一种双面探针清洁片、抓取机械手及其清洁方法与流程

本发明涉及半导体芯片测试，特别涉及一种双面探针清洁片、抓取机械手及其清洁方法。

背景技术：

1、在半导体芯片测试设备中，测试座是核心部件之一，其内部密集排列着大量的pin针（探针）。探针的清洁度直接关系到测试信号的传输质量。

2、目前，现有技术中，针对测试座探针的清洁通常采用清洁片作为清洁工具。清洁片通常以fr4等具有一定硬度和平整度的绝缘材料为基材，在基材的单面附着清洁物质（如无尘布、特殊纤维、磨砂层或研磨颗粒等）。使用时，通过机械手吸嘴吸附清洁片，将其压入测试座中，利用清洁片单面的清洁物质与探针接触并产生相对摩擦，以去除探针表面的氧化物和残留异物。这种单面清洁片结构简单、成本低廉，在传统的单测试座结构中得到了较为广泛的应用，如在中国发明专利申请公告号cn121045967a中公开的一种发泡聚氨酯探针清洁片及其制备方法。虽然针对现有探针清洁片无法将异物稳定保持在清洁层中，导致清洁效果不佳，还可能损伤探针的问题，使其在尽量不损伤探针的情况下，有效清除探针针尖异物。但其在实际应用过程中还存在如下问题：

3、首先，该清洁片还是现有技术中通常采用的单面清洁片，而单面清洁片仅在其一个表面附着有清洁物质，因此一次插入动作仅能清洁与之接触的一侧测试座的探针，在对于拥有上下双测试座结构时，单面清洁片仅能清洁下部测试座的探针，无法触及或有效清洁上部测试座的探针，若要清洁上部探针，需采用人工方式进行单独清洁，耗时耗力效率还不高，同时，人工清洁过程中操作力度难以控制，极易造成精细探针的损坏，增加了备件成本和维护压力；其次，现有技术中的清洁片多是一体式结构，一旦使用完后就整体废弃，而实际失效的往往仅是清洁层表面，基材部分仍保持完好，整体丢弃造成了材料的浪费，增加了耗材成本，不符合绿色制造和可持续发展的要求，因此，本技术提供了一种双面探针清洁片、抓取机械手及其清洁方法来满足需求。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种双面探针清洁片、抓取机械手及其清洁方法，解决了现有清洁片仅能清洁下部测试座的探针，无法触及或有效清洁上部测试座的探针，若要清洁上部探针，需采用人工方式进行单独清洁，耗时耗力效率还不高，同时，人工清洁过程中操作力度难以控制，极易造成精细探针的损坏，增加了备件成本和维护压力；其次，现有技术中的清洁片多是一体式结构，一旦使用完后就整体废弃，而实际失效的往往仅是清洁层表面，基材部分仍保持完好，整体丢弃造成了材料的浪费，增加了耗材成本，不符合绿色制造和可持续发展的要求的问题。

3、（二）技术方案

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、一种双面探针清洁片、抓取机械手及其清洁方法，包括中间基材层板，所述中间基材层板上端的中部设有正面清洁层板，所述中间基材层板下端的中部设有反面清洁层板，所述正面清洁层板的下端中部及反面清洁层板上端的中部均设有内嵌层板，所述中间基材层板上端的左右两侧对称设有定位标识，所述中间基材层板的上方设有真空吸盘，所述真空吸盘的上端设有机械臂，所述机械臂的后端设有测试工装，所述测试工装上端的前方内侧设有定位基板，所述定位基板的上端中部设有下测试探针座，所述下测试探针座的上方设有上测试探针座。

6、优选地，所述中间基材层板包括基材板、外沿板、内嵌槽和分层板片，所述基材板前后端的中部对称设有外沿板，所述外沿板与基材板之间呈一体式结构，所述基材板上下端的中部对称开设有内嵌槽，所述外沿板上下端的左右两侧对称设有分层板片。

7、优选地，所述正面清洁层板包括正清洁面、朝下凸块和对接块，所述正清洁面外端的四角设有朝下凸块，所述朝下凸块前后对称分布有四个，四个朝下凸块与正清洁面之间呈一体式结构，所述朝下凸块下端的中部设有对接块。

8、优选地，所述反面清洁层板包括反清洁面、朝上凸块和对接槽，所述反清洁面外端的四角设有朝上凸块，所述朝上凸块前后对称分布有四个，四个朝上凸块与反清洁面之间呈一体式结构，所述朝上凸块上端的中部开设有对接槽。

9、优选地，所述测试工装包括工装底板、垂直架、伺服电机、导向杆、丝杆、升降板、安装槽、内凹槽和卡槽，所述工装底板上端的后侧中部设有垂直架，所述垂直架与工装底板之间呈一体式结构，所述垂直架上端的前侧设有伺服电机，所述伺服电机后方的两侧设有导向杆，所述伺服电机的下端设有丝杆，所述丝杆的上端与伺服电机传动端之间呈一体式结构，所述丝杆的外端设有升降板，所述工装底板上端的前侧开设有安装槽，所述安装槽下方的两侧对称开设有内凹槽，所述工装底板前端的中部开设有卡槽。

10、优选地，所述定位基板包括托板、外凸块、取出槽和限位滑槽，所述托板下端的两侧对称设有两块外凸块，两块外凸块与托板之间呈一体式结构，两块外凸块的相对外侧对称开设有取出槽，所述托板上端的前侧对称开设有限位滑槽。

11、优选地，所述中间基材层板安装在正面清洁层板与反面清洁层板夹持结构的内部，所述正面清洁层板四个朝下凸块下端的对接块插入安装在反面清洁层板四个朝上凸块上端中部开设的对接槽的内部，且对接槽的内部直径与对接块的外部直径之间呈相互适配。

12、优选地，所述内嵌层板上下对称分布有两块，上方的内嵌层板的上端与正面清洁层板的下端接触面之间呈一体式结构，下方的内嵌层板的下端与反面清洁层板的上端接触面之间呈一体式结构，所述内嵌层板的外部直径与基材板上下两端对称开设的内嵌槽内部直径之间呈相互适配。

13、优选地，所述定位标识左右对称分布有四个，每侧前后分布有两个，四个定位标识与中间基材层板之间呈嵌入式安装结构，且定位标识的上下端面与中间基材层板的上下端面之间呈同一平面，所述真空吸盘由吸盘架、真空吸嘴及连通管路构成，所述真空吸盘与机械臂之间通过电动伸缩杆连接固定，所述机械臂的转动基座后端与述测试工装之间呈拼接结构，且两者拼接端通过螺丝固定，所述测试工装与定位基板之间呈相互卡持安装结构，所述下测试探针座与定位基板之间呈滑动安装结构，所述上测试探针座与升降板之间呈滑动安装结构，且下测试探针座与定位基板之间的接触端及上测试探针座与升降板之间的接触端均采用收紧销做限位固定处理，所述下测试探针座与上测试探针座的相对内侧端面内部嵌入安装有视觉校准定位器，且视觉校准定位器的分布间距与定位标识的分布间距之间呈相互适配。

14、一种双面探针清洁片、抓取机械手的清洁方法，包括以下步骤：

15、步骤一、通过设置的正面清洁层板和反面清洁层板将中间基材层板夹在中部，依靠正清洁面四角朝下凸块下端的对接块插入反清洁面四角朝上凸块上端开设的对接槽内部，并使得正面清洁层板下端的内嵌层板与反面清洁层板上端的内嵌层板分别嵌入安装在基材板上下端对称开设的内嵌槽中，组装构成双面清洁片；

16、步骤二、通过机械臂旋转带动真空吸盘移动至双面清洁片存放位，由于真空吸盘与机械臂之间设置的电动伸缩杆可带动真空吸盘往下位移接触双面清洁片，当真空吸盘下端的真空吸嘴与外沿板上端的分层板片相互贴合，依靠真空吸附抓取双面清洁片，之后机械臂带动抓取的双面清洁片复位至下测试探针座与上测试探针座之间的预设工作区域，通过定位标识与下测试探针座及上测试探针座相对内侧端面内部嵌入安装的视觉校准定位器进行视觉定位；

17、步骤三、校准完成后，通过真空吸盘上端的电动伸缩杆带动真空吸盘垂直往下位移，将抓取的双面清洁片插入在下测试探针座上端的测试间隙中，之后机械臂带动真空吸盘从下测试探针座与上测试探针座之间的预设工作区域移开；

18、步骤四、当机械臂带动真空吸盘移开后，测试工装上端的伺服电机开始工作，驱动丝杆进行旋转，带动安装了上测试探针座的升降板进行垂直下压，下压至预设高度后，正面清洁层板的正清洁面与上测试探针座下端内侧的探针接触并产生相对摩擦，同时，反面清洁层板的反清洁面与下测试探针座上端内侧的探针接触并产生相对摩擦；

19、步骤五、在预设的压力下，通过设置的正面清洁层板与反面清洁层板，从上下两个角度同时对上测试探针座下端内侧的探针及下测试探针座上端内侧的探针进行同步清洁工作，利用正清洁面与反清洁面中的清洁物质物理去除上下探针表面的氧化物和残留异物；

20、步骤六、清洁动作完成后，伺服电机反向工作，将上测试探针座与下测试探针座进行分离，依靠机械臂带动真空吸盘再次移动至下测试探针座与上测试探针座之间的预设工作区域，抓取双面清洁片移动至废料区或指定存放位，完成一次清洁循环。

21、本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

22、上述方案中，通过设置的中间基材层板、正面清洁层板及反面清洁层板，将正面清洁层板与反面清洁层板分别设置在中间基材层板的上下两侧，并利用朝下凸块下端的对接块与朝上凸块上端开设的对接槽相互嵌合，使得中间基材层板与正面清洁层板和反面清洁层板组合构成具备双面清洁能力的双面清洁片，在清洁工作时，正清洁面与上测试探针座的探针接触，反清洁面与下测试探针座的探针接触，实现同步清洁，无需人工二次操作，相较于现有技术单面清洁片，显著提升了清洁效率，并降低了探针损坏风险和维护压力。

23、通过中间基材层板，由于其与内嵌槽及内嵌层板呈嵌入连接，依靠三者构成的模块化分层设计，使正面清洁层板和反面清洁层板可拆卸更换，当清洁层磨损后，仅需更换正面清洁层板和反面清洁层板，而保持结构完整的中间基材层板可重复使用，不需要整体丢弃，相较于现有技术，显著降低耗材成本，减少资源消耗，符合可持续发展要求。

24、综上所述，本发明具有双面同步清洁能力与模块化可更换结构的双重创新，同时实现了效率提升、成本降低、资源节约与探针保护的优点。