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Die vorliegende Erfindung betrifft ein plattenförmiges Verbindungssystem zum Verbinden von zwei Testeinheiten, wie zum Beispiel einer Testvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler) zum Zuführen von Halbleiterelementen zur Testvorrichtung eines Testsystems, um derartige Halbleiterelementen zu testen, sowie eine Verbindungseinheit zum Verbinden von zwei solchen Testeinheiten mittels eines solchen plattenförmigen Verbindungssystems und ein Testsystem mit zwei Testeinheiten.
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Aus der
DE 102 43 972 A1 geht eine mehrteilige, verschiebbare Befestigungsplatte hervor, mit welcher eine Testvorrichtung (Tester) und eine Handhabungsvorrichtung (Handler) verbunden werden können.
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In der
DE 102 16 003 A1 ist eine Dockingvorrichtung offenbart. Diese Dockingvorrichtung dient zum lösbaren Verbinden einer Testvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler). Diese Dockingvorrichtung ermöglicht es, eine präzise ausgerichtete Verbindung zwischen der Testvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung bereitzustellen. Mit dieser Dockingvorrichtung kann die bis zu 1000 kg schwere Testvorrichtung lösbar gehalten werden.
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Aus der
WO 2013/164407 A1 geht ein Modul zum Austauschen einer etwa ebenflächigen Schnittstelleneinheit bzw. eines Testboards hervor. Dieses Modul ist für ein Testsystem zum Testen von Halbleiterelementen ausgebildet. Dieses Modul ist mit einer Abstandseinstelleinrichtung versehen, so dass der Abstand zwischen dem Modul und einer mit dem Modul verbundenen Testeinheit veränderbar ist.
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In der
US 9,134,357 B1 ist ein Verbindungssystem zwischen einem Tester und einem Testkopf offenbart. Das Verbindungssystem besteht aus einem äußeren Rahmen, der mit dem Tester verbunden ist. Dieser äußere Rahmen kann eine Versteifungsanordnung aufnehmen, der wiederum über ein Versteifungsrahmen mit einem Ladeboard verbunden ist. Die Versteifungsanordnung ist lösbar mit dem äußeren Rahmen verbunden. Die Versteifungsanordnung ist zugleich mit dem Testkopf verbunden.
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In der
DE 101 22 049 A1 ist eine Vorrichtung zum Verriegeln von zwei miteinander zu koppelnden Einrichtungen offenbart. Das System wird verwendet um beispielsweise einen Testkopf fest an eine Prüfvoreinrichtung zu koppeln.
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Die
US 2002 /00 63 566 A1 beschreibt eine Mechanik, um ein Testboard an einer Oberfläche eines Testkopfes oder einem Peripheriegerät, wie z.B. einem Handler, zu befestigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein plattenförmiges Verbindungssystem zum Verbinden von zwei Testeinheiten, wie zum Beispiel einer Testvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler) zum Testen von Halbleiterelementen zu schaffen, so dass kostengünstig und einfach eine Vielzahl unterschiedlicher Testeinheiten verbunden und unterschiedliche Typen von Halbleiterelementen einfach getestet werden können.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer entsprechenden Verbindungseinheit zum Verbinden von zwei Testeinheiten sowie die Schaffung eines Testsystems.
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Eine oder mehrere dieser Aufgaben werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes plattenförmiges Verbindungssystem zum Verbinden von zwei Testeinheiten, wie zum Beispiel einer Testvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler) zum Zuführen von Halbleiterelementen zur Testvorrichtung eines Testsystems zum Testen von derartigen Halbleiterelementen umfasst
- - einen Mutterrahmen, der mit einer ersten der beiden Testeinheiten verbindbar ausgebildet ist und ein oder mehrere Dockingelemente zum lösbaren Verbinden mit der anderen, zweiten Testeinheit aufweist, und
- - einen Einsatzrahmen, der derart ausgebildet und mit dem Mutterrahmen verbindbar ist, dass der Einsatzrahmen sich von einem inneren Rand des Mutterrahmens nach innen erstreckt, wobei der Einsatzrahmen Befestigungselemente zum Befestigen eines Testboards aufweist.
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Da der Mutterrahmen mit einer der beiden Testeinheiten verbindbar ausgebildet ist und ein oder mehrere Dockingelemente zum lösbaren Verbinden mit der anderen, zweiten Testeinheit aufweist, werden über den Mutterrahmen die wesentlichen Kräfte übertragen, die zwischen den beiden Testeinheiten im verbundenen Zustand auftreten.
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Der Einsatzrahmen ist mit dem Mutterrahmen verbindbar ausgebildet und erstreckt sich vom Innenrand des Mutterrahmens nach innen, wobei der Einsatzrahmen Befestigungselemente zum Befestigen eines Testboards aufweist. Die Testboards, welche auch manchmal Bestandteil einer Schnittstelleneinheit sind, sind für unterschiedlich zu testende Bauelemente entsprechend unterschiedlich ausgebildet. Es gibt deshalb eine Vielzahl unterschiedlicher Testboards, die abwechselnd in einem Testsystem eingesetzt werden. Auch können unterschiedliche Testvorrichtungen mit einer bestimmten Handhabungsvorrichtung kombiniert werden. Dann unterscheidet sich die Geometrie der Testboards, die an die jeweilige Testvorrichtung angepasst ist. Diese unterschiedlichen Testboards können mit entsprechend unterschiedlichen Einsatzrahmen aufgenommen werden. Da die Einsatzrahmen im Vergleich zum Mutterrahmen nur relativ geringe Kräfte aufnehmen müssen, können die Einsatzrahmen im Vergleich zu dem Mutterrahmen wesentlich kostengünstiger hergestellt werden. Die Einsatzrahmen müssen eine geringere Steifigkeit als der Mutterrahmen aufweisen. Es ist daher einfach, eine Vielzahl von derartigen Einsatzrahmen vorzusehen, die an die unterschiedlichen Geometrien der Testboards angepasst sind. Der Mutterrahmen kann für unterschiedliche Einsatzrahmen verwendet werden.
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Daher ist es möglich, mit diesem plattenförmigen Verbindungssystem in einem Testsystem unterschiedliche Halbleiterelemente zu testen und auch unterschiedliche Testvorrichtungen mit der Handhabungsvorrichtung zu koppeln, wobei immer der gleiche Mutterrahmen verwendet wird. Es muss lediglich das Testboard ausgetauscht werden. In manchen Fällen ist es auch notwendig, den Einsatzrahmen auszutauschen.
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Hierdurch wird eine einfache, kostengünstige und flexible Lösung zum Verbinden einer Testvorrichtung und einer Handhabungsvorrichtung geschaffen, so dass das mit dem plattenförmigen Verbindungssystem verbunden Testsystem einfach und sehr flexibel zum Testen auf unterschiedliche Halbleiterelemente einstellbar ist.
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Die Befestigungselemente des Einsatzrahmens zum Befestigen eines Testboards können Durchgangsbohrungen, Gewindebohrungen, Leisten, in welchen die Testboards formschlüssig aufgenommen werden, Klemmen und/oder sonstige Befestigungsmittel zum Befestigen eines Testboards am Einsatzrahmen sein.
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Diese Halbleiterelemente sind typischerweise Halbleiterbauelemente (ICs) oder Wafer.
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Vorzugsweise ist der Mutterrahmen mit einer Abstandseinstellvorrichtung versehen, mit welcher der Abstand zwischen dem Mutterrahmen und einer der beiden Testeinheiten einstellbar ist. Diese Abstandseinstellvorrichtung kann eine oder mehrere Gewindeschäfte aufweisen, welche jeweils ein drehbar am Mutterrahmen gelagertes Rad mit Innengewinde durchgreifen. Diese Räder sind jeweils mittels eines Antriebsriemens gemeinsam zum Einstellen des Abstandes drehbar ausgebildet.
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Die Gewindeschäfte sind jeweils mit einem Ende an einer der beiden Testeinheiten, insbesondere an der ersten Testeinheit, befestigbar ausgebildet, so dass durch Betätigen der Abstandseinstelleinrichtung der Abstand zwischen dieser Testeinheit und dem Mutterrahmen einstellbar ist. Die Gewindeschäfte können unmittelbar an der jeweiligen Testeinheit oder auch mittelbar, beispielsweise mittels einer unten näher erläuterten Indexplatte, befestigt werden.
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Der Einsatzrahmen kann derart ausgebildet sein, dass er in unterschiedlichen Drehpositionen am Mutterrahmen anordbar und mit diesem befestigbar ist. Hierdurch kann mit demselben Einsatzrahmen ein Testboard in unterschiedlichen Drehpositionen zwischen den beiden Testeinheiten fixiert werden.
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Der Mutterrahmen ist vorzugsweise aus einer Metallplatte ausgebildet. Diese Metallplatte kann eine Aluminiumplatte sein. Die Dicke des Mutterrahmens beträgt vorzugsweise zumindest 10 mm und insbesondere zumindest 15 mm.
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Die Dockingelemente entsprechen vorzugsweise den aus der
DE 102 16 003 A1 bekannten Dockingelementen. An der zweiten Testeinheit sind vorzugsweise die entsprechenden Gegendockingelemente angeordnet. Auf die
DE 102 16 003 A1 wird deshalb vollinhaltlich Bezug genommen.
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Es kann eine Indexplatte vorgesehen sein, welche zwischen der ersten Testeinheit und dem Mutterrahmen anordbar ist. Die Indexplatte weist Testeinheit-Verbindungselemente zum Verbinden mit der Testeinheit und Mutterrahmen-Verbindungselemente zum Verbinden mit dem Mutterrahmen auf. Die Mutterrahmen-Verbindungselemente sind radial außerhalb der Testeinheit-Verbindungselemente angeordnet. Die Testeinheit-Verbindungselemente und die Mutterrahmen-Verbindungselemente können Bohrungen, Gewindebohrungen, Passstifte, Schraubbolzen oder dergleichen sein. Die Testeinheiten, insbesondere die Handhabungsvorrichtungen, weisen entsprechende Gegenverbindungselemente in einem bestimmten Raster auf. Es kann zweckmäßig sein, den Mutterrahmen derart groß auszubilden, dass er nicht mit diesem Raster in Deckung gebracht werden kann. Mit der Indexplatte werden somit die an der Testeinheit vorgesehenen Gegenverbindungselemente durch die an der Indexplatte ausgebildeten Mutterrahmen-Verbindungselemente radial nach außen transferiert, so dass ein entsprechend großer Mutterrahmen befestigbar ist. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn der Mutterrahmen eine Abstandseinstelleinrichtung aufweist, da dann je nach eingestelltem Abstand zwischen dem Mutterrahmen und der ersten Testeinheit Bauteile der Abstandseinstelleinrichtung, wie z.B. Gewindeschäfte, ein Stück am Mutterrahmen in Richtung zur zweiten Testeinheit vorstehen können. Diese Bauteile sind dann vorzugsweise radial außerhalb der zweiten Testeinheit angeordnet, damit sie mit dieser nicht kollidieren können. Dies wird mit einem entsprechend großen Mutterrahmen ermöglicht.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindungseinheit zum Verbinden von zwei Testeinheiten, wie zum Beispiel einer Testvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler) zum Zuführen der Halbleiterelemente zur Testvorrichtung eines Testsystems zum Testen von solchen Halbleiterelementen vorgesehen. Diese Verbindungseinheit umfasst ein plattenförmiges Verbindungssystem, wie es oben erläutert ist, und ein Testboard, das am Einsatzrahmen befestigt ist.
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Das Testboard kann eine Versteifungseinheit (Stiffener) aufweisen.
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Das Testboard kann mit einem oder mehreren Sockeln (Sockets) versehen sein. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Testsystem mit zwei Testeinheiten vorgesehen, wie zum Beispiel einer Testvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler) zum Zuführen der Halbleiterelemente zur Testvorrichtung zum Testen von Halbleiterelementen, welches ein plattenförmiges Verbindungssystem, wie es oben erläutert ist, oder eine Verbindungseinheit, wie sie oben beschrieben ist, umfasst.
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Das Testsystem kann ein vertikales oder ein horizontales Testsystem sein. Bei einem vertikalen Testsystem ist das plattenförmige Verbindungssystem parallel zu einer vertikalen Ebene und bei einem horizontalen Testsystem ist das plattenförmige Verbindungssystem parallel zu einer horizontalen Ebene angeordnet.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
- 1 ein Testsystem mit einem plattenförmigen Verbindungssystem in einer schematischen, perspektivischen Explosionsansicht,
- 2 einen Mutterrahmen des Testsystems aus 1 in der Draufsicht,
- 3a, 3b den Mutterrahmen aus 2 zusammen mit einem Einsatzrahmen und einer Schnittstelleneinheit, wobei die Schnittstelleneinheit zwei unterschiedlichen Richtungen ausgesetzt ist,
- 4 - 7 jeweils den Mutterrahmen aus 2 mit jeweils einem Einsatzrahmen und unterschiedlichen Schnittstelleneinheiten in der Draufsicht.
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Ein Testsystem 1 umfasst eine Testvorrichtung 2, welche auch als Tester bezeichnet wird, und eine Handhabungsvorrichtung 3, welche auch als Handler bezeichnet wird (1). Das Testsystem ist zum Testen von Halbleiterelementen ausgebildet. Die Halbleiterelemente können Halbleiterbauelemente (ICs) oder Wafer sein. Die Testvorrichtung 2 enthält die Testelektronik und elektrische Kontakte zum Kontaktieren der Halbleiterelemente. Die Handhabungsvorrichtung dient der Handhabung der Halbleiterelemente, welche aufeinanderfolgend der Testvorrichtung 2 zugeführt und von dieser getestet werden. Das Testsystem 1 kann derart ausgebildet sein, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur ein Halbleiterelement getestet wird. Es kann jedoch auch derart ausgebildet sein, dass gleichzeitig mehrere Halbleiterelemente getestet werden können. Zurzeit ist es üblich bis zu 16 Halbleiterelemente gleichzeitig zu testen.
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Damit mit dem System 1 unterschiedliche Halbleiterelemente getestet werden können, ist ein Testboard 4 vorgesehen, das auf einer Seite mit den Kontaktelementen der Testvorrichtung 2 in Kontakt steht und auf der anderen Seite Kontaktelemente zum Kontaktieren der zu testenden Halbleiterelemente aufweist. Mit dem Testboard 4 wird somit das Muster der Kontaktelemente der Testvorrichtung 2 in das Muster der Kontaktstellen des zu testenden Halbleiterelementes umgesetzt. Das Testboard 4 bildet somit einen Adapter, mit welchem das Muster der Kontaktelemente der Testvorrichtung 2 auf das Muster der Kontaktstellen des jeweiligen Halbleiterelementes umgesetzt wird. Für einen jeden Typ von Halbleiterelement, welcher mit dem Testsystem 1 getestet werden soll, ist ein separates Testboard 4 vorgesehen. Soll mit dem Testsystem 1 der Typ des zu testenden Halbleiterelementes geändert werden, dann sind die Testboards auszutauschen und ein für den neuen Typ von Halbleiterelement geeignetes Testboard im Testsystem 1 einzusetzen. Die Testboards 4 weisen in der Regel Federkontaktstifte zum Kontaktieren der Halbleiterelemente auf. Diese Testboards sind an sich bekannt und müssen daher nicht weiter erläutert werden.
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Die Testvorrichtungen
2 und die Handhabungsvorrichtungen
3 werden in der Regel von unterschiedlichen Herstellern gefertigt. Die Testvorrichtungen
2 legen in der Regel die Form und die Größe der Testboards
4 fest. Die Testvorrichtungen
2 und die Handhabungsvorrichtungen
3 müssen sehr präzise miteinander verbunden sein, damit die zu testenden Halbleiterelemente zuverlässig kontaktiert werden können. Hierzu sind Dockingsvorrichtungen, wie sie beispielsweise aus der eingangs erläuterten
DE 102 16 003 A1 hervorgehen, bekannt, mit welchen die Testvorrichtungen
2 und die Handhabungsvorrichtungen
3 lösbar miteinander verbunden sind. Die Position der Testvorrichtung
2 bezüglich der Handhabungsvorrichtung
3 darf nach einem Lösen und Wiederverbinden nicht mehr als einige wenige Zehntel Millimeter abweichen. Hierbei ist zu beachten, dass die Testvorrichtung und die Handhabungsvorrichtung, die jeweils eine Testeinheit des Testsystems
1 bilden, ein Gewicht von einer Tonne oder mehr aufweisen, wobei in der Regel eine der beiden Testeinheiten frei hängend an der anderen Testeinheit befestigt ist. Dieses Gewicht muss von der Dockingvorrichtung zuverlässig gehalten werden.
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Um unterschiedlichste Testvorrichtungen 2 mit Handhabungsvorrichtungen 3 zum Testen von unterschiedlichsten Halbleiterelementen verbinden zu können, ist das in 1 gezeigte plattenförmige Verbindungssystem entwickelt worden, das nachfolgend näher beschrieben wird:
- Die Handhabungsvorrichtung 3 weist eine Öffnung 5 auf, zu welcher die zu testenden Halbleiterelemente aufeinanderfolgend befördert werden. Um die Öffnung 5 sind Gewindebohrungen 6 in einem vorbestimmten Raster angeordnet.
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Eine Indexplatte 7 ist vorgesehen, welche etwa mittig eine Durchgangsöffnung aufweist, die zumindest die Größe der Öffnung 5 der Handhabungsvorrichtung 3 besitzt. Die Indexplatte weist Bohrungen 8 auf, welche im gleichen Raster wie die Gewindebohrung 6 der Handhabungsvorrichtung 3 angeordnet sind, so dass die Indexplatte 7 mittels Schraubbolzen an der Handhabungsvorrichtung 3 befestigt werden kann. Hierbei ist die Indexplatte 7 mit seiner Öffnung derart angeordnet, dass die Öffnung 5 der Handhabungsvorrichtung 3 frei zugänglich ist. Die Bohrungen 8 werden im Folgenden auch als Testeinheit-Verbindungselemente 8 bezeichnet.
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Die Indexplatte 7 weist Gewindebohrungen 9 auf, die bezüglich der Testeinheit-Verbindungselemente 8 radial außen angeordnet sind. Diese Gewindebohrungen 9 werden im Folgenden auch als Mutterrahmen-Verbindungselemente 9 bezeichnet.
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Mit diesen Mutterrahmen-Verbindungselementen 9 kann ein Mutterrahmen 10 an der Handhabungsvorrichtung 3 befestigt werden, auch wenn der Mutterrahmen 10 so groß ist, dass er nicht mit den Gewindebohrungen 6 der Handhabungsvorrichtung 3 in Deckung gebracht werden kann. Der Mutterrahmen 10 ist aus einer steifen Metallplatte, insbesondere Aluminiumplatte, ausgebildet. Er weist eine Dicke von zumindest 10 mm auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke 15 mm.
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Der Mutterrahmen 10 weist in der Draufsicht eine etwa quadratische Außenkontur und eine hierzu konzentrische, achteckige Durchgangsöffnung 11 auf (2). Der Mutterrahmen 10 besitzt somit eine rechte und eine linke vertikale Strebe 12 und eine obere und eine untere horizontale Strebe 13. Die Streben 12, 13 sind in der Draufsicht im Wesentlichen streifenförmig ausgebildet, wobei sie jedoch an ihren Endbereichen sich nach innen verbreitern, so dass der Mutterrahmen 10 im Bereich seiner Ecken in der Draufsicht eine größere Breite besitzt. Die Ecken der Durchgangsöffnung 11 sind somit ein Stück nach innen gezogen und bilden jeweils eine Innenkante, welche im Winkel von 45° zu den benachbarten Innenkanten der Streben 12, 13 angeordnet ist. In diesem bezüglich der Durchgangsöffnung 11 nach innen gezogenen Bereich des Mutterrahmens 10 sind Dockingelementaufnahmen 14 zum Aufnehmen jeweils eines Dockingelementes 15 vorgesehen. Die Dockingelementaufnahmen 14 besitzen in einem bestimmten Muster Gewindebohrungen, so dass ein jeweiliges Dockingelement 15 im Bereich der Dockingelementaufnahmen 14 mittels Schraubbolzen am Mutterrahmen 10 befestigt werden kann.
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An der Testvorrichtung 2 sind entsprechende Gegendockingelemente (nicht dargestellt) befestigt, so dass die Testvorrichtung 2 lösbar mit den Dockingelementen 15 des Mutterrahmens 2 verbunden werden kann, womit diese Vorrichtung 2 auch an der Handhabungsvorrichtung 3 befestigt ist. Die Gegendockingelemente der Testvorrichtung 2 können unmittelbar an dieser befestigt sein oder auch mittelbar mittels einer entsprechenden Indexplatte 16, welche die gleiche Funktion wie die oben erläuterte Indexplatte 7 besitzt, nämlich das Raster von Gewindebohrungen der Testvorrichtung 2 radial nach außen zu setzen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Testvorrichtung 2 eine solche Indexplatte 16 auf, welche an den seitlichen vertikalen Rändern der Testvorrichtung 2 jeweils ein Stück vorsteht. An diesen vorstehenden Rändern sind Passbohrungen 17 ausgebildet. Der Mutterrahmen 10 weist korrespondierende Passstifte 18 auf, welche an der zur Testvorrichtung 2 weisenden Seite des Mutterrahmens 10 ein Stück senkrecht abstehen, und mit den Passbohrungen 17 der Indexplatte 16 der Testvorrichtung 2 fluchten.
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Der Mutterrahmen 10 weist eine Abstandseinstelleinrichtung 19 auf. Diese Abstandseinstelleinrichtung 19 umfasst vier Abstandseinstellelemente 20 (2). Ein jedes Abstandseinstellelement 20 besitzt einen Gewindeflansch 21. Der Gewindeflansch 21 ist rohrförmig ausgebildet und weist an seiner Mantelfläche ein Außengewinde auf. Mit dem Außengewinde sind die Gewindeflansche 21 jeweils in ein Zahnrad 22 eingeschraubt. Ein jedes Zanrad 22 besitzt eine zentrale Durchgangsöffnung mit einem Innengewinde. Das Außengewinde des Gewindeflansches 21 steht mit diesem Innengewinde in Eingriff. Ein jedes Zahnrad 22 ist auf einer Lagerscheibe 23 angeordnet. Die Lagerscheibe 23 ist drehbar mittels eines Axial- und Radiallagers (nicht dargestellt) gelagert. Die Zahnräder 22 sind somit drehbar am Mutterrahmen 10 gelagert. Durch Drehen der Zahnräder 22 können die Gewindeflansche 21 bzgl. des Mutterrahmens 10 in Axialrichtung bewegt werden, wenn sie nicht drehbar fixiert sind.
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Die vier Abstandseinstellelemente 20 sind am Randbereich des Mutterrahmens 10, insbesondere im Bereich der beiden Vertikalstreben 12, verteilt angeordnet. Die Gewindeflansche 21 sind mit einem Ende mit jeweils einem der Mutterrahmen-Verbindungselemente 9 der Indexplatte 7 der Handhabungsvorrichtung 3 nicht drehbar verbunden. Die Gewindeflansche 21 sind steife, dicke, rohrförmige Stangen, welche hohe Kräfte übertragen können und so die Last der Testvorrichtung 2 aufnehmen können.
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Ein Treibriemen 24 ist mittels Umlenkrollen 25 entlang dem Randbereich des Mutterrahmens 10 geführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Treibriemen ein Zahnriemen, der mit seinen Zähnen in kämmenden Ineingriff mit allen Zahnrädern 22 steht. An der oberen Horizontalstrebe 13 ist eine nach oben vorstehende Leiste 26 befestigt. Auf der Leiste 26 befindet sich ein handbetätigbares Stellrad 27, das mit einem weiteren Zahnrad (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Auch dieses Zahnrad ist mit dem Treibriemen 24 in Eingriff, so dass durch Drehen des Stellrades 27 der Treibriemen 24 bewegt werden kann. Die Drehung des Stellrades 27 wird somit auf alle Zahnräder 22 übertragen. Durch gleichzeitiges Drehen aller Zahnräder 22 werden die Gewindeflansche 21 bzgl. des Mutterrahmens 10 bewegt, so dass der Abstand des Mutterrahmens 10 zur Handhabungsvorrichtung 3 verändert wird. Am Stellrad 27 ist eine Digitalskala vorgesehen, mit welcher die Umdrehungen des Stellrades 27 gezählt werden.
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Mit der Abstandseinstelleinrichtung 19 kann somit der Abstand zwischen dem Mutterrahmen 10 und der Handhabungsvorrichtung 3 bzw. der Abstand zwischen der Testvorrichtung 2 und der Handhabungsvorrichtung 3 eingestellt werden.
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Die Gewindeflansche 21 sind in der Draufsicht auf dem Mutterrahmen 10 in einem Bereich außerhalb der Testvorrichtung 2 bzw. außerhalb der Indexplatte 16 der Testvorrichtung 2 angeordnet, so dass weder die Testvorrichtung 2 noch die Indexplatte 16 mit einem der Gewindeflansche 21 kollidiert, wenn die Testvorrichtung 2 zur Handhabungsvorrichtung 3 mittels der Abstandseinstelleinrichtung 19 bewegt wird. Hierbei können die Gewindeflansche 21 ein Stück am Mutterrahmen 10 in Richtung zur Testvorrichtung 2 vorstehen.
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An der Testvorrichtung 2 ist an der zur Handhabungsvorrichtung 3 weisenden Seite ein Zapfen (nicht dargestellt) angeordnet, welcher mit einem der Zahnräder 22 oder einer der Umlenkrollen 25 in Eingriff tritt, wenn die Testvorrichtung 2 mittels der Dockingelemente 15 am Mutterrahmen 10 befestigt ist. Hierdurch wird die Abstandseinstellrichtung 19 blockiert, wenn die Testvorrichtung 2 mit dem Mutterrahmen 10 verbunden ist. Dieser Zapfen bildet somit eine Blockiereinrichtung zum Blockieren der Abstandseinstellrichtung 19, wenn die beiden Testeinheiten mittels des plattenförmigen Verbindungssystems miteinander verbunden sind.
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Am inneren Rand des Mutterrahmens 10 ist auf der zur Testvorrichtung 2 weisenden Seite eine umlaufende Stufe 28 zur Aufnahme eines Einsatzrahmens 29 ausgebildet. Der Einsatzrahmen 29 ist mit seiner Außenkontur komplementär zu dieser Stufe 28 ausgebildet, so dass er darin mit etwas Spiel formschlüssig aufgenommen wird. Im Bereich der Stufe sind im Mutterrahmen 10 Gewindebohrungen 30 und im Einsatzrahmen 29 korrespondierende Bohrungen 31 ausgebildet, so dass der Einsatzrahmen 29 mittels Schraubbolzen am Mutterrahmen 10 befestigt werden kann.
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Die Stufe 28 bzw. die Außenkontur des Einsatzrahmens 29 und die Anordnung der Gewindebohrung 30 bzw. der Bohrung 31 sind vorzugsweise rotationssymmetrisch bezüglich eines Drehwinkels um 90° ausgebildet, so dass der Einsatzrahmen 29 in unterschiedlichen Drehpositionen am Mutterrahmen 10 angeordnet und befestigt werden kann.
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Der Einsatzrahmen 29 muss im Vergleich zum Mutterrahmen 10 nur geringe Lasten aufnehmen und kann deshalb aus einer dünnen Metallplatte oder aus einer Kunststoffplatte ausgebildet sein. Der Einsatzrahmen 29 besitzt eine Durchgangsöffnung 32, die durch einen Innenrand des Einsatzrahmens 29 begrenzt ist.
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Der Innenrand des Einsatzrahmens 29 ist derart geformt und mit Verbindungselementen versehen, dass daran das Testboard 4 bzw. eine Schnittstelleneinheit 33 befestigbar sind. Da es unterschiedlichste Testboards 4 bzw. Schnittstelleneinheiten 33 gibt, sind für unterschiedliche Testboard 4 bzw. für unterschiedliche Schnittstelleneinheiten 33 separate Einsatzrahmen 29 vorgesehen.
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Eine Schnittstelleneinheit 33 umfasst ein solches Testboard 4 und eine mit dem Testboard 4 verbundene Versteifungseinheit 34, welche in der Regel aus einem Aluminiumrahmen bzw. Aluminiumgitter ausgebildet ist. Die Schnittstelleneinheit kann auch noch einen oder mehrere Sockel 35 umfassen, welche auf dem Testboard 4 auf der zur Testvorrichtung 2 weisenden Seite angeordnet sind. Die Sockel 35 dienen zum Kontaktieren der Kontaktelemente der Testvorrichtung 2. Ein jeder Sockel 35 ist jeweils einem Testfeld von Kontaktelementen des Testboards 4 auf der zur Handhabungsvorrichtung 3 weisenden Seite zugeordnet, mit welchen jeweils ein Halbleiterelement kontaktiert werden kann. Die Anzahl der Sockel 35 entspricht somit der Anzahl der Halbleiterelemente, die gleichzeitig getestet werden können.
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Die 3, 4, 5, 6, 7 zeigen jeweils den Mutterrahmen 10 mit unterschiedlichen Schnittstelleneinheiten 33, welche jeweils mit einem Einsatzrahmen 29 am Mutterrahmen 10 befestigt sind. Der Mutterrahmen 10 ist jeweils derselbe. Bei den Ausführungsformen gemäß den 3, 4, 5, 6 ist jeweils der gleiche Einsatzrahmen 29 vorgesehen. 7 zeigt einen anderen Einsatzrahmen mit einem sich in der Kontur deutlich von den anderen Einsatzrahmen unterscheidenden inneren Rand. Die Außenkontur aller Einsatzrahmen 29 ist hingegen identisch und passt in die entsprechende Kontur des Mutterrahmens 10.
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Die 3a und 3b zeigen die gleiche Schnittstelleneinheit 33, jedoch in zwei um 90° gedrehte Drehpositionen.
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Bei dem in den 3a und 3b gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schnittstelleneinheiten 33 in 90° gedrehten Positionen im Einsatzrahmen 29 montiert. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Einsatzrahmen 29 in 90° gedrehten Positionen am Mutterrahmen 10 zu montieren. Die unterschiedlichen Drehpositionen können somit durch die Verbindung zwischen dem Mutterrahmen 10 und dem Einsatzrahmen 29 oder durch unterschiedliche Verbindungen zwischen den Einsatzrahmen 29 und der Schnittstelleneinheit 33 bzw. dem Testboard 4 bewirkt werden.
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Wie es oben anhand der Beispiele gezeigt ist, kann ein Einsatzrahmen 29 zum Aufnehmen unterschiedlicher Testboards 4 bzw. unterschiedlicher Schnittstelleneinheiten 33 ausgebildet und geeignet sein. Jedoch gibt es eine solche Vielzahl unterschiedlicher Testboards 4 bzw. Schnittstelleneinheiten 33, dass es in der Praxis nicht möglich ist, alle Testboards 4 bzw. alle Schnittstelleneinheiten 33 mit einem einzigen Einsatzrahmen 29 am Mutterrahmen 10 zu befestigen.
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Der Mutterrahmen 10 überträgt die mechanische Hauptlast zwischen der Testvorrichtung 2 und der Handhabungsvorrichtung 3 und weist zudem die Abstandseinstelleinrichtung 19 auf. Der Mutterrahmen 10 ist deshalb wesentlich stabiler und mechanisch aufwändiger als der Einsatzrahmen 29. Der Mutterrahmen 10 kann in allen Kombinationen von Testvorrichtungen 2 und Handhabungsvorrichtungen 3 und Testboards 4 verwendet werden. Die Anpassung an die unterschiedlichen Testboards 4 erfolgt ausschließlich durch Austausch der entsprechenden Einsatzrahmen 29, die wesentlich einfacher und kostengünstiger sind. Dieses Testsystem erlaubt somit eine hohe Flexibilität bezüglich der Kombination von unterschiedlichen Testvorrichtungen und unterschiedlichen Handhabungsvorrichtungen mit beliebigen Testboards, um so die unterschiedlichsten Halbleiterelemente testen zu können. Die Abstandseinstellung erlaubt eine einfache Anpassung an unterschiedlich starke Schnittstelleneinheiten 33. Insgesamt wird durch die Erfindung eine technisch einfache und damit kostengünstige Lösung zum Koppeln beliebiger Testvorrichtungen und Handhabungsvorrichtungen erzielt, wobei beliebige Testboards bzw. Schnittstelleneinheiten verwendet werden können.
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Der Mutterrahmen 10 kann mehrere Dockingelementaufnahme 14 aufweisen, so dass die Dockingelemente 15 an unterschiedlichen Positionen am Mutterrahmen 10 befestigbar sind, um unterschiedlich große Testeinheiten (Testvorrichtung, Handhabungsvorrichtung) daran ankoppeln zu können.
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Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist eine Abstandseinstelleinrichtung vorgesehen. Der Mutterrahmen 10 kann jedoch auch ohne Abstandseinstelleinrichtung ausgebildet sein. Er kann dann beispielsweise mittels Schraubbolzen an der Indexplatte 7 oder unmittelbar an der entsprechenden Testeinheit befestigt werden. Hierzu kann es zweckmäßig sein, unterschiedliche Bohrungsmuster am Mutterrahmen 10 vorzusehen, die mit dem Raster der Gewindebohrungen unterschiedlicher Testeinheiten kompatibel sind.
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Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist der Mutterrahmen 10 an der Handhabungsvorrichtung 3 befestigt und die Testvorrichtung 2 ist am Mutterrahmen 10 mittels Dockingelemente 15 gekoppelt. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, dass der Mutterrahmen mit der Handhabungsvorrichtung 3 mittels Dockingelemente gekoppelt ist und der Mutterrahmen an der Testvorrichtung 2 mittels der Abstandseinstelleinrichtung 19 bzw. mittels Schraubbolzen oder dergleichen befestigt ist.
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Das in 1 gezeigte Testsystem 1 ist ein vertikales Testsystem, d.h., das plattenförmige Verbindungssystem, umfassend den Mutterrahmen 10 und den Einsatzrahmen 29, sind parallel zu einer vertikalen Ebene angeordnet. Die Erfindung kann selbstverständlich auch bei einem horizontalen Testsystem 1 eingesetzt werden, bei welchem das plattenförmige Verbindungssystem parallel zu einer horizontalen Ebene angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Testsystem
- 2
- Testvorrichtung (Tester)
- 3
- Handhabungsvorrichtung (Handler)
- 4
- Testboard
- 5
- Öffnung
- 6
- Gewindebohrung
- 7
- Indexplatte
- 8
- Bohrung
- 9
- Gewindebohrung
- 10
- Mutterrahmen
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Vertikalstrebe
- 13
- Horizontalstrebe
- 14
- Dockingelementaufnahme
- 15
- Dockingelement
- 16
- Indexplatte
- 17
- Passbohrung
- 18
- Passstift
- 19
- Abstandseinstelleinrichtung
- 20
- Abstandseinstellelement
- 21
- Gewindeflansch
- 22
- Zahnrad
- 23
- Lagerscheibe
- 24
- Treibriemen
- 25
- Umlenkrolle
- 26
- Leiste
- 27
- Stellrad
- 28
- Stufe
- 29
- Einsatzrahmen
- 30
- Gewindebohrung
- 31
- Bohrung
- 32
- Durchgangsöffnung
- 33
- Schnittstelleneinheit
- 34
- Versteifungseinheit
- 35
- Sockel
