[發(fā)明專利]一種基于中點(diǎn)追蹤的圖像定位控制雙探針自動(dòng)測試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310610557.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN103616585A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);花國然;章國安;徐影;鄧潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R1/04;G01R1/073
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 石敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于中點(diǎn)追蹤的圖像定位控制雙探針自動(dòng)測試裝置。?

背景技術(shù)

探針臺(tái)對(duì)于進(jìn)行電子元件研究和生產(chǎn)的科研院所和企業(yè)來說是非常重要的測試平臺(tái)。探針測試臺(tái)可以根據(jù)其探針的數(shù)量分為單探針、雙探針和多探針測試臺(tái)。其中雙探針測試臺(tái)由于滿足基本的電流-電壓，電容-電壓等測試功能成為了應(yīng)用最為廣泛的探針臺(tái)。目前雙探針的測試臺(tái)主要分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種。手動(dòng)測試臺(tái)探針的定位主要通過人的肉眼觀察來進(jìn)行。對(duì)于較小的測試點(diǎn)由于探針對(duì)視力的阻擋，給探針的定位帶來困難，使得探針出現(xiàn)不良接觸，增加接觸電阻，這會(huì)造成測試結(jié)果的不準(zhǔn)確。而現(xiàn)有的自動(dòng)測試平臺(tái)，由于其針對(duì)企業(yè)的規(guī)則產(chǎn)品，無法實(shí)現(xiàn)探針的靈活移動(dòng)，不具備不規(guī)則樣品和碎片的測試能力，對(duì)于同一條生產(chǎn)線上的不同規(guī)格產(chǎn)品就需要多臺(tái)測試臺(tái)，增加生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率。因此，需要研發(fā)新型的自動(dòng)追蹤探針臺(tái)來實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種基于中點(diǎn)追蹤的圖像定位控制雙探針自動(dòng)測試裝置。?

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的一種基于中點(diǎn)追蹤的圖像定位控制雙探針自動(dòng)測試裝置，包括承載臺(tái)、第一探針支架、第二探針支架、主控計(jì)算機(jī)，其特征在于：還包括驅(qū)動(dòng)所述裝載有第一探針支架和第二探針支架的測試頭組件在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)所述測試頭組件在三軸方向移動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置于承載臺(tái)上方且拍攝方向朝下的攝像頭，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的下方，所述測試頭組件具有使第一、第二探針支架水平鏡像移動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述第一至第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)輸入端與主控計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接，驅(qū)動(dòng)所述測試頭組件在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)所述測試頭在三軸方向移動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為三軸步進(jìn)電機(jī)，所述第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置有兩段對(duì)稱螺紋的絲桿、驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)、對(duì)稱地螺接在絲桿上的第一移動(dòng)塊、第二移動(dòng)塊，所述第一探針支架、第二探針支架分別安裝在第一移動(dòng)塊、第二移動(dòng)塊下方。?

本發(fā)明基于中點(diǎn)追蹤的圖像定位控制雙探針自動(dòng)測試裝置，進(jìn)一步的改進(jìn)在于：?

1、所述第一探針支架、第二探針支架上分別安裝有第一探針、第二探針，所述第一、第二探針的信號(hào)輸出端連接測試儀。

2、所述承載臺(tái)為具有真空抽氣口的金屬承載臺(tái)，該金屬承載臺(tái)接地，真空抽氣口經(jīng)管路連接抽真空設(shè)備。?

3、本裝置還具有殼體，所述承載臺(tái)、第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一探針支架、第二探針支架、及攝像頭均設(shè)置于殼體內(nèi)。?

此外本發(fā)明還提供了上述基于中點(diǎn)追蹤的圖像定位控制雙探針自動(dòng)測試裝置的樣品測試方法，具體包括如下步驟：?

第一步、將樣品放置于承載臺(tái)；

第二步、樣品在真空設(shè)備抽氣后形成的負(fù)壓環(huán)境下被吸附固定在承載臺(tái)上；

第三步、攝像頭采集樣品圖像，傳送至主控計(jì)算機(jī)予以顯示，并將計(jì)算機(jī)顯示區(qū)域的像素點(diǎn)坐標(biāo)與承載臺(tái)坐標(biāo)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系；

第四步、測試人員利用鼠標(biāo)在圖像上點(diǎn)選待測樣品上任意兩測試點(diǎn)；

第五步、獲取兩測試點(diǎn)連線的中點(diǎn)坐標(biāo)位置，通過三軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)測試頭組件移動(dòng)至兩測試點(diǎn)連線的中點(diǎn)的上方，使兩探針支架的對(duì)稱中心與兩測試點(diǎn)連線中點(diǎn)位于同一垂線上，

第六步、計(jì)算兩測試點(diǎn)之間連線與承載臺(tái)坐標(biāo)系X軸的夾角，通過細(xì)分驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)測試頭組件相應(yīng)的角度，使與兩探針的連線與兩測試點(diǎn)連線共面；

第七步、計(jì)算兩測試點(diǎn)之間相隔像素?cái)?shù)量，并將其轉(zhuǎn)化為承載臺(tái)坐標(biāo)系下的距離值，通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿張開第一、第二探針支架，使探針支架上安裝的探針之間的張開距離與兩測試點(diǎn)距離相等，從而確保兩探針分別位于兩測試點(diǎn)正上方；

第八步、通過三軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)測試頭組件下壓，使探針到達(dá)測試點(diǎn)位置，完成自動(dòng)定位測試。

由于三軸步進(jìn)電機(jī)、細(xì)分驅(qū)動(dòng)器和轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿的電機(jī)可單獨(dú)進(jìn)行控制，為了縮短定位時(shí)間，提高測試效率，本發(fā)明樣品測試方法中，第五步、第六步、第七步可同時(shí)進(jìn)行。?

本發(fā)明雙探針自動(dòng)測試儀利用圖像定位控制技術(shù)進(jìn)行測試點(diǎn)中點(diǎn)追蹤實(shí)現(xiàn)雙探針的自動(dòng)定位，從而實(shí)現(xiàn)樣品兩個(gè)測試點(diǎn)的自動(dòng)化定位測試，大大降低了測試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測試準(zhǔn)確性；本發(fā)明定位方式新穎，巧妙地運(yùn)用轉(zhuǎn)動(dòng)式測試頭組件、移動(dòng)可張開式雙探針，能夠準(zhǔn)確的將探針定位至待測樣品的任意兩個(gè)測試點(diǎn)，使本發(fā)明雙探針自動(dòng)測試裝置能夠滿足測試需要；并且，本發(fā)明吸力式承載臺(tái)可以固定破碎的樣品，避免在測試過程中的樣品移動(dòng)；攝像頭用于拍攝硅片的位置及形狀，可通過圖像進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的碎片處理功能。?