專利名稱：探測器和使用探測器的測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一用于測試設(shè)備的探測器及一使用所述探測器的測試設(shè)備。
背景技術(shù)：
在典型的生產(chǎn)線中，為了評估諸如半導(dǎo)體裝置和顯示器面板的被測設(shè)備(下文稱為“DUT”)的電性能，一用于傳送所述DUT并將其移動(dòng)到一測量位置的稱為探測器的設(shè)備與一測試器一起使用。此探測器具有一能夠沿四個(gè)軸(即，在x、y和z方向上的三個(gè)軸及一個(gè)旋轉(zhuǎn)θ軸)移動(dòng)以適當(dāng)?shù)貓?zhí)行DUT的傳送和將其移動(dòng)到所述測量位置的機(jī)構(gòu)。
常規(guī)來說，許多商業(yè)上可獲得的探測器已被設(shè)計(jì)成具有微米數(shù)量級的定位精度。然而，隨著近年來的半導(dǎo)體的小型化，產(chǎn)生了對具有亞微米數(shù)量級的定位精度的探測器的需求。因此，現(xiàn)在使用稱為“伺服電動(dòng)機(jī)”或“伺服放大器”的使用反饋控制的的組件。
通常，可獲得兩種類型的伺服電動(dòng)機(jī)，即，AC(交流電流)和DC(直流電流)電動(dòng)機(jī)。高速運(yùn)轉(zhuǎn)、歸因于換向器和電刷而不產(chǎn)生灰塵和并不需要較少維護(hù)的AC伺服電動(dòng)機(jī)主要用于半導(dǎo)體工廠。在將低AC電壓電源轉(zhuǎn)換到DC后，硅控整流器、MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)或IGBT(絕緣柵雙極晶體管)用于將三相高頻PWM(脈寬調(diào)制)反相器自幾百赫茲切換至幾萬赫茲，且導(dǎo)致自所述反相器之輸出用以驅(qū)動(dòng)所述伺服電動(dòng)機(jī)。
也就是說，從三相AC電源轉(zhuǎn)換到DC并轉(zhuǎn)換回AC的功率用于驅(qū)動(dòng)所述AC伺服電動(dòng)機(jī)。因?yàn)閺腄C到AC的再轉(zhuǎn)換通過使用反相器執(zhí)行，所以可能產(chǎn)生相對較大的噪音。此噪音可能影響放置在探測器的卡盤臺(tái)上的DUT的測量(電壓/電流/電阻/電荷)的精度。
在一其探針與一DUT接觸的探測器中，為評估其性能，在探測器中使用一相對較大的電流來產(chǎn)生高電壓以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。因此，從切換裝置產(chǎn)生的噪音的影響相當(dāng)大，且測量設(shè)備的性能不能被充分利用。
對于半導(dǎo)體裝置的測量來說，隨著近年來的半導(dǎo)體的小型化，產(chǎn)生了對使用毫微微安數(shù)量級的電流和微伏數(shù)量級的電壓的測量設(shè)備的需求。另外，對于平板顯示器(FPD)的測量來說，需要實(shí)施用于測量保持于通常具有1pF或更少電容的存儲(chǔ)電容器中的電荷的微電荷測量和用于通常超過100,000的巨量像素的高速測量。
因?yàn)橹T如常規(guī)LCD(液晶顯示器)面板或有機(jī)EL(電致發(fā)光)面板等顯示器面板是通過在絕緣體玻璃上生長硅制造而成，所以用于測試顯示器面板的顯示器面板探測器原則上被設(shè)計(jì)成適于SOI(絕緣層上硅)結(jié)構(gòu)。因此，不需要向所述絕緣體玻璃施加電位，并且實(shí)質(zhì)上，認(rèn)為地面電位足夠用于卡盤電位。結(jié)果，并不特殊考慮噪音對測量的影響，且因此未對卡盤及其屏蔽結(jié)構(gòu)采取特別措施，如日本未審查專利申請公開案第2001-296547號中的圖8中所示。
然而，近來主要使用大的玻璃襯底以降低顯示器面板的成本，因此有必要考慮襯底大小的影響。舉例來說，因?yàn)樵诜蔷Ч柚瞥讨惺褂玫谖宕拇蟮囊黄矫滓r底，所以卡盤臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍需要一邊長為3米的正方形區(qū)域。當(dāng)為屏蔽而完全封閉這樣一個(gè)大區(qū)域時(shí)，制造成本增加。
已知的探測器將其機(jī)架用作電源、伺服放大器和伺服電動(dòng)機(jī)的電位的參考表面，且還用作地面和用于返回電流的返回路徑。在典型的探測器中，由于成本問題，屏蔽電纜并不用于從伺服放大器到電動(dòng)機(jī)的輸電線。同樣，對于伺服電動(dòng)機(jī)罩殼的電纜抽出部分來說，不可用編織部分被360度屏蔽以消除電磁場的泄露的屏蔽電纜(例如，由接地金屬膜沿縱向環(huán)繞的電纜)的探測器。以此方式，因?yàn)殡y以確保對已知探測器的屏蔽，所以為主要干擾分量的高頻AC和DC信號可穿過探測器的機(jī)架被反饋到伺服放大器。
另外，襯底大小的增加也必須考慮卡盤的大小的增加的影響。當(dāng)一絕緣體介于卡盤和地面之間時(shí)，相對于卡盤的區(qū)域S的雜散電容(對地電容)C由下式表示C＝εr·(S/d)其中εr指示所述絕緣體的材料的介電常數(shù)，且d指示卡盤和地面之間的距離。
第七代玻璃襯底具有邊長約為兩米的大小，也就是說，就邊長來說是第五代襯底大小的兩倍，且就雜散電容來說是第五代襯底的四倍大。結(jié)果，易于形成噪音可穿過其而引入到卡盤中的路徑。這意味著用于測試的測量設(shè)備變得更易受來自其它組件的影響。
另外，因?yàn)榇郎y試的顯示器面板比半導(dǎo)體晶圓重，所以對于顯示器面板探測器而不是半導(dǎo)體裝置探測器來說，采用一使用更大驅(qū)動(dòng)電流的卡盤臺(tái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。從而，顯示器面板探測器比半導(dǎo)體裝置探測器產(chǎn)生更大量的噪音。
因此，為了達(dá)到微電流和微電荷的高速測量，需要一種在測量時(shí)受到來自噪音對測量的較小影響的探測器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了降低噪音對DUT測量的影響。
本發(fā)明提供一種具有一穩(wěn)定接地配置的探測器，其中所述探測器的機(jī)架和電組件彼此絕緣，且所述電組件的DC分量電位接地到一機(jī)架接地端子。
更明確地說，本發(fā)明一方面提供一探測器，其包括一具有一機(jī)架接地端子的機(jī)架；一用于放置被測裝置卡盤臺(tái)；用于驅(qū)動(dòng)所述卡盤臺(tái)的至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，每一伺服電動(dòng)機(jī)具有一接地端子；和連接到所述伺服電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)伺服放大器，每一伺服放大器具有一接地端子。所述探測器進(jìn)一步包括上面提供有所述伺服放大器的至少一個(gè)第一浮動(dòng)裝配臺(tái)，所述第一浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣并具備一連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子；上面提供有至少一個(gè)所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)第二浮動(dòng)裝配臺(tái)，每一第二浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣并具備一連接到所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的每一個(gè)的所述接地端子的第二接地端子；一連接所述伺服放大器和所述伺服電動(dòng)機(jī)的屏蔽電纜；一連接所述第一接地端子和所述機(jī)架接地端子并連接所述第一接地端子和所述第二浮動(dòng)裝配臺(tái)的第一導(dǎo)線；和一連接所述屏蔽電纜和所述機(jī)架接地端子的第二導(dǎo)線。
本發(fā)明的另一方面提供一探測器，其包括一具有一機(jī)架接地端子的機(jī)架；一用于放置被測裝置的卡盤臺(tái)；用于驅(qū)動(dòng)所述卡盤臺(tái)的至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，每一伺服電動(dòng)機(jī)具有一接地端子和一具有第一絕緣部件的軸；和連接到所述伺服電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)伺服放大器，每一伺服放大器具有一接地端子。所述探測器進(jìn)一步包括上面提供有所述至少一個(gè)伺服放大器的至少一個(gè)第一浮動(dòng)裝配臺(tái)，所述第一浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣并具備一連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子；上面提供有至少一個(gè)所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)第二浮動(dòng)裝配臺(tái)，每一第二浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣并具備一連接到所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的每一個(gè)的所述接地端子的第二接地端子；一連接所述伺服放大器和所述伺服電動(dòng)機(jī)的屏蔽電纜；一連接所述第一接地端子和所述機(jī)架接地端子并連接所述第二浮動(dòng)裝配臺(tái)和所述機(jī)架接地端子的第一導(dǎo)線；和一連接所述屏蔽電纜和所述機(jī)架接地端子的第二導(dǎo)線。
優(yōu)選地，所述探測器進(jìn)一步包括一用于所述至少一個(gè)伺服放大器的輸出過濾器，所述輸出過濾器提供于所述伺服放大器和所述伺服電動(dòng)機(jī)之間；和一用于在所述伺服放大器與所述伺服電動(dòng)機(jī)之間通過屏蔽電纜提供連接的金屬連接器，一連接到所述屏蔽電纜的屏蔽的每一金屬連接器的外殼。
優(yōu)選地，每一金屬連接器由每一屏蔽電纜的所述屏蔽或一編織線實(shí)現(xiàn)，所述屏蔽或所述編織線環(huán)繞所述屏蔽電纜以在一圓周方向上提供360度屏蔽。
優(yōu)選地，探測器進(jìn)一步包括一用于所述伺服放大器的輸入過濾器；一連接所述伺服放大器和所述相應(yīng)輸入過濾器的第二屏蔽電纜；和一連接所述第二屏蔽電纜和所述機(jī)架接地端子的第三導(dǎo)線。
優(yōu)選地，至少一個(gè)所述至少一個(gè)伺服放大器包括一具有碳化硅二極管的功率因素校正電路。所述探測器可進(jìn)一步包括一連接所述機(jī)架接地端子和一測試頭罩殼的一接地端子的第四導(dǎo)線。在所述卡盤臺(tái)的一表面和所述探測器的噪音流過的部分之間的距離優(yōu)選地為五厘米或更大，其中所述部分鄰近所述卡盤臺(tái)的表面。探測器的噪音流過的部分可包括至少一個(gè)所述屏蔽電纜、所述伺服電動(dòng)機(jī)的罩殼、直到第一絕緣部件的所述伺服電動(dòng)機(jī)的軸和所述伺服放大器。
優(yōu)選地，所述探測器進(jìn)一步包括一用于支撐所述卡盤臺(tái)的支撐部件和一用于支撐所述支撐部件的支撐桌。至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的軸可通過一提供于所述軸和另一延伸軸之間的第二絕緣部件而連接到所述另一延伸軸，且所述軸的一金屬部分、所述支撐部件和所述支撐桌可連接到所述機(jī)架接地端子。所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)中的一個(gè)優(yōu)選為可向其施加最大負(fù)載的電動(dòng)機(jī)。所述伺服放大器可包括一具有一飛輪二極管的切換裝置，其中碳化硅二極管與所述飛輪二極管并聯(lián)連接。所述伺服放大器可包括一具有碳化硅二極管的切換裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)方面提供一包括上述探測器的測試設(shè)備。
雖然本文將主要描述所述DUT為一顯示器面板的情況，但本發(fā)明并不限于此實(shí)施例，且還可適用于評估半導(dǎo)體裝置或其類似物的特性。
根據(jù)本發(fā)明的所述探測器和測試設(shè)備，因?yàn)樘峁┝伺渚€以降低噪音對用于放置所述DUT的卡盤臺(tái)的影響，所以即使測量系統(tǒng)配備了探測器并與其共用，仍可通過降低了的噪音的影響來執(zhí)行高精度和高速度的測量。此外，減少從所述伺服電動(dòng)機(jī)和伺服放大器產(chǎn)生的噪音進(jìn)一步有助于改進(jìn)測量的精度和高速度。


圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的探測器的透視圖；
圖2為顯示組成探測器及其導(dǎo)線的部件的示意圖；圖3為顯示探測器的地面配線的系統(tǒng)圖；圖4A為包括飛輪二極管(FWD)的已知典型AC伺服放大器的電路方框圖；圖4B為包括于圖4A中所示的一反相器部分中的電路的方框圖，其中碳化硅(SiC)二極管與飛輪二極管并聯(lián)、飛輪二極管與晶體管(或IGBT裝置)并聯(lián)；和圖5為其中將SiC二極管用作包括一功率因素校正電路的AC伺服放大器中的二極管的電路的方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參看圖1到3描述根據(jù)本發(fā)明的一顯示器面板探測器。以下以實(shí)例方式描述的本發(fā)明的一探測器是為顯示器面板而設(shè)計(jì)的。然而應(yīng)注意的是，本發(fā)明不僅可應(yīng)用于顯示器面板的探測器，而且也可應(yīng)用于諸如半導(dǎo)體裝置的其它設(shè)備。
現(xiàn)將參看圖1描述本發(fā)明的顯示器面板探測器的示意性配置。圖1為本發(fā)明的顯示器面板探測器1的透視圖。所述顯示器面板探測器1包括一用于移動(dòng)一用于測量的被測裝置(DUT)的驅(qū)動(dòng)單元和一用于向所述驅(qū)動(dòng)單元提供電力的電組件單元。
探測器1的驅(qū)動(dòng)單元包括一用于定位一DUT的卡盤臺(tái)6；一用于以一絕緣部件7支撐卡盤臺(tái)6的支撐部件8，所述絕緣部件7介于卡盤臺(tái)6與支撐部件8之間；一用于支撐所述支撐部件8的支撐桌9；用于移動(dòng)支撐桌9的x、y和z軸伺服電動(dòng)機(jī)130；及與探測器1的機(jī)架絕緣的至少一個(gè)浮動(dòng)裝配臺(tái)151。至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)130位于相應(yīng)的浮動(dòng)裝配臺(tái)151上。
探測器1的電組件單元包括用于接收輸入AC(交流電流)電源的斷路器140、連接到相應(yīng)斷路器140的輸入過濾器110、連接到相應(yīng)輸入過濾器110的伺服放大器100、連接到相應(yīng)伺服放大器100的輸出過濾器120、封閉伺服放大器100的金屬屏蔽盒101和與探測器1的機(jī)架絕緣的至少一個(gè)浮動(dòng)裝配臺(tái)150。伺服放大器100、屏蔽盒101和輸出過濾器120均位于浮動(dòng)裝配臺(tái)150上。
隨后將參看圖2和3描述個(gè)別電組件之間的配線。
現(xiàn)參看圖1，在z軸伺服電動(dòng)機(jī)130下方提供一軌道以用于在垂直方向上移動(dòng)支撐桌9并將該軌道連接到x軸伺服電動(dòng)機(jī)130以用于在水平方向上移動(dòng)卡盤臺(tái)6。另外，在所述連接到x軸伺服電動(dòng)機(jī)130的軌道下方提供另一軌道并將其連接到y(tǒng)軸伺服電動(dòng)機(jī)130以用于在一不同于x軸方向的水平方向上移動(dòng)支撐桌9。x、y及z軸伺服電動(dòng)機(jī)130經(jīng)由各自的絕緣部件132連接到各自的軸上。因此，由于軸的運(yùn)動(dòng)，支撐桌9以一預(yù)定方向移動(dòng)。另外，一用于旋轉(zhuǎn)卡盤臺(tái)6的θ軸伺服電動(dòng)機(jī)(未顯示)直接連接到卡盤臺(tái)6上。
現(xiàn)在，將簡要描述探測器1中的噪音發(fā)生因素的分析結(jié)果。自每一伺服電動(dòng)機(jī)130的內(nèi)部配線(inter-wiring)/內(nèi)部配線罩殼測量的結(jié)果，本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)在每一伺服電動(dòng)機(jī)130的繞組與罩殼之間存在約數(shù)千pF的耦合電容。此結(jié)果暗示除了線路引起的噪音外，還存在從每一伺服電動(dòng)機(jī)130的罩殼泄漏的電流和經(jīng)由探測器1的罩殼流向每一伺服電動(dòng)機(jī)130的罩殼的電流。意即，經(jīng)由探測器1的罩殼流動(dòng)的電流引起探測器1的電位的波動(dòng)并且將所述波動(dòng)傳輸?shù)揭籇UT位于其上的卡盤臺(tái)表面。這看來好像是造成測量波動(dòng)(即噪音發(fā)生)的原因。
因此，通過以上描述的發(fā)現(xiàn)，提供一流動(dòng)路徑(即一接地線)以限制用于流動(dòng)電流的路徑并最小化電磁能的輻射，使得可能有效降低噪音對所述測量的影響。
以上提到的噪音可主要分類為以下三種類型。第一種類型的噪音經(jīng)由一DC(直流電流)線從另一設(shè)備引起。第二種類型的噪音由電罩殼振動(dòng)引起，所述振動(dòng)由產(chǎn)生于探測器1中的高頻噪音流經(jīng)探測器1的罩殼引起。第三種類型的噪音由電容耦合導(dǎo)致，所述電容耦合取決于卡盤臺(tái)6與探測器1的噪音流過的部分之間的位置關(guān)系。
作為降低所述噪音影響的特定途徑，在本發(fā)明中提出了以下五種途徑。在一第一途徑中，對來自伺服放大器100和伺服電動(dòng)機(jī)130的電流的返回路徑進(jìn)行限制，以減小經(jīng)由探測器1的罩殼反饋的電流。在一第二途徑中，對與探針1的罩殼絕緣的電組件和浮動(dòng)裝配臺(tái)進(jìn)行連接以使得其在探測器1的機(jī)架接地的一點(diǎn)處接地，借此達(dá)到減小的阻抗。在一第三途徑中，在卡盤臺(tái)6的表面與探測器1的噪音流過的部分之間提供一適當(dāng)?shù)木嚯x，借此減少卡盤臺(tái)表面與所述噪音流過的部分之間的雜散電容。在一第四途徑中，將絕緣部件或絕緣聯(lián)軸節(jié)(insulating coupling)布置于伺服電動(dòng)機(jī)與連接到伺服電動(dòng)機(jī)的軸或卡盤臺(tái)之間，且將絕緣部件或絕緣聯(lián)軸節(jié)之后的金屬部分接地以防止金屬部分充當(dāng)天線。亦即，此布置抑制了從伺服電動(dòng)機(jī)引入的噪音對卡盤臺(tái)6的電位的影響。在一第五途徑中，使用碳化硅二極管(下文稱為“SiC二極管”)來減小由伺服放大器100產(chǎn)生的噪音。
現(xiàn)將參看圖2描述包括在本發(fā)明的顯示器面板探測器1中的電組件和電組件之間的接地導(dǎo)線的位置關(guān)系。
在圖2中，為易于理解驅(qū)動(dòng)單元與電組件單元之間的連接，顯示其電組件單元的方向改變狀態(tài)下的探測器1。另外，為易于描述，在圖2中顯示四個(gè)軸x、y、z及θ的每一個(gè)的伺服放大器100和伺服電動(dòng)機(jī)130。然而實(shí)際上應(yīng)注意的是需要四個(gè)伺服放大器100和四個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)130以沿著四個(gè)軸x、y、z和θ驅(qū)動(dòng)。
將參看圖2首先描述鄰近機(jī)架接地端子200的連接。在圖2中，機(jī)架接地端子200連接到一測試器或測試頭2的罩殼的一接地端子。所述連接可易于通過(例如)從一通用配電板獲得電源完成。以此布置，在探測器1與測試器2之間的DC電位處于相同電平，借此防止雜散電流的流動(dòng)。
機(jī)架接地端子200也連接到一提供于浮動(dòng)裝配臺(tái)150上的端子。浮動(dòng)裝配臺(tái)150和151與探測器1的一機(jī)架20絕緣。提供所述浮動(dòng)裝配臺(tái)的原因是防止探測器1的電組件(包括電纜等)與探測器1的罩殼不適當(dāng)?shù)亟佑|。也希望浮動(dòng)裝配臺(tái)150和151以一低感應(yīng)系數(shù)連接。在這方面，扁平編織(flat-braided)銅線比電子線(hook-up wire)更適合。
另外，在探測器1中的機(jī)架接地端子200連接到耦接到一提供于所述配電板上的接地端子(未顯示)的接地線E。
接著給出提供于浮動(dòng)裝配臺(tái)150和151上的端子與置于浮動(dòng)裝配臺(tái)150和151上的電組件的接地端子之間的連接的描述。
提供于浮動(dòng)裝配臺(tái)150上的端子連接到伺服放大器100的一接地端子。伺服放大器100的所述接地端子又連接到一耦接伺服放大器100和輸入過濾器110的屏蔽電纜160、連接到一耦接伺服放大器100和輸出過濾器120的屏蔽電纜161且連接到屏蔽盒101。伺服放大器100的所述接地端子進(jìn)一步連接到輸入過濾器110的罩殼和輸出過濾器120的罩殼。
提供于浮動(dòng)裝配臺(tái)151上的端子也經(jīng)由浮動(dòng)裝配臺(tái)151連接到每一伺服電動(dòng)機(jī)130的罩殼。所述伺服電動(dòng)機(jī)130的罩殼又經(jīng)由屏蔽電纜162電連接到金屬連接器131。金屬連接器131連接到耦接輸出過濾器120和伺服電動(dòng)機(jī)130的屏蔽電纜162。
每一屏蔽電纜160、161和162其中一共具有四條線，即具有AC輸入的三相DC電源線R、S和T和一連接到機(jī)架接地端子200的接地線E。
從伺服電動(dòng)機(jī)130延伸的電力電纜以伺服電動(dòng)機(jī)130的罩殼電位屏蔽，且所述屏蔽提供了一電流返回路徑。因此，可將具有一低感應(yīng)系數(shù)的穩(wěn)定電位從機(jī)架接地端子200傳遞到伺服電動(dòng)機(jī)130的罩殼。
可將一屏蔽電纜或一具有一基于導(dǎo)線管屏蔽的屏蔽電纜用作耦接伺服放大器100和伺服電動(dòng)機(jī)130的電力電纜。另外，360度屏蔽也可用于伺服放大器100與伺服電動(dòng)機(jī)130之間的電力電纜和/或編碼線。
另外，連接器外殼也需要通過使用金屬連接器等進(jìn)行360度屏蔽以防止在諸如耦接電纜的連接器的中繼部分的屏蔽連接中的電力不連續(xù)性。當(dāng)使用360度屏蔽時(shí)，優(yōu)選為在連接器外殼或屏蔽的外側(cè)提供一絕緣體以防止連接器外殼或屏蔽與探測器1的外殼不適當(dāng)?shù)亟佑|。也優(yōu)選將上述屏蔽電纜用于每一電組件的控制線。
接著，給出將伺服放大器100和伺服電動(dòng)機(jī)130容納在相應(yīng)屏蔽盒101中以提供屏蔽的描述。參看圖2，在本發(fā)明的探測器1中，用于驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)130的伺服放大器100容納于與探測器1的罩殼絕緣的金屬屏蔽盒101中。與伺服放大器100相似，也可以一屏蔽盒屏蔽伺服電動(dòng)機(jī)130。在此情況下，所述連接可使得屏蔽盒101的接地和相應(yīng)伺服放大器100的接地互相連接且進(jìn)一步連接到機(jī)架接地端子200。
對于伺服放大器100，由于輸入及輸出線連接到其，也可使用一屏蔽盒(稱為“五側(cè)屏蔽盒”)，其中在表面上提供導(dǎo)線自其抽出的開口。
耦接到伺服放大器100的輸入過濾器110的接地端子經(jīng)由伺服放大器100的接地端子連接到浮動(dòng)裝配臺(tái)150的端子。與浮動(dòng)裝配臺(tái)150相似，輸入過濾器110與機(jī)架20絕緣。輸入過濾器110的罩殼連接到機(jī)架接地端子200。
用于伺服放大器100的輸入過濾器110和輸出過濾器120優(yōu)選在1kHz到100kHz且更優(yōu)選高達(dá)約3到5MHz的頻率范圍內(nèi)時(shí)具有最大消除效應(yīng)。也優(yōu)選在鄰近伺服放大器100處提供一共模過濾裝置以減少在控制伺服放大器100期間發(fā)生的電壓波動(dòng)。另外，優(yōu)選將輸入過濾器110和輸出過濾器120置于與伺服放大器100相距30cm之內(nèi)(所述距離充分較小且切實(shí)可行)，以減少伺服放大器100的諧波的影響。
接著，將參看圖3描述根據(jù)本發(fā)明的包括在圖1中顯示的探測器1中的電組件的連接。圖3為一顯示在包括在探測器1中的電組件與探測器1的機(jī)架接地端子200之間的連接的示意圖。如圖3所示，關(guān)于探測器1的機(jī)架接地端子200與包括在探測器1中的電組件的接地端子之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)其以使得噪音流路徑在不穿過機(jī)架接地的情況下形成一閉合電路，并且也以一放射狀或一星形連接方式連接。在此方式中，根據(jù)本發(fā)明的探測器1，包括在探測器1中的電組件與機(jī)架20絕緣，且到電組件的連接從機(jī)架接地端子200達(dá)到。
在此情況下，由于互感的影響，從伺服電動(dòng)機(jī)130到伺服放大器100反饋的AC噪音分量穿過屏蔽電纜161和162的編織屏蔽。原因?yàn)橐淮┻^屏蔽電纜161和162的編織屏蔽的路徑的阻抗低于穿過探測器1的罩殼的路徑的阻抗。當(dāng)屏蔽電纜161和162如以上描述使用時(shí)，由于上游路徑與下游路徑的方向彼此不同，AC分量互相抵銷。因此所述布置提供一優(yōu)點(diǎn)從屏蔽電纜向外放射的磁場相對較小。對耦接伺服放大器100和輸入過濾器110的屏蔽電纜160而言，這也可為真實(shí)的。
另一方面，DC噪音分量和相對低頻的分量通過探測器1的機(jī)架20反饋而不是通過屏蔽電纜161和162反饋。原因?yàn)轳罱铀欧糯笃?00和伺服電動(dòng)機(jī)130的電纜很長并且具有高電阻。
由于穿過機(jī)架20的DC噪音分量并不形成足以影響位于卡盤臺(tái)6上的DUT的測量的電容耦合，因此對DUT測量的影響應(yīng)顯著較小。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的探測器1，浮動(dòng)裝配臺(tái)150和151用以使諸如伺服電動(dòng)機(jī)130和伺服放大器100的電組件與機(jī)架20絕緣，且屏蔽電纜160、161和162用以提供在所述電組件之間的配線，以使得AC噪音分量的返回路徑與DC噪音分量的返回路徑彼此隔離。因此，可通過個(gè)別考慮每一噪音分量對測量的影響而分別作出測量，借此便于分析噪音發(fā)生因素。
雖然已在以上對本發(fā)明的探測器1的描述中描述了浮動(dòng)裝配臺(tái)150與浮動(dòng)裝配臺(tái)151彼此連接的配置，但本發(fā)明并不限于此。例如，應(yīng)注意所述配置可為于連接到伺服電動(dòng)機(jī)130的軸上提供絕緣部件(或絕緣聯(lián)軸節(jié))132，且浮動(dòng)裝配臺(tái)151連接到機(jī)架接地端子200而不是將浮動(dòng)裝配臺(tái)151連接到浮動(dòng)裝配臺(tái)150。于所述軸上提供所述絕緣部件(或絕緣聯(lián)軸節(jié))132可防止噪音電流經(jīng)由所述軸流到卡盤臺(tái)6。
除本發(fā)明的上述實(shí)施例外，可在卡盤臺(tái)6與機(jī)架接地端子200之間使用一種低介電常數(shù)材料(例如，一種ε低于約3的材料)以保證其間的一距離。另外，可將一屏蔽插入置于卡盤臺(tái)6與支撐卡盤臺(tái)6的支撐桌9之間的絕緣板7，并可將其連接到探測器1的機(jī)架接地端子200。所述配置可進(jìn)一步降低噪音對測量的影響。同樣，可以一提供于伺服電動(dòng)機(jī)之一個(gè)的軸與另一延伸軸之間的絕緣部件將所述軸連接到所述另一延伸軸。
另外，探測器1的卡盤臺(tái)6與相鄰罩殼之間的距離優(yōu)選為5cm或更大。原因?yàn)楫?dāng)考慮到顯示器面板的大小和用于雜散電容的上述的表達(dá)式C＝εr·(S/d)時(shí)，在此情況下的雜散電容處于一可基本忽略對DUT測量的影響的電平。
接著將描述來自伺服電動(dòng)機(jī)130的噪音的測量。由于本發(fā)明的探測器1需要傳送或移動(dòng)一DUT，因此連接到x軸和y軸伺服電動(dòng)機(jī)130的所述軸可延長。所述延伸可導(dǎo)致所述軸充當(dāng)從伺服電動(dòng)機(jī)130發(fā)出噪音的天線。為了減少以此方式發(fā)出的噪音，例如，絕緣部件132可用于伺服電動(dòng)機(jī)130與相應(yīng)軸之間的連接。絕緣聯(lián)軸節(jié)132的實(shí)例描述于(例如)網(wǎng)站http//www.mighty-corp.co.jp/seihin/mj/mjc.html上。因此，存在通過電絕緣支撐部件8、支撐桌9和絕緣聯(lián)軸節(jié)之后的所述軸的金屬部分而防止其充當(dāng)天線的需要。所述布置可防止來自伺服電動(dòng)機(jī)130的噪音經(jīng)由所述軸發(fā)出。在此情況下，無間隙絕緣聯(lián)軸節(jié)也可用來保持機(jī)械定位精度。
由于θ軸伺服電動(dòng)機(jī)130并不使用主軸系統(tǒng)，所以可使用諸如板形絕緣部件的平面絕緣部件來代替上述絕緣聯(lián)軸節(jié)。
在某些情況下，上述絕緣部件可能不能附著到用于驅(qū)動(dòng)在x、y、z和θ軸上的軸的所有伺服電動(dòng)機(jī)上。在此情況下，優(yōu)選是將絕緣部件附著到具有一相對大的負(fù)載的一或一個(gè)以上電動(dòng)機(jī)上。一個(gè)原因是當(dāng)y軸電動(dòng)機(jī)130位于探測器1的最下面時(shí)，由于需要一允許除了卡盤臺(tái)6和支撐桌9的重量外的三個(gè)x、z和θ軸的電動(dòng)機(jī)的重量的驅(qū)動(dòng)能力，所以具有大的驅(qū)動(dòng)能力的電動(dòng)機(jī)用于y軸電動(dòng)機(jī)130。進(jìn)一步的原因是具有較大的驅(qū)動(dòng)能力的電動(dòng)機(jī)通常產(chǎn)生較大量的噪音。
雖然以上已描述了降低噪音對測量的影響的配置，但下文將描述對噪音的產(chǎn)生的抑制。在當(dāng)前情形下，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)主要用于伺服放大器130中的切換元件。然而，當(dāng)關(guān)閉切換元件時(shí)，一飛輪二極管(FWD)的反向恢復(fù)電流di/dt流動(dòng)到位于導(dǎo)線上的殘余電感部分L，從而產(chǎn)生一振動(dòng)脈沖電壓L·di/dt。此振動(dòng)脈沖電壓導(dǎo)致噪音。
圖4A為一包括飛輪二極管(FWD)的典型放大器的電路圖。如圖4A中所示，所述典型放大器包括轉(zhuǎn)換器部分41、再生功率吸收部分42和反相器部分43。在反相器部分43，對應(yīng)于上述FWD的二極管分別與六個(gè)晶體管(或IGBT裝置)并聯(lián)連接。
現(xiàn)將給出其中SiC二極管與用于IGBT的飛輪二極管并聯(lián)連接以減少從伺服放大器130產(chǎn)生的切換噪音的配置的描述。首先，在圖4B中說明為此的一個(gè)特定實(shí)例。圖4B顯示在圖4A中所示的典型伺服放大器的反相器部分43中的一電路配置，其中一SiC二極管與一飛輪二極管(FWD)431并聯(lián)連接，飛輪二極管431(FWD)與一晶體管(或IGBT裝置)并聯(lián)連接。
盡管在此情況中說明了SiC二極管與FWD431并聯(lián)連接的方案，但本發(fā)明并不限于此。舉例來說，F(xiàn)WD431可由一SiC二極管代替。如圖5所示，當(dāng)于伺服放大器電路的轉(zhuǎn)換器部分43中提供一功率因素校正電路410以改進(jìn)功率因素時(shí)，SiC可用作提供于伺服放大器中的二極管411。此布置可減少切換期間的反向恢復(fù)時(shí)間(Trr)，從而減少噪音的產(chǎn)生。也就是說，與一典型硅二極管比較，因?yàn)榉聪蚧謴?fù)時(shí)間為從約數(shù)十毫微秒到數(shù)百毫微秒或更少，所以恢復(fù)時(shí)間可減小。因此，減少了電振動(dòng)噪音分量的產(chǎn)生。
硅二極管可構(gòu)建于一典型IGBT模塊中。關(guān)于IGBT模塊，一SiC二極管可通過使用一短導(dǎo)線并聯(lián)地添加到其。這樣可在不用所述代替的情況下提供達(dá)到相同優(yōu)點(diǎn)的配置。在此情況下，在前20到100ns內(nèi)產(chǎn)生的噪音分量可由SiC二極管再產(chǎn)生，且在100ns之后產(chǎn)生的大電流分量由內(nèi)置的硅二極管處理。
使用此SiC二極管可減少于切換期間產(chǎn)生的噪音，因此可提供一展示低噪音產(chǎn)生的顯示器面板探測器。
最后，以下將概述本發(fā)明中的上述途徑。在所述第一途徑中，來自伺服放大器和伺服電動(dòng)機(jī)的電流的返回路徑被限制，從而抑制穿過所述探測器罩殼的電流路徑。在所述第二途徑中，與探測器罩殼絕緣的電組件和浮動(dòng)裝配臺(tái)在一徑向圖案中的一點(diǎn)處連接到地面，從而達(dá)到低阻抗。在所述第三途徑中，在卡盤臺(tái)的表面與探測器的噪音流過的一部分之間提供一適當(dāng)?shù)木嚯x，從而減小在卡盤臺(tái)表面與探測器的噪音流過的部分之間的雜散電容。在所述第四途徑中，絕緣組件被安置于伺服電動(dòng)機(jī)與連接到伺服電動(dòng)機(jī)的軸或卡盤臺(tái)之間，從而降低來自伺服電動(dòng)機(jī)的噪音對卡盤臺(tái)的電位的影響。在所述第五途徑中，使用SiC二極管以從而減少從伺服放大器產(chǎn)生的噪音。
本發(fā)明的上述探測器可通過減少在殘余電感L中的波動(dòng)的量和反向恢復(fù)電流di/dt而減少可引起噪音的振動(dòng)脈沖電壓L·di/dt的產(chǎn)生。因此，所述探測器可減小噪音的影響和反過來影響電測量的噪音本身，因此，可提供一達(dá)到高精度、高處理速度和高度再生產(chǎn)能力的探測器和測試設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種探測器，其包含一具有一機(jī)架接地端子的機(jī)架；一用于放置一被測裝置的卡盤臺(tái)；用于驅(qū)動(dòng)所述卡盤臺(tái)的至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，每一伺服電動(dòng)機(jī)具有一接地端子；連接到所述伺服電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)伺服放大器，每一伺服放大器具有一接地端子；上面提供有所述至少一個(gè)伺服放大器的至少一個(gè)第一浮動(dòng)裝配臺(tái)，所述第一浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣并具備一連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子；上面提供有至少一個(gè)所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)第二浮動(dòng)裝配臺(tái)，每一第二浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣并具備一連接到所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的每一個(gè)的所述接地端子的第二接地端子；一連接所述伺服放大器和所述伺服電動(dòng)機(jī)的屏蔽電纜；一連接所述第一接地端子和所述機(jī)架接地端子并連接所述第一接地端子和所述第二浮動(dòng)裝配臺(tái)的第一導(dǎo)線；和一連接所述屏蔽電纜和所述機(jī)架接地端子的第二導(dǎo)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其進(jìn)一步包含一用于所述至少一個(gè)伺服放大器的輸出過濾器，所述輸出過濾器提供于所述伺服放大器與所述伺服電動(dòng)機(jī)之間；和一用于在所述伺服放大器與所述伺服電動(dòng)機(jī)之間通過所述屏蔽電纜提供連接的金屬連接器，每一金屬連接器的一外殼連接到所述屏蔽電纜的一屏蔽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的探測器，其中每一金屬連接器包含每一屏蔽電纜的所述屏蔽或一編織線，所述屏蔽或所述編織線環(huán)繞所述屏蔽電纜以在一圓周方向上提供360度屏蔽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其進(jìn)一步包含一用于所述伺服放大器的輸入過濾器；一連接所述伺服放大器和所述相應(yīng)輸入過濾器的第二屏蔽電纜；和一連接所述第二屏蔽電纜和所述機(jī)架接地端子的第三導(dǎo)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其中至少一個(gè)所述至少一個(gè)伺服放大器包含一具有一碳化硅二極管的功率因素校正電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其進(jìn)一步包含一連接所述機(jī)架接地端子和一測試頭罩殼的一接地端子的第四導(dǎo)線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其中所述卡盤臺(tái)的一表面與所述探測器的噪音流過的一部分之間的距離為五厘米或更大，其中所述部分鄰近所述卡盤臺(tái)的所述表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探測器，其中所述探測器的所述噪音流過的所述部分包含所述屏蔽電纜、所述伺服電動(dòng)機(jī)的一罩殼、直到所述第一絕緣部件的所述伺服電動(dòng)機(jī)的一軸和所述伺服放大器中至少之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探測器，其中所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的所述一個(gè)為一被施加最大負(fù)載的電動(dòng)機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其中所述伺服放大器包括一包含一與一碳化硅二極管并聯(lián)地連接的飛輪二極管的切換裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其中所述伺服放大器包括一包含一碳化硅二極管的切換裝置。
12.一種探測器，其包含一具有一機(jī)架接地端子的機(jī)架；一用于放置一被測裝置的卡盤臺(tái)；用于驅(qū)動(dòng)所述卡盤臺(tái)的至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，每一伺服電動(dòng)機(jī)具有一接地端子和一具有一第一絕緣部件的軸；連接到所述伺服電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)伺服放大器，每一伺服放大器具有一接地端子；上面提供有所述至少一個(gè)伺服放大器的至少一個(gè)第一浮動(dòng)裝配臺(tái)，所述第一浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣并具備一連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子；上面提供有至少一個(gè)所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)第二浮動(dòng)裝配臺(tái)，每一第二浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣并具備一連接到所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的每一個(gè)的所述接地端子的第二接地端子；一連接所述伺服放大器和所述伺服電動(dòng)機(jī)的屏蔽電纜；一連接所述第一接地端子和所述機(jī)架接地端子并連接所述第二浮動(dòng)裝配臺(tái)和所述機(jī)架接地端子的第一導(dǎo)線；和一連接所述屏蔽電纜和所述機(jī)架接地端子的第二導(dǎo)線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的探測器，其進(jìn)一步包含一用于所述至少一個(gè)伺服放大器的輸出過濾器，所述輸出過濾器提供于所述伺服放大器與所述伺服電動(dòng)機(jī)之間；和一用于在所述伺服放大器與所述伺服電動(dòng)機(jī)之間通過所述屏蔽電纜提供連接的金屬連接器，每一金屬連接器的一外殼連接到所述屏蔽電纜的一屏蔽。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的探測器，其進(jìn)一步包含一用于支撐所述卡盤臺(tái)的支撐部件和一用于支撐所述支撐部件的支撐桌，其中所述至少一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的一軸可借助一提供于所述軸與另一延伸軸之間的第二絕緣部件連接到所述另一延伸軸，且所述軸的一金屬部分，所述支撐部件和所述支撐桌連接到所述機(jī)架接地端子。
15.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器的測試設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供一種探測器，其包括一具有一機(jī)架接地端子的機(jī)架、一卡盤臺(tái)、用于驅(qū)動(dòng)所述卡盤臺(tái)的多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)、連接到所述伺服電動(dòng)機(jī)的多個(gè)伺服放大器、上面提供有所述伺服放大器的多個(gè)第一浮動(dòng)裝配臺(tái)、一上面提供有所述伺服電動(dòng)機(jī)的第二浮動(dòng)裝配臺(tái)。所述第一浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣且具有連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子。所述第二浮動(dòng)裝配臺(tái)與所述機(jī)架電絕緣且具有一連接到所述伺服電動(dòng)機(jī)的所述接地端子的第二接地端子。所述探測器進(jìn)一步包括連接所述伺服放大器和所述伺服電動(dòng)機(jī)的屏蔽電纜；連接所述第一接地端子和所述機(jī)架接地端子并且也連接所述第一接地端子和所述第二浮動(dòng)裝配臺(tái)的一第一導(dǎo)線；和連接所述屏蔽電纜和所述機(jī)架接地端子的第二導(dǎo)線。
文檔編號H01L21/66GK1737591SQ200510090698
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者岸田明人 申請人:安捷倫科技公司