探測器和使用探測器的測試設備的制作方法

專利名稱：探測器和使用探測器的測試設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一用于測試設備的探測器及一使用所述探測器的測試設備。
背景技術：
在典型的生產線中，為了評估諸如半導體裝置和顯示器面板的被測設備(下文稱為“DUT”)的電性能，一用于傳送所述DUT并將其移動到一測量位置的稱為探測器的設備與一測試器一起使用。此探測器具有一能夠沿四個軸(即，在x、y和z方向上的三個軸及一個旋轉θ軸)移動以適當地執行DUT的傳送和將其移動到所述測量位置的機構。
常規來說，許多商業上可獲得的探測器已被設計成具有微米數量級的定位精度。然而，隨著近年來的半導體的小型化，產生了對具有亞微米數量級的定位精度的探測器的需求。因此，現在使用稱為“伺服電動機”或“伺服放大器”的使用反饋控制的的組件。
通常，可獲得兩種類型的伺服電動機，即，AC(交流電流)和DC(直流電流)電動機。高速運轉、歸因于換向器和電刷而不產生灰塵和并不需要較少維護的AC伺服電動機主要用于半導體工廠。在將低AC電壓電源轉換到DC后，硅控整流器、MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)或IGBT(絕緣柵雙極晶體管)用于將三相高頻PWM(脈寬調制)反相器自幾百赫茲切換至幾萬赫茲，且導致自所述反相器之輸出用以驅動所述伺服電動機。
也就是說，從三相AC電源轉換到DC并轉換回AC的功率用于驅動所述AC伺服電動機。因為從DC到AC的再轉換通過使用反相器執行，所以可能產生相對較大的噪音。此噪音可能影響放置在探測器的卡盤臺上的DUT的測量(電壓/電流/電阻/電荷)的精度。
在一其探針與一DUT接觸的探測器中，為評估其性能，在探測器中使用一相對較大的電流來產生高電壓以驅動電動機。因此，從切換裝置產生的噪音的影響相當大，且測量設備的性能不能被充分利用。
對于半導體裝置的測量來說，隨著近年來的半導體的小型化，產生了對使用毫微微安數量級的電流和微伏數量級的電壓的測量設備的需求。另外，對于平板顯示器(FPD)的測量來說，需要實施用于測量保持于通常具有1pF或更少電容的存儲電容器中的電荷的微電荷測量和用于通常超過100,000的巨量像素的高速測量。
因為諸如常規LCD(液晶顯示器)面板或有機EL(電致發光)面板等顯示器面板是通過在絕緣體玻璃上生長硅制造而成，所以用于測試顯示器面板的顯示器面板探測器原則上被設計成適于SOI(絕緣層上硅)結構。因此，不需要向所述絕緣體玻璃施加電位，并且實質上，認為地面電位足夠用于卡盤電位。結果，并不特殊考慮噪音對測量的影響，且因此未對卡盤及其屏蔽結構采取特別措施，如日本未審查專利申請公開案第2001-296547號中的圖8中所示。
然而，近來主要使用大的玻璃襯底以降低顯示器面板的成本，因此有必要考慮襯底大小的影響。舉例來說，因為在非晶硅制程中使用第五代的大的一平米襯底，所以卡盤臺的運轉范圍需要一邊長為3米的正方形區域。當為屏蔽而完全封閉這樣一個大區域時，制造成本增加。
已知的探測器將其機架用作電源、伺服放大器和伺服電動機的電位的參考表面，且還用作地面和用于返回電流的返回路徑。在典型的探測器中，由于成本問題，屏蔽電纜并不用于從伺服放大器到電動機的輸電線。同樣，對于伺服電動機罩殼的電纜抽出部分來說，不可用編織部分被360度屏蔽以消除電磁場的泄露的屏蔽電纜(例如，由接地金屬膜沿縱向環繞的電纜)的探測器。以此方式，因為難以確保對已知探測器的屏蔽，所以為主要干擾分量的高頻AC和DC信號可穿過探測器的機架被反饋到伺服放大器。
另外，襯底大小的增加也必須考慮卡盤的大小的增加的影響。當一絕緣體介于卡盤和地面之間時，相對于卡盤的區域S的雜散電容(對地電容)C由下式表示C＝εr·(S/d)其中εr指示所述絕緣體的材料的介電常數，且d指示卡盤和地面之間的距離。
第七代玻璃襯底具有邊長約為兩米的大小，也就是說，就邊長來說是第五代襯底大小的兩倍，且就雜散電容來說是第五代襯底的四倍大。結果，易于形成噪音可穿過其而引入到卡盤中的路徑。這意味著用于測試的測量設備變得更易受來自其它組件的影響。
另外，因為待測試的顯示器面板比半導體晶圓重，所以對于顯示器面板探測器而不是半導體裝置探測器來說，采用一使用更大驅動電流的卡盤臺驅動電動機。從而，顯示器面板探測器比半導體裝置探測器產生更大量的噪音。
因此，為了達到微電流和微電荷的高速測量，需要一種在測量時受到來自噪音對測量的較小影響的探測器。

發明內容
本發明是為了降低噪音對DUT測量的影響。
本發明提供一種具有一穩定接地配置的探測器，其中所述探測器的機架和電組件彼此絕緣，且所述電組件的DC分量電位接地到一機架接地端子。
更明確地說，本發明一方面提供一探測器，其包括一具有一機架接地端子的機架；一用于放置被測裝置卡盤臺；用于驅動所述卡盤臺的至少一個伺服電動機，每一伺服電動機具有一接地端子；和連接到所述伺服電動機的至少一個伺服放大器，每一伺服放大器具有一接地端子。所述探測器進一步包括上面提供有所述伺服放大器的至少一個第一浮動裝配臺，所述第一浮動裝配臺與所述機架電絕緣并具備一連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子；上面提供有至少一個所述至少一個伺服電動機的至少一個第二浮動裝配臺，每一第二浮動裝配臺與所述機架電絕緣并具備一連接到所述至少一個伺服電動機的每一個的所述接地端子的第二接地端子；一連接所述伺服放大器和所述伺服電動機的屏蔽電纜；一連接所述第一接地端子和所述機架接地端子并連接所述第一接地端子和所述第二浮動裝配臺的第一導線；和一連接所述屏蔽電纜和所述機架接地端子的第二導線。
本發明的另一方面提供一探測器，其包括一具有一機架接地端子的機架；一用于放置被測裝置的卡盤臺；用于驅動所述卡盤臺的至少一個伺服電動機，每一伺服電動機具有一接地端子和一具有第一絕緣部件的軸；和連接到所述伺服電動機的至少一個伺服放大器，每一伺服放大器具有一接地端子。所述探測器進一步包括上面提供有所述至少一個伺服放大器的至少一個第一浮動裝配臺，所述第一浮動裝配臺與所述機架電絕緣并具備一連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子；上面提供有至少一個所述至少一個伺服電動機的至少一個第二浮動裝配臺，每一第二浮動裝配臺與所述機架電絕緣并具備一連接到所述至少一個伺服電動機的每一個的所述接地端子的第二接地端子；一連接所述伺服放大器和所述伺服電動機的屏蔽電纜；一連接所述第一接地端子和所述機架接地端子并連接所述第二浮動裝配臺和所述機架接地端子的第一導線；和一連接所述屏蔽電纜和所述機架接地端子的第二導線。
優選地，所述探測器進一步包括一用于所述至少一個伺服放大器的輸出過濾器，所述輸出過濾器提供于所述伺服放大器和所述伺服電動機之間；和一用于在所述伺服放大器與所述伺服電動機之間通過屏蔽電纜提供連接的金屬連接器，一連接到所述屏蔽電纜的屏蔽的每一金屬連接器的外殼。
優選地，每一金屬連接器由每一屏蔽電纜的所述屏蔽或一編織線實現，所述屏蔽或所述編織線環繞所述屏蔽電纜以在一圓周方向上提供360度屏蔽。
優選地，探測器進一步包括一用于所述伺服放大器的輸入過濾器；一連接所述伺服放大器和所述相應輸入過濾器的第二屏蔽電纜；和一連接所述第二屏蔽電纜和所述機架接地端子的第三導線。
優選地，至少一個所述至少一個伺服放大器包括一具有碳化硅二極管的功率因素校正電路。所述探測器可進一步包括一連接所述機架接地端子和一測試頭罩殼的一接地端子的第四導線。在所述卡盤臺的一表面和所述探測器的噪音流過的部分之間的距離優選地為五厘米或更大，其中所述部分鄰近所述卡盤臺的表面。探測器的噪音流過的部分可包括至少一個所述屏蔽電纜、所述伺服電動機的罩殼、直到第一絕緣部件的所述伺服電動機的軸和所述伺服放大器。
優選地，所述探測器進一步包括一用于支撐所述卡盤臺的支撐部件和一用于支撐所述支撐部件的支撐桌。至少一個伺服電動機的軸可通過一提供于所述軸和另一延伸軸之間的第二絕緣部件而連接到所述另一延伸軸，且所述軸的一金屬部分、所述支撐部件和所述支撐桌可連接到所述機架接地端子。所述至少一個伺服電動機中的一個優選為可向其施加最大負載的電動機。所述伺服放大器可包括一具有一飛輪二極管的切換裝置，其中碳化硅二極管與所述飛輪二極管并聯連接。所述伺服放大器可包括一具有碳化硅二極管的切換裝置。
本發明的又一個方面提供一包括上述探測器的測試設備。
雖然本文將主要描述所述DUT為一顯示器面板的情況，但本發明并不限于此實施例，且還可適用于評估半導體裝置或其類似物的特性。
根據本發明的所述探測器和測試設備，因為提供了配線以降低噪音對用于放置所述DUT的卡盤臺的影響，所以即使測量系統配備了探測器并與其共用，仍可通過降低了的噪音的影響來執行高精度和高速度的測量。此外，減少從所述伺服電動機和伺服放大器產生的噪音進一步有助于改進測量的精度和高速度。


圖1為本發明的一個實施例的探測器的透視圖；
圖2為顯示組成探測器及其導線的部件的示意圖；圖3為顯示探測器的地面配線的系統圖；圖4A為包括飛輪二極管(FWD)的已知典型AC伺服放大器的電路方框圖；圖4B為包括于圖4A中所示的一反相器部分中的電路的方框圖，其中碳化硅(SiC)二極管與飛輪二極管并聯、飛輪二極管與晶體管(或IGBT裝置)并聯；和圖5為其中將SiC二極管用作包括一功率因素校正電路的AC伺服放大器中的二極管的電路的方框圖。
具體實施例方式
以下將參看圖1到3描述根據本發明的一顯示器面板探測器。以下以實例方式描述的本發明的一探測器是為顯示器面板而設計的。然而應注意的是，本發明不僅可應用于顯示器面板的探測器，而且也可應用于諸如半導體裝置的其它設備。
現將參看圖1描述本發明的顯示器面板探測器的示意性配置。圖1為本發明的顯示器面板探測器1的透視圖。所述顯示器面板探測器1包括一用于移動一用于測量的被測裝置(DUT)的驅動單元和一用于向所述驅動單元提供電力的電組件單元。
探測器1的驅動單元包括一用于定位一DUT的卡盤臺6；一用于以一絕緣部件7支撐卡盤臺6的支撐部件8，所述絕緣部件7介于卡盤臺6與支撐部件8之間；一用于支撐所述支撐部件8的支撐桌9；用于移動支撐桌9的x、y和z軸伺服電動機130；及與探測器1的機架絕緣的至少一個浮動裝配臺151。至少一個伺服電動機130位于相應的浮動裝配臺151上。
探測器1的電組件單元包括用于接收輸入AC(交流電流)電源的斷路器140、連接到相應斷路器140的輸入過濾器110、連接到相應輸入過濾器110的伺服放大器100、連接到相應伺服放大器100的輸出過濾器120、封閉伺服放大器100的金屬屏蔽盒101和與探測器1的機架絕緣的至少一個浮動裝配臺150。伺服放大器100、屏蔽盒101和輸出過濾器120均位于浮動裝配臺150上。
隨后將參看圖2和3描述個別電組件之間的配線。
現參看圖1，在z軸伺服電動機130下方提供一軌道以用于在垂直方向上移動支撐桌9并將該軌道連接到x軸伺服電動機130以用于在水平方向上移動卡盤臺6。另外，在所述連接到x軸伺服電動機130的軌道下方提供另一軌道并將其連接到y軸伺服電動機130以用于在一不同于x軸方向的水平方向上移動支撐桌9。x、y及z軸伺服電動機130經由各自的絕緣部件132連接到各自的軸上。因此，由于軸的運動，支撐桌9以一預定方向移動。另外，一用于旋轉卡盤臺6的θ軸伺服電動機(未顯示)直接連接到卡盤臺6上。
現在，將簡要描述探測器1中的噪音發生因素的分析結果。自每一伺服電動機130的內部配線(inter-wiring)/內部配線罩殼測量的結果，本發明者已發現在每一伺服電動機130的繞組與罩殼之間存在約數千pF的耦合電容。此結果暗示除了線路引起的噪音外，還存在從每一伺服電動機130的罩殼泄漏的電流和經由探測器1的罩殼流向每一伺服電動機130的罩殼的電流。意即，經由探測器1的罩殼流動的電流引起探測器1的電位的波動并且將所述波動傳輸到一DUT位于其上的卡盤臺表面。這看來好像是造成測量波動(即噪音發生)的原因。
因此，通過以上描述的發現，提供一流動路徑(即一接地線)以限制用于流動電流的路徑并最小化電磁能的輻射，使得可能有效降低噪音對所述測量的影響。
以上提到的噪音可主要分類為以下三種類型。第一種類型的噪音經由一DC(直流電流)線從另一設備引起。第二種類型的噪音由電罩殼振動引起，所述振動由產生于探測器1中的高頻噪音流經探測器1的罩殼引起。第三種類型的噪音由電容耦合導致，所述電容耦合取決于卡盤臺6與探測器1的噪音流過的部分之間的位置關系。
作為降低所述噪音影響的特定途徑，在本發明中提出了以下五種途徑。在一第一途徑中，對來自伺服放大器100和伺服電動機130的電流的返回路徑進行限制，以減小經由探測器1的罩殼反饋的電流。在一第二途徑中，對與探針1的罩殼絕緣的電組件和浮動裝配臺進行連接以使得其在探測器1的機架接地的一點處接地，借此達到減小的阻抗。在一第三途徑中，在卡盤臺6的表面與探測器1的噪音流過的部分之間提供一適當的距離，借此減少卡盤臺表面與所述噪音流過的部分之間的雜散電容。在一第四途徑中，將絕緣部件或絕緣聯軸節(insulating coupling)布置于伺服電動機與連接到伺服電動機的軸或卡盤臺之間，且將絕緣部件或絕緣聯軸節之后的金屬部分接地以防止金屬部分充當天線。亦即，此布置抑制了從伺服電動機引入的噪音對卡盤臺6的電位的影響。在一第五途徑中，使用碳化硅二極管(下文稱為“SiC二極管”)來減小由伺服放大器100產生的噪音。
現將參看圖2描述包括在本發明的顯示器面板探測器1中的電組件和電組件之間的接地導線的位置關系。
在圖2中，為易于理解驅動單元與電組件單元之間的連接，顯示其電組件單元的方向改變狀態下的探測器1。另外，為易于描述，在圖2中顯示四個軸x、y、z及θ的每一個的伺服放大器100和伺服電動機130。然而實際上應注意的是需要四個伺服放大器100和四個伺服電動機130以沿著四個軸x、y、z和θ驅動。
將參看圖2首先描述鄰近機架接地端子200的連接。在圖2中，機架接地端子200連接到一測試器或測試頭2的罩殼的一接地端子。所述連接可易于通過(例如)從一通用配電板獲得電源完成。以此布置，在探測器1與測試器2之間的DC電位處于相同電平，借此防止雜散電流的流動。
機架接地端子200也連接到一提供于浮動裝配臺150上的端子。浮動裝配臺150和151與探測器1的一機架20絕緣。提供所述浮動裝配臺的原因是防止探測器1的電組件(包括電纜等)與探測器1的罩殼不適當地接觸。也希望浮動裝配臺150和151以一低感應系數連接。在這方面，扁平編織(flat-braided)銅線比電子線(hook-up wire)更適合。
另外，在探測器1中的機架接地端子200連接到耦接到一提供于所述配電板上的接地端子(未顯示)的接地線E。
接著給出提供于浮動裝配臺150和151上的端子與置于浮動裝配臺150和151上的電組件的接地端子之間的連接的描述。
提供于浮動裝配臺150上的端子連接到伺服放大器100的一接地端子。伺服放大器100的所述接地端子又連接到一耦接伺服放大器100和輸入過濾器110的屏蔽電纜160、連接到一耦接伺服放大器100和輸出過濾器120的屏蔽電纜161且連接到屏蔽盒101。伺服放大器100的所述接地端子進一步連接到輸入過濾器110的罩殼和輸出過濾器120的罩殼。
提供于浮動裝配臺151上的端子也經由浮動裝配臺151連接到每一伺服電動機130的罩殼。所述伺服電動機130的罩殼又經由屏蔽電纜162電連接到金屬連接器131。金屬連接器131連接到耦接輸出過濾器120和伺服電動機130的屏蔽電纜162。
每一屏蔽電纜160、161和162其中一共具有四條線，即具有AC輸入的三相DC電源線R、S和T和一連接到機架接地端子200的接地線E。
從伺服電動機130延伸的電力電纜以伺服電動機130的罩殼電位屏蔽，且所述屏蔽提供了一電流返回路徑。因此，可將具有一低感應系數的穩定電位從機架接地端子200傳遞到伺服電動機130的罩殼。
可將一屏蔽電纜或一具有一基于導線管屏蔽的屏蔽電纜用作耦接伺服放大器100和伺服電動機130的電力電纜。另外，360度屏蔽也可用于伺服放大器100與伺服電動機130之間的電力電纜和/或編碼線。
另外，連接器外殼也需要通過使用金屬連接器等進行360度屏蔽以防止在諸如耦接電纜的連接器的中繼部分的屏蔽連接中的電力不連續性。當使用360度屏蔽時，優選為在連接器外殼或屏蔽的外側提供一絕緣體以防止連接器外殼或屏蔽與探測器1的外殼不適當地接觸。也優選將上述屏蔽電纜用于每一電組件的控制線。
接著，給出將伺服放大器100和伺服電動機130容納在相應屏蔽盒101中以提供屏蔽的描述。參看圖2，在本發明的探測器1中，用于驅動伺服電動機130的伺服放大器100容納于與探測器1的罩殼絕緣的金屬屏蔽盒101中。與伺服放大器100相似，也可以一屏蔽盒屏蔽伺服電動機130。在此情況下，所述連接可使得屏蔽盒101的接地和相應伺服放大器100的接地互相連接且進一步連接到機架接地端子200。
對于伺服放大器100，由于輸入及輸出線連接到其，也可使用一屏蔽盒(稱為“五側屏蔽盒”)，其中在表面上提供導線自其抽出的開口。
耦接到伺服放大器100的輸入過濾器110的接地端子經由伺服放大器100的接地端子連接到浮動裝配臺150的端子。與浮動裝配臺150相似，輸入過濾器110與機架20絕緣。輸入過濾器110的罩殼連接到機架接地端子200。
用于伺服放大器100的輸入過濾器110和輸出過濾器120優選在1kHz到100kHz且更優選高達約3到5MHz的頻率范圍內時具有最大消除效應。也優選在鄰近伺服放大器100處提供一共模過濾裝置以減少在控制伺服放大器100期間發生的電壓波動。另外，優選將輸入過濾器110和輸出過濾器120置于與伺服放大器100相距30cm之內(所述距離充分較小且切實可行)，以減少伺服放大器100的諧波的影響。
接著，將參看圖3描述根據本發明的包括在圖1中顯示的探測器1中的電組件的連接。圖3為一顯示在包括在探測器1中的電組件與探測器1的機架接地端子200之間的連接的示意圖。如圖3所示，關于探測器1的機架接地端子200與包括在探測器1中的電組件的接地端子之間的關系，設計其以使得噪音流路徑在不穿過機架接地的情況下形成一閉合電路，并且也以一放射狀或一星形連接方式連接。在此方式中，根據本發明的探測器1，包括在探測器1中的電組件與機架20絕緣，且到電組件的連接從機架接地端子200達到。
在此情況下，由于互感的影響，從伺服電動機130到伺服放大器100反饋的AC噪音分量穿過屏蔽電纜161和162的編織屏蔽。原因為一穿過屏蔽電纜161和162的編織屏蔽的路徑的阻抗低于穿過探測器1的罩殼的路徑的阻抗。當屏蔽電纜161和162如以上描述使用時，由于上游路徑與下游路徑的方向彼此不同，AC分量互相抵銷。因此所述布置提供一優點從屏蔽電纜向外放射的磁場相對較小。對耦接伺服放大器100和輸入過濾器110的屏蔽電纜160而言，這也可為真實的。
另一方面，DC噪音分量和相對低頻的分量通過探測器1的機架20反饋而不是通過屏蔽電纜161和162反饋。原因為耦接伺服放大器100和伺服電動機130的電纜很長并且具有高電阻。
由于穿過機架20的DC噪音分量并不形成足以影響位于卡盤臺6上的DUT的測量的電容耦合，因此對DUT測量的影響應顯著較小。
如上所述，根據本發明的探測器1，浮動裝配臺150和151用以使諸如伺服電動機130和伺服放大器100的電組件與機架20絕緣，且屏蔽電纜160、161和162用以提供在所述電組件之間的配線，以使得AC噪音分量的返回路徑與DC噪音分量的返回路徑彼此隔離。因此，可通過個別考慮每一噪音分量對測量的影響而分別作出測量，借此便于分析噪音發生因素。
雖然已在以上對本發明的探測器1的描述中描述了浮動裝配臺150與浮動裝配臺151彼此連接的配置，但本發明并不限于此。例如，應注意所述配置可為于連接到伺服電動機130的軸上提供絕緣部件(或絕緣聯軸節)132，且浮動裝配臺151連接到機架接地端子200而不是將浮動裝配臺151連接到浮動裝配臺150。于所述軸上提供所述絕緣部件(或絕緣聯軸節)132可防止噪音電流經由所述軸流到卡盤臺6。
除本發明的上述實施例外，可在卡盤臺6與機架接地端子200之間使用一種低介電常數材料(例如，一種ε低于約3的材料)以保證其間的一距離。另外，可將一屏蔽插入置于卡盤臺6與支撐卡盤臺6的支撐桌9之間的絕緣板7，并可將其連接到探測器1的機架接地端子200。所述配置可進一步降低噪音對測量的影響。同樣，可以一提供于伺服電動機之一個的軸與另一延伸軸之間的絕緣部件將所述軸連接到所述另一延伸軸。
另外，探測器1的卡盤臺6與相鄰罩殼之間的距離優選為5cm或更大。原因為當考慮到顯示器面板的大小和用于雜散電容的上述的表達式C＝εr·(S/d)時，在此情況下的雜散電容處于一可基本忽略對DUT測量的影響的電平。
接著將描述來自伺服電動機130的噪音的測量。由于本發明的探測器1需要傳送或移動一DUT，因此連接到x軸和y軸伺服電動機130的所述軸可延長。所述延伸可導致所述軸充當從伺服電動機130發出噪音的天線。為了減少以此方式發出的噪音，例如，絕緣部件132可用于伺服電動機130與相應軸之間的連接。絕緣聯軸節132的實例描述于(例如)網站http//www.mighty-corp.co.jp/seihin/mj/mjc.html上。因此，存在通過電絕緣支撐部件8、支撐桌9和絕緣聯軸節之后的所述軸的金屬部分而防止其充當天線的需要。所述布置可防止來自伺服電動機130的噪音經由所述軸發出。在此情況下，無間隙絕緣聯軸節也可用來保持機械定位精度。
由于θ軸伺服電動機130并不使用主軸系統，所以可使用諸如板形絕緣部件的平面絕緣部件來代替上述絕緣聯軸節。
在某些情況下，上述絕緣部件可能不能附著到用于驅動在x、y、z和θ軸上的軸的所有伺服電動機上。在此情況下，優選是將絕緣部件附著到具有一相對大的負載的一或一個以上電動機上。一個原因是當y軸電動機130位于探測器1的最下面時，由于需要一允許除了卡盤臺6和支撐桌9的重量外的三個x、z和θ軸的電動機的重量的驅動能力，所以具有大的驅動能力的電動機用于y軸電動機130。進一步的原因是具有較大的驅動能力的電動機通常產生較大量的噪音。
雖然以上已描述了降低噪音對測量的影響的配置，但下文將描述對噪音的產生的抑制。在當前情形下，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)主要用于伺服放大器130中的切換元件。然而，當關閉切換元件時，一飛輪二極管(FWD)的反向恢復電流di/dt流動到位于導線上的殘余電感部分L，從而產生一振動脈沖電壓L·di/dt。此振動脈沖電壓導致噪音。
圖4A為一包括飛輪二極管(FWD)的典型放大器的電路圖。如圖4A中所示，所述典型放大器包括轉換器部分41、再生功率吸收部分42和反相器部分43。在反相器部分43，對應于上述FWD的二極管分別與六個晶體管(或IGBT裝置)并聯連接。
現將給出其中SiC二極管與用于IGBT的飛輪二極管并聯連接以減少從伺服放大器130產生的切換噪音的配置的描述。首先，在圖4B中說明為此的一個特定實例。圖4B顯示在圖4A中所示的典型伺服放大器的反相器部分43中的一電路配置，其中一SiC二極管與一飛輪二極管(FWD)431并聯連接，飛輪二極管431(FWD)與一晶體管(或IGBT裝置)并聯連接。
盡管在此情況中說明了SiC二極管與FWD431并聯連接的方案，但本發明并不限于此。舉例來說，FWD431可由一SiC二極管代替。如圖5所示，當于伺服放大器電路的轉換器部分43中提供一功率因素校正電路410以改進功率因素時，SiC可用作提供于伺服放大器中的二極管411。此布置可減少切換期間的反向恢復時間(Trr)，從而減少噪音的產生。也就是說，與一典型硅二極管比較，因為反向恢復時間為從約數十毫微秒到數百毫微秒或更少，所以恢復時間可減小。因此，減少了電振動噪音分量的產生。
硅二極管可構建于一典型IGBT模塊中。關于IGBT模塊，一SiC二極管可通過使用一短導線并聯地添加到其。這樣可在不用所述代替的情況下提供達到相同優點的配置。在此情況下，在前20到100ns內產生的噪音分量可由SiC二極管再產生，且在100ns之后產生的大電流分量由內置的硅二極管處理。
使用此SiC二極管可減少于切換期間產生的噪音，因此可提供一展示低噪音產生的顯示器面板探測器。
最后，以下將概述本發明中的上述途徑。在所述第一途徑中，來自伺服放大器和伺服電動機的電流的返回路徑被限制，從而抑制穿過所述探測器罩殼的電流路徑。在所述第二途徑中，與探測器罩殼絕緣的電組件和浮動裝配臺在一徑向圖案中的一點處連接到地面，從而達到低阻抗。在所述第三途徑中，在卡盤臺的表面與探測器的噪音流過的一部分之間提供一適當的距離，從而減小在卡盤臺表面與探測器的噪音流過的部分之間的雜散電容。在所述第四途徑中，絕緣組件被安置于伺服電動機與連接到伺服電動機的軸或卡盤臺之間，從而降低來自伺服電動機的噪音對卡盤臺的電位的影響。在所述第五途徑中，使用SiC二極管以從而減少從伺服放大器產生的噪音。
本發明的上述探測器可通過減少在殘余電感L中的波動的量和反向恢復電流di/dt而減少可引起噪音的振動脈沖電壓L·di/dt的產生。因此，所述探測器可減小噪音的影響和反過來影響電測量的噪音本身，因此，可提供一達到高精度、高處理速度和高度再生產能力的探測器和測試設備。
權利要求
1.一種探測器，其包含一具有一機架接地端子的機架；一用于放置一被測裝置的卡盤臺；用于驅動所述卡盤臺的至少一個伺服電動機，每一伺服電動機具有一接地端子；連接到所述伺服電動機的至少一個伺服放大器，每一伺服放大器具有一接地端子；上面提供有所述至少一個伺服放大器的至少一個第一浮動裝配臺，所述第一浮動裝配臺與所述機架電絕緣并具備一連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子；上面提供有至少一個所述至少一個伺服電動機的至少一個第二浮動裝配臺，每一第二浮動裝配臺與所述機架電絕緣并具備一連接到所述至少一個伺服電動機的每一個的所述接地端子的第二接地端子；一連接所述伺服放大器和所述伺服電動機的屏蔽電纜；一連接所述第一接地端子和所述機架接地端子并連接所述第一接地端子和所述第二浮動裝配臺的第一導線；和一連接所述屏蔽電纜和所述機架接地端子的第二導線。
2.根據權利要求1所述的探測器，其進一步包含一用于所述至少一個伺服放大器的輸出過濾器，所述輸出過濾器提供于所述伺服放大器與所述伺服電動機之間；和一用于在所述伺服放大器與所述伺服電動機之間通過所述屏蔽電纜提供連接的金屬連接器，每一金屬連接器的一外殼連接到所述屏蔽電纜的一屏蔽。
3.根據權利要求2所述的探測器，其中每一金屬連接器包含每一屏蔽電纜的所述屏蔽或一編織線，所述屏蔽或所述編織線環繞所述屏蔽電纜以在一圓周方向上提供360度屏蔽。
4.根據權利要求1所述的探測器，其進一步包含一用于所述伺服放大器的輸入過濾器；一連接所述伺服放大器和所述相應輸入過濾器的第二屏蔽電纜；和一連接所述第二屏蔽電纜和所述機架接地端子的第三導線。
5.根據權利要求1所述的探測器，其中至少一個所述至少一個伺服放大器包含一具有一碳化硅二極管的功率因素校正電路。
6.根據權利要求1所述的探測器，其進一步包含一連接所述機架接地端子和一測試頭罩殼的一接地端子的第四導線。
7.根據權利要求1所述的探測器，其中所述卡盤臺的一表面與所述探測器的噪音流過的一部分之間的距離為五厘米或更大，其中所述部分鄰近所述卡盤臺的所述表面。
8.根據權利要求7所述的探測器，其中所述探測器的所述噪音流過的所述部分包含所述屏蔽電纜、所述伺服電動機的一罩殼、直到所述第一絕緣部件的所述伺服電動機的一軸和所述伺服放大器中至少之一。
9.根據權利要求8所述的探測器，其中所述至少一個伺服電動機的所述一個為一被施加最大負載的電動機。
10.根據權利要求1所述的探測器，其中所述伺服放大器包括一包含一與一碳化硅二極管并聯地連接的飛輪二極管的切換裝置。
11.根據權利要求1所述的探測器，其中所述伺服放大器包括一包含一碳化硅二極管的切換裝置。
12.一種探測器，其包含一具有一機架接地端子的機架；一用于放置一被測裝置的卡盤臺；用于驅動所述卡盤臺的至少一個伺服電動機，每一伺服電動機具有一接地端子和一具有一第一絕緣部件的軸；連接到所述伺服電動機的至少一個伺服放大器，每一伺服放大器具有一接地端子；上面提供有所述至少一個伺服放大器的至少一個第一浮動裝配臺，所述第一浮動裝配臺與所述機架電絕緣并具備一連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子；上面提供有至少一個所述至少一個伺服電動機的至少一個第二浮動裝配臺，每一第二浮動裝配臺與所述機架電絕緣并具備一連接到所述至少一個伺服電動機的每一個的所述接地端子的第二接地端子；一連接所述伺服放大器和所述伺服電動機的屏蔽電纜；一連接所述第一接地端子和所述機架接地端子并連接所述第二浮動裝配臺和所述機架接地端子的第一導線；和一連接所述屏蔽電纜和所述機架接地端子的第二導線。
13.根據權利要求12所述的探測器，其進一步包含一用于所述至少一個伺服放大器的輸出過濾器，所述輸出過濾器提供于所述伺服放大器與所述伺服電動機之間；和一用于在所述伺服放大器與所述伺服電動機之間通過所述屏蔽電纜提供連接的金屬連接器，每一金屬連接器的一外殼連接到所述屏蔽電纜的一屏蔽。
14.根據權利要求12所述的探測器，其進一步包含一用于支撐所述卡盤臺的支撐部件和一用于支撐所述支撐部件的支撐桌，其中所述至少一個伺服電動機的一軸可借助一提供于所述軸與另一延伸軸之間的第二絕緣部件連接到所述另一延伸軸，且所述軸的一金屬部分，所述支撐部件和所述支撐桌連接到所述機架接地端子。
15.一種包含根據權利要求1所述的探測器的測試設備。
全文摘要
本發明提供一種探測器，其包括一具有一機架接地端子的機架、一卡盤臺、用于驅動所述卡盤臺的多個伺服電動機、連接到所述伺服電動機的多個伺服放大器、上面提供有所述伺服放大器的多個第一浮動裝配臺、一上面提供有所述伺服電動機的第二浮動裝配臺。所述第一浮動裝配臺與所述機架電絕緣且具有連接到所述伺服放大器的所述接地端子的第一接地端子。所述第二浮動裝配臺與所述機架電絕緣且具有一連接到所述伺服電動機的所述接地端子的第二接地端子。所述探測器進一步包括連接所述伺服放大器和所述伺服電動機的屏蔽電纜；連接所述第一接地端子和所述機架接地端子并且也連接所述第一接地端子和所述第二浮動裝配臺的一第一導線；和連接所述屏蔽電纜和所述機架接地端子的第二導線。
文檔編號H01L21/66GK1737591SQ200510090698
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月18日 優先權日2004年8月20日
發明者岸田明人 申請人:安捷倫科技公司