一种半导体芯片器件双面电学、光学检测探针台系统的制作方法

1.本实用新型涉及半导体测试技术领域，具体涉及一种半导体芯片器件双面电学、光学检测探针台系统。


背景技术：

2.双面探针台主要应用于半导体行业以及光电行业的测试，其目的在于保证质量及器件的可造性，并缩减研发时间和器件制造工艺的成本，采用双面点针的设计方式，操作更为方便、灵活，目前具有上下点针和前后点针的双面点针设计结构，可根据测试样品的实际情况进行适应性的选择，针对上下点针的设计方式来说，样品固定操作的便捷性还有待提升，此外，传统的双面探针台的结构设计复杂，成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种半导体芯片器件双面电学、光学检测探针台系统，解决了现有双面探针台用的样品定位夹具其操作麻烦以及设备结构复杂，成本较高的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种半导体芯片器件双面电学、光学检测探针台系统，包括探针安装架和设置在探针安装架上的定位调节装置，所述探针安装架包括上层安装板和下层安装板，所述上层安装板和下层安装板中间留有垂直方向上贯通的检测操作空间，所述定位调节装置位于检测操作空间内，所述上层安装板和下层安装板上分别设有上层探针座和下层探针座；所述定位调节装置包括两个相对设置的移动支撑座和用于驱动两个移动支撑座相向移动或相离移动的支撑座驱动装置，所述移动支撑座上安装有夹持板，两个夹持板沿着移动支撑座的移动方向相向延伸，所述上层探针座和下层探针座上的探针分别位于夹持板的上方和下方。
6.本技术方案中，由于探针安装架包括上层安装板和下层安装板，上层安装板和下层安装板中间留有垂直方向上贯通的检测操作空间，且定位调节装置位于检测操作空间内，则支撑座驱动装置驱动两个移动支撑座相向移动则可实现对测试样品的夹持定位，从而将测试样品定位在检测操作空间内，由于移动支撑座具有一定的支撑高度，与夹持板配合形成门型结构，也即是测试样品夹持定位在门型结构的上端，在门型结构的下端形成了下部检测空间，由于上层探针座和下层探针座上的探针分别位于夹持板的上方和下方，下部检测空间方便下层探针座上的探针对测试样品背面的检测，而门型结构的上方则可通过上层探针座的探针直接对测试样品的正面进行检测，本设计结构定位简单，且为测试样品的正面和背面留出了适当的检测操作空间，结构设计合理，操作便捷，稳定可靠。
7.由此可知，本技术方案的结构设计，解决了现有双面探针台用的样品定位夹具其操作麻烦以及设备结构复杂，成本较高的问题。
8.进一步的，为了更好的实现对上层安装板和下层安装板的固定安装，所述探针安
装架包括底座和设置在底座上的支撑座，所述上层安装板和下层安装板固定安装在支撑座上。
9.进一步的，为了方便测试操作，合理的设置检测操作空间，所述上层安装板包括具有一敞口的圆形空间和分别位于圆形空间两侧的安装延伸板，所述下层安装板包括固定安装在支撑座上的左侧安装板和右侧安装板，所述左侧安装板和右侧安装板分别位于对应的安装延伸板的下方。为了方便实现对上层探针座的安装，所述安装延伸板上分别设有安装垫板，所述上层探针座安装在安装垫板上。为了方便检测操作，所述敞口为由圆形空间向外延伸呈扩口状的扩张敞口。
10.进一步的，为了提升测试样品位置的可调性，进一步提升了操作的灵活性，所述底座上设有可调底座，所述定位调节装置设置在可调底座上；
11.所述可调底座包括第一安装座、第二安装座和第三安装座，所述第一安装座与第二安装座之间设有第一交叉滚子导轨，所述第二安装座与第三安装座之间设有第二交叉滚子导轨，第一交叉滚子导轨与第二交叉滚子导轨的投影在同一平面内相互垂直；
12.所述第一安装座上转动连接有第一丝杆，所述第一丝杆的长度方向与第一交叉滚子导轨的长度方向平行，所述第一丝杆上螺纹连接有第一螺母，所述第一安装座上设有第一移动槽，所述第一螺母位于第一移动槽内，所述第一螺母与第二安装座固定连接；
13.所述第二安装座上转动连接有第二丝杆，所述第二丝杆的长度方向与第二交叉滚子导轨的长度方向平行，所述第二丝杆上螺纹连接有第二螺母，所述第二安装座上设有第二移动槽，所述第二螺母位于第二移动槽内，所述第二螺母与第三安装座固定连接。
14.所述第一丝杆和第二丝杆均连接有用于驱动丝杆转动的丝杆驱动装置。
15.进一步的，为了进一步提升了操作的灵活性，所述可调底座与定位调节装置之间设有旋转台，所述旋转台的上端与定位调节装置固定连接，所述旋转台的下端与第三安装座转动连接，所述第三安装座上设有弧形槽，所述弧形槽的圆心与旋转台的转动中心同心，所述弧形槽内设有弹簧，所述弹簧连接有转向滑块，所述转向滑块与旋转台固定连接，所述转向滑块与弧形槽滑动连接，所述第三安装座上设有用于驱动转向滑块沿着弧形槽移动的滑块驱动装置。
16.进一步的，为了更好实现对移动支撑座的移动操作，所述支撑座驱动装置包括安装板、丝杆、安装台、滑轨和移动支撑座，所述安装板固定在旋转台上，所述安装台有两个且对称设置在安装板长度方向的两端，所述丝杆的两端分别与安装台转动连接，所述丝杆上设有螺纹方向相反的螺纹段，所述滑轨有两条且二者沿着安装板的长度方向对称设置，所述移动支撑座的下端设有两个分别与对应的滑轨滑动配合的滑块，所述移动支撑座上设有丝杆螺母，两个丝杆螺母分别与对应的螺纹段螺纹连接。
17.由于丝杆上设有反向的螺纹段，通过操作丝杆，即可实现对移动支撑座的相向移动或相离移动，在需要对测试样品进行定位时，则手持测试样品，同时驱动丝杆转动，使得移动支撑座相向移动，从而实现夹持板的相向移动。
18.为了方便对丝杆进行操作，所述丝杆伸出安装台的一端设有操作旋钮。
19.进一步的，为了更好的实现对测试样品的夹持定位，所述夹持板的夹持端设有夹持槽，所述夹持槽包括水平底面和倾斜面，所述水平底面和倾斜面之间的夹角为锐角。由于夹持板的夹持端设有夹持槽，在两个夹持板相向移动的过程中两个夹持槽的槽口直接实现
对样品侧边的抵接，实现对测试样品的固定，夹持槽的水平底面和倾斜面的结构设置，能够适应不同厚度的样品，通用性更高。
20.为了便于对夹持板进行安装，所述夹持板包括与移动支撑座上端固定的固定部和自固定部朝向另一移动支撑座水平延伸的延伸板，为了提升安装结构的稳定性，所述固定部的高度高于延伸板的高度，所述延伸板的宽度与移动支撑座的宽度一致，所述夹持槽完全贯穿延伸板的宽度方向的两端，放置测试样品时，可以从夹持槽的一端伸入，方便将测试样品推入到合适的检测位置并进行定位夹持。
21.为了更好的适应测试样品的厚度，所述水平底面和倾斜面之间的夹角度数为30—50
°
。
22.进一步的，为了实现对本安装架的模块化的安装，同时提供安装结构的稳定性，所述支撑座包括下层支撑座和上层支撑座，所述下层支撑座有两个且对称设置在底座的两侧，所述左侧安装板和右侧安装板分别固定在两个下层支撑座的上端，所述上层支撑座有两个且分别固定安装在左侧安装板和右侧安装板上，所述下层支撑座和上层支撑座在垂直方向上共面。
23.进一步的，为了提升上层安装板的稳定性，所述上层安装板与上层支撑座之间设有斜撑。
24.进一步的，所述探针安装架上还设有显微镜成像装置。
25.本实用新型的有益效果为：本技术方案中，由于探针安装架包括上层安装板和下层安装板，上层安装板和下层安装板中间留有垂直方向上贯通的检测操作空间，且定位调节装置位于检测操作空间内，则支撑座驱动装置驱动两个移动支撑座相向移动则可实现对测试样品的夹持定位，从而将测试样品定位在检测操作空间内，由于移动支撑座具有一定的支撑高度，与夹持板配合形成门型结构，也即是测试样品夹持定位在门型结构的上端，在门型结构的下端形成了下部检测空间，由于上层探针座和下层探针座上的探针分别位于夹持板的上方和下方，下部检测空间方便下层探针座上的探针对测试样品背面的检测，而门型结构的上方则可通过上层探针座的探针直接对测试样品的正面进行检测，本设计结构定位简单，且为测试样品的正面和背面留出了适当的检测操作空间，结构设计合理，操作便捷，稳定可靠。
26.由此可知，本技术方案的结构设计，解决了现有双面探针台用的样品定位夹具其操作麻烦以及设备结构复杂，成本较高的问题。
附图说明
27.图1是本实用新型第一视角的结构示意图；
28.图2是本实用新型第二视角的结构示意图；
29.图3是本实用新型的俯视结构示意图；
30.图4是本实用新型中探针安装架的结构示意图；
31.图5是本实用新型中定位调节装置的结构示意图；
32.图6是图5中a处的局部放大图；
33.图7是本实用新型中定位调节装置的侧视结构示意图；
34.图8是本实用新型中第三安装座的俯视结构示意图。
35.图中：上层安装板1；下层安装板2；左侧安装板2.1；右侧安装板2.2；检测操作空间3；上层探针座4；下层探针座5；移动支撑座6；夹持板7；固定部7.1；延伸板7.2；底座8；圆形空间9；安装延伸板10；测试样品11；顶板12；安装垫板13；敞口14；第一安装座15；第二安装座16；第三安装座17；第一交叉滚子导轨18；第二交叉滚子导轨19；旋转台20；弧形槽21；弹簧22；转向滑块23；安装板24；丝杆25；安装台26；滑轨27；丝杆螺母28；滑块29；操作旋钮30；夹持槽31；水平底面31.1；倾斜面31.2；下层支撑座32；上层支撑座33；斜撑34；显微镜成像装置35；显微镜调试架36；滑块驱动装置37。
具体实施方式
36.实施例1：
37.如图1
‑
图8所示，本实施例提供一种半导体芯片器件双面电学、光学检测探针台系统，包括探针安装架和设置在探针安装架上的定位调节装置，探针安装架包括上层安装板1和下层安装板2，上层安装板1和下层安装板2中间留有垂直方向上贯通的检测操作空间3，定位调节装置位于检测操作空间3内，上层安装板1和下层安装板2上分别设有上层探针座4和下层探针座5；定位调节装置包括两个相对设置的移动支撑座6和用于驱动两个移动支撑座6相向移动或相离移动的支撑座驱动装置，移动支撑座6上安装有夹持板7，两个夹持板7沿着移动支撑座6的移动方向相向延伸，上层探针座4和下层探针座5上的探针分别位于夹持板7的上方和下方。
38.本技术方案中，由于探针安装架包括上层安装板1和下层安装板2，上层安装板1和下层安装板2中间留有垂直方向上贯通的检测操作空间3，且定位调节装置位于检测操作空间3内，则支撑座驱动装置驱动两个移动支撑座6相向移动则可实现对测试样品11的夹持定位，从而将测试样品11定位在检测操作空间3内，由于移动支撑座6具有一定的支撑高度，与夹持板7配合形成门型结构，也即是测试样品11夹持定位在门型结构的上端，在门型结构的下端形成了下部检测空间，由于上层探针座4和下层探针座5上的探针分别位于夹持板7的上方和下方，下部检测空间方便下层探针座5上的探针对测试样品11背面的检测，而门型结构的上方则可通过上层探针座4的探针直接对测试样品11的正面进行检测，本设计结构定位简单，且为测试样品11的正面和背面留出了适当的检测操作空间3，结构设计合理，操作便捷，稳定可靠。
39.由此可知，本技术方案的结构设计，解决了现有双面探针台用的样品定位夹具其操作麻烦以及设备结构复杂，成本较高的问题。
40.实施例2：
41.本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
42.为了更好的实现对上层安装板1和下层安装板2的固定安装，探针安装架包括底座8和设置在底座8上的支撑座，上层安装板1和下层安装板2固定安装在支撑座上。
43.实施例3：
44.本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化。
45.为了方便测试操作，合理的设置检测操作空间3，上层安装板1包括具有一敞口14的圆形空间9和分别位于圆形空间9两侧的安装延伸板10，下层安装板2包括固定安装在支撑座上的左侧安装板2.1和右侧安装板2.2，左侧安装板2.1和右侧安装板2.2分别位于对应
的安装延伸板10的下方。为了方便实现对上层探针座4的安装，安装延伸板10上分别设有安装垫板13，上层探针座4安装在安装垫板13上。为了方便检测操作，敞口14为由圆形空间9向外延伸呈扩口状的扩张敞口14。
46.实施例4：
47.本实施例是在上述实施例3的基础上进行优化。
48.为了提升测试样品11位置的可调性，进一步提升了操作的灵活性，底座8上设有可调底座，定位调节装置设置在可调底座上；
49.可调底座包括第一安装座15、第二安装座16和第三安装座17，第一安装座15与第二安装座16之间设有第一交叉滚子导轨18，第二安装座16与第三安装座17之间设有第二交叉滚子导轨19，第一交叉滚子导轨18与第二交叉滚子导轨19的投影在同一平面内相互垂直；
50.第一安装座15上转动连接有第一丝杆，第一丝杆的长度方向与第一交叉滚子导轨18的长度方向平行，第一丝杆上螺纹连接有第一螺母，第一安装座15上设有第一移动槽，第一螺母位于第一移动槽内，第一螺母与第二安装座16固定连接；
51.第二安装座16上转动连接有第二丝杆，第二丝杆的长度方向与第二交叉滚子导轨19的长度方向平行，第二丝杆上螺纹连接有第二螺母，第二安装座16上设有第二移动槽，第二螺母位于第二移动槽内，第二螺母与第三安装座17固定连接。
52.第一丝杆和第二丝杆均连接有用于驱动丝杆转动的丝杆驱动装置。
53.实施例5：
54.本实施例是在上述实施例4的基础上进行优化。
55.为了进一步提升了操作的灵活性，可调底座与定位调节装置之间设有旋转台20，旋转台20的上端与定位调节装置固定连接，旋转台20的下端与第三安装座17转动连接，第三安装座17上设有弧形槽21，弧形槽21的圆心与旋转台20的转动中心同心，弧形槽21内设有弹簧22，弹簧22连接有转向滑块23，转向滑块23与旋转台20固定连接，转向滑块23与弧形槽21滑动连接，第三安装座17上设有用于驱动转向滑块23沿着弧形槽21移动的滑块驱动装置37。
56.实施例6：
57.本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化。
58.为了更好实现对移动支撑座6的移动操作，支撑座驱动装置包括安装板24、丝杆25、安装台26、滑轨27和移动支撑座6，安装板24固定在旋转台20上，安装台26有两个且对称设置在安装板24长度方向的两端，丝杆25的两端分别与安装台26转动连接，丝杆25上设有螺纹方向相反的螺纹段，滑轨27有两条且二者沿着安装板24的长度方向对称设置，移动支撑座6的下端设有两个分别与对应的滑轨27滑动配合的滑块29，移动支撑座6上设有丝杆螺母28，两个丝杆螺母28分别与对应的螺纹段螺纹连接。
59.由于丝杆25上设有反向的螺纹段，通过操作丝杆25，即可实现对移动支撑座6的相向移动或相离移动，在需要对测试样品11进行定位时，则手持测试样品11，同时驱动丝杆25转动，使得移动支撑座6相向移动，从而实现夹持板7的相向移动。
60.为了方便对丝杆25进行操作，丝杆25伸出安装台26的一端设有操作旋钮30。
61.实施例7：
62.本实施例是在上述实施例6的基础上进行优化。
63.为了更好的实现对测试样品11的夹持定位，夹持板7的夹持端设有夹持槽31，夹持槽31包括水平底面31.1和倾斜面31.2，水平底面31.1和倾斜面31.2之间的夹角为锐角。由于夹持板7的夹持端设有夹持槽31，在两个夹持板7相向移动的过程中两个夹持槽31的槽口直接实现对样品侧边的抵接，实现对测试样品11的固定，夹持槽31的水平底面31.1和倾斜面31.2的结构设置，能够适应不同厚度的样品，通用性更高。
64.为了便于对夹持板7进行安装，夹持板7包括与移动支撑座6上端固定的固定部7.1和自固定部7.1朝向另一移动支撑座6水平延伸的延伸板7.2，为了提升安装结构的稳定性，固定部7.1的高度高于延伸板7.2的高度，延伸板7.2的宽度与移动支撑座6的宽度一致，夹持槽31完全贯穿延伸板7.2的宽度方向的两端，放置测试样品11时，可以从夹持槽31的一端伸入，方便将测试样品11推入到合适的检测位置并进行定位夹持。
65.为了更好的适应测试样品11的厚度，水平底面31.1和倾斜面31.2之间的夹角度数为30—50
°
，本实施例采用45
°
。
66.实施例8：
67.本实施例是在上述实施例7的基础上进行优化。
68.为了实现对本安装架的模块化的安装，同时提供安装结构的稳定性，支撑座包括下层支撑座32和上层支撑座33，下层支撑座32有两个且对称设置在底座8的两侧，左侧安装板2.1和右侧安装板2.2分别固定在两个下层支撑座32的上端，上层支撑座33有两个且分别固定安装在左侧安装板2.1和右侧安装板2.2上，下层支撑座32和上层支撑座33在垂直方向上共面。
69.实施例9：
70.本实施例是在上述实施例8的基础上进行优化。
71.为了提升上层安装板1的稳定性，上层安装板1与上层支撑座33之间设有斜撑34。为了提升安装架的稳定性，支撑座还包括顶板12，顶板12的两端分别与两个上层支撑座33的上端固定连接。
72.实施例10：
73.本实施例是在上述实施例9的基础上进行优化。
74.探针安装架上还设有显微镜成像装置35。探针安装架的一侧安装有显微镜调试支架36，显微镜成像装置35安装在显微镜调试架36上，可根据用户需要点针操作的样品分辨率来选择显微镜成像装置。
75.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。