一种用于3d mems探针网清洗工序的固定夹持装置
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种用于3d mems探针网清洗工序的固定夹持装置。


背景技术：

2.探针卡是晶圆测试中被测芯片和测试机之间的接口，主要应用于芯片分片封装前对芯片电学性能进行初步测量，并筛选出不良芯片后，再进行之后的封装工程。探针卡按结构类型分为：刀片针卡，悬臂针卡，垂直针卡，膜式针卡和mems针卡，探针卡的主体为pcb板，pcb板上设有多个探针。
3.为了提高通道容量、适应更细微间距、更高针数，目前高端测试领域主要采用mems探针。采用mems探针有利于制作高脚数探针卡，可以适合高针数 (10k~30k pins/卡)、高电流及高探针压缩行程的测试需求。并且能保持绝佳稳定度及极低测试刮痕，在极窄间距的晶圆测试上，也仅产生极小刮损痕迹，进而有效增加耐用度并降低换针频率。
4.为了满足不同芯片测试需求，设计了3d mems探针卡，参见附图11所示，为一3d mems探针结构，包括探针28和探针座29。考虑成本、加工工艺等条件，在mems加工过程中3d mems探针设计为相互连接结构，形成一整张由多个3d mems探针组成的3d mems探针网16，参见附图10所示，根据该径尺寸不同，通常为6寸、8寸或者12寸的3d mems探针网。再对3d mems探针网进行清洗，以去除3d mems探针表面的化学药剂。烘干后再对3d mems探针网进行分切，得到多个单独的3d mems探针，再将3d mems探针组装到pcb板上，形成芯片测试所需的mems探针卡。
5.其中，在清洗工序中，因3d mems探针不同于2d mems探针，其探针部厚度方向的截面尺寸为变化的，所以需要考虑三个方向的表面清洁度，且3d mems探针网已经从原来硅片上脱离成单独的网。3d mems探针网具有尺寸大（6寸、8寸、12寸）、厚度小（50微米左右）、质量轻、易弯折等特点。若直接清洗，其边缘不固定住，容易造成3d mems探针网弯折、褶皱变形，从而导致网中的探针弯折报废。基于以上情况，需要先对3d mems探针网进行固定，然后再进行清洗。但是，目前仍未开发出在清洗工序中，用于固定3d mems探针网的装置。
6.有鉴于此，针对3d mems探针网清洗工序如何设计一种能保证3d mems探针网不弯折、不变形、不褶皱的固定夹持装置是本发明研究的课题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种用于3d mems探针网清洗工序的固定夹持装置。
8.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于3d mems探针网清洗工序的固定夹持装置，所述装置包括一上盖板和一下底板。
9.所述上盖板开设有上下贯穿的第一通孔，该第一通孔的下端面盖设固定有一上纱网；所述第一通孔内设有一上直线轴承，所述上直线轴承包括第一内圈和第一外圈，所述第
一外圈相对第一通孔的孔壁固定；所述第一通孔内还嵌有一上顶圈，该上顶圈位于上直线轴承的第一内圈的上方，上顶圈的下端设有一抵压作用于第一内圈的第一抵持部；并且，所述上顶圈的外周面上还设有外螺纹，而所述第一通孔的内壁上设有相配的内螺纹，上顶圈通过其外螺纹与第一通孔的内螺纹配合，构成所述上顶圈相对上盖板的上下位置可调的结构。
10.所述下底板开设有上下贯穿的第二通孔，该第二通孔的上端面盖设固定有一下纱网；所述第二通孔内设有一下直线轴承，所述下直线轴承包括第二内圈和第二外圈，所述第二外圈相对第二通孔的孔壁固定；所述第二通孔内还嵌有一下顶圈，该下顶圈位于下直线轴承的第二内圈的下方，下顶圈的上端设有一抵压作用于第二内圈的第二抵持部；并且，所述下顶圈的外周面上还设有外螺纹，而所述第二通孔的内壁上设有相配的内螺纹，下顶圈通过其外螺纹与第二通孔的内螺纹配合，构成所述下顶圈相对下底板的上下位置可调的结构。
11.所述上盖板与所述下底板相盖合，且所述第一通孔与所述第二通孔相对位，所述上纱网与所述下纱网临近，两者之间形成一用于放置3d mems探针网的间隙；当上顶圈向下旋动，带动所述第一内圈下移与所述上纱网抵持，使所述上纱网绷紧；当所述下顶圈向上旋动，带动所述第二内圈上移与所述下纱网抵持，使所述下纱网绷紧。
12.上述技术方案中的有关内容解释如下：1.上述方案中，装配过程为：将上纱网固定在上盖板第一通孔的下端面，将上直线轴承从上到下套接于第一通孔内，且第一外圈固定在第一通孔的孔壁上。再将上顶圈从上到下螺纹安装于第一通孔内，向下旋动上顶圈，上顶圈下端的第一抵持部下压作用在第一内圈上，迫使第一内圈下移去抵压上纱网，使上纱网向下绷紧。
13.将下纱网固定在下底板第二通孔的上端面，将下直线轴承从下到上套接于第二通孔内，且第二外圈固定在第二通孔的孔壁上。再将下顶圈从下到上螺纹安装于第二通孔内，向上旋动下顶圈，下顶圈上端的第二抵持部上顶作用在第二内圈上，迫使第二内圈上移去顶压下纱网，使下纱网向上绷紧。
14.在下纱网上平铺3d mems探针网，再将上盖板与下底板对应盖合，3d mems探针网位于上纱网和下纱网形成的间隙内。
15.再进行清洗工序，洗涤水流经上纱网和下纱网上的网格，对两纱网之间的3d mems探针网进行洗涤。
16.2.上述方案中，所述第一外圈相对第一通孔的孔壁固定，所述第二外圈相对第二通孔的孔壁固定，固定第一外圈和第二外圈的方式有多种，可以采用在第一通孔和第二通孔内设置限位部，也可以采用紧固件等方式固定。
17.3.上述方案中，所述上纱网与所述下纱网临近，目的使上纱网和下纱网形成的间隙小，3d mems探针网被包裹在上下两层纱网中。因3d mems探针网的厚度较小（50微米左右），若两纱网间隙太大，则探针网容易移动，导致褶皱变形。
18.4.上述方案中，上下纱网正常为松弛状态，由于清洗过程中水流、气流需要对3d mems探针网上下两面施加力的作用，松弛状态下的纱网会变形甚至挤压3d mems探针网，导致3d mems探针网褶皱、探针折弯报废。本技术方案采用上顶圈和上直线轴承、下顶圈和下直线轴承分别形成一张紧结构，各顶圈的抵持部分别作用到对应的直线轴承内圈，迫使对
应的内圈位移去抵压对应的纱网，纱网受内圈的牵引力作用而张紧。防止清洗过程中上下纱网变形，从而导致3d mems探针网在水流、气流的冲击下变形。
19.5.上述方案中，上顶圈与第一通孔螺纹旋接，下顶圈与下底板螺纹旋接，通过旋转上下两顶圈，使其发生位移，采用旋动上下位移的方式即可以保证顶圈是平行地上下位移，防止纱网面上受力不均导致倾斜松垮，保证网格纱网均匀紧绷，两网格纱网相互平行，也可以控制两顶圈的上下位移速度，防止位移速度太快，使纱网崩毁。
20.6.上述方案中，在上顶圈与上纱网之间设置上直线轴承，在下顶圈与下纱网之间设置下直线轴承，将两顶圈的旋转力传递给对应直线轴承的内圈，转化为内圈位移的推力，防止顶圈的旋转力直接作用在纱网上，使接触面上的纱网受旋转力导致破损。
21.7.上述方案中，所述第一通孔与所述第二通孔的内壁上均设有一圈径向内凸的限位部。所述限位部为一圈环形凸台。
22.8.上述方案中，所述第一抵持部和所述第二抵持部均为一环形凸圈。
23.9.上述方案中，所述上直线轴承还包括第一滚珠，所述第一滚珠位于所述第一外圈与所述第一内圈之间，所述第一外圈和所述第一内圈通过第一滚珠活动连接；所述下直线轴承还包括第二滚珠，所述第二滚珠位于所述第二外圈与所述第二内圈之间，所述第二外圈和所述第二内圈通过第二滚珠活动连接。
24.10.上述方案中，所述装置还包括上压圈和下压圈，所述上纱网夹持于所述上压圈与所述第一通孔的下端面之间；所述下纱网夹持于所述下压圈与所述第二通孔的上端面之间。
25.11.上述方案中，还包括十字拧把，所述上顶圈和所述下顶圈的内壁开设有对应所述十字拧把的凹槽，所述十字拧把卡接在所述凹槽中，装配所述上顶圈和所述下顶圈时，转动所述十字拧把促使其位移，进而带动所述上顶圈和所述下顶圈位移。由于顶圈尺寸大，但是其上下移动时，周部需要同时进行，不可以倾斜，可以通过十字拧把实现。
26.12.上述方案中，所述上盖板设有上耳朵，所述下底板设有下耳朵，所述上耳朵与所述下耳朵均开设有螺纹孔，通过螺丝将所述上耳朵与所述下耳朵固定连接。
27.13.上述方案中，所述第一通孔的下端面与所述上纱网的接触面上设有第一铁氟龙层；所述第二通孔的上端面与所述下纱网的接触面上设有第二铁氟龙层。铁氟龙增加上盖板与上纱网、下底板与下纱网之间的接触摩擦力，使网格纱网在绷紧时不滑动。
28.14.上述方案中，所述下底板的边部设有定位衬板。通过定位衬板实现快速定位。
29.本发明工作原理是：3d mems探针网位于上下纱网形成的间隙中，且上下纱网临近，3d mems探针网包覆于上下两纱网之间。洗涤水流经纱网上的网格，对两纱网之间的3d mems探针网进行洗涤。
30.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：1、本发明将3d mems探针网夹持于上下两层纱网之间，对3d mems探针网进行固定，防止清洗过程3d mems探针网在水流、气流的冲击下移动，发生褶皱变形。
31.2、本发明采用上顶圈和上直线轴承、下顶圈和下直线轴承分别形成一张紧结构，各顶圈的抵持部分别作用到对应的直线轴承内圈，迫使对应的内圈位移去抵压对应的纱网，纱网受内圈的牵引力作用而张紧。防止清洗过程中上下纱网变形，从而导致3d mems探针网在水流、气流的冲击下变形。
32.3、本发明采用上顶圈与第一通孔螺纹旋接，下顶圈与下底板螺纹旋接，通过旋转上下两顶圈，使其发生位移，采用旋动上下位移的方式即可以保证顶圈是平行地上下位移，防止纱网面上受力不均导致倾斜松垮，保证网格纱网均匀紧绷，两网格纱网相互平行，也可以控制两顶圈的上下位移速度，防止位移速度太快，使纱网崩毁。
33.4、本发明在上顶圈与上纱网之间设置上直线轴承，在下顶圈与下纱网之间设置下直线轴承，将两顶圈的旋转力传递给对应直线轴承的内圈，转化为内圈位移的推力，防止顶圈的旋转力直接作用在纱网上，使接触面上的纱网受旋转力导致破损。
附图说明
34.附图1为本发明实施例固定夹持装置的爆炸图；附图2为本发明实施例固定夹持装置装配完成的立体图；附图3为本发明实施例固定夹持装置装配完成的剖视图；附图4为本发明实施例固定夹持装置的上顶圈未下压的剖视图；附图5为本发明实施例固定夹持装置的上顶圈下压后的剖视图；附图6为本发明实施例固定夹持装置的上盖板的结构示意图；附图7为本发明实施例固定夹持装置的下底板的结构示意图；附图8为本发明实施例下直线轴承的第二内圈未移动的结构示意图；附图9为本发明实施例下直线轴承的第二内圈移动后的结构示意图；附图10为3d mems探针网的结构示意图；附图11为3d mems探针网上单个探针单元的结构示意图。
35.以上附图中：1、上盖板；2、下底板；3、第一通孔；4、上纱网；5、上直线轴承；6、第一内圈；7、第一外圈；8、上顶圈；9、第一抵持部；10、第二通孔；11、下纱网；12、下直线轴承；13、第二内圈；14、第二外圈；15、下顶圈；16、3d mems探针网；17、限位部；18、第二滚珠；19、上压圈；20、下压圈；21、十字拧把；22、凹槽；23、上耳朵；24、下耳朵；25、螺纹孔；26、定位衬板；27、第二抵持部；28、探针；29、探针座。
具体实施方式
36.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：实施例：参见附图1~3所示，一种用于3d mems探针网清洗工序的固定夹持装置，所述装置包括一上盖板1和一下底板2。
37.参见附图6所示，所述上盖板1开设有上下贯穿的第一通孔3，该第一通孔3的下端面盖设固定有一上纱网4；所述第一通孔3内设有一上直线轴承5，所述上直线轴承5包括第一内圈6和第一外圈7，所述第一外圈7相对第一通孔3的孔壁固定；所述第一通孔3内还嵌有一上顶圈8，该上顶圈8位于上直线轴承5的第一内圈6的上方，上顶圈8的下端设有一抵压作用于第一内圈6的第一抵持部9；并且，所述上顶圈8的外周面上还设有外螺纹（图中未画出），而所述第一通孔3的内壁上设有相配的内螺纹（图中未画出），上顶圈8通过其外螺纹与第一通孔3的内螺纹配合，构成所述上顶圈8相对上盖板1的上下位置可调的结构；所述上直线轴承5还包括第一滚珠，所述第一滚珠位于所述第一外圈7与所述第一内圈6之间，所述第
一外圈7和所述第一内圈6通过第一滚珠活动连接。所述第一通孔3的下端面与所述上纱网4的接触面上设有第一铁氟龙层（图中未画出）。
38.参见附图7所示，所述下底板2开设有上下贯穿的第二通孔10，该第二通孔10的上端面盖设固定有一下纱网11；所述第二通孔10内设有一下直线轴承12，参见附图8~9所示，所述下直线轴承12包括第二内圈13和第二外圈14，所述第二外圈14相对第二通孔10的孔壁固定；所述第二通孔10内还嵌有一下顶圈15，该下顶圈15位于下直线轴承12的第二内圈13的下方，下顶圈15的上端设有一抵压作用于第二内圈13的第二抵持部27；并且，所述下顶圈15的外周面上还设有外螺纹（图中未画出），而所述第二通孔10的内壁上设有相配的内螺纹（图中未画出），下顶圈15通过其外螺纹与第二通孔10的内螺纹配合，构成所述下顶圈15相对下底板2的上下位置可调的结构；所述下直线轴承12还包括第二滚珠18，所述第二滚珠18位于所述第二外圈14与所述第二内圈13之间，所述第二外圈14和所述第二内圈13通过第二滚珠18活动连接。所述第二通孔10的上端面与所述下纱网11的接触面上设有第二铁氟龙层（图中未画出）。
39.所述第一通孔3与所述第二通孔10的内壁上均设有一圈径向内凸的限位部17。所述限位部17为一圈环形凸台。所述第一抵持部9和所述第二抵持部27均为一环形凸圈。所述下底板2的边部设有定位衬板26。
40.所述装置还包括上压圈19和下压圈20，所述上纱网4夹持于所述上压圈19与所述第一通孔3的下端面之间；所述下纱网11夹持于所述下压圈20与所述第二通孔10的上端面之间。
41.还包括十字拧把21，所述上顶圈8和所述下顶圈15的内壁开设有对应所述十字拧把21的凹槽22，所述十字拧把21卡接在所述凹槽22中，装配所述上顶圈8和所述下顶圈15时，转动所述十字拧把21促使其位移，进而带动所述上顶圈8和所述下顶圈15位移。
42.所述上盖板1设有上耳朵23，所述下底板2设有下耳朵24，所述上耳朵23与所述下耳朵24均开设有螺纹孔25，通过螺丝将所述上耳朵23与所述下耳朵24固定连接。
43.所述上盖板1与所述下底板2相盖合，且所述第一通孔3与所述第二通孔10相对位，所述上纱网4与所述下纱网11临近，两者之间形成一用于放置3d mems探针网16的间隙；参见附图4~5所示，当上顶圈8向下旋动，带动所述第一内圈6下移与所述上纱网4抵持，使所述上纱网4绷紧；当所述下顶圈15向上旋动，带动所述第二内圈13上移与所述下纱网11抵持，使所述下纱网11绷紧。
44.装配过程为：将上纱网4固定在上盖板1的第一通孔3的下端面，将上直线轴承5从上到下套接于第一通孔3内，且第一外圈7固定在第一通孔3的孔壁上。再将上顶圈8从上到下螺纹安装于第一通孔3内，转动十字拧把21向下旋动上顶圈8，上顶圈8下端的第一抵持部9下压作用在第一内圈6上，迫使第一内圈6下移去抵压上纱网4，使上纱网4向下绷紧。
45.将下纱网11固定在下底板2的第二通孔10的上端面，将下直线轴承12从下到上套接于第二通孔10内，且第二外圈14固定在第二通孔10的孔壁上。再将下顶圈15从下到上螺纹安装于第二通孔10内，转动十字拧把21向上旋动下顶圈15，下顶圈15上端的第二抵持部上顶作用在第二内圈13上，迫使第二内圈13上移去顶压下纱网11，使下纱网11向上绷紧。
46.在下纱网11上平铺3d mems探针网16，再将上盖板1与下底板2对应盖合，3d mems探针网16位于上纱网4和下纱网11形成的间隙内。
47.装配完成后，再进行清洗工序，洗涤水流经上纱网4和下纱网11上的网格，对两纱网之间的3d mems探针网16进行洗涤。
48.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。