DE112010000706B4

DE112010000706B4 - Prüfvorrichtung

Info

Publication number: DE112010000706B4
Application number: DE112010000706.3T
Authority: DE
Inventors: Shusaku SATO
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2030-01-07
Also published as: JPWO2010079746A1; CN102272612A; US20120133382A1; DE112010000706T5; WO2010079746A1; US8829935B2; CN102272612B; JP5438691B2

Abstract

Prüfvorrichtung zum Prüfen eines zu prüfenden Bauelements (200), mit: einem dem zu prüfenden Bauelement (200) zugewandten Prüfkopf (22) mit einem Prüfmodul (26) zum Prüfen des zu prüfenden Bauelements (200); und einer Prüfeinheit (60), die ein Signal überträgt und zwischen dem Prüfkopf (22) und dem zu prüfenden Bauelement (200) angeordnet ist, wobei die Prüfeinheit (60) aufweist: mehrere Niederspannungskontakte (68), die in vorgegebenen Intervallen voneinander beabstandet angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hochspannungskontakte (67), die derart angeordnet sind, dass der Abstand zwischen jedem Hochspannungskontakt (67) und jedem Niederspannungskontakt (68) größer ist als das vorgegebene Intervall, und über die ein Signal mit einer Spannung übertragen wird, die höher ist als diejenige eines über die Niederspannungskontakte (68) übertragenen Signals, wobei alle Hochspannungskontakte (67) in nur einem von zwei Bereichen angeordnet sind, die durch Teilen einer Oberfläche der Prüfeinheit (60) in zwei Hälften gebildet werden, und in dem anderen der zwei Bereiche nur mehrere Niederspannungskontakte (68) angeordnet sind.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung.
Hintergrundtechnik
Als Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterbauelements oder eines ähnlichen Elements ist eine Vorrichtung bekannt, die sowohl eine Prüffunktion, bei der ein Niederspannungssignal von 15 V verwendet wird, als auch eine Prüffunktion aufweist, bei der ein Hochspannungssignal von 2 kV verwendet wird, wie beispielsweise in der JP 2007-205792 A dargestellt ist. Diese Signale werden dem Halbleiterbauelement über ein Prüfsubstrat zugeführt.
Aus der US 2002/0067179 A1 ist eine Probecard zum Testen einer integrierten Halbleiterschaltung bekannt, wobei die Probecard zwei Stromversorgungsleitungen für unterschiedliche Halbleiterschaltungen mit unterschiedlichen Betriebsspannungen aufweist.
In der US 2008/0290882 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen von Leistungshalbleiterchips mit Hochspannung beschrieben. Hierzu wird ein Kontakt über Feindrahtsonden mit dem zu testenden Leistungshalbleiterchip hergestellt.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Im Prüfsubstrat müssen die Kontakte, über die das Hochspannungssignal übertragen wird, jedoch in einem vorgegebenen Mindestabstand von den Kontakten angeordnet sein, über die das Niederspannungssignal übertragen wird. Daher ist, wenn die Anzahl der Hochspannungskontakte erhöht wird, der Platz, in dem die Niederspannungskontakte angeordnet werden können, beschränkt, so dass auf dem Prüfsubstrat keine ausreichende Anzahl von Prüfkontakten gewährleistet werden kann.
In einer Prüfvorrichtung, die ein derartiges Hochspannungssignal erzeugt, kann ein Prüfmodul, das ein Signal erzeugt, in einem Abstand vom Halbleiterbauelement angeordnet sein. Beispielsweise können ein Prüfkopf, der das Prüfmodul aufnimmt, und ein Prober, auf dem das Halbleiterbauelement montiert wird, in einem Abstand voneinander angeordnet sein, und der Prüfkopf und der Prober können durch ein Kabel miteinander verbunden sein, über das Signale übertragen werden.
Wenn der Prüfkopf und der Prober durch ein relativ langes Kabel miteinander verbunden sind, nimmt jedoch durch die Widerstandskomponente, die Kapazitätskomponente oder ähnliche Kenngrößen des Kabels die Genauigkeit des Prüfvorgangs ab, in dem das Niederspannungssignal verwendet wird. Insbesondere nimmt die Genauigkeit von Prüfvorgängen ab, in denen ein Signal mit einer niedrigen Spannung und einer hohen Frequenz verwendet wird. Wenn die Prüfgenauigkeit gering ist, kann zwar die Genauigkeit für die Entscheidung, ob ein Prüfvorgang bestanden oder nicht bestanden wurde, durch mehrmaliges Wiederholen des Prüfvorgangs verbessert werden, allerdings nimmt dadurch die Gesamtprüfzeit zu.
Außerdem nimmt, wenn das Hochspannungssignal über ein langes Kabel übertragen wird, die Genauigkeit einer Messung niedriger Ströme aufgrund des Isolationswiderstandes des Kabels oder eines Verbinders ab, oder die Signalwellenform wird durch die Widerstandskomponente oder die Kapazitätskomponente des Kabels oder des Verbinders verzerrt.
Mittel zum Lösen der Probleme
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines zu prüfenden Bauelements bereitgestellt, mit: einem Prüfkopf, der dem zu prüfenden Bauelement zugewandt ist und ein Prüfmodul zum Prüfen des zu prüfenden Bauelements aufweist, und eine Prüfeinheit, die ein Signal überträgt und zwischen dem Prüfkopf und dem zu prüfenden Bauelement angeordnet ist. Die Prüfeinheit weist mehrere Niederspannungskontakte auf, die in vorgegebenen Intervallen voneinander angeordnet sind, und mehrere Hochspannungskontakte, die derart angeordnet sind, dass der Abstand zwischen jedem Hochspannungskontakt und jedem Niederspannungskontakt größer ist als das vorgegebene Intervall, und über die ein Signal mit einer Spannung übertragen wird, die höher ist als diejenige eines über die Niederspannungskontakte übertragenen Signals. Alle Hochspannungskontakte sind in nur einem von zwei Bereichen angeordnet, die durch Teilen einer Oberfläche der Prüfeinheit in zwei Hälften gebildet werden.
Die vorstehenden Abschnitte beschreiben nicht unbedingt alle erforderlichen Merkmale der Ausführungsformen der Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch durch eine Teilkombination der vorstehend beschriebenen Merkmale implementiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Gesamtdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 100;
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Struktur vom Prüfkopf 22 zur Prüfkarte 50;
3 zeigt eine exemplarische Draufsicht der Prüfeinheit 60, betrachtet von der Seite des zu prüfenden Bauelements 200;
4 zeigt eine exemplarische Kontaktanordnung einer Hochspannungskontaktfläche 66;
5 dient zum Beschreiben einer Konfiguration zum Bestätigen einer Verbindung vom Hochspannungsmodul 80 zur Prüfkarte 50; und
6 zeigt eine exemplarische Draufsicht des Schaltabschnitts 24, betrachtet von der Seite des zu prüfenden Bauelements 200.
Beste Technik zum Implementieren der Erfindung
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsform soll die in den Ansprüchen definierte Erfindung nicht einschränken, und es sind nicht unbedingt alle Kombinationen der in Verbindung mit der Ausführungsform beschriebenen Merkmale zum Realisieren von Aspekten der Erfindung wesentlich.
1 zeigt eine Gesamtdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 100, Die Prüfvorrichtung 100 prüft ein zu prüfendes Bauelement 200, wie beispielsweise ein Halbleiterbauelement, und weist einen Prober 10, einen Hauptrechner 12, ein Kabel 14, einen Antriebsabschnitt 16, einen Prüfkopf 22, einen Rahmen 30, ein Hochspannungsmodul 80, eine Leistungsplatine (Performance Board) 40, eine Prüfeinheit 60 und eine Prüfkarte 50 auf. Das zu prüfende Bauelement 200 kann ein auf einem Wafer ausgebildetes Bauelement sein. Das zu prüfende Bauelement 200 kann ein SOC-Bauelement sein.
Auf dem Prober 10 kann ein zu prüfendes Bauelement 200 an einer vorgegebenen Position montiert werden. Auf dem Prober 10 können mehrere zu prüfende Bauelemente 200 montiert werden. Die Prüfkarte 50 ist dem auf dem Prober 10 montierten, zu prüfenden Bauelement 200 zugewandt und mit dem zu prüfenden Bauelement 200 elektrisch verbunden. Die Prüfkarte 50 ist über die Prüfeinheit 60, die Leistungsplatine 40, den Rahmen 30 und den Schaltabschnitt 24 am Prüfkopf 22 befestigt. Die Leistungsplatine 40 und der Rahmen 30 sind durch eine Schraube oder eine ähnliche Einrichtung integral ausgebildet. Dadurch kann die Festigkeit und Stabilität der Leistungsplatine 40 verbessert werden.
Der Antriebsabschnitt 16 bewegt den Prüfkopf 22. Beispielsweise kann, wenn das zu prüfende Bauelement 200 geprüft wird, der Antriebsabschnitt 16 die Prüfkarte 50 durch Bewegen des Prüfkopfes 22 zu einer Position, an der sie dem zu prüfenden Bauelement 200 gegenüberliegt, mit dem zu prüfenden Bauelement 200 verbinden, wie in 1 dargestellt ist.
Der Prüfkopf 22 ist dem zu prüfenden Bauelement 200 zugewandt. Der Prüfkopf 22 nimmt das Prüfmodul 26 auf, das einen Niederspannungstest bezüglich des zu prüfenden Bauelements 200 ausführt. Der in 2 dargestellte Schaltabschnitt 24 ist auf der Oberfläche des Prüfkopfes 22 angeordnet. Das Hochspannungsmodul 80, das einen Prüfvorgang mit einer Spannung ausführt, die höher ist als diejenige des Prüfmoduls 26, ist durch eine Schraube oder eine ähnliche Einrichtung am Schaltabschnitt 24 befestigt. Dadurch ist das Hochspannungsmodul 80 am Prüfkopf 22 befestigt.
Das Hochspannungsmodul 80 kann ein Modul sein, das ein Signal mit einer Spannung erzeugt, die höher ist als die durch das Prüfmodul 26 erzeugte Spannung. Beispielsweise kann das Prüfmodul 26 dazu geeignet sein, ein Signal mit einer Spannung von 0 V bis 20 V zu erzeugen, und das Hochspannungsmodul 80 kann dazu geeignet sein, ein Signal mit einer Spannung von 0 V bis 2 kV zu erzeugen. Das Hochspannungsmodul 80 kann dazu geeignet sein, eine den Spannungsfestigkeitsspezifikationen des zu prüfenden Bauelements 200 entsprechende Spannung zu erzeugen, um die Spannungsfestigkeit des zu prüfenden Bauelements 200 zu prüfen.
Das Hochspannungsmodul 80 kann auf der dem zu prüfenden Bauelement 200 zugewandten Oberfläche des Schaltabschnitts 24 angeordnet sein. Der Hauptrechner 12 prüft das zu prüfende Bauelement 200 durch Steuern dieser Module über das Kabel 14.
Der Rahmen ist an der dem zu prüfenden Bauelement 200 zugewandten Oberfläche des Schaltabschnitts 24 befestigt. Der Rahmen 30 kann an der Leistungsplatine 40 integral befestigt sein, so dass die Leistungsplatine 40 in einer dem zu prüfenden Bauelement 200 zugewandten Position gehalten wird.
Die Leistungsplatine 40 ist zwischen dem zu prüfenden Bauelement 200 und dem Schaltabschnitt 24 angeordnet. Insbesondere ist die Leistungsplatine 40 zwischen der Prüfeinheit 60 und dem Rahmen 30 angeordnet.
Die Prüfeinheit 60 ist zwischen dem zu prüfenden Bauelement 200 und der Leistungsplatine 40 angeordnet. Insbesondere ist die Prüfeinheit 60 zwischen der Prüfkarte 50 und der Leistungsplatine 40 angeordnet und mit der Prüfkarte 50 und der Leistungsplatine 40 elektrisch verbunden. Mit dieser Konfiguration ist der Prüfkopf 22 über die Prüfkarte 50 mit dem zu prüfenden Bauelement 200 elektrisch verbunden und kann einen Hochspannungstest und einen Niederspannungstest bezüglich des zu prüfenden Bauelements 200 ausführen. Das Prüfmodul 26 ist in der Nähe des zu prüfenden Bauelements 200 angeordnet, so dass das zu prüfende Bauelement 200 exakt geprüft werden kann, ohne dass der Niederspannungstest wiederholt werden muss. Dadurch kann die Prüfzeit verkürzt werden.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Struktur vom Prüfkopf 22 zur Prüfkarte 50. Die Prüfvorrichtung 100 weist im vorliegenden Beispiel einen Schaltabschnitt 24 zwischen dem Prüfkopf 22 und dem Rahmen 30 auf. Der Rahmen 30 ist auf dem Schaltabschnitt 24 lösbar angeordnet. Das Hochspannungsmodul 80 ist durch eine Schraube oder eine ähnliche Einrichtung über den Schaltabschnitt 24 am Prüfkopf 22 befestigt. Der Prüfkopf 22 nimmt mehrere Prüfmodule 26 auf. Der Schaltabschnitt 24 schaltet, mit welchem Kontakt des zu prüfenden Bauelements 200 jedes Prüfmodul 26 verbunden ist, durch Schalten des durch jedes Prüfmodul 26 für eine Übertragung über den Schaltabschnitt 24 verwendeten Übertragungspfades 28. Der Schaltabschnitt 24 kann einen Gehäuseabschnitt aufweisen, der mehrere Übertragungspfade 28 und mehrere Schalter aufnimmt.
Das Hochspannungsmodul 80 ist an der dem zu prüfenden Bauelement 200 zugewandten Oberfläche des Schaltabschnitts 24 befestigt. Der Rahmen 30 kann ein Zylinder mit einer an der Seite des Schaltabschnitts 24 ausgebildeten Öffnung und einer an der Seite der Leistungsplatine 40 ausgebildeten anderen Öffnung sein. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Rahmen 30 mit der Leistungsplatine 40 integral ausgebildet sein. Das Hochspannungsmodul 80 kann auf der Oberfläche des Schaltabschnitts 24 in einem vom Rahmen 30 umschlossenen Bereich angeordnet sein. Die Außenwände des Hochspannungsmoduls 80 haben vorzugsweise eine Spannungsfestigkeit, die höher ist als die durch das Hochspannungsmodul 80 erzeugte Spannung.
Das Niederspannungssignal wird zwischen dem Prüfmodul 26 und der Prüfeinheit 60 über ein Verdrahtungsmuster der Übertragungspfade 28 und der Leistungsplatine 40 übertragen. Die Übertragungspfade 28 können sich durch die Innenwände des Rahmens 30 erstrecken und mit der Leistungsplatine 40 elektrisch verbunden sein. Die Übertragungspfade 28 können Federstifte aufweisen, die Verbindungen zwischen dem Schaltabschnitt 24 und der Leistungsplatine 40 herstellen.
Das Hochspannungssignal wird zwischen dem Hochspannungsmodul 80 und der Prüfeinheit 60 über Durchkontaktierungen im spannungsfesten Kabel 32, im spannungsfesten Verbinder 34 und in der Leistungsplatine 40 übertragen. Die Spannungsfestigkeit des spannungsfesten Kabels 32 und des spannungsfesten Verbinders 34 ist vorzugsweise höher als die durch das Hochspannungsmodul 80 erzeugte Spannung. Das Niederspannungssignal und das Hochspannungssignal können beispielsweise analoge Signale, digitale Signale oder eine Zufuhrspannung sein.
Die Leistungsplatine 40 überträgt das empfangene Niederspannungssignal über das Verdrahtungsmuster, die Durchkontaktierungen und Elektroden. Die Leistungsplatine 40 überträgt das empfangene Hochspannungssignal über die Durchkontaktierungen. Das spannungsfeste Kabel 32 kann an durchkontaktierten Elektroden der Leistungsplatine 40 angelötet sein. Das Hochspannungssignal wird vorzugsweise übertragen, ohne dass es die Verdrahtungsmuster der Leistungsplatine 40 durchläuft.
In der Leistungsplatine 40 sind die mit dem spannungsfesten Kabel 32 verbundenen, durchkontaktierten Elektroden in einem Kriechstreckenabstand, der dem durch das Hochspannungsmodul 80 erzeugten maximalen Spannungspegel entspricht, von den durchkontaktierten Elektroden, dem Verdrahtungsmuster und anderen Elementen beabstandet, die das Niederspannungssignal übertragen. Beispielsweise können die durchkontaktierten Elektroden für Hochspannung in einem Kriechstreckenabstand von etwa 1 mm pro 100 V Spannung angeordnet sein, die durch das Hochspannungsmodul 80 erzeugt wird. D. h., wenn die durch das Hochspannungsmodul 80 erzeugte maximale Spannung 1500 V beträgt, sind die durchkontaktierten Elektroden für Hochspannung in einem Kriechstreckenabstand zwischen etwa 15 mm und 16 mm von den durchkontaktierten Elektroden, dem Verdrahtungsmuster und anderen Elementen beabstandet, die für das Niederspannungssignal verwendet werden.
Mehrere Kontakte 62, die mit den Elektroden der Prüfkarte 50 und der Leistungsplatine 40 in Kontakt stehen, sind auf den der Prüfkarte 50 bzw. der Leistungsplatine 40 zugewandten Oberflächen der Prüfeinheit 60 angeordnet. Die Kontakte 62 können beispielsweise Federstifte sein. Die Prüfeinheit 60 ist sowohl mit den Niederspannungssignalelektroden als auch mit den Hochspannungssignalelektroden der Leistungsplatine 40 verbunden.
Jeder Kontakt 62-1 der Prüfeinheit 60 ist über eine Durchkontaktierung 64 mit einem entsprechenden Kontakt 62-2 auf der gegenüberliegenden Seite der Prüfeinheit 60 verbunden. Mit dieser Struktur kann die Prüfeinheit 60 das Niederspannungssignal zwischen dem Prüfmodul 26 und der Prüfkarte 50 und das Hochspannungssignal zwischen dem Hochspannungsmodul 80 und der Prüfkarte 50 parallel übertragen. Auch in der Prüfeinheit 60 sind die das Hochspannungssignal übertragenden Kontakte 62 in einem Kriechstreckenabstand, der dem durch das Hochspannungsmodul 80 erzeugten maximalen Spannungspegel entspricht, von den Kontakten 62 beabstandet, die das Niederspannungssignal übertragen.
Mit dieser Struktur kann das Hochspannungssignal zwischen dem Hochspannungsmodul 80 und der Prüfkarte 50 übertragen werden, während eine geeignete Spannungsfestigkeit gewährleistet ist. Dadurch kann das Hochspannungsmodul 80 auch in einer Prüfvorrichtung, in der die Prüfeinheit 60 und die Prüfkarte 50 verwendet werden, wobei der Prüfkopf 22 in der Nähe des zu prüfenden Bauelements 200 angeordnet ist, im Prüfkopf 22 angeordnet sein. Infolgedessen können sowohl ein Hochspannungstest, als auch ein hochgradig präziser Niederspannungstest realisiert werden.
Die Prüfkarte 50 kann zwischen der Prüfeinheit 60 und dem zu prüfenden Bauelement 200 angeordnet sein, um das Niederspannungssignal und das Hochspannungssignal parallel zu übertragen. Die Prüfkarte 50 weist einen Prüfkontakt 52 auf, der mit einem Anschluss des zu prüfenden Bauelements 200 elektrisch verbunden ist. Auf die gleiche Weise wie bei der Leistungsplatine 40 und der Prüfeinheit 60 wird vorteilhaft eine geeignete Spannungsfestigkeit der das Hochspannungssignal übertragenden Signalpfade in der Prüfkarte 50 gewährleistet.
In der Prüfvorrichtung 100 sind die Leistungsplatine 40, die Prüfeinheit 60 und die Prüfkarte 50 vorzugsweise auswechselbar. Beispielsweise sind die Niederspannungssignalkontakte 62 vorzugsweise nicht um die Hochspannungssignalkontakte 62 der Prüfeinheit 60 herum angeordnet. Dadurch wird möglicherweise kein ausreichender Platz zum Anordnen der Niederspannungssignalkontakte 62 in der Prüfeinheit 60 bereitgestellt, die sowohl für einen Hochspannungstest, als auch für einen Niederspannungstest geeignet sein soll. In der Leistungsplatine 40 kann das gleiche Problem auftreten. In diesem Fall kann beispielsweise die Komponente mit unzureichendem Platz durch eine Leistungsplatine 40 ersetzt werden, die speziell für einen Niederspannungstest geeignet ist.
Die vorliegende Ausführungsform der Prüfvorrichtung 100 verbindet das Hochspannungsmodul 80 und die Leistungsplatine 40 über einen spannungsfesten Verbinder 34 miteinander. Daher kann durch Lösen des spannungsfesten Verbinders 34 die Leistungsplatine 34 oder eine ähnliche Komponente ausgewechselt werden. Der spannungsfeste Verbinder 34 ist an der der Prüfeinheit 60 zugewandten Oberfläche der Leistungsplatine 40 befestigt.
Das spannungsfeste Kabel 32 weist ein modulseitiges Kabel 32-1 und ein platinenseitiges Kabel 32-2 auf. Das modulseitige Kabel 32-1 ist mit dem Hochspannungsmodul 80 elektrisch verbunden. Das platinenseitige Kabel 32-2 ist über die Leistungsplatine 40 mit der Prüfeinheit 60 elektrisch verbunden.
Der spannungsfeste Verbinder 34 weist einen modulseitigen Verbinder 34-1 und einen platinenseitigen Verbinder 34-2 auf. Der modulseitige Verbinder 34-1 ist nicht am Rahmen 30 befestigt und mit dem modulseitigen Kabel 32-1 elektrisch verbunden und steht mit dem platinenseitigen Verbinder 34-2 in Eingriff. Der platinenseitige Verbinder 34-2 ist an der Leistungsplatine 40 befestigt und mit dem platinenseitigen Kabel 32-2 elektrisch verbunden. Mit dieser Struktur kann der spannungsfeste Verbinder 34 an der Leistungsplatine 40 befestigt sein und kann die Leistungsplatine 40 befestigt und gelöst werden.
Weil der durch den Rahmen 30 umschlossene Bereich klein ist, ist der spannungsfeste Verbinder 34 vorzugsweise an der der Prüfeinheit 60 zugewandter Seite der Leistungsplatine 40 befestigt. In diesem Fall kann das modulseitige Kabel 32-1 über in der Seite des Rahmens 30 ausgebildete Durchgangslöcher mit dem Hochspannungsmodul elektrisch verbunden werden.
Das platinenseitige Kabel 32-2 kann sich durch ein in der Leistungsplatine 40 ausgebildetes Durchgangsloch 48 erstrecken und mit den durchkontaktierten Elektroden auf der dem Prüfkopf 22 zugewandten Seite der Leistungsplatine 40 direkt verbunden sein. Dadurch kann das Hochspannungssignal ohne Verwendung der Verdrahtungsmuster in der Leistungsplatine 40 übertragen werden.
Wie in 2 dargestellt ist, können die Prüfeinheit 60 und die Prüfkarte 50 an einer bezüglich der Mitte der Leistungsplatine 40 versetzten Position angeordnet sein. Das spannungsfeste Kabel 32, der spannungsfeste Verbinder 34 und das Durchgangsloch 48 können auf der Oberfläche der Leistungsplatine 40 an Positionen angeordnet sein, wo die Prüfeinheit 60 und die Prüfkarte 50 nicht angeordnet sind.
3 zeigt eine exemplarische Draufsicht der Prüfeinheit 60, betrachtet von der Seite des zu prüfenden Bauelements 200. Auf der Prüfeinheit 60 sind mehrere Niederspannungskontaktflächen 65 und mehrere Hochspannungskontaktflächen 66 angeordnet. In jeder Niederspannungskontaktfläche 65 sind mehrere Niederspannungskontakte angeordnet, die ein Niederspannungssignal übertragen. Das Niederspannungssignal kann beispielsweise eine Spannung von etwa 15 V haben und durch das Prüfmodul 26 erzeugt werden. D. h., die Niederspannungskontakte in jeder Niederspannungskontaktfläche 65 können Signale an das und vom Prüfmodul 26 übertragen.
In jeder Hochspannungskontaktfläche 66 sind mehrere Hochspannungskontakte angeordnet, die das Hochspannungssignal übertragen. Das Hochspannungssignal kann beispielsweise eine Spannung von etwa 1500 V haben und durch das Hochspannungsmodul 26 erzeugt werden. D. h., die Hochspannungskontakte in jeder Hochspannungskontaktfläche 66 können Signale an das und vom Hochspannungsmodul 80 übertragen. In den Niederspannungskontaktflächen 65 sind keine Hochspannungskontakte angeordnet, die das Hochspannungssignal übertragen. In den Hochspannungskontaktflächen 66 können dagegen sowohl Niederspannungskontakte, als auch Hochspannungskontakte angeordnet sein.
Wie in 3 dargestellt ist, sind, wenn die Prüfeinheit 60 in zwei Bereiche geteilt ist, alle Niederspannungskontaktflächen 65 vorzugsweise in einem der Bereiche, z. B. im Bereich A, ausgebildet, während alle Hochspannungskontaktflächen 66 vorzugsweise im anderen Bereich, z. B. im Bereich B, ausgebildet sind. D. h., alle Hochspannungskontakte sind in einem der Bereiche A und B angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Bereiche A und B durch Teilen der Oberfläche der Prüfeinheit 60 in zwei Hälften erhalten.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind die Hochspannungskontakte vorzugsweise in einem vorgegebenen Kriechstreckenabstand von den Niederspannungskontakten angeordnet, so dass die Kontakte durch Konzentrieren der Hochspannungskontakte in einem Bereich effizient angeordnet werden können. Außerdem, kann die Anzahl der Niederspannungskontaktflächen 65 und der Hochspannungskontaktflächen 66 der Anzahl gleichzeitig zu prüfender Bauelemente 200 entsprechen.
4 zeigt eine exemplarische Kontaktanordnung in einer Hochspannungskontaktfläche 66. In der Hochspannungskontaktfläche 66 der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Niederspannungskontakte 68 und mehrere Hochspannungskontakte 67 angeordnet. Die Niederspannungskontakte 68 sind in vorgegebenen konstanten Intervallen d voneinander angeordnet. Die Niederspannungskontakte 68 sind in den Niederspannungskontaktflächen 65 ebenfalls in diesen Intervallen angeordnet. Die Niederspannungskontakte 68 sind auch in der Hochspannungskontaktfläche 66 angeordnet, so dass die Niederspannungskontakte 68 sowohl im Bereich A, als auch im Bereich B angeordnet sind.
Wie in 4 dargestellt ist, sind die Hochspannungskontakte 67 vorzugsweise im Wesentlichen in der Mitte der Hochspannungskontaktfläche 66 angeordnet, so dass die Hochspannungskontakte 67 in einem vorgegebenen Kriechstreckenabstand D von den Niederspannungskontakten 68 gehalten werden. ”Im Wesentlichen in der Mitte” der Hochspannungskontaktfläche 66 bezeichnet Positionen, an denen der Abstand zwischen jedem Hochspannungskontakt 67 und jedem Niederspannungskontakt 68 größer oder gleich dem vorgegebenen Kriechstreckenabstand D ist. Der Kriechstreckenabstand D ist größer als jeder der konstanten Intervalle, in denen die Niederspannungskontakte 68 angeordnet sind. Beispielsweise können die Niederspannungskontakte 68 unter der Bedingung am Umfang der Hochspannungskontaktfläche 66 angeordnet sein, dass der Kriechstreckenabstand D zwischen den Niederspannungskontakten 68 und den Hochspannungskontakten 66 aufrechterhalten wird. Beispielsweise können Erdungskontakte oder Verbindungsbestätigungskontakte als die Niederspannungskontakte bereitgestellt werden,
Der Kriechstreckenabstand D kann beispielsweise 1 mm pro 100 V der durch das Hochspannungsmodul 80 erzeugten maximalen Spannung betragen. D. h., wenn die durch das Hochspannungsmodul 80 erzeugte maximale Spannung 1500 V beträgt, beträgt der Kriechstreckenabstand etwa zwischen 15 mm und 16 mm. Die Intervalle d zwischen den Niederspannungskontakten 68 können beispielsweise etwa 1 mm betragen.
Jeder Hochspannungskontakt 67 kann derart angeordnet sein, dass der Abstand zu mindestens einem anderen Hochspannungskontakt 67d beträgt. D. h., die Anordnung der Hochspannungskontakte 67 relativ zueinander kann die gleiche sein wie die Anordnung der Niederspannungskontakte 68 relativ zueinander. Indem die Hochspannungskontakte 67 zusammen angeordnet werden, können die Kontakte auf einer Prüfeinheit mit einer vorgegebenen Fläche effizient angeordnet werden.
Nachstehend wird eine Konfiguration zum Bestätigen einer Verbindung vom Hochspannungsmodul 80 zur Prüfkarte 50 unter Bezug auf 5 beschrieben. Wie vorstehend beschrieben wurde, sind mehrere Elektroden 42, die mit mehreren spannungsfesten Kabeln 32 verbunden sind, auf der Leistungsplatine 40 angeordnet. Jede Elektrode 42 ist über die Prüfeinheit 60 mit einer auf der Prüfkarte 50 angeordneten entsprechenden Elektrode 54 verbunden. Insbesondere ist jede Elektrode 42 über eine Durchkontaktierung 46 mit einer Elektrode 44 auf der gegenüberliegenden Seite der Leistungsplatine 40 verbunden. Die Elektroden 44 sind mit Verbindungsbestätigungskontakten 69-1 der Prüfeinheit 60 verbunden. Die Verbindungsbestätigungskontakte 69-1 können am Umfang der Hochspannungskontaktfläche 66 angeordnet sein.
Die Verbindungsbestätigungskontakte 69-1 sind über Durchkontaktierungen 64 mit Verbindungsbestätigungskontakten 69-2 auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Prüfeinheit 60 verbunden. Die Verbindungsbestätigungskontakte 69-2 sind mit den Elektroden 54 der Prüfkarte 50 verbunden. Die Elektroden 54 sind über Durchkontaktierungen 55 mit Elektroden 56 auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Prüfkarte 50 verbunden.
Die Prüfkarte 50 weist ein Verdrahtungsmuster 58 zum elektrischen Verbinden von Paaren von Elektroden 56 miteinander auf. Durch Verbinden eines Paars Elektroden 56 wird eine Schleifenschaltung gebildet, die ein der Leistungsplatine 40 zugeführtes Signal über die Prüfeinheit 60 und die Prüfkarte 50 zur Leistungsplatine 40 zurücküberträgt.
Das Hochspannungsmodul 80 gibt ein Verbindungsbestätigungssignal von einer vorgegebenen Elektrode 42 der Leistungsplatine 40 an die Schleifenschaltung aus und beginnt einen Hochspannungstest unter der Bedingung, dass das Verbindungsbestätigungssignal von der entsprechenden Elektrode 42 zurückübertragen wird. Mit dieser Struktur kann der Hochspannungstest sicher ausgeführt werden.
6 zeigt eine exemplarische Draufsicht des Schaltabschnitts 24, betrachtet von der Seite des zu prüfenden Bauelements 200. Wie vorstehend beschrieben wurde, sind der Rahmen 30 und die Leistungsplatine 40 integral an der oberen Fläche des Schaltabschnitts 24 befestigt. Der Rahmen 30 kann entlang den Rändern des Schaltabschnitts 24 angeordnet sein. Das Hochspannungsmodul 80 ist in dem durch den Rahmen 30 umschlossenen Bereich angeordnet.
Hierbei ist vorzugsweise eine Vertiefung 82 auf der Oberfläche des Schaltabschnitts 24 in dem Bereich ausgebildet, wo das Hochspannungsmodul 80 angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein größeres Hochspannungsmodul 80 bereitgestellt werden. Außerdem können sich die vorstehend beschriebenen Übertragungspfade 28 durch die Bereiche 27 innerhalb der Wände des Rahmens 30 erstrecken.
Obwohl vorstehend eine spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass bezüglich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verschiedene Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden können. Anhand der Patentansprüche ist außerdem klar, dass die Ausführungsformen, in denen derartige Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen wurden, innerhalb des technischen Umfangs der Erfindung eingeschlossen sein können.
Die Operationen, Prozeduren, Schritte und Stufen jeder Verarbeitung und jedes Prozesses, die durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm oder ein Verfahren ausgeführt werden, die in den Patentansprüchen, in Verbindung mit den Ausführungsformen oder in Diagrammen dargestellt sind, können in einer beliebigen Folge ausgeführt werden, insofern die Folge nicht durch ”bevor”, ”zuvor” oder ähnliche Ausdrücke festgelegt ist, und insofern das Ergebnis einer vorangehenden Verarbeitung nicht in einer späteren Verarbeitung verwendet wird. Auch wenn der Verarbeitungs- oder Prozessablauf in den Ansprüchen, in Verbindung mit den Ausführungsformen oder in den Diagrammen unter Verwendung von Phrasen wie ”zuerst”, ”danach” bzw. ”dann” beschrieben ist, bedeutet dies nicht unbedingt, dass die Verarbeitung oder der Prozess in dieser Folge ausgeführt werden muss.
Bezugszeichenliste

10: Prober
12: Hauptrechner
14: Kabel
16: Antriebsabschnitt
22: Prüfkopf
24: Schaltabschnitt
26: Prüfmodul
27: Bereich
28: Übertragungspfad
30: Rahmen
32: spannungsfestes Kabel
34: spannungsfester Verbinder
40: Leistungsplatine
42, 44, 54, 56: Elektrode
46, 55, 64: Durchkontaktierung
48: Durchgangsloch
50: Prüfkarte
52: Prüfkontakt
58: Verdrahtungsmuster
60: Prüfeinheit
62, 68: Kontakt
65: Niederspannungskontaktfläche
66: Hochspannungskontaktfläche
67: Hochspannungskontakt
69: Verbindungsbestätigungskontakt
80: Hochspannungsmodul
100: Prüfvorrichtung
200: zu prüfendes Bauelement

Claims

Prüfvorrichtung zum Prüfen eines zu prüfenden Bauelements (200), mit: einem dem zu prüfenden Bauelement (200) zugewandten Prüfkopf (22) mit einem Prüfmodul (26) zum Prüfen des zu prüfenden Bauelements (200); und einer Prüfeinheit (60), die ein Signal überträgt und zwischen dem Prüfkopf (22) und dem zu prüfenden Bauelement (200) angeordnet ist, wobei die Prüfeinheit (60) aufweist: mehrere Niederspannungskontakte (68), die in vorgegebenen Intervallen voneinander beabstandet angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hochspannungskontakte (67), die derart angeordnet sind, dass der Abstand zwischen jedem Hochspannungskontakt (67) und jedem Niederspannungskontakt (68) größer ist als das vorgegebene Intervall, und über die ein Signal mit einer Spannung übertragen wird, die höher ist als diejenige eines über die Niederspannungskontakte (68) übertragenen Signals, wobei alle Hochspannungskontakte (67) in nur einem von zwei Bereichen angeordnet sind, die durch Teilen einer Oberfläche der Prüfeinheit (60) in zwei Hälften gebildet werden, und in dem anderen der zwei Bereiche nur mehrere Niederspannungskontakte (68) angeordnet sind.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Hochspannungskontakt (68) derart angeordnet ist, dass der Abstand zwischen dem Hochspannungskontakt (68) und mindestens einem anderen Hochspannungskontakt (68) dem vorgegebenen Intervall gleicht.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Niederspannungskontakte (67) in jedem der beiden Bereiche angeordnet sind, die durch Teilen der Oberfläche der Prüfeinheit (60) in zwei Hälften erhalten werden.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Hochspannungskontaktfläche (66), in der die Hochspannungskontakte (67) und Niederspannungskontakte (68) angeordnet sind, auf der Oberfläche der Prüfeinheit (60) angeordnet ist; und in der Hochspannungskontaktfläche (66) die Hochspannungskontakte (67) im Wesentlichen in der Mitte und die Niederspannungskontakte (68) am Umfang angeordnet sind.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 4, wobei mehrere Hochspannungskontaktflächen (66) in einer der beiden Bereiche angeordnet sind, die durch Teilen der Oberfläche der Prüfeinheit (60) in zwei Hälften erhalten werden.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Prüfkopf (22) ein Prüfmodul (26) aufweist, das durch Ausgeben eines Niederspannungssignals einen Niederspannungstest bezüglich des zu prüfenden Bauelements (200) ausführt, und ein Hochspannungsmodul (80), das durch Ausgeben eines Hochspannungssignals, dessen Spannung höher ist als diejenige des Niederspannungssignals, einen Hochspannungstest bezüglich des zu prüfenden Bauelements (200) ausführt, und die Hochspannungskontakte (67) mit dem Hochspannungsmodul (80) verbunden sind.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, ferner mit einer zwischen dem zu prüfenden Bauelement (200) und dem Prüfkopf (22) angeordneten Leistungsplatine (40), die Signale zwischen dem Prüfmodul (26) und dem zu prüfenden Bauelement (200) überträgt, wobei die Prüfeinheit (60) zwischen dem zu prüfenden Bauelement (200) und der Leistungsplatine (40) angeordnet ist.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Hochspannungsmodul (80) und die Prüfeinheit (60) durch ein spannungsfestes Kabel (32) elektrisch miteinander verbunden sind, und das Prüfmodul (26) und die Prüfeinheit (60) durch ein Verdrahtungsmuster (58) in der Leistungsplatine (40) elektrisch miteinander verbunden sind.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das spannungsfeste Kabel (32) das Hochspannungsmodul (80) und die Prüfeinheit (60) über einen an der Leistungsplatine (40) befestigten spannungsfesten Verbinder (34) elektrisch verbindet.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das spannungsfeste Kabel (32) aufweist: ein mit der Leistungsplatine (40) elektrisch verbundenes platinenseitiges Kabel (32-2); und ein mit dem Hochspannungsmodul (80) elektrisch verbundenes modulseitiges Kabel (32-1); und wobei der spannungsfeste Verbinder (34) aufweist: einen platinenseitigen Verbinder (34-2), der an der Leistungsplatine (40) befestigt und mit dem platinenseitigen Kabel (32-2) elektrisch verbunden ist; und einen modulseitigen Verbinder (34-1), der nicht an der Leistungsplatine (40) befestigt ist und mit dem modulseitigen Kabel (32-1) elektrisch verbunden ist und mit dem platinenseitigen Verbinder (34-2) in Eingriff steht.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das modulseitige Kabel (32-1) über ein Durchgangsloch (48), das in einer Seitenfläche eines mit der Leistungsplatine (40) integral ausgebildeten Rahmens ausgebildet ist, mit dem Hochspannungsmodul (80) elektrisch verbunden ist.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Hochspannungsmodul (80) auf einer der Leistungsplatine (40) zugewandten Oberfläche des Prüfkopfes (22) angeordnet ist.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 12, ferner mit einem Rahmen (30), der auf der Oberfläche des Prüfkopfes (22) angeordnet ist und auf dem die Leistungsplatine (40) montiert ist, wobei das Hochspannungsmodul (80) auf der Oberfläche des Prüfkopfes (22) in einem durch den Rahmen (30) umschlossenen Bereich angeordnet ist.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 13, wobei eine Vertiefung in der Oberfläche des Prüfkopfes (22) in einem Bereich ausgebildet ist, in dem das Hochspannungsmodul (80) angeordnet ist.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 10, ferner mit einer Prüfkarte (50), auf der ein Prüfkontakt (52) angeordnet ist, der mit dem zu prüfenden Bauelement (200) in Kontakt steht und über den Signale zwischen der Prüfeinheit (60) und dem zu prüfenden Bauelement (200) übertragen werden, wobei auf der Leistungsplatine (40) mehrere Elektroden (42, 44) angeordnet sind, die mit mehreren spannungsfesten Kabeln (32) verbunden sind, jede Elektrode (42, 44) der Leistungsplatine (40) mit einer auf der Prüfkarte (50) angeordneten entsprechenden Elektrode (54, 56) über die Prüfeinheit (60) elektrisch verbunden ist, ein Verdrahtungsmuster (58) auf der Prüfkarte (50) angeordnet ist, um eine Schleifenschaltung zu bilden, die ein der Leistungsplatine (40) zugeführtes Signal über die Prüfeinheit (60) und die Prüfkarte (50) zur Leistungsplatine (40) zurücküberträgt, indem zwei Elektroden (54, 56) der Prüfkarte (50) miteinander verbunden werden, und das Hochspannungsmodul (80) ein Verbindungsbestätigungssignal von der Leistungsplatine (40) an die Schleifenschaltung ausgibt und einen Hochspannungstest unter der Bedingung startet, dass das Verbindungsbestätigungssignal zurückübertragen.