一种探针焊接系统、探针焊接方法及探针卡技术方案

本发明专利技术属于探针焊接领域，公开了一种探针焊接系统、探针焊接方法及探针卡，其方法包括获取基板上的目标焊盘的位置补偿信息；根据位置补偿信息将基板水平移动至加焊料添加机构的下方，且目标焊盘位于放料器的正下方；放料器释放焊料，焊料被第一激光器熔融并落在目标焊盘；根据位置补偿信息将基板水平移动至焊接机构的下方，且目标焊盘位于探针抓取件的正下方；第二激光器融化目标焊盘的焊料，探针抓取件将探针放置于目标焊盘，完成焊接。本发明专利技术通过摄像机构可修正系统的位置误差，以减少探针焊接的位置误差，提高焊接精度，通过设置焊料添加机构和焊接机构，将焊料添加与探针焊接分开进行，可提高探针焊接的稳定性，以提高良率。

【技术实现步骤摘要】
一种探针焊接系统、探针焊接方法及探针卡
本专利技术属于探针焊接
，特别涉及一种探针焊接系统、探针焊接方法及探针卡。
技术介绍
在半导体晶圆测试阶段，需要对晶圆上的未封装芯片进行测试，测试过程中会用到探针卡，探针卡主要用于测试该未封装芯片是否合格。探针卡在制作过程中需要将探针安装到陶瓷孔内或焊接到陶瓷基板的焊盘上。高端探针卡上会用到MEMS垂直探针，这种探针等效直径一般在30um-100um范围内，其特点是尺寸小，比较脆弱，很容易划伤或者损坏。在存储芯片测试阶段还会用到另一种二维探针，如Z字形，此种探针通常也比较薄，厚度一般为50-100um，高度一般为4-6mm，宽度4-10mm左右。对于这种尺寸小、比较脆弱的探针，如何提高其焊接精度和焊接可靠性是目前丞需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种探针焊接系统、探针焊接方法及探针卡，可提高焊接精度和焊接可靠性。本专利技术提供的技术方案如下：一方面，提供了一种探针焊接系统，包括：机座，包括工作台和设置于所述工作台上方的机架；基板治具，设置于所述工作台，用于固定基板；移动机构，包括X轴轨、Y轴轨和Z轴轨，所述X轴轨和所述Y轴轨设置于所述工作台用于所述基板治具的移动，所述Z轴轨设置于所述机架；摄像机构，设置于所述Z轴轨，用于获取所述基板上的目标焊盘的位置补偿信息；焊料添加机构，设置于所述Z轴轨，所述焊料添加机构包括放料器和第一激光器，所述放料器用于向所述目标焊盘释放焊料，所述第一激光器用于使焊料变为熔融状态并落到所述目标焊盘；焊接机构，设置于所述Z轴轨，所述焊接机构包括探针抓取件和第二激光器，所述探针抓取件用于抓取探针，所述第二激光器用于将探针焊接在所述目标焊盘上；控制机构，用于控制所述摄像机构、所述焊料添加机构和所述焊接机构的工作，并用于根据所述基板上的焊盘位置和所述位置补偿信息控制所述基板治具的移动。进一步地，所述摄像机构还用于获取焊接探针后的基板的图像信息；所述控制机构还用于根据所述图像信息判断所述基板上的探针是否焊接合格，若是，则进行下一基板的探针焊接，若否，则对不合格焊盘进行焊接修复。进一步地，还包括多个精密位移平台，多个所述精密位移平台分别设置在所述Z轴轨上，所述摄像机构、所述焊料添加机构和所述焊接机构分别对应设置在一个所述精密位移平台上，用于微调所述摄像机构、所述焊料添加机构和所述焊接机构到所述基板的距离。进一步地，所述摄像机构位于所述焊料添加机构和所述焊接机构之间，所述第一激光器设置在所述放料器远离所述摄像机构的一侧且出口端朝向所述放料器倾斜设置，所述第二激光器设置在所述探针抓取件远离所述摄像机构的一侧且出口端朝向所述探针抓取件倾斜设置。进一步地，所述摄像机构到所述工作台的距离大于所述焊料添加机构到所述工作台的距离及所述焊接机构到所述工作台的距离。进一步地，所述焊接机构到所述工作台的距离大于所述焊料添加机构到所述工作台的距离。另一方面，还提供一种探针焊接方法，包括：获取基板上的目标焊盘的位置补偿信息；根据所述位置补偿信息将所述基板水平移动至加焊料添加机构的下方，且所述目标焊盘位于放料器的正下方；放料器释放焊料，焊料被第一激光器熔融并落在所述目标焊盘；根据所述位置补偿信息将所述基板水平移动至焊接机构的下方，且所述目标焊盘位于探针抓取件的正下方；第二激光器融化所述目标焊盘的焊料，探针抓取件将探针放置于所述目标焊盘，完成焊接。进一步地，还包括：获取焊接探针后的基板的图像信息；根据所述图像信息判断所述基板上的探针是否焊接合格，若是，则进行下一基板的探针焊接，若否，则对不合格的焊盘进行焊接修复。进一步地，所述摄像机构获取基板上的目标焊盘的位置补偿信息具体包括：将基板放置于基板治具上；水平移动基板治具至摄像机构的下方；获取摄像机构的镜头中心与目标焊盘中心的位置偏差；根据所述位置偏差得到目标焊盘的位置补偿信息。再一方面，还提供一种探针卡，所述探针卡由上述的探针焊接方法制得。通过本专利技术提供的一种探针焊接系统及焊接方法，能够带来以下有益效果：(1)本专利技术通过设置摄像机构可修正系统的位置误差，以减少探针焊接的位置误差，提高焊接精度，通过设置焊料添加机构和焊接机构，将焊料添加与探针焊接分开进行，即先将熔融的焊料滴落在焊盘上，然后再将探针插设在熔融的焊料上，整个焊接过程不仅对探针没有损伤，而且可提高探针焊接的稳定性，以提高焊接良品率。(2)本专利技术一优选实施例中，通过设置精密位移平台，可尽量减少Z轴的运动，降低机械运动引入的误差，使系统趋于稳定。(3)本专利技术一优选实施例中，通过合理布置摄像机构、焊料添加机构和焊接机构的位置及高度，可防止激光器发出的高能激光束损坏摄像机构。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明具体实施方式。图1是本专利技术一种探针焊接系统的结构示意图；图2是本专利技术的摄像机构、焊料添加机构及焊接机构的结构示意图；图3是本专利技术的焊接机构的一种实施方式的结构示意图；图4是本专利技术的焊接机构的另一种实施方式的结构示意图；图5是本专利技术基板上焊盘的一种排布示意图；图6是本专利技术基板上焊盘的另一种排布示意图。附图标号说明10、机座；11、工作台；12、机架；20、基板治具；31、X轴轨；32、Y轴轨；33、Z轴轨；34、Z轴挂件；40、摄像机构；50、焊料添加机构；51、放料器；511、焊料；52、第一激光器；60、焊接机构；61、探针抓取件；62、第二激光器；70、基板；71、焊盘；72、探针；80、精密位移平台。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种探针焊接系统，其特征在于，包括：/n机座，包括工作台和设置于所述工作台上方的机架；/n基板治具，设置于所述工作台，用于固定基板；/n移动机构，包括X轴轨、Y轴轨和Z轴轨，所述X轴轨和所述Y轴轨设置于所述工作台用于所述基板治具的移动，所述Z轴轨设置于所述机架；/n摄像机构，设置于所述Z轴轨，用于获取所述基板上的目标焊盘的位置补偿信息；/n焊料添加机构，设置于所述Z轴轨，所述焊料添加机构包括放料器和第一激光器，所述放料器用于向所述目标焊盘释放焊料，所述第一激光器用于使焊料变为熔融状态并落到所述目标焊盘；/n焊接机构，设置于所述Z轴轨，所述焊接机构包括探针抓取件和第二激光器，所述探针抓取件用于抓取探针，所述第二激光器用于将探针焊接在所述目标焊盘上；/n控制机构，用于控制所述摄像机构、所述焊料添加机构和所述焊接机构的工作，并用于根据所述基板上的焊盘位置和所述位置补偿信息控制所述基板治具的移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种探针焊接系统，其特征在于，包括：
机座，包括工作台和设置于所述工作台上方的机架；
基板治具，设置于所述工作台，用于固定基板；
移动机构，包括X轴轨、Y轴轨和Z轴轨，所述X轴轨和所述Y轴轨设置于所述工作台用于所述基板治具的移动，所述Z轴轨设置于所述机架；
摄像机构，设置于所述Z轴轨，用于获取所述基板上的目标焊盘的位置补偿信息；
焊料添加机构，设置于所述Z轴轨，所述焊料添加机构包括放料器和第一激光器，所述放料器用于向所述目标焊盘释放焊料，所述第一激光器用于使焊料变为熔融状态并落到所述目标焊盘；
焊接机构，设置于所述Z轴轨，所述焊接机构包括探针抓取件和第二激光器，所述探针抓取件用于抓取探针，所述第二激光器用于将探针焊接在所述目标焊盘上；
控制机构，用于控制所述摄像机构、所述焊料添加机构和所述焊接机构的工作，并用于根据所述基板上的焊盘位置和所述位置补偿信息控制所述基板治具的移动。


2.根据权利要求1所述的一种探针焊接系统，其特征在于，
所述摄像机构还用于获取焊接探针后的基板的图像信息；
所述控制机构还用于根据所述图像信息判断所述基板上的探针是否焊接合格，若是，则进行下一基板的探针焊接，若否，则对不合格焊盘进行焊接修复。


3.根据权利要求1或2所述的一种探针焊接系统，其特征在于，还包括多个精密位移平台，多个所述精密位移平台分别设置在所述Z轴轨上，所述摄像机构、所述焊料添加机构和所述焊接机构分别对应设置在一个所述精密位移平台上，用于微调所述摄像机构、所述焊料添加机构和所述焊接机构到所述基板的距离。


4.根据权利要求1或2所述的一种探针焊接系统，其特征在于，所述摄像机构位于所述焊料添加机构和所述焊接机构之间，所述第一激光器设置在所述放料器远离所述摄像机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁建，罗雄科，
申请(专利权)人：上海泽丰半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31