DE102018105354B3 - Test handler for performing functional tests on semiconductor elements - Google Patents

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Abstract

Ein Testhandler (100) zum Durchführen von Funktionstests an Halbleiterelementen, insbesondere an ICs (200), umfasst eine Handlereinheit (34) zum Bereitstellen der Halbleiterelemente (200) in wenigstens einer Testposition und zum Sortieren der Halbleiterelemente (200) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Funktionstests, die mit elektrischer und pneumatischer Energie versorgt wird. Der Testhandler (100) umfasst ferner eine Versorgungseinheit (40) zum Versorgen der Handlereinheit (34) mit der elektrischen oder pneumatischen Energie. Die Versorgungseinheit (40) und die Handlereinheit (34) sind räumlich voneinander getrennt und durch Kabel (45) und/oder Schläuche (46) zum Versorgen der Handlereinheit (34) mit der elektrischen und/oder pneumatischen Energie miteinander verbunden.

Figure DE102018105354B3_0000
A test handler (100) for performing functional tests on semiconductor elements, in particular on ICs (200), comprises a handler unit (34) for providing the semiconductor elements (200) in at least one test position and for sorting the semiconductor elements (200) depending on the result of Functional tests that are supplied with electrical and pneumatic energy. The test handler (100) further comprises a supply unit (40) for supplying the handler unit (34) with the electrical or pneumatic energy. The supply unit (40) and the handler unit (34) are spatially separated and interconnected by cables (45) and / or hoses (46) for supplying electrical and / or pneumatic energy to the handler unit (34).
Figure DE102018105354B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Testhandler zum Durchführen von Funktionstests an Halbleiterelementen, insbesondere an ICs.The invention relates to a test handler for performing functional tests on semiconductor elements, in particular on ICs.

ICs werden üblicherweise nach ihrer Herstellung auf ihre Funktion getestet, um funktionelle Fehler ausschließen zu können. Für diese Funktionstests können bestimmte Temperaturbereiche vorgesehen sein, die sich etwa im Bereich von -60°C bis +180°C bewegen. Zur Durchführung der Funktionstests sind sogenannte Testhandler bekannt, welche die Handhabung der ICs während der Funktionstests sowie die entsprechende Temperierung gewährleisten.ICs are typically tested for function after fabrication to eliminate functional errors. For these functional tests, certain temperature ranges may be provided, which may range from -60 ° C to + 180 ° C. To perform the function tests, so-called test handlers are known which ensure the handling of the ICs during the functional tests and the corresponding temperature control.

Grundsätzlich wird unterschieden zwischen Testhandlern, die auf das Pick-and-Place-Prinzip oder auf das Gravity-Prinzip zurückgreifen. Während beim Pick-and-Place-Prinzip die ICs beispielsweise mittels Greifarmen bewegt werden, sind Gravity-Handler so ausgerichtet, dass die ICs mit Hilfe der Schwerkraft bewegt werden.Basically, a distinction is made between test traders who use the pick-and-place principle or the gravity principle. While the pick-and-place principle, for example, moves the ICs by means of gripping arms, gravity handlers are aligned so that the ICs are moved by gravity.

Aufgrund der umfangreichen Ausstattung von Testhandlern mit Gehäuse, Steuerelektronik, Zuführungs-, Vereinzelungs- und Kontaktierungsmechanik, Sensoren und Aktoren handelt es sich bei Testhandlern in der Regel um schwere und großvolumige Anlagen, die zudem sehr teuer in der Anschaffung sind. Testhandler sind daher in der Regel nur für große Testserien rentabel, sodass für kleinere Testserien üblicherweise auf ein manuelles Testen zurückgegriffen wird.Due to the extensive equipment of test handlers with housing, control electronics, feeding, separating and contacting mechanism, sensors and actuators, test handlers are usually heavy and bulky systems, which are also very expensive to purchase. Test handlers are therefore generally only profitable for large test series, so that for smaller test series usually on a manual testing is used.

Das manuelle Testen ist jedoch vergleichsweise aufwendig, da das IC üblicherweise manuell auf einen Testsockel platziert und mittels einer übergestülpten Haube, die mit einer temperierten gasförmigen Medium versorgt wird, auf die gewünschte Test-Temperatur gebracht. Anstelle des Luftstroms kann auch ein temperierter Block auf die Oberfläche des ICs aufgebracht werden. Nach dem Durchführen des Tests ist bei Kalttests der Testsockel zusammen mit der Aufnahmeplatine zu erwärmen, um die Ausbildung einer Vereisung beziehungsweise von Tauwasser zu verhindern. Ein Testhandler ist beispielsweise aus der US 2012/0313657 A1 bekannt. Der Testhandler ist mit einer Temperaturregeleinheit versehen, die das IC mittels eines wärmeleitenden Blocks erhitzt. Die Temperatur des ICs wird mittels eines Temperatursensors gemessen.The manual testing, however, is relatively expensive, since the IC is usually placed manually on a test socket and brought by means of a slipped hood, which is supplied with a tempered gaseous medium to the desired test temperature. Instead of the air flow, a tempered block can also be applied to the surface of the IC. After performing the test, the test socket is to be heated together with the receiving board in cold tests in order to prevent the formation of icing or condensation. A test handler is for example from the US 2012/0313657 A1 known. The test handler is provided with a temperature control unit that heats the IC by means of a thermally conductive block. The temperature of the IC is measured by means of a temperature sensor.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren der Totzeit, der sogenannten Indexzeit, bei dem Testen von Systemchips, System-On-a-Chip (SOC), wird in DE 10 2006 035 045 A1 beschrieben. Die Vorrichtung umfasst einen Testkopf, eine Ladeplatine für die zu testenden Systemchips, Device Under Test (DUT), die eine erste Bank von DUT-Testpositionen und eine zweite Bank von DUT-Testpositionen aufweist und auf dem Testkopf befestigt ist, und eine Handhabungsvorrichtung zum Be- und Entladen der Ladeplatine. Zum Reduzieren der Indexzeit testet der Testkopf einen ersten Satz von DUTs in der ersten Bank von DUT-Testpositionen, während gleichzeitig durch die Handhabungsvorrichtung ein zweiter Satz von DUTs in die zweite Bank von DUT-Testpositionen geladen wird. Danach wird der zweite Satz von DUTs in der zweiten Bank von DUT-Testpositionen getestet, während gleichzeitig durch die Handhabungsvorrichtung der erste Satz von DUTs von der ersten Bank von DUT-Testpositionen entladen und ein dritter Satz von DUTs in die erste Bank von DUT-Testpositionen geladen wird.A method and apparatus for reducing dead time, the so-called index time, in testing system chips, System On-a-Chip (SOC), is disclosed in U.S. Pat DE 10 2006 035 045 A1 described. The device includes a test head, a system board to be tested, Device Under Test (DUT), which has a first bank of DUT test positions and a second bank of DUT test positions and is mounted on the test head, and a handling device for loading - and unload the loading board. To reduce the index time, the test head tests a first set of DUTs in the first bank of DUT test positions while simultaneously loading, by the handler, a second set of DUTs into the second bank of DUT test positions. Thereafter, the second set of DUTs in the second bank are tested for DUT test positions while simultaneously unloading by the handler the first set of DUTs from the first bank of DUT test positions and a third set of DUTs in the first bank of DUT test positions is loaded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Testhandler zu schaffen, der vergleichsweise kompakt ist und mittels dem ein verbessertes Testen in kleinen Testreihen ermöglicht wird.The invention has for its object to provide a test handler, which is relatively compact and by means of which an improved testing in small test series is possible.

Die Aufgabe wird durch einen Testhandler nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Testhandlers sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 17.The object is achieved by a test handler according to claim 1. Advantageous embodiments of the test handler are the subject matter of claims 2 to 17.

Der erfindungsgemäße Testhandler dient zum Durchführen von Funktionstests insbesondere für kleine bis mittlere Stückzahlen an Halbleiterelementen, insbesondere an ICs , und umfasst eine Handlereinheit zum Vereinzeln und Bereitstellen der Halbleiterelemente in wenigstens einer Testposition und zum Sortieren der Halbleiterelemente in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Funktionstests, die mit elektrischer und pneumatischer Energie versorgt wird. Der Testhandler umfasst ferner eine Versorgungseinheit zum Versorgen der Handlereinheit mit der elektrischen oder pneumatischen Energie. Die Versorgungseinheit und die Handlereinheit sind räumlich voneinander getrennt und durch Kabel und/oder Schläuche zum Versorgen der Handlereinheit mit der elektrischen und/oder pneumatischen Energie miteinander verbunden.The test handler according to the invention serves to carry out functional tests, in particular for small to medium quantities of semiconductor elements, in particular ICs, and comprises a handler unit for separating and providing the semiconductor elements in at least one test position and for sorting the semiconductor elements as a function of the result of the functional tests electrical and pneumatic energy is supplied. The test handler further comprises a supply unit for supplying the handler unit with the electrical or pneumatic energy. The supply unit and the handler unit are spatially separated from each other and connected by cables and / or hoses for supplying the handler unit with the electrical and / or pneumatic energy.

Durch die räumliche Trennung von Versorgungseinheit und Handlereinheit lassen sich die Steuereinheit und die Pneumatik einerseits von dem Handling der ICs, das heißt insbesondere der Entnahme aus mit ICs gefüllten Stangen, dem Vereinzeln, dem Kontaktieren und dem Sortieren nach Testergebnis, andererseits trennen. Dadurch ergibt sich ein vergleichsweise geringes Gewicht der Handlereinheit, die problemlos von einer einzigen Person getragen werden kann. Ein flexibler Einsatz der Handlereinheit ist dadurch sichergestellt. Zudem sind durch die Trennung von Versorgungseinheit und Handlereinheit die Abmessungen der Handlereinheit deutlich reduziert. Die Handlereinheit kann insbesondere im Vergleich zu bekannten Handlereinheiten extrem flach ausgestaltet werden, sodass die Abstände von einem Testsockel zu der Testelektronik erheblich reduziert werden können. Daraus ergeben sich kurze Leitungslängen, und somit sind hohe Testfrequenzen möglich.Due to the spatial separation of the supply unit and the handler unit, the control unit and the pneumatics can be separated on the one hand from the handling of the ICs, that is to say in particular from the removal of rods filled with ICs, singulation, contacting and sorting according to the test result. This results in a comparatively low weight of the handler unit, which can be easily carried by a single person. A flexible use of the handler unit is ensured. In addition, the dimensions of the handler unit are significantly reduced by the separation of the supply unit and the handler unit. The handler unit can be made extremely flat, in particular compared to known handler units, so that the distances from a test socket to the test electronics can be significantly reduced. This results in short line lengths, and thus high test frequencies are possible.

Vorzugsweise umfasst der Testhandler eine Trägereinheit zum Befestigen an einem die Testelektronik aufweisenden Testkopf, wobei die Handlereinheit lösbar mit der Trägereinheit oder dem Testkopf verbunden ist. Mittels der Trägereinheit kann die Handlereinheit an dem Testkopf angebracht werden. Der Testkopf weist in diesem Fall die Testelektronik auf, sodass sich die Handlereinheit in unmittelbarer Nähe zu der Testelektronik befindet.The test handler preferably comprises a carrier unit for fastening to a test head having the test electronics, wherein the handler unit is detachably connected to the carrier unit or the test head. By means of the carrier unit, the handler unit can be attached to the test head. In this case, the test head has the test electronics so that the handler unit is in close proximity to the test electronics.

Alternativ kann der Testhandler vorzugsweise eine Trägereinheit zum Aufnehmen von Testelektronik umfassen, die zum Durchführen der Funktionstests notwendig ist und mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Handlereinheit ist zweckmäßigerweise lösbar mit der Trägereinheit verbunden.Alternatively, the test handler may preferably include a support unit for receiving test electronics, which is necessary to perform the functional tests and is supplied with electrical energy. The handler unit is expediently detachably connected to the carrier unit.

In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst der Testhandler ein Testboard, das die Testelektronik aufweist und vorzugsweise mittels eines Federmoduls an der Trägereinheit gelagert ist. Bei einem Testboard handelt es sich um eine kompaktere Ausführungsform eines Testkopfs, die für spezielle Anwendungen und Tests verwendet wird.In an advantageous embodiment, the test handler comprises a test board, which has the test electronics and is preferably mounted on the carrier unit by means of a spring module. A test board is a more compact embodiment of a test head used for specific applications and tests.

Vorteilhaft ist das Federmodul mit wenigstens einer vorzugsweise vorgespannten Feder und einer Linearführung versehen. Die Feder und die Linearführung ermöglichen eine sichere und definierte Lagerung des Testboards.Advantageously, the spring module is provided with at least one preferably preloaded spring and a linear guide. The spring and linear guide enable safe and defined storage of the test board.

Vorzugsweise umfasst der Testhandler einen Standfuß, der eine Standfußebene definiert, wobei die Handlereinheit eine Oberfläche aufweist, die eine Referenzebene definiert. Die Referenzebene und die Standfußebene schließen einen Neigungswinkel ein. Die Handlereinheit kann in Bezug auf den Standfuß geneigt werden, um den Neigungswinkel zu verändern. Durch die Änderung des Neigungswinkels ändert sich die Orientierung der Handlereinheit. Dies bringt insbesondere Vorteile bei Gravity-Handlern mit sich. Durch das Einstellen des Neigungswinkels wird die Orientierung einer Gleitebene, in der sich das IC in der Handlereinheit bewegt, in Bezug auf die Wirkrichtung der Schwerkraft eingestellt. Dadurch kann die Bewegung des ICs innerhalb der Handlereinheit gezielt beeinflusst werden. Beispielsweise kann der Neigungswinkel so eingestellt werden, dass die Gleitebene des ICs relativ steil verläuft. So wird eine schnelle Bewegung und eine hohe Beschleunigung des ICs innerhalb der Handlereinheit ermöglicht. Wenn die Gleitebene hingegen relativ flach verläuft, bewegt sich das IC langsamer durch die Handlereinheit und wird weniger stark beschleunigt. Die ICs gleiten in letzterem Fall eher in der Gleitebene und fallen nicht.Preferably, the test handler comprises a pedestal defining a pedestal level, the handler unit having a surface defining a reference plane. The reference plane and the pedestal plane include a tilt angle. The handler unit can be tilted relative to the pedestal to change the tilt angle. Changing the tilt angle changes the orientation of the handler unit. This brings particular advantages in gravity handlers with it. By adjusting the inclination angle, the orientation of a sliding plane in which the IC moves in the handler unit is adjusted with respect to the effective direction of gravity. As a result, the movement of the IC within the handler unit can be influenced in a targeted manner. For example, the inclination angle can be adjusted so that the sliding plane of the IC is relatively steep. This allows fast movement and high acceleration of the IC within the handler unit. On the other hand, if the slip plane is relatively flat, the IC moves slower through the handler unit and is less accelerated. The ICs glide in the latter case rather in the slip plane and do not fall.

Ist die Handlereinheit direkt oder mittels der Trägereinheit an dem Testkopf befestigt, kann die Handlereinheit ebenfalls derart geneigt werden, dass die Orientierung der Gleitebene in Bezug auf die Wirkrichtung der Schwerkraft verändert wird. In diesem Fall kann beispielsweise der Testkopf drehbar in einem Manipulator gelagert sein. Durch das Einstellen der Neigung des Testkopfes über den Manipulator wird die Neigung der Handlereinheit und damit die Orientierung der Gleitebene automatisch verändert.If the handler unit is attached directly or by means of the carrier unit to the test head, the handler unit can likewise be inclined in such a way that the orientation of the slide plane is changed with respect to the effective direction of the force of gravity. In this case, for example, the test head can be rotatably mounted in a manipulator. By adjusting the inclination of the test head via the manipulator, the inclination of the handling unit and thus the orientation of the sliding plane is automatically changed.

Vorteilhaft umfasst der Testhandler eine Winkelverstellung, die an dem Standfuß angeordnet ist. Die Winkelverstellung ermöglicht ein einfaches, schnelles und definiertes Einstellen des Neigungswinkels. Zum Ändern des Neigungswinkels sind somit keine aufwendigen Maßnahmen nötig.Advantageously, the test handler comprises an angular adjustment which is arranged on the base. The angle adjustment allows easy, fast and defined adjustment of the tilt angle. To change the angle of inclination no costly measures are needed.

Vorteilhaft weist die Winkelverstellung eine Führung auf, entlang der die Trägereinheit oder die Handlereinheit beim Verändern des Neigungswinkels geführt werden. Die Führung kann beispielsweise als Langloch ausgebildet sein, in das ein an der Trägereinheit oder der Handlereinheit vorgesehener Zapfen oder Vorsprung eingreift.Advantageously, the angle adjustment on a guide along which the carrier unit or the handler unit are guided when changing the inclination angle. The guide may be formed, for example, as a slot in which engages a provided on the carrier unit or the handler unit pin or projection.

Vorzugsweise weist die Winkelverstellung eine Arretierung zum Einstellen des Neigungswinkels auf. Durch die Arretierung wird der Neigungswinkel in seiner derzeitigen Stellung festgelegt. Zum erneuten Ändern des Neigungswinkels ist es erforderlich, die Arretierung zu lösen und dann die Neigung der Handlereinheit in Bezug auf den Standfuß zu verändern. Die Arretierung kann beispielsweise als Griff ausgebildet sein und mittels einer Dreh-, einer Zug- oder einer Druckbewegung betätigt werden.Preferably, the angular adjustment on a lock for adjusting the inclination angle. By locking the angle of inclination is set in its current position. To change the inclination angle again, it is necessary to release the lock and then to change the inclination of the handling unit with respect to the stand. The lock may be formed, for example, as a handle and actuated by means of a rotary, a pulling or a pushing movement.

Vorzugsweise ist der Standfuß mit einem Drehlager versehen, über das die Trägereinheit oder die Handlereinheit gelenkig mit dem Standfuß verbunden ist, um den Neigungswinkel zu verändern. Insbesondere kann die Trägereinheit oder die Handlereinheit an einem Ende an dem Drehlager gelagert sein, sodass die Trägereinheit beziehungsweise die Handlereinheit um das Drehlager dreh- beziehungsweise neigbar ist.Preferably, the base is provided with a pivot bearing, via which the carrier unit or the handling unit is pivotally connected to the base to change the angle of inclination. In particular, the carrier unit or the handler unit can be mounted at one end on the pivot bearing, so that the carrier unit or the handler unit can be rotated or tilted about the pivot bearing.

Vorzugsweise umfasst der Testhandler wenigstens ein Verbindungselement zum Verbinden der Handlereinheit mit der Trägereinheit. Das Verbindungselement ist an der Handlereinheit befestigt und kann mit der Trägereinheit verbunden werden. Alternativ kann das Verbindungselement an der Trägereinheit befestigt sein und mit der Handlereinheit verbunden werden.The test handler preferably comprises at least one connecting element for connecting the handler unit to the carrier unit. The connector is attached to the handler unit and can be connected to the carrier unit. Alternatively, the connector may be attached to the carrier unit and connected to the handler unit.

Vorzugsweise weist die Trägereinheit wenigstens ein Stützelement zum Stützen der Handlereinheit auf. das Stützelement weist einen Fußabschnitt zur Befestigung an der Trägereinheit und einen Kopfabschnitt zur Aufnahme des Verbindungselements auf. Das Stützelement kann direkt an der Trägereinheit befestigt oder fest mit dieser verbunden sein und nimmt an dem Kopfabschnitt das Verbindungselement auf. Vorteilhaft stimmt die Anzahl der Stützelemente mit der Anzahl der Verbindungselemente überein, so dass jedes Stützelement ein Verbindungselement aufnehmen kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, eine Vielzahl von Stützelementen und Verbindungselementen, beispielsweise jeweils vier, sechs oder acht, vorzusehen. Preferably, the carrier unit has at least one support element for supporting the handler unit. the support member has a foot portion for attachment to the support unit and a head portion for receiving the connecting element. The support member may be fixed directly to the support unit or fixedly connected thereto and receives at the head portion of the connecting element. Advantageously, the number of supporting elements coincides with the number of connecting elements, so that each supporting element can receive a connecting element. In particular, it is advantageous to provide a multiplicity of supporting elements and connecting elements, for example four, six or eight in each case.

Vorteilhaft ist das Stützelement an dem Fußabschnitt mittels einer vorzugsweise vorgespannten Feder an der Trägereinheit gelagert. Durch die Federung ist eine sichere Lagerung der Handlereinheit über die Verbindungselemente und die Stützelemente an der Trägereinheit gewährleistet. Durch das Vorspannen der Feder kann das Federverhalten je nach Anforderung eingestellt werden.Advantageously, the support element is mounted on the foot section by means of a preferably preloaded spring on the carrier unit. The suspension ensures secure storage of the handling unit via the connecting elements and the supporting elements on the carrier unit. By biasing the spring, the spring behavior can be adjusted as required.

Vorteilhaft weist das Stützelement eine an der Trägereinheit befestigte Linearführung auf, um das Stützelement linear an der Trägereinheit zu führen. Durch die Linearführung wird bei dem Belasten des Stützelements und dem Einfedervorgang das Stützelement linear entlang der Trägereinheit geführt, sodass ein Verkanten des Stützelements vermieden wird.Advantageously, the support element has a linear guide fastened to the support unit in order to guide the support element linearly on the support unit. As a result of the linear guide, when the support element and the deflection process are loaded, the support element is guided linearly along the carrier unit, so that tilting of the support element is avoided.

Vorzugsweise weist der Testhandler eine Verriegelung zum Verriegeln der Verbindung des Verbindungselements mit dem Stützelement auf. Die Verriegelung kann beispielsweise mittels drehbar gelagerter Haken erfolgen, die in das Stützelement oder in das Verbindungselement eingreifen.Preferably, the test handler has a latch for locking the connection of the connecting element to the support element. The locking can be done for example by means of rotatably mounted hooks which engage in the support element or in the connecting element.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

  • 1 eine perspektivische Ansicht von einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Testhandlers;
  • 2a eine perspektivische Ansicht des Testhandlers aus 1 ohne die Versorgungseinheit;
  • 2b eine perspektivische Ansicht des Testhandlers aus 2a, in der die Handlereinheit von einer Trägereinheit getrennt dargestellt ist;
  • 3 eine perspektivische Ansicht des Testhandlers aus 2a, bei der Stützelemente geschnitten dargestellt sind;
  • 4a eine perspektivische Ansicht von einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Testhandlers;
  • 4b eine perspektivische Ansicht von dem Testhandler aus 4a, wobei die Handlereinheit von einem Testkopf getrennt dargestellt ist;
  • 5a eine perspektivische Ansicht von einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Testhandlers;
  • 5b eine Ansicht von dem Testhandler aus 5a, wobei die Handlereinheit von der Trägereinheit getrennt dargestellt ist;
  • 6 eine Schnittansicht von dem Ausführungsbeispiel gemäß 5a und 5b;
  • 7a eine perspektivische Ansicht von einem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Testhandlers;
  • 7b eine perspektivische Ansicht von dem Testhandler aus 7a ohne die Versorgungseinheit;
  • 8 eine Schnittansicht von einem Stützelement;
  • 9 eine Schnittansicht von einem Federmodul;
  • 10a eine perspektivische Ansicht von einem Kontaktiermodul;
  • 10b eine Explosionsdarstellung von dem Kontaktiermodul aus 10a;
  • 11 eine Schnittansicht durch das Kontaktiermodul;
  • 12a eine weitere Schnittansicht durch das Kontaktiermodul;
  • 12b eine vergrößerte Ansicht von dem Bereich der Testkammer des Kontaktiermoduls aus 12a und
  • 13 eine weitere Schnittansicht durch das Kontaktiermodul.
In the following the invention will be described by means of exemplary embodiments. In the drawings shows:
  • 1 a perspective view of a first embodiment of the test handler according to the invention;
  • 2a a perspective view of the test handler 1 without the supply unit;
  • 2 B a perspective view of the test handler 2a in which the handler unit is shown separated from a carrier unit;
  • 3 a perspective view of the test handler 2a in which supporting elements are shown cut;
  • 4a a perspective view of a second embodiment of the test handler according to the invention;
  • 4b a perspective view of the test handler 4a wherein the handler unit is shown separated from a test head;
  • 5a a perspective view of a third embodiment of the test handler according to the invention;
  • 5b a view from the test handler 5a wherein the handler unit is shown separated from the carrier unit;
  • 6 a sectional view of the embodiment according to 5a and 5b ;
  • 7a a perspective view of a fourth embodiment of the test handler according to the invention;
  • 7b a perspective view of the test handler 7a without the supply unit;
  • 8th a sectional view of a support member;
  • 9 a sectional view of a spring module;
  • 10a a perspective view of a contacting module;
  • 10b an exploded view of the contacting module 10a ;
  • 11 a sectional view through the contacting module;
  • 12a a further sectional view through the contacting module;
  • 12b an enlarged view of the region of the test chamber of Kontaktiermoduls 12a and
  • 13 a further sectional view through the contacting module.

1 bis 7b zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Testhandlern. Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Testhandlers 100 zum Durchführen von Funktionstests an Halbleiterelementen, insbesondere an ICs 200, zeigt 1. Der Testhandler ist als Gravity-Handler ausgebildet und umfasst eine Handlereinheit 34, eine Versorgungseinheit 40, eine Trägereinheit 10 und einen Standfuß 50. Die Handlereinheit 34 umfasst einen Kontaktiereinheit 30. Die Trägereinheit 10 nimmt Testelektronik auf, die zum Durchführen von Funktionstests notwendig ist und mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Handlereinheit 34 stellt die Halbleiterelemente 200 in wenigstens einer Testposition bereit und sortiert diese in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Funktionstests. Die Versorgungseinheit 40 dient zum Versorgen der Handlereinheit 34 mit elektrischer und/oder pneumatischer Energie. Zu diesem Zweck sind die Handlereinheit 34 und die Versorgungseinheit 40 über Kabel 45 und/oder Schläuche 46 sowie über einen Anschluss 33 miteinander verbunden. Die Handlereinheit 34 und die Versorgungseinheit 40 sind räumlich voneinander getrennt, um das mechanische Handling der Halbleiterelemente 200 von der Steuerung und der Pneumatik zu entkoppeln. Dadurch ist ein kleiner und leichter Aufbau der Handlereinheit 34 und der Kontaktiereinheit 30 möglich. 1 to 7b show different embodiments of test handlers. A first embodiment of a test handler 100 for performing functional tests on semiconductor elements, in particular on ICs 200 , shows 1 , The test handler is designed as a gravity handler and comprises a handler unit 34 , a supply unit 40 , a carrier unit 10 and a stand 50 , The handler unit 34 includes a contacting unit 30 , The carrier unit 10 picks up test electronics, which are necessary to carry out functional tests and are supplied with electrical energy. The handler unit 34 represents the semiconductor elements 200 ready in at least one test position and sorts them depending on the result of the functional test. The supply unit 40 serves to supply the handler unit 34 with electrical and / or pneumatic energy. For this purpose, the handler unit 34 and the supply unit 40 via cable 45 and / or hoses 46 as well as via a connection 33 connected with each other. The handler unit 34 and the supply unit 40 are spatially separated from each other to the mechanical handling of the semiconductor elements 200 from the control and pneumatics decouple. This is a small and lightweight construction of the handler unit 34 and the contacting unit 30 possible.

Die räumliche Trennung der Versorgungseinheit 40 von der Handlereinheit 34 bewirkt, dass die Steuereinheit sowie die Pneumatik von dem Handling der ICs 200 getrennt sind. Dadurch ergibt sich ein sehr geringes Gewicht der Handlereinheit 34. Zudem sind durch die Trennung von Versorgungseinheit 40 und Handlereinheit 34 die Abmessungen der Handlereinheit 34 deutlich reduziert. Die Handlereinheit 34 kann insbesondere im Vergleich zu bekannten Testhandlern extrem flach ausgestaltet werden.The spatial separation of the supply unit 40 from the handler unit 34 causes the control unit as well as the pneumatics of the handling of the ICs 200 are separated. This results in a very low weight of the handler unit 34 , Moreover, due to the separation of supply unit 40 and handler unit 34 the dimensions of the handler unit 34 significantly reduced. The handler unit 34 can be made extremely flat especially in comparison to known test handlers.

Die Trägereinheit 10 weist vier Stützelemente 11 auf, die in vergrößerter Ansicht in 8 gezeigt sind. Die Stützelemente 11 umfassen jeweils einen Fußabschnitt 12, einen Kopfabschnitt 13, eine vorgespannte Feder 15 und eine Linearführung 16. Die Stützelemente 11 sind an dem Fußabschnitt 12 mit der Trägereinheit 10 verbunden. Durch die Linearführung 16 wird beim Belasten des Stützelements 11 und dem Einfedervorgang das Stützelement 11 linear entlang der Trägereinheit 10 geführt, sodass ein Verkanten des Stützelements 11 vermieden wird. Die Handlereinheit 34 weist vier Verbindungselemente 32 auf. Die Kopfabschnitte 13 der Stützelemente 11 dienen jeweils zur Aufnahme eines Verbindungselements 32.The carrier unit 10 has four support elements 11 on, which in enlarged view in 8th are shown. The support elements 11 each include a foot section 12 , a head section 13 , a preloaded spring 15 and a linear guide 16 , The support elements 11 are at the foot section 12 with the carrier unit 10 connected. Through the linear guide 16 becomes when loading the support element 11 and the compression process, the support element 11 linear along the carrier unit 10 guided, so that tilting of the support element 11 is avoided. The handler unit 34 has four fasteners 32 on. The head sections 13 the support elements 11 each serve to receive a connecting element 32 ,

Die Verbindungselemente 32 sind so angeordnet, dass diese mit jeweils einem Stützelement 11 der Trägereinheit 10 in Eingriff gebracht werden können. Über die Verbindungselemente 32 und die Stützelemente 11 ist die Handlereinheit 34 mit der Trägereinheit 10 verbunden. Die Verbindung der Verbindungselemente 32 mit den Stützelementen 11 kann mittels einer Verriegelung 14 verriegelt werden. Die Verriegelung 14 ist als drehbarer Haken ausgebildet, der an den Verbindungselementen 32 angebracht ist und in die Stützelemente 11 eingreifen kann.The connecting elements 32 are arranged so that these each with a support element 11 the carrier unit 10 can be brought into engagement. About the fasteners 32 and the support elements 11 is the handler unit 34 with the carrier unit 10 connected. The connection of the connecting elements 32 with the support elements 11 can by means of a lock 14 be locked. The lock 14 is designed as a rotatable hook, which on the connecting elements 32 is attached and in the support elements 11 can intervene.

Der Standfuß 50 definiert eine Standfußebene S. Die Handlereinheit 34 weist eine Oberfläche 31 auf, welche eine Referenzebene R definiert. Die Referenzebene R und die Standfußebene S schließen einen Neigungswinkel φ ein.The base 50 defines a foot level S , The handler unit 34 has a surface 31 on which a reference plane R Are defined. The reference level R and the foot level S close a tilt angle φ one.

Der Standfuß 50 umfasst einen Griff 55 zum Transportieren des Standfußes 50 und eine Winkelverstellung 51, welche eine Führung 52 aufweist. Die Führung 52 ist zweckmäßigerweise als Langloch ausgebildet, das in der Winkelverstellung 51 vorgesehen ist. Ferner weist der Standfuß 50 ein Drehlager 54 auf. Die Trägereinheit 10 ist an dem Drehlager 54 gelenkig mit dem Standfuß 50 verbunden. Wie insbesondere 2a und 2b zeigen, ist an der Trägereinheit 10 ein Zapfen angeordnet, der in die Führung 52 der Winkelverstellung 51 eingreift. Mittels der gelenkigen Verbindung an dem Drehlager 54 und des in der Führung 52 geführten Bolzens kann die Trägereinheit 10, und damit die Handlereinheit 34, in Bezug auf den Standfuß 50 geneigt werden, sodass der Neigungswinkel φ verändert wird. Ferner ist die Winkelverstellung 51 mit einer Arretierung 53 versehen, um den Neigungswinkel φ festzulegen, nachdem dieser verändert wurde. Die Winkelverstellung 51 ermöglicht somit ein einfaches, schnelles und definiertes Einstellen des Neigungswinkels φ.The base 50 includes a handle 55 for transporting the stand 50 and an angle adjustment 51 which is a guide 52 having. The leadership 52 is expediently designed as a slot, which in the angle adjustment 51 is provided. Furthermore, the stand points 50 a pivot bearing 54 on. The carrier unit 10 is at the pivot bearing 54 articulated with the base 50 connected. In particular 2a and 2 B show is on the carrier unit 10 a pin arranged in the guide 52 the angle adjustment 51 intervenes. By means of the articulated connection to the pivot bearing 54 and in the leadership 52 guided bolt can be the carrier unit 10 , and thus the handler unit 34 , in relation to the base 50 be inclined, so the angle of inclination φ is changed. Furthermore, the angle adjustment 51 with a lock 53 provided to the inclination angle φ after it has been changed. The angle adjustment 51 thus allows a simple, fast and defined adjustment of the angle of inclination φ ,

Durch die Änderung des Neigungswinkels φ ändert sich die Orientierung der Handlereinheit 34. Durch das Einstellen des Neigungswinkels φ kann die Bewegung des ICs 200 innerhalb der Handlereinheit 34, insbesondere in der Kontakiereinheit 30, gezielt beeinflusst werden. Der Neigungswinkel φ kann so eingestellt werden, dass eine Gleitebene für die ICs 200 steil oder flach verläuft. Bei einem steilen Verlauf der Gleitebene wird eine schnelle Bewegung und eine hohe Beschleunigung des ICs 200 innerhalb der Handlereinheit 34 beziehungsweise in der Kontakiereinheit 30 ermöglicht. Wenn die Gleitebene flach verläuft, bewegt sich das IC 200 langsamer durch die Handlereinheit 34 beziehungsweise durch die Kontakiereinheit 30 und wird weniger stark beschleunigt. Das IC 200 wird dadurch gleitend in der Gleitebene bewegt, und nicht fallend.By changing the angle of inclination φ the orientation of the handler unit changes 34 , By adjusting the tilt angle φ can the movement of the ICs 200 within the handler unit 34 , especially in the Kontakiereinheit 30 , be specifically influenced. The angle of inclination φ Can be adjusted to provide a glide plane for the ICs 200 steep or flat. With a steep gradient of the slip plane is a fast movement and high acceleration of the ICs 200 within the handler unit 34 or in the Kontakiereinheit 30 allows. When the slip plane is flat, the IC moves 200 slower through the handler unit 34 or by the Kontakiereinheit 30 and is accelerated less. The IC 200 is thereby slidably moved in the slip plane, and not falling.

4a und 4b zeigen ein Ausführungsbeispiel des Testhandlers 100, bei dem dieser eine Trägereinheit 10 zum Befestigen an einem Testkopf 20 aufweist. Die Trägereinheit 10 ist hier als Rahmen ausgebildet, der an dem Testkopf 20 befestigt ist. Der Testkopf 20 weist die Testelektronik auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Handlereinheit 34 ebenfalls derart geneigt werden, dass die Orientierung der Gleitebene in Bezug auf die Wirkrichtung der Schwerkraft verändert wird. In diesem Fall kann beispielsweise der Testkopf 20 drehbar in einem nicht dargestellten Manipulator gelagert sein. Durch das Einstellen der Neigung des Testkopfes 20 über den Manipulator wird die Neigung der Handlereinheit 34 und damit die Orientierung der Gleitebene unweigerlich verändert. 4a and 4b show an embodiment of the test handler 100 in which this one carrier unit 10 for attaching to a test head 20 having. The carrier unit 10 is designed here as a frame, which is attached to the test head 20 is attached. The test head 20 has the test electronics. In this embodiment, the handler unit 34 are also inclined so that the orientation of the slip plane is changed with respect to the direction of gravity. In this case, for example, the test head 20 be rotatably mounted in a manipulator, not shown. By adjusting the inclination of the test head 20 over the manipulator is the inclination of the handler unit 34 and thus inevitably changes the orientation of the slip plane.

Wie 6 zeigt, kann die Trägereinheit 10 ein Federmodul 26 aufweisen. An dem Federmodul 26 ist ein Testboard 25 gelagert, welches die Testelektronik aufweist. Das Federmodul 26 ist mit mehreren vorgespannten Federn 27 versehen, um das Testboard 25 an der Trägereinheit 10 zu lagern. Wie ferner insbesondere 9 anschaulich zeigt, weist das Federmodul 26 eine Schraube 29 zum Einstellen der Vorspannung der Federn 27 auf. Darüber hinaus ist das Federmodul 26 mit einer Linearführung 28 versehen. Die Feder 27 und die Linearführung 28 ermöglichen eine sichere und definierte Lagerung des Testboards 25.As 6 shows, the carrier unit 10 a spring module 26 exhibit. On the spring module 26 is a test board 25 stored, which has the test electronics. The spring module 26 is with several preloaded springs 27 provided to the test board 25 on the carrier unit 10 to store. As further particular 9 shows clearly shows the spring module 26 a screw 29 for adjusting the preload of the springs 27 on. In addition, the spring module 26 with a linear guide 28 Mistake. The feather 27 and the linear guide 28 enable a secure and defined storage of the test board 25 ,

Aus 7a und 7b geht ein Ausführungsbeispiel des Testhandlers 100 hervor, das ohne Trägereinheit 10 auskommt. Bei diesem ist die Handlereinheit 34 direkt mittels des Drehlagers 54 gelenkig mit dem Standfuß 50 verbunden, sodass eine besonders kompakte Bauweise vorhanden ist. Die Testelektronik wird bei diesem Ausführungsbeispiel extern bereitgestellt, beispielsweise über ein nicht dargestelltes Rack, in dem Testelektronik verbaut ist.Out 7a and 7b is an embodiment of the test handler 100 out, that without carrier unit 10 gets along. This is the handler unit 34 directly by means of the pivot bearing 54 articulated with the base 50 connected so that a particularly compact design is available. The test electronics are provided externally in this embodiment, for example via a rack, not shown, in which test electronics are installed.

10a bis 13 zeigen ein Kontaktiermodul 60, das Bestandteil der Kontaktiereinheit 30 des Testhandlers 100 ist. Die Kontaktiereinheit 30 beziehungsweise das Kontaktiermodul 60 können beispielsweise mit der Handlereinheit 34 verschraubt oder mittels Schnellverschlüssen mit dieser verbunden sein. Die gesamte Kontaktiereinheit 30 oder nur das Kontaktiermodul 60 können grundsätzlich sowohl bei Gravity-Handlern als auch bei Pick-and-Place-Handlern eingesetzt werden. 10a to 13 show a contacting module 60 , the component of the contacting unit 30 of the test handler 100 is. The contact unit 30 or the contacting module 60 For example, you can use the handler unit 34 bolted or be connected by means of quick release with this. The entire contacting unit 30 or only the contacting module 60 can basically be used with both gravity handlers and pick-and-place handlers.

Das Kontaktiermodul 60 umfasst einen Einlass 61, eine Testkammer 62, einen beweglich angeordneten Stempel 63, einen an dem Stempel 63 angeordneten Temperatursensor 64, eine Luftzufuhr 65, Spülkammern 70a, 70b, 70c, einen Auslass 66, einen nicht dargestellten Regler und einen Luftauslass 76. Durch den Einlass 61 gelangen zu testende ICs 200 in das Kontaktiermodul 60. Von dem Einlass 61 werden die ICs 200 aufgrund der Schwerkraft, oder im Falle eines Pick-and-Place-Handlers durch eine Positioniervorrichtung wie beispielsweise einen Greifarm, durch das Kontaktiermodul 60 bewegt. Um die Bewegung der ICs 200 gezielt durch das Kontaktiermodul 60 zu führen, weist das Kontaktiermodul 60 eine Führungseinheit 67 auf. Die Führungseinheit 67 weist im Bereich der Testkammer 62 einen Testsockel 68 auf, der die Testposition bildet. Die Führungseinheit 67 erstreckt sich vom Einlass 61 über die Testkammer 62 zu dem Auslass 66. Die Führungseinheit 67 kann vollständig oder teilweise im Wesentlichen U-förmig ausgebildet sein, sodass sie eine Nut ausbildet, in der das IC 200 innerhalb des Kontaktiermoduls 60 bewegt wird. Dazu ist es besonders vorteilhaft, wenn die Nut auf die Abmessungen des zu testenden ICs 200 abgestimmt ist, um eine präzise Führung des ICs 200 in der Führungseinheit 67 zu gewährleisten.The contacting module 60 includes an inlet 61 , a test chamber 62 , a movably arranged stamp 63 , one on the stamp 63 arranged temperature sensor 64 , an air supply 65 , Rinsing chambers 70a . 70b . 70c , an outlet 66 , a controller, not shown, and an air outlet 76 , Through the inlet 61 go to test ICs 200 in the contacting module 60 , From the inlet 61 become the ICs 200 due to gravity, or in the case of a pick-and-place handler by a positioning device such as a gripping arm, through the contacting module 60 emotional. To the movement of the ICs 200 specifically through the contacting module 60 to guide, has the contacting module 60 a leadership unit 67 on. The leadership unit 67 points in the area of the test chamber 62 a test socket 68 which forms the test position. The leadership unit 67 extends from the inlet 61 over the test chamber 62 to the outlet 66 , The leadership unit 67 may be wholly or partially substantially U-shaped, so that it forms a groove in which the IC 200 within the contacting module 60 is moved. For this purpose, it is particularly advantageous if the groove on the dimensions of the IC under test 200 is tuned to a precise guidance of the ICs 200 in the leadership unit 67 to ensure.

Wie insbesondere 12b anschaulich zeigt, ist die Führungseinheit 67 als Führungsschwinge ausgebildet und im Bereich der Testkammer 62 mittels zweier Federn 79 gelagert. Die Führungseinheit 67 kann mit dem zu testenden Halbleiterelement 200 durch den oberen Stempel 63 zu den Federn 79 hin bewegt werden. Dabei werden die Federn 79 komprimiert. Die Führungsschwinge ist zu ihrer Unterseite hin offen, sodass das zu testende IC 200, wenn es sich in der Testposition befindet, an seiner Unterseite, das heißt an der dem oberen Stempel 63 abgewandten und dem unteren Stempel 63 zugewandten Seite, durch die Öffnung der Führungsschwinge kontaktierbar ist, sodass auch der an dem unteren Stempel 63 vorgesehene Temperatursensor 64 das IC 200 kontaktieren kann. Dabei sorgt der obere Stempel 63 für den notwendigen Gegendruck.In particular 12b clearly shows, is the leadership unit 67 designed as a guide rocker and in the test chamber 62 by means of two springs 79 stored. The leadership unit 67 can with the semiconductor element to be tested 200 through the upper punch 63 to the springs 79 to be moved. This will be the springs 79 compressed. The guide rocker is open to the bottom so that the IC to be tested 200 when it is in the test position, on its underside, that is, on the upper punch 63 opposite and the lower punch 63 facing side, can be contacted by the opening of the guide rocker, so that also on the lower punch 63 provided temperature sensor 64 the IC 200 can contact. The upper stamp ensures this 63 for the necessary back pressure.

Die Kontaktiereinheit 30 umfasst ferner eine Düse 69. Die Düse 69 ist in unmittelbarer Nähe des Einlasses 61 angeordnet und so ausgerichtet, dass diese eine Strömung in Richtung der Führungseinheit 67 erzeugt. Durch die Strömung soll das IC 200 in seiner Bewegung entlang seiner Führungseinheit 67 weiter beschleunigt werden. Die Düse 69 ist in unmittelbarer Nähe der Öffnung der Führungseinheit 67 und in der Nähe des Einlasses 61 angeordnet.The contact unit 30 further includes a nozzle 69 , The nozzle 69 is in the immediate vicinity of the inlet 61 arranged and aligned so that these flow in the direction of the guide unit 67 generated. By the flow should the IC 200 in his movement along his leadership unit 67 be further accelerated. The nozzle 69 is in the immediate vicinity of the opening of the guide unit 67 and near the inlet 61 arranged.

Von dem Einlass 61 gelangt das IC 200 in die Testkammer 62. In der Testkammer 62 wird das IC 200 in der Testposition, insbesondere an dem Testsockel 68, fixiert und dem Funktionstest unterzogen. Insbesondere im Falle eines Gravity-Handlers ist es vorteilhaft, wenn, wie in 11 und 13 gezeigt, eine beweglich angeordnete Stoppvorrichtung 77 vorgesehen ist, die das zu testende IC 200 stoppt, wenn es in die Testposition gelangt. Die Stoppvorrichtung 77 wird vorzugsweise durch wenigstens einen Stößel aus einem temperaturstabilen Werkstoff betätigt, wobei die Kraftübertragung etwa durch wenigstens einen Pneumatikzylinder erfolgen kann. Um zu erfassen, wenn die Testposition belegt ist, also wenn sich das zu testende IC 200 in der Testposition befindet, ist die Kontaktiereinheit 30 mit einem Lichtsensor 75 versehen. Sobald das IC 200 in der Testposition durch den Lichtsensor 75 erfasst wird, kann das IC 200 fixiert und der Funktionstest gestartet werden.From the inlet 61 arrives the IC 200 into the test chamber 62 , In the test chamber 62 becomes the IC 200 in the test position, especially on the test socket 68 , fixed and subjected to the functional test. In particular, in the case of a gravity handler, it is advantageous if, as in 11 and 13 shown a movably arranged stop 77 is provided, which is the IC under test 200 stops when it reaches the test position. The stop device 77 is preferably actuated by at least one plunger made of a temperature-stable material, wherein the power transmission can be effected for example by at least one pneumatic cylinder. To detect when the test position is occupied, that is, when the IC to be tested 200 is in the test position, the contacting unit 30 with a light sensor 75 Mistake. Once the IC 200 in the test position by the light sensor 75 is detected, the IC 200 fixed and the bump test started.

Nachdem das IC 200 in die Testposition gelangt ist, wird es durch den Stempel 63 in der Testposition fixiert. Der Stempel 63 ist, wie oben beschrieben, mit einem Temperatursensor 64 versehen. Der Temperatursensor 64 greift unmittelbar an der Oberfläche des ICs 200 an, um eine genaue Messung der Oberflächentemperatur des ICs 200 zu erreichen. Zu diesem Zweck ist der Temperatursensor 64 durch eine Feder 72 vorgespannt in dem Stempel 63 gelagert. Der Stempel 63 und der Temperatursensor 64 können an einer beliebigen Seite des Testsockels 68 oder der Testposition angeordnet sein, oder es sind je ein Stempel 63 und ein Temperatursensor 64 an gegenüberliegenden Seiten des Testsockels 68 oder der Testposition angeordnet, wie in 11 bis 13 dargestellt.After the IC 200 gets into the test position, it gets through the stamp 63 fixed in the test position. The Stamp 63 is, as described above, with a temperature sensor 64 Mistake. The temperature sensor 64 engages directly on the surface of the IC 200 to get an accurate measurement of the surface temperature of the IC 200 to reach. For this purpose, the temperature sensor 64 by a spring 72 biased in the stamp 63 stored. The Stamp 63 and the temperature sensor 64 can be on any page of the test socket 68 or the test position, or it is ever a stamp 63 and a temperature sensor 64 at opposite sides of the test socket 68 or the test position, as in 11 to 13 shown.

Die Bewegung des Stempels 63 zu der Testposition hin erfolgt mittels eines beweglich angeordneten Querträgers 73, der den Stempel 63 formschlüssig aufnimmt. Die Bewegung des Querträgers 73 zu der Testposition hin wird durch wenigstens einen Stößel 74 aus einem temperaturstabilen Werkstoff angeregt. Die Kraftübertragung kann beispielsweise durch wenigstens einen Pneumatikzylinder erfolgen. Wie insbesondere 12a zeigt, können insbesondere zwei Stößel 74 vorgesehen sein.The movement of the stamp 63 towards the test position by means of a movably arranged cross member 73 that the stamp 63 positively receives. The movement of the crossbeam 73 towards the test position is by at least one plunger 74 excited from a temperature-stable material. The power transmission can be done for example by at least one pneumatic cylinder. In particular 12a In particular, two plungers can 74 be provided.

Durch die Kontaktierung des ICs 200 durch den Temperatursensor 64 und den nicht dargestellten Regler kann die Temperatur des Temperierstroms in Abhängigkeit von der gemessenen Oberflächentemperatur des ICs 200 eingestellt werden. So ist eine sehr schnelle und äußerst genaue Einstellung der Temperatur des ICs 200 gewährleistet. Dies begünstigt ein schnelles Testen von Halbleiterelementen 200. Ferner ermöglicht der kompakte Aufbau des Kontaktiermoduls 60 und insbesondere der Testkammer 62, dass ein nur geringer Temperierstrom nötig ist, um die Testkammer 62 zu erwärmen oder abzukühlen. In der Testkammer 62 wird das IC 200 nach dem Durchführen des Funktionstests freigegeben und gelangt durch den Auslass 66 aus dem Kontaktiermodul 60 heraus.By contacting the IC 200 through the temperature sensor 64 and the controller, not shown, the temperature of the Temperierstroms depending on the measured surface temperature of the ICs 200 be set. So is a very fast and extremely accurate setting of the temperature of the ICs 200 guaranteed. This promotes rapid testing of semiconductor devices 200 , Furthermore, the compact construction of the contacting module makes it possible 60 and in particular the test chamber 62 in that only a small tempering current is necessary to the test chamber 62 to heat or cool. In the test chamber 62 becomes the IC 200 released after performing the functional test and passes through the outlet 66 from the contacting module 60 out.

Der Luftauslass 76 dient zum Ausleiten des Temperierstroms aus dem Kontaktiermodul 60 und ist zweckmäßigerweise so ausgerichtet, dass dieser im Betriebszustand von der Kontaktiereinheit 30 nach oben weggerichtet ist, um Vereisung oder das Bilden von Feuchtigkeit an den Außenwänden zu vermeiden. Der Temperierstrom wird somit über die Luftzufuhr 65 in die Luftkammer 62 und von dort über den Luftauslass 76 aus dem Kontaktiermodul 60 herausgeleitet. Dabei ist die Luftzufuhr 65 so ausgerichtet, dass der Temperierstrom auf die Testposition geleitet wird und so das in der Testposition befindliche IC 200 temperieren kann. Insbesondere wird der Temperierstrom weitgehend in Bewegungsrichtung des ICs 200 auf die Testposition geleitet. Dadurch kann eine sehr stabile Temperatur an der Oberfläche des ICs 200 erzielt werden. Zudem wird nach dem Funktionstest das Bewegen oder Beschleunigen des ICs 200 in Richtung des Auslasses 66 erleichtert.The air outlet 76 serves for discharging the tempering current from the contacting module 60 and is suitably oriented so that this in the operating state of the contacting 30 directed upward to avoid icing or moisture on the outside walls. The tempering is thus on the air supply 65 in the air chamber 62 and from there via the air outlet 76 from the contacting module 60 led out. Here is the air supply 65 Aligned so that the tempering is passed to the test position and so in the test position located IC 200 can temper. In particular, the tempering current is largely in the direction of movement of the IC 200 directed to the test position. This allows a very stable temperature on the surface of the IC 200 be achieved. In addition, after the bump test, moving or accelerating the IC 200 in the direction of the outlet 66 facilitated.

Die Spülkammern 70a, 70b, 70c weisen Luftanschlüsse 71a, 71b, 71c auf, über die vorzugsweise temperierte Spülluft in die Spülkammern 70a, 70b, 70c eingeleitet werden kann. Die Spülkammern 70a, 70b, 70c dienen zum Umspülen der Testkammer 62, des Temperatursensors 64 und/oder der Luftzufuhr 65 mit Spülluft, um eine Vereisung oder eine zu hohe Erwärmung der Testkammer 62, des Temperatursensors 64, der Luftzufuhr 65 und/oder einer Außenwand des Kontaktiermoduls 60 zu vermieden, wenn ein relativ kalter oder relativ warmer Temperierstrom in das Kontaktiermodul 60 eingeleitet wird. Beispielsweise wird ein Übergangsbereich 78, der einen Übergang zu einem nicht dargestellten Testboard bildet, mittels der Spülkammer 70c mit Luft umspült. Ferner sind Einlass 61 und Auslass 66 mittels eines durch Spülluft gebildeten Luftvorhangs gegen Fremdluft abgeschirmt. Der Luftvorhang wird in der Spülkammer 70b gebildet und strömt orthogonal zu der Orientierung des Einlasses 61 und des Auslasses 66. So bleibt das Kontaktiermodul 60 frei von Umgebungsluft, die insbesondere die Temperierung in der Testkammer 62 stören würde.The rinsing chambers 70a . 70b . 70c have air connections 71a . 71b . 71c on, on the preferably tempered purging air in the rinsing chambers 70a . 70b . 70c can be initiated. The rinsing chambers 70a . 70b . 70c serve to flush around the test chamber 62 , the temperature sensor 64 and / or the air supply 65 with scavenging air, to freeze or overheat the test chamber 62 , the temperature sensor 64 , the air supply 65 and / or an outer wall of the contacting module 60 avoided if a relatively cold or relatively warm Temperierstrom in the Kontaktiermodul 60 is initiated. For example, it becomes a transition area 78 , which forms a transition to a test board, not shown, by means of the rinsing chamber 70c lapped with air. There are also entrances 61 and outlet 66 Shielded against external air by means of an air curtain formed by purging air. The air curtain is in the rinsing chamber 70b is formed and flows orthogonal to the orientation of the inlet 61 and the outlet 66 , This leaves the contacting module 60 free of ambient air, in particular the temperature in the test chamber 62 would disturb.

Wie ferner insbesondere 10b anschaulich zeigt, weist das Kontaktiermodul 60 eine Basis 80 und eine Haube 85 auf, die mit der Basis 80 verbunden ist. Basis 80 und Haube 85 umschließen die Testkammer 62. Die Basis 80 und die Haube 85 sind insbesondere lösbar miteinander verbunden, beispielsweise mittels Schrauben. Besonders vorteilhaft ist eine Verbindung von Basis 80 und Haube 85 mittels Schnellverschlüssen. So lässt sich die Haube 85 von der Basis 80 problemlos ablösen, sofern eine mechanische Störung in der Testkammer 62 vorliegt oder bei Raumtemperatur getestet werden soll. Basis 80 und Haube 85 sind vorzugsweise aus einem temperaturstabilen Kunststoff hergestellt.As further particular 10b shows clearly shows the contacting module 60 One Base 80 and a hood 85 on that with the base 80 connected is. Base 80 and hood 85 enclose the test chamber 62 , The base 80 and the hood 85 are in particular releasably connected to each other, for example by means of screws. Particularly advantageous is a compound of base 80 and hood 85 by means of quick-release fasteners. That's how the hood can be 85 from the base 80 Easily replace, provided a mechanical failure in the test chamber 62 is present or should be tested at room temperature. Base 80 and hood 85 are preferably made of a temperature-stable plastic.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Trägereinheitsupport unit
1111
Stützelementsupport element
1212
Fußabschnittfoot section
1313
Kopfabschnittheader
1414
Verriegelunglock
1515
Federfeather
1616
Linearführunglinear guide
2020
Testkopftest head
2525
Testboardtest Board
2626
Federmodulspring module
2727
Federfeather
2828
Linearführunglinear guide
2929
Schraubescrew
3030
Kontaktiereinheitcontacting
3131
Oberflächesurface
3232
Verbindungselementconnecting member
3333
Anschlussconnection
3434
Handlereinheit handle purity
4040
Versorgungseinheitsupply unit
4545
Kabelelectric wire
4646
Schlauchtube
5050
Standfußstand
5151
Winkelverstellungangle adjustment
5252
Führungguide
5353
Arretierunglock
5454
Drehlagerpivot bearing
5555
Griff Handle
6060
Kontaktiermodulcontacting module
6161
Einlassinlet
6262
Testkammertest chamber
6363
Stempelstamp
6464
Temperatursensortemperature sensor
6565
Luftzufuhrair supply
6666
Auslassoutlet
6767
FührungseinheitGuide unit
6868
Testsockeltest socket
6969
Düsejet
70a70a
Spülkammerrinsing chamber
70b70b
Spülkammerrinsing chamber
70c70c
Spülkammerrinsing chamber
71a71a
Luftanschlussair connection
71b71b
Luftanschlussair connection
71c71c
Luftanschlussair connection
7272
Federfeather
7373
Querträgercrossbeam
7474
Stößeltappet
7575
Lichtsensorlight sensor
7676
Luftauslassair outlet
7777
Stoppvorrichtungstopping device
7878
ÜbergangsbereichTransition area
7979
Federfeather
8080
BasisBase
8585
HaubeHood
100100
Testhandler test handler
200200
IC IC
RR
Referenzebenereference plane
SS
Standfußebenestand level
φφ
Neigungswinkeltilt angle

Claims (17)

Testhandler (100) zum Durchführen von Funktionstests an Halbleiterelementen, insbesondere an ICs (200), umfassend: eine Handlereinheit (34) zum Vereinzeln und Bereitstellen der Halbleiterelemente (200) in wenigstens einer Testposition und zum Sortieren der Halbleiterelemente (200) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Funktionstests, die mit elektrischer und pneumatischer Energie versorgt wird, und eine Versorgungseinheit (40) zum Versorgen der Handlereinheit (34) mit der elektrischen oder pneumatischen Energie; wobei die Handlereinheit (34) eine Kontaktiereinheit (30) zum Kontaktieren der Halbleiterelemente (200) in der Testposition umfasst, die ein Kontaktiermodul (60) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (40) und die Handlereinheit (34) räumlich voneinander getrennt und durch Kabel (45) oder Schläuche (46) zum Versorgen der Handlereinheit (34) mit der elektrischen oder pneumatischen Energie miteinander verbunden sind.A test handler (100) for performing functional tests on semiconductor elements, in particular on ICs (200), comprising: a handler unit (34) for singulating and providing the semiconductor elements (200) in at least one test position and for sorting the semiconductor elements (200) in dependence on the Result of the functional tests, which is supplied with electrical and pneumatic energy, and a supply unit (40) for supplying the handler unit (34) with the electrical or pneumatic energy; wherein the handler unit (34) comprises a contacting unit (30) for contacting the semiconductor elements (200) in the test position having a contacting module (60); characterized in that the supply unit (40) and the handler unit (34) are spatially separated and interconnected by cables (45) or hoses (46) for supplying the handler unit (34) with electrical or pneumatic energy. Testhandler (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trägereinheit (10) zum Befestigen an einem die Testelektronik aufweisenden Testkopf (20), wobei die Handlereinheit (34) lösbar mit der Trägereinheit (10) oder dem Testkopf (20) verbunden ist.Test handler (100) after Claim 1 characterized by a carrier unit (10) for attachment to a test head (20) having the test electronics, wherein the handler unit (34) is detachably connected to the carrier unit (10) or the test head (20). Testhandler (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trägereinheit (10) zum Aufnehmen von Testelektronik, die zum Durchführen der Funktionstests notwendig ist und mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei die Handlereinheit (34) lösbar mit der Trägereinheit (10) verbunden ist.Test handler (100) after Claim 1 characterized by a support unit (10) for receiving test electronics necessary for carrying out the functional tests and being supplied with electrical energy, the handler unit (34) being detachably connected to the support unit (10). Testhandler (100) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Testboard (25), das die Testelektronik aufweist und vorzugsweise mittels eines Federmoduls (26) an der Trägereinheit (10) gelagert ist.Test handler (100) after Claim 3 characterized by a test board (25) having the test electronics and preferably by means of a spring module (26) on the carrier unit (10) is mounted. Testhandler (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federmodul (26) mit wenigstens einer Feder (27), die vorzugsweise vorgespannt ist, und einer Linearführung (28) versehen ist.Test handler (100) after Claim 4 , characterized in that the spring module (26) with at least one spring (27), which is preferably biased, and a linear guide (28) is provided. Testhandler (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Standfuß (50), der eine Standfußebene (S) definiert, wobei die Handlereinheit (34) eine Oberfläche (31) aufweist, die eine Referenzebene (R) definiert, wobei die Referenzebene (R) und die Standfußebene (S) einen Neigungswinkel (φ) einschließen, wobei vorzugsweise die Handlereinheit (34) in Bezug auf den Standfuß (50) neigbar ist, um den Neigungswinkel (φ) zu verändern.Test handler (100) after one of the Claims 1 to 5 characterized by a pedestal (50) defining a pedestal plane (S), the peddler unit (34) having a surface (31) defining a reference plane (R), the reference plane (R) and the pedestal plane (S) an inclination angle (φ), wherein preferably the handler unit (34) is tiltable with respect to the pedestal (50) to change the inclination angle (φ). Testhandler (100) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Winkelverstellung (51), die an dem Standfuß (50) angeordnet ist. Test handler (100) after Claim 6 characterized by an angular adjustment (51) disposed on the pedestal (50). Testhandler (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelverstellung (51) eine Führung (52) aufweist, entlang der die Handlereinheit (34) beim Verändern des Neigungswinkels (φ) geführt wird.Test handler (100) after Claim 7 , characterized in that the angular displacement (51) has a guide (52), along which the handler unit (34) is guided when changing the inclination angle (φ). Testhandler (100) nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelverstellung (51) eine Führung (52) aufweist, entlang der die Trägereinheit (10) beim Verändern des Neigungswinkels (φ) geführt wird.Test handler (100) after Claim 2 and 7 , characterized in that the angular adjustment (51) has a guide (52), along which the carrier unit (10) when changing the inclination angle (φ) is guided. Testhandler (100) nach Anspruch 7 oder 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelverstellung (51) eine Arretierung (53) zum Festlegen des Neigungswinkels (φ) aufweist.Test handler (100) after Claim 7 or 8th or 9 , characterized in that the angle adjustment (51) has a detent (53) for fixing the inclination angle (φ). Testhandler (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß (50) mit einem Drehlager (54) versehen ist, über das die Handlereinheit (34) gelenkig mit dem Standfuß (50) verbunden ist, um den Neigungswinkel (φ) zu verändern.Test handler (100) after one of the Claims 6 to 8th and 10 , characterized in that the pedestal (50) is provided with a pivot bearing (54), via which the handler unit (34) is pivotally connected to the pedestal (50) to change the inclination angle (φ). Testhandler (100) nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß (50) mit einem Drehlager (54) versehen ist, über das die Trägereinheit (10) gelenkig mit dem Standfuß (50) verbunden ist, um den Neigungswinkel (φ) zu verändern.Test handler (100) after Claim 2 and one of the Claims 6 to 10 , characterized in that the base (50) is provided with a pivot bearing (54), via which the carrier unit (10) is pivotally connected to the base (50) to change the inclination angle (φ). Testhandler (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, gekennzeichnet durch wenigstens ein Verbindungselement (32) zum Verbinden der Handlereinheit (34) mit der Trägereinheit (10).Test handler (100) after one of the Claims 2 to 12 characterized by at least one connecting element (32) for connecting the handler unit (34) to the carrier unit (10). Testhandler (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (10) wenigstens ein Stützelement (11) zum Stützen der Handlereinheit (34) aufweist, wobei das Stützelement (11) einen Fußabschnitt (12) zur Befestigung an der Trägereinheit (10) und einen Kopfabschnitt (13) zur Aufnahme des Verbindungselements (32) aufweist.Test handler (100) after Claim 13 characterized in that the support unit (10) comprises at least one support element (11) for supporting the handler unit (34), the support element (11) having a foot section (12) for attachment to the support unit (10) and a head section (13) for receiving the connecting element (32). Testhandler (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (11) an dem Fußabschnitt (12) mittels einer Feder (15), die vorzugsweise vorgespannt ist, an der Trägereinheit (10) gelagert ist.Test handler (100) after Claim 14 , characterized in that the support element (11) on the foot portion (12) by means of a spring (15), which is preferably biased, is mounted on the carrier unit (10). Testhandler (100) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (11) eine an der Trägereinheit (10) befestigte Linearführung (16) aufweist, um das Stützelement (11) linear an der Trägereinheit (10) zu führen.Test handler (100) after Claim 14 or 15 , characterized in that the supporting element (11) has a linear guide (16) fixed to the carrier unit (10) in order to guide the supporting element (11) linearly on the carrier unit (10). Testhandler (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch eine Verriegelung (14) zum Verriegeln der Verbindung des Verbindungselements (32) mit dem Stützelement (11).Test handler (100) after one of the Claims 14 to 16 characterized by a lock (14) for locking the connection of the connecting element (32) to the supporting element (11).
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