具高精密微调节的磨针机的制作方法

文档序号:33706350发布日期:2023-03-31 21:47阅读:65来源:国知局

1.本发明涉及探针卡技术领域,具体涉及一种具高精密微调节的磨针机。


背景技术:

2.随着国内ic产业的蓬勃发展,对周边消耗性零配件的需求也相对提高。测试探针卡(probe card)是ic测试领域中极为重要的工装用具。在晶片制造过程中,最后的测试阶段会进行不同电性功能的测试(wafer sorting),以确保产品的功能性,探针卡(probe card)即为进行晶片测试时,与晶片作直接接触的一个重要界面。
3.探针卡生产加工过程中,由于初始加工完成的探针针尖尖锐,与半导体晶片接触安装时,易导致虚接或接触不良等问题,因此需对探针端面进行修磨,将针尖磨圆或近圆,以便于增大针尖与半导体晶片的接触面积。
4.现有技术中常用的探针研磨装置为探针研磨机,例如专利号为2021207900213,专利名称为一种探针卡探针研磨装置的专利,其通过电机直接控制升降机构升降的距离,从而控制研磨台的上升距离,这种电机直控升降机构的方式所提供的升降距离的解析度通常是数微米,常规的升降精度很难达到1微米级别,由此将存在研磨不充足或者研磨过度等问题,导致最终获得的探针卡成品质量不合格。


技术实现要素:

5.有鉴于此,有必要提供一种具高精密微调节的磨针机,其改善了磨针机本身结构,提高了调节精密度,调节精密度或解析度达到
±
1um。
6.一种具高精密微调节的磨针机,包括安装平台和装于所述安装平台的磨针系统,所述磨针系统包括升降机构、往复机构和磨针支架,所述磨针支架用于安装探针卡并使探针卡位置对应于所述往复机构,所述往复机构设于所述升降机构上,所述升降机构包括平动部、升降部、竖向导引部和驱动部,所述平动部为由一端到另外一端逐渐降低的第一楔形体,所述平动部具有导滑斜面,所述导滑斜面的斜率小于1,所述升降部可滑动装于所述平动部的导滑斜面上并能在竖向导引部的引导下垂直升降,所述驱动部驱动所述平动部移动以提供所述升降部的升降高度。
7.进一步地,所述平动部包括两块升降固定块,两块所述升降固定块为楔形块且相对平行设置,所述导滑斜面位于所述楔形块的斜面上,所述导滑斜面的斜率等于或小于1/4。
8.进一步地,所述驱动部包括第一驱动电机和丝杆,所述第一驱动电机与所述丝杆连接,所述第一驱动电机驱动所述丝杆并带动所述升降固定块水平移动,以使所述升降部的升降高度精确到
±
1um。
9.进一步地,所述第一驱动电机的两侧设有电机底板,所述丝杆活动穿设有电机支架板,所述电机支架板与所述升降固定块安装于一体,所述升降固定块设于所述电机底板上,所述电机底板一侧设有传感器支架,所述传感器支架上设有传感扫片,所述传感扫片用
于感测所述升降固定块的运动。
10.进一步地,,所述升降部包括升降体和牵引弹簧,所述升降体为第二楔形体,所述升降体包括两块升降块,所述升降块为楔形块,所述升降块的底面为斜面并设有升降底板,所述升降块的斜面通过所述升降底板与所述平动部的导滑斜面连接。
11.进一步地,所述竖向导引部包括挡板和滚轮轴承,所述挡板设于靠近所述升降体的一侧,所述滚轮轴承夹设于所述升降体与所述挡板之间,所述挡板具有固定销,所述牵引弹簧设于所述升降块与所述固定销之间。
12.进一步地,所述往复机构包括第二驱动电机、滑台底板、滑台上板和上磨盘,所述滑台底板与所述升降体的上表面固定安装,所述滑台上板设有曲柄滑块机构,所述曲柄滑块机构的曲柄为凸轮,所述凸轮与所述第二驱动电机连接,所述凸轮可调范围为
±
5~
±
12.5mm。
13.进一步地,所述滑台底板上设有交叉滚柱导轨,所述滑台上板的下表面设有与所述交叉滚柱导轨匹配的凹槽,所述交叉滚柱导轨与所述凹槽配合安装,所述上磨盘固定于所述滑台上板的上表面,所述第二驱动电机驱动所述滑台上板带动所述上磨盘沿着所述交叉滚柱导轨运动。
14.进一步地,所述磨针系统包括操作台,所述操作台在所述往复机构对应位置设有工作窗口,所述工作窗口周围设有多个磁条槽,每个所述磁条槽设有磁条,所述磨针支架设置有多个,每个磨针支架内附有磁铁,每个磨针支架分别对应一个所述磁条槽。
15.进一步地,所述磨针系统一侧设有功能控制区,所述磨针系统另一侧设有显示屏,所述操作台的一边设有ccd摄像组,所述ccd摄像组用于捕捉所述往复机构对针尖的研磨情况并通过所述显示屏显示。
16.上述具高精密微调节的磨针机中,所述磨针系统包括升降机构、往复机构和磨针支架,所述升降机构包括平动部、升降部、竖向导引部和驱动部,通过将所述平动部设置成第一楔形体,所述驱动部的旋转输出通过第一楔形体转换为垂直升降从而提供所述升降部所需的升降高度,实现升降高度精确到
±
1um,同时,所述磨针支架内附有磁铁,通过所述磁铁与外设的磁条相互磁吸,方便快速安装。本发明的整体结构简单紧凑,易于实现,便于推广。
附图说明
17.图1是本发明实施例具高精密微调节的磨针机的整体结构示意图。
18.图2是图1的局部放大图。
19.图3是本发明实施例具高精密微调节的磨针机的磨针系统部分结构示意图。
20.图4是本发明实施例具高精密微调节的磨针机的磨针系统部分结构示意图另一视角。
具体实施方式
21.以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
22.请参阅图1、图2、图3和图4,示出本发明的实施例提供的一种具高精密微调节的磨针机,用于对探针的研磨,包括安装平台200和装于所述安装平台200的磨针系统100,所述
磨针系统100包括升降机构10、往复机构20和磨针支架30,所述磨针支架30用于安装探针卡并使探针卡位置对应于所述往复机构20,所述往复机构20设于所述升降机构10上,所述升降机构10包括平动部11、升降部12、竖向导引部13和驱动部14,所述平动部11为由一端到另外一端逐渐降低的第一楔形体,所述平动部11具有导滑斜面111,所述导滑斜面111的斜率小于1,所述升降部12可滑动装于所述平动部11的导滑斜面111上并能在所述竖向导引部13的引导下垂直升降,所述驱动部14驱动所述平动部11移动以提供所述升降部12的升降高度。
23.具体地,所述平动部11包括两块升降固定块112,两块所述升降固定块112为楔形块且相对平行设置,所述升降固定块112上面为斜面且所述导滑斜面111设于所述斜面上,所述导滑斜面111的斜率等于或小于1/4,所述驱动部14设于两块所述升降固定块112之间,所述驱动部14包括第一驱动电机141和丝杆142,所述第一驱动电机141与所述丝杆142直连,减少联轴器连接,提高调节精度,所述驱动部14两侧设有电机底板15,所述升降固定块112通过活动件与所述电机底板15活动连接,所述丝杆142活动穿设有电机支架板16,所述电机支架板16两侧分别与所述升降固定块112安装于一体,所述电机底板15的一侧设有传感器支架17,所述传感器支架17上装有传感扫片18,,所述传感扫片18可感测到所述升降固定块112的运动情况。
24.具体地,所述升降部12包括升降体和牵引弹簧121,所述升降体为第二楔形体,所述升降体包括两块升降块122,两块升降块122连成一体,采用两块升降块122可提高稳定性,能更水平稳定地支撑所述往复机构20。所述升降块122为楔形块,所述升降块122的底面为斜面并设有升降底板123,两块所述升降块122分别通过所述升降底板123安装于所述导滑斜面111上。
25.具体地,所述竖向导引部13包括挡板131和滚轮轴承132,所述挡板131垂直设置并位于所述升降部12的一侧,所述滚轮轴承132夹设于所述升降体与所述挡板131之间,所述滚轮轴承132用于辅助所述升降块122垂直升降,所述升降块122升降的同时所述滚轮轴承132沿着所述挡板131垂直升降,当然,在其它实施例中,所述滚轮轴承132也可以是固定原地滚动,与所述挡板131、所述升降块122滚动接触,所述挡板131具有固定销133,所述牵引弹簧121设于所述升降块122与所述固定销133之间,所述牵引弹簧121用于增加负载固定垂直方向,具体地,所述牵引弹簧121一端与所述固定销133连接,另一端连接于所述升降块122。
26.工作时,所述第一驱动电机141驱动所述丝杆142旋转并带动所述升降固定块112沿着所述电机底板15移动,同时,所述升降固定块112驱动所述升降块122依靠所述滚轮轴承132沿着所述挡板131垂直升降,所述丝杆142的旋转输出通过所述升降固定块112按预定比例转化为垂直升降,所述升降块122的升降高度可精密调节至
±
1um,提高了微调节精密度。
27.进一步地,所述往复机构20包括第二驱动电机21、滑台底板22、滑台上板23和上磨盘24,所述滑台底板22固设于所述升降体的上表面,所述滑台底板22具有轴孔,所述滑台上板23设有曲柄滑块机构,所述曲柄滑块机构的曲柄为凸轮231,所述凸轮231穿过所述轴孔与所述第二驱动电机21连接,所述凸轮231的可调范围为
±
5~
±
12.5mm,所述滑台底板22上设有两条交叉滚柱导轨25,所述滑台上板23的下表面设有与所述交叉滚柱导轨25匹配的凹
槽,两条所述交叉滚柱导轨25与所述凹槽配合安装,当然,在其他实施案例中,所述交叉滚柱导轨25可能设有多条和有不同的设置方法,比如上下十字交叉设置。所述上磨盘24固设于所述滑台上板23的上表面,所述第二驱动电机21驱动所述滑台上板23并带动所述上磨盘24沿着所述交叉滚柱导轨25运动,所述交叉滚柱导轨25可保证运行平稳性小于3um,降低针尖端面不平整的现象,所述往复机构20跟随所述升降体垂直升降。
28.进一步地,所述磨针系统100包括操作台40,所述操作台40在所述上磨盘24相对应的位置开设有工作窗口41,所述工作窗口41大于所述上磨盘24的上表面,所述操作台40在所述工作窗口41的周围设有多个磁条槽42,每个所述磁条槽42可用于放置磁条,所述磨针支架30设置有多个,可根据实际需求选择所述磨针支架30的数量,每个磨针支架30内附有磁铁,每个所述磨针支架30分别对应一个所述磁条槽42,所述磨针支架30用于将探针卡安装于所述工作窗口41并使探针端面正对所述上磨盘24,所述磁铁与所述磁条相互吸引,方便所述磨针支架30的安装与调整,适用不同大小的探针卡。
29.进一步地,所述磨针系统100的一侧设有功能控制区50,所述功能控制区50设有多种不同的功能键,通过所述功能键可自动调整所述往复机构20的升降速度和磨盘速度,所述磨针系统100的另一侧设有显示屏60,所述操作台40的一边设有ccd摄像组70,所述ccd摄像组70用于捕捉所述往复机构20对针尖的研磨情况并经过所述功能控制区50传输至所述显示屏60显示,所述安装平台200的底面四角分别设有万向轮,方便移动磨针机,所述磨针系统100通过固定件安装于所述安装平台200上。
30.上述具高精密微调节的磨针机中,将所述升降机构10设置为楔形的平动部11和楔形的升降部12,所述第一驱动电机141驱动所述丝杆142旋转经所述平动部11转换为所述升降部12的垂直升降,所述平动部11按楔形比例转换后提供给所述升降部12的升降高度更精密,实现升降高度精确到
±
1um,提高对针尖端面的控制,减少损耗,同时所述磨针支架30采用了磁吸安装方式,方便安装与调节。本发明的结构简单精密,易于实现,成本低廉,便于推广。
31.需要说明的是,本发明并不局限于上述实施方式,根据本发明的创造精神,本领域技术人员还可以做出其他变化,这些依据本发明的创造精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
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