一种探针检测工装的集成测试装置及其工作方法与流程

1.本发明涉及探针检测加工领域，具体地说，是一种探针检测工装的集成测试装置及其工作方法。


背景技术：

2.第二次工业革命后的一系列现代科技，其本质构建的基础在于集成电路和芯片技术，随着现代技术的发展，无论是电脑、手机的数字化终端还是汽车、家电等曾经的民用机械设备，其性能的衍进均需要依赖基础的芯片技术进步。基于这一要素，在当代工业中，芯片的需求量呈指数级上升，随之而来的是芯片生产所必须的芯片检测行业需求也节节攀升。芯片的检测作业中，最为基础也是必不可少的工件即为芯片探针检测工装，为保证芯片检测的顺利进行，探针检测工装的强度和质量必须严格把关。目前对于工装的质量检测大多由专业的检测机构进行，费用高昂，交接流程繁琐以及流转流程缓慢成为了工装质量检测领域的沉疴。
3.为解决这一问题，需要将传统的检测设备小型化，检测流程集成化，以实现检测与生产保持同场景，从而实现对工装质量的高效便捷检测。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种探针检测工装的集成测试装置及其工作方法。
5.技术方案：本发明所述一种探针检测工装的集成测试装置，包括检测机构和主控终端，所述检测机构包括机械部分疲劳检测组件和探针性能测试组件；
6.机械部分疲劳测试组件，包括第一基座、安装在第一基座上的工装安装座和配合的往复加压机构，所述往复加压机构包括架设在工装安装座上的施压工件和连接在施压工件上的数控往复驱动装置，所述数控往复驱动装置连接在主控终端上；
7.探针性能测试组件，包括探针电性能测试组件，所述探针电性能测试组件包括第二基座、安装在第二基座上的工装夹具和架设在工装夹具上的电性能测试模块，所述电性能测试模块包括架设在工装夹具上方的数控升降抵触探针以及与升降抵触探针配合的导通回路，所述数控升降抵触探针连接在主控终端上。
8.作为优选的，所述施压工件包括传动架和安装在传动架底面上的抵触板，所述数控往复驱动装置包括架设在第一基座顶部的加压伺服电机和连接在加压伺服电机动力端与传动架之间的加压传动丝杆。
9.作为优选的，所述数控升降抵触探针包括探针本体和连接在探针本体与第二基座间的探针驱动装置，所述探针驱动装置包括架设在第二基座顶部的探针伺服电机和连接在探针伺服电机动力端与探针本体之间的探针传动丝杆。
10.作为优选的，所述导通回路包括加挂在第二基座上的电笔装置。
11.作为优选的，所述工装夹具包括对向咬合的x轴夹块、y轴夹块和设置在工装夹具
中心区域的导通板，所述x轴夹块和y轴夹块上均连接由旋紧调节臂，所述x轴夹块和y轴夹块夹紧导通板。
12.作为优选的，所述主控终端上设有疲劳测试控制模块和探针升降控制模块，所述疲劳测试控制模块连接在加压伺服电机上，所述探针升降控制模块连接在探针伺服电机上。
13.作为优选的，所述探针电性能测试组件还包括视觉检测装置，所述视觉检测装置包括高倍光学显微镜头及与之配合的高清显示器，所述第二基座侧壁上安装由水平悬架，所述高倍光学显微镜头和高清显示器通过水平悬架连接在第二基座上。
14.一种探针检测工装的集成测试装置的工作方法，包括以下步骤：
15.s1、待测的探针测试工装装载至工装安装座上，调节主控终端上的疲劳测试控制模块来设置针对待测探针测试工装进行的抗压疲劳测试所需的应力参数值和重复测试次数，预设参数录入后反馈至加压伺服电机，加压伺服电机做往复加压动作，通过加压传动丝杆带动施压工件做往复运动，使抵触板重复压紧待测的探针测试工装，实现针对探针测试工装中机械部分的抗压疲劳测试需求；
16.s2、抗压疲劳测试完成后，将探针检测工装从工装安装座上卸载下来并转移至工装夹具上，调节主控终端上的探针升降控制模块，设置探针本体的下降进程来控制探针本体在探针测试工装中测试探针部分压紧的外应力，随后将控制参数发送至探针伺服电机，探针伺服电机工作，通过探针传动丝杆驱动探针本体下降并完成压紧；
17.s3、调节旋紧调节臂来控制x轴夹块和y轴夹块夹紧待测的探针测试工装，随后用电笔装置的两端分别连通探针本体和导通板，观察电笔装置的读数反馈，从而确定经过疲劳测试后待测的探针测试工装中的探针部分是否还保持完整的连通状态，进而完成对待测的探针测试工装的检测。
18.本发明相比于现有技术具有以下有益效果：(1)检测设备小型化，检测流程集成化，有效提升了检测效率，降低了检测成本；
19.(2)将机械部分疲劳测试组件和探针性能测试组件中的主控机械部件连接在主控终端上，并通过设置疲劳测试控制模块和探针升降控制模块实现可视化控制，从而实现了对检测过程的精细控制和自动化操作，便于整体的检测流程管控及检测结果汇总分析，也便于后续将整套设备配置在流水线上进行自动化的流水线式检测。
附图说明
20.图1为本发明一种探针检测工装的集成测试装置及其工作方法中集成测试装置的总装结构示意图；
21.图2为本发明一种探针检测工装的集成测试装置及其工作方法中机械部分疲劳测试组件的结构示意图；
22.图3为本发明一种探针检测工装的集成测试装置及其工作方法中探针性能测试组件的结构示意图；
23.图4为本发明一种探针检测工装的集成测试装置及其工作方法中工装夹具的结构示意图。
24.图中：1、第一基座；2、工装安装座；3、往复加压机构；31、施压工件；311、传动架；
312、抵触板；32、数控往复驱动装置；321、加压伺服电机；322、加压传动丝杆；4、第二基座；5、工装夹具；51、x轴夹块；52、y轴夹块；53、导通板；54、旋紧调节臂；6、电性能测试模块；61、导通回路；62、数控升降抵触探针；621、探针本体；622、探针驱动装置；6221、探针伺服电机；6222、探针传动丝杆；7、主控终端；8、视觉检测装置。
具体实施方式
25.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
29.一种探针检测工装的集成测试装置，包括检测机构和主控终端7，检测机构包括机械部分疲劳检测组件和探针性能测试组件，其具体的装置结构参考图1所示，描述如下：
30.机械部分疲劳测试组件，包括第一基座1、安装在第一基座1上的工装安装座2和配合的往复加压机构3，往复加压机构3包括架设在工装安装座2上的施压工件31和连接在施压工件31上的数控往复驱动装置32，数控往复驱动装置32连接在主控终端7上；
31.探针性能测试组件，包括探针电性能测试组件，探针电性能测试组件包括第二基座4、安装在第二基座4上的工装夹具5和架设在工装夹具5上的电性能测试模块6，电性能测试模块6包括架设在工装夹具5上方的数控升降抵触探针62以及与升降抵触探针配合的导通回路61，数控升降抵触探针62连接在主控终端7上。
32.参考图2所示，施压工件31和数控往复驱动装置32的具体机构如下：施压工件31包括传动架311和安装在传动架311底面上的抵触板312，数控往复驱动装置32包括架设在第一基座1顶部的加压伺服电机321和连接在加压伺服电机321动力端与传动架311之间的加压传动丝杆322，采用加压传动丝杆322和加压伺服电机321的组合作为数控往复驱动装置32，相比于采用液压气缸，可以对施压工件31的施加均匀的往复运动速率，使抗压疲劳测试整体更为可控。
33.参考图3所示，数控升降抵触探针62的具体机构如下：数控升降抵触探针62包括探
针本体621和连接在探针本体621与第二基座4间的探针驱动装置622，探针驱动装置622包括架设在第二基座4顶部的探针伺服电机6221和连接在探针伺服电机6221动力端与探针本体621之间的探针传动丝杆6222。
34.导通回路61包括加挂在第二基座4上的电笔装置。
35.参考图4所示，工装夹具5的具体结构如下：工装夹具5包括对向咬合的x轴夹块51、y轴夹块52和设置在工装夹具5中心区域的导通板53，x轴夹块51和y轴夹块52上均连接由旋紧调节臂54，x轴夹块51和y轴夹块52夹紧导通板53。采用旋进调节臂作为x轴夹块51和y轴夹块52的调节装置，可以将x轴夹块51和y轴夹块52的微小进程放大至旋进调节臂的旋转圈数，从而实现了精细调节的需求。
36.主控终端7上设有疲劳测试控制模块和探针升降控制模块，疲劳测试控制模块连接在加压伺服电机321上，探针升降控制模块连接在探针伺服电机6221上。将机械部分疲劳测试组件和探针性能测试组件中的主控机械部件连接在主控终端7上，并通过设置疲劳测试控制模块和探针升降控制模块实现可视化控制，从而实现了对检测过程的精细控制和自动化操作，便于整体的检测流程管控及检测结果汇总分析，也便于后续将整套设备配置在流水线上进行自动化的流水线式检测。
37.探针电性能测试组件还包括视觉检测装置8，视觉检测装置8包括高倍光学显微镜头及与之配合的高清显示器，第二基座4侧壁上安装由水平悬架，高倍光学显微镜头和高清显示器通过水平悬架连接在第二基座4上。配置由高倍光学显微镜头及与之配合的高清显示器组成的视觉检测装置8可以在探针检测工装装载在工装夹具5上后对探针接触部的表面进行视觉检测以识别微小划痕损伤。
38.采用本技术方案提供的一种探针检测工装的集成测试装置来对探针检测工装进行性能测试的工作方法如下：
39.s1、待测的探针测试工装装载至工装安装座2上，调节主控终端7上的疲劳测试控制模块来设置针对待测探针测试工装进行的抗压疲劳测试所需的应力参数值和重复测试次数，预设参数录入后反馈至加压伺服电机321，加压伺服电机321做往复加压动作，通过加压传动丝杆322带动施压工件31做往复运动，使抵触板312重复压紧待测的探针测试工装，实现针对探针测试工装中机械部分的抗压疲劳测试需求；
40.s2、抗压疲劳测试完成后，将探针检测工装从工装安装座2上卸载下来并转移至工装夹具5上，调节主控终端7上的探针升降控制模块，设置探针本体621的下降进程来控制探针本体621在探针测试工装中测试探针部分压紧的外应力，随后将控制参数发送至探针伺服电机6221，探针伺服电机6221工作，通过探针传动丝杆6222驱动探针本体621下降并完成压紧；
41.s3、调节旋紧调节臂54来控制x轴夹块51和y轴夹块52夹紧待测的探针测试工装，随后用电笔装置的两端分别连通探针本体621和导通板53，观察电笔装置的读数反馈，从而确定经过疲劳测试后待测的探针测试工装中的探针部分是否还保持完整的连通状态，进而完成对待测的探针测试工装的检测。
42.在探针测试工装的使用环境中，为模拟芯片的真实使用场景，对于特种芯片还需要测试其在现场环境下的耐候性能，包括极端高温环境、极低湿度环境和高湿度环境的耐候性能，为对此类环境性能进行测试，需要将探针测试工装装载在对应的模拟环境中进行
芯片测试，为满足这一需求，探针测试工装作为产品本身也必须适应测试现场的极端环境，因此也需要对工装本身的耐候性能进行测试，为实现这一功能，我们可以在检测机构上架设对应的模拟环境氛围，为避免极端环境对检测机构本身造成破坏性损伤，模拟环境氛围所适应的模拟舱室可以分别架设在第一基座1和第二基座4上。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。
44.而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
45.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。