[发明专利]一种微波毫米波芯片的可控的高频响探针测试运动装置

摘要

本发明公开了一种微波毫米波芯片的可控的高频响探针测试运动装置，包括工控机、控制模块、驱动机、伺服电机、精密位移装置和光栅尺，精密位移装置包括精密工作台、驱动器I、压电陶瓷和柔性铰链，工控机连接控制模块，控制模块连接驱动器，驱动器连接伺服电机，伺服电机通过编码器连接驱动器，伺服电机连接精密工作台，精密工作台连接驱动器I，驱动器I连接压电陶瓷，压电陶瓷连接柔性铰链，柔性铰链连接工作台，工作台通过光栅尺连接控制模块，驱动器I连接控制模块，将现有的一次性定位改为电机带动丝杠为粗定位，精密位移装置为精定位的二次定位。该精定位系统测试速度快，在不影响测试合格率的前提下，大大缩短测试周期，提高效率和产能，降低了测试成本。

主权项

一种微波毫米波芯片的可控的高频响探针测试运动装置的工作方法，其特征是：包括以下步骤：(1)开启电源，对精定位系统的压电陶瓷进行预热；(2)将芯片固定在工作台上，保证固定位置的准确可靠，工作台将芯片传送到测试台下，对芯片进行测试预定位；(3)通过显微镜用肉眼观察或者通过全自动晶片对准系统，使芯片和探针对准定位；(4)工控机中的控制模块接收工作台的位置信号输出位移信号到伺服电机的驱动器，驱动伺服电机运动，伺服电机的位移由编码器返回伺服电机驱动器，确保伺服电机带动的精密工作台到达测试位置附近，伺服电机停止工作；(5)控制模块通过控制驱动器Ⅰ控制压电陶瓷伸长推动柔性铰链，压电陶瓷自身传感器反馈压电陶瓷的实际输出量，柔性铰链将此位移放大，推动测试台运动到指定位置，光栅尺将测试台的位置信号反馈给控制模块，实时控制测试台的位置；所述步骤(5)中，控制模块接收工作台的位置信号输出位移信号到压电陶瓷驱动器，驱动器控制压电陶瓷的伸长量，并通过压电陶瓷自带传感器反馈压电陶瓷的实际输出量，驱动测试台使探针卡针脚接触芯片，通过传感器实时反馈工作台和芯片之前的距离，使得测试台的位置更准确，能够实现对探针卡和芯片间的距离准确控制，当探针和芯片接触后，继续运动，探针和芯片的变形产生接触应力和接触电阻，对位置精确控制可减小接触电阻对测试结果的影响；所述微波毫米波芯片的可控的高频响探针测试运动装置，包括工控机、控制模块、驱动机、伺服电机、精密位移装置和光栅尺，精密位移装置包括精密工作台、驱动器I、压电陶瓷和柔性铰链，工控机连接控制模块，控制模块连接两个驱动器，电机驱动器连接伺服电机，伺服电机的输出位移通过编码器反馈给驱动器，精密工作台安装在伺服电机的输出端上，精密工作台连接驱动器I，驱动器I控制压电陶瓷，压电陶瓷推动柔性铰链，柔性铰链连接工作台，工作台的位置通过光栅尺反馈给控制模块，控制模块根据工作台的位置发送信号到两个驱动器，将一次性定位转变为二次定位；所述压电陶瓷前端设有传感器；所述精密位移装置以压电陶瓷为驱动，以柔性铰链为传动机构；所述压电陶瓷作为动力装置，利用压电陶瓷的逆压电效应来实现微小位移，改变压电陶瓷的电压，压电陶瓷的长度随之变化，且伸长量和电压在一定范围内成正比；所述压电陶瓷是把多个压电陶瓷片叠加到一起，电路上并联，结构上串联；所述压电陶瓷在测试前需要对其预热；所述柔性铰链为两边对称的双平行四杆柔性铰链；所述柔性铰链为杠杆机构，将压电陶瓷的位移进行放大；为了保证精定位装置的可靠，对压电陶瓷和柔性铰链进行预载，不仅能够保护压电陶瓷，消除柔性铰链机构中剪切力的影响，还能够提高机构响应速度；同时测试前也对压电陶瓷预热，保证输出位移的线性度和稳定性。