[發明專利]一種高速高精旋轉升降聯動機構

有效

• 申請號: 201711078934.7
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107991595B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 吳濤;婁玉仙
• 申請（專利權）人: 廣州高譜技術有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 張澤思;周增元

本發明實施例公開了一種高速高精旋轉升降聯動機構，包括下升降機構與上旋轉機構，所述下升降機構包括升降驅動裝置、絲桿、絲桿座，所述升降驅動裝置驅動所述絲桿帶動所述絲桿座升降；所述上旋轉機構包括旋轉軸承、與所述絲桿座固定連接的旋轉軸承座、設置于所述旋轉軸承座與所述基座之間的至少一個垂直滑軌機構，所述旋轉軸承連接有旋轉大同步輪，所述旋轉大同步輪由旋轉驅動裝置驅動。本發明采用升降軸在下方，旋轉在上方的結構形式，充分利用了晶圓檢測工藝中升降為主動作，旋轉為輔動作的工藝特點；本發明還利用倒置驅動的絲桿螺母方法，軸向精度控制面取決于配對使用的軸向滑軌，易于實現大尺寸晶圓的平面度控制，有效地改善了整體系統的控制特性。

技術領域

本發明涉及一種晶片檢測平臺的聯動機構，尤其涉及一種高速高精旋轉升降聯動機構。

背景技術

2~6寸的晶圓片是電子和半導體封裝領域的典型材料，在全自動檢測工藝環節，高頻率微動型的旋轉升降復合操作是典型的動作模式。當整個wafer平面定位精度要求達到微米級，機構和控制就變得非常困難。其原因在于，晶圓片切割完成以后，需要對芯片進行自動測試?，F有的技術方案主要有兩種，接觸式檢測與非接觸檢測，在需要實測綜合光電特性的要求下，接觸式檢測是主要的檢測方式。接觸式檢測的技術方案實現主要包括移動探針和移動臺面。檢測過程中，要充分測試芯片電流，需要刺破電極表面氧化層，而又不能損傷芯片，造成太大劃痕，因此，在高頻運動下探針定位非常困難，探針固定，以托臺承載晶圓片移動來實現芯片巡檢是主要的方法，這種方法對晶圓片的平面度要求很高。對于托臺移動而言，XY方向的子母移動臺是很成熟的方案。但是，旋轉平臺和升降平臺的復合卻有很大難度。

關于旋轉與升降的復合，之前的主流方案是旋轉軸在下，升降軸在上，升降軸采取蝸輪蝸桿旋轉配合高精密楔形臺，或者軸承支承旋轉平臺配合音圈驅動的方法。旋轉軸采用同步帶輪驅動，背負升降臺面工作。這種方案看似簡單，但是有很多問題。高精密楔形臺面成本高，還要面對長期工作狀態下的磨損維護問題。音圈電機的定制與控制相對較為復雜，且重量難以控制，進行大平面晶圓片的高頻精密微動升降控制需要較大的驅動。無論是蝸輪蝸桿，還是旋轉軸承，都離不開軸承內外圈間隙問題，在高頻微動定位時，軸向和徑向都要承擔較大的載荷，長期磨損狀態下，很難保持晶圓面±5um微米級的精度。存在以下缺陷：結構復雜，拆卸麻煩，機構的穩定性難以保證、晶圓面的平面度難以保證。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種高速高精旋轉升降聯動機構，用于檢測晶圓片的高速檢測，晶圓面可旋轉，且可高速微動升降，易安裝，精度高、可靠性高。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種高速高精旋轉升降聯動機構，包括下升降機構與上旋轉機構，所述下升降機構包括設置于基座的升降驅動裝置、垂直設置的絲桿、絲桿座，所述升降驅動裝置驅動所述絲桿帶動所述絲桿座升降；所述上旋轉機構包括旋轉軸承、與所述絲桿座固定連接的旋轉軸承座、設置于所述旋轉軸承座與所述基座之間的至少兩個垂直滑軌機構，所述旋轉軸承連接有旋轉大同步輪，所述旋轉大同步輪由旋轉驅動裝置驅動。

進一步地，所述基座于所述旋轉軸承座外周位置上對稱設置有至少一對管正的擋塊。

更進一步地，所述絲桿座與所述基座之間設置有升降回零限位機構，所述升降回零限位機構包括固定設置于所述基座上的若干光電開關，所述絲桿座固定連接有與所述若干光電開關配合的擋光板。

更進一步地，所述若干光電開關處于同一水平面，所述擋光板上設置有若干高度不一的觸發所述若干光電開關的擋光指。

更進一步地，所述旋轉軸承座與所述旋轉大同步輪之間設置有旋轉回零限位機構，所述旋轉回零限位機構包括固定設置于所述旋轉軸承座外周上的若干光電開關以及設置于所述旋轉大同步輪上的擋光板。

更進一步地，所述升降驅動裝置包括升降大同步輪、以及驅動所述升降大同步輪的升降電機，所述升降大同步輪軸心上固定設置有螺母，所述螺母與所述絲桿螺紋配合。