探针测试台x-y工作台的分类

纵观国内外的自动探针测试台在功能及组成上大同小异，即主要由x-y向工作台，可编程承片台、探卡/探卡支架、打点器、探边器、操作手柄等组成，并配有与测试仪（TESTER）相连的通讯接口。但如果按其x-y工作台结构的不同可为两大类，即：以美国EG公司为代表的平面电机型x-y工作台（又叫磁性气浮工作台）自动探针测试台和以日本及欧洲国家生产的采用精密滚珠丝杠副和直线导轨结构的x-y工作台型自动探针测试台。由于x-y工作台的结构差别很大，所以其使用维护保养不可一概而论，应区别对待。

x-y工作台的维护与保养

无论是全自动探针测试台还是自动探针测试台，x-y向工作台都是其最核心的部分。有数据表明探针测试台的故障中有半数以上是x-y工作台的故障，而工作台故障有许多是对其维护保养不当或盲目调整造成的，所以对工作台的维护与保养就显得尤为重要。本文仅对自动探针测试台x-y工作台的维护与保养作一介绍。

2．1 平面电机x-y步进工作台的维护与保养

平面电机由定子和动子组成，它和传统的步进电机相比其特殊性就是将定子展开，定子是基础平台， 动子和定子间有一层气垫，动子浮于气垫上，而可编程承片台则安装在动子之上。这种结构的x-y工作台，由于动子和定子间无相对摩擦故无磨损，使用寿命长。

而定子在加工过程中生产厂家根据不同的设计要求如分辨力等，用机加工的方法在一平面的铁制铸件上加工出若干个线槽，线槽间的距离即称为平面电机的齿距，而定子则按不同的细分控制方式，按编制好的运行程序借助于平面定子和动子之间的气垫才能实现步进运动。对定子的损伤将直接影响工作台的步进精度及设备使用寿命，损坏严重将造成设备无法使用而报废。

由于平面电机的定子及动子是完全暴露在空气中，所以潮湿的环境及长时期保养不当将很容易使定子发生锈蚀现象，另外重物的碰撞及坚锐器物的划伤都将对定子造成损伤，而影响平面电机的步进精度及使用寿命，对于已生锈的定子可以用天然油石轻轻地向一个方向打磨定子的表面，然后用脱脂棉球蘸煤油清洗，整个过程操作要十分地细心，不可使定子表面出现凹凸不平的现象。另外也可用没有腐蚀性，不损坏定子的除锈剂除锈。对于正常情况下的定子则要定期作除尘清理工作，清理时应先通入大气以便动子移动，方法是用脱脂棉蘸少许大于95%的无水乙醇，轻擦定子表面，然后用专用工具撬起动子，方法同前， 轻擦动子表面，动子的表面有若干个气孔，它是定子和动子间压缩空气的出孔，观察这此气孔的放气是否均匀，否则用工具小心旋开小孔中内嵌气孔螺母检查是否有杂质堵塞气孔，处理完毕后应恢复内嵌气孔螺母原始状态。需要特别注意的是在未加压缩空气时不可强行拉动动子，以免造成定子及动子的损伤。平面电机应使用在环境温度15～25 ℃，相对湿度小于50%的环境中，其所需的压缩空气必须经过干燥过滤处理且与环境空气温度差值小于5 ℃，气压为0．4±0．04MPa。

2．2 滚珠丝杠副和导轨结构x-y工作台的维护与保养

相对于平面电机工作台，丝杠导轨结构的工作台结构组成较复杂，工作台由上层（x向）及下层（y向）两部分组成。工作台由两个步进电机分别驱动x、y向精密滚珠丝杠副带动工作台运动，导向部分采用精密直线滚动导轨。由于运动部分全部采用滚动功能部件，所以具有传动效率高、摩擦力矩小，使用寿命长等特点。这种结构的工作台应放置在温度23±3 ℃，湿度≤70%，无有害气体的环境中，滚珠丝杠、直线导轨应定期加精密仪表油，但不可过多，值得指出的是，这种结构的工作台在装配过程中，从直线导轨的直线性，上下层工作台之间的垂直度以及工作台的重复性，定位精度等都是用专业的仪器仪表调整，用户一般情况不能轻易改变，一旦盲目调整后很难恢复到原来的状态，所以对需要调整的工作台应有专业生产厂家或经过培训的专业人员完成。

目前世界出货量第一的型号吸收了最新的工艺科技例如OTS，QPU和TTG相关技术，这种全新的高精度系统为下一代小型化的设计及多种测试条件提供保证。

特性1：OTS-最近的位置对正系统（光学目标对准） 　OTS通过对照相机相对位置的测量来保证其绝对位置的精度。这是非常引人注目的技术，来源于东京精密的度量技术。OTS实现了以自己为参照的光学对准系统。

特性2：QPU-高刚性的硅片承载台（四方型系统）　为了有效的达到接触位置的精度，硅片承载台各部分的刚性一致是非常重要的，UF3000使用新的4轴机械转换装置（QPU），达到高刚性，高稳定度的接触。

特性3：装载部件

令客户满意的测试环境，可以提供从前部开始的通常的8“，12”及基本检查单元。也为自动物料输送系统应用做好了准备。

特性4：TTG（一点即到）

更加方便的操作，UF3000采用在显示屏上点一下，相关的屏幕就会切换到新的位置显示。相关的设定十分方便。屏幕的显示模式也可以由客户自行定义。

探针台分类

探针台从操作上来区分有：手动，半自动，全自动

从功能上来区分有：温控探针台，真空探针台（超低温探针台），RF探针台，LCD平板探针台，霍尔效应探针台，表面电阻率探针台

经济手动型

根据客户需求定制

chuck尺寸：4"*4" 6"*6" 8"*8" 12"*12" (可选）

X-Y移动行程：4"*4" 6"*6" 8"*8" 12"*12"(可选）

chuck Z轴方向升降10mm（选项）方便探针与样品快速分离

显微镜：金相显微镜、体式显微镜、单筒显微镜（可选）

显微镜移动方式：立柱环绕型、移动平台型、龙门结构型（可选）

探针座：有0.7um、2um、10um精度可选，磁性吸附带磁力开关

可搭配Probe card测试

适用领域：晶圆厂、研究所、高校等

半自动型

chuck尺寸800mm/600mm

X,Y电动移动行程200mm/150mm

chuck粗调升降9mm，微调升降16mm

可搭配MITUTOYO金相显微镜或者AEC实体显微镜

针座摆放个数6～8颗

显微镜X-Y-Z移动范围2"x2"x2"

可搭配Probe card测试

适用领域：8寸/6寸Wafer、IC测试之产品

电动型

chuck尺寸1200mm，平坦度土1u（不锈钢或镀金）

X,Y电动移动行程300mm x 300mm

chuck粗调升降9mm，微调升降16mm，微调精度土1u

可搭配MITUTOYO晶像显微镜或者AEC实体显微镜

针座摆放个数8～12颗

显微镜X-Y-Z移动范围2“x2”x2“

材质：花岗岩台面 不锈钢

可搭配Probe card测试

适用领域：12寸Wafer、IC测试之产品

LCD半自动探针台

机械手臂取放片

电动、键入坐标寻位置

量测尺寸（mm）：1800x1600、1300x1200、1200x1000

LCD手动探针台

白炽灯或者LED整面背光

TFT元件特性、Driver IC量测分析

机台尺寸（mm）：800x600、500x400、300x300

PCB量测探针台（TDR）

高频测试探头GSG / GS / SG

频率10GHZ / 40GHZ / 50GHZ / 67GHZ

机台尺寸同LCD 探针台

太阳能产业探针台（Solar Cell 量测系统）

量测软体:

I-V /C-V Curve, Isc, Voc,

Pmax, Imax, Vmax, RS, Fill Factor,

Power Convert Efficiency

采用KEITHLEY Source Meter

可加配任意品牌之太阳光模拟器

1.什么是探针台

探针台是一种辅助执行机构，测试人员把需要量测的器件放到探针台载物台（chuck）上，在显微镜配合下，X-Y移动器件，找到需要探测的位置。接下来测试人员通过旋转探针座上的X-Y-Z的三向旋钮，控制前部探针（射频或直流探针），精准扎到被测点，从而使其讯号线与外部测试机导通，通过测试机测试人员可以得到所需要的电性能参数。

2探针台应用

手动探针台广泛应用于，科研单位研发测试、院校教学操作、企业实验室芯片失效分析等领域。一般使用于研发测试阶段 ，批量不是很大的情况，大批量的重复测试推荐使用探卡。

主要功能：搭配外接测试测半导体参数测试仪、示波器、网分等测试源表，量测半导体器件IV CV脉冲/动态IV等参数。

用途：以往如果需要测试电子元器件或系统的基本电性能（如电流、电压、阻抗等）或工作状态，测试人员一般会采用表笔去点测。随着电子技术的不断发展，对于精密微小（纳米级）的微电子器件（如IC、wafer、Chip、LCD Array、CMOS Camera Module、Pitch微小的Connector），表笔点到被测位置就显得无能为力了。于是一种高精度探针座应运而生,利用高精度微探针将被测原件的内部讯号引导出来，便于其电性测试设备（不属于本机器）对此测试、分析。

探针台执行机构由探针座和探针杆两部分组成.在探针座有X-Y-Z三向调节旋钮，控制固定在针座上的探针杆做三向移动，移动范围12mm，移动精度可以达到0.7微米。这样可以把探针很好的点到待测点上（说明探针是耗材，一般客户自己准备），探针探测到的信号可以通过探针杆上的电缆传输到与其连接的测试机上，从而得到电性能的参数。对于重复测试同种器件，多个点位的推荐使用探针台安装探卡进行测试。

3、工作环境

探针台应放在坚固稳定的台面上，如地基有震动的情况，需要配置主动防震装置，避免在高温、潮湿、激烈震动、阳光直接照射和灰尘较多的环境下使用。使用最佳温度范围为5℃～40℃，最佳湿度是40%到85%，空气中之湿度若低于30%以下，可靠湿度控制器予以控制，使维持50%～60%之范围。使用时门窗尽可能关闭，使室内达到除湿效果。

使用电源：220V，50Hz

显微镜系统：1、气动移动支架 2、移动范围：50mm*50nm2、探针台：1、可加载真空/磁性吸附探针座 2、卡盘平整度：＜5μm。

2.1 探针台（针座，探针等），1套 1) 手动探针台，宽大的测试空间，能对晶圆、芯片及单器件进行IV/CV及S参数测试 2) 载片台直径：6英寸，平坦度：±5um 3) 载片台整体采用气浮移动方式，快速移动范围：185×235 mm，可单手控制自由移动，包含锁死装置，千分尺精细调节方式，调节范围：25×25mm 4) 载片台快速旋转角度：360°，精细调节范围：±5° 5) 载片台具备两个独立的附加载台，陶瓷吸波材料制作，可用于吸附射频校准片 6) 载片台采用完全独立的真空孔吸附，真空孔直径0.5um；可分区吸附样品，并具备各分区独立真空控制开关 7) 平台包含三挡抬升方式，包括接触位（0）、分离位（300μm）和装载位（3mm），且有相应阻尼缓冲设计 8) 平台高度可调整范围25mm；平台大小可同时容纳10个直流针座或者4个射频针座。 9) 搭配筒式显微镜，可后仰90度抬头，增大平台可操作空间 10) 显微镜系统的最大放大倍率400倍，可连续变焦 11) 显微镜XY方向移动范围：50 x 50 mm 12) 显示器尺寸：21吋 13) 4套射频针座，精确度±2μm，重复性±2μm。