全自动探针台图像定位装置及视觉对准方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105486995A(43)申请公布日2016.04.13(21)申请号201510895432.8(22)申请日2015.12.07(71)申请人杭州长川科技股份有限公司地址310000浙江省杭州市滨江区滨安路1197号6幢420室(72)发明人郭剑飞方兆文赵轶胡东辉姚建强(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人尉伟敏阎忠华(51)Int.Cl.G01R31/28(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图3页(54)发明名称全自动探针台图像定位装置及视觉对准方法(57)摘要本发明公开了一种全自动探针台图像定位装置及视觉对准方法，包括基座，设于基座上的XY平台、第一相机支架和向下开口的U形支撑架；第一相机支架上设有第一相机，XY平台上设有载片台和第二相机支架，U形支撑架上设有探针卡，载片台上设有晶圆，晶圆上设有m块被检测芯片，每块芯片设有n个焊盘，第二相机支架上设有第二相机和可水平伸缩的气缸。本发明具有能够根据针痕的位置对探针台的运动部件误差进行补偿，提高了设备的精度；能够自主完成对针操作，对针成功率高，效率高，为准确检测芯片提供了可靠基础的特点。CN105486995ACN105486995A权利要求书1/4页1.一种全自动探针台图像定位装置，其特征是，包括基座(1)，设于基座上的XY平台(2)、第一相机支架(3)和向下开口的U形支撑架(4)；第一相机支架上设有第一相机(5)，XY平台上设有载片台(6)和第二相机支架(7)，U形支撑架上设有探针卡(8)，载片台上设有晶圆(11)，晶圆上设有m块被检测芯片，每块芯片设有n个焊盘，第二相机支架上设有第二相机(12)和可水平伸缩的气缸(9)，气缸的伸缩杆端部与标定块(10)连接，标定块下表面位于第二相机上表面的上方，标定块上表面位于第一相机下表面的下方，探针卡上设有n个探针(81)，晶圆位于第一相机下方，基座通过驱动装置(13)与XY平台连接，XY平台通过旋转升降装置(14)与载片台连接，驱动装置、旋转升降装置、第一相机、气缸、各个探针、第二相机均与计算机(16)电连接。2.根据权利要求1所述的全自动探针台图像定位装置，其特征是，所述驱动装置包括x轴直线电机(131)和y轴直线电机(132)，x轴直线电机和y轴直线电机均与计算机电连接；所述XY平台上设有竖槽(15)，所述旋转升降装置位于竖槽中，旋转升降装置包括用于带动载片台旋转的旋转电机(141)和用于带动载片台升降的升降结构(142)；所述升降结构包括设于旋转电机下部的永磁铁(1421)和设于竖槽底部的电磁铁(1422)，永磁铁下表面上设有缓冲垫，电磁铁与计算机电连接。3.根据权利要求1所述的全自动探针台图像定位装置，其特征是，所述标定块包括支撑条(101)和透光玻璃(102)，所述透明玻璃上刻有宽度为0.10mm至0.24mm的十字光标(103)。4.根据权利要求1或2或3所述的全自动探针台图像定位装置，其特征是，第一相机和第二相机均包括可切换的高倍镜头和低倍镜头。5.一种适用于权利要求1所述的全自动探针台图像定位装置的视觉对准方法，其特征是，包括如下步骤：(5-1)相机标定：获得第一相机坐标系与工作台坐标系的坐标转换关系，第二相机坐标系与工作台坐标系的坐标转换关系，修正第一相机坐标系、第二相机坐标系原点间的位置偏差；(5-2)焊盘位置获取与校准：获取晶圆上的各个焊盘在工作台坐标系中的坐标，并使焊盘的排列方向与工作台X轴方向一致；(5-3)探针针尖位置获取与对针：获取各个探针针尖在工作台坐标系中的坐标，各个探针针尖的排列方向与工作台X轴间的夹角，并使焊盘的排列方向与探针针尖的排列方向一致；(5-4)针痕检查与位置补偿：根据针痕位置确定角度修正值与XY方向的位置补偿值。6.根据权利要求5所述的全自动探针台图像定位装置的视觉对准方法，其特征是，所述获得第一相机坐标系与工作台坐标系的坐标转换关系包括如下步骤：(6-1-1)将晶圆从载片台上取下，计算机通过驱动装置控制XY平台移动，第一相机拍摄载片台的图像；计算机在拍摄的图像中查找设于载片台上的特征字符位于A点，记录A点的图像坐标2CN105486995A权利要求书2/4页值和工作台坐标值；(6-1-2)计算机控制XY平台沿X轴方向移动Δx，沿Y轴方向移动Δy，计算机在第一相机拍摄的载片台图像中找到特征字符位于A′点，记录下A′点的图像坐标值与工作台坐标值；(6-1-3)计算机利用下述公式计算图像坐标系与工作台坐标系间的像素转换因子：其中，ReX是X轴的像素转换因子，ReY是Y轴的像素转换因子，M1X是A点在X轴方向的工作台坐标值，M2X是A′点在X轴方向的工作台坐标值，M1Y是A点