一种Cobra探针插针装置及其插针方法与流程

一种cobra探针插针装置及其插针方法
技术领域
1.本发明涉及半导体芯片测试技术领域，特别涉及一种用于高端探针卡生产的一种cobra探针插针装置及其插针方法。


背景技术：

2.探针卡是一种用于芯片测试的工具，探针卡探针数及间距对应着芯片引脚数及间距。随着大尺寸高密度芯片的普及，对探针卡探针的要求也越来越高。为了满足测试需求，采采用cobra探针制作成探针卡，可以满足芯片测试需求。
3.参考如附图2a至附图2c所示的cobra探针结构示意图，所述cobra探针特点为尺寸微小，中间带有弯弧结构，针尖截面为圆形（截面直径60μm），针头截面为圆形（截面直径60μm），弯弧结构截面为正方形（截面60μm*60μm），探针针尖圆心轴与探针针尾圆心轴不重合。
4.对应的探针卡特点为插针数量中等（达到1k~3k之间），探针卡上盖板探针孔为圆形（直径80μm），探针孔位置开有凹槽；探针卡下盖板探针孔为圆形（直径65μm），探针孔位置开有凹槽。探针卡上盖板与探针卡下盖板螺钉紧固后，探针孔位置形成一个腔室，cobra探针在该腔室中运动工作，cobra探针插入探针卡后的示意可参考附图3a和附图3b。
5.目前cobra探针的插针操作为：（1）手动在探针卡下盖板插入cobra探针；（2）探针卡下盖板固定导向柱；（3）手拿探针卡上盖板穿入定位孔，手动向下对入cobra探针针头。
6.在对目前cobra探针的插针方法的研究过程以及实现本技术的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下技术问题：（1）cobra探针针尖穿入探针卡下盖板探针孔，cobra探针会有一定的倾斜；（2）当人手控制探针卡上盖板下压对齐cobra探针针尾时，虽然导向柱有一定的z轴导向作用，但是还是有一定的倾斜，不能保证探针卡上盖板与下盖板的平行，造成弯针、重复对位、效率低下等问题。
7.有鉴于此，如何解决上述问题，便成为本发明所要研究解决的课题。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种cobra探针插针装置及其插针方法，使得cobra探针插针装置及插针工艺方法 需具备以下功能：（1）采用一种方法可以使上下盖板稳定、无偏移的分开；（2）采用一种方法移动探针卡上盖板或探针卡下盖板，方便手动插针；（3）采用一种方法可以控制探针卡上盖板垂直压入探针卡下盖板的cobra探针针尾；（4）采用一种方法可以使高倍显微镜显示出插针情况，方便人工及时纠正；（5）提供一种cobra探针插针方法，保证探针卡上盖板与下盖板的平行，不会造成
弯针、重复对位、效率低下等问题。
9.为达到上述目的，本发明第一方面提出了一种cobra探针插针装置，用于将cobra探针插入探针卡中，所述探针具有针尖、针腹和针尾，所述探针的针腹为弯曲结构，所述针尖的中心轴延长线与针尾的中心轴延长线之间相平行，所述探针卡包括上盖板和下盖板，所述上盖板上设置有用于针尾穿过的上探针孔，所述下盖板上设置有用于针尖穿过的下探针孔，其创新点在于，所述插针装置包括：上固定结构，所述上固定结构具有用于定位安装上盖板的朝下设置的上固定板，所述上固定板上设置有在探针插针过程中使上探针孔敞开的上避让空间，所述上固定板具有垂直方向上的第一初始位置和第一工作位置；下固定结构，所述下固定结构具有用于定位安装下盖板的朝上设置的下固定板，所述下固定结构上设置有在探针插针过程中使针尖穿出下探针孔后得以进入的下避让空间，所述下固定板具有水平方向上的第二初始位置和第二工作位置；第一空间位移机构，所述第一空间位移机构与所述上固定结构配合连接；第二空间位移机构，所述第二空间位移机构与所述上固定结构配合连接；定位导向结构，所述定位导向结构包括设有下固定结构上的导向柱和对应导向柱设于上盖板、下盖板上的导向孔，用于上盖板、下盖板之间分离或靠近时提供竖直方向上的直线定位导向；视觉检测结构，所述视觉检测结构位于所述上固定结构、下固定结构的上方空间，在插好插针的所述下盖板位于第二初始位置时和所述第二工作位置，所述视觉检测结构位于所述下盖板的正上方；所述插针装置被配置成：由所述第一空间位移机构带动所述上固定结构及上盖板在第一方向上直线位移，以使上固定结构及上盖板在第一初始位置移动到第一工作位置之间位移；由所述第二空间位移机构带动所述下固定结构及下盖板在第二方向上直线位移，以使下固定结构及下盖板在第二初始位置移动到第二工作位置之间位移；且在插好探针的所述下盖板位于所述第二工作位置、所述上盖板位于所述第一初始位置时，所述上盖板上的上探针孔与所述探针的针尾一一垂直对应，所述上盖板上的导向孔与所述下固定结构上的导向柱一一垂直对应。
10.本发明第二方面提出了一种cobra探针插针方法，基于权利要求1至9任一项所述的cobra探针插针装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步：插针准备工作1、第二空间位移机构带动下固定结构移动到第二安全位置；2、第一空间位移机构带动上固定结构上升移动到第一安全位置；3、上固定结构抽真空气路关闭，处于正常气压状态；4、下固定结构抽真空气路关闭，处于正常气压状态；第二步：固定探针卡1、放置探针卡到下固定结构上；2、第二空间位移机构带动下固定结构移动到二工作位置；3、安装导向柱进行精定位，固定探针卡；
第三步：分离探针卡1、打开下固定结构抽真空气路，使探针卡下盖板牢牢固定在下固定结构；2、移动第一空间位移机构缓缓下降，直到上固定结构接触探针卡上固定结构；3、打开上固定结构抽真空气路，使探针卡上盖板牢牢固定在上固定结构，并用第一锁紧旋钮固定；4、透过上固定结构螺钉避让孔松开探针卡上盖板与下盖板螺钉；5、移动第一空间位移机构缓缓上升到一定高度，然后拧紧第一空间位移机构的第一锁紧旋钮固定；第四步：插针1、抽出导向柱；2、第二空间位移机构带动下固定结构和下盖板移动到第二安全位置，并用第二锁紧旋钮固定；3、依靠背光源和第一高倍显微镜，由机械手或手动插针；第五步：固定探针卡1、完成探针卡下盖板插针工作后，移动第二空间位移机构移动到第二工作位置；2、插入导向柱，固定探针卡上盖板与下盖板；3、依靠背光源和第二高倍显微镜，松开第一空间位移机构锁紧旋钮，移动第一空间位移机构缓缓下降，使探针卡上盖板探针孔套住探针针尾；4、继续手动微调下降第一空间位移机构，直至探针针尾全部进入探针卡上盖板的上探针孔；5、继续手动微调下降第一空间位移机构，直至探针卡上盖板与探针卡下盖板接触；6、透过上固定结构的螺钉避让孔，拧紧探针卡上盖板与探针卡下盖板连接的螺钉；7、取出销钉；8、关闭上固定结构真空气路；9、关闭下固定结构真空气路；第七步：取出探针卡1、缓缓移动第一空间位移机构上升到一定高度，上固定结构底面与探针卡上盖板远离；2、第二空间位移机构带动下固定结构移动到第二安全位置；3、取出探针卡。
11.本发明的有关内容解释如下：1.通过本发明的上述技术方案的实施，依靠结构简单但是可靠性、精度极高的机械结构，来实现了cobra探针在插针前能确保上盖板、下盖板稳定、无偏移得分开，插针时也能确保上盖板、下盖板的相对平行度位置能被该装置所稳定控制，同样的在将上盖板、下盖板合上的过程中也能够确保其位置不偏转，不会发生弯针、重复对位、效率低下等问题，成本低、精度高，确保cobra探针这种具有特殊结构探针的插针成品率，适用性广。
12.2. 在上述第一方面的技术方案中，所述第一方向为上下的z方向，所述第二方向
为水平且与z方向垂直的x方向。
13.3. 在上述第一方面的技术方案中，所述上固定结构设置上气道，所述上固定结构朝下的表面设置与上气道相互连通的上吸孔；所述上固定结构为u形结构，所述上避让空间位于u形结构的u形开口中。
14.4. 在上述第一方面的技术方案中，所述下固定结构设置下气道，所述下固定结构朝上的表面设置与下气道相互连通的下吸孔；所述下固定结构上开设有开口朝上用于放置探针卡的凹槽，所述下固定结构在放置所述探针卡后对应所述下探针孔的位置设置下避让空间，所述下避让空间为孔状。
15.5. 在上述第一方面的技术方案中，所述插针装置还包括一底座，所述第一空间位移机构、第二空间位移机构均固定安装在所述底座上。
16.6. 在上述第一方面的技术方案中，所述第一空间位移机构包括转接板、第一移动台、第一转动旋钮、第一拧紧旋钮，所述转接板固定安装在底座上，所述第一移动台沿第一方向滑动安装在转接板上，所述第一移动台上定位安装所述上固定结构；所述第一转动旋钮旋接在所述第一移动台上，所述第一转动旋钮的一端与所述转接板相抵；所述第一转动旋钮转动时带动所述第一移动台及所述上固定结构沿第一方向滑动；所述第一拧紧旋钮设于所述转接板、第一移动台之间，所述第一拧紧旋钮用于转接板、第一移动台之间的锁紧。
17.7. 在上述第一方面的技术方案中，所述第二空间位移机构包括滑台、第二移动台、第二转动旋钮、第二拧紧旋钮，所述滑台固定安装在底座上，所述第二移动台沿第二方向滑动安装在滑台上，所述第二移动台上定位安装所述下固定结构；所述第二转动旋钮旋接在所述第一移动台上；所述第一转动旋钮转动时带动所述第一移动台及所述上固定结构沿第一方向滑动；所述第二拧紧旋钮设于所述滑台、第二移动台之间，所述第二拧紧旋钮用于滑台、第二移动台之间的锁紧。
18.8. 在上述第一方面的技术方案中，所述视觉检测结构包括第一高倍显微镜和第二高倍显微镜，所述第一高倍显微镜位于在所述下固定结构及下盖板处于第二初始位置时的正上方，所述第二高倍显微镜位于在所述下固定结构及下盖板处于第二工作位置时的正上方。
19.9. 在上述第一方面的技术方案中，所述定位导向结构包括设于上固定结构和下固定结构的两者之间的导向孔及导向柱，在所述上固定结构和下固定结构在第一方向上分离或靠近时由导向柱与导向孔的滑动配合以提供平行导向。
20.10.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
21.11.在本发明中，术语“中心”、“上”、“下”、“轴向”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置装配关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
22.12. 此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相
对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
23.由于上述方案的运用，本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：（1）通过本发明技术方案的实施，可以使上下盖板稳定、无偏移的分开；（2）通过本发明技术方案的实施，移动探针卡上盖板或探针卡下盖板，方便手动插针；（3）通过本发明技术方案的实施，可以控制探针卡上盖板垂直压入探针卡下盖板的cobra探针针尾；（4）通过本发明技术方案的实施，可以使高倍显微镜显示出插针情况，方便人工及时纠正；（5）通过本发明技术方案的实施，保证探针卡上盖板与下盖板的平行，不会造成弯针、重复对位、效率低下等问题。
附图说明
24.附图1为本发明实施例一种cobra探针插针装置的立体结构示意图；附图2a为本发明实施例中cobra探针的立体示意图；附图2b为本发明实施例中探针卡的俯视图；附图2c为本发明实施例中探针卡的主视图；附图3a为本发明实施例中成品探针卡及探针卡的侧面装配示意图；附图3b为本发明实施例中成品探针卡及探针卡的装配示意图；附图4a为本发明实施例中下固定结构的主视图；附图4b为本发明实施例中下固定结构的剖面示意图；附图5a为本发明实施例中上固定结构的主视图；附图5b为本发明实施例中上固定结构的剖面示意图；附图6a至附图6c为本发明实施例中第二空间位移机构的结构示意图；附图7为本发明实施例中第一空间位移机构的结构示意图；附图8为本发明实施例中视觉检测结构的结构示意图；附图9为本发明实施例中执行第一步插针准备工作的状态示意图；附图10为本发明实施例中执行第二步固定探针卡后的状态示意图；附图11为本发明实施例中执行第三步分离探针卡的状态示意图；附图12为本发明实施例中执行第四步插针的状态示意图；附图13a至附图13c为本发明实施例中执行第五步固定探针卡的状态示意图。
25.以上附图各部位表示如下：1、上固定结构；101、第一初始位置；102、第一工作位置；11、上固定板；111、上避让空间；112、上气道；113、上吸孔；2、下固定结构；201、第二初始位置；202、第二工作位置；21、下固定板；211、下避让空间；212、下气道；213、下吸孔；214、凹槽；3、第一空间位移机构；31、转接板；32、第一移动台；33、第一转动旋钮；34、第一拧
紧旋钮；4、第二空间位移机构；41、滑台；42、第二移动台；43、第二转动旋钮；44、第二拧紧旋钮；5、定位导向结构；51、导向柱；52、导向孔；6、视觉检测结构；61、第一高倍显微镜；62、第二高倍显微镜；7、底座；8、探针；81、针尖；82、针腹；83、针尾；9、探针卡；91、上盖板；911、上探针孔；92、下盖板；921、下探针孔。
具体实施方式
26.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
27.本发明各实施例提出的一种cobra探针插针装置及其插针方法，用以解决以下技术问题：（1）采用一种方法可以使上下盖板92稳定、无偏移的分开；（2）采用一种方法移动探针卡9上盖板91或探针卡9下盖板92，方便手动插针；（3）采用一种方法可以控制探针卡9上盖板91垂直压入探针卡9下盖板92的cobra探针针尾83；（4）采用一种方法可以使高倍显微镜显示出插针情况，方便人工及时纠正；（5）提供一种cobra探针插针方法，保证探针卡9上盖板91与下盖板92的平行，不会造成弯针、重复对位、效率低下等问题。
28.实施例一参考附图1至附图8所示，本发明实施例一提出了一种cobra探针插针装置，该装置用于将cobra探针插入探针卡9中，所述探针具有针尖81、针腹82和针尾83，所述探针的针腹82为弯曲结构，所述针尖81的中心轴延长线与针尾83的中心轴延长线之间相平行，所述探针卡9包括上盖板91和下盖板92，所述上盖板91上设置有用于针尾83穿过的上探针孔911，所述下盖板92上设置有用于针尖81穿过的下探针孔921，其特征在于，所述插针装置包括：上固定结构1，所述上固定结构1具有用于定位安装上盖板91的朝下设置的上固定板11，所述上固定板11上设置有在探针插针过程中使上探针孔911敞开的上避让空间111，所述上固定板11具有垂直方向上的第一初始位置101和第一工作位置102；下固定结构2，所述下固定结构2具有用于定位安装下盖板92的朝上设置的下固定板21，所述下固定结构2上设置有在探针插针过程中使针尖81穿出下探针孔921后得以进入的下避让空间211，所述下固定板21具有水平方向上的第二初始位置201和第二工作位置202；第一空间位移机构3，所述第一空间位移机构3与所述上固定结构1配合连接；第二空间位移机构4，所述第二空间位移机构4与所述上固定结构1配合连接；定位导向结构5，所述定位导向结构5包括设于上盖板91、下盖板92以及下固定结构2上且上下连通的导向孔52以及穿过所示导向孔52的导向柱51，用于上盖板91、下盖板92之间分离或靠近时提供竖直方向上的直线定位导向；视觉检测结构
6，所述视觉检测结构6位于所述上固定结构1、下固定结构2的上方空间，在插好插针的所述下盖板92位于第二初始位置201时和所述第二工作位置202，所述视觉检测结构6位于所述下盖板92的正上方。
29.通过实施例一中各部件的设置，所述插针装置被配置成：由所述第一空间位移机构3带动所述上固定结构1及上盖板91在第一方向上直线位移，以使上固定结构1及上盖板91在第一初始位置101移动到第一工作位置102之间位移；由所述第二空间位移机构4带动所述下固定结构2及下盖板92在第二方向上直线位移，以使下固定结构2及下盖板92在第二初始位置201移动到第二工作位置202之间位移；且在插好探针的所述下盖板92位于所述第二工作位置202、所述上盖板91位于所述第一初始位置101时，所述上盖板91上的上探针孔911与所述探针的针尾83一一垂直对应，所述上盖板91上的导向孔52与所述下固定结构2上的导向柱51一一垂直对应。
30.下面再对本发明实施例一中设计的结构、部件进行一一说明。
31.cobra探针结构如图2a到图2c所示，所述探针具有针尖81、针腹82和针尾83，cobra探针特点为尺寸微小，中间带有弯弧结构，针尖81界面为圆形（截面直径60μm），针头截面为圆形（截面直径60μm），弯弧结构截面为正方形（截面60μm*60μm），探针针尖81圆心轴与探针针尾83圆心轴不重合。
32.探针卡9结构如图3a、图3b所示。所述探针卡9包括上盖板91和下盖板92，所述上盖板91上设置有用于针尾83穿过的上探针孔911，所述下盖板92上设置有用于针尖81穿过的下探针孔921，探针卡9特点为插针数量中等（达到1k~3k之间），探针卡9上盖板91探针孔为圆形（直径100μm），探针孔位置开有凹槽214；探针卡9下盖板92探针孔为圆形（直径65μm），探针孔位置开有凹槽214。探针卡9上盖板91与探针卡9下盖板92螺钉紧固后，探针孔位置形成一个腔室，cobra探针在该腔室中运动工作。
33.如图4a到图4b所示，所述下固定结构2设置下气道212，所述下固定结构2朝上的表面设置与下气道212相互连通的下吸孔213；所述下固定结构2上开设有开口朝上用于放置探针卡9的凹槽214，所述下固定结构2在放置所述探针卡9后对应所述下探针孔921的位置设置下避让空间211，所述下避让空间211为孔状。
34.具体的，下固定结构2为下吸板结构，根据探针卡9下卡结构，下吸板开有相互连通的气道，在下吸板侧壁开有螺纹孔，在螺纹孔路径和气道交叉处开有小孔，使气道与螺纹孔连通。当整个探针卡9下卡安装在下吸板上时，抽真空产生的吸力会牢牢固定住探针卡9的下盖板92。
35.下吸板开有定位销，与探针卡9的导向孔52匹配，起到导向作用。
36.下吸板开有沉头孔，用于固定安装在x轴滑台41上。
37.下吸板开有凹槽214，起到限制探针卡9作用，当探针卡9放置在下吸板上时，可以轻松限定住位置，节省固定时间。
38.下吸板开有大孔，用于避让探针卡9下盖板92，当探针卡9下盖板92探针插入时不会碰到下吸板。
39.如图5a到图5b所示，所述上固定结构1设置上气道112，所述上固定结构1朝下的表面设置与上气道112相互连通的上吸孔113；所述上固定结构1为u形结构，所述上避让空间111位于u形结构的u形开口中。
40.具体的，上固定结构1为上吸板结构，根据探针卡9上卡结构，设计有相互连通的气道，在上吸板上部开有螺纹孔，在螺纹孔路径和气道交叉处开有小孔，使气道与螺纹孔连通。当上吸板接触探针卡9上盖板91时，抽真空产生的吸力会牢牢固定住探针卡9的上盖板91。
41.上吸板设计为u型结构，避让开探针卡9上盖板91的探针安装孔，方便人手插针操作。
42.如附图1所示，所述插针装置还包括一底座7，所述第一空间位移机构3、第二空间位移机构4均固定安装在所述底座7上。
43.如图6a到图6c所示，所述第一空间位移机构3包括转接板31、第一移动台32、第一转动旋钮33、第一拧紧旋钮34，所述转接板31固定安装在底座7上，所述第一移动台32沿第一方向滑动安装在转接板31上，所述第一移动台32上定位安装所述上固定结构1；所述第一转动旋钮33旋接在所述第一移动台32上，所述第一转动旋钮33的一端与所述转接板31相抵；所述第一转动旋钮33转动时带动所述第一移动台32及所述上固定结构1沿第一方向滑动；所述第一拧紧旋钮34设于所述转接板31、第一移动台32之间，所述第一拧紧旋钮34用于转接板31、第一移动台32之间的锁紧。
44.具体的。第二空间位移机构4为x轴滑台41结构，x轴滑台41结构如图6a所示，x轴滑台41安装在底板上，转动旋钮从而控制探针卡9下盖板92左右移动。
45.x轴滑台41有拧紧旋钮，当确定位置不动时，旋紧拧紧旋钮可以固定探针卡9下盖板92在x方向的位置。
46.当分离探针卡9上盖板91和探针卡9下盖板92、安装探针卡9上盖板91和探针卡9下盖板92时，x轴滑台41移动到最前面，结构如图6b所示。
47.当需要进行cobra探针插针时，x轴滑台41移动到最后面，结构如图6c所示。
48.如图7所示，所述第二空间位移机构4包括滑台41、第二移动台42、第二转动旋钮43、第二拧紧旋钮44，所述滑台41固定安装在底座7上，所述第二移动台42沿第二方向滑动安装在滑台41上，所述第二移动台42上定位安装所述下固定结构2；所述第二转动旋钮43旋接在所述第一移动台32上；所述第一转动旋钮33转动时带动所述第一移动台32及所述上固定结构1沿第一方向滑动；所述第二拧紧旋钮44设于所述滑台41、第二移动台42之间，所述第二拧紧旋钮44用于滑台41、第二移动台42之间的锁紧。
49.具体的，第二空间位移机构4为z轴滑台41结构，z轴滑台41结构如图7所示，z轴滑台41通过转接板31安装在底座7上，通过转动旋钮从而控制探针卡9上盖板91上下移动。
50.z轴滑台41有拧紧旋钮，当确定位置不动时，旋紧拧紧旋钮可以固定探针卡9上盖板91在z方向的位置。
51.如附图1所示，所述定位导向结构5包括设于上固定结构1和下固定结构2的两者之间的导向孔52及导向柱51，在所述上固定结构1和下固定结构2在第一方向上分离或靠近时由导向柱51与导向孔52的滑动配合以提供平行导向。
52.具体的，导向柱51可以是设置在探针卡9及下固定结构2两侧的定位销、销钉等柱状物体，一边一个，导向孔52设置在下固定结构2、下盖板92、上盖板91的一一对应的且相互垂直的位置，以此来以一个低成本、高精度的方式确保下盖板92、上盖板91分离、靠近时的平行度。
53.如附图8所示，所述视觉检测结构6包括第一高倍显微镜61和第二高倍显微镜62，所述第一高倍显微镜61位于在所述下固定结构2及下盖板92处于第二初始位置201时的正上方，所述第二高倍显微镜62位于在所述下固定结构2及下盖板92处于第二工作位置202时的正上方。
54.具体的，视觉检测结构6中的视觉采集端采用高倍显微镜结构，高倍显微镜结构如图8所示。第一高倍显微镜61用于观察探针卡9上盖板91安装到下盖板92时的对位情况，第二高倍显微镜62用于指导人手工插针。
55.实施例二，参考附图9至附图13所示，本发明实施例二提出了一种cobra探针插针方法，该方法使用如实施例一所述的装置来实现，该方法包括以下步骤：第一步：插针准备工作（可参考附图9）1、第二空间位移机构4带动下固定结构2移动到第二安全位置；2、第一空间位移机构3带动上固定结构1上升移动到第一安全位置；3、上固定结构1抽真空气路关闭，处于正常气压状态；4、下固定结构2抽真空气路关闭，处于正常气压状态；第二步：固定探针卡（可参考附图10）1、放置探针卡9到下固定结构2上；2、第二空间位移机构4带动下固定结构2移动到二工作位置；3、安装导向柱51进行精定位，固定探针卡9；第三步：分离探针卡（可参考附图11）1、打开下固定结构2抽真空气路，使探针卡9下盖板92牢牢固定在下固定结构2；2、移动第一空间位移机构3缓缓下降，直到上固定结构1接触探针卡9上固定结构1；3、打开上固定结构1抽真空气路，使探针卡9上盖板91牢牢固定在上固定结构1，并用第一锁紧旋钮固定；4、透过上固定结构1螺钉避让孔松开探针卡9上盖板91与下盖板92螺钉；5、移动第一空间位移机构3缓缓上升到一定高度，然后拧紧第一空间位移机构3的第一锁紧旋钮固定；第四步：插针（可参考附图12）1、抽出导向柱51；2、第二空间位移机构4带动下固定结构2和下盖板92移动到第二安全位置，并用第二锁紧旋钮固定；3、依靠背光源和第一高倍显微镜61，由机械手或手动插针；第五步：固定探针卡（可参考附图13a至附图13c）1、完成探针卡9下盖板92插针工作后，移动第二空间位移机构4移动到第二工作位置202；2、插入导向柱51，固定探针卡9上盖板91与下盖板92；3、依靠背光源和第二高倍显微镜62，松开第一空间位移机构3锁紧旋钮，移动第一空间位移机构3缓缓下降，使探针卡9上盖板91探针孔套住探针针尾83；4、继续手动微调下降第一空间位移机构3，直至探针针尾83全部进入探针卡9上盖
板91的上探针孔911；5、继续手动微调下降第一空间位移机构3，直至探针卡9上盖板91与探针卡9下盖板92接触；6、透过上固定结构1的螺钉避让孔，拧紧探针卡9上盖板91与探针卡9下盖板92连接的螺钉；7、取出导向柱；8、关闭上固定结构1真空气路；9、关闭下固定结构2真空气路；第七步：取出探针卡91、缓缓移动第一空间位移机构3上升到一定高度，上固定结构1底面与探针卡9上盖板91远离；2、第二空间位移机构4带动下固定结构2移动到第二安全位置；3、取出探针卡9。
56.通过以上具体实施例的实施，具备有以下几部分和亮点：（1）真空吸附下吸板结构本发明亮点之一： 根据探针卡下卡结构，设计合理的气道，在底部开有的螺纹孔道上开有小孔。当整个探针卡下卡安装在下吸板上时，抽真空则会牢牢固定住下吸板。
57.（2）真空吸附上吸板结构本发明亮点之二：根据探针卡上卡结构，设计合理的气道，在底部开有的螺纹孔道上开有小孔。当上吸板下压接触探针卡上卡时，抽真空则会牢牢固定住上吸板。
58.（3）定位销垂直定位导向结构本发明亮点之三：当上下吸板同时吸住后，使用螺丝拆分上下探针卡连接处，使其分离。当使用z轴滑台上移时，通过安装在上下探针卡处的定位销，使其在向上移动时沿着定位销移动，防止移动时发生偏移。
59.（4）x轴滑台控制探针卡下盖板前后移动本发明亮点之四：x轴滑台控制探针卡下盖板前后移动，在安全位置时进行插针动作，在工作位置时进行探针卡上盖板与下盖板分离、探针卡上盖板与下盖板合上动作。
60.（5）z轴滑台控制探针卡上盖板上下移动本发明亮点之五：z轴滑台控制探针卡上盖板上下微量精确移动，可以让探针卡下盖板安装好的探针进入探针卡上盖板探针孔中。
61.（6）高倍显微镜放大结构本发明亮点之六：高倍显微镜1用于观察探针卡上盖板安装到下盖板时的对位情况，高倍显微镜2用于指导人手工插针。
62.（7）探针卡上下盖板分离、合并的插针方法本发明亮点之七：提供一种cobra探针插针方法，保证探针卡上盖板与下盖板的平行，不会造成弯针、重复对位、效率低下等问题。
63.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种cobra探针插针装置，用于将cobra探针插入探针卡中，所述探针具有针尖、针腹和针尾，所述探针的针腹为弯曲结构，所述针尖的中心轴延长线与针尾的中心轴延长线之间相平行，所述探针卡包括上盖板和下盖板，所述上盖板上设置有用于针尾穿过的上探针孔，所述下盖板上设置有用于针尖穿过的下探针孔，其特征在于，所述插针装置包括：上固定结构，所述上固定结构具有用于定位安装上盖板的朝下设置的上固定板，所述上固定板上设置有在探针插针过程中使上探针孔敞开的上避让空间，所述上固定板具有垂直方向上的第一初始位置和第一工作位置；下固定结构，所述下固定结构具有用于定位安装下盖板的朝上设置的下固定板，所述下固定结构上设置有在探针插针过程中使针尖穿出下探针孔后得以进入的下避让空间，所述下固定板具有水平方向上的第二初始位置和第二工作位置；第一空间位移机构，所述第一空间位移机构与所述上固定结构配合连接；第二空间位移机构，所述第二空间位移机构与所述上固定结构配合连接；定位导向结构，所述定位导向结构包括设于上盖板、下盖板以及下固定结构上且上下连通的导向孔以及穿过所示导向孔的导向柱，用于上盖板、下盖板之间分离或靠近时提供竖直方向上的直线定位导向；视觉检测结构，所述视觉检测结构位于所述上固定结构、下固定结构的上方空间，在插好插针的所述下盖板位于第二初始位置时和所述第二工作位置，所述视觉检测结构位于所述下盖板的正上方；所述插针装置被配置成：由所述第一空间位移机构带动所述上固定结构及上盖板在第一方向上直线位移，以使上固定结构及上盖板在第一初始位置移动到第一工作位置之间位移；由所述第二空间位移机构带动所述下固定结构及下盖板在第二方向上直线位移，以使下固定结构及下盖板在第二初始位置移动到第二工作位置之间位移；且在插好探针的所述下盖板位于所述第二工作位置、所述上盖板位于所述第一初始位置时，所述上盖板上的上探针孔与所述探针的针尾一一垂直对应，所述上盖板上的导向孔与所述下固定结构上的导向柱一一垂直对应。2.根据权利要求1所述的一种cobra探针插针装置，其特征在于：所述第一方向为上下的z方向，所述第二方向为水平且与z方向垂直的x方向。3.根据权利要求1所述的一种cobra探针插针装置，其特征在于：所述上固定结构设置上气道，所述上固定结构朝下的表面设置与上气道相互连通的上吸孔；所述上固定结构为u形结构，所述上避让空间位于u形结构的u形开口中。4.根据权利要求1所述的一种cobra探针插针装置，其特征在于：所述下固定结构设置下气道，所述下固定结构朝上的表面设置与下气道相互连通的下吸孔；所述下固定结构上开设有开口朝上用于放置探针卡的凹槽，所述下固定结构在放置所述探针卡后对应所述下探针孔的位置设置下避让空间，所述下避让空间为孔状。5.根据权利要求1所述的一种cobra探针插针装置，其特征在于：所述插针装置还包括一底座，所述第一空间位移机构、第二空间位移机构均固定安装在所述底座上。6.根据权利要求5所述的一种cobra探针插针装置，其特征在于：所述第一空间位移机构包括转接板、第一移动台、第一转动旋钮、第一拧紧旋钮，所述转接板固定安装在底座上，
所述第一移动台沿第一方向滑动安装在转接板上，所述第一移动台上定位安装所述上固定结构；所述第一转动旋钮旋接在所述第一移动台上，所述第一转动旋钮的一端与所述转接板相抵；所述第一转动旋钮转动时带动所述第一移动台及所述上固定结构沿第一方向滑动；所述第一拧紧旋钮设于所述转接板、第一移动台之间，所述第一拧紧旋钮用于转接板、第一移动台之间的锁紧。7.根据权利要求5所述的一种cobra探针插针装置，其特征在于：所述第二空间位移机构包括滑台、第二移动台、第二转动旋钮、第二拧紧旋钮，所述滑台固定安装在底座上，所述第二移动台沿第二方向滑动安装在滑台上，所述第二移动台上定位安装所述下固定结构；所述第二转动旋钮旋接在所述第一移动台上；所述第一转动旋钮转动时带动所述第一移动台及所述上固定结构沿第一方向滑动；所述第二拧紧旋钮设于所述滑台、第二移动台之间，所述第二拧紧旋钮用于滑台、第二移动台之间的锁紧。8.根据权利要求1所述的一种cobra探针插针装置，其特征在于：所述视觉检测结构包括第一高倍显微镜和第二高倍显微镜，所述第一高倍显微镜位于在所述下固定结构及下盖板处于第二初始位置时的正上方，所述第二高倍显微镜位于在所述下固定结构及下盖板处于第二工作位置时的正上方。9.根据权利要求1所述的一种cobra探针插针装置，其特征在于：所述定位导向结构包括设于上固定结构和下固定结构的两者之间的导向孔及导向柱，在所述上固定结构和下固定结构在第一方向上分离或靠近时由导向柱与导向孔的滑动配合以提供平行导向。10. 一种cobra探针插针方法，基于权利要求1至9任一项所述的cobra探针插针装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步：插针准备工作1、第二空间位移机构带动下固定结构移动到第二安全位置；2、第一空间位移机构带动上固定结构上升移动到第一安全位置；3、上固定结构抽真空气路关闭，处于正常气压状态；4、下固定结构抽真空气路关闭，处于正常气压状态；第二步：固定探针卡1、放置探针卡到下固定结构上；2、第二空间位移机构带动下固定结构移动到二工作位置；3、安装导向柱进行精定位，固定探针卡；第三步：分离探针卡1、打开下固定结构抽真空气路，使探针卡下盖板牢牢固定在下固定结构；2、移动第一空间位移机构缓缓下降，直到上固定结构接触探针卡上固定结构；3、打开上固定结构抽真空气路，使探针卡上盖板牢牢固定在上固定结构，并用第一锁紧旋钮固定；4、透过上固定结构螺钉避让孔松开探针卡上盖板与下盖板螺钉；5、移动第一空间位移机构缓缓上升到一定高度，然后拧紧第一空间位移机构的第一锁紧旋钮固定；第四步：插针1、抽出导向柱；
2、第二空间位移机构带动下固定结构和下盖板移动到第二安全位置，并用第二锁紧旋钮固定；3、依靠背光源和第一高倍显微镜，由机械手或手动插针；第五步：固定探针卡1、完成探针卡下盖板插针工作后，移动第二空间位移机构移动到第二工作位置；2、插入导向柱，固定探针卡上盖板与下盖板；3、依靠背光源和第二高倍显微镜，松开第一空间位移机构锁紧旋钮，移动第一空间位移机构缓缓下降，使探针卡上盖板探针孔套住探针针尾；4、继续手动微调下降第一空间位移机构，直至探针针尾全部进入探针卡上盖板的上探针孔；5、继续手动微调下降第一空间位移机构，直至探针卡上盖板与探针卡下盖板接触；6、透过上固定结构的螺钉避让孔，拧紧探针卡上盖板与探针卡下盖板连接的螺钉；7、取出销钉；8、关闭上固定结构真空气路；9、关闭下固定结构真空气路；第七步：取出探针卡1、缓缓移动第一空间位移机构上升到一定高度，上固定结构底面与探针卡上盖板远离；2、第二空间位移机构带动下固定结构移动到第二安全位置；3、取出探针卡。

技术总结
本发明公开了一种Cobra探针插针装置及其插针方法；插针装置包括上固定结构、下固定结构、第一空间位移机构、第二空间位移机构、定位导向结构、视觉检测结构；所述插针装置被配置成在插好探针的所述下盖板位于所述第二工作位置、所述上盖板位于所述第一初始位置时，所述上盖板上的上探针孔与所述探针的针尾一一垂直对应，所述上盖板上的导向孔与所述下固定结构上的导向柱一一垂直对应。本发明依靠结构简单但是可靠性、精度极高的机械结构，来实现了Cobra探针在插针前能确保上盖板、下盖板稳定、无偏移得分开，不会发生弯针、重复对位、效率低下等问题，成本低、精度高，确保Cobra探针这种具有特殊结构探针的插针成品率，适用性广。广。广。


技术研发人员：于海超 徐兴光 周培清
受保护的技术使用者：强一半导体（苏州）有限公司
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/5/25