一种探针吸取方法及装置与流程

本发明涉及晶圆测试的探针卡制造领域，具体涉及一种探针吸取方法及装置。

背景技术：

1、在半导体集成电路行业中，在测试机上进行晶圆级的电性测试时通常会使用到探针卡来进行辅助测试。现有的探针卡是将探针的一端固定在pcb板上，然后再通过pcb板与测试机台连接，探针的另一端则与晶圆上的每一块测试单元上的探点接触，从而形成一个完整的测试系统。

2、而随着电子产品朝向精密化与多功能化发展，在电子产品内的集成电路之芯片趋于复杂，目前的芯片所需测试的脚位不断增加，故用以测试芯片的探针卡之探针数量也大幅增加，探针的吸取效率及吸取可靠性变得尤为重要。

3、在当前的探针取料过程中，下压力容易损坏探针，导致其变形损坏，影响产品的最终使用。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种探针吸取方法及装置，用以解决探针吸取时因高度变化导致吸取不成功或吸嘴过低损坏产品及吸嘴的问题。

2、根据本发明说明书的一方面，提供一种探针吸取方法，包括：

3、利用位移传感器自上而下检测放置盘各预设测试点处探针的位移数据；

4、根据各测试点处探针的位移数据拟合形成基准曲面，得到放置盘上各探针在基准曲面上的相对高度；

5、在吸取探针时，利用所述相对高度对探针吸取的理论高度进行补偿，并利用补偿后的高度进行探针吸取。

6、上述技术方案利用位移传感器对放置盘上各探针的高度进行测试，获取位移数据作为探针的相对高度，利用各测试探针的相对高度拟合出一个基准曲面，吸嘴取料时，在探针吸取的理论高度上再补偿基准曲面对应点的相对高度，有效解决了探针吸取时因高度变化导致吸取不成功或吸嘴过低损坏产品及吸嘴的问题，提升了探针取放良率和吸嘴使用寿命。

7、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：对吸取的探针进行90°翻转，使其垂直于水平面。在平面吸取探针后，通过90°翻转探针可使探针垂直植入治具内，满足探针垂直植入的要求。

8、进一步地，在吸取时，吸嘴自上而下吸取探针，此时探针平行于水平面；待吸取成功后，则通过翻转机构将吸嘴翻转90°，带动探针自平行于水平面翻转至垂直于水平面。

9、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：分别获取探针的侧面形态图像和正面形态图像；根据所述探针的侧面形态图像和正面形态图像，得到探针相对于垂直翻转面和平行翻转面的位置数据；将所述位置数据与预设的位置数据进行比对；在比对结果存在偏差时，发送偏差数据给执行单元进行偏差校正。

10、进一步地，在比对结果存在偏差时，按照以下顺序进行偏差校正：探针正面旋转方向校正→探针侧面垂直校正→探针高度位置校正。

11、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：对偏差校正后的探针再次进行侧面形态和正面形态的获取，并根据获取的数据重新进行位置数据计算及比对，直到比对结果不存在偏差。

12、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：在放置盘上预设九个测试点，九个所述测试点分三级设置，一级测试点仅有一个且位于放置盘的中心，二级测试点有四个且均匀分布在以放置盘的中心为圆心、具有第一半径的圆环上，三级测试点有四个且均匀分布在以放置盘的中心为圆心、具有第二半径的圆环上。

13、上述九点测试法适用于六寸的放置盘，能够兼顾测试精度和测试复杂度。

14、进一步地，所述的第一半径与第二半径不相同。

15、进一步地，以放置盘的中心为圆点，各二级测试点与三级测试点之间沿圆周方向间隔相同的角度。

16、根据本发明说明书的一方面，提供一种探针吸取装置，用于实现所述的方法，所述装置包括：放置盘检测机构，用于利用位移传感器自上而下检测放置盘各预设测试点处探针的位移数据；外观检测和坐标位置获取机构，用于检测探针的外观并获取探针的位置坐标；真空吸取机构，用于对探针进行真空吸附；吸嘴升降机构，用于控制放置盘检测机构和真空吸取机构的升降；控制机构，用于根据各测试点处探针的位移数据拟合形成基准曲面，得到放置盘上各探针在基准曲面上的相对高度，并在吸取探针时，利用所述相对高度对探针吸取的理论高度进行补偿，并将补偿后的高度发送给吸嘴升降机构，以带动真空吸取机构移动到对应的位置。

17、进一步地，所述放置盘检测机构和外观检测和坐标位置获取机构均固定于吸嘴升降机构的连接板上，以便于在进行平整度检测的时候可同时进行探针外观检测，并且能通过外观检测和坐标位置获取机构获取待吸取探针的位置坐标，以便于控制吸嘴升降机构准确移动到待吸取探针的位置。

18、作为进一步的技术方案，所述装置还包括翻转机构，用于对探针进行翻转；所述翻转机构分别与控制机构和真空吸取机构相连。当翻转机构翻转时，带动真空吸取机构翻转，进而带动吸附的探针翻转。

19、作为进一步的技术方案，所述装置还包括旋转校正机构，用于对探针进行旋转校正；所述旋转校正机构分别与控制机构和翻转机构相连。当旋转校正机构旋转时，带动翻转机构旋转，进而带动真空吸取机构旋转，最终实现探针旋转。

20、作为进一步的技术方案，所述装置还包括：第一视觉检测机构，用于检测探针的侧面形态；第二视觉检测机构，用于检测探针的正面形态；所述第一视觉检测机构、第二视觉检测机构分别与控制机构相连。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、(1)本发明利用位移传感器对放置盘上各探针的高度进行测试，获取位移数据作为探针的相对高度，利用各测试探针的相对高度拟合出一个基准曲面，吸嘴取料时，在探针吸取的理论高度上再补偿基准曲面对应点的相对高度，有效解决了探针吸取时因高度变化导致吸取不成功或吸嘴过低损坏产品及吸嘴的问题，提升了探针取放良率和吸嘴使用寿命。

23、(2)本发明通过放置盘检测机构检测放置盘上各测试点探针的相对高度并形成基准曲面，利用外观检测和坐标位置获取机构进行外观检测并获取待吸取探针的位置坐标，控制机构利用拟合基准曲面的相对高度对探针吸取的理论高度(即吸嘴升降机构的升降距离)进行补偿，并在吸嘴升降机构移动补偿后的距离时，控制真空吸取机构进行探针吸取，此时吸嘴既能够成功吸取探针，又不会触碰探针导致探针或吸嘴损坏，即通过各机构的相互配合，避免了探针吸取时因高度变化导致吸取不成功或吸嘴过低损坏产品及吸嘴的问题。

24、(3)本发明对吸取后的探针进行90°翻转后，通过探针正面旋转方向校正、探针侧面垂直校正和探针高度位置校正的相互配合，使得校正后的探针满足垂直植入治具的要求，解决了因机械零件制造和装配误差(含累积误差)导致探针吸取到植入治具位置整体偏差问题。

技术特征：

1.一种探针吸取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种探针吸取方法，其特征在于，所述方法还包括：对吸取的探针进行90°翻转，使其垂直于水平面。

3.根据权利要求2所述一种探针吸取方法，其特征在于，所述方法还包括：分别获取探针的侧面形态图像和正面形态图像；根据所述探针的侧面形态图像和正面形态图像，得到探针相对于垂直翻转面和平行翻转面的位置数据；将所述位置数据与预设的位置数据进行比对；在比对结果存在偏差时，发送偏差数据给执行单元进行偏差校正。

4.根据权利要求3所述一种探针吸取方法，其特征在于，所述方法还包括：对偏差校正后的探针再次进行侧面形态和正面形态的获取，并根据获取的数据重新进行位置数据计算及比对，直到比对结果不存在偏差。

5.根据权利要求1所述一种探针吸取方法，其特征在于，所述方法还包括：在放置盘上预设九个测试点，九个所述测试点分三级设置，一级测试点仅有一个且位于放置盘的中心，二级测试点有四个且均匀分布在以放置盘的中心为圆心、具有第一半径的圆环上，三级测试点有四个且均匀分布在以放置盘的中心为圆心、具有第二半径的圆环上。

6.一种探针吸取装置，用于实现权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述装置包括：放置盘检测机构，用于利用位移传感器自上而下检测放置盘各预设测试点处探针的位移数据；外观检测和坐标位置获取机构，用于检测探针的外观并获取探针的位置坐标；真空吸取机构，用于对探针进行真空吸附；吸嘴升降机构，用于控制放置盘检测机构和真空吸取机构的升降；控制机构，用于根据各测试点处探针的位移数据拟合形成基准曲面，得到放置盘上各探针在基准曲面上的相对高度，并在吸取探针时，利用所述相对高度对探针吸取的理论高度进行补偿，将补偿后的高度发送给吸嘴升降机构，以带动真空吸取机构移动到对应的位置。

7.根据权利要求6所述一种探针吸取装置，其特征在于，所述装置还包括翻转机构，用于对探针进行翻转；所述翻转机构分别与控制机构和真空吸取机构相连。

8.根据权利要求7所述一种探针吸取装置，其特征在于，所述装置还包括旋转校正机构，用于对探针进行旋转校正；所述旋转校正机构分别与控制机构和翻转机构相连。

9.根据权利要求8所述一种探针吸取装置，其特征在于，所述装置还包括：第一视觉检测机构，用于检测探针的侧面形态；第二视觉检测机构，用于检测探针的正面形态；所述第一视觉检测机构、第二视觉检测机构分别与控制机构相连。

技术总结
本发明公开一种探针吸取方法及装置，方法包括：利用位移传感器自上而下检测放置盘各预设测试点处探针的位移数据；根据各测试点处探针的位移数据拟合形成基准曲面，得到放置盘上各探针在基准曲面上的相对高度；在吸取探针时，利用所述相对高度对探针吸取的理论高度进行补偿，并利用补偿后的高度进行探针吸取。本发明解决了探针吸取时因高度变化导致吸取不成功或吸嘴过低损坏产品及吸嘴的问题。

技术研发人员：邓艳汉,陈竣,王莉
受保护的技术使用者：武汉华工激光工程有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25