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平移式测试分选机-方案架构

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平移式测试分选机-方案架构

文件为韩国工程师设计,STP格式,可以用来做方案和产品介绍参考!标准化设计


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

  1. Tray 上料:堆叠 Tray 盘自动供料→视觉定位

  2. 取料平移:机械臂真空吸取→高速平移至测试站

  3. 三温测试:常温 / 高温(150℃)/ 低温(-55℃)电测,ATE 并行

  4. 视觉复检:2D/3D 外观、打标校验

  5. 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)

  1. 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 UPH6K–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 UPH6K–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 / SiPSOT/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)


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