[發明專利]一種基于關節機器人的單粒子效應測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201910171748.0
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109917204B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 莫丹;劉杰;孫友梅;段敬來;姚會軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/303
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

1.一種基于關節機器人的單粒子效應測試裝置，包括試驗桌(1)，其特征在于，還包括：

器件支架(3)，設置在所述試驗桌(1)的第一側，用于擺放測試器件；

測量單元(10)，設置在與所述器件支架(3)相鄰的所述試驗桌(1)第二側，用于記錄和測量所述測試器件上單個或多個待測芯片的位置信息和高度信息；

輻照單元(20)，設置在與所述器件支架(3)相鄰的所述試驗桌(1)第三側，用于輸出離子束流；

關節機器人(2)，設置在所述器件支架(3)、測量單元(10)和輻照單元(20)包圍的所述試驗桌(1)上，所述關節機器人(2)上設有器件夾具(6)，所述關節機器人(2)通過所述器件夾具(6)夾取擺放在所述器件支架(3)上的測試器件，并實現所述測試器件的空間位置平移和轉動操作；

所述測量單元(10)包括用于記錄所述測試器件上單個或多個待測芯片位置信息的定位攝像頭(4)和用于測量所述測試器件上單個或多個待測芯片高度信息的測距儀(5)；

所述定位攝像頭(4)具有智能視覺傳感器，能夠采集測試器件的二維平面圖，并保存用戶選擇的待測芯片的位置信息；

所述測距儀(5)通過激光測量待測芯片表面和所述器件支架(3)基準面之差，自動計算出待測芯片的高度，待測芯片的高度范圍為0-5厘米。

2.根據權利要求1所述的單粒子效應測試裝置，其特征在于，所述輻照單元(20)包括用于保持真空環境的束流管道(8)，以及設置在所述束流管道(8)的出口前方并用于引出離子束流的真空窗(7)。

3.根據權利要求1所述的單粒子效應測試裝置，其特征在于，所述關節機器人(2)的最大抓取重量為1公斤-30公斤，定位精度為0.025毫米-0.5毫米；所述關節機器人(2)在沿所述試驗桌(1)的兩個水平方向以及垂直于桌面的方向的最大行程為0.5米-2米。

4.一種單粒子效應測試方法，采用如權利要求2所述的單粒子效應測試裝置，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一：將測試器件放置在器件支架(3)上；

步驟二：關節機器人(2)通過器件夾具(6)將測試器件移動到定位攝像頭(4)下方拍照，記錄測試器件上所選取的待測芯片的位置信息；

步驟三：將測試器件通過關節機器人(2)移動到測距儀(5)下方，測量測試器件上所選取的待測芯片的高度信息；

步驟四：將測試器件通過關節機器人(2)移動到束流管道(8 )正前方位置；

步驟五：選取測試器件上的待測芯片作為測試對象，通過步驟三和步驟四記錄待測芯片的位置信息和高度信息，關節機器人(2)將測試器件移動和旋轉到設定的輻照距離和輻照角度；

步驟六：束流從經過真空窗(7)從束流管道(8)引出，輻照到待測芯片上，測試單粒子效應；

步驟七：所有待測芯片測試完成后，將測試器件通過關節機器人(2)送回器件支架(3)。

5.根據權利要求4所述的單粒子效應測試方法，其特征在于，所述測試器件含有一個或多個待測芯片；所述輻照角度范圍為0-90度，所述輻照距離為0-1米。

6.根據權利要求4所述的單粒子效應測試方法，其特征在于，所述束流種類包括Ar、Kr、Xe、Bi，能量范圍為1-2000兆電子伏/核子。

7.根據權利要求4所述的單粒子效應測試方法，其特征在于，所述單粒子效應測試裝置的工作環境為大氣條件，溫度為5℃-40℃，相對濕度為0-75％。