夹爪式探针夹具及探针夹持设备的制作方法

1.本发明涉及晶圆测试领域，进一步地涉及夹爪式探针夹具及探针插持设备。


背景技术：

2.在半导体晶圆测试阶段，需要对晶圆上的未封装芯片进行测试，测试过程中会使用到探针卡。探针卡上用到的探针属于高精度探针，这种探针等效直径一般在30um
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100um范围内。探针的特点是尺寸小，比较脆弱，很容易划伤或者损坏，但为了进行测试，在探针卡制作过程中需要将探针安装到陶瓷孔内，该安装过程比较复杂，目前制作工人仍然是工人将探针夹取，然后经过姿态调整以后，将探针安装到孔里面。
3.需要指出的是，人工操作的主要缺点如下：第一，夹持力量不稳定，探针容易划伤或损坏；第二，人工操作稳定性不好，探针转移过程中容易损坏；第三，操作人员容易疲劳，植针效率受限。
4.综上所述，需要对现有的探针夹取方法进行改进。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明的目的在于提供夹爪式探针夹具及探针夹持设备，所述夹爪式探针夹具能够通过夹取的方式抓取探针，并且能够对所抓取的探针的角度进行调整，能够简化探针的安装过程，并且不会在安装过程中对探针造成损坏。
6.为了实现上述目的，本发明的目的在于提供夹爪式探针夹具，包括：
7.角度调整机构；
8.夹爪机构，所述夹爪机构连接于所述角度调整机构，所述夹爪机构用于夹持探针，所述角度调整机构用于调整所述夹爪机构的角度。
9.优选地，所述角度调整机构包括旋转件和旋转架，所述旋转架连接于所述旋转件的动力输出轴，所述夹爪机构安装于所述旋转架。
10.优选地，所述夹爪机构包括第一夹持组件、第二夹持组件以及滑动件，其中所述第一夹持组件包括第一安装臂和第一夹持臂，所述第二夹持组件包括第二安装臂和第二夹持臂；
11.所述第一夹持臂安装于所述第一安装臂，所述第二夹持臂安装于所述第二安装臂；
12.所述第一安装臂安装于所述旋转架，所述滑动件安装于所述第一安装臂，所述第二安装臂安装于所述滑动件的滑动杆，并且所述第一夹持臂和所述第二夹持臂相对设置；
13.所述滑动件的所述滑动杆能够被驱动作伸缩运动，以调整所述第一夹持臂和所述第二夹持臂之间的距离。
14.优选地，所述第一夹持组件进一步包括第一延伸臂，所述第一延伸臂安装于所述第一安装臂的一侧；
15.所述第二夹持组件进一步包括第二延伸臂，所述第二延伸臂安装于所述第二安装
臂的一侧，并且所述第一延伸臂和所述第二延伸臂相对设置；
16.所述夹爪式探针夹具进一步包括微调旋钮，所述微调旋钮可转动地安装于所述第一延伸臂，所述微调旋钮的头端抵接于所述第二延伸臂，通过旋转所述微调旋钮能够调整所述第一延伸臂和所述第二延伸臂之间的距离进行微调。
17.优选地，所述第一夹持臂的下方具有第一夹爪，所述第二夹持臂的下方具有第二夹爪，所述第一夹爪的预设位置具有第一观察孔；和/或，所述第二夹爪的预设位置具有第二观察孔。
18.优选地，所述夹爪式探针夹具还包括推动机构，所述推动机构包括推动臂和推动件，所述推动臂安装于所述推动件，所述推动件能够驱动所述推动臂在所述第一夹持臂和所述第二夹持臂之间运动，以推动所述第一夹持臂和所述第二夹持臂之间的探针离开。
19.优选地，所述夹爪式探针夹具还包括第三安装臂，所述第三安装臂安装于所述旋转架，所述推动件安装于所述第三安装臂。
20.优选地，所述第三安装臂内具有滑动通道，所述推动臂上连接有滑杆，所述滑杆可滑动地安装于所述滑动通道。
21.优选地，所述旋转件是旋转马达，所述旋转架安装于所述旋转马达的动力输出轴。
22.根据本发明的另一方面，本发明进一步提供探针插持设备，包括：
23.设备主体；
24.移动臂，所述移动臂安装于所述设备主体，所述设备主体能够调整所述移动的臂活动端的水平位置和竖直位置；
25.上述任一项所述的夹爪式探针夹具，所述夹爪式探针夹具的角度调整机构安装于所述移动臂的所述活动端。
26.与现有技术相比，本发明所提供的所述夹爪式探针夹具及探针插持设备具有以下至少一条有益效果：
27.1、本发明所提供的所述夹爪式探针夹具及探针插持设备，所述夹爪式探针夹具能够通过夹取的方式抓取探针，并且能够对所抓取的探针的角度进行调整，能够简化探针的安装过程，并且不会在安装过程中对探针造成损坏；
28.2、本发明所提供的所述夹爪式探针夹具及探针插持设备，所述夹爪式探针夹具能够通过夹持的方式夹取探针，能够适用多种规格尺寸的探针，适配多种探针；
29.3、本发明所提供的所述夹爪式探针夹具及探针插持设备，所述夹爪式探针夹具的推动机构的推动臂能够被推动件带动在第一夹持臂和第二夹持臂之间来回运动，以推动第一夹持臂和第二夹持臂之间的探针离开，便于探针的转移；
30.4、本发明所提供的所述夹爪式探针夹具及探针插持设备，所述夹爪式探针夹具具有微调旋钮，通过旋转微调旋钮能够对第一夹持臂和第二夹持臂之间的距离进行微调；
31.5、本发明所提供的所述夹爪式探针夹具及探针插持设备，所述夹爪式探针夹具的第一夹持臂上具有第一观察孔和/或所述第二夹持臂上具有第二观察孔，通过所述第一观察孔和/或所述第二观察孔能够观察所述第一夹持臂和所述第二夹持臂之间的探针的位置及角度。
附图说明
32.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
33.图1是本发明的优选实施例的夹爪式探针夹具的第一视角的立体图；
34.图2是本发明的优选实施例的夹爪式探针夹具的第二视角的立体图；
35.图3是本发明的优选实施例的夹爪式探针夹具的一爆炸图；
36.图4是本发明的优选实施例的夹爪式探针夹具的另一爆炸图；
37.图5是本发明的优选实施例的夹爪式探针夹具的仰视图；
38.图6是本发明的优选实施例的侧视图；
39.图7是图2中a处的放大图。
40.附图标号说明：
41.角度调整机构1，旋转件11，旋转架12，夹爪机构2，第一夹持组件21，第一安装臂211，第一夹持臂212，第一夹爪2121，第一观察孔2120，第一延伸臂213，第二夹持组件22，第二安装臂221，第二夹持臂222，第二夹爪2221，第二观察孔2220，第二延伸臂223，滑动件23，滑动件主体231，滑动杆232，辅助安装板233，微调旋钮24，推动机构3，推动臂31，滑杆311，推动件32，第三安装臂4，滑动通道40。
具体实施方式
42.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
43.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
44.还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
45.在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.实施例1
48.参考说明书附图1至图7，本发明所提供的夹爪式探针夹具被阐述，本发明所提供的所述夹爪式探针夹具能够抓取探针，并且能够对所抓取的探针的角度进行调整，能够简化探针的安装过程，并且不会在安装过程中对探针造成损坏。
49.参考说明书附图1和图2，具体地，所述夹爪式探针夹具包括角度调整机构1和夹爪机构2，所述夹爪机构2连接于所述角度调整机构1，所述夹爪机构2用于夹持探针，所述角度调整机构1用于调整所述夹爪机构2的角度。
50.需要指出的是，在本发明所提供的所述夹爪式探针夹具中，通过所述夹爪机构2能够抓取待抓取的探针，不需要操作者人工取放探针，从而能够减少对探针造成划伤等损坏。通过所述角度调整机构1能够将所述夹爪机构2调整至适合的姿态，以便于探针的安装。
51.参考说明书附图1、图2、图3以及图4，具体地，所述角度调整机构1包括旋转件11和旋转架12，所述旋转架12连接于所述旋转件11的动力输出轴，所述夹爪机构2安装于所述旋转架12。
52.进一步地，所述夹爪机构2包括第一夹持组件21、第二夹持组件22以及滑动件23，其中所述第一夹持组件21包括第一安装臂211和第一夹持臂212，所述第二夹持组件22包括第二安装臂221和第二夹持臂222。所述第一夹持臂212安装于所述第一安装臂211，所述第二夹持臂222安装于所述第二安装臂221。所述第一安装臂211安装于所述旋转架12，所述滑动件23安装于所述第一安装臂211，所述第二安装臂221安装于所述滑动件23的滑动杆，并且所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222相对设置。所述滑动件23的所述滑动杆能够被驱动作伸缩运动，以调整所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间的距离。
53.在本优选实施例中，所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间相互间隔一定的距离相对设置，所述滑动件23能够改变所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间的距离，以夹持探针或松开探针。
54.所述旋转架12安装于所述旋转件11的下方，所述第一安装臂211安装于所述旋转架12的下方，所述旋转架12位于所述旋转件11和所述第一安装臂211之间。
55.优选地，所述夹爪机构2的所述第一安装臂211可拆卸地安装于所述角度调整机构1的所述旋转架12，当所述夹爪机构2或所述角度调整机构1中的一个损坏时，能够将损坏的部件更换，不影响其他部件的正常使用。可选地，在本发明的另一些优选实施例中，所述第一安装臂211还能够与所述旋转架12一体成型。
56.优选地，所述第一安装臂211和所述旋转架12之间通过螺钉连接的方式实现可拆卸地连接。
57.所述第一安装臂211和所述旋转架12之间相对应的位置具有连接通孔，固定螺钉适于穿过所述第一安装臂211、所述旋转架12上的所述连接通孔，以将所述第一安装臂211固定连接于所述旋转架12。
58.还需要指出的是，用于将所述第一安装臂211和所述旋转架12相固定连接的固定螺钉的数量至少是两个，至少一个自所述第一安装臂211拧入，至少一个自所述旋转架12拧入。紧固第一安装臂211和旋转架12的固定螺钉分别沿着不同的方向螺旋进入，能够提高第一安装臂211与旋转架12之间连接结构的稳定性。
59.可选地，所述夹爪机构2的所述第一安装臂211和所述角度调整机构1的所述旋转架12之间还能够通过胶粘、卡接或过盈配合等安装方式，所述第一安装臂211与所述旋转架12之间的具体连接方式不应当构成对本发明的限制。
60.参考说明书附图3和图4，所述角度调整机构1的所述旋转架12是安装于所述旋转件11下方的板状结构，所述第一安装臂211是安装于所述旋转架12下方的条状物体，并且所
述旋转架12和所述第一安装臂211大致呈“l”型连接。
61.优选地，所述旋转件11是旋转马达。可选地，在本发明的另一些优选实施例中，所述旋转件11还能够是手动转轮，所述旋转件11的具体实施方式不应当构成对本发明的限制。
62.进一步地，所述夹爪机构2的所述滑动件23同样采用可拆卸的方式安装于所述第一安装臂211。优选地，所述夹爪机构2的所述滑动件23采用螺钉连接的方式可拆卸地连接于所述第一安装臂211。所述第一安装臂211的预设位置具有通孔，所述滑动件23的预设位置也具有通孔，螺钉适于穿过所述第一安装臂211和所述滑动件23上的通孔，以将所述第一安装臂211与所述滑动件23相螺接。可选地，所述滑动件23与所述第一安装臂211支架还能够通过其他的方式进行安装连接，比如卡扣连接，过盈配合连接，或者胶水粘接，所述滑动件23与所述第一安装臂211之间的具体连接方式不应当构成对本发明的限制。
63.参考说明书附图3和图4，所述滑动件23包括滑动件主体231、滑动杆232以及辅助安装板233，所述滑动件主体231安装于所述第一安装臂211，所述滑动杆232的第一端可滑动地安装于所述滑动件主体231，所述辅助安装板233固定安装于所述滑动杆232的第二端。所述滑动件主体231能够带动所述滑动杆232相对于所述滑动件主体231做伸缩运动，以改变所述辅助安装板233与所述滑动件主体231之间的距离。优选地，所述滑动杆232的数量被实施为多个。
64.所述第二安装臂221安装于所述辅助安装板233。优选地，所述第二安装臂221可拆卸地安装于所述辅助安装板233。优选地，所述第二安装臂221通过螺钉连接的方式可拆卸地安装于所述滑动件23的所述辅助安装板233。所述辅助安装板233和所述第二安装臂221的对应位置具有供螺钉通过的通孔，以将所述第二安装臂221与所述辅助安装板233相固定连接。
65.优选地，所述滑动件23是气动模组，所述夹爪式探针夹具还包括与所述滑动件23相连通的电磁阀和流量调节阀，以控制所述气动模组的气量。
66.需要指出的是，当所述滑动件主体231控制所述滑动杆232作伸缩运动时，能够改变所述第一安装臂211与所述第二安装臂221之间的距离，从而能够改变所述第一夹持臂212与所述第二夹持臂222之间的距离。
67.参考说明书附图3和图4，所述第一夹持组件21进一步包括第一延伸臂213，所述第一延伸臂213安装于所述第一安装臂211的一侧；所述第二夹持组件22进一步包括第二延伸臂223，所述第二延伸臂223安装于所述第二安装臂221的一侧，并且所述第一延伸臂213和所述第二延伸臂223相对设置；
68.所述夹爪式探针夹具进一步包括微调旋钮24，所述微调旋钮24可转动地安装于所述第一延伸臂213，所述微调旋钮24的头端抵接于所述第二延伸臂223，通过旋转所述微调旋钮24能够调整所述第一延伸臂213和所述第二延伸臂223之间的距离进行微调，以对所述第一安装臂211和所述第二安装臂221之间的距离进行微调，使得所述第一延伸臂213和所述第二延伸臂223能够更好地夹持探针。在本发明所提供的所述探针夹具的使用过程中，先调节所述微调旋钮24至合适的位置，在所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222相互靠近的过程中，所述微调旋钮24能够对所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间的距离进行限位，防止所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间相互挤压的力过大，气道缓冲
保护的效果。
69.优选地，所述第一延伸臂213通过螺钉连接的方式可拆卸地安装于所述第一安装臂211的一侧；所述第二延伸臂223也通过螺钉连接的方式可拆卸地安装于所述第二安装臂221。可选地，所述第一延伸臂213与所述第一安装臂211、所述第二延伸臂223与所述第二安装臂221之间还能够通过一体连接、卡扣连接、过盈配合连接或胶水粘接等连接方式相连接。
70.参考说明书附图7，所述第一夹持臂212的下方具有第一夹爪2121，所述第二夹持臂222的下方具有第二夹爪2221。所述第一夹持臂212的所述第一夹爪2121的预设位置具有第一观察孔2120；和/或，所述第二夹持臂222的所述第二夹爪2221的预设位置具有第二观察孔2220。通过所述第一观察孔2120和/或所述第二观察孔2220能够便于观察所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间的探针的位置及姿态，避免探针安装错误。
71.参考说明书附图3，所述夹爪式探针夹具还包括推动机构3，所述推动机构3包括推动臂31和推动件32，所述推动臂31安装于所述推动件32，所述推动件32能够驱动所述推动臂31在所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂223之间运动，以推动所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间的探针离开。
72.所述推动臂31能够被所述推动件32推动在所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间沿着所述第一夹持臂212的长度延伸方向来回运动，以推动所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间的探针离开。
73.参考说明书附图3和图4，所述夹爪式探针夹具还包括第三安装臂4，所述第三安装臂4安装于所述旋转架12，所述推动件32安装于所述第三安装臂4。
74.优选地，所述第三安装臂4可拆卸地安装于所述旋转架12。优选地，所述第三安装臂4通过螺栓连接的方式可拆卸地安装于所述旋转架12。可选地，所述第三安装臂4还能够与所述旋转架12一体成型，或通过卡接，过盈配合连接，或粘接等方式相互安装。
75.优选地，所述推动件32可拆卸地安装于所述第三安装臂4。优选地，所述推动件32与所述第三安装臂4之间通过螺栓连接的方式实现可拆卸地连接。可选地，所述推动件32还能够通过卡接，过盈配合连接，或粘接等方式相互安装。
76.参考说明书附图3，所述第三安装臂4内具有滑动通道40，所述推动臂31上连接有滑杆311，所述滑杆311可滑动地安装于所述滑动通道40。所述滑动通道40沿着所述第三安装臂4的长度延伸方向设置。所述滑杆311在所述滑动通道40内上下运动，能够对所述滑杆311的滑动轨迹进行限位，以对所述检测件进行限位。优选地，所述推动臂31上的所述滑杆311的数量是多个，所述第三安装臂4上的所述滑动通道40的数量也是多个，所述滑杆311的具体数量不应当构成对本发明的限制。
77.优选地，所述推动件32是推进电机。
78.在本发明所提供的所述夹爪式探针夹具的使用过程中，先将待抓取的探针垂直放置，然后通过机械控制将所述夹爪机构2的所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222移动至所述探针的上方，并调整至合适的高度；开启电磁阀，所述滑动件23控制所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222夹取探针，探针被稳定地夹持在所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间；然后控制所述旋转件11工作，并视觉识别调整所述第一夹持臂212和所述第二夹持臂222之间的所述探针的角度，将所述探针移动至合适的位置；通过机械控制，控
制所述夹爪机构2完成探针的安装工作；根据需要，控制所述推动件32工作，使得所述推动臂312推动所述探针自所述第一夹爪2121和所述第二夹爪2221之间离开。
79.需要指出的是，在本优选实施例中，由于所述第一夹爪2121和所述第二夹爪2221之间具有较小的间隙，在所述第一夹爪2121和所述第二夹爪2221分开之后，所述推动件32才能够推动探针进入探针卡中。可以理解的是，在另一些实施例中，当所述第一夹爪2121和所述第二夹爪2221之间所夹持的物体具有较宽的距离，并且所述第一夹爪2121和所述第二夹爪2221之间的距离小于所述推动件32的宽度的时候，所述推动件32也能够在所述第一夹爪2121和所述第二夹爪2221未完全松开物体的情况下推动物力离开。
80.实施例2
81.根据本发明的另一方面，本发明进一步提供探针插持设备，包括：设备主体；移动臂，所述移动臂安装于所述设备主体，所述设备主体能够调整所述移动的臂活动端的水平位置和竖直位置；上述实施例1所述的夹爪式探针夹具，所述夹爪式探针夹具的角度调整机构安装于所述移动臂的所述活动端。
82.在本发明所提供的所述探针插持设备的使用过程中，通过所述移动臂能够调整所述夹爪式探针夹具的位置和高度，以使得所述夹爪式探针夹具移动至待夹取探针的上方合适的高度。
83.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。