及惯性，并提高工件移动的速度及精度。θ平台被驱动，绕着一个基本上垂直于Ｘ－Ｙ平面的轴线进行旋转。可旋转平台支撑着一个适合于保持住探针卡的台架。台架与θ平台一起旋转，从而关于工件对准探针卡。Ｚ平台以一种可操作方式与台架相衔接，用以使台架沿着关于工件的旋转轴线移动。一个计算机处理器通过位置传感器的测量，针对预先编程的移动向量施行座标转换，用以对工件的角度未对准进行调整。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种用于测试、钻孔、和修整印刷电路板以及集成电路基底的对准设备，特别关于一种改良的对准设备，其使设备的一个旋转定位用机构(θ平台)不受平移工件定位机构(X-Y平台)的影响，反之亦然。
技术介绍
例如是印刷电路板以及集成电路的电子电路的制造是典型地涉及针对在形成于一基底上的电路图案阵列中的每一电路进行检查和测试。电路的校准可包括在调整电路的电子特性的激光修整操作期间的针探以及电路部件的电子特性的测量。为了修正测试结果，探针卡的测试探针的尖端必须被正确地对准电路的电极垫的接点位置。探针对准系统使用机械式定位设备，其调整基底、探针卡的位置，或二者都调整，用以维持在整个电路图案阵列上的正确对准。图1说明了一种已有测试针探系统10，其中一个基底12被支撑在电动工件定位平台20的卡盘16上。定位平台20包含一个被支撑于台板24上的线性定位部件，即X-Y平台22，用于在水平平面中以垂直的方向X及Y移动。定位平台同时包含一个被支撑于X-Y平台22上的旋转定位部件，即θ平台26，用于使卡盘16绕着一根垂直的Z轴而旋转。作为参考之用，直角参考座标系统30指出方向X、Z，以及θ(Y方向垂直于观看方向且未被显示于图1中)。探针卡台架34将探针卡38保持在定位平台20上方，而在同时包含一相机44的机器视觉系统42控制基底12的旋转(θ)及平移(X-Y)对准，用以使其对准探针卡38的探针48。探针卡台架34被支撑于电动Z平台50之下，电动Z平台50在探针卡38对准之后被驱动以使探针卡38沿着Z轴向下移动，用以使探针48下压抵住基底12来测试被形成在基底12上的电路。被支撑于静止探针基座60上的Z驱动机构56提供了针对Z平台50的驱动作用力。因为多个不同电路典型地被形成在一块单一基底上为一规则阵列图案，许多已知系统通过一自动的步骤—并—重复定位程序而被控制，在连续针探操作之间该程序在X-Y平面中重复地指引基底。在每一针探操作中，测试探针的尖端在施行电路的电子测试以及/或者修整之前被下压抵住电路的电极垫。在测试以及修整之后，测试探针接着在移动(步进)基底前被抬升而离开基底，用以使探针对准下一个电路或者在相同电路上的下一个测试位置。传统对准设备通过在X-Y平台以及基底间插入一个θ平台而容许基底能够被正确地对准X轴及Y轴，如图1中所示。θ以及X-Y平台的这种结构简化了基底的随后索引，而仅需要对每一步骤进行简单的X或Y平移运动，如同在斯巴诺等人(Spano et al.)的美国专利第4,266,191号的“
技术介绍
”中所描述的。在佐藤(Sato et al.)等人的美国专利第4,677,474号以及矢松(Yamatsu)的美国专利第4,786,367号所描述的其它两种设备设计之中，一个第二旋转定位平台被提供用于使探针卡对准X-Y平台的X轴及Y轴，从而使得探针/基底对准能够被更准确地维持在基底的整个电路图案阵列之上。然而，因为这些已知机构全部包括有一个被束缚至X-Y平台的θ平台，θ平台的每一次调整需要一个随后针对X-Y平台的对准补偿，如同在斯巴诺等人(Spano et al.)的美国专利第4,266,191号中说明书第四栏、第16-24行所解释的。此外，在具有被支撑于X-Y平台上的θ平台的系统之中，θ平台的质量被加至整个工件定位用平台的惯性。所附加的惯性会使X及Y方向的移动放慢，并且提高工件定位用平台的质心，从而影响定位速度以及精度。同时，θ平台可能是一个定位误差的来源，它由于每次X-Y平台被移动时，在θ平台机构中所引起的震动以及间隙所致。总的来说，在传系统测试探针对准系统中，θ平台与工件定位用平台的连接会趋于降低系统的总产量。通过使θ平台的质量最小化、以及通过缩小卡盘的高度以及/或者质量用以增大X-Y平台速度的尝试会趋于增大间隙、降低刚性、牺牲抗震性、并且增大工件定位用平台的整定时间。增大θ平台的分辨率及精度的尝试也会趋于增大工件定位用平台的质量及高度。因此，先前系统的设计者已被迫将系统总产量向改善定位准确性妥协，反之亦然。本专利技术了解到对一种改良式测试探针对准设备的需求，它将有助于提高测试产量以及改进探针对准精度。
技术实现思路
一种对准设备适合于使一组测试探针或其它工具对准一组位于例如是一印刷电路板或制作完成硅晶圆的基底上的接触区域。基底被支撑在一个在一X-Y平面上进行线性移动的用于工件定位的平台的卡盘上。对准设备通过在Z方向上驱动测试探针而也有助于测试探针在对准之后与基底上的接触区域的衔接。对准设备包括有一个可旋转式平台，它与工件对准用平台分离，以使卡盘可以在X-Y平面中移动而不会使可旋转式平台产生移动，从而抑制在工件定位用平台中的震动及惯性，并且改善卡盘移动速度及精度。可旋转式平台被驱动以绕着一个基本上垂直于卡盘移动平面的旋转轴线而旋转。可旋转式平台优选为支撑着一个适合于安装一组探针的台架。当可旋转式平台旋转时，台架随着可旋转式平台而旋转，从而使该组探针与基底上的接触区域相对准。在探针对准之后，针探用平台被驱动以使台架相对于可旋转式平台而沿着可旋转式平台的旋转轴线进行线性平移，从而使探针与基底上的接触区域相衔接。因为可旋转式平台被与工件定位用平台分离，它与已知系统相比较少受限于空间以及质量限制。因此，它可以包括有与已知测试系统的工件定位用平台一起使用的θ平台相比精度更高的更大、更重的机构。本专利技术的其它观点及优点将通过以下优选实施例的详细描述，并参照附图加以说明。附图说明图1为已有测试针探系统的示意性正视图；图2为测试针探系统的示意性正视图，此测试针探系统包含由第一实施例简化的测试探针对准设备；图3为一俯视透视图，它表示根据第二实施例的测试探针对准设备，其中对准设备的Z驱动皮带为了说明清楚而被加以省略；图4为图3的测试探针对准设备的仰视透视图；图5为测试探针对准设备的第三实施例的右前俯视透视图，其中探针对准设备的探针卡保持件被予以省略；图6为图5的测试探针对准设备的左俯视透视图；图7为图5的测试探针对准设备的俯视平面图；图8为图5的测试探针对准设备的右侧视图；第9图为图5的测试探针对准设备的正视图；图10为图5的测试探针对准设备的分解图，其中对准设备的左前方Z螺丝被省略以显示出对准设备的θ平台支柱的细节；以及图11为图5的测试探针对准设备的俯视平面局部放大图，它显示出θ平台驱动机构的细节。在图中，相同组件符号指相同或相似的部件或特点。具体实施例方式在整份说明书之中，参照“一个实施例(one embodiment)”、或“一实施例(an embodiment)”、或是“某些实施例(some embodiments)”所意指的是，一个特定描述的特点、结构、或是特征被包含在至少一个实施例中。因此，在整份说明书中不同段落中的“在一个实施例中(in oneembodiment)”、“在一实施例中(in an embodiment)”、“在某些实施例中(in some embodiments)”用语的出现并非必须全指相同实施例或各实施例。其次，所描述的特点、结构、或是特征可以通过任何适当方式被加以组合于一或多个实施例之中。本领域技术人员将了解的是，本专利技术在没有一或多项具体细节的情况下，或者用其它方法、部件、材料等的情况下可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试探针对准设备，其用于使一组测试探针对准基底上的接触区域，该基底被支撑在一个卡盘上而接近该测试探针对准设备，并且被驱动以移动于一平面中，该测试探针对准设备包含：一个可旋转式平台，其具有一根旋转轴线，该轴线基本上垂直于该卡盘的移 动的该平面，该可旋转式平台被与该卡盘分开以使该卡盘能够在该平面中移动而不会使该可旋转式平台随之移动；一个台架，其被支撑在该可旋转式平台上以与其一起旋转，该台架适合用以支持该组测试探针；以及一个平移式平台，其以一种可操作方式与 该台架相衔接，并且被驱动以使该台架相对于该旋转式平台，沿着该可旋转式平台的该旋转轴线方向进行线性平移，从而使该测试探针移动进入与该接触区域的衔接状态之中；该可旋转式平台的旋转会致使该组测试探针绕着该旋转轴线进行旋转，用以在该测试探针 移动进入与该接触区域相衔接之前，使该测试探针与接触区域对准。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KY金，
申请(专利权)人：电子科学工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]