DE3526137C2

DE3526137C2 - Testkopf-Manipulator

Info

Publication number: DE3526137C2
Application number: DE19853526137
Authority: DE
Inventors: Helmuth Dr Ing Heigl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2005-07-23
Also published as: DE3526137A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Testkopf-Manipulator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Qualitätsprüfung elektronischer Bauelemente, wie z.B. integrierter Schaltungen (IC), werden vollautomatische Prüfanlagen verwendet. Diese Prüfanlagen werden mittels Kabelleitungen über Testköpfe, die auch im deutschen Sprachraum mit dem englischen Wort Testhead bezeichnet werden, an IC-Sortieranlagen angeschlossen. Hierzu werden Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 verwendet, die üblicherweise dann als Testkopf- Manipulatoren bezeichnet werden. Diese Testkopf- Manipulatoren werden auch verwendet, um die Testköpfe über sog. Wafer- Prober zu set zen, sie in eine ergonomisch günstige Lage für manuelles Prüfen von elektronischen Bauteilen bzw. für Einstellarbeiten oder Reparaturen am Testkopf selbst zu bringen. Derartige Testköpfe wiegen mit den anhängen den Anschlußkabeln bis zu 1000 N. Es ist deshalb zweckmäßig, für die genaue Positionierung des Testkopfes eine Gewichtsentlastung vorzusehen, wobei eine möglichst kräftefreie Kontaktierung an den IC- Automaten oder Wafer-Prober angestrebt wird.

Eine aus der nicht vorveröffentlichten DE 35 24 348 A1 bekannte Ausführung eines derartigen Manipulators ist so gestaltet, daß in einer auf Spreizstützen aufgestellten Standsäule in Rechteck- Hohlkastenbauweise eine Parallelführung mit zwei Rundsäulen und eine Gewindespindel zur Höheneinstellung des Manipulators vorgesehen sind. Die Gewindespindel ist dabei starr mit einem Querhaupt des Manipulators verbunden, wobei eine Gewichtsentlastung des Testkopfes, der in einer Aufnahmevorrichtung des Querhaupts aufgenommen ist, nicht erfolgt. Infol ge der starren Koppelung ist bei einer Bodenerschütterung die Übertragung von vertikal wirkenden Beschleunigungskräften auf die Kontaktierung möglich.

Eine andere bekannte Ausführung eines solchen Manipulators ist zur Höheneinstellung in einer einseitig offenen Standsäule in C-Form mit einer Rundsäule mit klemmbar daran höhenverschiebbarem Testkopfträger ausgestattet. Zur Gewichtsentlastung wird die Gewichtskraft des Test kopfes über Umlenkrollen und Gegengewichte aufgefangen. Eine feinfühlige Höhenjustierung ist nicht möglich, ferner ist es schwierig, die Ge wichtskräfte der relativ schweren Anschlußkabel zu kompensieren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Testkopf- Manipulator der beschriebenen Bauart so weiterzuentwickeln, daß einmal eine genaue Höhen justierung möglich ist und zusätzlich eine Gewichtsentlastung des Testkopfes und eine Entkopplung des Testkopfes gegenüber vertikalen Kräf ten, die auf den Testkopf wirken, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Testkopf-Manipulator mit den im Anspruch 1 angege benen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird die Gewindespindel zur Höheneinstellung nicht mehr starr an dem Querhaupt des Testkopf- Manipu lators angekoppelt, sondern zwischen das Querhaupt und die Gewindespindel wird eine Feder eingebaut, mit der die Gewichtskräfte des Testkopfes abgefangen werden können. Gleichzeitig werden z.B. Beschleunigungskräfte, die vertikal auf den Testkopf wirken, abgefangen. Eine Höhenregulierung mit der Gewindespindel ist weiterhin möglich.

Mit einer zusätzlich angebrachten Sperre kann zudem der Gewichtsausgleich des Testkopfes überprüft werden. Die Anpassung an verschiedene Testkopf- Gewichte erfolgt über die Stellmutter, über die je nach Gewicht des Testkopfes die Feder mehr oder weniger stark vorspannbar ist. Auch das Gewicht der Anschlußkabel zum Testkopf kann so berücksichtigt werden.

Soll eine sehr genaue Höhenjustierung erfolgen, so kann die Sperre an der Gewindespindel eingerastet bleiben und so eine "starre" Justierung wie bisher erfolgen.

Im Gegensatz zu Gewichtsausgleich mit Gegengewichten kann hier eine sehr raumsparende Ausführung gefunden werden. Der Gewichtsausgleich über die Einstellung der Federvorspannnung ist sehr einfach durch Verdrehen der Stellmutter möglich.

Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel gezeigt:

Fig. 1 zeigt einen Testkopf- Manipulator in einer Seitenansicht,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1 durch den Testkopf- Manipulator,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt B-B gemäß Fig. 2.

Eine vertikale Standsäule 1 ist auf dem Boden mit Spreizstützen 2, die mit verstellbaren Stütztellern 3 ausgerüstet sind, auf dem Boden auf stellbar. In der Standsäule ist eine Parallelführung mit Rundsäulen 4, die in Linearführungen 5 aufgenommen sind, und eine Gewindespindel 6 mit Handkurbel 7 zur Höheneinstellung eingebaut. Die Gewindespindel ist an einem Querhaupt 8 mittels eines Klemmhebels 9 und einer Klemm- Mutter 20 feststellbar.

An dem Querhaupt 8 sind Gelenkarme 11, 12 und eine Aufnahme mit Kippvor richtung 13 für den Testkopf 14 angebaut.

Die Gewindespindel 6 ist in einer fest in der Standsäule montierten Mutter in der Höhe verstellbar. Auf der Gewindespindel sitzt eine Stellmutter 16, die über ein Axiallager 17 die Feder 18 abstützt. Auf der Feder sitzt das Querhaupt 8 auf. Die Sperre 19 ist auf dem Querhaupt 8 verschieblich angeordnet (Pfeilrichtung in Fig. 2). Die Gewindespindel ist mit der Klemm- Mutter 20 mit Hilfe des Klemmhebels 9 im Querhaupt klemmbar.

Soll eine Höhenverstellung des Testkopfes vorgenommen werden (um bei spielsweise den Testkopf auf einen Wafer- Prober absenken zu können), dann wird wie folgt verfahren:

Der Testkopf wird in die Aufnahmegabel 13 eingeschraubt. Ist der Testkopf schwerer als die Vorspannung der Feder 18 angibt, dann senkt sich das Querhaupt 8 und verschiebt sich gegenüber der Gewindespindel 6. Eine Umfangskerbe 19 a in der Gewindespindel wird sichtbar. Durch Verdrehen der Stellmutter 16 wird die Feder solange stärker gespannt, bis sich das Querhaupt hebt und die Umfangsnut 19 a der Gewindelspindel wieder in der Bohrung im Querhaupt verschwindet. Der genaue Gewichtausgleich wird festgestellt, indem die Sperre 19 in Pfeilrichtung links bewegt wird; rastet sie in der Umfangsnut 19 a ein, dann ist das Gewicht des Test kopfes ausgeglichen.

Das Querhaupt kann nun mit der Gewindespindel in der Höhe verfahren werden, wobei die Gewichtskraft des Testkopfes sich auf der Feder 18 abstützt. Ist eine starre Koppelung von Querhaupt und Gewindespindel erwünscht, so kann die Sperre eingerastet bleiben.

Die exakte Stellung des Testkopfes kann durch Betätigung der Klemm- Mutter 20 in der Höhe fixiert werden.

Claims

1. Testkopf-Manipulator mit einer vertikalen Rundsäulenführung, und einer Höheneinstellung mit Gewindespindel, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gewindespindel (6) und Manipulatorquerhaupt (8) eine vor spannbare Feder (18) eingebaut ist,

2. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Schrauben-Druckfeder ist,

3. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Tellerfeder-Säule ausgebildet ist,

4. Testkopf-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder kontrollierbar ist,

5. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der Vorspannung eine ausklinkbare Sperre (19) zwischen Manipu latorquerhaupt und Gewindespindel angeordnet ist,

6. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung mittels einer arretierbaren Stellmutter (16) an der Gewindespindel (6) einstellbar ist,

7. Testkopf-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stellmutter (16) und Feder (18) ein Axiallager (17) ange ordnet ist,

8. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager ein Axialkugellager ist,

9. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (6) mit einer Klemm-Mutter (20) mit dem Klemmhebel (9) klemmbar ist,

10. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung der Stellmutter (16) durch Klemmung einer Schlitzmutter erfolgt,

11. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung der Stellmutter (16) durch Rastmittel erfolgt,

12. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastmittel eine zwischen Gewindespindel und Stellmutter angeordnete Kugelrastsperre ist,

13. Testkopf-Manipulator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastmittel eine rastbare Federklemme ist, die zwischen Gewindespindel und Stellmutter wirkt.