硅片硬度測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅片硬度的測(cè)試裝置，通過裝設(shè)于載硅片臺(tái)下方的驅(qū)動(dòng)模塊，可以使載硅片臺(tái)裝載的硅片實(shí)現(xiàn)上下、左右和前后方向的平移；另一方面，鉛筆測(cè)試模塊設(shè)于載硅片臺(tái)的上方，從而使鉛筆筆尖可以接觸到硅片表面，通過硅片的三維方向位移，能夠?qū)崿F(xiàn)鉛筆對(duì)硅片任意或指定位置的自動(dòng)測(cè)試，且由于鉛筆測(cè)試模塊與硅片表面僅有一個(gè)接觸點(diǎn)，不會(huì)造成硅片的碎裂。
【專利說明】 硅片硬度測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料硬度測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種硅片硬度測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，指紋傳感器產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展日新月異，各種不同規(guī)格的指紋傳感器應(yīng)用于手機(jī)、電腦、門禁、簽到機(jī)等領(lǐng)域，其表面芯片采用的就是硅材料。由于硅材料屬于脆性材料，指紋傳感器其芯片表面一直接受手指摩擦，并且隨時(shí)會(huì)碰到指甲、飾物、鑰匙等硬物，其芯片表面的硬度直接影響其使用壽命，因此，確定其硬度就顯得尤為重要。而如指紋傳感器因其對(duì)硬度的特殊要求，需要在表面鍍特別的膜，為了驗(yàn)證不同材料鍍膜后的產(chǎn)品硬度，也為了產(chǎn)品硬度的可靠性，需要對(duì)指紋傳感器芯片的硬度作大量的評(píng)估。
[0003]目前，現(xiàn)有的硅片等脆性材料的硬度測(cè)試方法，包括三點(diǎn)彎法、高溫拉伸法等，這些方法需要設(shè)備復(fù)雜、制樣困難、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分散。也有一些現(xiàn)有技術(shù)采用鉛筆硬度測(cè)試方法，更換不同硬度(如2H?9H)的鉛筆，在芯片表面劃動(dòng)，劃出劃痕的鉛筆硬度即為芯片表面的硬度。
[0004]然而，常規(guī)的鉛筆硬度計(jì)通常在薄膜材料表面滑動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，與被測(cè)表面有兩個(gè)輪子和鉛筆尖三個(gè)接觸點(diǎn)，如果用在硅片硬度測(cè)試中，三個(gè)接觸點(diǎn)直接壓到硅片，容易引起硅片的碎裂；并且，此種方法每次只能測(cè)試一個(gè)芯片，對(duì)大量的使用壽命和可靠性評(píng)估來說太費(fèi)時(shí)和費(fèi)人力。因此，如何提供一種硅片硬度測(cè)試裝置，在準(zhǔn)確、方便測(cè)量硅片硬度的同時(shí)，不會(huì)壓碎硅片，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硅片硬度測(cè)試裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)鉛筆對(duì)硅片任意或指定位置的自動(dòng)測(cè)試，且不會(huì)造成硅片的碎裂。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種硅片硬度的測(cè)試裝置，其包括:
[0007]載硅片臺(tái)，用于承載硅片；
[0008]驅(qū)動(dòng)模塊，設(shè)于所述載硅片臺(tái)下方并與其相連，用于驅(qū)動(dòng)所述載硅片臺(tái)三維方向平移；
[0009]測(cè)試裝置底板，設(shè)于所述驅(qū)動(dòng)模塊下方，用于承載所述驅(qū)動(dòng)模塊；
[0010]鉛筆測(cè)試模塊，設(shè)于所述載硅片臺(tái)上方，其包括鉛筆夾持件，用于夾持不同鉛筆，以對(duì)載硅片臺(tái)上的硅片表面進(jìn)行硬度測(cè)試；
[0011]測(cè)試裝置頂板，設(shè)于所述載硅片臺(tái)上方，用于承載所述鉛筆測(cè)試模塊。
[0012]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括升降件、左右平移件以及前后平移件。
[0013]進(jìn)一步地，所述左右平移件包括至少一條設(shè)于所述載硅片臺(tái)背面或測(cè)試裝置底板上的橫向軌道，所述前后平移件包括至少一條設(shè)于所述橫向軌道上并可沿橫向軌道平移的縱向軌道，所述升降件包括可上下升降的升降軸，所述升降軸設(shè)于所述縱向軌道上并可沿縱向軌道平移。
[0014]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括升降件、升降件底座和升降件底座下的滾輪。
[0015]進(jìn)一步地，所述升降件包括可上下升降的升降軸，所述升降軸兩端分別連接所述載硅片臺(tái)和升降件底座，所述滾輪為萬向輪。
[0016]進(jìn)一步地，所述測(cè)試裝置底板具有旋轉(zhuǎn)件，以使所述測(cè)試裝置底板可在水平方向自身旋轉(zhuǎn)。
[0017]進(jìn)一步地，所述鉛筆測(cè)試模塊具有容納鉛筆的長(zhǎng)孔，所述長(zhǎng)孔與測(cè)試裝置頂板呈45°角度而設(shè)，所述鉛筆夾持件設(shè)于所述長(zhǎng)孔處。
[0018]進(jìn)一步地，所述鉛筆測(cè)試模塊還包括筆尖微調(diào)件，所述筆尖微調(diào)件包括設(shè)于所述長(zhǎng)孔處的三軸位移螺絲，通過擰動(dòng)三軸位移螺絲來調(diào)整鉛筆筆尖的位置。
[0019]進(jìn)一步地，所述鉛筆測(cè)試模塊通過磁鐵或吸真空固定在所述測(cè)試裝置頂板上，所述載硅片臺(tái)包括吸真空件，以通過吸真空固定其上的硅片。
[0020]進(jìn)一步地，所述硅片硬度測(cè)試裝置還包括與所述驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)連接的中央控制模塊，以信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)載硅片臺(tái)的平移。
[0021]本發(fā)明提供的硅片硬度測(cè)試裝置，通過裝設(shè)于載硅片臺(tái)下方的驅(qū)動(dòng)模塊，可以使載硅片臺(tái)裝載的硅片實(shí)現(xiàn)上下、左右和前后方向的平移；另一方面，鉛筆測(cè)試模塊設(shè)于載硅片臺(tái)的上方，從而使鉛筆筆尖可以接觸到硅片表面，通過硅片的三維方向位移，能夠?qū)崿F(xiàn)鉛筆對(duì)硅片任意或指定位置的自動(dòng)測(cè)試，且由于鉛筆測(cè)試模塊與硅片表面僅有一個(gè)接觸點(diǎn)，不會(huì)造成硅片的碎裂。鉛筆測(cè)試模塊可以更換不同硬度的鉛筆，較佳地更可微調(diào)筆尖的位置，使其對(duì)準(zhǔn)、接觸待測(cè)硅片的指定位置。此外，較佳地設(shè)置中央控制模塊，通過編程軟件設(shè)置硅片的平移策略，如步進(jìn)、數(shù)量、移動(dòng)路徑等，實(shí)現(xiàn)對(duì)整片硅片上不同芯片的自動(dòng)測(cè)試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為能更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中:
[0023]圖1是本發(fā)明硅片硬度測(cè)試裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例的硅片硬度測(cè)試裝置包括:
[0025]載硅片臺(tái)11，用于承載硅片2 ；
[0026]驅(qū)動(dòng)模塊13，設(shè)于載硅片臺(tái)11下方并與其相連，用于驅(qū)動(dòng)載硅片臺(tái)11三維方向的平移；
[0027]測(cè)試裝置底板12，設(shè)于驅(qū)動(dòng)模塊13下方，用于承載驅(qū)動(dòng)模塊13 ；
[0028]鉛筆測(cè)試模塊14，設(shè)于載硅片臺(tái)11上方，其包括鉛筆夾持件141，用于夾持不同鉛筆(如2H至9H)，以對(duì)載硅片臺(tái)11上的硅片2表面進(jìn)行硬度測(cè)試；
[0029]測(cè)試裝置頂板15，設(shè)于載硅片臺(tái)11上方，用于承載鉛筆測(cè)試模塊14。
[0030]本實(shí)施例提供的硅片硬度測(cè)試裝置，通過裝設(shè)于載硅片臺(tái)下方的驅(qū)動(dòng)模塊，可以使載硅片臺(tái)裝載的硅片實(shí)現(xiàn)上下、左右和前后方向的平移；另一方面，鉛筆測(cè)試模塊設(shè)于載硅片臺(tái)的上方，從而使鉛筆筆尖可以接觸到硅片表面，通過硅片的三維方向位移，能夠?qū)崿F(xiàn)鉛筆對(duì)硅片任意或指定位置的自動(dòng)測(cè)試，且由于鉛筆測(cè)試模塊與硅片表面僅有一個(gè)接觸點(diǎn)，不會(huì)造成硅片的碎裂。
[0031]本發(fā)明中，驅(qū)動(dòng)模塊可以是多種形式的機(jī)械結(jié)構(gòu)，只要能驅(qū)動(dòng)上方的載硅片臺(tái)實(shí)現(xiàn)x、y、z三個(gè)方向的平移，就可以達(dá)到本發(fā)明的發(fā)明目的，也應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)模塊包括升降件、左右平移件和前后平移件，具體地，左右平移件包括兩條設(shè)于測(cè)試裝置底板12上的橫向軌道131，前后平移件包括兩條設(shè)于橫向軌道131上并可沿橫向軌道131平移的縱向軌道132，升降件包括可上下升降的升降軸133，升降軸133設(shè)于縱向軌道132上并可沿縱向軌道132平移。操作過程中，橫向軌道131固定不動(dòng)，縱向軌道132沿著橫向軌道131平移以驅(qū)動(dòng)載硅片臺(tái)11的左右平移，升降軸133沿著縱向軌道132平移以驅(qū)動(dòng)載硅片臺(tái)11的前后平移，升降軸133的上下升降則驅(qū)動(dòng)載硅片臺(tái)11的上下平移。實(shí)際應(yīng)用中，這三者的位置可以設(shè)置成相反，即橫向軌道設(shè)于載硅片臺(tái)的背面，而升降軸與測(cè)試裝置底板12相連。
[0032]在另一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)模塊包括升降件、升降件底座和升降件底座下的滾輪。具體地，升降件包括可上下升降的升降軸，升降軸兩端分別連接載硅片臺(tái)和升降件底座，滾輪為萬向輪。
[0033]本實(shí)施例中，測(cè)試裝置底板下方較佳地還設(shè)有旋轉(zhuǎn)件，以驅(qū)動(dòng)測(cè)試裝置底板在水平方向自身旋轉(zhuǎn)，從而增加載硅片臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方式，以滿足鉛筆對(duì)硅片特定位置進(jìn)行測(cè)試的特殊需要。
[0034]本實(shí)施例中，鉛筆測(cè)試模塊14具有容納鉛筆3的長(zhǎng)孔142，長(zhǎng)孔142與測(cè)試裝置頂板15呈45°角度而設(shè)，鉛筆夾持件141設(shè)于長(zhǎng)孔142處。同時(shí)，在測(cè)試裝置頂板15開設(shè)鏤空部分151，以使鉛筆的筆尖可以接觸到下方的硅片。較佳地，鉛筆測(cè)試模塊14還包括筆尖微調(diào)件，筆尖微調(diào)件包括設(shè)于長(zhǎng)孔處的三個(gè)三軸位移螺絲，分別可調(diào)整鉛筆筆尖的X、1、z方向的位置，通過擰動(dòng)三軸位移螺絲來調(diào)整鉛筆筆尖的位置，所述三軸位移螺絲可以設(shè)于長(zhǎng)孔內(nèi)，也可以代替鉛筆夾持件。
[0035]本實(shí)施例中，鉛筆測(cè)試模塊14可通過磁鐵或吸真空固定在測(cè)試裝置頂板15上，載硅片臺(tái)11包括吸真空件，以通過吸真空固定其上的硅片2。
[0036]為了實(shí)現(xiàn)硅片硬度測(cè)試的自動(dòng)化，本硅片硬度測(cè)試裝置還包括與驅(qū)動(dòng)模塊13信號(hào)連接的中央控制模塊，通過編程軟件設(shè)置硅片的平移策略，如步進(jìn)、數(shù)量、移動(dòng)路徑等，以信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊13對(duì)載硅片臺(tái)的平移，實(shí)現(xiàn)對(duì)整片硅片上不同芯片的自動(dòng)測(cè)試。其中，驅(qū)動(dòng)模塊與中央控制模塊可各自設(shè)置一組信號(hào)接收/發(fā)送器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的收發(fā)。
[0037]實(shí)際應(yīng)用中，鉛筆測(cè)試模塊也可以設(shè)置多個(gè)，分別夾持不同硬度的鉛筆，同時(shí)對(duì)硅片進(jìn)行硬度測(cè)試，以提高測(cè)試效率。
[0038]利用本實(shí)施例硅片硬度測(cè)試裝置對(duì)硅片進(jìn)行硬度測(cè)試的方法包括以下步驟:
[0039]a.需要將硅片放置在載硅片臺(tái)的下表面，并用吸真空的方式固定。
[0040]b.將鉛筆硬度模塊放置在載硅片臺(tái)的上表面，并用磁鐵或者吸真空的方式固定。利用鉛筆硬度模塊上的三軸移位螺絲，微調(diào)鉛筆的位置，使得鉛筆的尖端對(duì)準(zhǔn)需要測(cè)試的芯片，并調(diào)整鉛筆到合適的高度和角度，使得尖端碰觸到硅片表面。
[0041]c.驅(qū)動(dòng)載硅片臺(tái)的移動(dòng)，讓硅片按照芯片的尺寸作為步進(jìn)值，并設(shè)定移動(dòng)路徑(如從左到右從上到下的順序)移動(dòng)硅片。每次移動(dòng)時(shí)，硅片先下降高度，并移動(dòng)一個(gè)步進(jìn)的距離，再上升相同高度，與鉛筆尖端剛好接觸，硅片再水平平移一段距離(可以是芯片尺寸的一半左右)，每移動(dòng)一下就可以判斷是否有劃痕。如沒有劃痕，更換硬度更高的鉛筆，直至劃出劃痕，即為芯片表面的硬度。
【權(quán)利要求】
1.一種硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于，其包括: 載硅片臺(tái)，用于承載硅片； 驅(qū)動(dòng)模塊，設(shè)于所述載硅片臺(tái)下方并與其相連，用于驅(qū)動(dòng)所述載硅片臺(tái)三維方向平移； 測(cè)試裝置底板，設(shè)于所述驅(qū)動(dòng)模塊下方，用于承載所述驅(qū)動(dòng)模塊； 鉛筆測(cè)試模塊，設(shè)于所述載硅片臺(tái)上方，其包括鉛筆夾持件，用于夾持不同鉛筆，以對(duì)載硅片臺(tái)上的硅片表面進(jìn)行硬度測(cè)試； 測(cè)試裝置頂板，設(shè)于所述載硅片臺(tái)上方，用于承載所述鉛筆測(cè)試模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)模塊包括升降件、左右平移件以及前后平移件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述左右平移件包括至少一條設(shè)于所述載硅片臺(tái)背面或測(cè)試裝置底板上的橫向軌道，所述前后平移件包括至少一條設(shè)于所述橫向軌道上并可沿橫向軌道平移的縱向軌道，所述升降件包括可上下升降的升降軸，所述升降軸設(shè)于所述縱向軌道上并可沿縱向軌道平移。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)模塊包括升降件、升降件底座和升降件底座下的滾輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述升降件包括可上下升降的升降軸，所述升降軸兩端分別連接所述載硅片臺(tái)和升降件底座，所述滾輪為萬向輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述測(cè)試裝置底板具有旋轉(zhuǎn)件，以使所述測(cè)試裝置底板自身可在水平方向旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述鉛筆測(cè)試模塊具有容納鉛筆的長(zhǎng)孔，所述長(zhǎng)孔與測(cè)試裝置頂板呈45°角度而設(shè)，所述鉛筆夾持件設(shè)于所述長(zhǎng)孔處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述鉛筆測(cè)試模塊還包括筆尖微調(diào)件，所述筆尖微調(diào)件包括設(shè)于所述長(zhǎng)孔處的三軸位移螺絲，通過擰動(dòng)三軸位移螺絲來調(diào)整鉛筆筆尖的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述鉛筆測(cè)試模塊通過磁鐵或吸真空固定在所述測(cè)試裝置頂板上，所述載硅片臺(tái)包括吸真空件，以通過吸真空固定其上的硅片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的硅片硬度的測(cè)試裝置，其特征在于:所述硅片硬度測(cè)試裝置還包括與所述驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)連接的中央控制模塊，以信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)載硅片臺(tái)的平移。
【文檔編號(hào)】G01N3/40GK104297083SQ201410554528
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】葉紅波, 王勇 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司, 成都微光集電科技有限公司