一种探针台全自动上料机械手的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆测试探针台领域，且特别涉及一种用于晶圆测试探针台上料的机械手。


背景技术：

2.晶圆探针测试也被称为中间测试，它是集成电路生产中的重要一环，晶圆测试的目的就是确保在芯片封装前，尽可能把坏的芯片筛选出来，以节约封装费用，保证最终产品的良品率，晶圆探针测试的主要设备有探针测试台、探针测试机和探针测试卡三部分，它们全部由测试系统的应用测试程序来执行测试，而探针台的内部多使用全自动机械手对晶圆进行上下料操作，全自动机械臂大致由升降机构、多轴转向机构和承载板组成，其中升降机构可带动多轴转向机构和承载板进行同步升降，而多轴转向机构则可带动承载板移动和转动。
3.探针台在对晶圆进行测试前，操作人员需将装有晶圆的晶圆篮放入探针台内部，然后控制机械臂进行升降及转动，便可将晶圆篮内的晶圆取出并移至晶圆承载台上进行检测，而在上述晶圆转移过程中，机械臂运行时会先通过升降机构将多轴转向机构和承载板移至一定高度，此时承载板顶部平面略低于待转移晶圆的底部平面，然后多轴转向机构控制承载板前移，将承载板插入晶圆下方，接着升降机构控制承载板上移，使晶圆与晶圆篮分离，接着控制多轴转向机构转动，将晶圆转移至晶圆承载座上方，最后通过升降机构和多轴转向机构的配合可令晶圆下移并留置于晶圆承载座上，此时承载板与晶圆分离，之后，探针测试机配合探针测试卡可对晶圆进行相关测试，上述晶圆转移过程中机械臂直接与晶圆接触的结构为承载板，而现有机械臂承载板与晶圆间的结合力仅由承载板与晶圆表面的摩擦力提供，一旦机械臂或探针台在运行过程中发生水平面失稳，承载板平面与水平面间成夹角，此时晶圆与承载板间的摩擦力便可能难以使晶圆与承载板保持相对静止状态，晶圆便有从承载板上滑落的风险，所以需要提出一种承载板有限位功能的探针台全自动上料机械手以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种可对晶圆进行吸附，避免晶圆滑落的探针台全自动上料机械手。
5.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种探针台全自动上料机械手，包括升降座，所述升降座的顶部设置有安装座，所述安装座通过第一转向机构连接有第二转向机构，所述第二转向机构的输出端通过调节机构连接有承载板，所述承载板的内部设置有可移动的单齿板和与单齿板啮合的驱动齿轮，所述承载板的内部设置有与单齿板啮合的从齿轮，所述承载板的底部设置有与从齿轮连接的驱动电机，所述承载板的顶部与从齿轮对应的位置开设有凹槽，所述凹槽的顶部设置有密封膜，所述密封膜的底部设置有调节螺杆，所述调节螺杆与从齿轮的内部螺纹连接，所述承载板的内部设置有用于限制调节螺
杆转动的第一限位杆。
6.作为本实用新型所述的一种探针台全自动上料机械手优选方案，其中：所述调节机构包括与第二转向机构输出端连接的空心板件，所述空心板件的内部设置有变向传动机构，所述变向传动机构的输出端贯穿空心板件的内顶壁并延伸至空心板件的上方，且变向传动机构输出端位于空心板件上方的一端与承载板的底部固定连接。
7.作为本实用新型所述的一种探针台全自动上料机械手优选方案，其中：所述从齿轮的顶部和底部均设置有环形限位件，所述承载板的内部开设有与从齿轮相适配的轮槽，所述轮槽的内顶壁和内底壁均开设有与环形限位件相适配的环形限位槽，所述环形限位件与环形限位槽的内部活动连接。
8.作为本实用新型所述的一种探针台全自动上料机械手优选方案，其中：所述承载板的内部开设有与轮槽内部相连通且与调节螺杆相适配的升降槽，所述调节螺杆与升降槽的内部活动插接，所述第一限位杆的底端与升降槽的内底壁固定连接，所述调节螺杆的底端开设有与第一限位杆的端面形状相适配的第一限位槽，所述第一限位杆与第一限位槽的内部活动连接。
9.作为本实用新型所述的一种探针台全自动上料机械手优选方案，其中：所述密封膜的底部设置有内螺纹环，所述调节螺杆的顶端与内螺纹环的内部螺纹连接。
10.作为本实用新型所述的一种探针台全自动上料机械手优选方案，其中：所述承载板的内部开设有移动槽，所述单齿板位于移动槽的内部，所述移动槽一侧的内壁设置有第二限位杆，所述第二限位杆与单齿板的内部活动连接。
11.作为本实用新型所述的一种探针台全自动上料机械手优选方案，其中：所述承载板的内部设置有用于与凹槽内部连通的通管，所述通管位于承载板外部的一端连接有抽气泵。
12.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：
13.该探针台全自动上料机械手通过驱动电机可带动驱动齿轮转动，令单齿板移动，使得从齿轮在原位旋转，从而迫使调节齿轮升降，当调节螺杆处于下行状态时，密封膜在调节螺杆的带动下向内凹陷，使该处空气压力降低，对晶圆产生吸附力，将晶圆吸附在承载板表面，而进一步设置的通管配合抽气泵可以增强密封膜的凹陷程度，从而加强了承载板对晶圆的吸附能力。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例的结构示意图。
15.图2是本实用新型实施例的俯剖视图。
16.图3是本实用新型图2中a处的放大图。
17.图4是本实用新型实施例的侧剖视图。
18.图5是本实用新型图4中b处的放大图。
19.图6是本实用新型实施例承载板的结构示意图。
20.图7是本实用新型实施例承载板的俯剖视图。
21.其中：1、底座；2、升降机构；3、安装座；4、第一转向机构；401、固定板件；402、第一传动机构；5、第二转向机构；501、转动板件；502、第二传动机构；6、调节机构；601、空心板
件；602、变向传动机构；7、承载板；8、驱动电机；9、驱动齿轮；10、从齿轮；11、环形限位件；12、升降槽；13、第一限位杆；14、调节螺杆；15、凹槽；16、密封膜；17、内螺纹环；18、移动槽；19、第二限位杆；20、单齿板；21、通管。
具体实施方式
22.下面结合附图并通过实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
23.参见图1-图7，本实施例提供了一种探针台全自动上料机械手，包括升降座，升降座由底座1和升降机构2组成，底座1为圆盘形，其底部向上凹陷，其侧表面设置有侧固定耳，可使用紧固件对侧固定耳进行固定，将底座1安装在待安装面上，升降机构2包括与底座1固定连接的固定管，两者的连接方式包括但不限于焊接，固定管的轴线与底座1的轴线共线，固定管的底部通过安装件连接有丝杆，丝杆只能在原位转动，丝杆的底端贯穿底座1并延伸至底座1的下方，且丝杆位于底座1下方的一端固定套接有同步轮，底座1的顶部安装有转动电机，转动电机输出端贯穿底座1并延伸至底座1的下方，且同样固定套接有同步轮，两个同步轮之间通过同步带相连接，固定管的内部活动插接有内管，内管的内部安装有轴套，轴套的内壁开设有与丝杆侧面螺纹相适配的螺纹槽，丝杆与螺纹槽相连接。
24.进一步，丝杆的顶部安装有限位顶块，限位顶块起到了限制内管移动范围的作用，使内管无法与固定管分离。
25.内管的顶部固定连接有安装座3，两者的连接方式包括但不限于焊接和通过紧固件连接，安装座3通过第一转向机构4连接有第二转向机构5。
26.第一转向机构4和第二转向机构5分别由固定板件401、第一传动机构402和转动板件501、第二传动机构502组成，固定板件401的底部与安装座3的顶部固定连接，第一传动机构402和第二传动机构502均由传动电机、第一传动轮、第二传动轮、传动带、输入轴和输出轴组成，输入轴通过联轴器与驱动电机8连接，第一传动轮固定套接于输入轴的侧表面，第二传动轮固定套接于输出轴的侧表面，且第一传动轮通过传动带与第二传动轮连接，输出轴的顶端贯穿板件并延伸至外，固定板件401内输出轴的输出端与转动板件501固定连接。
27.第二转向机构5的输出端通过调节机构6连接有承载板7，调节机构6包括与第二转向机构5输出端连接的空心板件601，空心板件601的内部设置有变向传动机构602。
28.变向传动机构602由变向电机、第一变向齿轮、板轴和第二变向齿轮组成，变向电机安装于空心板件601的内部，第一变向齿轮安装于变向电机的输出端，空心板件601通过轴承与板轴连接，板轴的顶端位于空心板件601的上方，且与承载板7的底部固定连接。
29.当各传动电机启动后，转动板件501和空心板件601将分别以各对应的输出轴的轴线为中心进行转动，以起到调整承载板7相对位置的作用。
30.承载板7的内部开设有两个移动槽18，两个移动槽18内均设置有可移动的单齿板20，移动槽18一侧的内壁设置有第二限位杆19，第二限位杆19的端面为方向与多边形，单齿板20端面与第二限位杆19对应的位置开设有与第二限位杆19相对应的第二限位槽，第二限位杆19与第二限位槽的内部活动连接，此时单齿板20的顶部和底部均与移动槽18的内底壁和内底壁分离，使得单齿板20悬于移动槽18的内部，从而减小了单齿板20移动时的摩擦阻力。
31.承载板7的内部设置有仅能在原位自转且与单齿板20啮合的驱动齿轮9。
32.承载板7的内部设置有与单齿板20啮合的从齿轮10，从齿轮10的顶部和底部均设置有环形限位件11，承载板7的内部开设有与从齿轮10相适配的轮槽，轮槽的内顶壁和内底壁均开设有与环形限位件11相适配的环形限位槽，环形限位件11与环形限位槽的内部活动连接，在环形限位件11和环形限位槽的共同作用下驱动齿轮9只能在原位转动，无法与承载板7发生相对位移。
33.承载板7的底部设置有驱动电机8，驱动电机8的驱动轴通过联轴器连接有从动轴，从齿轮10固定套接在从动轴的侧表面，承载板7的顶部与从齿轮10对应的位置开设有凹槽15，凹槽15的顶部粘接有密封膜16，密封膜16为柔性膜，密封膜16的底部设置有调节螺杆14。
34.其中，密封膜16的底部设置有内螺纹环17，调节螺杆14的顶端与内螺纹环17的内部螺纹连接，以便于对密封膜16进行更换。
35.调节螺杆14与从齿轮10的内部螺纹连接，承载板7的内部设置有用于限制调节螺杆14转动的第一限位杆13，承载板7的内部开设有与轮槽内部相连通且与调节螺杆14相适配的升降槽12，调节螺杆14与升降槽12的内部活动插接，第一限位杆13的底端与升降槽12的内底壁固定连接，第一限位杆13的端面形状为多边形，调节螺杆14的底端开设有与第一限位杆13的端面形状相适配的第一限位槽，第一限位杆13与第一限位槽的内部活动连接，此时调节螺杆14在第一限位杆13和第一限位槽的共同限制下只能升降移动。
36.进一步，承载板7的内部设置有用于与凹槽15内部连通的通管21，通管21位于承载板7外部的一端连接有抽气泵，此时通过外界抽气泵可以增大密封膜16的凹陷度，从而进一步增强承载板7对晶圆的吸附力，以防止晶圆滑落。
37.在转移探针台内的晶圆时，机械臂先通过升降机构2带动第一转向机构4、第二转向机构5、调节机构6和承载板7同步升降，在将承载板7调整至一定高度后，此时承载板7顶部平面高度略低于待转移晶圆底部平面高度，接着在第一转向机构4、第二转向机构5和调节机构6的配合下可将承载板7移至晶圆正下方，然后通过升降机构2控制承载板7上移，直至承载板7的顶部与晶圆的底部贴合，此时启动驱动电机8带动驱动齿轮9转动，令单齿板20移动，使得从齿轮10自转，以迫使与从齿轮10螺纹连接的调节螺杆14下移，当调节螺杆14下移后，与晶圆底部接触的密封膜16下陷，该处空气压力降低，且因晶圆底部与密封膜16紧密贴合，外界空气难以进入下陷处，从而使晶圆被吸附在承载板7上，然后通过升降机构2带动承载板7上移，便可使晶圆与晶圆篮分离，最后在转向机构、调节机构6和升降机构2配合下，可将晶圆转移至晶圆承载台上，最后只需使驱动电机8反转，便可解除承载板7对晶圆的吸附力，在上述晶圆转移过程中，晶圆始终被吸附在承载板7顶部，解决了晶圆易从承载板7顶部上滑落的问题。
38.本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。