Изучение принципа работы установки "Зонд-5А" и её использования для контроля электрических параметров интегральных микросхем, страница 3

Автомат "Зонд-5А". Автомат "Зонд-5А" предназначен для контактирования при межоперационном  контроле параметров интегральных структур на подложке с максимальным размеров контактной площадки 80x80 мм.

            Основные параметры автомата:

1.  Режим работы - наладочный автоматический.

2.  Кинематическая производительность  при шаге координатного стола 1мм - до 35000 цикл/час.

3.  Количество устанавливаемых зондовых головок - 60.

4.  Количество маркирующих головок – 4.

5.  Ход координатного стола в рабочей зоне - 120х120 мм.

6.   Диапазон регулирования шага перемещений предметного стола с дискретностью 0.01мм  -  0,5……9,99мм.

7.  Погрешность перемещения координатного стола  ± 0,012 мм.

8.  Максимальная скорость перемещения - 40 мм/с.

9.  Высота подъема предметного стола  -  0,3 ± 0,02 мм.

10.  Непараллельность рабочей поверхности координатного стола относительно плоскости его перемещения - не более  ± 0,001 мм.

11.  Наименьшее расстояние между двумя соседними зондами – 0,3мм

12.  Электрическое сопротивление изоляции  между измерительными цепям головок – не менее 5х109 Ом.

Назначение

1 Автомат  предназначен для контактирования при межоперационном контроле параметров интегральных микроструктур и полупроводниковых приборов на полупроводниковой подложке с минимальным размером контактной площадки 80х80мкм.

2 Питание автомата осуществляется от сети переменного тока напряжение 220±22 В частотой 50 Гц.при качестве электроэнергии по ГОСТ 13109-67.

3 Для эксплуатации автомата к нему должна подводиться  вакуумная магистраль с абсолютным  давлением 33300 Па   

Назначение и составления части блоков и узлов, входящих в структурную схему:

            Панель управления 5 предназначена для размещения основных органов оперативного управления автоматом.

Сюда входят:

- переключатель режимов работы: "НЕПРЕРЫВНО", "ОРИЕНТИР.", "МЕДЛЕННО", "ОЧЕНЬ МЕДЛЕННО", "ШАГ", "АВТОМАТИЧ.", "ВНЕШН. УПРАВЛ.";

-  переключатели "ПУСК" выбора направления по осям "X" и  "Y";  

-  кнопка "СТОП" прерывающая работу автомата в режимах "АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ"  и "ВНЕШНЕЕ УПРАВЛЕНИЕ";

-  переключатель "I-2 СКОР." при помощи которого можно выбрать скорости перемещения предметного столика 10 мм/с и 40мм/с:

в режиме "ОРИЕНТИРОВАНИЕ" по оси "X" с управлением по оси "Y" в режиме "МЕДЛЕННО" ;

в режиме "АВТОМАТИЧ" и "ВНЕШНЕЕ УПРАВЛЕНИЕ" по оси  "X" и  Y";

- кнопка "Z-ПОДЪЁМ" для поднятия предметного столика , а при последующем нажатии на неё его пускания;

-  кнопка "КОНТРОЛЬ МАРКЕРА" для проверки и наладки маркирующих головок.

            Блок управления 4 содержит в себе "БЛОК ЭЛЕКТРОННЫЙ", "БЛОК ПИТАНИЯ" и вспомогательные органы:

 управления -"СЕТЬ" (вкл./выкл.), "МИКРОСКОП" (вкл./выкл.), регулирование шага перемещения координатного стола с дискретностью 0,01 мм: "Х-ось" и "У-ось", установка на программном переключателе   "Х-дополнительный шаг" число шагов за край пластины;

 сигнализации - "ОКОНЧАНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ", "Х-ось направление← →" и "У-ось направление ↓ ↑" и т.д.

Манипулятор. Манипулятор предназначен для перемещения стола предметного по осям Х и У с высокой степенью точность. Он состоит из верхний1 и нижний 2 кареток, которые перемещаются по призматическим направляющим Х и У от шаговых двигателей. Питание шаговых двигателей в режимах "МЕДЛЕННО" и "ОЧЕНЬ МЕДЛЕННО" осуществляется от генератора низкой частоты 10-16 Гц.  Ограничение хода кареток осуществляется микровыключателями. Блокировка пуска  шаговых двигателей запрещает работу по перемещению при поднятом столе.

Столик предметный  предназначен для закрепления  и вертикального перемещения проверяемой пластины и крепится к верхней каретке манипулятора.

Проверяемая пластина (плата) устанавливается на столлик и закрепляется вакуумом в полости А.

 Ориентирование производится поворотом щитка  в пределах 15 градусов. Фиксация поворотной части предметного стола от произвольного разворота осуществляется вакуумом в полости В.

 Перемещение столика вверх (по оси Z) от электромагнита. Величина хода столика  не более 0,3мм регулируется выставлением упора. Для предотвращения жесткого удара проверяемой пластиной о зонды служит воздушный демпфер и резиновый амортизатор. Верхнее и нижнее положение стола регистрируется  перекрытием оптической цепи "ИК-светодиод – фотодиод".

Держатель головок предназначен для закрепления контактирующих устройства, маркеров, датчиков края, розеток, жгута и вилок зондовых цепей. В качестве датчика края используется контактирующее устройство с электрически изолированным зондом. При подъеме столика пластина перемещает зонд вверх и при этом размыкает контакты датчика края. Если при подъеме столика не происходит размыкания контактов,  значит  датчик края находится за краем пластины. Наличие пластины сигнализируется лампой "ДАТЧИК".

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ.

            1. Установите на держателе необходимые контактирующие устройства и  маркеры. Подсоедините штепсели устройств контактирующих к розеткам и вилки маркеров к розетке 1П, 1Л или 2П, 2Л.

            2 Установите на столик предметный и закрепите  проверяемую пластину, включив клапан "Фиксация пластины" (в лабораторном варианте вакуум отсутствует),  и  осторожно, чтобы не повредить зонды, опустите держатель в нижнее положение; механизм перемещений  9 (рис 1) заранее установите в положение , соответствующее верхнему рабочему положению держателя .

            3. Включите питание автомата тумблером "Сеть" и подсветку оптической головки  (микроскопа) тумблером "Освещение", установите головку микроскопа в рабочее положение.

            4. Кнопкой "Z-подъем" поднимите столик предметный и , наблюдая через оптическую головку , опустите держатель  с помощью механизма перемещений  (вращая лимб по часовой стрелке) до касания  зондами  поверхности  проверяемой пластины (платы).