DE202019104016U1

DE202019104016U1 - Test card for electrical testing of electrical / electronic devices, test system

Info

Publication number: DE202019104016U1
Application number: DE202019104016.5U
Authority: DE
Original assignee: Feinmetall GmbH
Current assignee: Feinmetall GmbH
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2019-08-20
Anticipated expiration: 2029-07-20
Also published as: WO2021013674A1

Abstract

Prüfkarte (1) zum elektrischen Testen elektrischer/elektronischer Prüflinge (2), wie beispielsweise Solarzellen, Wafer oder Leiterplatten, mit einem Kontaktkopf (11), der zumindest eine Halteeinrichtung aufweist, an welcher zumindest ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement (16) zum Kontaktieren des Prüflings (2) gehalten ist, sowie eine Leiterplatte (6), die elektrisch mit dem zumindest einen Kontaktelement (16) und mit einer Prüfeinrichtung (3) zum Durchführen eines Tests zumindest signaltechnisch verbunden oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkarte (1) zumindest eine Recheneinheit (17) aufweist, die mit zumindest einem Sensor (20,22-24) und/oder Aktuator (21) der Prüfkarte (1) elektrisch verbunden ist.

Test card (1) for electrical testing of electrical / electronic specimens (2), such as solar cells, wafers or printed circuit boards, with a contact head (11) having at least one holding device on which at least one electrically conductive contact element (16) for contacting the specimen (2), and a printed circuit board (6) which is electrically connected or connectable to the at least one contact element (16) and to a test device (3) for carrying out a test, characterized in that the test card (1) at least one computing unit (17), which is electrically connected to at least one sensor (20,22-24) and / or actuator (21) of the probe card (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfkarte zum elektrischen Testen elektrischer/elektronischer Prüflinge, wie beispielsweise Solarzellen, Wafer oder Leiterplatten, mit einem Kontaktkopf, der zumindest eine Halteeinrichtung aufweist, an welcher zumindest ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement zum Kontaktieren des Prüflings gehalten ist, sowie eine Leiterplatte, die elektrisch mit dem zumindest einen Kontaktelement und mit einer Prüfeinrichtung zum Durchführen eines Tests zumindest signaltechnisch verbunden oder verbindbar ist.The present invention relates to a test card for electrically testing electrical / electronic test objects, such as solar cells, wafers or circuit boards, having a contact head, which has at least one holding device, on which at least one electrically conductive contact element is held for contacting the test object, and a printed circuit board, which is at least signal-technically connected or connectable to the at least one contact element and to a test device for carrying out a test.

Um die Funktionsfähigkeit elektrischer/elektronischer Prüflinge, also von Prüflingen, die elektrische und/oder elektronische Komponenten aufweisen, zu testen, ist es bekannt, den Prüfling gezielt mit einem elektrischen Strom oder einer elektrischen Spannung zu beaufschlagen und die elektrische Reaktion des Prüflings darauf zu erfassen, um in Abhängigkeit der erfassten Reaktion die Funktionsfähigkeit des Prüflings festzustellen. Um eine Vielzahl von Prüflingen in kurzer Zeit zu testen, werden diese an elektrisch leitfähigen Kontaktstellen durch den Kontaktkopf berührungskontaktiert. Dazu weist der Kontaktkopf häufig eine Vielzahl von Kontaktelementen auf, die zur Berührungskontaktierung der Kontaktstellen ausgebildet sind. Häufig sind die Kontaktelemente dabei derart ausgebildet oder gelagert, dass sie individuell bei der Berührungskontaktierung zurückweichen können, sodass ein Kontaktieren aller Berührungskontaktstellen sicher gewährleistet ist. Auf der von den die Kontaktstellen berührenden Kontaktspitzen der Kontaktelemente abgewandten Seite sind die Kontaktelemente mit einer Leiterplatte elektrisch verbunden. Dazu sind beispielsweise die der Leiterplatte zugewandten Enden mit der Leiterplatte an elektrischen Kontaktstellen verschweißt oder verlötet oder die Leiterplatte wird wie der Prüfling nur berührungskontaktiert. Es kann also eine dauerhafte oder eine nur zeitweise elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und den Kontaktelementen oder dem zumindest einen Kontaktelement bestehen. Durch die Leiterplatte werden die Signale der Kontaktelemente zusammengeführt beziehungsweise an eine Prüfeinrichtung weitergeleitet, welche den jeweiligen Test durchführt und dazu einige der Kontaktelemente mit einer elektrischen Spannung oder dem elektrischen Strom beaufschlagt und andere Kontaktelemente auf deren Reaktion auf die Beaufschlagung überwacht. Die Verbindung zu der Prüfeinrichtung erfolgt in der Regel kabelgebunden, wodurch bei einem Austausch des Kontaktkopfs oder der ganzen Prüfkarte eine erneute Verkabelung vorgenommen werden muss.In order to test the functionality of electrical / electronic test objects, that is to say of test objects having electrical and / or electronic components, it is known to subject the test object to an electrical current or an electrical voltage in a targeted manner and to record the electrical reaction of the test object thereon in order to determine the functional capability of the test object as a function of the detected reaction. In order to test a large number of test specimens in a short time, they are touch-contacted to electrically conductive contact points by the contact head. For this purpose, the contact head often has a plurality of contact elements, which are designed for the contact contacting of the contact points. Frequently, the contact elements are designed or mounted such that they can recede individually in the touch contact, so that contact all contact pads is guaranteed safe. On the side facing away from the contact points contacting the contact elements of the contact elements, the contact elements are electrically connected to a circuit board. For this purpose, for example, the printed circuit board facing ends are welded or soldered to the printed circuit board at electrical contact points or the circuit board is as the DUT only touch contact. It can therefore be a permanent or only temporary electrical connection between the circuit board and the contact elements or the at least one contact element. Through the circuit board, the signals of the contact elements are brought together or forwarded to a test device which performs the respective test and to some of the contact elements with an electrical voltage or the electric current applied and other contact elements monitored for their response to the application. The connection to the test device is usually wired, which in a replacement of the contact head or the entire test card re-wiring must be made.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Prüfkarte zu schaffen, die eine verbesserte Handhabung sowie eine verbesserte Testdurchführung gewährleistet.The present invention has for its object to provide an improved probe card, which ensures improved handling and improved test execution.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Prüfkarte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass bereits in der Prüfkarte beziehungsweise durch die Prüfkarte selbst Signale ausgewertet oder auch erzeugt werden können, wodurch die Signalverbindung zur Prüfeinrichtung weniger stark beansprucht wird, was beispielsweise zu einer verringerten Anzahl von Kontaktstellen zwischen Prüfkarte und Prüfeinrichtung führt, wodurch die Handhabung des Kontaktkopf oder der Prüfkarte, insbesondere bei einem Austausch oder bei der Montage oder Demontage stark vereinfacht wird. Darüber hinaus macht es die erfindungsgemäße Prüfkarte möglich, dass im Betrieb, also während der Durchführung eines Tests, der Test selbst überwacht wird, ohne dass in die Funktion des Tests beziehungsweise in die Testdurchführung selbst eingegriffen werden muss. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass die Prüfkarte zumindest eine insbesondere auf der Leiterplatte angeordnete Recheneinheit aufweist, die mit zumindest einem insbesondere auf der Leiterplatte angeordneten Sensor und/oder Aktuator elektrisch verbunden oder verbindbar ist. Insbesondere mittels des Sensors ist die Durchführung des Tests überwachbar, beispielsweise indem der Prüfling selbst überwacht wird. Mittels des Aktuators ist es möglich, der Testdurchführung eine weitere Komponente hinzuzugeben, wodurch der Test beeinflusst oder, je nach Umfeldbedingungen, möglich gemacht wird. Dadurch, dass der Sensor und/oder Aktuator direkt mit der Recheneinheit verbunden oder verbindbar sind, welche sich optional auf der Leiterplatte selbst befindet, ist hier eine einfache und in den Kontaktkopf integrierte Ansteuerung beziehungsweise Auswertung von Sensordaten und/oder Aktuatorvorgängen möglich, die insbesondere unabhängig von der Prüfeinrichtung erfolgt. Es wird somit eine Art intelligente Prüfkarte geboten.The problem underlying the invention is achieved by a probe card having the features of claim 1. This has the advantage that even in the test card or by the test card itself signals can be evaluated or generated, whereby the signal connection to the test device is less stressed, which leads, for example, to a reduced number of contact points between test card and tester, thereby handling the contact head or the probe card, especially when replacing or during assembly or disassembly is greatly simplified. In addition, the test card according to the invention makes it possible for the test itself to be monitored during operation, ie during the performance of a test, without having to intervene in the function of the test or in the test procedure itself. According to the invention, provision is made here for the test card to have at least one arithmetic unit, in particular arranged on the printed circuit board, which is electrically connected or connectable to at least one sensor and / or actuator, in particular arranged on the printed circuit board. In particular, by means of the sensor, the performance of the test can be monitored, for example, by the device under test itself is monitored. By means of the actuator, it is possible to add a further component to the test procedure, whereby the test is influenced or, depending on environmental conditions, made possible. Characterized in that the sensor and / or actuator are directly connected or connectable to the arithmetic unit, which is optionally located on the circuit board itself, a simple and integrated into the contact head control or evaluation of sensor data and / or Aktuatorvorgängen is possible, in particular independently done by the test facility. It is thus offered a kind of intelligent probe card.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Recheneinheit zumindest einen Mikroprozessor auf. Der Mikroprozessor ist dazu geeignet, insbesondere von den Kontaktelementen erfasste Signale zu empfangen und auszuwerten und/oder an die Prüfeinrichtung in geeigneter Form weiterzuleiten. Außerdem ist der Mikroprozessor in Abhängigkeit seiner Programmierung außerdem dazu geeignet, den Sensor und/oder Aktuator anzusteuern beziehungsweise auszuwerten, und dadurch eigenständig die Testdurchführung zu überwachen.According to a preferred development of the invention, the arithmetic unit has at least one microprocessor. The microprocessor is suitable for receiving and evaluating in particular signals detected by the contact elements and / or forwarding them to the test device in a suitable form. In addition, depending on its programming, the microprocessor is also suitable for controlling or evaluating the sensor and / or actuator, thereby independently monitoring the test procedure.

Vorzugsweise weist die Recheneinheit zumindest einen Datenspeicher auf, in welchem beispielsweise durch den Sensor erfasste Daten und/oder in Abhängigkeit von dem durch das zumindest eine Kontaktelement erfasste Signal gewonnenen Daten gespeichert oder zwischengespeichert werden können, und/oder in welchem ein von der Recheneinheit ausführbares Programm hinterlegt ist, das beispielsweise zur Überwachung der Testdurchführung mittels des Sensors und/oder Aktuators dient. Der Datenspeicher ist gemäß einer ersten Ausführungsform in den Mikroprozessor integriert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Datenspeicher bevorzugt separat von dem Mikroprozessor ausgebildet und mit diesem signaltechnisch beziehungsweise elektrisch verbunden.Preferably, the arithmetic unit has at least one data memory in which, for example, data acquired by the sensor and / or data obtained in dependence on the signal detected by the at least one contact element are stored or buffered can, and / or in which a program executable by the processing unit is stored, which serves for example for monitoring the test execution by means of the sensor and / or actuator. The data memory is integrated into the microprocessor according to a first embodiment. According to a further embodiment, the data memory is preferably formed separately from the microprocessor and connected to it by signal technology or electrically.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Recheneinheit und/oder der Sensor zumindest einen Analog-Digital-Wandler auf. Mittels des Analog-Digital-Wandlers wird beispielsweise das von dem Sensor bereitgestellte Ausgangssignal digitalisiert, sodass durch den Kontaktkopf nicht die Rohdaten des oder der Sensoren an die Prüfeinrichtung weitergeleitet werden, sondern bereits vorverarbeitete, insbesondere digitalisierte Daten, sodass die Leistungsanforderung an die Verbindung zur Prüfeinrichtung gering ausfällt. Darüber hinaus ist durch die digitalisierten Daten eine Zeitersparnis bei der Signalübertragung gewährleistet, wodurch auch eine berührungskontaktfreie Datenübermittlungseinrichtung beziehungsweise Kommunikationseinrichtung zum Einsatz kommen können. Dadurch kann beispielsweise auf eine aufwendige Verkabelung des Kontaktkopfs mit der Prüfeinrichtung zumindest teilweise verzichtet werden.According to a preferred embodiment of the invention, the arithmetic unit and / or the sensor at least one analog-to-digital converter. By means of the analog-to-digital converter, for example, the output signal provided by the sensor is digitized so that the raw data of the sensor or sensors are not forwarded to the test device by the contact head, but already preprocessed, in particular digitized, data, so that the power requirement for the connection to the test device low fails. In addition, the digitized data ensures a time saving in the signal transmission, as a result of which a touch contact-free data transmission device or communication device can also be used. As a result, for example, a complicated wiring of the contact head with the test device can be dispensed with at least in part.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Recheneinheit zumindest eine Kommunikationseinrichtung zur signaltechnischen Verbindung mit der Prüfeinrichtung auf. Über diese Kommunikationsverbindung erfolgt der Austausch von Daten zwischen der Prüfeinrichtung und der Prüfkarte. Insbesondere ist die Kommunikationseinrichtung dazu ausgebildet, die von der Recheneinheit mithilfe des zumindest einen Sensors und/oder des Aktuators erfassten Daten an die Prüfeinrichtung zu senden. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, einen Statusreport in zeitlich regelmäßigen Abständen an die Prüfeinrichtung mittels der Kommunikationseinrichtung zu senden. Die Kommunikationseinrichtung ist somit insbesondere zur Übertragung digitaler Signale beziehungsweise Daten ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the arithmetic unit has at least one communication device for signaling connection to the test device. This communication connection is used to exchange data between the test device and the test card. In particular, the communication device is designed to send the data acquired by the arithmetic unit to the test device by means of the at least one sensor and / or the actuator. In particular, the arithmetic unit is designed to send a status report at regular intervals to the testing device by means of the communication device. The communication device is thus designed in particular for the transmission of digital signals or data.

Bevorzugt ist die Kommunikationseinrichtung eine Funkeinrichtung, die also drahtlos mit der Prüfeinrichtung kommuniziert. Dazu ist die Kommunikationseinrichtung insbesondere als WLAN-Einrichtung oder Bluetooth-Einrichtung ausgebildet, die jeweils zumindest zum Senden von Daten, bevorzugt aber auch zum Empfangen von Daten ausgebildet ist.Preferably, the communication device is a radio device, which thus communicates wirelessly with the test device. For this purpose, the communication device is designed in particular as a WLAN device or Bluetooth device, which is designed in each case at least for transmitting data, but preferably also for receiving data.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kommunikationseinrichtung als Signal-BUS-Einrichtung ausgebildet. Durch die Signal-BUS-Einrichtung ist ein vorteilhafter Datentransport zu der Prüfeinrichtung aber auch von der Prüfeinrichtung gewährleistet. Insbesondere ist es durch den Signal-BUS möglich, mehrere entsprechende Kommunikationseinrichtungen oder Prüfkarten mit entsprechenden Kommunikationseinrichtungen an einen Signal-BUS anzuschließen, um die Kommunikation der Prüfeinrichtung mit einer Vielzahl entsprechender Prüfkarten zu gewährleisten.According to a further preferred embodiment of the invention, the communication device is designed as a signal BUS device. By the signal BUS device an advantageous data transport to the test device but also guaranteed by the test device. In particular, it is possible by the signal BUS to connect a plurality of corresponding communication devices or test cards with corresponding communication devices to a signal BUS to ensure the communication of the test device with a plurality of corresponding test cards.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein Sensor als Umfeldsensor ausgebildet. Hierdurch dient der eine Sensor zum Erfassen von Werten aus der Umwelt beziehungsweise dem Umfeld der Prüfkarte, insbesondere des Kontaktkopfs oder des Prüflings, die insbesondere einen Aufschluss über eine erfolgreiche Testdurchführung geben können.According to a preferred embodiment of the invention, at least one sensor is designed as an environmental sensor. In this way, a sensor is used for detecting values from the environment or the surroundings of the test card, in particular the contact head or the test object, which in particular can provide information about a successful test procedure.

So ist der Umfeldsensor insbesondere als Temperatursensor, Feuchtigkeitssensor, Feldsensor oder Lichtsensor ausgebildet. Damit ist es möglich, mittels des Umfeldsensors eine Temperatur, einen Feuchtigkeitswert, einen Feldwert, insbesondere den Wert eines magnetischen oder elektrischen Felds, eines Schwerefelds und/oder einen Helligkeitswert zu erfassen. Mittels des Temperatursensors ist beispielsweise eine Temperatur des Prüflings und/oder des Kontaktkopfs überwachbar, um beispielsweise ein Überhitzen des Kontaktkopfs oder des Prüflings zu erkennen, sodass beispielsweise rechtzeitig vor dem Auftreten einer Überhitzung Sicherheitsmaßnahmen eingeleitet werden können. Mittels des Feuchtigkeitssensors ist beispielsweise die Umgebungsluft auf ihren Feuchtigkeitsgehalt prüfbar, sodass ein Testvorgang beispielsweise abgebrochen werden kann, wenn ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt erkannt wird.Thus, the environment sensor is designed in particular as a temperature sensor, moisture sensor, field sensor or light sensor. Thus, it is possible to detect a temperature, a humidity value, a field value, in particular the value of a magnetic or electric field, a gravitational field and / or a brightness value by means of the environment sensor. By means of the temperature sensor, for example, a temperature of the specimen and / or the contact head can be monitored to detect, for example, overheating of the contact head or the test specimen, so that, for example, timely before the occurrence of overheating security measures can be initiated. By means of the moisture sensor, for example, the ambient air can be tested for its moisture content, so that a test procedure can be terminated, for example, if too high a moisture content is detected.

Durch den Feldsensor sind beispielsweise magnetische Felder oder auf den Prüfling wirkende Schwerefelder, die dauerhaft vorliegen oder bei dem Beaufschlagen des Prüflings mit einer elektrischen Spannung und/oder einem elektrischen Strom entstehen können, erfassbar. Auch können elektrische oder magnetische Felder des Kontaktkopfs durch den Umfeldsensor überwacht werden. Mittels des Lichtsensors ist es beispielsweise möglich, die Helligkeit in dem und/oder an dem Kontaktkopf oder in dessen Umgebung zu überwachen. Für den Fall, dass beispielsweise die Kontaktelemente anfangen zu glühen, aufgrund einer überhöhten elektrischen Belastung, nimmt die Helligkeit in dem Prüfkopf zu, was durch den Lichtsensor ermittelbar ist. So kann in Abhängigkeit von einer erfassten Helligkeit ein Testvorgang abgebrochen werden, um Schäden zu vermeiden.By the field sensor, for example, magnetic fields or gravity fields acting on the test specimen, which are permanently present or may arise when the test specimen is subjected to an electrical voltage and / or an electric current, can be detected. Also, electrical or magnetic fields of the contact head can be monitored by the environmental sensor. By means of the light sensor, it is possible, for example, to monitor the brightness in and / or at the contact head or in its surroundings. For example, in the event that the contact elements begin to glow due to excessive electrical stress, the brightness in the probe increases, which is detectable by the light sensor. Thus, depending on a detected brightness, a test procedure can be interrupted to avoid damage.

Mittels eines optionalen Beschleunigungssensors sind insbesondere Vibrationen erfassbar, die während des Prüfvorgangs an dem Prüfling und/oder dem Kontaktkopf auftreten. Besonders bevorzugt ist der Beschleunigungssensor dazu ausgebildet oder wird dazu verwendet, einen Kontaktiervorgang eines Prüflings mit dem Kontaktkopf beziehungsweise der Prüfkarte zu erfassen. Dazu wird beispielsweise ein vom Beschleunigungssensor erfasster Beschleunigungsverlauf auf das Auftreten eines hohen Impulses überwacht, der typischerweise beim Zustellen des Prüflings und/oder des Kontaktkopfs zur Berührungskontaktierung des Prüflings auftritt. Vorzugsweise sind Referenzverläufe der Beschleunigung in einem nichtflüchtigen Speicher, insbesondere der Recheneinheit, hinterlegt, um durch einen einfachen Vergleich des erfassten Beschleunigungsverlaufs mit dem Referenzverlauf auf das Auftreten einer Kontaktierung zu erkennen. Dadurch ist es mittels des Beschleunigungssensors möglich, die Anzahl der Kontaktiervorgänge der Prüfkarte zu überwachen, um beispielsweise einen rechtzeitigen Austausch oder eine rechtzeitige Wartung der Prüfkarte bei Erreichen einer vorgegebenen Maximalanzahl von Kontaktierungsvorgängen durchzuführen.By means of an optional acceleration sensor in particular vibrations can be detected, the occur during the test process on the test object and / or the contact head. The acceleration sensor is particularly preferably designed or used to detect a contacting process of a test object with the contact head or the test card. For this purpose, for example, an acceleration profile detected by the acceleration sensor is monitored for the occurrence of a high pulse, which typically occurs when the test object and / or the contact head are brought into contact with the test object. Reference curves of the acceleration are preferably stored in a nonvolatile memory, in particular the arithmetic unit, in order to detect the occurrence of a contact by a simple comparison of the detected acceleration profile with the reference profile. Thereby, it is possible by means of the acceleration sensor to monitor the number of Kontaktiervorgänge the probe card, for example, to carry out a timely replacement or timely maintenance of the probe card upon reaching a predetermined maximum number of contacting operations.

Der Umfeldsensor weist bevorzugt eine Kamera, insbesondere eine Infrarotkamera auf. Mittels der Kamera ist per Bildauswertung eine Erfassung des Prüflings und/oder des Kontaktkopf auf einfache Art und Weise möglich. Insbesondere mithilfe einer Infrarotkamera sind Temperaturfelder an dem Kontaktkopf und/oder dem Prüfling ermittelbar und auswertbar.The environment sensor preferably has a camera, in particular an infrared camera. By means of the camera, a detection of the test object and / or of the contact head in a simple manner is possible by image evaluation. In particular, with the aid of an infrared camera, temperature fields at the contact head and / or the test object can be determined and evaluated.

Insbesondere ist der zumindest eine Sensor als dem Prüfling zugewandter Prüfsensor ausgebildet. Damit dient der Sensor zur Überwachung des Prüflings selbst.In particular, the at least one sensor is designed as a test sensor facing the test object. Thus, the sensor is used to monitor the device under test itself.

Alternativ ist der zumindest eine Sensor bevorzugt als dem Kontaktkopf zugewandter Überwachungssensor ausgebildet beziehungsweise angeordnet. Der Überwachungssensor dient somit der Überwachung des Kontaktkopfs. Dabei sind der Überwachungssensor und/oder der Prüfsensor insbesondere wie zuvor beschrieben als Umfeldsensoren ausgebildet. Vorzugsweise ist der jeweilige Sensor als berührungsfrei arbeitender Sensor ausgebildet, um einen direkten Kontakt mit dem zu prüfenden Objekt zu vermeiden. Alternativ kann zumindest einer der Sensoren aber auch als berührender Sensor ausgebildet sein, der beispielsweise durch ein Kontaktelement den Prüfling und/oder den Kontaktkopf, insbesondere ein Kontaktelement, kontaktiert, um beispielsweise dessen Temperatur zu überwachen.Alternatively, the at least one sensor is preferably designed or arranged as a monitoring sensor facing the contact head. The monitoring sensor thus serves to monitor the contact head. In this case, the monitoring sensor and / or the test sensor are designed, in particular as described above, as environmental sensors. Preferably, the respective sensor is designed as a non-contact sensor to avoid direct contact with the object to be tested. Alternatively, however, at least one of the sensors may also be designed as a contacting sensor which, for example, contacts the test object and / or the contact head, in particular a contact element, by a contact element in order, for example, to monitor its temperature.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist als Prüfsensor ein Infrarotsensor zur Temperaturerfassung, ein Kamerasensor zur Erfassung einer Ausrichtung des Prüflings relativ zu dem Kontaktkopf und/oder ein Abstandssensor vorhanden. Durch den Abstandssensor und den Kamerasensor ist beispielsweise jeweils eine Ausrichtung des Prüflings zu dem Kontaktkopf erfassbar. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob der Prüfling korrekt zu dem Kontaktkopf oder andersherum ausgerichtet ist. Dies wiederum gibt die Möglichkeit, die Positionierung nach zu justieren oder zu korrigieren, sodass ein Prüfvorgang korrekt durchgeführt werden kann. Entsprechend wertet die Recheneinheit die Signale des Prüfsensors aus und meldet, falls die erfasste Ausrichtung des Prüflings zu dem Kontaktkopf nicht einer erwarteten oder tolerierten Ausrichtung entspricht, einen Fehler der Ausrichtung, sodass der Prüfvorgang nicht durchgeführt wird. Die Recheneinheit ist bevorzugt dazu ausgebildet, in diesem Fall dann stattdessen eine Nachjustierung entsprechend der erfassten Ausrichtung vorzunehmen oder zu regeln.According to a preferred embodiment of the invention, an infrared sensor for temperature detection, a camera sensor for detecting an alignment of the test piece relative to the contact head and / or a distance sensor is present as a test sensor. By way of example, an alignment of the test object with the contact head can be detected by the distance sensor and the camera sensor. For example, it can be determined whether the specimen is correctly aligned with the contact head or vice versa. This in turn gives the possibility to adjust or correct the positioning so that a test procedure can be carried out correctly. Accordingly, the arithmetic unit evaluates the signals from the test sensor and, if the detected alignment of the test object with the contact head does not correspond to an expected or tolerated alignment, reports an alignment error so that the test procedure is not performed. The arithmetic unit is preferably designed in this case to perform or regulate a readjustment in accordance with the detected orientation instead.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, ein durch den Magnetfeldsensor erfasstes magnetisches Feld mit einem vorgebbaren Grenzwert zu vergleichen, um eine Überstromsituation zu erkennen. Während eines Prüfvorgangs entstehen aufgrund der beaufschlagten Spannung und/oder des beaufschlagten Stroms in dem Prüfling Magnetfelder, die von dem Magnetfeldsensor erfasst werden können. Wird beispielsweise ermittelt, dass ein erfasstes Magnetfeld einen vorgebbaren Grenzwert für Magnetfelder überschritten wird, so wird eine Überstromsituation der Recheneinheit erkannt und in Folge dessen insbesondere der Testvorgang abgebrochen oder zumindest zeitweise unterbrochen.Furthermore, it is preferably provided that the arithmetic unit is designed to compare a magnetic field detected by the magnetic field sensor with a predefinable limit value in order to detect an overcurrent situation. During a test procedure, due to the applied voltage and / or the current applied to the test object, magnetic fields are generated which can be detected by the magnetic field sensor. If it is determined, for example, that a detected magnetic field is exceeded a predefinable limit value for magnetic fields, then an overcurrent situation of the arithmetic unit is detected and, as a consequence, in particular the test procedure is interrupted or at least temporarily interrupted.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, eine von dem Lichtsensor erfasste Helligkeit im oder an dem Kontaktkopf zu erfassen und mit einem vorgebbaren Helligkeitsgrenzwert zu vergleichen, um ein durch Überhitzung bewirktes Glühen eines Kontaktelements zu erfassen. Wie vorstehend bereits erwähnt, ist es durch das Überwachen der Helligkeit im Kontaktkopf möglich, ein durch Überhitzung oder Überlastung bewirktes Glühen eines Kontaktelements zu erfassen und einen Prüfvorgang entsprechend abzubrechen, um eine Beschädigung des Kontaktelements oder des Prüflings zu vermeiden.Furthermore, it is preferably provided that the arithmetic unit is designed to detect a brightness detected by the light sensor in or on the contact head and to compare it with a predefinable brightness limit value in order to detect a glow of a contact element caused by overheating. As already mentioned above, by monitoring the brightness in the contact head, it is possible to detect annealing of a contact element caused by overheating or overload and to cancel a test procedure accordingly, in order to avoid damaging the contact element or the test object.

Weiterhin ist die Recheneinheit bevorzugt dazu ausgebildet, die von dem Infrarotsensor erfasste Temperatur des Prüflings mit einer Grenztemperatur zu vergleichen, um eine Überhitzung oder drohende Überhitzung des Prüflings zu erkennen. Auch hierdurch ergeben sich die zuvor bereits erwähnten Vorteile. Insbesondere werden die Grenzwerte in Abhängigkeit von dem durchzuführenden Testvorgang und dem zu prüfenden Prüfling gewählt, um eine individuelle Beurteilung der Prüfsituation zu ermöglichen. So können auch in kurzer Zeit unterschiedliche Prüflinge nacheinander durch die Prüfkarte vorteilhaft geprüft werden.Furthermore, the arithmetic unit is preferably designed to compare the temperature of the test specimen detected by the infrared sensor with a limit temperature in order to detect overheating or imminent overheating of the test specimen. This also results in the advantages already mentioned above. In particular, the limit values are selected depending on the test procedure to be performed and the test object to be tested in order to allow an individual assessment of the test situation. So in a short time different candidates successively tested by the probe card.

Weiterhin ist die Recheneinheit bevorzugt dazu ausgebildet, bei Erfassung der Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts eine Sicherheitsmaßnahme einzuleiten beziehungsweise auszulösen. So wird durch die Prüfkarte selbst bereits eine Sicherheitsmaßnahme eingeleitet beziehungsweise ausgelöst, welche die Prüfkarte, insbesondere den Kontaktkopf, und/oder den Prüfling vor einer Beschädigung durch den Testvorgang schützt.Furthermore, the arithmetic unit is preferably designed to initiate or trigger a safety measure when the exceeding of a predetermined limit value is detected. Thus, a security measure is already initiated or triggered by the test card itself, which protects the test card, in particular the contact head, and / or the test object from damage by the test procedure.

Insbesondere ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, als Sicherheitsmaßnahme ein Warnsignal an die Prüfeinrichtung zu senden. Dadurch wird die Prüfeinrichtung über einen vorliegenden Fehler oder zumindest das Überschreiten eines Grenzwertes informiert, sodass gegebenenfalls durch die Prüfeinrichtung eine Gegenmaßnahme eingeleitet, der Test abgebrochen oder ein angepasster Test durchgeführt wird. Optional ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die Prüfkarte zu deaktivieren oder die nicht mehr weitere mögliche Verwendung an die Prüfeinrichtung zu melden, sodass beim darauffolgenden Prüfvorgang dieser Prüfkarte kein Prüfling mehr zugeführt wird.In particular, the arithmetic unit is designed to send a warning signal to the testing device as a safety measure. As a result, the checking device is informed of a present error or at least exceeding of a limit value, so that if necessary a countermeasure is initiated by the checking device, the test is aborted or an adapted test is carried out. Optionally, the arithmetic unit is designed to deactivate the test card or not to report any further possible use of the test device, so that in the subsequent test procedure of this test card no DUT is more supplied.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, als Sicherheitsmaßnahme den Kontaktkopf zu deaktivieren oder einen aktuellen Testvorgang zumindest zeitweise zu unterbrechen. Es ergeben sich dadurch die bereits genannten Vorteile.According to a preferred development, the arithmetic unit is designed to deactivate the contact head as a safety measure or to interrupt a current test procedure at least temporarily. This results in the already mentioned advantages.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Kontaktkopf bevorzugt eine Vielzahl von Kontaktelementen, insbesondere Kontaktstift, Federkontaktstiften, Biegestiften oder -nadeln oder Knickkontakte aufweist. Dadurch erlaubt der Kontaktkopf das gleichzeitige Kontaktieren einer Vielzahl von Kontaktstellen des Prüflings.Furthermore, it is preferably provided that the contact head preferably has a plurality of contact elements, in particular contact pin, spring contact pins, bending pins or needles or buckling contacts. As a result, the contact head allows the simultaneous contacting of a plurality of contact points of the specimen.

Vorzugsweise ist als Aktuator zumindest ein pneumatischer, hydraulischer oder elektromagnetischer oder elektromotorischer Aktuator vorhanden. Vorzugsweise ist der Aktuator dazu ausgebildet, Vibrationen in dem Kontaktkopf zu erzeugen, durch welche beispielsweise ein sicheres Kontaktieren der Kontaktstellen des Prüflings durch die vielen Kontaktelemente gewährleistet wird. So wird durch das Vibrieren beispielsweise erreicht, dass die beweglichen oder verlagerbaren Kontaktelemente sicher in Anlagekontakt mit der jeweiligen Kontaktstelle gelangen. Auch ist es durch eine seitlich wirkende Vibration möglich, dass durch die Kontaktelemente eine Seitwärtsbewegung auf der jeweiligen Kontaktstelle ausgeführt wird, wodurch das Kontaktelement die jeweilige Kontaktstelle ankratzt, wodurch eine verbesserte elektrische Verbindung zwischen Kontaktelement und Kontaktstelle bewirkt wird.Preferably, at least one pneumatic, hydraulic or electromagnetic or electromotive actuator is present as the actuator. Preferably, the actuator is designed to generate vibrations in the contact head, through which, for example, a secure contacting of the contact points of the test specimen is ensured by the many contact elements. For example, it is achieved by the vibration that the movable or displaceable contact elements reliably come into abutting contact with the respective contact point. It is also possible by a laterally acting vibration that is carried out by the contact elements sideways movement on the respective contact point, whereby the contact element scratching the respective contact point, whereby an improved electrical connection between the contact element and contact point is effected.

Zumindest ein Aktuator ist bevorzugt als Stellaktuator ausgebildet, der zum Einstellen eines Medienstroms, beispielsweise eines Luftstroms, Kühlmittelstroms, Schutzgasstroms oder dergleichen, ausgebildet ist. Weist der Kontaktkopf oder die Prüfkarte beispielsweise eine oder mehrere Ventile auf, mittels welcher es möglich ist, einen Medienstrom auf dem Prüfling und/oder den Kontaktkopf zu leiten, so dient der Aktuator dazu, diesen Medienstrom zu steuern. Insbesondere wird der Aktuator durch die Recheneinheit angesteuert, sodass beispielsweise auch bei Überschreiten eines der vorgebbaren Grenzwerte die Recheneinheit dazu in der Lage ist, durch das Ansteuern des Aktuators beispielsweise ein Kühlmittel auf eine zur Überhitzung drohenden Stelle leiten zu können, um das Überhitzen zu vermeiden und gleichzeitig den Testvorgang zu Ende führen zu können. Besonders bevorzugt ist dabei der Stellaktuator dazu ausgebildet, einen Medienstrom auch zu lenken, also dessen Richtung zu variieren, um beispielsweise den Medienstrom einer einen Grenzwert überschreitenden Stelle zuzuführen.At least one actuator is preferably designed as a setting actuator which is designed to set a medium flow, for example an air flow, coolant flow, protective gas flow or the like. If, for example, the contact head or the test card has one or more valves, by means of which it is possible to conduct a media flow on the test object and / or the contact head, then the actuator serves to control this medium flow. In particular, the actuator is actuated by the arithmetic unit, so that, for example, even when exceeding one of the predeterminable limits, the arithmetic unit is able to direct by controlling the actuator, for example, a coolant to an impending overheating point to avoid overheating and at the same time be able to finish the test process. In this case, the adjusting actuator is particularly preferably designed to also direct a medium flow, ie to vary its direction, in order, for example, to supply the medium flow to a point which exceeds a limit value.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Leiterplatte zumindest eine Steckereinrichtung zum Kontaktieren der Prüfeinrichtung auf. Durch die Steckereinrichtung ist beispielsweise der elektrische Kontakt zu der Prüfeinrichtung, insbesondere zu einer Versorgungsspannung der Prüfeinrichtung, gewährleistet. Ist die Kommunikationseinrichtung nicht als Funkeinrichtung ausgebildet, so kann durch die Steckeinrichtung außerdem auch die Kommunikation mit der Prüfeinrichtung stattfinden.According to a preferred development of the invention, the printed circuit board has at least one plug device for contacting the test device. By the plug means, for example, the electrical contact to the test device, in particular to a supply voltage of the test device, guaranteed. If the communication device is not designed as a radio device, communication with the test device can also take place through the plug-in device.

Das erfindungsgemäße Prüfsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 23 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Prüfkarte aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.The test system according to the invention with the features of claim 23 is characterized by the inventive design of the test card. This results in the already mentioned advantages.

Insbesondere ist die Prüfeinrichtung dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von den von der Prüfkarte bereitgestellten Informationen einen Testvorgang durchzuführen, zu unterbrechen, abzubrechen oder Sicherheitsmaßnahmen einzuleiten, welche des Beenden des Prüfvorgangs gewährleisten, wie beispielsweise das aktive Kühlen einer zu überhitzen drohenden Stelle des Prüflings und/oder Kontaktkopfs.In particular, the testing device is designed to carry out a test procedure, to interrupt or abort safety measures, depending on the information provided by the test card, which ensure the termination of the test procedure, such as the active cooling of a threatening to overheat body of the test specimen and / or Contact head.

Die Prüfeinrichtung weist bevorzugt eine Kommunikationseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, mit der Kommunikationseinrichtung der Prüfkarte zu kommunizieren. Insbesondere ist die Kommunikationseinrichtung der Prüfeinrichtung ebenfalls als Funkeinrichtung ausgebildet, um eine berührungslose Kommunikation beziehungsweise Datenübertragung zu der Prüfkarte und zurück zu ermöglichen.The test device preferably has a communication device which is designed to communicate with the communication device of the test card. In particular, the communication device of the test device is also designed as a radio device to a non-contact communication or Data transmission to the probe card and back to enable.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 eine Prüfkarte zur elektrischen Prüfung eines Prüflings in einer schematischen Seitenansicht und
2 die Prüfkarte in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung.

In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show this

1 a test card for electrical testing of a specimen in a schematic side view and
2 the test card in a simplified perspective view.

1 zeigt in einer vereinfachten Seitenansicht den grundsätzlichen Aufbau einer vorteilhaften Prüfkarte 1, die zur elektrischen Prüfung eines Prüflings 2 dient, der beispielsweise als Wafer, Leiterplatte oder Solarzelle ausgebildet ist. Der Prüflings 2 liegt auf einer Prüflingsaufnahme 4 auf. Der Prüflingsaufnahme 4 und/oder der Prüfkarte 1 sind Aktuatoren zugeordnet, die dazu dienen, Prüfkarte 1 und Prüfling 2 zur Kontaktierung aufeinander zuzubewegen und voneinander wegzubewegen und optional auch dazu, den Prüfling 2 relativ zu der Prüfkarte 1 auszurichten. 1 shows in a simplified side view of the basic structure of an advantageous probe card 1 for the electrical testing of a test object 2 serves, which is designed for example as a wafer, circuit board or solar cell. The test pieces 2 lies on a test specimen holder 4 on. The specimen holder 4 and / or the probe card 1 are assigned to actuators that serve to test card 1 and examinee 2 for contacting each other to move towards each other and move away from each other and optionally also to the DUT 2 relative to the probe card 1 align.

Die Prüfkarte 1 weist eine elektrische Anschlussvorrichtung 5 auf, die eine elektrische Verbindung zu einer insbesondere zentralen Prüfeinrichtung 3 herstellt, welche dazu ausgebildet ist, eine elektrische Prüfung des Prüflings 2 durchzuführen. Die Anschlussvorrichtung 5 weist dazu eine Leiterplatte 6 auf, welche auf einer dem Prüfling 2 zugewandten Seite 7 eine Vielzahl von Kontaktstellen 8 in Form von Kontaktflächen oder -plättchen aufweist. Insbesondere sind die Kontaktstellen 8 matrixförmig auf der Seite 7 verteilt angeordnet. Die Kontaktstellen 8 sind elektrisch leitfähig ausgebildet und durch eine geeignete elektrische Verbindung mittels Leiterbahnen der Leiterplatte 6 mit der Anschlussvorrichtung 5 verbunden.The inspection card 1 has an electrical connection device 5 on, which is an electrical connection to a particular central testing device 3 manufactures, which is adapted to an electrical test of the specimen 2 perform. The connection device 5 has a printed circuit board 6 on which one on the examinee 2 facing side 7 a variety of contact points 8th in the form of contact surfaces or platelets. In particular, the contact points 8th matrix-shaped on the side 7 arranged distributed. The contact points 8th are electrically conductive and formed by a suitable electrical connection by means of conductor tracks of the circuit board 6 with the connection device 5 connected.

Die Leiterplatte 6 ist beispielsweise als Kontaktabstandstransformer 9 ausgebildet oder weist einen solchen, jedoch separat ausgebildeten Kontaktabstandstransformer 9 auf, der den Abstand der Kontaktstellen 8 zueinander in Richtung der Anschlussvorrichtung 5 vergrößert, um eine einfache elektrische Kontaktierung zu gewährleisten. Dazu weist der Kontaktabstandstransformer 9 auf der von der Seite 7 abgewandten Seite bevorzugt weitere Kontaktelemente auf, die mit jeweils einer der Kontaktstellen 8 elektrisch verbunden sind und einen größeren Abstand zueinander aufweisen als die Kontaktstellen 8 zueinander. Derartige Kontaktabstandstransformer sind grundsätzlich bekannt, sodass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen werden soll. Der Kontaktabstandstransformer 9 ist beispielsweise an einer Stützeinrichtung 10 angeordnet, welche wiederum die elektrische Verbindung zur Prüfeinrichtung herstellt.The circuit board 6 is for example as a contact distance transformer 9 formed or has such, but separately formed Kontaktabstandstransformer 9 on, the distance between the contact points 8th towards each other in the direction of the connection device 5 enlarged to ensure easy electrical contact. For this purpose, the contact distance transformer 9 on the side 7 opposite side preferably on further contact elements, each with one of the contact points 8th are electrically connected and have a greater distance from each other than the contact points 8th to each other. Such Kontaktabstandstransformer are basically known, so it should not be discussed in more detail at this point. The contact distance transformer 9 is for example on a support device 10 arranged, which in turn produces the electrical connection to the test device.

Der Anschlussvorrichtung 5 ist eine Kontaktanordnung 11 zugeordnet, die als Kontaktkopf 12 ausgebildet ist. Der Kontaktkopf 12 weist zwei parallel zueinander beabstandet angeordnete Führungsplatten 13, 14 auf, die jeweils eine Vielzahl von Führungsöffnungen 15 aufweisen, die vorliegend als Führungsbohrungen ausgebildet und parallel zueinander ausgerichtet sind. Insbesondere sind die Führungsbohrungen entsprechend der Anordnung der Kontaktstellen 8 in den Führungsplatten 13, 14 ausgebildet. Zumindest einige der Führungsöffnungen 15 sind jeweils von einem stiftförmigen oder nadelförmigen Kontaktelement 16 durchsetzt. Die Kontaktelemente 16 sind beispielsweise als Kontaktnadeln oder Federkontaktstifte ausgebildet. Jedes Kontaktelement 16 durchsetzt dabei eine Führungsöffnung 15 der jeweiligen Führungsplatte 13, 14, sodass jedes Kontaktelement 16 durch beide Führungsplatten 13, 14 geführt und gehalten ist. Handelt es sich bei den Kontaktelementen 16 um Kontaktnadeln, so sind diese insbesondere längsverschieblich in den Führungsöffnungen 15 gelagert und elastisch verformbar ausgebildet, um bei Berührungskontaktierung des Prüflings 2 aufgrund der wirkenden Axialkräfte seitlich (radial) ausfedern zu können. Durch die Führungsplatten 13, 14 werden die Kontaktelemente 16 parallel zueinander ausgerichtet und optimal in Bezug auf die zu kontaktierenden elektrisch leitfähigen Elemente des Prüflings 2 ausgerichtet, um eine Berührungskontaktierung aller gewünschten Kontaktstellen des Prüflings 2 durch die Kontaktelemente zu gewährleisten.The connection device 5 is a contact arrangement 11 assigned as the contact head 12 is trained. The contact head 12 has two parallel spaced guide plates 13 . 14 on, each with a variety of guide holes 15 have, which are presently designed as guide holes and aligned parallel to each other. In particular, the guide holes are according to the arrangement of the contact points 8th in the guide plates 13 . 14 educated. At least some of the guide holes 15 are each of a pin-shaped or needle-shaped contact element 16 interspersed. The contact elements 16 are formed, for example, as contact pins or spring contact pins. Each contact element 16 passes through a guide opening 15 the respective guide plate 13 . 14 so that every contact element 16 through both guide plates 13 . 14 is managed and maintained. Is it the contact elements 16 To contact needles, these are in particular longitudinally displaceable in the guide openings 15 stored and elastically deformable trained to touch contact with the test specimen 2 to be able to deflect laterally (radially) due to the effective axial forces. Through the guide plates 13 . 14 become the contact elements 16 aligned parallel to each other and optimally with respect to the electrically conductive elements of the test object to be contacted 2 aligned to a touch contact all desired contact points of the specimen 2 to ensure by the contact elements.

Die elektrische Prüfung des Prüflings 2 wird dann mittels der Kontaktelemente 16 als elektrische Leiter durchgeführt. Die Kontaktelemente 16 berührungskontaktieren sowohl die Kontaktstellen 8 der Leiterplatte 6 als auch die Kontaktstellen des Prüflings 2 und stellen dadurch die elektrische Verbindung zwischen Prüfling 2 und Anschlussvorrichtung 5 her. Optional sind die Kontaktelemente 16 an ihrer der Anschlussvorrichtung 5 zugewandten Seite fest mit der Anschlussvorrichtung 5, insbesondere der Leiterplatte 6 verbunden, beispielsweise verlötet oder verschweißt.The electrical test of the test object 2 is then by means of the contact elements 16 performed as electrical conductors. The contact elements 16 Contact contact both the contact points 8th the circuit board 6 as well as the contact points of the test object 2 and thereby make the electrical connection between the test specimen 2 and connection device 5 ago. Optional are the contact elements 16 at her the connection device 5 facing side fixed to the connection device 5 , in particular the printed circuit board 6 connected, for example, soldered or welded.

Auf der Leiterplatte 6 ist außerdem eine Recheneinheit 17 angeordnet, die insbesondere einen Mikroprozessor 18 und einen Datenspeicher 19 aufweist. Die Recheneinheit 17 ist mit zumindest einem auf der Leiterplatte 6 angeordneten Sensor 20 sowie mit einem Aktuator 21 elektrisch insbesondere mittels der Leiterplatte 6 verbunden. Die Recheneinheit 17, der Sensor 20 und der Aktuator 21 sind dabei vorteilhafterweise auf der von dem Kontaktkopf 11 abgewandten Seite der Leiterplatte 6 angeordnet. Die Stützvorrichtung 10 weist dazu zweckmäßigerweise entsprechende Aussparungen oder eine Gesamtaussparung auf, wie in 1 durch gestrichelte Linien dargestellt.On the circuit board 6 is also an arithmetic unit 17 arranged, in particular, a microprocessor 18 and a data store 19 having. The arithmetic unit 17 is with at least one on the circuit board 6 arranged sensor 20 as well as with an actuator 21 electrically in particular by means of the printed circuit board 6 connected. The arithmetic unit 17 , the sensor 20 and the actuator 21 are advantageously on the of the contact head 11 opposite side of the circuit board 6 arranged. The support device 10 has expediently corresponding recesses or an overall recess, as in 1 represented by dashed lines.

Der Sensor 20 ist insbesondere als Temperatursensor 22 ausgebildet, der einen Temperaturfühler aufweist, der durch die Leiterplatte 6 hindurch in den Bereich des Kontaktkopfs 11 ragt, um eine Temperatur in dem Kontaktkopf 11 zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich weist die Sensoreinrichtung 20 einen Lichtsensor 23 auf, der ebenfalls einen dem Kontaktkopf 11 zugewandten Lichtfühler aufweist, um eine Helligkeit in dem Kontaktkopf 11 zu überwachen. The sensor 20 is especially as a temperature sensor 22 formed, which has a temperature sensor which passes through the circuit board 6 through into the region of the contact head 11 protrudes to a temperature in the contact head 11 capture. Alternatively or additionally, the sensor device 20 a light sensor 23 on, which also has a contact head 11 facing light sensor to a brightness in the contact head 11 to monitor.

Weiterhin weist die Sensoreinrichtung 20 optional einen Umfeldsensor 24, insbesondere Magnetfeldsensor, auf, der ein Magnetfeld in dem Kontaktkopf 11 und/oder ein Magnetfeld des Prüflings 2 überwacht. Dazu reicht ein Fühler des Magnetfeldsensors 23 entweder bis in den Kontaktkopf 11 oder durch den Kontaktkopf 11 hindurch bis zu dem Prüfling 2. Entsprechendes gilt für den Fühler des Temperatursensors 22, der entweder in den Kontaktkopf 11 hineinragt, wie in 1 durch eine durchgezogene Linie gezeigt, oder bis zu dem Prüfling 2 durch den Kontaktkopf 11 hindurch, wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet.Furthermore, the sensor device 20 optionally an environment sensor 24 , in particular magnetic field sensor, on which a magnetic field in the contact head 11 and / or a magnetic field of the test object 2 supervised. For this purpose, a sensor of the magnetic field sensor is sufficient 23 either into the contact head 11 or through the contact head 11 through to the test object 2 , The same applies to the sensor of the temperature sensor 22 that is either in the contact head 11 protrudes, as in 1 shown by a solid line, or up to the DUT 2 through the contact head 11 through, as indicated by a dashed line.

2 zeigt die Prüfkarte 1 in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt 2 außerdem einen Halter 25, der die Prüfkarte 1 trägt. Auf der vom Kontaktkopf 11 abgewandten Seite weist die Leiterplatte 6 außerdem eine Anschluss-Steckervorrichtung 26 zum einfachen Kontaktieren der Prüfeinrichtung 3 auf. Die Steckervorrichtung 26 weist weniger Kontakte auf als Kontaktelemente 16 vorhanden sind. Das bedeutet, dass die der Prüfeinrichtung 3 zur Verfügung gestellten Daten nicht als Rohdaten von den Kontaktelementen 16 weitergeleitet werden. Vielmehr ist die Recheneinheit 17 dazu ausgebildet, die Messwerte der Kontaktelemente 16 zu erfassen und zu digitalisieren und der Prüfeinrichtung 3 digitalisiert zuzuführen. Durch die Steckkontaktvorrichtung 26 wird insbesondere eine elektrische Verbindung zu einer Spannungsversorgung der Prüfeinrichtung 3 gewährleistet, sodass die Kontaktelemente 16 oder ausgewählte Kontaktelemente 16 mit einer elektrischen Spannung oder einem elektrischen Strom zur Durchführung eines Testvorgangs an dem jeweiligen Prüfling 2 beaufschlagt werden können. Insbesondere ist die Recheneinheit 17 dazu ausgebildet, die Kontaktelemente 16 entsprechend den Vorgaben der Prüfeinrichtung 3 mit einem Strom oder einer Spannung zu beaufschlagen, um einen jeweiligen Testvorgang durchzuführen, und die elektrische Reaktion des Prüflings mittels der verbleibenden Kontaktelemente 16 zu erfassen. 2 shows the test card 1 in a simplified perspective view according to an embodiment. It shows 2 also a holder 25 who has the test card 1 wearing. On the of the contact head 11 opposite side has the circuit board 6 also a connector plug device 26 for easy contacting of the test device 3 on. The plug device 26 has fewer contacts than contact elements 16 available. That means that the testing device 3 provided data not as raw data from the contact elements 16 to get redirected. Rather, the arithmetic unit 17 adapted to the measured values of the contact elements 16 to record and digitize and the test facility 3 to be digitized. Through the plug contact device 26 In particular, an electrical connection to a voltage supply of the test device 3 ensures that the contact elements 16 or selected contact elements 16 with an electrical voltage or an electric current for carrying out a test procedure on the respective test object 2 can be applied. In particular, the arithmetic unit 17 designed to the contact elements 16 according to the specifications of the test facility 3 to apply a current or a voltage to perform a respective test operation, and the electrical reaction of the test specimen by means of the remaining contact elements 16 capture.

Gleichzeitig überwacht die Recheneinheit 17 mittels der Sensoreinrichtung 20 das Umfeld der Testdurchführung. Mittels des Temperatursensors 22 wird insbesondere eine im Kontaktkopf 11 und/oder an dem Prüfling 2 herrschende Temperatur überwacht und insbesondere mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Wird der Grenzwert überschritten, wird darauf erkannt, dass eine Überhitzung des Prüflings 2 und/oder des Kontaktkopfs 11 droht. Wird dies durch die Recheneinheit 17 erkannt, so deaktiviert sie den Prüfvorgang oder unterbricht ihn zumindest zeitweise, um ein Abkühlen des Prüflings 2 und/oder des Kontaktkopfs 11 zu ermöglichen.At the same time the arithmetic unit monitors 17 by means of the sensor device 20 the environment of the test execution. By means of the temperature sensor 22 in particular one in the contact head 11 and / or on the examinee 2 monitored prevailing temperature and compared in particular with a predetermined limit. If the limit is exceeded, it is detected that overheating of the DUT 2 and / or the contact head 11 threatening. Will this be done by the arithmetic unit 17 If it is detected, it deactivates the test procedure or interrupts it, at least temporarily, in order to cool down the test object 2 and / or the contact head 11 to enable.

Mittels des Lichtsensors 23 wird der Prüfling und/oder der Kontaktkopf 11 auf eine Lichtveränderung/Helligkeitsveränderung überwacht. Die Helligkeit kann sich beispielsweise dadurch ändern, dass eines der Kontaktelemente 16 überhitzt und zu glühen beginnt. Durch den Lichtsensor 23 ist dies einfach und zeitnah erfassbar. Wird das Überschreiten eines Grenzwerts für die Helligkeit durch die Recheneinheit 17 erkannt, so wird ebenfalls der Testvorgang unterbrochen oder deaktiviert, um eine Überhitzung oder dauerhafte Beschädigung des Kontaktkopfs 11 und/oder des Prüflings 2 zu verhindern.By means of the light sensor 23 becomes the specimen and / or the contact head 11 monitored for a light change / brightness change. The brightness may change, for example, by one of the contact elements 16 overheated and begins to glow. Through the light sensor 23 this is easy and timely detectable. If the exceeding of a limit for the brightness by the arithmetic unit 17 detected, so also the test process is interrupted or disabled to prevent overheating or permanent damage to the contact head 11 and / or the examinee 2 to prevent.

Entsprechendes gilt für den Feldsensor 24, der insbesondere ein elektromagnetisches Feld des Kontaktkopfs und/oder des Prüflings 2 überwacht. Überschreitet der erfasste Feldwert einen vorgebbaren Grenzwert, so wird durch die Recheneinheit 17 der Testvorgang abgebrochen oder zumindest zeitweise unterbrochen.The same applies to the field sensor 24 in particular an electromagnetic field of the contact head and / or the test object 2 supervised. If the detected field value exceeds a predefinable limit value, then the arithmetic unit 17 the test process is aborted or at least temporarily interrupted.

Optional weist die Sensoreinrichtung 20 außerdem einen Beschleunigungssensor auf, mittels dessen beispielsweise Vibrationen am Kontaktkopf 11 und/oder Prüfling 2 erfasst werden. Treten beispielsweise Vibrationen auf, die einen vorgebbaren Grenzwert überschreiten, so wird der Testvorgang durch die Recheneinheit 17 unterbrochen, um eine Fehlmessung zu vermeiden. Besonders bevorzugt werden mithilfe des Beschleunigungssensors Kontaktierungsvorgänge der Prüfkarte 1 gezählt. Dazu wird beispielsweise ein von dem Beschleunigungssensor erfasster Beschleunigungsverlauf auf das Auftreten typischer Beschleunigungen überwacht, die auf das Durchführen eines Kontaktiervorgangs hindeuten. Bei dem Beschleunigen handelt es sich beispielsweise um die Zuführbeschleunigung der Prüfkarte zu dem Prüfling oder die Beschleunigung oder Vibration, die auftritt, wenn der Prüfling auf die Prüfkarte beziehungsweise die Kontaktelemente trifft.Optionally, the sensor device 20 In addition, an acceleration sensor, by means of which, for example, vibrations on the contact head 11 and / or examinee 2 be recorded. If, for example, vibrations occur that exceed a predefinable limit value, the test procedure is carried out by the arithmetic unit 17 interrupted in order to avoid incorrect measurement. Particular preference is given to using the acceleration sensor Kontaktierungsvorgänge the probe card 1 counted. For this purpose, for example, an acceleration profile detected by the acceleration sensor is monitored for the occurrence of typical accelerations which indicate the carrying out of a contacting process. The acceleration is, for example, the feeding acceleration of the probe card to the DUT or the acceleration or vibration that occurs when the DUT hits the probe card or the contact members.

Mittels des Aktuators 21 ist es der Recheneinheit 17 möglich, den Testvorgang zu beeinflussen. Beispielsweise ist der Aktuator 21 als Ventilaktuator ausgebildet, der einem Medienventil 27 zugeordnet ist, welches dazu ausgebildet ist, einen Medienstrom dem Kontaktkopf 11 und/oder dem Prüfling 2 zuzuführen. Insbesondere ist das Medienventil 27 als Kühlmittelventil ausgebildet, durch welches ein Kühlgas oder eine Kühlflüssigkeit in den Kontaktkopf 11 oder auf den Prüfling 2 geleitet werden kann. So aktiviert die Recheneinheit 17 beispielsweise den Aktuator 21 in dem Fall, dass eine überhöhte Temperatur des Kontaktkopfs 11 erfasst wird, um ein Überhitzen des Kontaktkopfs 11 zu vermeiden, obwohl der Testvorgang weiter durchgeführt wird, oder um ein schnelles Abkühlen zu erreichen, um die Unterbrechungszeit des Testvorgangs möglichst kurz zu halten.By means of the actuator 21 it is the arithmetic unit 17 possible to influence the testing process. For example, the actuator 21 designed as a valve actuator, which is a media valve 27 is assigned, which is adapted to a media stream the contact head 11 and / or the examinee 2 supply. In particular, the media valve 27 designed as a coolant valve, through which a cooling gas or a cooling liquid in the contact head 11 or on the examinee 2 can be directed. So activates the arithmetic unit 17 for example, the actuator 21 in the event that an excessive temperature of the contact head 11 is detected, to overheat the contact head 11 although the testing is continued or to achieve rapid cooling to minimize the interruption time of the testing process.

Die Grenzwerte für die jeweilige Messung sind bevorzugt in dem Speicher 19 der Recheneinheit 17 hinterlegt. Insbesondere ist in dem Speicher, der hierzu insbesondere als nicht-flüchtiger Speicher ausgebildet ist, auch Programmdaten hinterlegt, die von dem Mikroprozessor 18 ausführbar sind, um die oben genannten Vorgänge durchzuführen. Zum Zwecke einer verbesserten Testdurchführung weist die Prüfkarte, insbesondere auf der Leiterplatte 6 angeordnet, gegebenenfalls in die Recheneinheit 17 integriert, zumindest einen Analog-Digital-Wandler 29 auf, mittels dessen die von den Sensoren und/oder Kontaktelementen 16 bereitgestellten Signale zur weiteren Verarbeitung digitalisiert werden. Dadurch ist eine Verarbeitung der erfassten Signale durch die Recheneinheit sowie eine Weiterleitung an die Prüfeinrichtung 3 mit geringem Aufwand und zeitnah ermöglicht.The limits for the respective measurement are preferably in the memory 19 the arithmetic unit 17 deposited. In particular, in the memory, which is designed for this purpose in particular as a non-volatile memory, and program data stored by the microprocessor 18 are executable to perform the above operations. For the purpose of an improved test procedure, the probe card, in particular on the circuit board 6 arranged, optionally in the arithmetic unit 17 integrated, at least one analog-to-digital converter 29 on, by means of which the sensors and / or contact elements 16 provided signals are digitized for further processing. As a result, processing of the detected signals by the arithmetic unit and forwarding to the test device 3 with little effort and in a timely manner.

Bevorzugt weist die Recheneinheit 17 außerdem eine Kommunikationseinrichtung 28 auf, die zur Kommunikation mit der Prüfeinrichtung dient. Die Kommunikationseinrichtung 28 umfasst optional auch die Steckervorrichtung 26, wobei dann eine kabelgebundene Kommunikation mit der Prüfeinrichtung erreicht ist. Alternativ oder zusätzlich weist die Kommunikationseinrichtung 28 eine Funkeinrichtung auf, die insbesondere als WLAN-Einrichtung oder Bluetooth-Einrichtung ausgebildet ist, um eine drahtlose Kommunikation mit der Prüfeinrichtung zu ermöglichen. Dadurch ist ein geringer Verkabelungsaufwand bei der Montage der Prüfkarte 1 ermöglicht. Besonders bevorzugt ist die Kommunikationseinrichtung 28 dazu ausgebildet, die Prüfkarte 1 an einen Signal-BUS anzuschließen, sodass die Kommunikationseinrichtung 28 als Signal-BUS-Einrichtung ausgebildet ist. Insbesondere ist die Prüfeinrichtung 1 ebenfalls an den Signal-BUS angeschlossen. Durch das Verwenden des Signal-BUS und/oder der drahtlosen Verbindung ist es möglich, eine Vielzahl von Prüfkarten 1 mit der Prüfeinrichtung zu verbinden, bei nur geringem Verkabelungsaufwand und einfacher Montage und Demontage, sodass eine Prüfkarte 1 auch einfach austauchbar ist.Preferably, the arithmetic unit 17 also a communication device 28 on, which is used for communication with the testing device. The communication device 28 optionally includes the connector device 26 , in which case a wired communication with the testing device is achieved. Alternatively or additionally, the communication device 28 a radio device, which is designed in particular as a WLAN device or Bluetooth device to enable wireless communication with the tester. As a result, there is a low cabling effort during assembly of the probe card 1 allows. Particularly preferred is the communication device 28 trained to the test card 1 to connect to a signal bus, so that the communication device 28 is designed as a signal BUS device. In particular, the testing device 1 also connected to the signal bus. By using the signal bus and / or the wireless connection, it is possible to have a variety of test cards 1 to connect with the test device, with only a small amount of wiring and easy assembly and disassembly, so that a test card 1 is also easily replaceable.

Erkennt beispielsweise die Recheneinheit 17, dass eine Überlastsituation aufgrund einer Überhitzung und eines zu großen magnetischen Feldes aufgetreten ist, die darauf hinweist, dass der Prüfling 2 und/oder der Kontaktkopf 11 beschädigt sind, so meldet die Recheneinheit 17 dies an die Prüfeinrichtung, um die betroffene Prüfkarte 1 dauerhaft zu deaktivieren und einen Austauschwunsch zu signalisieren.For example, recognizes the arithmetic unit 17 in that an overload situation due to overheating and too large a magnetic field has occurred, indicating that the device under test 2 and / or the contact head 11 are damaged, the processor reports 17 this to the test facility to the affected test card 1 permanently disable and signal a replacement request.

Sind mehrere Prüfkarten 1 mit der Prüfeinrichtung 3 verbunden, ergibt sich ein vorteilhaftes Prüfsystem 30, das eine Vielzahl von Prüfkarten 1 aufweist, die jeweils mit der Prüfeinrichtung verbunden sind. Die Prüfeinrichtung 3 stellt die zentrale Kontrolle und Ausführung der Testvorgänge dar und sammelt die von den Testvorgängen gewonnen Daten. Weil die Daten durch die Recheneinheit 17 der jeweiligen Prüfkarte 1 bereits digitalisiert wurden, fällt der Datenaufwand für die Prüfeinrichtung 3 verhältnismäßig gering aus.Are several test cards 1 with the testing device 3 connected, results in an advantageous test system 30 containing a variety of test cards 1 which are each connected to the test device. The testing device 3 represents the central control and execution of the testing and collects the data obtained from the testing. Because the data by the arithmetic unit 17 the respective test card 1 have already been digitized, the data required for the test facility falls 3 relatively low.

Es wird somit eine Prüfkarte 1 geboten, die in sich intelligent ist und die Durchführung eines Testvorgangs beeinflussen und überwachen kann. Dadurch ergibt sich ein vorteilhaftes Handling der Prüfkarte 1 sowie eine vorteilhafte Integration in die Struktur des Prüfsystems 30, insbesondere mit der zentralen Prüfeinrichtung 3.It is thus a probe card 1 which is inherently intelligent and can influence and monitor the conduct of a test process. This results in an advantageous handling of the probe card 1 as well as an advantageous integration into the structure of the test system 30 , in particular with the central testing device 3 ,

Claims

Test card (1) for electrical testing of electrical / electronic specimens (2), such as solar cells, wafers or printed circuit boards, with a contact head (11) having at least one holding device on which at least one electrically conductive contact element (16) for contacting the specimen (2), and a printed circuit board (6) which is electrically connected or connectable to the at least one contact element (16) and to a test device (3) for carrying out a test, characterized in that the test card (1) at least one computing unit (17), which is electrically connected to at least one sensor (20,22-24) and / or actuator (21) of the probe card (1).

Check card after Claim 1 , characterized in that the arithmetic unit is arranged on the printed circuit board (6) or on the holding device.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (20,22-24) and / or the actuator (21) on the circuit board (6), on the holding device or on the contact head (11) are arranged.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) has at least one microprocessor (18).

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the Computing unit (17) has at least one data memory (19).

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) and / or the sensor (20, 22-24) at least one analog-to-digital converter (29), in particular for digitizing from the sensor (20, 22-24). 24) has provided signals.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) has at least one communication device (28) for signaling connection to the test device (3).

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the communication device (28) is a radio device, in particular WLAN or Bluetooth device.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the communication device (28) is a signal BUS device.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor is designed as environmental sensor (24).

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the environment sensor is a temperature sensor (22), moisture sensor, field sensor (27) or light sensor.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor is designed as an acceleration sensor.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the environment sensor comprises a camera, in particular infrared camera.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor is formed as the test specimen (2) facing test sensor.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the test sensor is an infrared sensor for temperature detection, a camera sensor for detecting an alignment of the test piece relative to the contact head (11) or a distance sensor.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) is adapted to compare a detected by the magnetic field sensor magnetic field with a predetermined limit value to detect an overcurrent situation.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) is adapted to detect a brightness detected by the light sensor in or on the contact head (11) and to compare it with a predefinable brightness limit value, in order to cause overheating of the glow To detect contact element (16).

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) is adapted to compare the detected by the infrared sensor temperature of the specimen (2) with a limit temperature to detect overheating or impending overheating of the specimen (2) ,

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) is adapted to initiate a safety measure when detecting the exceeding of a predetermined limit value.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) is designed to send a warning signal to the test device as a safety measure.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the arithmetic unit (17) is designed to deactivate the contact head (11) as a safety measure or to interrupt a current test procedure at least temporarily.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the contact head (11) preferably has a plurality of contact elements (16), in particular contact pins, spring contact pins, bending pins or needles, or buckling contacts.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that at least one pneumatic, hydraulic or electromagnetic or electromotive actuator, in particular for generating a desired vibration, is formed as the actuator (21).

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (21) is designed as a setting actuator for adjusting a medium flow, in particular air flow, coolant flow, protective gas flow or the like.

Test card according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board (6) has at least one plug device (26) for electrically contacting the test device (3).

Test system (30) for electrical testing of electrical / electronic DUTs (2), in particular solar cells, wafers or printed circuit boards, with a central test device (3) for controlling and evaluating the test procedures and with at least one with at least one test card (1) for electrical contacting Test specimens (2), characterized by the formation of the test card (1) according to one of Claims 1 to 25 ,