一種基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置制造方法
【專利摘要】一種基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置，包括承載臺、兩個探針支架、主控計算機、驅動裝載有探針支架的測試頭組件在水平面內(nèi)旋轉的細分驅動器、驅動測試頭組件在三軸方向移動的三軸步進電機、設置于承載臺上方且拍攝方向朝下的攝像頭，測試頭組件具有使第一、第二探針支架水平鏡像移動的第三驅動機構。本發(fā)明雙探針自動測試儀利用圖像定位控制技術進行測試點中點追蹤實現(xiàn)雙探針的自動定位，從而實現(xiàn)樣品兩個測試點的自動化定位測試，大大降低了測試人員的勞動強度，提高了測試準確性；本發(fā)明定位方式新穎，巧妙地運用轉動式測試頭組件、移動可張開式雙探針，能夠準確的將探針定位至待測樣品的任意兩個測試點，使本發(fā)明雙探針自動測試裝置能夠滿足測試需要。
【專利說明】一種基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置。
【背景技術】
[0002]探針臺對于進行電子元件研究和生產(chǎn)的科研院所和企業(yè)來說是非常重要的測試平臺。探針測試臺可以根據(jù)其探針的數(shù)量分為單探針、雙探針和多探針測試臺。其中雙探針測試臺由于滿足基本的電流-電壓，電容-電壓等測試功能成為了應用最為廣泛的探針臺。目前雙探針的測試臺主要分為手動和自動兩種。手動測試臺探針的定位主要通過人的肉眼觀察來進行。對于較小的測試點由于探針對視力的阻擋，給探針的定位帶來困難，使得探針出現(xiàn)不良接觸，增加接觸電阻，這會造成測試結果的不準確。而現(xiàn)有的自動測試平臺，由于其針對企業(yè)的規(guī)則產(chǎn)品，無法實現(xiàn)探針的靈活移動，不具備不規(guī)則樣品和碎片的測試能力，對于同一條生產(chǎn)線上的不同規(guī)格產(chǎn)品就需要多臺測試臺，增加生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率。因此，需要研發(fā)新型的自動追蹤探針臺來實現(xiàn)技術的創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提出一種基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明提出的一種基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置，包括承載臺、第一探針支架、第二探針支架、主控計算機，其特征在于:還包括驅動所述裝載有第一探針支架和第二探針支架的測試頭組件在水平面內(nèi)旋轉的第一驅動機構、驅動所述測試頭組件在三軸方向移動的第二驅動機構、設置于承載臺上方且拍攝方向朝下的攝像頭，所述第一驅動機構安裝于第二驅動機構的下方，所述測試頭組件具有使第一、第二探針支架水平鏡像移動的第三驅動機構，所述第一至第三驅動機構的控制信號輸入端與主控計算機的控制信號輸出端連接，驅動所述測試頭組件在水平面內(nèi)旋轉的第一驅動機構為細分驅動器，驅動所述測試頭在三軸方向移動的第二驅動機構為三軸步進電機，所述第三驅動機構包括設置有兩段對稱螺紋的絲桿、驅動絲桿轉動的電機、對稱地螺接在絲桿上的第一移動塊、第二移動塊，所述第一探針支架、第二探針支架分別安裝在第一移動塊、第二移動塊下方。
[0005]本發(fā)明基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置，進一步的改進在于:
1、所述第一探針支架、第二探針支架上分別安裝有第一探針、第二探針，所述第一、第
二探針的信號輸出端連接測試儀。
[0006]2、所述承載臺為具有真空抽氣口的金屬承載臺，該金屬承載臺接地，真空抽氣口經(jīng)管路連接抽真空設備。
[0007]3、本裝置還具有殼體，所述承載臺、第一驅動機構、第二驅動機構、第三驅動機構、第一探針支架、第二探針支架、及攝像頭均設置于殼體內(nèi)。
[0008]此外本發(fā)明還提供了上述基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置的樣品測試方法，具體包括如下步驟:
第一步、將樣品放置于承載臺；
第二步、樣品在真空設備抽氣后形成的負壓環(huán)境下被吸附固定在承載臺上；
第三步、攝像頭采集樣品圖像，傳送至主控計算機予以顯示，并將計算機顯示區(qū)域的像素點坐標與承載臺坐標建立對應關系；
第四步、測試人員利用鼠標在圖像上點選待測樣品上任意兩測試點；
第五步、獲取兩測試點連線的中點坐標位置，通過三軸步進電機驅動測試頭組件移動至兩測試點連線的中點的上方，使兩探針支架的對稱中心與兩測試點連線中點位于同一垂線上，
第六步、計算兩測試點之間連線與承載臺坐標系X軸的夾角，通過細分驅動器旋轉測試頭組件相應的角度，使與兩探針的連線與兩測試點連線共面；
第七步、計算兩測試點之間相隔像素數(shù)量，并將其轉化為承載臺坐標系下的距離值，通過電機轉動絲桿張開第一、第二探針支架，使探針支架上安裝的探針之間的張開距離與兩測試點距離相等，從而確保兩探針分別位于兩測試點正上方；
第八步、通過三軸步進電機驅動測試頭組件下壓，使探針到達測試點位置，完成自動定位測試。
[0009]由于三軸步進電機、細分驅動器和轉動絲桿的電機可單獨進行控制，為了縮短定位時間，提高測試效率，本發(fā)明樣品測試方法中，第五步、第六步、第七步可同時進行。
[0010]本發(fā)明雙探針自動測試儀利用圖像定位控制技術進行測試點中點追蹤實現(xiàn)雙探針的自動定位，從而實現(xiàn)樣品兩個測試點的自動化定位測試，大大降低了測試人員的勞動強度，提高了測試準確性；本發(fā)明定位方式新穎，巧妙地運用轉動式測試頭組件、移動可張開式雙探針，能夠準確的將探針定位至待測樣品的任意兩個測試點，使本發(fā)明雙探針自動測試裝置能夠滿足測試需要；并且，本發(fā)明吸力式承載臺可以固定破碎的樣品，避免在測試過程中的樣品移動；攝像頭用于拍攝硅片的位置及形狀，可通過圖像進行定位，實現(xiàn)設備的碎片處理功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0012]圖1是本實施例裝置的結構示意圖。
[0013]圖中標號示意如下:
1-底座，2-承載臺、3-第一探針支架、4-第二探針支架，5-主控計算機，6-攝像頭，7-三軸步進電機，8-細分驅動器，9-電機，10-第一探針，11-第二探針，12-殼體，13-絲桿，14-真空泵，15-第一移動塊，16-第二移動塊，17-測試儀。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0015]產(chǎn)品實施例
如圖1所示，本實施例基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置，包括殼體12、底座1、承載臺2、第一探針支架3、第二探針支架4、主控計算機5、驅動裝載有第一探針支架3和第二探針支架4的測試頭組件在水平面內(nèi)旋轉的細分驅動器8 (第一驅動機構)、驅動測試頭組件在三軸方向移動的三軸步進電機7 (第二驅動機構)、設置于承載臺2上方且拍攝方向朝下的攝像頭6，細分驅動器8安裝于三軸步進電機7的下方。承載臺2為具有真空抽氣口的金屬承載臺，該金屬承載臺接地，真空抽氣口經(jīng)管路連接真空泵13。測試頭組件具有使第一探針支架3、第二探針支架4水平鏡像移動的第三驅動機構，第一至第三驅動機構的控制信號輸入端與主控計算機5的控制信號輸出端連接。承載臺2、細分驅動器8、三軸步進電機7、第三驅動機構、第一探針支架3、第二探針支架4、及攝像頭6均設置于殼體內(nèi)。本實施例中，第三驅動機構包括設置有兩段對稱螺紋的絲桿13、驅動絲桿13轉動的電機9、對稱地螺接在絲桿13上的第一移動塊15、第二移動塊16，第一探針支架3、第二探針支架4分別安裝在第一移動塊15、第二移動塊16下方。如圖1所示，第一探針支架3、第二探針支架4上分別安裝有第一探針10、第二探針11，所述第一探針10、第二探針11的信號輸出端連接測試儀17。
[0016]本例中探針可選用金、銅、銀等金屬探針，所述探針具有可伸縮特性，可用于測試硅片的電流-電壓、串聯(lián)電阻、電壓-電容，測試儀可選用晶體管測試儀、LCR測試儀、阻抗分析儀等多種測試儀。除此以外，還可根據(jù)測試需要選擇相應類型的探針，以滿足各種樣品的各種目標測試。
[0017]方法實施例
發(fā)明實施例基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置的測試方法，具體包括如下步驟:
第一步、將樣品放置于承載臺2，本例中選用已制備完的鐵電電容器樣品，其上極板為
0.5mm*0.5mm的鉬電極,下極板為淀積于娃片上的鉬鍍層；
第二步、樣品在真空設備抽氣后形成的負壓環(huán)境下被吸附固定在承載臺2上；
第三步、攝像頭6采集樣品圖像，傳送至主控計算機5予以顯示，并將計算機顯示區(qū)域的像素點坐標與承載臺坐標建立對應關系；
第四步、測試人員利用鼠標在圖像上點選待測樣品上一個上極板點及下極板區(qū)的任意一點作為測試點；
第五步、獲取兩測試點連線的中點坐標位置，通過三軸步進電機7驅動測試頭組件移動至兩測試點連線的中點的上方，使兩探針支架的對稱中心與兩測試點連線中點位于同一垂線上，
第六步、計算兩測試點之間連線與承載臺坐標系X軸的夾角，通過細分驅動器8旋轉測試頭組件相應的角度，使與兩探針的連線與兩測試點連線共面；
第七步、計算兩測試點之間相隔像素數(shù)量，并將其轉化為承載臺坐標系下的距離值，通過電機9轉動絲桿張開第一、第二探針支架4，使探針支架上安裝的探針之間的張開距離與兩測試點距離相等，從而確保兩探針分別位于兩測試點正上方；
第八步、通過三軸步進電機7驅動測試頭組件下壓，使探針到達測試點位置，進行電壓-電容測試，測試結果在安捷倫4284A精密LCR測試儀17上進行顯示；
本例中，第五步、第六步、第七步同時進行。
[0018]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置，包括承載臺、第一探針支架、第二探針支架、主控計算機，其特征在于:還包括驅動所述裝載有第一探針支架和第二探針支架的測試頭組件在水平面內(nèi)旋轉的第一驅動機構、驅動所述測試頭組件在三軸方向移動的第二驅動機構、設置于承載臺上方且拍攝方向朝下的攝像頭，所述第一驅動機構安裝于第二驅動機構的下方，所述測試頭組件具有使第一、第二探針支架水平鏡像移動的第三驅動機構，所述第一至第三驅動機構的控制信號輸入端與主控計算機的控制信號輸出端連接，驅動所述測試頭組件在水平面內(nèi)旋轉的第一驅動機構為細分驅動器，驅動所述測試頭在三軸方向移動的第二驅動機構為三軸步進電機，所述第三驅動機構包括設置有兩段對稱螺紋的絲桿、驅動絲桿轉動的電機、對稱地螺接在絲桿上的第一移動塊、第二移動塊，所述第一探針支架、第二探針支架分別安裝在第一移動塊、第二移動塊下方。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置，其特征在于:所述第一探針支架、第二探針支架上分別安裝有第一探針、第二探針，所述第一、第二探針的信號輸出端連接測試儀。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置，其特征在于:所述承載臺為具有真空抽氣口的金屬承載臺，該金屬承載臺接地，真空抽氣口經(jīng)管路連接抽真空設備。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置，其特征在于:還具有殼體，所述承載臺、第一驅動機構、第二驅動機構、第三驅動機構、第一探針支架、第二探針支架、及攝像頭均設置于殼體內(nèi)。
5.基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置的樣品測試方法，具體包括如下步驟: 第一步、將樣品放置于承載臺； 第二步、樣品在真空設備抽氣后形成的負壓環(huán)境下被吸附固定在承載臺上； 第三步、攝像頭采集樣品圖像，傳送至主控計算機予以顯示，并將計算機顯示區(qū)域的像素點坐標與承載臺坐標建立對應關系； 第四步、測試人員利用鼠標在圖像上點選待測樣品上任意兩測試點； 第五步、獲取兩測試點連線的中點坐標位置，通過三軸步進電機驅動測試頭組件移動至兩測試點連線的中點的上方，使兩探針支架的對稱中心與兩測試點連線中點位于同一垂線上， 第六步、計算兩測試點之間連線與承載臺坐標系X軸的夾角，通過細分驅動器旋轉測試頭組件相應的角度，使與兩探針的連線與兩測試點連線共面； 第七步、計算兩測試點之間相隔像素數(shù)量，并將其轉化為承載臺坐標系下的距離值，通過電機轉動絲桿張開第一、第二探針支架，使探針支架上安裝的探針之間的張開距離與兩測試點距離相等，從而確保兩探針分別位于兩測試點正上方； 第八步、通過三軸步進電機驅動測試頭組件下壓，使探針到達測試點位置，完成自動定位測試。
6.根據(jù)權利要求5所述基于中點追蹤的圖像定位控制雙探針自動測試裝置的樣品測試方法，其特征在于:所述第五步、第六步、第七步同時進行。
【文檔編號】G01R1/073GK103616585SQ201310610557
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年11月26日
【發(fā)明者】王強, 花國然, 章國安, 徐影, 鄧潔 申請人:南通大學