升降翻转装置的制作方法

升降翻转装置
【技术领域】
1.本实用新型涉及一种升降翻转装置，更具体地讲，本实用新型涉及一种用于半导体测试设备中移载测试头至针测机上的升降翻转装置。


背景技术：

2.已知半导体元件测试设备主要包含测试机(tester)、测试头 (testhead)与针测机(prober)，测试机与测试头藉由缆线电性连接，测试头是当测试时藉由移载结构移载到针测机上方，以对针测机上的承载区内的晶圆进行测试。
3.随着科技的发展，半导体元件的种类及特性愈来越多样化及复杂，因此所需要的测试条件及测试讯号种类更加繁多，例如芯片脚位数量增加、测试头需要输出高速及/或高频的测试讯号、高通道数讯号、混合讯号等，而需要在测试头上额外扩充模块，始能达成测试的要求。然而，因应测试头的扩充，致使原先的移载结构不敷使用，测试头无法准确及可靠地被移载至对位于针测机上的承载区。


技术实现要素：

4.本实用新型的一目的在于提供一种高可靠度及安全的测试头移载结构。
5.本实用新型的另一目的在于提供一种具有较大之上下移动范围及承重范围的测试头移载结构。
6.为了实现上述目的及其它目的，本实用新型提出一种升降翻转装置，用于将一测试头移载至一针测机上，以使测试头对针测机上的半导体元件进行测试，包含基座、翻转模块及升降模块；翻转模块是配置成可相对该基座移动，翻转模块包括一翻转臂，用以承载测试头及被驱动来翻转测试头；升降模块包括一螺旋升降机及一驱动马达，螺旋升降机设置于基座上，螺旋升降机包括一升降螺杆，升降螺杆支撑该翻转模块，用以当一驱动力输入时使翻转模块上升或下降；驱动马达设置于该基座上，用以对螺旋升降机输入该驱动力。
7.在本实用新型的一实施方式中，升降模块包含复数个导引杆，等导引杆的一端固设于基座，翻转模块可移动地组装于等导引杆上，藉由升降螺杆的支撑使翻转模块沿着等导引杆上升或下降。
8.在本实用新型的一实施方式中，升降模块的螺旋升降机为二个，且二螺旋升降机之间是藉由一传动轴来连接以传送驱动马达的驱动力至另一螺旋升降机，等螺旋升降机对称配置在翻转模块的两侧。
9.在本实用新型的一实施方式中，各螺旋升降机是配置在二个导引杆之间的位置。
10.在本实用新型的一实施方式中，翻转模块包含一翻转轴及一减速机，减速机连接至翻转轴以提供转矩，且翻转臂设置在翻转轴上以基于翻转轴的旋转而被驱动。
11.在本实用新型的一实施方式中，翻转模块包含复数个线性滑块，等线性滑块使翻转模块被导引，以沿着等导引杆上升或下降。
12.在本实用新型的一实施方式中，升降翻转装置进一步包含一位置感测件，位置感
测件设置于基座或升降模块上，以感测翻转模块升降过程中的位置。
13.在本实用新型的一实施方式中，位置感测件包括二极限开关，于翻转模块上升或下降的过程中，配置在翻转模块上的一极限开关挡板活动在二极限开关之间，以于极限开关挡板接触任一极限开关时产生使驱动马达停止输出驱动力的一控制讯号。
14.这样，本实用新型实施例提供了一种可靠度高、方便及安全的升降翻转模块，使测试头除了被翻转之外还可上下移动调整，不会被探针模块的探针形式所侷限；此外，藉由螺旋升降机的配置可提供了较大的上下移动范围及承重范围，而使测试头可上下移动的范围增加、并具有更高的载重能力，借以能适用更多型态的探针模块或额外扩增检测所需的装置或结构，进而更扩大了测试设备的应用性以符合更多样及更先进的半导体元件检测需求。
【附图说明】
15.图1为本实用新型一实施例的升降翻转装置一使用状态的示意图。
16.图2为本实用新型一实施例的升降翻转装置另一使用状态的示意图。
17.图3为本实施例的升降翻转装置的立体结构示意图。
18.图4为本实施例的升降翻转装置另一视角下的立体结构示意图。
19.图5为本实施例的升降翻转装置显示其中一侧的螺旋升降机的结构示意图。
【具体实施方式】
20.为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，现借助下述具体的实施例，并配合附图，对本实用新型做一详细说明，说明如后：
21.在本技术中，所描述的用语“一”或“一个”来描述单元、部件、结构、装置、模块、系统、部位或区域等，只是为了方便说明，并且对本实用新型的范畴提供一般性的意义。因此，除非很明显地另指他意，否则此种描述应理解为包括一个或至少一个，且单数形式也同时包括复数。
22.在本技术中，所描述的用语“包含、包括、具有”或其它任何类似用语意并非仅限于本文所列出的此类要件而已，而是可包括未明确列出但却是所述单元、部件、结构、装置、模块、系统、部位或区域通常固有的其它要件。
23.请参照图1及图2，图1为本实用新型一实施例的升降翻转装置一使用状态的示意图，图2为本实用新型一实施例的升降翻转装置另一使用状态的示意图。本实用新型实施例的升降翻转装置1，是用于将连接于测试机(图中未示)的测试头(testhead)2移载至针测机(prober)3上，以使测试头2对针测机3 上的半导体元件进行测试。
24.测试头2的前端配置有探针卡模块，探针卡模块依据待测芯片的特性、种类或测试目的等情况不同而需要更换，故当需要更换探针卡模块时，测试头2就必须配置成探针卡模块那一侧朝上的型态，如图1所示。而当进行半导体元件测试时，则需要升降翻转装置1来移载测试头2形成其前端的探针卡模块可对接到针测机3上的半导体元件的方位及位置。具体而言，待测的半导体元件被承载于针测机3的承载区31中，升降翻转装置1可翻转测试头2以使前端的探针卡模块朝向针测机的承载区31，并基于测试头2所需对应的承载区31高度，将测试头2抬升或下降至特定高度，如图2所示，借以让探针卡模块的探针可电性连接针测机3
上的半导体元件，以供后续完成半导体元件的电性特性的检测程序。
25.为了简洁明了地示意，图式中省略了用于传导电力或电性连接的缆线及导线；此外，为了便于显示本实施例的元件结构，部分的壳体或支撑结构并未显示于图式中。
26.请参照图3及图4，其为本实施例的升降翻转装置不同视角下的立体结构示意图。升降翻转装置1包含基座100、翻转模块200及升降模块300。其中，翻转模块200是配置成可相对基座100移动，翻转模块200包括翻转臂210，用以承载测试头2及被驱动来翻转测试头2，使测试头2被翻转成其前端的探针卡模块朝向针测机3的承载区31。本实施例不限制测试头可被翻转的角度，翻转的角度可以是180度、也可以是其他角度。本实施例也不限制翻转臂210的外型，其可依据实际空间配置及其他结构的组态或干涉情况来设计。
27.升降模块300包括螺旋升降机310及驱动马达320。螺旋升降机310 设置于基座100上，螺旋升降机310包括升降螺杆311，升降螺杆311支撑翻转模块200，用以当驱动力输入时使翻转模块200上升或下降；驱动马达320设置于基座100上，用以对螺旋升降机310输入驱动力。作为一示例，升降螺杆311具有外螺纹(图未示)，并藉由齿轮及输入轴(图未示)来与驱动马达320连接，驱动马达 320依指令正转或反转，并藉由输入轴与齿轮的传动而使升降螺杆311上升或下降。本实施例中，升降螺杆311一端设置有一顶板312，该顶板312支撑在翻转模块200的壳体201底部，而使翻转模块200达成上升或下降的z轴方向的移动。
28.本实施例中，升降模块300可包含复数个导引杆330，较佳地是导引杆330的数量可为二个，导引杆330的一端固设于基座100，翻转模块200可移动地组装于导引杆330上，藉由升降螺杆311的支撑使翻转模块200沿着导引杆 330上升或下降。翻转模块200包含复数个线性滑块240，每一线性滑块240对应安装于一个导引杆330上，使翻转模块200可被导引，以沿着该等导引杆330上升或下降。藉此，基于导引杆330与线性滑块240的配置，其可达成进一步的限位效果，以限制翻转模块200能更稳定地在z轴方向移动。其中，线性滑块240可为线性连座轴承或线性衬套，其安装于导引杆330上后可沿着导引杆330移动。
29.如图3及4所示，二导引杆330从基座100横跨升降模块300并延伸至翻转模块200，翻转模块200的壳体201底板上具有二开孔，各导引杆330分别穿过开孔而延伸至翻转模块200之内，二线性滑块240锁固于翻转模块200的壳体 201内侧，以与导引杆330可相对移动地组装。然而，本实施例并不限制导引杆与线性滑块安装的位置，导引杆亦可安装于翻转模块的外侧，线性滑块亦可对应地固定于翻转模块的外侧。
30.较佳地是，螺旋升降机310是配置在二个导引杆330之间的位置，如此整体结构配置较为紧凑，可增进空间利用率，以减小机台整体的体积。
31.升降模块300的螺旋升降机310为二个，且该二螺旋升降机310之间是藉由传动轴340来连接以传送驱动马达的驱动力至另一螺旋升降机310，换言之，本实施例中仅需要配置一个驱动马达即可驱动二个螺旋升降机310。如图 3及4所示，该二个螺旋升降机310是对称配置在翻转模块200的两侧，较佳地是以通过翻转模块200翻转过程的重心轨迹的直线对称配置，以增进测试头的翻转过程的稳定度。此外，螺旋升降机310具备较佳的承重能力，故在翻转模块200 的二侧各配置一组螺旋升降机310可承载更重的翻转模块200。
32.如图4所示，翻转模块200包含翻转轴220及减速机230，减速机230 连接至翻转轴220以提供转矩，且翻转臂210是设置在翻转轴220上以基于翻转轴 220的旋转而被驱动。本实施例中是以二个翻转臂210结合至测试头2(图1及2)，该二翻转臂210另一端安装于翻转
轴220上，以当翻转轴220被减速机230驱动而转动时，翻转臂210同步地实现翻转。
33.请参照图5，其为本实施例的升降翻转装置显示其中一侧的螺旋升降机的结构示意图。
34.本实施例的升降翻转装置可包含位置感测件400，位置感测件400设置于基座100或升降模块300上，以感测翻转模块200升降过程中的位置，而使翻转模块200升降的行程可以被确定在特定范围之内，藉此提升安全性。
35.举例而言，位置感测件400可包括二极限开关410,420，于翻转模块200上升或下降的过程中，配置在翻转模块200上的极限开关挡板250是活动在二极限开关410,420之间，以于极限开关挡板250接触任一极限开关410,420时产生使驱动马达320停止输出驱动力的控制讯号。作为一个示例，极限开关410,420藉由支撑结构设置于相对于翻转模块200为固定的升降模块300上，且位于不同高度的位置，极限开关410,420之间的距离为预设定的翻转模块200可上下移动的行程；极限开关挡板250固设于翻转模块200的壳体201上，随着翻转模块200上升与下降时一起移动。
36.综合上述，本实用新型实施例提供了一种可靠度高、方便及安全的升降翻转装置，使测试头除了被翻转之外还可上下移动调整，不会被探针模块的探针形式所侷限；另外，藉由螺旋升降机的配置可提供了较大的上下移动范围及承重范围，而使测试头可上下移动的范围增加、并具有更高的载重能力，借以能适用更多型态的探针模块或额外扩增检测所需的装置或结构，进而更扩大了测试设备的应用性以符合更多样及更先进的半导体元件检测。
37.本实用新型在上文中公开了优选的实施例，然而本领域的技术人员应理解的是，此处的实施例仅用于描述本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，所有与实施例等效的变化与置换，均应理解为涵盖于本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围当以权利要求的保护范围为准。
38.【附图标记】
39.1升降翻转装置
40.2测试头
41.3针测机
42.31承载区
43.100基座
44.200翻转模块
45.201壳体
46.210翻转臂
47.220翻转轴
48.230减速机
49.240线性滑块
50.250极限开关挡板
51.300升降模块
52.310螺旋升降机
53.311升降螺杆
54.312顶板
55.320驱动马达
56.330导引杆
57.340传动轴
58.400位置感测件
59.410,420极限开关。