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平移式测试分选机(俗称 “龙门式 / 直线式”)是半导体后道大尺寸、重芯片、长测试时间、三温测试的主流分选方案,靠高精度直线机械臂 + 多工位并行完成取放与测试,主打高定位精度、强温控能力、大产品兼容度,与转塔式形成明确分工。
一、核心原理与流程
原理:采用X/Y/Z 三轴直线运动平台(龙门结构),真空吸嘴阵列从 Tray 盘取料,水平平移至测试工位,完成电测 / 温控 / 视觉后,再平移至分选 / 收料区;多工位并行,适合 ** 测试时间长(>200ms)** 的场景。
标准流程:
Tray 上料:堆叠 Tray 盘自动供料→视觉定位
取料平移:机械臂真空吸取→高速平移至测试站
三温测试:常温 / 高温(150℃)/ 低温(-55℃)电测,ATE 并行
视觉复检:2D/3D 外观、打标校验
分选下料:按 Bin 等级分类→良品 / 不良品 Tray 收料
二、机械结构(五大核心)
龙门运动平台(核心)
X 轴:双边直线电机 / 伺服驱动,定位精度 ±2–5 μm,行程长
Y 轴:横梁跨梁设计,高刚性,负载 5–20 kg(适配大芯片)
Z 轴:独立伺服,精密浮动头,测压 50–120 kgf,防压伤
吸嘴模组:2/4/8/16 嘴阵列,间距可调,适配2×2–110×110 mm芯片
三温测试站(差异化关键)
温控范围:-55℃~+150℃(车规 / 功率器件必备)
控温精度:TJ±2℃,TC±1℃,预温盘 ±3℃
测试座 Socket:高耐磨、高频(支持 10Gbps+),适配 BGA/QFN/LGA/DFN
上下料模组
Tray 盘堆叠:自动升降,容量 20–50 盘,支持200–300 mm 大尺寸 Tray
双轨并行:上料 / 下料独立,减少等待,提升效率
视觉系统
上料定位:CCD + 视觉算法,纠偏 ±5 μm
测试后复检:6 面外观、引脚翘曲、打标清晰度,AI 不良识别
分选收料
多 Bin 分类:最多 16 个分类仓,按电性 / 外观等级分选
良品 / 不良品隔离:自动区分,防混料
三、关键参数(行业主流)
| 参数 | 典型值 | 说明 |
|---|---|---|
| 测试工位 | 4/8/16 Site | 并行测试数,越多效率越高 |
| 产能 UPH | 6K–15K | 长测时(>500ms)首选,短测时弱于转塔 |
| 定位精度 | ±2–5 μm | 高于转塔(±5–10 μm),适配高精度封装 |
| 芯片尺寸 | 2×2–110×110 mm | 兼容 BGA/QFN/LGA/DFN/ 功率器件 |
| 温控能力 | -55℃~+150℃ | 三温全工况,车规 AEC-Q100 必备 |
| 测压力 | 50–120 kgf | 精密浮动,防压伤芯片 |
| 良率 | ≥99.98% | 低碎片、低掉料,适配高价值芯片 |
四、平移式 vs 转塔式(核心差异)
| 维度 | 平移式(龙门) | 转塔式(转盘) |
|---|---|---|
| 适合芯片 | 大尺寸(>6×6 mm)、重、长测时 | 小尺寸(1×1–6×6 mm)、轻、短测时 |
| 产能 UPH | 6K–15K(长测时优) | 30K–60K(短测时碾压) |
| 定位精度 | ±2–5 μm(更高) | ±5–10 μm |
| 温控能力 | 三温(-55℃~150℃)强 | 常温 / 高温为主,低温弱 |
| 封装适配 | BGA/QFN/LGA/ 功率 / SiP | SOT/SOD/DFN/QFN(小) |
| 设备占地 | 大(龙门结构) | 小(环形紧凑) |
| 成本 | 高(高精度 + 三温) | 中(标准化量产) |
| 市场占比 | ~47%(先进封装增长快) | ~43%(成熟稳定) |
五、典型应用场景
先进封装:BGA、LGA、QFN(10×10 mm+)、2.5D/3D IC、Chiplet
功率半导体:SiC/GaN MOSFET、IGBT、车规功率模块(三温 + 高可靠)
AI / 大算力芯片:HBM、GPU、CPU(大尺寸、多 IO、长测时)
车规电子:AEC-Q100 Grade 0(-40℃~150℃)、高可靠分选追溯
传感器 / 光电子:CMOS 图像传感器、MEMS、激光雷达芯片(高精度 + 低应力)