半导体探针卡自动插针方法、装置、计算机和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体探针卡自动插针方法、装置、计算机设备和存储介质，方法包含匹配探针与探针卡孔位、插入探针、探针卡位置调整以及插针执行，在探针卡位置调整步骤中，可通过控制探针卡位移抖动来调整探针与探针卡位置的后使探针往下落；装置包括上料模块、探针卡放置模块、探针卡抖动模块、第一位置信息获取模块、探针抓取模组、第二位置信息获取模块、PC控制模块。本发明专利技术使用探针卡插针装置，自动识别探针，控制机械手抓取探针并且自动调整探针位置放入探针卡孔位中，通过控制探针卡位移抖动，上下、左右、前后微位移抖动，使没有完全进入探针卡孔位的探针振动进探针卡中，代替人手工插卡，节省人力、提高效率，保证产品质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
半导体探针卡自动插针方法、装置、计算机和存储介质


[0001]本专利技术涉及半导体芯片测试
，特别涉及一种用于高端探针卡生产的半导体探针卡自动插针方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]在半导体芯片生产过程中，需要用到探针卡对晶圆上芯片进行电测，探针卡的是用作芯片电极与测试仪的连接器。探针卡上的探针与芯片的电极接触，通过进行电气测试来判断该芯片的性能，从而判断通过还是不通过。
[0003]在晶圆的测试中高度依赖探针卡的可靠性，并且随着芯片制程的不断缩短，对高级探针卡的需求也越来越高。高级探针卡的特点就是小间距（30~50μm）、高定位精度、高频。
[0004]在目前的高端探针卡生产中，主要依赖人进行探针插卡，在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：1、人工进行探针插卡存在上手慢、培训周期长、标准不统一、状态不恒定、质量不可控等缺点；2、探针由于吸附、表面污渍等原因，可能无法进入第二层探针卡孔位中。
[0005]有鉴于此，如何解决现有技术中人工进行探针插卡存在的上手慢、培训周期长、标准不统一、状态不恒定、质量不可控等问题，便成为本专利技术所要研究解决的课题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种半导体探针卡自动插针方法、装置、计算机设备和存储介质，其目的是要用于解决现有技术中人工进行探针插卡存在的上手慢、培训周期长、标准不统一、状态不恒定、质量不可控等问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术第一方面提出了一种半导体探针卡自动插针方法，用于探针卡的自动插针，所述探针卡包含上下平行设置的第一层探针卡和第二层探针卡，所述第一层探针卡、第二层探针卡上具有一一上下对应的探针卡孔位；其创新点在于，所述方法包括以下步骤：（1）匹配探针与探针卡孔位分别获取上料探针盘上的探针位置信息和探针卡的探针卡孔位信息；根据所述上料探针盘探针位置信息和探针卡孔位信息，分析匹配探针与探针卡孔位的对应位置坐标；（2）插入探针抓取探针移动到探针卡孔位对应位置坐标上方，获取探针与探针卡孔位投影于水平方向的水平相对位置信息，判断探针与探针卡孔位的水平相对位置是否存在偏差；若不存在偏差，则控制探针插入第一层探针卡的探针孔孔位设定的深度后松开探针；若存在偏差，则根据偏差值调整探针位置，然后再控制探针插入第一层探针卡的探针卡孔位设定的深度后松开探针；松开探针后探针朝向第二层探针卡的探针卡孔位方向掉落；（3）探针卡位置调整获取探针掉落后投影于竖直方向的竖直相对位置信息，根据竖直相对位置信息判
断探针是否已穿过第二层探针卡的探针卡孔位；当判断探针已穿过第二层探针卡的探针卡孔位，则进行下一根探针的插入作业；当判断探针未穿过第二层探针卡的探针卡孔位，则控制探针与第二层探针卡在深度方向上作相对运动，使探针和第二层探针卡相分离，再释放探针，接着通过控制探针卡位移抖动，以便探针能够穿入第二层探针卡的探针卡孔位；接着继续根据重新获取的竖直相对位置信息判断探针是否已穿过第二层探针卡的探针卡孔位，重复本步骤直至该探针已穿过第二层探针卡的探针卡孔位；（4）插针执行重复执行上述第（2）、第（3）步骤，直至探针卡插满探针，插针结束。
[0008]本专利技术第二方面提出了一种半导体探针卡自动插针装置，所述装置包括：上料模块，用于放置上料探针盘；探针卡放置模块，用于放置待插针的探针卡，所述探针卡具有第一层探针卡、第二层探针卡；探针卡抖动模块，用于带动探针卡进行上下、左右、前后方向运动以进行位移抖动；第一位置信息获取模块，用于获取上料探针盘探针位置信息、探针卡孔位信息，选择性得用于获取探针与探针卡孔位的水平相对位置信息；探针抓取模组，用于抓取上料探针盘上的探针并将探针插入探针卡中；第二位置信息获取模块，用于获取探针插入探针孔的竖直相对位置信息，选择性得用于获取探针与探针卡孔位的水平相对位置信息；PC控制模块，用于根据所述上料探针盘探针位置信息和探针卡孔位信息，分析匹配探针与探针卡孔位的对应位置坐标；用于根据探针与探针卡孔位的水平相对位置信息，判断探针与探针卡孔位的相对位置是否存在偏差；用于根据偏差值控制探针抓取模组调整探针插入位置；用于根据探针插入探针孔的竖直相对位置信息判断探针是否落入第二层探针卡；用于当判断探针未落入第二层探针卡时控制探针卡抖动模块进行位移抖动。
[0009]本专利技术第三方面提出了一种基于半导体探针卡自动插针方法的计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述本专利技术第一方面所述的方法的步骤。
[0010]本专利技术第四方面提出了一种基于半导体探针卡自动插针方法的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述本专利技术第一方面所述的方法的步骤。
[0011]本专利技术的有关内容解释如下：1.通过本专利技术的上述技术方案的实施，用以解决以下技术问题：使用探针卡插针装置代替人手工插卡，节省人力、提高效率，保证产品质量；使用图像识别方法，先拍取探针卡基板上的针孔位置坐标，录入系统中；使用图像识别方法自动识别探针，控制机械手抓取探针并且自动调整探针位置放入探针卡孔位中；通过控制探针卡位移抖动，上下、左右、前后微位移抖动，使没有完全进入探针卡孔位的探针振动进板卡中，从而使得所有探针均能被完全插入到探针卡中，成品率百分百。
[0012]2. 在上述第一方面的技术方案中，在执行步骤（1）匹配探针与探针卡孔位前，对
上料探针盘进行人工上料，具体是由人工将探针插入上料探针盘的各探针孔位中，并手动将上料探针盘放入上料工位；在执行步骤（1）匹配探针与探针卡孔位中的所述分别获取上料探针盘上的探针位置信息和探针卡的探针卡孔位信息时，包含以下步骤：相机拍照获取上料探针盘上的探针位置信息；机械手移动相机至探针卡上方；拍照获取探针卡孔位信息；分配每根探针到对应的探针孔，计算探针姿态坐标，计算探针到对应探针孔位置坐标。
[0013]3. 在上述第一方面的技术方案中，在执行步骤（1）匹配探针与探针卡孔位中的分析匹配探针与探针卡孔位的对应位置坐标时，包含以下步骤：将获取的上料探针盘探针位置信息、探针卡孔位信息以及机械手移动的坐标信息传输给PC控制模块；由PC控制模块进行图像处理和位置计算，计算探针卡及探针盘位置，标记上料探针盘探针及坐标、标记探针卡孔位及坐标；分配每根探针到对应的探针卡孔位并计算探针到对应探针卡孔位的对应位置坐标，计算探针姿态坐标；机械手根据PC控制模块分配信息，抓取探针并调整三自由度坐标到对应的探针卡孔位。
[0014]4. 在上述第一方面的技术方案中，在执行步骤（2）插入探针中的获取探针与探针卡孔位的水平相对位置信息的步骤中，所述水平相对位置信息为探针与探针卡孔位投影于水平位置上的位置偏差信息，该步骤包含：水平相机从水平方向对准位于探针，拍照获取探针与探针卡孔位水平X方向位置偏差；相机轴运动；水平相机拍照获取探针与探针卡孔位Y方向位置偏差；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体探针卡自动插针方法，用于探针卡的自动插针，所述探针卡包含上下平行设置的第一层探针卡和第二层探针卡，所述第一层探针卡、第二层探针卡上具有一一上下对应的探针卡孔位；其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）匹配探针与探针卡孔位分别获取上料探针盘上的探针位置信息和探针卡的探针卡孔位信息；根据所述上料探针盘探针位置信息和探针卡孔位信息，分析匹配探针与探针卡孔位的对应位置坐标；（2）插入探针抓取探针移动到探针卡孔位对应位置坐标上方，获取探针与探针卡孔位投影于水平方向的水平相对位置信息，判断探针与探针卡孔位的水平相对位置是否存在偏差；若不存在偏差，则控制探针插入第一层探针卡的探针孔孔位设定的深度后松开探针；若存在偏差，则根据偏差值调整探针位置，然后再控制探针插入第一层探针卡的探针卡孔位设定的深度后松开探针；松开探针后探针朝向第二层探针卡的探针卡孔位方向掉落；（3）探针卡位置调整获取探针掉落后投影于竖直方向的竖直相对位置信息，根据竖直相对位置信息判断探针是否已穿过第二层探针卡的探针卡孔位；当判断探针已穿过第二层探针卡的探针卡孔位，则进行下一根探针的插入作业；当判断探针未穿过第二层探针卡的探针卡孔位，则控制探针与第二层探针卡在深度方向上作相对运动，使探针和第二层探针卡相分离，再释放探针，接着通过控制探针卡位移抖动，以便探针能够穿入第二层探针卡的探针卡孔位；接着继续根据重新获取的竖直相对位置信息判断探针是否已穿过第二层探针卡的探针卡孔位，重复本步骤直至该探针已穿过第二层探针卡的探针卡孔位；（4）插针执行重复执行上述第（2）、第（3）步骤，直至探针卡插满探针，插针结束。2.根据权利要求1所述的半导体探针卡自动插针方法，其特征在于：在执行步骤（1）匹配探针与探针卡孔位前，对上料探针盘进行人工上料，具体是由人工将探针插入上料探针盘的各探针孔位中，并手动将上料探针盘放入上料工位；在执行步骤（1）匹配探针与探针卡孔位中的所述分别获取上料探针盘上的探针位置信息和探针卡的探针卡孔位信息时，包含以下步骤：相机拍照获取上料探针盘上的探针位置信息；机械手移动相机至探针卡上方；拍照获取探针卡孔位信息；分配每根探针到对应的探针孔，计算探针姿态坐标，计算探针到对应探针孔位置坐标。3.根据权利要求2所述的半导体探针卡自动插针方法，其特征在于：在执行步骤（1）匹配探针与探针卡孔位中的分析匹配探针与探针卡孔位的对应位置坐标时，包含以下步骤：将获取的上料探针盘探针位置信息、探针卡孔位信息以及机械手移动的坐标信息传输给PC控制模块；由PC控制模块进行图像处理和位置计算，计算探针卡及探针盘位置，标记上料探针盘探针及坐标、标记探针卡孔位及坐标；
分配每根探针到对应的探针卡孔位并计算探针到对应探针卡孔位的对应位置坐标，计算探针姿态坐标；机械手根据PC控制模块分配信息，抓取探针并调整三自由度坐标到对应的探针卡孔位。4.根据权利要求1所述的半导体探针卡自动插针方法，其特征在于：在执行步骤（2）插入探针中的获取探针与探针卡孔位的水平相对位置信息的步骤中，所述水平相对位置信息为探针与探针卡孔位投影于水平位置上的位置偏差信息，该步骤包含：水平相机从水平方向对准位于探针，拍照获取探针与探针卡孔位水平X方向位置偏差；相机轴运动；水平相机拍照获取探针与探针卡孔位Y方向位置偏差；将探针与探针卡孔位X方向偏差信息以及探针与探针孔Y方向偏差信息传输给PC控制模块，以获得探针与探针卡孔位的水平相...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海超，徐兴光，
申请(专利权)人：强一半导体苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：