DE19756900A1 - Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Testvorrichtung zum Testen verschiedener Arten von Halbleiterbauelementen einschließlich integrierten Halbleiterschaltungen, sogenannten ICs. Genauer bezieht sich die Erfindung auf eine Transport- und Handhabungsvorrichtung für die Halbleiterbauelemente, die in der Testvorrichtung den Transport verschiedener Arten von Halbleiterbauelementen dient, und noch genauer auf die Steuerung einer X-Y-Transporteinrich­ tung und einer Z-Antriebseinrichtung zum Transport von Halbleiterbauelementen zu einem Testabschnitt und zu deren In-Kontakt-Bringen mit in dem Testabschnitt angeordneten Testfas­ sungen. Die auch als Horizontaltransporteinrichtung bezeichnete X-Y-Transporteinrichtung dient der Bewegung der Bauelemente längs zwei Achsen, einer X-Achse und einer Y-Achse, in einer horizontalen Ebene dient. Die Z-Antriebseinrichtung ist zur Bewegung der Bauelemente in einer vertikalen Richtung ausgelegt.

Es ist bekannt, daß solch eine auch als "IC-Tester" bekannte Testvorrichtung zum Testen verschiedener Arten von Halbleiterbauelementen einschließlich ICs eine häufig als "Handler" oder "IC-Handler" bezeichnete Transport- und Handhabungsvorrichtung zum Transport zu testender Halbleiterbauelemente enthält, um die Halbleiterbauelemente zu einem Testabschnitt zu trans­ portieren und sie dort sowohl im elektrischen als auch in physikalischen Kontakt mit Testfassun­ gen bzw. Testsockeln der Testvorrichtung zu bringen und sie nach Abschluß des Tests von dem Testabschnitt zu einer anderen gewünschten Stelle zu bringen. Die Erfindung wird nachfolgend der Einfachheit halber anhand von ICs als typischen Halbleiterbauelementen beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Gegenwärtig sind verschiedene Arten solcher Handler zur Aufnahme von zu testenden ICs mit unterschiedlichen Gehäusen in praktischem Einsatz. Wenn die Gehäuse der zu testenden ICs entweder eine Konfiguration aufweisen, bei der Anschlußstifte in vier Richtungen abstehen, wie dies bei sogenannten QFP-Gehäusen für Oberflächenmontage der Fall ist (QFP = Quad Flat Package), oder eine Konfiguration aufweisen, bei der Anschlußstifte über nahezu die gesamte Oberfläche der Komponentenseite herausgeführt sind, wie dies bei PGA-Gehäusen (PGA = Pin Grid Array) oder BGA-Gehäusen (BGA = Ball Grid Array) der Fall ist, dann enthält der zur Handhabung dieser Bauelemente ausgelegte Handler eine X-Y-Transporteinrichtung mit bis zu vier Tragköpfen, etwa Vakuum-Aufnahmeköpfen, und eine Z-Antriebseinrichtung zur Bewegung der Tragköpfe der X-Y-Transporteinrichtung in Vertikalrichtung. Die Tragköpfe können dabei gleichzeitig einen bis etwa vier ICs ergreifen, um dann von der X-Y-Transporteinrichtung horizontal zu einer vorbestimmten Position über den in dem Testabschnitt angeordneten Testfassungen bewegt zu werden, wo die Tragköpfe mittels der Z-Antriebseinrichtung nach unten zu den Testfassungen bewegt werden, um die zu testenden ICs in guten elektrischen und physikalischen Kontakt mit den jeweiligen Testfassungen zu bringen und den Test auszuführen.

Fig. 4 zeigt den allgemeinen Aufbau eines Beispiels eines herkömmlichen Handlers der beschrie­ benen Art. Die X-Y-Transporteinrichtung enthält eine X-Antriebseinrichtung 17, eine Y-Antriebs­ einrichtung 18 und einen X-Y-Antriebskopf 16, der von den Antriebseinrichtungen 17 und 18 innerhalb einer horizontalen Ebene längs einer X-Achse (X-Richtung) bzw. einer Y-Achse (Y- Richtung) bewegbar ist. Ein Tragkopf in Form eines Vakuum-Aufnahmekopfs 11 ist bei diesem Beispiel mittels eines Tragglieds 19 an dem Antriebskopf 16 montiert. Obwohl der Einfachheit halber in Fig. 4 nur ein Aufnahmekopf gezeigt ist, sind typischerweise etwa vier identische Aufnahmeköpfe vorgesehen. Es sei darauf hingewiesen, daß es sich bei Fig. 4 um einen Seitenaufriß handelt, so daß die X-Achse senkrecht zur Zeichenebene verläuft, während die Y- Achse in Fig. 4 von rechts nach links bzw. links nach rechts verläuft.

Das Tragglied 19 weist einen sich allgemein horizontal erstreckenden Arm 19A auf, dessen äußeres Ende von einer Z-Führung 12 vertikal (in Richtung einer Z-Achse) verschiebbar gehalten wird, die ihrerseits an dem X-Y-Antriebskopf 16 befestigt ist. Die Z-Achse in Fig. 4 ist die zu der X-Achse und der Y-Achse senkrechte Vertikalrichtung. Der Aufnahmekopf 11 ist am vorderen (unteren) Ende des Tragglieds 19 befestigt. Der Aufnahmekopf 11 wird daher zusammen mit dem Tragglied 19 abgesenkt, wenn letzteres von der nachfolgend beschriebenen Z-Antriebsein­ richtung 15 nach unten in Richtung auf die Testfassung 14 bewegt wird. Es ist anzumerken, daß Fig. 4 einen zu testenden IC 10 darstellt, der an dem Aufnahmekopf 11 gehalten wird.

Eine Zugfeder 13 erstreckt sich zwischen dem abstehenden Arm 19A des Tragglieds 19 und einem horizontalen Überkopfarm, der an der Oberseite des Antriebskopfes 16 befestigt ist, um das Tragglied 19 nach oben vorzuspannen, so daß der Aufnahmekopf 11 normalerweise elastisch in eine Richtung von der Testfassung 14 weg vorgespannt wird.

Die Z-Antriebseinrichtung 15 ist axial der Oberseite des Tragglieds 19 über der Testfassung 14 gegenüberliegend angeordnet. Bei diesem Beispiel umfaßt die Z-Antriebseinrichtung 15 einen Luftzylinder 15A, der am horizontalen Schenkel eines winkelförmigen Trägers 20 befestigt ist und eine sich von ihm nach unten erstreckende Kolbenstange 15R aufweist, sowie eine Z- Führung 15B (Führung in Z-Richtung), eine Schubstange 15C, die mit dem unteren Ende der Kolbenstange 15R verbunden ist, sowie einen beweglichen Arm 15D, dessen eines Ende an der Schubstange 15C neben dessen oberen Ende befestigt ist, und dessen anderes Ende vertikal verschiebbar an der Z-Führung 15B montiert ist.

Wenn bei dem beschriebenen Aufbau der Zylinder 15A betätigt wird, um seine Kolbenstange 15R nach unten aufzufahren, gelangt das vordere Ende der Schubstange 15C in Anlage an dem oberen Ende des Tragglieds 19, welches den Aufnahmekopf 11 trägt, womit dieser nach unten gedrückt wird. Somit wird das Tragglied 19 abgesenkt und mit ihm der am vorderen Ende des Tragglieds befestigte Aufnahmekopf 11, um einen durch Vakuum an den Aufnahmekopf angezogenen IC 10 mit der Testfassung 14 in Kontakt zu bringen. Es ist darauf hinzuweisen, daß in Fig. 4 der Raum zwischen dem vorderen Ende der Schubstange 15C und dem oberen Ende des Tragglieds 19 sowie derjenige zwischen dem zu testenden IC 10 und der Testfassung 14 zur klareren Darstellung der verschiedenen Elemente und Komponenten vergrößert gezeigt ist.

Tatsächlich stößt das vordere Ende der Schubstange 15C am oberen Ende des Tragglieds 19 an, wenn die Kolbenstange 15R um etwa ihre halbe Länge ausgefahren ist, während der IC 10 bei weiter abgesenkter Position deutlich näher bei der Testfassung 14 liegt.

Die X-Antriebseinrichtung 17 ist dazu ausgelegt, den Antriebskopf 16 in der horizontalen X-Y- Ebene in X-Richtung (senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 4) zu bewegen. Bei diesem Beispiel umfaßt die X-Antriebseinrichtung 17 eine Kugelspindel 17T mit einem Kugelgewindeabschnitt, der mit dem Antriebskopf 16 in Schraubeingriff steht, sowie eine (nicht gezeigte) Antriebsquelle, etwa einen Servomotor, zum Drehen der Kugelspindel 17T. Der Kugelgewindeabschnitt umfaßt ein Außengewinde und in einer Spiralnut, die zwischen diesem Außengewinde und einem Innengewinde des Antriebskopfes 16 gebildet wird, aufgenommene Kugeln. Eine Drehung der Kugelspindel 17T bewegt den Antriebskopf 16 in X-Richtung.

In ähnlicher Weise ist die Y-Antriebseinrichtung 18 dazu ausgelegt, den Antriebskopf 16 in der horizontalen X-Y-Ebene in Y-Richtung zu bewegen. Bei diesem Beispiel umfaßt die Y-Antriebs­ einrichtung 18 eine Kugelspindel 18T mit einem Kugelgewindeabschnitt in Schraubeingriff mit einem Stellkörper 18N sowie eine (nicht gezeigte) Antriebsquelle, etwa einen Servomotor, zum Drehen der Kugelspindel 18T. An dem Stellkörper 18N ist ein Lager zur drehbaren Lagerung des freien (vorderen) Endes der Kugelspindel 17T befestigt. Wegen ihres Eingriffs mit dem Stellkörper führt eine Drehung der Kugelspindel 18T führt zu einer Bewegung des Stellkörpers 18N in Y- Richtung. Mit dem Stellkörper 18N werden die Kugelspindel 17T, deren anderes Ende von einer Y-Führung (nicht gezeigt) in Y-Richtung verschiebbar getragen wird, und der Antriebskopf 16 in Y-Richtung bewegt. Auf diese Weise wird der Antriebskopf 16 längs der Y-Achse positioniert.

Auf diese Weise kann an der an dem Antriebskopf 16 über das Tragglied 19 befestigte Aufnah­ mekopf 11 mittels der X-Antriebseinrichtung 17 und der Y-Antriebseinrichtung 18 in X-Richtung und in Y-Richtung bewegt werden, so daß der Aufnahmekopf 11 an einer durch die X- und Y- Koordinaten bestimmten Position über der Testfassung 14 positioniert werden kann, woraufhin, wenn der Aufnahmekopf abgesenkt wird, der von ihm ergriffene IC 10 in guten Kontakt mit der Testfassung 14 gebracht werden sollte.

Die Testfassung 14 ist auf einer Isolierplatte 21 montiert, die von Fachleuten als Performance- Karte bezeichnet wird, wobei die Kontakte 14A der Testfassung 14 elektrisch mit dem gedruck­ ten Verdrahtungsmuster auf der Isolierplatte 21 verbunden sind. Das Verdrahtungsmuster ist seinerseits elektrisch mit dem Testkopf 23 der Testvorrichtung verbunden. Die Isolierplatte 21 ist an diesem Testkopf 23 angebracht, wobei die Testfassung 14 im Testabschnitt des Handlers liegt.

Die Testfassung 14 ist von einem Anschlagblock 24 umgeben, der bei diesem Beispiel die Form eines rechteckigen Rahmens aufweist. Die Oberseite des Anschlagblocks 24 und die Oberseite 24A einer Unterlegplatte bzw. eines Abstandhalters 27 zur Einstellung des Hubs der Z-Antriebs­ einrichtung 15 sind so ausgelegt, daß die untere Stirnfläche des Ausnahmekopfs 11 beim Absenken daran anstößt, um jedweden Stoß abzufangen, damit der zu testende IC 10 mit der Testfassung 14 in Kontakt gebracht werden kann, ohne letztere einem Stoß auszusetzen (die Anschlagflächen sind in Fig. 4 durch den Doppelpfeil AB markiert). Der Anschlagblock 24 weist zwei Führungsstifte 25 auf, die von ihm nach oben ragen. Der Abstandhalter 27 dient in bekannter Weise dazu, die Kraft einzustellen, mit welcher der zu testende IC 10 mit der Testfassung 14 in Kontakt kommt, und zwar durch Auswahl der Dicke des Abstandhalters. Dieser Abstandhalter ist nicht unbedingt, das heißt nicht in allen Fällen, erforderlich.

Wie dargestellt, ist der Aufnahmekopf 11 mit zwei Führungslöchern 26 versehen, die (bei richtiger relativer Lage zwischen Aufnahmekopf und Testfassung) mit den Führungsstiften 25 ausgerichtet sind, so daß beim Absenken des Aufnahmekopfes 11 die Führungsstifte 25 in die Führungslöcher 26 eintreten und dadurch der Aufnahmekopf 11 in genauer Ausrichtung mit der Testfassung 14 geführt wird, um den elektrischen und mechanischen Kontakt zwischen den Kontaktstiften des zu testenden ICs 10 und den entsprechenden Kontakten 14A der Testfassung 14 sicherzustellen.

Wenn nach Testen einer Art von IC eine andere Art von IC getestet werden soll, die sich hinsichtlich der Anzahl von Anschlußstiften von der ersten Art unterscheidet, dann muß die zunächst verwendete Testfassung 14 gegen eine entsprechende andere ausgetauscht werden. Zu diesem Zweck ist es bislang üblich, eine Anzahl verschiedener Isolierplatten 21 mit darauf montierten jeweiligen Testfassungen 14 vorzusehen, so daß beim Wechsel der Art zu testender ICs die Isolierplatten entsprechend ausgewechselt werden. So kann jeweils die Isolierplatte verwendet wird, deren Testfassungen für die Art der gerade getesteten ICs geeignet ist. Eine alternative Praxis bestand darin, lediglich die auf der Isolierplatte 21 montierten Testfassungen 14 auszutauschen.

Bei beiden Alternativen kann eine wenn auch geringe Fehlausrichtung der Position der Testfas­ sungen 14 (X- und Y-Koordinaten) auftreten, wenn die Art zu testender ICs geändert wird. In der X-Antriebseinrichtung 17 und der Y-Antriebseinrichtung 18 ist die Position der Testfassung 14 (bzw. die Positionen der Testfassungen 14, wenn mehrere vorhanden sind) in der Form von X- und Y-Koordinaten gespeichert, so daß diese Antriebseinrichtungen den Antriebskopf 16 von der Position, wo der zu testende IC mittels des Aufnahmekopfs 11 aufgenommen wird, zu der Position der gespeicherten X- und Y-Koordinaten über der Testfassung 14 bringen können. Auf diese Weise wird der zu testende IC 10 zu der vorbestimmten Position oberhalb der Testfassung 14 transportiert.

Nachdem die X-Antriebseinrichtung 17 und die Y-Antriebseinrichtung 18 abgeschaltet wurden, um den IC 10 an der vorbestimmten Position über der Testfassung 14 zu stoppen, wird die Z- Antriebseinrichtung 15 aktiviert, um den Aufnahmekopf 11 abzusenken. Es ist daher verständ­ lich, daß selbst eine leichte Fehlausrichtung zwischen der Position der Testfassung 14 und derjenigen des ICs 10 zu dem unerwünschten Ergebnis führen würde, daß der gute elektrische Kontakt zwischen dem zu testenden IC 10 und der Testfassung 14 nicht hergestellt werden kann.

Wenn demgemäß die Testfassung 14 ausgetauscht wird, muß die Positionsinformation der Testfassung 14, die in der X-Antriebseinrichtung 17 und der Y-Antriebseinrichtung 18 gespei­ chert ist, erneuert werden.

Zu diesem Zweck ist es bislang üblich, die in der X-Y-Transporteinrichtung (X-Antriebseinrich­ tung 17 und Y-Antriebseinrichtung 18) gespeicherte Positionsinformation der Testfassung 14 in einem sogenannten Lernmodus zu erneuern, wenn die Testfassung ausgetauscht wurde. Bei diesem Lernmodus senkt die Bedienungsperson, nachdem der Aufnahmekopf 11 mittels der X-Y- Transporteinrichtung an einer vorbestimmten Position über der entsprechenden Testfassung 14 angeordnet wurde, manuell den Aufnahmekopf 11, um die Führungslöcher 26 des Aufnahme­ kopfs 11 mit den Führungsstiften 25 des Anschlagblocks 24 in Ausrichtung und Eingriff miteinander zu bringen. Dabei sind die Antriebsmotoren (nicht dargestellt) für die X-Antriebsein­ richtung 17 und die Y-Antriebseinrichtung 18 abgeschaltet, damit der Antriebskopf 16 manuell mit geringem Kraftaufwand in X-Richtung und der Y-Richtung bewegt werden kann. Da, wie oben ausgeführt, sowohl die X-Antriebseinrichtung 17 als auch die Y-Antriebseinrichtung 18 den Antriebskopf 16 mittels Drehung von Kugelspindeln (die in Kugellagern gelagert sind) antreiben, erlaubt das Abschalten der Antriebsmotoren für den Drehantrieb der Kugelspindeln ein freies Drehen der Kugelspindeln, so daß der Antriebskopf 16 leicht mit geringem Kraftaufwand bewegt werden kann.

Auf diese Weise kann manuell eine Ausrichtung erfolgen, bei der Antriebskopf 16 manuell abgesenkt wird, und zwar so, daß die Führungsstifte 25 in die Führungslöcher 26 eingreifen. Nachdem der Antriebskopf 16 auf die Position der neuen Testfassung manuell neu ausgerichtet wurde, wird die neue Positionsinformation in der X-Antriebseinrichtung 17 und der Y-Antriebs­ einrichtung 18 gespeichert. Beim dargestellten Beispiel sind die Kugelspindeln der X-Antriebsein­ richtung 17 und der Y-Antriebseinrichtung 18 mit Positionssignalgeneratoren, etwa Drehcodie­ rern, ausgestattet, die ein sich mit der jeweiligen Kugelspindel drehendes Teil aufweisen und bei einer Bewegung des Antriebskopfes 16 Impulse abgeben, deren Anzahl der Strecke entspricht, über die der Antriebskopf 16 ausgehend vom Ursprung des X-Y-Koordinatensystems bewegt wurde. Es ist damit möglich, die Positionsinformation in der X-Antriebseinrichtung 17 und der Y- Antriebseinrichtung 18 in der Form einer jeweiligen Anzahl von Impulsen zu speichern. Auf diese Weise wurde, wenn die Testfassung 14 ausgetauscht wurde, die in den Antriebseinrichtungen 17 und 18 bereits gespeicherte Positionsinformation mit der Positionsinformation der neuen Testfassung in dem Lernmodus überschrieben.

Da jedoch die Führungslöcher 26 des Aufnahmekopfs 11 manuell mit den Führungsstiften 25 des Anschlagblocks 24 in Eingriff gebracht werden, treten, je nach Fertigkeit der jeweiligen Bedienungsperson, individuelle Abweichungen auf, wenn die Bedienungsperson den Antriebskopf 16 nach oben und unten bewegt. So kann es vorkommen, daß die in den Antriebseinrichtungen 17 und 18 bereits gespeicherte Positionsinformation mit Positionsinformation der neuen Testfassung in einem Zustand überschrieben wird, wo ein geringer Versatz im Eingriff zwischen den Führungslöchern 26 und den Führungsstiften 25 besteht. Da es schwierig ist, die Führungs­ stifte 25 und die Führungslöcher 26 so herzustellen, daß sie spielfrei ineinander passen, werden sie normalerweise so bemessen, daß ein gewisses Spiel vorhanden ist. Aufgrund dieses Spiels können die Führungsstifte 25 und die Führungslöcher 26 miteinander in Eingriff gebracht werden, selbst wenn die im Lernmodus eingestellte Positionsinformation der Testfassung 14 mit einem geringem Fehler behaftet ist. Andererseits kann solch ein geringer Versatz in den Positio­ nen zu dem folgenden Problem führen. Wenn die Führungslöcher 26 und die Führungsstifte 25 nach Beginn des Testens von ICs sehr oft in Eingriff miteinander gebracht und wieder voneinan­ der gelöst werden, dann kann an den Führungslöchern 26 und den Führungsstiften 25 infolge der Reibung eine Abnutzung auftreten, was schließlich dazu führen kann, daß keine exakte Positionierung mehr möglich wird.

Fig. 5 zeigt den allgemeinen Aufbau eines anderen Beispiels eines herkömmlichen Handlers. Er unterscheidet sich von dem in Fig. 4 dargestellten nur darin, daß die Z-Antriebseinrichtung anders ausgebildet ist. Da im übrigen Übereinstimmung besteht, sind gleiche Teile in den Fig. 4 und 5 mit denselben Bezugszahlen bezeichnet und werden nachfolgend nicht noch einmal beschrieben.

Man beachte, daß Fig. 5, wie Fig. 4, eine Seitenansicht ist, so daß auch hier die X-Achse senkrecht zur Zeichenebene liegt.

Die Z-Antriebseinrichtung 15 ist der Oberseite des Tragglieds 19 axial gegenüberliegend über der Testfassung 14 angeordnet. Die Z-Antriebseinrichtung 15 umfaßt bei diesem Beispiel einen Luftzylinder 15A, der an dem horizontalen Schenkel eines winkelförmigen Trägers 51 befestigt ist und eine sich von ihm nach unten erstreckende Kolbenstange 15R aufweist, sowie ein Z- Führung 52 zur Führung in Z-Richtung, einen beweglichen, im wesentlichen U-förmigen Rahmen 53, der mit der Kolbenstange 15R verbunden ist und von der Z-Führung 52 längs dieser in Vertikalrichtung verschiebbar gehalten wird, einen Motor 54, der an der Oberseite des Rahmens 53 befestigt ist, eine von dem Rahmen 53 getragene Kugelspindel 55, die sich parallel zur Z- Achse erstreckt und mit der Ausgangswelle des Motors 54 gekuppelt ist, einen horizontalen Arm 56, der an einem Ende einen mit der Kugelspindel 55 im Schraubeingriff stehenden Stellkörper 56A und am anderen Ende ein Gleitstück 56B aufweist, das längs der Z-Führung 15B vertikal verschiebbar ist, und eine Schubstange 15C, die an der Unterseite des Arms 56 im wesentlichen in der Mitte zwischen dessen beiden Enden befestigt ist. Der Motor 54 dient dazu, den am Tragglied 19 montierten Aufnahmekopf 11 in eine vorbestimmte Position nahe der Testfassung 15 abzusenken, und der Luftzylinder 15A dient dazu, den Aufnahmekopf 11 über die mittels des Motors 54 eingestellte Position hinaus um ein vorbestimmtes Stück abzusenken.

Bei diesem Beispiel wird die Schubstange 15C zum Niederdrücken des Tragglieds 19, das den Aufnahmekopf 11 trägt, zunächst um eine vorbestimmte Strecke in Z-Richtung abgesenkt, indem der Arm 56 mittels der Kugelspindel 55, die ihrerseits von dem Motor 54 angetrieben wird, nach unten bewegt wird und dann an einer Position, wo der Aufnahmekopf 11 in der Nähe aber noch außer Kontakt mit den Oberflächen des Abstandhalters 27 und des Anschlagblocks 24 ist, gestoppt wird. Dann wird der Luftzylinder 15A angeschaltet, um den Rahmen 53 und den Arm 56 ausgehend von der gerade beschriebenen Stoppstellung um eine vorbestimmte Strecke weiter abzusenken, wodurch der Aufnahmekopf 11 zur Anlage an dem Abstandhalter 27 gebracht wird und der zu testende IC 10 mit einer durch die Dicke des Abstandhalters 27 bestimmten Kraft gegen die Testfassung 14 gedrückt wird. Man erkennt in Fig. 5, daß eine Zugfeder 58 zwischen der Oberseite des Rahmens 53 und einem an der Oberseite des winkel­ förmigen Trägers 51 befestigten winkelförmigen Arm 57 gespannt ist, wodurch der Rahmen 53 elastisch in Z-Richtung nach oben vorgespannt wird.

Bei dem Beispiel eines bekannten Handlers gemäß Darstellung in Fig. 5 wird der Luftzylinder 15A angeschaltet, um den Aufnahmekopf in Anschlag an die Flächen des Abstandhalters 27 und des Anschlagblocks 24 zu bringen, so daß die Kontaktkraft des zu testenden ICs 10 gegen die Testfassung 14 durch die Dicke des Anschlagblocks 24 und des Abstandhalters 27 eingestellt werden kann. Dabei werden Abstandhalter 27 verschiedener Dicken auf Lager gehalten, so daß bei jedem Wechsel der Testfassung 14 ein Abstandhalter geeigneter Dicke eingesetzt werden kann, um die erwähnte Kontaktkraft auf einen geeigneten Wert einzustellen.

Die zuvor beschriebene Einstellung der Kontaktkraft bedeutet, daß die ICs bei einer in einem vorübergehenden Zustand eingestellten Kontaktkraft gegen die Testfassung getestet werden. Wenn die Testergebnisse einen hohen Prozentsatz von Fehlern zeigen, kann die Ursache dafür oft eine falsche Kontaktkraft sein, so daß Einstellungen vorgenommen werden müssen, um die Fehlerrate zu verringern. Diese Einstellung der Kontaktkraft erfordert viel Mühe und Zeit, was der Bedienungsperson mühsame Arbeit auferlegt.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß, da der Luftzylinder 15A zur Erzielung der Kontakt­ kraft zwischen dem zu testenden IC 10 und der Testfassung 14 eingesetzt wird, diese Kontakt­ kraft Schwankungen infolge von Änderungen des Drucks der den Luftzylinder speisenden Druckluftquelle unterliegen kann.

Obwohl man daran denken kann, für die Z-Antriebseinrichtung 15 zwei Luftzylinder anstelle des einen Luftzylinders 15A und des Motors 54 vorzusehen, könnte auch damit nicht das Problem der möglichen Schwankung der Kontaktkraft infolge von Änderungen des Drucks der Druckluft­ quelle beseitigt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Transport- und Handhabungsvorrichtung für Halbleiterbauelemente zu schaffen, die frei ist von den oben im einzelnen beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Transport- und Handhabungsvorrichtung für Halbleiterbauelemente zu schaffen, die eine Z-Antriebseinrich­ tung aufweist, welche in der Lage ist, vornehmlich den Abwärtshub des Tragkopfs zum Ergreifen eines zu testenden Bauelements festzulegen, leicht die Kontaktkraft zwischen dem zu testenden Bauelement und der Testfassung einzustellen, aber dennoch eine konstante Kontaktkraft zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierte Testvorrichtung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung Positionsinformationen in den Positionsspeichereinrichtun­ gen der X-Antriebseinrichtung und der Y-Antriebseinrichtung manuell durch Positionsinformatio­ nen einer neuen Testfassung ersetzt werden, braucht lediglich die Z-Antriebseinrichtung nach Ersetzen der Positionsinformation mehrfach automatisch betätigt zu werden. Der automatische Betrieb der Z-Antriebseinrichtung ermöglicht es, daß sich der Eingriff zwischen den Führungsstif­ ten und den Führungslöchern in einem natürlichen Zustand stabilisiert, das heißt einem Zustand, bei dem die Führungsstifte und die Führungslöcher in konzentrischer Ausrichtung sind, ohne daß dies durch unterschiedliche Erfahrungen oder Fertigkeiten verschiedener Bedienungspersonen beeinflußt würde. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß nach Durchführung des automati­ schen Betriebs der Z-Antriebseinrichtung die Positionsinformation in die jeweilige Speichereinrich­ tung der X-Antriebseinrichtung und der Y-Antriebseinrichtung geschrieben und dort gespeichert wird.

Auf diese Weise erlaubt es die Erfindung, Einflüsse durch unterschiedliche manuelle Handhabung auszuschließen und die Positionsinformationen der X-Antriebseinrichtung und der Y-Antriebsein­ richtung zu speichern, wenn sich der Eingriff zwischen den Führungsstiften und den Führungslö­ chern in einem natürlichen Zustand befindet. Es ergibt sich daraus, daß mit der vorliegenden Erfindung eine Testvorrichtung geschaffen wird, bei der ein Versagen in Form etwa einer Verformung der Führungsstifte und der Führungslöcher in Folge von Abnutzung selbst nach einer sehr hohen Anzahl ausgeführter Tests unwahrscheinlich ist.

Weiter Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die bei liegenden Zeich­ nungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, die den generellen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer elektrischen Steuerschaltung, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird,

Fig. 4 eine Seitenansicht, die den generellen Aufbau eines Beispiels einer herkömmlichen Transport- und Handhabungsvorrichtung für Halbleiterbauelemente zur Verwendung in einer Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente zeigt, und

Fig. 5 eine Seitenansicht, die den allgemeinen Aufbau eines anderen Beispiels einer bekann­ ten Transport- und Handhabungsvorrichtung für Halbleiterbauelemente zur Verwen­ dung in einer Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente zeigt.

Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der allgemeine Aufbau des Handlers in Draufsicht dargestellt ist.

Da der Aufbau dieses Handlers mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Unterschiede mit dem des in Fig. 4 gezeigten Handlers identisch ist, sind gleiche Bezugszahlen zur Bezeichnung gleicher Teile und Elemente verwendet.

Die X-Y-Transporteinrichtung enthält die X-Antriebseinrichtung 17, die Y-Antriebseinrichtung 18 und den X-Y-Antriebskopf 16, der von diesen beiden Antriebsrichtungen in einer horizontalen, durch die X-Achse und die Y-Achse definierten X-Y-Ebene bewegbar ist. Ein Tragkopf in Form eines Vakuum-Aufnahmekopfs 11 ist bei diesem Beispiel mittels eines Tragglieds 19 (siehe Fig. 4) an dem Antriebskopf 16 montiert. Wie schon bei der Beschreibung von Fig. 4 erwähnt, ist auch in Fig. 1 der Einfachheit halber nur ein Aufnahmekopf 11 dargestellt, obwohl typischerwei­ se etwa vier identische Aufnahmeköpfe eingesetzt werden.

Die X-Antriebseinrichtung 17 zur Bewegung des Antriebskopfes 16 in X-Richtung (die in Fig. 1 durch den Pfeil X bezeichnete Richtung von rechts nach links bzw. links nach rechts) umfaßt bei diesem Beispiel eine Kugelspindel 17T mit einem Kugelgewindeabschnitt, der im Schraubeingriff mit dem Antriebskopf 16 steht, sowie eine Antriebsquelle 17A, etwa einen Servomotor, zum Drehen der Kugelspindel 17T. In ähnlicher Weise umfaßt die Y-Antriebseinrichtung 18 zur Bewegung des Antriebskopfes 16 in Y-Richtung (Richtung des in Fig. 1 mit Y bezeichneten Pfeiles, also von unten nach oben bzw. oben nach unten) in einer horizontalen Ebene bei diesem Beispiel eine Kugelspindel 18T im Gewindeeingriff mit einem Stellkörper 18N sowie eine Antriebsquelle 18A, etwa einen Servomotor, zum Drehen der Kugelspindel 18T. An dem Stellkörper 18N ist ein Lager befestigt, in welchem das freie Ende der Kugelspindel 17T drehbar gelagert ist. Das andere Ende der Kugelspindel 17T, das mit der Antriebsquelle 17A verbunden ist, ist drehbar in einem Lager 17D gelagert, welches seinerseits von einer Y-Führung 28 in Y- Richtung verschiebbar getragen wird.

Eine Drehung der Kugelspindel 18T der Y-Antriebseinrichtung 18 bewegt den Stellkörper 18N in Y-Richtung (Richtung der Y-Achse), was die Kugelspindel 17T der X-Antriebseinrichtung 17 in Y- Richtung bewegt und damit den Antriebskopf 16 längs der Y-Achse positioniert.

Die Antriebsquellen 17A und 18B der beiden Antriebseinrichtungen 17 und 18 sind mit einem jeweiligen Positionssignalgenerator, etwa in Form von Drehcodierern ausgestattet. Diese Positionssignalgeneratoren 17B und 18B sind mit der zugeordneten der beiden Antriebseinrich­ tungen 17 und 18 verbunden und weisen ein sich mit ihnen drehendes Teil auf, so daß diese Positionssignalgeneratoren Impulse erzeugen, deren Phase von der Drehrichtung der jeweiligen Kugelspindel 17T bzw. 18T abhängt, also beispielsweise 10 Impulse pro Umdrehung der jeweiligen Kugelspindel. Auf diese Weise wird die Position des an dem Antriebskopf 16 montier­ ten Aufnahmekopfes 11 in dem X-Y-Koordinatensystem definiert.

Die von den Positionssignalgeneratoren 17B und 18B ausgegebenen Impulse werden einem Controller 30 eingegeben, der die Impulsanzahl abhängig von der der Drehrichtung der jeweiligen Kugelspindel entsprechenden Phase additiv oder subtraktiv summiert, um sie dann als die X-Y- Position in einem X-Positionsspeicher 33A bzw. einem Y-Positionsspeicher 33B gespeichert zu werden. Nimmt man einen in Fig. 1 mit P bezeichneten Punkt als den Ursprung des X-Y- Koordinatensystems an, dann können alle Positionen relativ zu diesem Ursprung innerhalb eines X-Y-Transportbereichs A angesteuert werden, der von der X-Y-Antriebseinrichtung abgedeckt wird, wobei die Steuerung mittels der von den Positionssignalgeneratoren 17B und 18B erzeug­ ten Impulse erfolgt.

Der Controller 30 kann einen allgemein als Mikroprozessor bekannten Mikrocomputer enthalten. Der Mikrocomputer umfaßt eine CPU (Zentraleinheit) 31, ein ROM (Nurlesespeicher) 32 zur Speicherung eines Programms etc., ein RAM (Schreib/Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff) 33 zur vorübergehenden Speicherung von Positionsinformationen etc., einen Eingangsport 34, einen Ausgangsport 35 und ähnliches.

Das RAM 33 umfaßt einen den bereits genannten X-Positionsspeicher 33A bildenden Speicher­ bereich, einen den Y-Positionsspeicher 33B bildenden Speicherbereich, einen Speicherbereich 33C zur Ausführung des Lernmodus sowie einen Speicherbereich 33D, in welchem ein Pro­ gramm zur Ausführung eines automatischen Betriebs lediglich der Z-Antriebseinrichtung 15 gespeichert ist, wobei es sich um ein zusätzliches Merkmal gemäß der vorliegenden Erfindung handelt.

Die CPU 31 arbeitet nach Maßgabe eines in dem ROM 32 gespeicherten Programms, um beispielsweise den Aufnahmekopf 11 zu aktivieren und einen zu testenden IC mittels Vakuums im Bereich des Ursprungs P anzuziehen und ihn dann zur Durchführung des Tests zu der Testfassung 14 zu transportieren.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß, wenn die Testfassung 14 ausgewechselt wurde, der Aufnahmekopf 11 unter Verwendung der Positionsinformationen, die zuvor im X-Positionsspei­ cher 33A und im Y-Positionsspeicher 33B gespeichert wurden, zum Ort der Testfassung 14 bewegt wird. In diesem Zustand wird eine Lernmodus-Ausführungseinrichtung (etwa implemen­ tiert durch ein im Speicherbereich 33C gespeichertes und von der CPU 31 ausgeführtes Programm) zur Durchführung des Lernmodus aktiviert. Im Lernmodus werden die Antriebsquellen 17A und 18A nicht angeschaltet, sondern so gesteuert, daß sie in einem unerregten Zustand bleiben, so daß der Aufnahmekopf 11 manuell frei in X- und Y-Richtung bewegt werden kann. Dies ermöglicht es der Bedienungsperson, den Aufnahmekopf 11 zunächst manuell in eine grobe Ausrichtung mit der Position der Testfassung 14 zu bringen und zwar so, daß die Führungsstifte 25 in die Führungslöcher 26 eingreifen können (bezüglich der Führungsstifte 25 und der Führungslöcher 26 wird auf Fig. 4 verwiesen.

Wenn die Position des Aufnahmekopfs 11 manuell mit derjenigen der Testfassung 14 ausgerich­ tet wurde, werden die X-Position und die Y-Position der X-Antriebseinrichtung 17 bzw. der Y- Antriebseinrichtung 18 in dem X-Positionsspeicher 33A bzw. dem Y-Positionsspeicher 33B gespeichert. Dieser Speicherbetrieb kann beispielsweise dadurch ausgelöst werden, daß ein Speicherbefehlsschalter 36, der an den Eingangsport 34 angeschlossen ist, vorübergehend eingeschaltet wird.

Nachdem die grobe Position des Aufnahmekopfs 11 bestimmt wurde, wird eine Einrichtung zum automatischen Betrieb der Z-Antriebseinrichtung 15 aktiviert, die im dargestellten Beispielsfall von einem im Speicherbereich 33D des RAMs 33 gespeicherten und von der CPU 31 ausgeführ­ ten Programm implementiert wird. Dabei wird der in Fig. 4 gezeigte Luftzylinder 15A angesteuert und mit seiner Antriebskraft der Aufnahmekopf 11 bewegt. Es ist anzumerken, daß bei der Absenkbewegung des Aufnahmekopfs 11 mittels des Luftzylinders 15A die Z-Antriebseinrich­ tung 15 keinerlei Vorspann kraft bezüglich der X- und der Y-Richtung auf den Aufnahmekopf 11 ausübt. Demgemäß kann der Aufnahmekopf 11 abhängig von dem Eingriff zwischen dem Führungsstiften 25 und den Führungslöchern 26 leicht bewegt werden, so daß er in eine Position gelangt, in welcher der geringste Widerstand beim Eingriff der Führungsstifte 25 in die Führungs­ löcher 26 auftritt. Wenn der automatische Betrieb der Z-Antriebseinrichtung 15 beendet ist, ist die vom Eingriff zwischen den Führungsstiften 25 und den Führungslöchern 26 bewirkte leichte Bewegung des Aufnahmekopfs 11 in X- und/oder Y-Richtung korrigiert, so daß die korrigierten richtigen Positionsinformationen in dem X-Positionsspeicher 33A bzw. dem Y-Positionsspeicher 33B gespeichert werden können.

Gemäß dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird zur Festlegung der Stopposi­ tion des Aufnahmekopfs 11 im X-Y-Koordinatensystem (der Position, wo der Aufnahmekopf 11 der Testfassung 14 gegenüberliegt) die Z-Antriebseinrichtung 15 automatisch betrieben, so daß die Führungsstifte 25 in die Führungslöcher 26 eingreifen können, um den Aufnahmekopf 11 zu positionieren, während lediglich eine in Z-Richtung wirkende Kraft auf den Aufnahmekopf 11 einwirkt. Dies ermöglicht, daß sich der Eingriff zwischen den Führungsstiften 25 und den Führungslöchern 26 in einem natürlichen Zustand stabilisiert. Dies wiederum gewährleistet, daß keine Tests in einem Zustand durchgeführt werden, wo ein relativer Versatz zwischen den Führungsstiften 25 und den Führungslöchern 26 vorhanden ist. Die Führungsstifte 25 und die Führungslöcher 26 werden deshalb vor einer Verformung (Abrieb) geschützt, was einen stabilen Betrieb über eine lange Zeit gewährleistet.

Wenn der Aufnahmekopf 11 ohne auch nur einen leichten Versatz exakt positioniert ist, kann er den zu testenden IC genau mit der Testfassung 14 in Kontakt bringen. Damit wird das Auftreten von Kontaktfehlern minimiert, was zu einer hohen Zuverlässigkeit der Testvorrichtung beiträgt.

Bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden die X-Position und die Y- Position der X-Antriebseinrichtung 17 bzw. der Y-Antriebseinrichtung 18 im Lernmodus in den X- Positionsspeicher 33A bzw. dem Y-Positionsspeicher 33B gespeichert. Dieselben funktionalen Effekte wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel lassen sich auch dadurch erzielen, daß lediglich die Positionsinformation der Testfassung zur Steuerung der X-Antriebseinrichtung 17 in dem X- Positionsspeicher 33A gespeichert wird oder lediglich die Positionsinformation der Testfassung zur Steuerung der Y-Antriebseinrichtung 18 in dem Y-Positionsspeicher 33B gespeichert wird. Alternativ kann eine gemeinsame Speichereinrichtung anstelle des X-Positionsspeichers 33A und des Y-Positionsspeichers 33B vorgesehen werden, und die Positionsinformation der Testfassung zur Steuerung sowohl der X-Antriebseinrichtung 17 als auch der Y-Antriebseinrichtung 18 kann in der gemeinsamen Speichereinrichtung gespeichert werden.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des allgemeinen Aufbaus eines anderen Beispiels des bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwende­ ten Handlers. Da der Aufbau dieses Handlers dem des in Fig. 5 dargestellten Handlers entspricht, sind gleiche Teile und Elemente mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 5 bezeichnet, und es wird diesbezüglich auf die Beschreibung zu Fig. 5 Bezug genommen.

Die X-Y-Transporteinrichtung enthält die X-Antriebseinrichtung 17, die Y-Antriebseinrichtung 18 und den X-Y-Antriebskopf 16, der mittels dieser beiden Antriebseinrichtungen 17 und 18 in X- Richtung bzw. Y-Richtung beweglich ist. Auch bei diesem Beispiel ist ein Tragkopf in Form eines Vakuum-Aufnahmekopfs 11 an dem Antriebskopf 16 mittels des Tragglieds 19 montiert. Wiederum ist der Einfachheit halber lediglich ein Aufnahmekopf 11 in Fig. 2 dargestellt, obwohl typischerweise etwa vier Aufnahmeköpfe eingesetzt werden.

Die X-Antriebseinrichtung 17 und die Y-Antriebseinrichtung 18 sind in gleicher Weise aufgebaut wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wenngleich in der Seitenansicht von Fig. 2 nicht alle anhand von Fig. 1 beschriebenen Elemente dargestellt sind. Ferner ist zu beachten, daß sich in Fig. 2 die X-Achse senkrecht zur Zeichenebene erstreckt, während die Y-Achse von rechts nach links bzw. links nach rechts verläuft.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird als Antriebsmotor 54 der Z-Antriebseinrichtung 15 ein impulsgesteuerter Motor, etwa ein Schrittmotor oder ein Servomotor, eingesetzt, bei dem der Drehwinkel durch die Anzahl von Antriebsimpulsen ausgedrückt werden kann.

Die Verwendung eines impulsgesteuerten Motors als Z-Antriebsmotor 54 erlaubt es, die Bewegungsstrecke (Absenkstrecke) des Aufnahmekopfs 11 von der Startposition, wo die Z- Antriebseinrichtung 15 gestartet wird, bis zur gewünschten tiefer liegenden Position (der tiefsten Position), wo sie gestoppt wird, über die Anzahl von Impulsen zu steuern. Wenn die Testfassung ausgetauscht wurde, ist es somit möglich, die Absenkstrecke der Z-Antriebseinrichtung längs der Z-Richtung einfach durch Austauschen eines neuen Anschlagblocks 24 zum Schutz der Testfas­ sung 14 vor einer Beschädigung einzustellen, den Z-Antriebsmotor 54 zu starten, um den Aufnahmekopf 11 in Anlage an den neuen Anschlagblock 24 zu bringen und dann in einer geeigneten Speicheranordnung die Anzahl von Impulsen zu speichern, die dem Z-Antriebsmotor 54 von seinem Start bis zu seinem Stoppen geliefert wurden. Nachdem diese Absenkstrecke in Z-Richtung eingestellt wurde, ist der Anschlagblock 24 nicht mehr notwendigerweise erforder­ lich, vielmehr kann der nachfolgende Betrieb ohne den Anschlagblock ausgeführt werden, da der Z-Antriebsmotor 54 fehlerfrei gestoppt wird, wenn der Aufnahmekopf 11 die zunächst durch die Höhe des Anschlagblocks definierte Position erreicht hat.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel des Antriebssteuersystems für den Z-Antriebsmotor 54. Bei diesem Beispiel besteht das Z-Antriebs-Steuersystem 40 aus einem Mikrocomputer. In bekannter Weise umfaßt der Mikrocomputer eine CPU 41, ein ROM 42 zur Speicherung eines Programms etc., ein RAM 43 zur vorübergehenden Speicherung von Eingangsdaten etc., einen Eingangsport 44, einen Ausgangsport 45, eine Eingabeeinrichtung 46 und ähnliches.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das RAM 43 einen Speicherbereich 43A zur Speicherung eines Abwärtshubs in Form der Anzahl von Impulsen, die dem Z-Antriebs­ motor 54 vom Moment seines Startens bis zu dem Moment geliefert werden, wo der Aufnahme­ kopf 11 in Anschlag an den Anschlagblock 24 gelangt. Anders ausgedrückt, der Abwärtshub (die Absenkstrecke) des Aufnahmekopfs 11 wird in dem Speicherbereich 43A gespeichert. Nachdem der Z-Antriebsmotor 15 aktiviert wurde, um den Aufnahmekopf 11 abzusenken, wird der Z-Antriebsmotor 54 gestoppt, wenn der Aufnahmekopf 11 an den Anschlagblock 24 oder den Abstandhalter 27 anstößt, und zwar selbst dann, wenn die durchlaufene Absenkstrecke nicht der gespeicherten entspricht. Wenn in diesem Moment eine Eingabetaste R der Eingabeein­ richtung 46 betätigt wird, wird die dem Z-Antriebsmotor 54 während der Absenkbewegung des Aufnahmekopfs 11 gelieferte Anzahl von Impulsen (die Gesamtanzahl gezählter Impulse) in dem Speicherbereich 43A gespeichert. Auf diese Weise kann ein neuer Abwärtshub bzw. eine neue Absenkstrecke des Aufnahmekopfs 11 gespeichert werden.

Falls gewünscht, kann die Anzahl der in dem Speicherbereich 43A gespeicherten Impulse über den Ausgabeport 45 auch an einer Anzeige 47 angezeigt werden.

Ferner ist es möglich, einen in dem Speicherbereich 43A bereits gespeicherten Abwärtshub dadurch auf jeden beliebigen Wert zu korrigieren, daß ein numerischer Wert entsprechend einer gewünschten Anzahl von Impulsen mittels der Eingabeeinrichtung 46 eingegeben wird. Wenn also der Test einiger ICs mit einem bestimmten, in der zuvor beschriebenen Weise eingestellten Abwärtshub eine besonders hohe Ausfallrate ergeben sollte, ist es möglich eine Änderung des Hubs längs der Z-Achse äquivalent einer Änderung des Hubs durch Austausch des Abstandhal­ ters 27 dadurch zu bewirken, daß die im Speicherbereich 43A gespeicherte Anzahl von Impulsen durch Eingabe eines numerischen Werts mittels der Eingabeeinrichtung 46 geändert wird. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß bei Regulierung mittels des Abstandhalters 27 der Abwärtshub in Schritten von 0,05 mm eingestellt wird, während die Verwendung eines impuls­ gesteuerten Motors eine Einstellung in Schritten von bis zu etwa 0,01 mm erlaubt, was den Vorteil einer höheren Präzision bietet.

Da gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Absenkhub des Aufnahmekopfs 11 über die Anzahl der dem Z-Antriebsmotor 54 gelieferten Impulse eingestellt werden kann, ist es möglich die Bewegungsstrecke, das heißt die Absenkbewegung, der Z-Antriebseinrichtung 15 dadurch einzustellen, daß zunächst der Aufnahmekopf 11 in Anschlag an einen neuen Anschlagblock 24 abgesenkt wird, um auf diese Weise die unterste Position des Aufnahmekopfs 11 zu bestimmen, und dabei einfach die Anzahl von Impulsen zu zählen, die an den Z-Antriebsmotor 54 angelegt werden müssen, um den Aufnahmekopf 11 in diese unterste Position zu bringen. Die Bewe­ gungsstrecke (die Absenkstrecke), die längs der Z-Achse erforderlich ist, kann auf diese Weise leicht eingestellt werden.

Darüber hinaus wird der Z-Antriebsmotor 54 im deaktivierten Zustand gehalten, wenn der Aufnahmekopf 11 abgesenkt und in seiner untersten Position gestoppt wurde, so daß der auf die Testfassung 14 einwirkende Kontaktdruck konstant gehalten werden kann. Dies erlaubt es, den IC unter konstantem Kontaktdruck mit der Testfassung 14 zu testen.

Wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Z-Antriebseinrichtung mit gleichem Aufbau wie diejenige, die in Fig. 2 gezeigt ist, in dem Handler verwendet wird, das heißt, wenn der Luftzy­ linder 15A der Z-Antriebseinrichtung 15 des ersten Ausführungsbeispiels durch einen Impuls- oder Schrittmotor ersetzt wird, dessen Drehwinkel in bekanntem Zusammenhang mit der Anzahl von Antriebsimpulsen steht, dann kann der Lernmodus bezüglich der Z-Antriebseinrichtung 15 auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.

Wie in Verbindung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel bereits beschrieben, ist es in diesem Testmodus, wenn die Testfassung 14 ausgetauscht wurde, möglich, die Absenkstrecke der Z- Antriebseinrichtung 15 längs der Z-Achse durch einfaches Einsetzen eines neuen Anschlagblocks 24 zum Schutz der Testfassung 14 vor einer Beschädigung einzustellen, den Antriebsmotor für die Z-Antriebseinrichtung 15 zu starten, um den Aufnahmekopf 11 in Anschlag an den neuen Anschlagblock zu bringen, und dann in einer geeigneten Speichereinrichtung die Anzahl von Impulsen zu speichern, die dem Antriebsmotor von seinem Starten bis zu seinem Stoppen zugeführt wurden.

Dieser Lernmodus kann gleichzeitig mit der Korrektur des Eingriffs zwischen den Führungsstiften 25 und den Führungslöchern 26 ausgeführt werden, so daß die Führungsstifte 25 und die Führungslöcher 26 in konzentrische Ausrichtung miteinander gebracht werden. Vorzugsweise werden bei Durchführung des Lernmodus bezüglich der Z-Antriebseinrichtung 15 die X-Antriebs­ einrichtung 17 und die Y-Antriebseinrichtung 18 in ihrem natürlichen Zustand gehalten, in welchem sie manuell frei bewegbar sind.

Falls das Testen einiger ICs eine hohe Ausfallrate ergibt, braucht im Gegensatz zu dem anhand von Fig. 5 erläuterten Stand der Technik, der die Änderung der Dicke des Abstandhalters 27 erfordert, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung kein Abstandhalter ausgetauscht zu werden, vielmehr braucht lediglich die Anzahl von Antriebsimpulsen justiert zu werden, was eine Feinjustierung des Kontaktdrucks auf einfache Weise ermöglicht.

Claims (13)

1. Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente mit einer Transport- und Handhabungs­ vorrichtung umfassend einen Tragkopf (11) zum Ergreifen eines Halbleiterbauelements (10), eine X-Y-Transporteinrichtung (17, 18) zum Bewegen des Tragkopfs (11) in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse in einer horizontalen Ebene, wobei die X-Y-Transporteinrichtung eine X-Y- Antriebseinrichtung (16, 17, 18) aufweist, und eine Z-Antriebseinrichtung zum Absenken des Tragkopfs (11) in Richtung einer Z-Achse, um das von ihm ergriffene Halbleiterbauelement (10) in Kontakt mit einer Testfassung (14) zu bringen, nachdem der Tragkopf mittels der X-Y- Transporteinrichtung in eine Position über der Testfassung (14) gebracht wurde, wobei die Testvorrichtung Mittel zum Führen des von dem Tragkopf (11) ergriffenen Halbleiterbauelements (10) zu der Testfassung (14) zum genauen In-Kontakt-Bringen des Halbleiterbauelements (10) mit der Testfassung (14) durch In-Eingriff-Bringen zweier zusammenwirkender Führungseinrich­ tungen (25, 26) aufweist, die an dem Tragkopf (11) bzw. der Testfassung (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist mit:
einer Einrichtung zur Einstellung der X-Y-Antriebseinrichtung in einen natürlichen Zustand, in welchem die X-Y-Antriebseinrichtung manuell frei bewegbar ist,
einer Einrichtung zur Aktivierung lediglich der Z-Antriebseinrichtung (15) zum Absenken des Tragkopfes (11), um die beiden Führungseinrichtungen (25, 26) unter Beibehaltung des natürlichen Zustands der X-Y-Antriebseinrichtung miteinander in Eingriff zu bringen,
einer Einrichtung zur Korrektur des Eingriffs zwischen den beiden Führungseinrichtun­ gen (25, 26) derart, daß die Führungseinrichtungen konzentrisch aufeinander ausgerichtet sind, und
einer Speichereinrichtung (33) zur Speicherung einer korrigierten Positionsinformation der Testfassung (14) zur Steuerung der X-Y-Antriebseinrichtung.

2. Testvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die X-Y-Antriebseinrichtung eine X- Antriebseinrichtung (17) und eine Y-Antriebseinrichtung (18) umfaßt und die Speichereinrichtung (33) eine X-Positionsspeichereinrichtung (33A) zur Speicherung der korrigierten Positionsinfor­ mation der Testfassung (17) bezüglich der X-Achse und eine Y-Positionsspeichereinrichtung (33B) zur Speicherung der korrigierten Positionsinformation der Testfassung bezüglich der Y- Achse aufweist.

3. Testvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die X-Y-Antriebseinrichtung eine X- Antriebseinrichtung (17) und eine Y-Antriebseinrichtung (18) umfaßt und die Speichereinrichtung (33) die korrigierte Positionsinformation der Testfassung (14) sowohl bezüglich der X-Achse als auch bezüglich der Y-Achse speichert.

4. Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente mit einer Transport- und Handhabungs­ vorrichtung umfassend einen Tragkopf (11) zum Ergreifen eines Halbleiterbauelements (10), eine X-Y-Transporteinrichtung (17, 18) zum Bewegen des Tragkopfs (11) in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse in einer horizontalen Ebene, wobei die X-Y-Transporteinrichtung eine X- Antriebseinrichtung (17) und eine Y-Antriebseinrichtung (18) umfaßt, und eine Z-Antriebseinrich­ tung zum Absenken des Tragkopfs (11) in Richtung einer Z-Achse, um das von ihm ergriffene Halbleiterbauelement (10) in Kontakt mit einer Testfassung (14) zu bringen, nachdem der Tragkopf mittels der X-Y-Transporteinrichtung in eine Position über der Testfassung (14) gebracht wurde, wobei die Testvorrichtung Mittel zum Führen des von dem Tragkopf (11) ergriffenen Halbleiterbauelements (10) zu der Testfassung (14) zum genauen In-Kontakt-Bringen des Halbleiterbauelements (10) mit der Testfassung (14) durch In-Eingriff-Bringen zwei zusam­ menwirkender Führungseinrichtungen (25, 26) aufweist, die an dem Tragkopf (11) bzw. der Testfassung (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist mit:
einer Einrichtung zur Einstellung der X-Antriebseinrichtung (17) und der Y-Antriebsein­ richtung (18) in einen natürlichen Zustand, in der die X-Antriebseinrichtung (17) und die Y- Antriebseinrichtung (18) manuell frei bewegbar sind,
einer Einrichtung zur Aktivierung lediglich der Z-Antriebseinrichtung (15) zum Absenken des Tragkopfes (11), um die beiden Führungseinrichtungen (25, 26) unter Beibehaltung des natürlichen Zustands der X-Antriebseinrichtung und der Y-Antriebseinrichtung miteinander in Eingriff zu bringen,
einer Einrichtung zur Korrektur des Eingriffs zwischen den beiden Führungseinrichtun­ gen (25, 26) derart, daß die Führungseinrichtungen konzentrisch aufeinander ausgerichtet sind, und
einer Speichereinrichtung zur Speicherung einer korrigierten Positionsinformation der Testfassung (14) zur Steuerung der X-Antriebseinrichtung (17).

5. Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente mit einer Transport- und Handhabungs­ vorrichtung umfassend einen Tragkopf (11) zum Ergreifen eines Halbleiterbauelements (10), eine X-Y-Transporteinrichtung (17, 18) zum Bewegen des Tragkopfs (11) in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse in einer horizontalen Ebene, wobei die X-Y-Transporteinrichtung eine X- Antriebseinrichtung (17) und eine Y-Antriebseinrichtung (18) umfaßt, und eine Z-Antriebseinrich­ tung zum Absenken des Tragkopfs (11) in Richtung einer Z-Achse, um das von ihm ergriffene Halbleiterbauelement (10) in Kontakt mit einer Testfassung (14) zu bringen, nachdem der Tragkopf mittels der X-Y-Transporteinrichtung in eine Position über der Testfassung (14) gebracht wurde, wobei die Testvorrichtung Mittel zum Führen des von dem Tragkopf (11) ergriffenen Halbleiterbauelements (10) zu der Testfassung (14) zum genauen In-Kontakt-Bringen des Halbleiterbauelements (10) mit der Testfassung (14) durch In-Eingriff-Bringen zwei zusam­ menwirkender Führungseinrichtungen (25, 26) aufweist, die an dem Tragkopf (11) bzw. der Testfassung (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist mit:
einer Einrichtung zur Einstellung der X-Antriebseinrichtung (17) und der Y-Antriebsein­ richtung (18) in einen natürlichen Zustand, in der die X-Antriebseinrichtung (17) und die Y- Antriebseinrichtung (18) manuell frei bewegbar sind,
einer Einrichtung zur Aktivierung lediglich der Z-Antriebseinrichtung (15) zum Absenken des Tragkopfes (11), um die beiden Führungseinrichtungen (25, 26) unter Beibehaltung des natürlichen Zustands der X-Antriebseinrichtung und der Y-Antriebseinrichtung miteinander in Eingriff zu bringen,
einer Einrichtung zur Korrektur des Eingriffs zwischen den beiden Führungseinrichtun­ gen (25, 26) derart, daß die Führungseinrichtungen konzentrisch aufeinander ausgerichtet sind, und
einer Speichereinrichtung zur Speicherung einer korrigierten Positionsinformation der Testfassung (14) zur Steuerung der Y-Antriebseinrichtung (18).

6. Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente mit einer Transport- und Handhabungs­ vorrichtung umfassend einen Tragkopf (11) zum Ergreifen eines Halbleiterbauelements (10), eine X-Y-Transporteinrichtung (17, 18) zum Bewegen des Tragkopfs (11) in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse in einer horizontalen Ebene, wobei die X-Y-Transporteinrichtung eine X- Antriebseinrichtung (17) und eine Y-Antriebseinrichtung (18) umfaßt, und eine Z-Antriebseinrich­ tung zum Absenken des Tragkopfs (11) in Richtung einer Z-Achse, um das von ihm ergriffene Halbleiterbauelement (10) in Kontakt mit einer Testfassung (14) zu bringen, nachdem der Tragkopf mittels der X-Y-Transporteinrichtung in eine Position über der Testfassung (14) gebracht wurde, wobei die Testvorrichtung Mittel zum Führen des von dem Tragkopf (11) ergriffenen Halbleiterbauelements (10) zu der Testfassung (14) zum genauen In-Kontakt-Bringen des Halbleiterbauelements (10) mit der Testfassung (14) durch In-Eingriff-Bringen zwei zusam­ menwirkender Führungseinrichtungen (25, 26) aufweist, die an dem Tragkopf (11) bzw. der Testfassung (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Antriebsquelle für die Z-Antriebseinrichtung (15) einen impulsgesteuerten Motor (54) umfaßt, und
die Testvorrichtung eine Steuereinrichtung (40) zur Festlegung des Hubs der Z- Antriebseinrichtung (15) in Richtung der Z-Achse mittels der Anzahl von dem Motor gelieferten Impulsen enthält.

7. Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente mit einer Transport- und Handhabungs­ vorrichtung umfassend einen Tragkopf (11) zum Ergreifen eines Halbleiterbauelements (10), eine X-Y-Transporteinrichtung (17, 18) zum Bewegen des Tragkopfs (11) in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse in einer horizontalen Ebene, wobei die X-Y-Transporteinrichtung eine X- Antriebseinrichtung (17) und eine Y-Antriebseinrichtung (18) umfaßt, und eine Z-Antriebseinrich­ tung zum Absenken des Tragkopfs (11) in Richtung einer Z-Achse, um das von ihm ergriffene Halbleiterbauelement (10) in Kontakt mit einer Testfassung (14) zu bringen, nachdem der Tragkopf mittels der X-Y-Transporteinrichtung in eine Position über der Testfassung (14) gebracht wurde, wobei die Testvorrichtung Mittel zum Führen des von dem Tragkopf (11) ergriffenen Halbleiterbauelements (10) zu der Testfassung (14) zum genauen In-Kontakt-Bringen des Halbleiterbauelements (10) mit der Testfassung (14) durch In-Eingriff-Bringen zwei zusam­ menwirkender Führungseinrichtungen (25, 26) aufweist, die an dem Tragkopf (11) bzw. der Testfassung (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet daß,
eine Antriebsquelle für die Z-Antriebseinrichtung (15) einen impulsgesteuerten Motor (54) umfaßt, und
eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die umfaßt:
eine Einrichtung zur Einstellung der X-Antriebseinrichtung (17) und der Y-Antriebsein­ richtung (18) in einen natürlichen Zustand, in der die X-Antriebseinrichtung (17) und die Y- Antriebseinrichtung (18) manuell frei bewegbar sind,
eine Einrichtung zur Aktivierung lediglich der Z-Antriebseinrichtung (15) zum Absenken des Tragkopfes (11), um die beiden Führungseinrichtungen (25, 26) unter Beibehaltung des natürlichen Zustands der X-Antriebseinrichtung und der Y-Antriebseinrichtung miteinander in Eingriff zu bringen, und
eine Einrichtung (40) zur Festlegung des Hubs der Z-Antriebseinrichtung (15) in Rich­ tung der Z-Achse mittels der Anzahl von dem Motor (54) gelieferten Impulsen.

8. Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente mit einer Transport- und Handhabungs­ vorrichtung umfassend einen Tragkopf (11) zum Ergreifen eines Halbleiterbauelements (10), eine X-Y-Transporteinrichtung (17, 18) zum Bewegen des Tragkopfs (11) in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse in einer horizontalen Ebene, wobei die X-Y-Transporteinrichtung eine X- Antriebseinrichtung (17) und eine Y-Antriebseinrichtung (18) umfaßt, und eine Z-Antriebseinrich­ tung zum Absenken des Tragkopfs (11) in Richtung einer Z-Achse, um das von ihm ergriffene Halbleiterbauelement (10) in Kontakt mit einer Testfassung (14) zu bringen, nachdem der Tragkopf mittels der X-Y-Transporteinrichtung in eine Position über der Testfassung (14) gebracht wurde, wobei die Testvorrichtung Mittel zum Führen des von dem Tragkopf (11) ergriffenen Halbleiterbauelements (10) zu der Testfassung (14) zum genauen In-Kontakt-Bringen des Halbleiterbauelements (10) mit der Testfassung (14) durch In-Eingriff-Bringen zwei zusam­ menwirkender Führungseinrichtungen (25, 26) aufweist, die an dem Tragkopf (11) bzw. der Testfassung (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet daß,
eine Antriebsquelle für die Z-Antriebseinrichtung (15) einen impulsgesteuerten Motor (54) umfaßt, und
eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die umfaßt:
eine Einrichtung zur Einstellung der X-Antriebseinrichtung (17) und der Y-Antriebsein­ richtung (18) in einen natürlichen Zustand, in der die X-Antriebseinrichtung (17) und die Y- Antriebseinrichtung (18) manuell frei bewegbar sind,
eine Einrichtung zur Aktivierung lediglich der Z-Antriebseinrichtung (15) zum Absenken des Tragkopfes (11), um die beiden Führungseinrichtungen (25, 26) unter Beibehaltung des natürlichen Zustands der X-Antriebseinrichtung und der Y-Antriebseinrichtung miteinander in Eingriff zu bringen,
eine Einrichtung zur Korrektur des Eingriffs zwischen den beiden Führungseinrichtungen (25, 26) derart, daß die Führungseinrichtungen konzentrisch aufeinander ausgerichtet sind,
eine Speichereinrichtung (33) zur Speicherung einer korrigierten Positionsinformation der Testfassung (14) zur Steuerung der X-Antriebseinrichtung (17) bzw. der Y-Antriebseinrich­ tung (18), und
eine Einrichtung (40) zur Festlegung des Hubs der Z-Antriebseinrichtung (15) in Rich­ tung der Z-Achse mittels der Anzahl von dem Motor (54) gelieferten Impulsen.

9. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die X-Y-Antriebs­ einrichtung von einer Motoranordnung (17A, 18A) angetrieben wird, die Z-Antriebseinrichtung (15) von einer Pneumatikzylinderanordnung (15A) angetrieben wird und die X-Y-Antriebseinrich­ tung dadurch in den natürlichen Zustand versetzbar ist, daß die Motoranordnung in einen uner­ regten Zustand gebracht wird.

10. Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die X-Antriebseinrichtung (17) und die Y-Antriebseinrichtung (18) jeweils von einer Motoranord­ nung (17A, 18A) angetrieben werden, und dadurch in den natürlichen Zustand versetzbar sind, daß die Motoranordnungen in einen unerregten Zustand gebracht werden.

11. Testvorrichtung nach Anspruche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die X- Antriebseinrichtung (17) und die Y-Antriebseinrichtung (18) jeweils von einer Motoranordnung (17A, 18A) angetrieben werden, die Z-Antriebseinrichtung (15) von einer Pneumatikzylinderan­ ordnung (15A) angetrieben wird und die X-Antriebseinrichtung (17) und die Y-Antriebseinrich­ tung (18) dadurch in den natürlichen Zustand versetzbar sind, daß die Motoranordnungen in einen unerregten Zustand gebracht werden.

12. Testvorrichtung für Halbleiterbauelemente mit einer Transport- und Handhabungs­ vorrichtung umfassend einen Tragkopf (11) zum Ergreifen eines Halbleiterbauelements (10), eine X-Y-Transporteinrichtung zum Bewegen des Tragkopfs in einer X- und einer Y-Richtung in einer horizontalen Ebene, und eine Z-Antriebseinrichtung (15) zum Absenken des Tragkopfs, um das von ihm ergriffene Halbleiterbauelement (10) in Kontakt mit einer Testfassung (14) zu bringen, nachdem der Tragkopf (11) mittels der X-Y-Transporteinrichtung in eine Position oberhalb der Testfassung (14) gebracht wurde, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Antriebsquelle für die Z-Antriebseinrichtung (15) einen impulsgesteuerten Motor (54) umfaßt, und
die Testvorrichtung eine Steuereinrichtung (40) zur Festlegung des Hubs der Z- Antriebseinrichtung in Richtung der Z-Achse in der Form der Anzahl von dem Motor (54) gelieferten Impulsen enthält.

13. Testvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (40) eine Einrichtung (43A) zur Speicherung, als Anzahl der dem Motor (54) gelieferten Impulse, der Abwärtsbewegungsstrecke enthält, über die der Tragkopf (11) von seiner Position über der Testfassung (14), zu der der Tragkopf von der X-Y-Transporteinrichtung transportiert wurde, in eine tiefer liegende Position, in die der Tragkopf (11) durch die Z-Antriebseinrichtung (15) abgesenkt wird, um in Anschlag an einen Anschlagblock (24) zu kommen.