DE19654231C2 - Testvorrichtung für Halbleiter-Bauelemente - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Testvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Fig. 4 zeigt den generellen Aufbau der Handhabungsvorrichtung einer herkömmlichen Testvorrichtung, wie sie in der DE 196 44 509 (Stand der Technik im Sinne von § 3 Abs. 2 PatG) beschrieben ist und auch als "horizontales Transportsystem" bezeichnet wird. Innerhalb eines Gehäuses befinden sich längs dessen - in der dargestellten Ansicht - unterer Seite eine Beladungsstation 10, eine Leerschalen- Zwischenlagerstation 9 und eine Entladungsstation 8 in dieser Reihenfolge von links nach rechts. Die in der Zeichnung ganz links liegende Beladungsstation 10 enthält eine Vielzahl aufeinander gestapelter Schalen, die je mit einer Vielzahl von zu testenden Bauelementen (nachfolgend als "DUT" bezeichnet) beladen sind.

Ein Beladungs-Tragarm 11 nimmt bei diesem Beispiel zwei DUTs auf einmal von der obersten Schale des Schalenstapels in der Beladungsstation auf und transportiert sie auf einen eine Eingangsstation bildenden Drehtisch 5. In dem Drehtisch 5 sind zwei Reihen von Positionierungsausnehmungen, welche die Positionen zur Aufnahme der DUTs 7 vorgeben, im wesentlichen in gleichen Winkelabständen auf konzentrischen Kreisen ausgebildet. Jede Positionierungsausnehmung ist im wesentlichen quadratisch und an ihren vier Seiten mit nach oben geneigten Wänden umgeben. Jedesmal, wenn sich der Drehtisch 5 um einen Schritt dreht, läßt der Tragarm 11 zwei DUTs in je eine Positionierungsausnehmung der beiden Reihen fallen. Die von dem Drehtisch 5 transportierten DUTs 7 werden mittels einer Dreharmeinheit 3 in die Meßstation 4 gebracht. Die Dreharmeinheit 3 ist so ausgebildet, daß sie zwei DUTs 7 durch Vakuumansaugen aufnimmt, einen aus jeder der beiden Reihen von Positionierungsausnehmungen in dem Drehtisch 5, und sie zu der Meßstation 4 transportiert.

Die Dreharmeinheit 3 weist drei Arme 3b auf, die an einer Drehwelle 3a mit im wesentlichen gleichen Winkelabständen befestigt sind und liefert, durch Drehen der drei Arme, nacheinander die DUTs 7 zur Meßstation 4 und überträgt nacheinander die in der Meßstation 4 getesteten DUTs zu einer Dreharmeinheit 6, die eine Entnahmestation bildet und deren Aufbau ähnlich dem der Dreharmeinheit 3 sein kann. Der Drehtisch 5, die Dreharmeinheit 3 und die Meßstation 4 sind in einer Konstanttemperatur-Kammer 2 enthalten, so daß die DUTs 7 dem Test innerhalb der Konstanttemperatur-Kammer 2 unterzogen werden können, während sie auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden. Die Dreharmeinheit 6 ist so ausgebildet, daß einer ihrer Arme normalerweise im Inneren der Konstanttemperatur-Kammer 2 liegt.

Die aus der Konstanttemperatur-Kammer 2 mittels der Entnahmestation 6, die sich außerhalb des Ausgangs der Konstanttemperatur-Kammer 2 befindet, entnommenen DUTs werden an die Entladungsstation 8 übergeben, in der sich ein Y-Tragarm 8y, der in einer Y-Richtung (Vertikalrichtung in Fig. 4) beweglich ist, und ein X-Tragarm 8x, der in einer X-Richtung (Horizontalrichtung in Fig. 4) beweglich ist, befinden, die je mit einem Einspannteil oder Halter 8d zum Aufnehmen und Ergreifen der DUTs ausgerüstet sind. In der Entladungsstation 8 befinden sich bei diesem Beispiel außerdem drei Schalen 8a, 8b und 8c. Die von der Entnahmestation 6 erhaltenen DUTs werden aufgrund der Testergebnisse sortiert, bei diesem Beispiel in drei Klassen, und entsprechend in der jeweiligen der drei Schalen 8a, 8b und 8c abgelegt. Beispielsweise werden DUTs, die den Test bestanden haben (konforme DUTs) in der Schale 8a abgelegt, während eine erste Klasse nicht konformer DUTs, das heißt fehlerbehafteter DUTs (beispielsweise solche, die einen erneuten Test erfordern) und eine zweite Klasse nicht konformer DUTs (beispielsweise vollständig fehlerhafter oder defekter DUTs) in den Schalen 8b bzw. 8c abgelegt werden. Dieses Sortieren erfolgt mittels des X-Tragarms 8x.

Die Leerschalen-Zwischenlagerstation 9, die in der Zeichnung rechts neben der Beladungsstation 10 liegt, dient dazu, in der Beladungsstation geleerte DUTs aufzunehmen. In der Zwischenlagerstation 9 gelagerte Schalen werden nach Bedarf mittels eines Schalenträgers 12 zur Entladungsstation 8 transportiert. Wenn beispielsweise irgendeine der drei Schalen in der Entladungsstation mit DUTs gefüllt ist, wird eine der leeren Schalen auf die gefüllte Schale aufgesetzt, um weitere DUTs aufzunehmen.

Die Dreharmeinheit 3 soll nachfolgend im einzelnen beschrieben werden. Wie oben erwähnt umfaßt die Dreharmeinheit 3 die Drehwelle 3a mit den drei Armen 3b, die von der Drehwelle radial mit Winkelabständen von 120° abstehen. Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, ist ein Bauelement-Halter 21 vertikal beweglich an der äußeren vertikalen Wandfläche jeder der drei Arme 3b mittels einer geraden Führung 21a montiert. Eine Zugschraubenfeder 22 erstreckt sich zwischen einem Teil jedes Bauelement-Halters 21 nahe dessen unterem Ende und einem Teil des entsprechenden Arms 3b nahe dessen oberer Fläche, so daß der Bauelement-Halter 21 nach oben vorgespannt wird und an einer vorbestimmten Position (der obersten Position) längs der Vertikalwand des Arms 3b mittels der Zugkraft der Schraubenfeder 22 stationär gehalten wird.

Ein Kurvenglied 24 ist neben der Dreharmeinheit 3 konzentrisch mit deren Drehwelle 3a montiert. Das Kurvenglied 24 umfaßt einen oberen, in der Draufsicht im wesentlichen halbringförmigen Ringabschnitt, von dem ein Umfangsflächenteil in Form eines (in der Projektion) im wesentlichen dreieckförmigen Abschnitts mit unten liegendem Scheitel (siehe Fig. 6) herabhängt. Die beiden Schenkel (oder Seiten) dieses Dreiecksabschnitts, die von dem Scheitel in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, wirken jeweils als Kurvengliedabschnitte oder Kurvenflächen. Die Kurvenflächen des Kurvenglieds 24 umfassen somit die nach unten geneigte Kurvenfläche 24a und die nach oben geneigte Kurvenfläche 24b, die durch den Scheitel des Dreiecksabschnitts bezüglich der Drehbewegung eines Eingriffsglieds oder Kurvenfolgers 21b geteilt sind. Der Kurvenfolger 21b ist drehbar an jedem der Bauelement-Halter 21 montiert und so ausgebildet, daß er entlang den Kurvenflächen des Kurvenglieds 24 rollt, das heißt bei Drehung der Dreharmeinheit 3 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 5 längs, der Kurvenfläche 24a nach unten rollt bzw. längs der Kurvenfläche 24b nach oben rollt.

Der obere, im wesentlichen halbringförmige Ringabschnitt des Kurvenglieds 24 ist an einem Halter 25 konzentrisch mit der Drehwelle 3a montiert, wobei der Halter 25 eine mit der Drehwelle 3a konzentrische Bogenform aufweist und an den unteren Enden einer Vielzahl von Stangen 29 angeschraubt ist, welche von der Deckenisolierwand 28 der Konstanttemperatur-Kammer 2 herabhängen. Das Kurvenglied 24 ist damit fixiert und bewegt sich nicht selbst, um die Kurvenfolger 21b zu treiben. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist das Kurvenglied 24 in dem betrachteten Fall an dem Halter 25 so befestigt, daß der Kurvenfolger 21b desjenigen Bauelement-Halters 21 mit dem Scheitel des Dreiecksabschnitts des Kurvenglieds 24 in Berührung kommt, der sich in einer Position über der Meßstation 4 befindet.

Mit dem gemäß obiger Beschreibung aufgebauten Kurvenglied 24 und dem Kurvenfolger 21b ergibt sich, wenn die Dreharmeinheit 3 um 120° gedreht wird, daß die Kurvenfolger 21b von zwei der drei zusammen mit der Dreharmeinheit 3 gedrehten Bauelement-Halter 21 in ihrer Bewegung der nach unten geneigten Kurvenfläche 24a bzw. der nach oben geneigten Kurvenfläche 24b folgen, und zwar des Bauelement-Halters, der sich von der Eingangsstation 5 zur Meßstation 4 dreht, und desjenigen, der sich von der Meßstation zur Entnahmestation 6 dreht. Demgemäß wird der Bauelement-Halter 21, der sich von der Eingangsstation 5 zur Meßstation 4 dreht allmählich abgesenkt, während er der nach unten geneigten Kurvenfläche 24a folgt, und erreicht die unterste Position, wenn er zu einer Position unmittelbar über der Meßstation 4 gelangt. Gleichzeitig steigt der Bauelement-Halter, der sich von der Meßstation 4 zur Entnahmestation 6 dreht, allmählich an, während er der nach oben geneigten Kurvenfläche 24b folgt, und kehrt zur ursprünglichen vorbestimmten Position (der obersten Position) zurück, wenn er zu einer Position oberhalb der Entnahmestation 6 gelangt. Dies beruht darauf, daß die Umfangslänge des oberen im wesentlichen halbringförmigen Ringabschnitts des Kurvenglieds 24 kürzer als 180° ist und somit die DUT-Abgabestelle 5a und die DUT-Empfangsstelle 6a, die voneinan­ der um etwa 240° auf dem den Ringabschnitt des Kurvenglieds 24 enthaltenden Hauptbogen beabstandet sind, außerhalb des oberen halbringförmigen Ringabschnitts des Kurvenglieds 24 liegen.

Wie in Fig. 6 erkennbar, weist die Deckenisolierwand 28 der Konstanttemperatur-Kammer 2 einen Dreischichtenaufbau auf, der sich aus einer Schicht 28b aus Isoliermaterial, einer Aluminiumplatte 28a an der Außenseite der Isolierschicht 28b und einer rostfreien Stahlplatte 28c an der Innenseite der Isolierschicht 28b zusammensetzt.

Jeder Bauelement-Halter 21 nimmt durch Sog einen DUT an einer vorbestimmten Position über der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 auf, worauf sich eine Drehung um 120° zu einer Position unmittelbar über der Meßstation 4 anschließt. Während dieser 120°-Drehung, bei der der Kurvenfolger 21b der abwärts geneigten Kurvenfläche 24a des Kurvenglieds 24 folgt, sinkt der entsprechende Bauelement-Halter 21 allmählich gegen die elastische Kraft der Schraubenfeder 22 von der normalen vorbestimmten Position (der obersten Position) zu einer tieferen Position und kommt zur Anlage an dem Scheitel des Dreiecksabschnitts des Kurvenglieds 24, wenn die 120°-Drehung beendet ist, wie in Fig. 6 dargestellt. In diesem Moment befindet sich der betrachtete Bauelement-Halter 21 an einer Position unmittelbar über der Meßstation 4 und in der untersten Position, wo der Betrieb eines Kontakt- oder Andruckzylinders 33, der später beschrieben wird, den DUT in sicheren Kontakt mit einer IC- Fassung 4b auf einer sogenannten Performance-Platte 4f der Testvorrichtung bringt, damit die vorgewählten Messungen ausgeführt werden. Nach Abschluß der Messungen wird die Dreharmeinheit 3 um weitere 120° gedreht wobei, während der Kurvenfolger 21b der aufwärts geneigten Kurvenfläche 24b des Kurvenglieds 24 folgt, der Bauelement-Halter 21 allmählich von der untersten Position zu der ursprünglichen vorbestimmten Position (der obersten Position) unter der Zugkraft der Schraubenfeder 22 ansteigt. Am Ende dieser weiteren 120°-Drehung befindet sich der Bauelement-Halter 21 an einer vorbestimmten Position über der Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6.

Der Grund für das Vorsehen des Kurvenglieds 24 soll nun beschrieben werden. Die herkömmliche Handhabungsvorrichtung des horizontalen Transportsystems, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, ist so ausgestaltet, daß sich die Meßstation 4 in einer geringeren Höhe als die Eingangsstation 5 und die Entnahmestation 6 befindet. Würde daher das Kurvenglied 24 nicht vorgesehen werden, dann wäre der Hub der Vertikalbewegung des Bauelement-Halters 21 zwischen seiner vorbestimmten Normalposition (obersten Position) und seiner vorbestimmten Arbeitsposition (untersten Position) unmittelbar über der Meßstation 4 (die der Bauelement-Halter 21 einnimmt, wenn er den durch Sog angezogenen DUT in elektrischen Kontakt mit der IC-Fassung 4b bringt) länger als der Hub des Bauelement-Halters zwischen der Normalposition und der Arbeitsposition nahe der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 oder der Hub des Bauelement-Halters zwischen der Normalposition und der Arbeitsposition nahe der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6. Dies würde eine längere Zeit für das Ausführen der Vertikalbewegungen an der Meßstation 4 erfordern und damit den Durchsatz (die Verarbeitungskapazität) der Handhabungsvorrichtung senken. Zur Vermeidung dieses Problems ist das Kurvenglied 24 mit den Kurvengliedabschnitten (den Kurvenflächen 24a und 24b) des oben beschriebenen umgekehrten Dreiecks vorgesehen, um zu bewirken, daß der Bauelement-Halter 21 längs dem Kurvenglied 24 allmählich sinkt oder steigt, während er um 120° gedreht wird. Folglich wird der erforderliche Hub für die Vertikalbewegungen des Bauelement-Halters 21 an der Meßstation 4 minimiert.

Wie in Fig. 6 gezeigt, sind ein Aufnahmezylinder 32, ein Andruckzylinder 33 und ein Abgabezylinder 34 dazu eingesetzt, den Bauelement-Halter 21 an der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5, der Meßstation 4 bzw. der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 abzusenken. Genauer gesagt, der Aufnahmezylinder 32 ist dazu eingesetzt, den Bauelement-Halter 21 zu einer vorbestimmten Position abzusenken, die der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 nahe genug ist, damit der Bauelement-Halter einen DUT an der DUT-Abgabestelle 5a ansaugen und festhalten kann. Der Andruckzylinder 33 ist dazu eingesetzt, den Bauelement-Halter 21, der einen an ihn angezogenen DUT hält, abzusenken, um die Leitungen oder Anschlußstifte des DUT in elektrischen Kontakt mit der IC- Fassung 4b an der Meßstation 4 zu bringen. Der Abgabezylinder 34 ist dazu eingesetzt, den Bauelement-Halter 21, der einen an ihn angezogenen getesteten DUT hält, zu einer vorbestimmten Position abzusenken, die der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 nahe genug ist, damit der DUT an der DUT-Empfangsstelle 6a abgefegt werden kann.

Die Meßstation 4 liegt an dem Boden der Konstanttemperatur-Kammer 2 und enthält die schon erwähnte IC-Fassung 4b, die in einer Fassungsführung 4c angeordnet ist, die ihrerseits auf der sogenannten Performance-Platte 4f der Testvorrichtung montiert ist. Die IC-Fassung 4b ist mittels einer Adapterfassung 4d auf der Performance-Platte 4f montiert und durch eine Öffnung 39 in der Isolierwand 28, die den Boden der Konstanttemperatur-Kammer 2 bildet, dieser ausgesetzt. Die IC- Fassung 4b ist dadurch an einer vorbestimmten Position befestigt, daß die Fassungsführung 4c mit der Isolierwand 28 verschraubt ist. Die Fassungsführung 4c besitzt Führungsstifte 4a, die von ihrer Oberseite hochstehen und so ausgestaltet sind, daß sie den Bauelement-Halter 21 führen, wenn dieser abgesenkt wird, damit ein von dem Bauelement-Halter gehaltener DUT in der IC-Fassung 4b an einer vorbestimmten Position derselben positioniert wird. Wie man der Zeichnung entnimmt, befindet sich die Performance-Platte 4f in elektrischem Kontakt mit einem Testkopf 48 des IC-Testers, und zwar mittels Kontaktstiften 41a.

Die Betriebsweise der Anordnung aus Dreharmeinheit und Bauelement-Halter, die gemäß obiger Beschreibung aufgebaut ist, soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben werden.

• a) Wenn die Dreharmeinheit 3 schrittweise um 120° gedreht wird, wobei einer der Bauelement-Halter 21, der sich in der Normalposition (der obersten Position) befindet zu einer vorbestimmten Position neben der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 gedreht wird, wird der Aufnahmezylinder 32 aktiviert, um den Bauelement-Halter 21 zwangsweise von der Normalposition gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 22 zu einer niedrigeren Position zu bewegen, wo ein Saugkissen 21c in Eingriff mit einem DUT kommt.
• b) Als nächstes wird eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung angeschaltet, um Luft aus dem Saugkissen 21c anzusaugen und den DUT fest an das Saugkissen 21c anzuziehen und halten.
• c) Der Aufnahmezylinder 32 wird dann deaktiviert, so daß der Bauelement-Halter 21, der in der beschriebenen Weise den DUT aufgenommen hat, durch die Zugkraft der Zugschraubenfeder 22 in seine Normalposition angehoben wird.
• d) Als nächstes wird die Dreharmeinheit 3 um weitere 120° gedreht, und damit einhergehend wird der Bauelement-Halter 21 um 120° zur Meßstation 4 gedreht, wobei der Kurvenfolger 21b des Bauelement-Halters 21 sich entlang der abwärts geneigten Kurvenfläche 24a des Kurvenglieds 24 bewegt. Folglich sinkt der Bauelement-Halter 21 allmählich gegen die Federkraft der Schraubenfeder 22 zur Meßstation 4, wo er an einer vorbestimmten Position neben der IC-Fassung 4b der Meßstation 4 positioniert wird.
• e) Der Andruckzylinder 33 wird dann aktiviert, um den Bauelement-Halter 21 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 22 zwangsweise nach unten zu bringen, so daß die Anschlußstifte des von ihm getragenen DUTs in Kontakt mit den Kontakten der IC-Fassung 4b gebracht und gedrückt werden, um die elektrische Verbindung zwischen ihnen sicherzustellen.
• f) Im nächsten Schritt werden Testsignale von der Testvorrichtung über den Testkopf 48 an den DUT angelegt, um dessen elektrische Eigenschaften (Spannung, Strom etc.) zu messen, während die Anschlußstifte des DUT im Druckkontakt mit den Kontakten der IC-Fassung 4b gehalten werden.
• g) Nach Abschluß der Messungen wird der Andruckzylinder 33 deaktiviert, so daß der Bauelement- Halter 21 mit dem getesteten DUT aufgrund der Federkraft der Schraubenfeder 22 in dieselbe vorbestimmte Position (die oberste Position) neben der IC-Fassung 4b wie im Schritt (d) angehoben wird. Danach befindet sich der Kurvenfolger 21b des Bauelement-Halters in Anlage an dem Scheitel des Dreiecksabschnitts des Kurvenglieds 24.
• h) Die Dreharmeinheit 3 wird dann um weitere 120° gedreht, wodurch der Bauelement-Halter 21 um 120° zu der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 gedreht wird, wobei sich der Kurvenfolger 21b des Bauelement-Halters 21 entlang der aufwärts geneigten Kurvenfläche 24b des Kurvenglieds 24 bewegt. Folglich steigt der Bauelement-Halter 21 unter der Zugkraft der Schraubenfeder 22 allmählich zur DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 an, wo der Bauelement-Halter 21 in eine vorbestimmte Position (die oberste Position) neben der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 gebracht wird.
• i) Als nächstes wird der Abgabezylinder 34 aktiviert, um den Bauelement-Halter 21 gegen die Federkraft der Schraubenfeder 22 in eine untere Position abzusenken, in der sich der getestete DUT unmittelbar über der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 befindet.
• j) Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung wird dann abgeschaltet, um den am Saugkissen 21c am unteren Ende des Bauelement Halters 21 anliegenden Unterdruck aufzuheben, so daß der an das Saugkissen 21c angezogene getestete DUT freigegeben wird und in eine Positionierungsausnehmung an der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 fällt.
• k) Als nächster Schritt wird der Abgabezylinder 34 deaktiviert, so daß der Bauelement-Halter 21 aufgrund der Zugkraft der Schraubenfeder 22 in die Normalposition (die oberste Position) angehoben wird.
• l) Schließlich wird der Dreharm 3 um weitere 120° gedreht und damit der Bauelement-Halter 21 um 120° zu der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 weitergeschaltet, wo der Bauelement-Halter 21 an einer vorbestimmten Position neben der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 plaziert wird.

Die vorgenannten Schritte (a) bis (l) werden dann zur Fortsetzung des Prozesses wiederholt.

Beim Aufbau der Dreharmeinheit und des Bauelement-Halterteiles der herkömmlichen Handhabungsvorrichtung, wie sie oben beschrieben wurden, besteht jedoch die Möglichkeit, daß, wenn die Schraubenfeder 22 während der 120°-Drehung der Dreharmeinheit 3 und des Bauelement- Halters 21 bricht, der Bauelement-Halter 21 aufgrund seines Eigengewichts abfällt und beschädigt oder zerbrochen wird.

Außerdem besteht die Möglichkeit, daß ein Bauelement-Halter 21, während er um 120° gedreht wird und in seiner Bewegung dem Kurvenglied 24 folgt und unter der Zugkraft der Schraubenfeder 22 allmählich von der vorbestimmten Position unmittelbar über der Meßstation 4 zu der DUT- Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 absinkt, falls der Bauelement-Halter 21, beispielsweise infolge einer ungewöhnlichen Bewegung der linearen Führung 21a auf einer Zwischenhöhe anhält, an die Entnahmestation 6 anstößt und einer von ihnen oder beide beschädigt oder zerbrochen werden.

Aus der DE 40 23 772 A1 ist eine Vorrichtung zum Beschicken und Entladen von mit einem IC-Chip gefüllten Hülsen für ein IC-Prüfgerät bekannt, bei der eine Kurvensteuerplatte und ihr zugeordnete Rollen Verwendung finden.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Testvorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß ein Abfallen eines Bauelement-Halters aufgrund eines Bruchs einer Schraubenfeder oder ähnlichem und ein Anhalten des Bauelement-Halters in einer Zwischenhöhe aufgrund eines Defektes oder Fehlers einer linearen Führung oder ähnlichem verhindert werden, um so zu verhindern, daß der Bauelement-Halter und/oder eine Entnahmestation beschädigt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Testvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des allgemeinen Aufbaus der wesentlichen Teile der Handhabungsvorrichtung in einer Ausführungsform einer Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Kurvenglied 24, eine erste Führungsschiene 41, eine zweite Führungsschiene 43 und eine Halterung 44, die in der Handhabungsvorrichtung von Fig. 1 verwendet werden, von der Deckenseite einer Konstanttemperatur-Kammer 2 aus gesehen,

Fig. 3A eine Schnittansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise eines in der Handhabungsvorrichtung von Fig. 1 verwendeten Bauelement-Halters 21 und zur Darstellung des Zustands, wo der Bauelement-Halter 21 in der Bewegung dem Kurvenglied 24 folgend absinkt,

Fig. 3B eine Schnittansicht zur Erläuterung der Betriebsweise des in der Handhabungsvorrichtung von Fig. 1 verwendeten Bauelement-Halters 21 und zur Darstellung des Zustand, wo der Bauelement-Halter 21 sich unter die Halterung 44 dreht,

Fig. 4 eine grundlegende Draufsicht zur Darstellung des Aufbaus der wesentlichen Teile einer herkömmlichen Handhabungsvorrichtung des horizontalen Transporttyps,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung des Aufbaus einer Dreharmeinheit und eines Bauelement-Halters, die bei der Handhabungsvorrichtung von Fig. 4 verwendet werden, zusammen mit ihren peripheren Teilen,

Fig. 6 eine grundlegende Frontansicht zur Darstellung der wesentlichen Teile um eine Meßstation in Fig. 5, und

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Dreharmeinheit und des Bau­ element-Halters, die bei der Handhabungsvorrichtung von Fig. 4 verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben, bei denen Teile oder Elemente, die solchen in den Fig. 5 und 6 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht noch einmal beschrieben werden, soweit dies nicht erforderlich ist.

Zusätzlich zu den anhand der Fig. 4 bis 6 beschriebenen Elementen ist bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel eine erste bogenförmige Führungsschiene 41 mittels Schrauben über Abstandshalter 42 an der äußeren Umfangsfläche des Kurvenglieds 24 längs einer Kurvenfläche 24a (nach unten geneigte Fläche) des Kurvenglieds 24 befestigt und erstreckt sich aus dem Bereich einer Position über der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 bis zum Bereich einer Position über der Meßstation 4. Eine zweite bogenförmige Führungsschiene 43 mit nahezu gleicher Krümmung wie die erste Führungsschiene 41 ist mittels Schrauben über Abstandshalter 42 an der äußeren Umfangsfläche des Kurvenglieds 24 längs einer Kurvenfläche 24b (nach oben geneigte Fläche) des Kurvenglieds befestigt und erstreckt sich von dem Bereich einer Position über der Meßstation 4 zu dem Bereich einer Position über der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6. Dabei sind vorzugsweise die Bögen der ersten Führungsschiene 41 und der zweiten Führungsschiene 43 so gewählt, daß sie nahezu die gleiche Krümmung aufweisen und an der äußeren Umfangsfläche des Kurvenglieds 24 befestigt sind, damit diese Schienen auf dem Umfang desselben Kreises liegen.

Auf der dem Kurvenglied 24 (dem Halter 25) entgegengesetzten Seite der Drehwelle 3a der Dreharmeinheit 3 ist eine bogenförmige Halterung (Abfallverhinderungsplatte) 44 angeordnet, die dazu dient zu verhindern, daß der Bauelement-Halter 21 aufgrund seines Eigengewichts abfällt. Diese Halterung 44 liegt horizontal und konzentrisch zur Drehwelle 3a. Die Halterung 44 erstreckt sich vom Bereich einer Position über der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 zum Bereich einer Position über der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 und ist an Stützen 45 festgeschraubt, die von der Deckenisolierwand 28 der Konstanttemperatur-Kammer 2 herabhängen. Hierbei sind Abmessung und Krümmung der Halterung 44 vorzugsweise so gewählt, daß sich der äußere Bogenumfang der Halterung 44 auf dem Umfang des Kreises befindet, der von der ersten und der zweiten Führungsschiene 41 und 43 gebildet wird. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, sind die Abmessungen und Montagepositionen dieser Teile bei diesem Ausführungsbeispiel so gewählt, daß die bogenförmigen Außenflächen der ersten Führungsschiene 41 und der zweiten Führungsschiene 43 und der äußere bogenförmige Umfang der Halterung 44 auf dem Umfang desselben Kreises befinden.

Ein Haken 47 ist an dem oberen Abschnitt jedes der Bauelement-Halter 21 aber eine Halteeinrichtung 47a beispielsweise mittels Schrauben montiert. Diese Haken bewegen sich normalerweise über der ersten Führungsschiene 41, der zweiten Führungsschiene 43 und der Halterung 44 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen, wenn sich die Bauelement-Halter drehen.

Wenn bei dem oben beschriebenen Aufbau ein Unfall wie etwa das Brechen der Schraubenfeder 22 oder eine anomale Bewegung der geraden Führung 21a oder ähnliches auftritt, kann jeder der Haken 47 auf irgendeiner der ersten Führungsschiene 41, der zweiten Führungsschiene 43 und der Halterung 44, im Eingriff mit dieser gleiten. Die Folge davon ist, daß selbst wenn die Schraubenfeder brechen sollte, der Bauelement-Halter 21 mit der ersten Führungsschiene 41, der zweiten Führungsschiene 43 oder der Halterung 44 mittels des zugeordneten Hakens 47 im Eingriff steht und daher der Bauelement-Halter 21 nicht aufgrund seines Eigengewichts abfallen kann.

Das heißt, wie in Fig. 3 gezeigt, es ist ein geeigneter Spalt zwischen der Unterseite jedes der Haken 47 und der Oberseite der ersten Führungsschiene 41, der zweiten Führungsschiene 43 und der Halterung 44 vorgesehen, so daß, solange die Schraubenfeder 22 und die Führung 21a in ihrem jeweiligen Normalzustand sind, keiner der Haken 47 in Kontakt mit diesen Teilen kommen kann, während der entsprechende Bauelement-Halter 21 die 120°-Drehung durchläuft. Daher beeinträchtigen diese Haken 47 den normalen Betriebsablauf der Handhabungsvorrichtung in keiner Weise, das heißt, daß sich der Kurvenfolger 21b der Bauelement-Halter 21 längs der Kurvenflächen 24a und 24b des Kurvenglieds 24 bewegt bzw. die Bauelement-Halter 21 um die Halterung 44 bewegen.

Während ein Bauelement-Halter 21 von der vorbestimmten Position über der Meßstation 4 in die Nähe der Entnahmestation 6 gedreht wird, wobei er in der Bewegung dem Kurvenglied 24 folgend, langsam hochsteigt, gleitet, falls sich die lineare Führung 21a nicht stetig bewegt, der zugeordnete, an dem Bauelement-Halter 21 montierte Haken 47 auf der zweiten Führungsschiene 43 mit dieser Eingriff. Daher wird der Haken 47 allmählich nach oben bewegt, während sich die Dreharmeinheit 3 dreht. Folglich zwingt der Haken 47 den zugehörigen Bauelement-Halter 21, sich nach oben zu bewegen, womit der Bauelement-Halter 21 nach oben zur obersten Position längs der zweiten Führungsschiene 43 bewegt wird, selbst wenn sich die lineare Führung 21a nicht glatt oder stetig bewegt. Somit kann keiner der Bauelement-Halter 21 in einer Zwischenhöhe auf dem Weg seiner Aufwärtsbewegung stehen bleiben und mit der Entnahmestation 6 kollidieren, wie dies bei der herkömmlichen Handhabungsvorrichtung der Fall ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die erste Führungsschiene 41 und die zweite Führungsschiene 43 nicht über der Meßstation 4 vorgesehen, und sind an dieser Meßstation 4 voneinander getrennt. Diese Anordnung ist erforderlich, damit der Bauelement-Halter 21 durch das An/Abschalten des Andruckzylinders 33 nach unten bzw. oben bewegt wird. Weiterhin sind halbkreisförmige Ausnehmungen 44a und 44b an den Abschnitten des äußeren Umfangs der Halterung 44 oberhalb der DUT-Abgabestelle 5a der Eingangsstation 5 bzw. der DUT-Empfangsstelle 6a der Entnahmestation 6 vorgesehen. Diese halbkreisförmigen Abschnitte sind ebenfalls dazu erforderlich, daß der Bauelement- Halter 21 durch das An/Abschalten des Aufnahmezylinders 32 bzw. des Abgabezylinders 34 nach unten bzw. nach oben bewegt wird.

Wie oben erwähnt, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kurvenglied 24 in der Form eines Halbrings mit einer in Draufsicht allgemein umgekehrt dreieckförmigen Umfangsfläche an einem Halter 25 befestigt, welcher seinerseits an dem Gehäuse der Testvorrichtung montiert ist. Zwei Schenkel oder Seiten des von dieser Umfangsfläche gebildeten umgekehrten Dreiecks dienen als Kurvenflächen 24a bzw. 24b. Die erste und die zweite Führungsschiene 41 und 43 sind längs der nach unten geneigten Kurvenfläche 24a bzw. der nach oben geneigten Kurvenfläche 24b des Kurvenglieds 24 vorgesehen. Außerdem ist eine bogenförmige Halterung 44 an dem Gehäuse der Testvorrichtung auf der dem Halter bezogen auf die Drehwelle 3a gegenüberliegenden Seite konzentrisch mit der Drehwelle 3a montiert. Zusätzlich ist der Haken 47 an jedem der Bauelement-Halter 21 montiert, so daß er sich normalerweise über irgendeiner der ersten Führungsschiene 41, der zweiten Führungsschiene 43 und der Halterung 44 mit einem vorbestimmten Spalt zwischen ihnen bewegen kann und mit irgendeiner von ihnen Gleiteingriff kommt, wenn ein Unfall auftritt. Als Folge davon ergibt sich, daß, wenn beispielsweise die Schraubenfeder 22 während der Drehung des Bauelement-Halters 21 bricht, der Haken 47 auf irgendeiner der ersten Führungsschiene 41, der zweiten Führungsschiene 43 und der Halterung 44, mit dieser im Eingriff stehend, gleitet und somit keine Möglichkeit besteht, daß der Bauelement-Halter 21 aufgrund seines Eigengewichts abfällt und beschädigt oder zerbrochen wird.

Wenn, während ein Bauelement-Halter 21 von der vorbestimmten Position über der Meßstation 4 zur Entnahmestation 6 gedreht wird und dabei in der Bewegung der aufwärts geneigten Kurvenfläche 24b des Kurvenglieds 24 folgend allmählich hochsteigt, die Aufwärtsbewegung des Bauelement-Halters 21 an einer Höhe mitten auf seinem Wege beispielsweise infolge einer ungewöhnlichen Bewegung der linearen Führung 21a stoppen sollte, würde der zugeordnete Haken 47, der an dem Bauelement-Halter 21 befestigt ist, auf der zweiten Führungsschiene 43, mit dieser im Eingriff stehend, gleiten, während sich die Dreharmeinheit dreht. Folglich zwingt der Haken 47 den zugeordneten Bauelement-Halter 21, sich nach oben zu bewegen, womit der Bauelement-Halter 21 zu der vorbestimmten (obersten) Position bewegt wird. Entsprechend besteht keine Möglichkeit, daß der Bauelement-Halter 21 mit der Entnahmestation 6 kollidiert und einer oder beide beschädigt oder zerbrochen werden.

Claims (8)

1. Testvorrichtung zum Testen von Halbleiter-Bauelementen, bei der die Halbleiterbauelemente mittels einer Handhabungsvorrichtung von einer Eingangsstation (5) zu einer Meßstation (4), an der ein Test durchgeführt wird, und nach Durchführung des Tests von der Meßstation zu einer Entnahmestation transportierbar sind, wobei die Meßstation (4) auf einer Höhe unter derjenigen der Eingangsstation (5) und der Entnahmestation (6) liegt, umfassend:
eine Dreharmeinheit (3) zum Transport der Halbleiterbauelemente von der Eingangsstation zur Meßstation und von der Meßstation zur Entnahmestation, wobei die Dreharmeinheit eine Drehwelle (3a) und drei an ihr befestigte Arme (3b) aufweist, die in Winkelabständen von etwa 120° radial von der Drehwelle abstehen,
einen an einer vertikalen Wandfläche jedes der Arme (3b) vertikal beweglich montierten Bauelement-Halter (21),
ein in der Draufsicht halbringförmiges Kurvenglied (24), welches an einem Gehäuse der Testvorrichtung konzentrisch mit der Drehwelle (3a) montiert ist und einen in der Seitenansicht dreieckförmigen Umfangsflächenteil mit unten liegendem Scheitel aufweist, dessen vom Scheitel in entgegengesetzte Richtungen ansteigende Schenkel als ein erster bzw. ein zweiter Kurvengliedabschnitt (24a, 24b) wirken, und
ein Eingriffsglied (21b), das drehbar an jedem der Bauelement-Halter (21) montiert ist und in der Lage ist, den Kurvengliedabschnitten (24a, 24b) zu folgen,
wobei der Scheitel des Umfangsflächenteils des Kurvenglieds (24) in einer vorbestimmten Position über der Meßstation (4) liegt derart, daß, wenn ein von einem der Bauelement-Halter (21) gehaltenes Bauelement bei einer Drehung der Dreharmeinheit (3) von der Eingangsstation (5) zu der Meßstation (4) transportiert wird, der erste Kurvengliedabschnitt (24a) des Kurvenglieds (24) bewirkt, daß der Bauelement-Halter (21) allmählich abwärts bewegt wird und, wenn ein von einem der Bauelement-Halter (21) gehaltenes Bauelement von der Meßstation (4) zu der Entnahmestation (6) transportiert wird, der zweite Kurvengliedabschnitt (24b) des Kurvenglieds (24) bewirkt, daß der Bauelement-Halter allmählich aufwärts bewegt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine erste Führungsschiene (41) an der äußeren Umfangsfläche des Kurvenglieds (24) längs dem ersten Kurvengliedabschnitt (24a) montiert ist und sich von einer Position über einer Bauelement- Abgabestelle (5a) der Eingangsstation (5) zu einer Position über der Meßstation (4) erstreckt,
eine zweite Führungsschiene (43) an der äußeren Umfangsfläche des Kurvenglieds (24) längs dem zweiten Kurvengliedabschnitt (24b) montiert ist und sich von einer Position über der Meßstation (4) zu einer Position über einer Bauelement-Empfangsstelle (6a) der Entnahmestation (6) erstreckt,
eine bogenförmige Halterung (44) an dem Gehäuse der Testvorrichtung auf der dem Kurvenglied (24) entgegengesetzten Seite der Drehwelle (3a) der Dreharmeinheit (3) konzentrisch mit der Drehwelle (3a) und horizontal liegend montiert ist, wobei sich die Halterung (44) von einer Position über der Bauelement-Empfangsstelle (6a) der Entnahmestation (6) zu einer Position über der Bauelement-Abgabestelle (5a) der Eingangsstation (5) erstreckt, und
ein Eingriffsglied (47) an jedem der Bauelement-Halter (21) montiert ist derart, daß das Eingriffsglied in Gleiteingriff mit der ersten Führungsschiene (41), der zweiten Führungsschiene (43) oder der Halterung (44) tritt, wenn ein Bauelement-Halter (21) infolge einer Fehlfunktion seine vorgeschriebene Bewegungsbahn im Verlauf einer 360°-Drehung der Dreharmeinheit verläßt.

2. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Führungsschiene (41, 43) mit solcher Bogenform versehen sind, daß sie nahezu dieselbe Krümmung aufweisen und an der äußeren Umfangsfläche des Kurvenglieds (24) so fixiert sind, daß sie sich auf dem Umfang desselben Kreises befinden.

3. Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (44) eine plattenartige Form aufweist, die horizontal liegt, um ein Abfallen eines Bauelement-Halters (21) aufgrund seines Eigengewichts zu verhindern.

4. Testvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (44) so gekrümmt ist, daß ihr äußerer gekrümmter Umfang denselben Krümmungsradius aufweist wie die beiden Führungsschienen (41, 43).

5. Testvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen und die Montagepositionen der ersten Führungsschiene (41), der zweiten Führungsschiene (43) und der Halterung (44) so gewählt sind, daß die bogenförmigen Außenflächen der ersten Führungsschiene und der zweiten Führungsschiene und der äußere bogenförmige Umfang der Halterung sich auf dem Umfang desselben Kreises befinden.

6. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsglied (47) ein Haken ist, der an einem oberen Abschnitt jedes der Bauelement-Halter (21) über eine Halteeinrichtung (47a) montiert ist, wobei sich die Haken normalerweise über der ersten Führungsschiene (41), der zweiten Führungsschiene (43) und der Halterung (44) mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen bewegen, während sich die Bauelement-Halter (21) drehen.

7. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich weder die erste Führungsschiene (41) noch die zweite Führungsschiene (43) bis über die Meßstation (4) erstrecken, sie an dieser Meßstation (4) vielmehr voneinander beabstandet sind.

8. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß halbkreisförmige Ausnehmungen (44a, 44b) an den Abschnitten des äußeren Umfangs der Halterung (44) vorgesehen sind, die sich über der Bauelement Abgabestelle (5a) der Eingangsstation (5) bzw. der Bauelement Empfangsstelle (6a) der Entnahmestation (6) befinden.