CN110631894A

CN110631894A - 一种多功能键合点测试装置

Info

Publication number: CN110631894A
Application number: CN201911022706.7A
Authority: CN
Inventors: 宾伟雄
Original assignee: Shenzhen Derui Yin Precision Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Derui Yin Precision Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2019-12-31

Abstract

本发明公开了一种多功能键合点测试装置，包括Z轴、安装于所述Z轴上的键合点测试机构；所述键合点测试机构包括分度盘组件、挂板、底板、以及可拆卸安装于所述底板上用于测试键合点的若干测试头，其中，所述分度盘组件与所述Z轴滑动连接，所述挂板与所述分度盘组件转动连接，所述底板与所述挂板固定连接。相对于现有技术，本发明实现了通过集成多个测试头降低工作量，提升工作效率，并通过合理分配配重提升测试敏捷性和准确性。

Description

一种多功能键合点测试装置

技术领域

本发明涉及半导体器件检测技术领域，特别涉及一种多功能键合点测试装置。

背景技术

半导体器件存在许多类型的测试键合点强度的结点测试，例如，剪切力测试、拉力测试和推力测试等测试方法。由于键合结点尺寸非常小，因此要求检测这些结点的结合强度的设备具有可控的高精度定位。

目前的测试装置采用单一测试头模块，单一测试头模块不能同时满足多种测试方法和测试的力学负荷，在进行不同类型测试时，往往是通过更换模块来实现，增加了操作的工作量。此外，目前的可旋转切换测试传感器的测试模块装置存在旋转切换装置过度集中设置于测试传感器模块内部的现象，从而导致这类型多功能旋转切换测试传感器的复合模块笨重。且重量过大多功能复合测试模块安装到设备的Z轴上直接导致Z轴负重过大且前后重量严重不平衡，影响测试设备Z轴运行的平稳性、敏捷性，关键是影响到该类设备精密剪切测试的微接触定位动作的可靠性、精密性。(集成电路金球焊点剪切力测试的剪切高度通常在3-5微米，1个微米的剪切高度差异将导致力学测试较大差异，足以让测试结果误判)。另外，设置在复合、多功能测试模块内部的旋转机构由于位置范围受限，旋转轴的力学刚性不足、负荷极限低，直接导致该类型复合旋转模块难以达到50KG以上的测试负荷，影响了测试使用的范围。比如常见的显示屏驱动IC的剪切力、电功率型器件的芯片剪切力力测试一般在100KG-200KG之间，电动汽车的功率器件(IGBT)其剪切力已经到300-400KG。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种多功能键合点测试装置，旨在实现通过集成多个测试头降低工作量，提升工作效率，并通过合理分配配重提升测试敏捷性和准确性。

为实现上述目的，本发明提供了一种多功能键合点测试装置，包括Z轴、安装于所述Z轴上的键合点测试机构；所述键合点测试机构包括分度盘组件、挂板、底板、以及可拆卸安装于所述底板上用于测试键合点的若干测试头，其中，所述分度盘组件与所述Z轴滑动连接，所述挂板与所述分度盘组件转动连接，所述底板与所述挂板固定连接。

本发明进一步的技术方案是，所述键合点测试机构的重量沿所述Z轴的轴线两侧对称分配。

本发明进一步的技术方案是，所述分度盘组件包括与所述Z轴滑动连接的轴承座、安装于所述轴承座的两端的轴承、安装于所述轴承内的转轴，所述挂板与所述转轴连接。

本发明进一步的技术方案是，所述轴承座上设置有用于驱动所述转轴转动的驱动机构。

本发明进一步的技术方案是，所述驱动机构包括安装于所述轴承座上的第一驱动电机、与所述第一驱动电机连接的第一转轮、与所述第一转轮连接的第二转轮，所述第二转轮与所述转轴连接。

本发明进一步的技术方案是，所述轴承座上还设置有用于固定所述底板的固定组件。

本发明进一步的技术方案是，所述固定组件包括设置于所述轴承座上的导轨座、安装于所述导轨座上的导轨、与所述导轨滑动连接的第一滑块、与所述第一滑块固定连接的楔子组件，所述底板的背面于所述若干测试头的安装位置设置有若干与所述楔子组件对应的旋转卡位组件。

本发明进一步的技术方案是，所述轴承座上还设置有用于驱动所述第一滑块前后运动的第二驱动电机。

本发明进一步的技术方案是，所述若干测试头为四个，所述四个测试头为剪切力测试头、或者拉力测试头、或者推力测试头中的一种或几种。

本发明进一步的技术方案是，所述Z轴上设置有螺纹丝杆、安装于所述螺纹丝杆上且可沿所述螺纹丝杆上下滑动的第二滑块、用于驱动所述第二滑块上下运动的第三驱动电机，所述轴承座与所述第二滑块固定连接。

本发明的有益效果是：本发明多功能键合点测试装置的有益效果是：本发明多功能键合点测试装置通过上述技术方案，包括Z轴、安装于所述Z轴上的键合点测试机构；所述键合点测试机构包括分度盘组件、挂板、底板、以及可拆卸安装于所述底板上用于测试键合点的若干测试头，其中，所述分度盘组件与所述Z轴滑动连接，所述挂板与所述分度盘组件转动连接，所述底板与所述挂板固定连接，实现了通过集成多个测试头降低工作量，提升工作效率，并通过合理分配配重提升测试敏捷性和准确性。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明多功能键合点测试装置较佳实施例的整体结构示意图；

图2是应用本发明多功能键合点测试装置的测试机结构示意图；

图3是本发明多功能键合点测试装置较佳实施例的截面示意图；

图4是分度盘组件的结构示意图；

图5是底板的正面结构示意图，图6是底板的背面结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参照图1至图6，本发明提出一种多功能键合点测试装置，其中，图1是本发明多功能键合点测试装置较佳实施例的整体结构示意图，图2是应用本发明多功能键合点测试装置的测试机结构示意图，图3是本发明多功能键合点测试装置较佳实施例的截面示意图，图4是分度盘组件的结构示意图，图5是底板的正面结构示意图，图6是底板的背面结构示意图。

考虑到目前对半导体器件的键合点进行测试的装置都是采用单一测试头，单一测试头不能同时满足多种测试方法，在进行不同类型测试时，往往是通过更换测试头来实现，增加了操作的工作量；此外，目前的测试装置存在重量过重，不能合理分配重量，以及测试结点工具的力矩太小，受力分配不均匀，导致设备不能够承受大推力测试，影响设备的敏捷性和准确性，由此，本发明提出一种应用于半导体器件性能检测、可靠性能分析，能够在键合点上执行不同类型测试的多功能键合点测试装置，该测试例如可以包括微焊点剪切力测试、微细丝键合拉力测试和SMT焊接元件推力测试。

具体的，请参照图1至图6，本发明多功能键合点测试装置较佳实施例包括Z轴1、安装于Z轴1上的键合点测试机构；该键合点测试机构包括分度盘组件2、挂板3、底板4、以及可拆卸安装于底板4上用于测试键合点的若干测试头5，其中，分度盘组件2与Z轴1滑动连接，挂板3与分度盘组件2转动连接，底板4与挂板3固定连接。

需要说明的是，如图2所示，在使用本发明提出的多功能键合点测试装置时，通常在测试机的对应于该若干测试头5的下方设有移动平台6，需要测试的样品被固定在该移动平台6上。在使用时，可以根据需要测试的类型将对应的测试头5转动至需要测试的样品上方，然后再调节分度盘组件2至合适位置，以通过对应的测试头5对需要测试的样品进行测试。

作为一种实施方式，本实施例中，该若干测试头5例如可以为四个，该四个测试头5可以为剪切力测试头、或者拉力测试头、或者推力测试头中的一种或几种，用户在使用时，可以根据实际需要灵活选择不同种类的测试头5，或者安装不同个数测试头5。具体实施时，可以将该四个测试头5以一个固定的角度(例如两两垂直)可拆卸安装在底板4上。其中，具体的安装方式例如可以通过螺丝连接，本实施例对此不作限定。

本实施例通过在底板4上可拆卸安装若干测试头5，使得用户在需要进行不同类型的测试时不需要卸载或者再次安装测试头，从而提高了简便性，节省了时间。

值得强调的是，本实施例中，键合点测试机构的重量沿Z轴1的轴线两侧对称分配。

如图3所示，该键合点测试机构沿着轴线左右两侧按50:50的重量分配，即H1侧的重量等于H2侧的重量，使得Z轴1的轴线两侧的受力均匀，当键合点测试机构沿Z轴1上下运动时，移动可控速度更高，剪切性定位更加准确。

另外，本实施例中，若干测试头5被安装在底板4上，为了合理配键合点测试机构沿着轴线左右两侧按50:50的重量分配，获得大力矩，满足大剪切力测试，底板4和挂板3并不设置旋转机构，而是将该若干测试头5安装于底板4上后，再通过紧固件将底板4安装于与分度盘组件2转动连接的挂板3上。

进一步的，如图4所示，本实施例中，分度盘组件2包括与Z轴1滑动连接的轴承座7、安装于轴承座7的两端的轴承8、安装于轴承8内的转轴9，挂板3与转轴9连接。

可用理解的是，本实施例中，为了使得整个装置获得更好的强度刚性，整个测试过程更加稳定可靠，具体实施时可以增大两个轴承8的放置点距离，从而有利于大负荷的测试。

本实施例中，轴承座7上设置有用于驱动转轴9转动的驱动机构。驱动机构包括安装于轴承座7上的第一驱动电机10、与第一驱动电机10连接的第一转轮11、与第一转轮11连接的第二转轮12，第二转轮12与转轴9连接。

本实施例中，第一转轮11固定在第一驱动电机10的轴心上，由此，通过第一驱动电机10带动第一转轮11转动，进而通过与第一转轮11连接的第二转轮12带动转轴9转动，避免了现有技术在狭窄的空间里面容纳旋转机构而大大降低了旋转轴的受力强度，在一定长距离隔开安放轴承8有利于旋转机构获得高刚性，如图3中的L1＞L2，这样得到的力矩L远远大于现有技术中的受力机构。

更进一步的，本实施例中，轴承座7上还设置有用于固定底板4的固定组件。

具体的，固定组件包括设置于轴承座7上的导轨座13、安装于导轨座13上的导轨14、与导轨14滑动连接的第一滑块15、与第一滑块15固定连接的楔子组件16，如图6所示，底板4的背面于若干测试头5的安装位置设置有若干与楔子组件16对应的旋转卡位组件17。轴承座7上还设置有用于驱动第一滑块15前后运动的第二驱动电机18。

本实施例中，轴承座7上设置有定位用的楔子组件16，用于在切换到所需的测试头5时的锁止作用。同时，本实施例在底板4上设置若干与楔子组件16对应的旋转卡位组件17，第一驱动电机10控制转轴9转动，从而带动与需要测试的样品对应的测试头5到位时，第二驱动电机18驱动第一滑块15向前运动，从而带动楔子组件16向前运动推进入对应的旋转卡位组件17进行定位，从而保证了测试头5在使用过程中不会因为受到外力而发生定位偏差，需要说明的是，具体使用时，在有必要的情况下可以用相应工件调教旋转动平衡。

更进一步的，本实施例中，Z轴1上设置有螺纹丝杆、安装于该螺纹丝杆上且可沿该螺纹丝杆上下滑动的第二滑块、用于驱动第二滑块19上下运动的第三驱动电机20，轴承座7与第二滑块19固定连接。

在使用时，可以先根据需要测试的类型将对应的测试头5转动至需要测试的样品上方，然后再通过第三驱动电机20驱动第二滑块19向下运动，以通过轴承座7带动挂板3向下运动，进而通过底板4带动测试头5向下运动至合适位置，以对需要测试的样品进行测试。

需要说明的是，本实施例中，第一驱动电机10、第二驱动电机18、第三驱动电机20，均可采用其他合适的可控驱动装置，本发明对此不作限定。

本发明多功能键合点测试装置的有益效果是：本发明多功能键合点测试装置通过上述技术方案，包括Z轴、安装于所述Z轴上的键合点测试机构；所述键合点测试机构包括分度盘组件、挂板、底板、以及可拆卸安装于所述底板上用于测试键合点的若干测试头，其中，所述分度盘组件与所述Z轴滑动连接，所述挂板与所述分度盘组件转动连接，所述底板与所述挂板固定连接，实现了通过集成多个测试头降低工作量，提升工作效率，并通过合理分配配重提升测试敏捷性和准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种多功能键合点测试装置，其特征在于，包括Z轴、安装于所述Z轴上的键合点测试机构；所述键合点测试机构包括分度盘组件、挂板、底板、以及可拆卸安装于所述底板上用于测试键合点的若干测试头，其中，所述分度盘组件与所述Z轴滑动连接，所述挂板与所述分度盘组件转动连接，所述底板与所述挂板固定连接。

2.根据权利要求1所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述键合点测试机构的重量沿所述Z轴的轴线两侧对称分配。

3.根据权利要求1所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述分度盘组件包括与所述Z轴滑动连接的轴承座、安装于所述轴承座的两端的轴承、安装于所述述轴承内的转轴，所述挂板与所述转轴连接。

4.根据权利要求3所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述轴承座上设置有用于驱动所述转轴转动的驱动机构。

5.根据权利要求4所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述驱动机构包括安装于所述轴承座上的第一驱动电机、与所述第一驱动电机连接的第一转轮、与所述第一转轮连接的第二转轮，所述第二转轮与所述转轴连接。

6.根据权利要求3所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述轴承座上还设置有用于固定所述底板的固定组件。

7.根据权利要求6所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述固定组件包括设置于所述轴承座上的导轨座、安装于所述导轨座上的导轨、与所述导轨滑动连接的第一滑块、与所述第一滑块固定连接的楔子组件，所述底板的背面于所述若干测试头的安装位置设置有若干与所述楔子组件对应的旋转卡位组件。

8.根据权利要求7所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述轴承座上还设置有用于驱动所述第一滑块前后运动的第二驱动电机。

9.根据权利要求1所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述若干测试头为四个，所述四个测试头为剪切力测试头、或者拉力测试头、或者推力测试头中的一种或几种。

10.根据权利要求3所述的多功能键合点测试装置，其特征在于，所述Z轴上设置有螺纹丝杆、安装于所述螺纹丝杆上且可沿所述螺纹丝杆上下滑动的第二滑块、用于驱动所述第二滑块上下运动的第三驱动电机，所述轴承座与所述第二滑块固定连接。