[发明专利]基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法、装置

权利要求书

1. 一种基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法，用于弯曲结构探针的插针，该探针具有在一个平面上的弯曲变形，定义该弯曲变形方向所在的平面为XZ平面，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）获得标准插针路径、获得错位信息

以一块具有标准上下两段探针孔的探针卡为模版，沿标准上下两段探针孔的XZ平面处剖开，光学检测获取标准上下两段探针孔的截面图像信息；

控制机械手往标准上下两段探针孔中运动插针，获取插针过程中连续时序下标准上下两段探针孔截面图像中探针与探针孔的位置信息，并对该信息进行判定：若探针距离孔壁的距离在设定值范围内，则判定当前时序下的动作为正确的插针运动示教点，将该插针运动示教点记录下来并执行下一步动作；若探针距离孔壁的距离不在设定值范围内，则调整机械手插入插针的位置，重新进行该插针运动示教点的确定；重复以上步骤直至探针完全正确地插入探针孔中，按照时序拟合所有的插针运动示教点形成为标准插针路径；

对要插针的探针卡进行超声波三维成像，以获得该探针卡上每一个实际的上下两段探针孔的三维图像信息，根据三维图像信息与标准上下两段探针孔的截面图像信息进行对比，获得该探针卡上每一个实际的上下两段探针孔相对标准上下两段探针孔在XZ平面上的位置偏差信息，记做错位信息；

（2）插针路径修正

若探针卡上探针孔的所述错位信息的数值为零时，则对该探针孔直接采用所述标准插针路径；若探针卡上探针孔的所述错位信息的数值不为零时，则结合该错位信息在所述标准插针路径的基础上进行修正，从而获得探针卡上各个探针孔所对应的实际插针路径；

（3）插针执行

按照第（2）步获得的实际插针路径，对各个探针孔完成插针动作。

2.根据权利要求1所述的基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法，其特征在于：

基于AOI光学检测方法获取所述标准上下两段探针孔的截面图像信息以及该截面图像中探针与探针孔的位置信息；

所述标准上下两段探针孔的截面图像信息包括上下两段探针孔在截面形状下的坐标信息；

所述标准上下两段探针孔截面图像中探针与探针孔的位置信息为探针相对标准上下两段探针孔孔壁的间距值信息以及探针在标注探针孔中的坐标信息；

基于超声成像获取探针卡上每一个实际的上下两段探针孔的三维图像信息；

所述实际的上下两段探针孔三维图像信息包括探针孔形状的三维坐标信息；

所述错位信息包括该探针卡上实际上下两段的探针孔与标准上下两段探针孔的坐标偏差，所述坐标偏差包括X向偏差值、Z向偏差值。

3.根据权利要求2所述的基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法，其特征在于：在所述获得标准插针路径的步骤中，在控制机械手往标准上下两段探针孔中运动插针的过程中记录插针运动示教点时同样记录该插针运动示教点下探针在探针孔中的坐标信息；

在所述插针路径修正步骤中，每一个上下两段的探针孔根据所述X向偏差值、Z向偏差值来对应修正在每个插针运动示教点下探针在探针孔中的坐标，以获得修正的实际运动点，按照时序拟合该探针孔位置处所有的实际运动点，以形成所述实际探针插孔路径；

在所述插针执行步骤中，所述机械手根据实际运动点下探针的不同姿态来对应调整机械手的运动指令信息。

4.根据权利要求3所述的基于AOI和超声成像的半导体探针卡插针方法，其特征在于：所述方法中是通过人工示教路径确定方法来获得标准插针路径的，所述人工示教路径确定方法的步骤如下：

先将插针动作设定为若干步；

由机械手抓取探针；

人手控制机械手运动插针；

人手动控制机械手到探针孔上方，通过AOI光学检测方法，分析不同时间下探针距离一侧探针孔壁的距离，当距离小于设定值时则人工控制机械手远离孔壁，当距离大于设定值时，则人工控制机械手靠近孔壁，进行位移插针运动；

每走一步成功，反馈给PC控制模块；

设定刚才成功的一步为插针移动步；

插好针后，把所有插针移动步拟合成所述标准插针路径。