半自动弯针机的设计与实现——用于悬臂式环氧树脂探针卡的制造.pdf

苏州大学
硕士学位论文
半自动弯针机的设计与实现——用于悬臂式环氧树脂探针卡的
制造
姓名:李健
申请学位级别:硕士
专业:电子与通信工程
指导教师:孙兵
20071101
摘要在半导体芯片制造中,晶圆测试技术是一道精密技术。由于芯片在被封装之前没有引脚,其电性能测试需要通过探针卡与测试设备连接,电路通过芯片上的焊垫与探针卡针尖相接触而导出。环氧树脂探针卡是目前市场上普遍使用的一种,其制作工艺本文针对弯针这一关键工艺,叙述了传统手工夹具具有的缺陷,为了克服这些缺陷,使探针的弯曲更精确地满足设计规格,文中阐述了半自动弯针机的设计过程,详细说明基于疘刂破鞫圆浇缁目刂疲ɑ镜幕翟硕怼⒒绮件的选取、电机控制中所解决的关键问题、控制器之间的通讯、程序开发的过程,最终实现了对探针的针尖长度及弯曲角度的精确控制。设备投入实际使用后达到了预期通过人工神经网络建立设备参数模型,对参数进行预测。本文从网络的层数、隐含层的神经元数日、初始权值的选取、学习速率、期望误差等方面详细讨论了网络的设计,指出了网络本身的固有缺陷。并分析了改进的方法,利用改进了的方种模型的预测结果都比较准确,但四输入网络模型更加实用。利用训练好的四输入网络预测模型,针对一定的探针尺寸和弯针要求对设备参数进行预测,从而减少了调试次数,节约了时间,缩减了因调试所产生的探针的浪费,提高了经济效益。本课题创新之处:擞梦⒉降缁刂葡低呈迪至送湔牍痰淖远朔以前手工弯针带来的精度低、稳定性差的缺点。ü鼴斯ど窬缃⒘松璞参数模型,实现了针对不同弯针规格要求所对应的设备参数的预测,提高了效率。关键词:弯针机,可编程控制器,人机界面,转义码,神经网络;网络;预测非常精密,而弯针工艺是决定其精度的关键。的要求。法设计了双输入和四输入两种网络模型,并对模型进行训练与测试,比较发现,两作者:李健指导老师:孙兵半自动弯针机的设计与实现——用于悬臂式环氧树腊探针卡的制造,
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期:卿彳研究生签名:.痉建日研究生签名:鸯镤日期:呈竺砗瑊占阿导师签名:§韭三垄乙日期:三翌徽既学位论文独创性声明学位论文使用授权声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。豫文中已经注明引用的志窖外,本论文不舍其他个人或集体己经发表或撰写过豹研究成果,也不含为获缛苏媸大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馏、清华大学论文合作部、中国社科院文献信息情擐中心有权保留本人所送交学位论文静复印件和电子文档,可以采甩影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人屯子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许本学问论文属于:保密晒,在—杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的垒部或部分内容。论文的公布ǹ授权苏州大学学位办办理。第
阿,耗第一章引言晶圆测试技术随着半导体工艺技术一直演变,使得晶圆在切割之后未完成封装前,可测试其品质,避免不良品被封装成型。“倥浜现鼙卟馐砸瞧饔肴砑刂拼锏阶远馐缘哪康最早的探针卡发展于年被称为悬臂式环氧树脂探针卡,而至今此型的探针卡仍然被使用着,此型的探针卡乃是以环氧树脂环技术,把数‘卜根至数百根的探针以手工的方式且须依据测试的芯片焊垫的位置,将探针安置于探针卡上。两探针间的最小距离可做到微米,而最大的测试焊垫可高达多个““⋯。随着科技的发展,该类探针卡有可能逐渐被垂直式探针卡取代“5ň凸诙裕饕2坊故且孕凼教秸肟ㄎV鳎文二=樯芤恢中凼教秸肟ㄖ谱鞴探碛玫降耐湔肷璞浮探针材料的选用,必须搭配芯片焊垫或凸块材质来决定,一般常见的探针金属常采用钨㈩胪腩合金等。钨具有高强度可以轻易刺破焊垫与凸块氧化铝层,降低接触阻抗,可是具有破坏性,不适用于薄膜的测试场合:铍铜合金一般应用在镀金的芯片焊垫或凸块,提供比钨更低的接触阻抗,但是探针硬度没有比钨来得佳,因此磨耗比较快速:至于钯合金性质类似于锼铜合金,可以比钨更低接触阻抗,最大的优是可以用电镀方式来制作探针的弯曲需严格符合一定的设计规格,如弯针角度、针尖长度、弯角曲率,否则在使用时容易造成焊垫划痕不均、针尖接触力大小不一、针间漏电等不良现象,严.。探针。半自动弯针机的设计与实现——用于悬臂式环氧树脂探针卡的制造图探针卡图探针接触焊垫第一章
重时甚至造成短路。传统的弯针方法均利用夹具进行手工弯曲缤.。最初推,操作员首先调整夹具缝隙宽度,然