1989 г., СССР,
г. Рига, Завод «Эллар»
Назначение
Автомат «Зонд-5А» предназначен для контактирования при межоперационном контроле параметров интегральных структур на подложке с максимальным размеров контактной площадки 80×80 мм.
История
Автоматы «Зонд-А1», «Зонд-А4», «Зонд-А4М» и «Зонд-А5» выпускались на заводе «Эллар» в городе Рига Латвийской СССР в 1970-е и 1980-е годы.
В научно-популярном журнал в Латвийской ССР — «Зинатне ун Техника» от 01.08.1970 была опубликована фотография автомата «Зонд-А1» с подписью:
Rīgas mašīnbūves un instrumentu rūpnīca radīts automāts, kas mēra elektriskos parametrus, kā arī marķē vai brāķē tranzistoru struktūras un integrālās shēmas. Tos var lietot visdažādāko elektrisko aparātu radīšanā.
Перевод: Рижский машиностроительный и инструментальный завод создал автомат, который измеряет электрические параметры, а также маркирует полупроводниковые структуры и интегральные схемы. Их можно применять при создании самых разнообразных электрических аппаратов.
На предприятиях электронного приборостроения СССР автоматы «Зонд-А4М» и «Зонд-А5» получили широкое распространение.
Технические характеристики
- Режим работы — наладочный автоматический.
- Кинематическая производительность при шаге координатного стола 1мм — до 35000 цикл/час.
- Количество устанавливаемых зондовых головок — 60.
- Количество маркирующих головок – 4.
- Ход координатного стола в рабочей зоне — 120х120 мм.
- Диапазон регулирования шага перемещений предметного стола с дискретностью 0.01мм — 0,5……9,99мм.
- Погрешность перемещения координатного стола ± 0,012 мм.
- Максимальная скорость перемещения — 40 мм/с.
- Высота подъема предметного стола — 0,3 ± 0,02 мм.
- Непараллельность рабочей поверхности координатного стола относительно плоскости его перемещения — не более ± 0,001 мм.
- Наименьшее расстояние между двумя соседними зондами – 0,3мм
- Электрическое сопротивление изоляции между измерительными цепям головок – не менее 5х109 Ом.
Конструкция
Панель управления
На панели для размещены следующие основные органы оперативного управления автоматом:
- 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
Блок управления состоит из следующих узлов: «БЛОК ЭЛЕКТРОННЫЙ», «БЛОК ПИТАНИЯ» и вспомогательные органов управления и сигнализации:
- тумблер «СЕТЬ» (вкл./выкл.)
- тумблер «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;
- лампа «ОКОНЧАНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ»,
- лампы «Х-ось направление← →» и
- лампы «У-ось направление ↓ ↑» и т.д.
Манипулятор
Манипулятор предназначен для перемещения стола предметного по осям Х и У с высокой степенью точности. Он состоит из верхней 1 и нижней 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).
5. Опустите столик предметный кнопкой «Z-подъем»(повторное нажатие кнопки приводит к опусканию столика), включите режим «Ориентирование», выберите желаемую скорость (1 или 2). Переключателем «Х» включите манипулятор и, наблюдая через оптическую головку, поворотом щитка столика добейтесь параллельного, относительно оси «Х» перемещения подложки микросхем. Зафиксируйте столик предметный клапаном «Фиксация столика»(так как вакуум отсутствует постарайтесь больше не касаться щитка столика).
6. Переключите режим работы автомата на «Медленно» или «Очень медленно», выставьте контролируемую пластину относительно зондов так, чтобы зонды совпадали с контактными площадками, манипулируя переключателями «Х» и «У».
7. При помощи регулировочных винтов головки совместите зонды с контактными площадками, обеспечив одновременное касание всех зондов в пределах 10 мкм (1 деление на лимбе механизма перемещения). В лабораторной работе эту операцию выполняет лаборант или преподаватель.
8. Опустите предметный столик кнопкой «Z-подъем», опустите держатель с помощью механизма перемещений на 60…80 мкм (1 деление лимба- 10 мкм).
При подъеме предметного столика убедитесь в срабатывании датчика края по загоранию лампы «Датчик края» (в лабораторном макете датчик края отсутствует и загорание лампы не происходит).
Пункты 9, 10 и 11 в лабораторной работе не выполняются:
9. Выставьте маркеры на проверяемую микросхему. При применении двух маркеров один следует устанавливать на предыдущую, а другой на последующую микросхему по отношению к проверяемой. Проверьте положение и размер маркированного пятна, совместив бачок маркера с негодной микросхемой, нажав кнопку «Контроль маркера» (в лабораторном макете маркеры отсутствуют).
10. В режиме «Непрерывно» установите столик с проверяемой пластиной в начальное положение. Установите переключатель рода работ в положение «Автоматический».
11. При первичном использовании зондов, в целях ускорения приработки контактирующих поверхностей и удаления окисных пленок рекомендуется произвести в режиме «Самоконтроль» пятиминутную наработку зондов, выставленных на чистую германиевую или кремниевую пластину, смоченную спиртом, при шаге 0,5 мм.
Для удобства проверки и наладки устройства «Зонд-5А»служит переходная плата 4.135.252 , входящая в комплект ЗИП.
12.Опытным путем подберите шаг перемещения столика по оси «У», чтобы зонды попадали на соответствующие контактные площадки пластины (платы), при одном нажатии на кнопку пуск «У-ось направление ↓ ↑». Контроль правильности выбранного шага осуществлять по наличию измерения сопротивления прибором Е7-13 при поднятии столика.
13.Аналогично подберите шаг перемещения столика по оси «Х», чтобы зонды попадали на соответствующие контактные площадки второго сегмента ИМС на пластине (плате), при нажатии на кнопку пуск «Х-ось направление← →». Ввиду большой величины линейных размеров фрагмента подбор перемещения выполняется за 2-3 шага.
Литература
- Материалы сайта forum.myriga.info
- ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРИЕМОЧНОГО КОНТРОЛЯ ИМС. Материал сайта studfiles.