集成电路IC(Integrated Circuit)芯片封装、测试是集成电路制造过程的一个重要环节。随着芯片加工工艺日趋繁难,以及人们对集成电路品质的日益重视,测试计量已成为集成电路产业中一个不可或缺的独立环节。手动探针测试仪已成为对芯片及晶片电路进行参数和功能测试的主要测试设备,在国内外已有较长时间的研究和应用。随着IC集成度的提高,测试点数量的增加、尺寸的微型化、密度的增大、以及规模生产和某些敏感元器件测试的需要,对手动探针台的精度、运行速度、使用功能、探测能力、软件接口、工作可靠性、自动化程度以及对被测器件的无损测试要求等等,都提出了严格的新要求。国家计量研究院电磁室现有的手动探针仪用于测量微电子电路的微波阻抗,并作为国内该领域基准溯源类的国家级仪器,可见对该仪器的自动化改造具有重要的社会效益和经济效益。手动探针仪的应用具有很大的缺欠,甚至成为提高测试精度的瓶颈。①在测试开始阶段,首先要把仪器的三触针触头在高倍率显微镜影像的引导下在X-Y坐标平面对准被测晶片上的三个被测端点,然而Z方向是否可靠接触,还需上下移动触头,并在专用纯金试板上划出测试痕迹,以判断是否接触可靠,才能进行测量读数;②第一点测试完后,需移动到第二点重复上述调整过程,因此效率极低,难保测量的一致性;③由于没有统一的坐标系,如果要求双触头对径测量,则调整起来更加困难;④对于大规模集成电路的众多测试点,这样的操作,必然会有遗漏。可见手动仪器的应用不仅劳动强度大,而且效率极低,精度难以保证。论文提出了以光栅数字系统组成双三维位移滑台,建立统一的坐标系,在步进电机的驱动下,按被测微电子电路的规定点位进行自动定位与测量;同时应用先进的视觉技术在垂直于显微镜光路方向监视三触针对晶片的接触状态;论文的首次论述了高精度导轨位移中的微小角度误差(pitch、rollandraw)对触针可靠定位接触的影响关系,从而为设计双三维滑台奠定了理论基础;这样在VC++软件的控制下,实现了手动探针仪的自动化改造。经初步实验调试达到了预定目标。