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Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät zur Prüfung von
elektronischen Bausteinen gemäß des Oberbegriffs
von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft auch eine Prüfanordnung,
die mindestens ein solches Prüfgerät aufweist.
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Das Prüfen elektronischer Bausteine,
insbesondere Halbleiter, findet nach dem Stand der Technik gewöhnlich statt,
nachdem eine Vielzahl von elektronischen Bausteinen auf einem Träger angeordnet wurden.
Der Träger
wird darauffolgend in Segmente unterteilt, auf denen in jedem Fall
ein Baustein angeordnet ist. Die einzelnen Trägersegmente mit darauf befestigten
elektronischen Bausteinen werden individuell angeordnet zur Prüfung gegen
bspw. einen Prüfkontakt,
mit dem die Messung ausgeführt
wird.
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Das United States Patent
US 5,151,650 offenbart einen
Greifer für
Halbleitervorrichtungen, der eine Anzahl von verpackten Halbleitervorrichtungen in
einem Boot zu einem Prüfkopf
transportiert. Mit Halbleitern beladene Boote werden von einem Eingangsbereitstellungsabschnitt
zu einem Prüfabschnitt
transportiert. In dem Prüfabschnitt
wird das Boot zusammen mit Bootgreifern, welche mit dem Eingangsbereitstellungsabschnitt
verbindbar sind, angehoben, um die Halbleiter in Kontakt mit einer
Anzahl von Prüffächern des
Prüfkopfs
zu bringen. Nachdem die Halbleitervorrichtungen geprüft wurden
werden die Bootgreifer absenkt und in eine Position gebracht, um
mit einem Ausgangsbereitstellungsabschnitt verbunden zu werden.
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Die vorliegende Erfindung hat zum
Ziel, ein verbessertes Prüfgerät zur Prüfung elektronischer Bausteine
bereitzustellen, mit dem die Prüfung
in einer flexibleren und präziseren
Weise bei verhältnismäßig hoher
Geschwindigkeit stattfinden kann.
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Die Erfindung stellt zu diesem Zweck
ein Prüfgerät nach Anspruch
1 bereit. In einer bevorzugten Ausführungsform läuft wenigstens
ein Teil des Transportpfades zum Zuführen eines Trägers parallel zu
wenigstens einem Teil des Transportpfades zum Abführen eines
Trägers.
Bei Verwendung dieses Prüfgerätes kann
ein Träger,
der eine Vielzahl von elektronischen Bausteinen darauf befestigt
aufweist, von einem Transportpfad entnommen werden, um geprüft zu werden,
während
der Transport pfad während
der Prüfung
im Betrieb bleibt, folglich ermöglichend,
dass eine flexible Anzahl von Prüfgeräten mit einem
oder mehreren Transportpfaden zusammenwirkt. Die Verbindung des
Transportpfades zum Zuführen
eines Trägers
zu dem Transportpfad zum Abführen
eines Trägers
kann durch den Manipulator zum Greifen und Versetzen eines Trägers erfolgen. Das
erfindungsgemäße Prüfgerät ist auch
sehr flexibel in der Behandlung der Träger auf Abstand des Transportpfades,
was verschiedene Prüfoperationen an
den Trägern
möglicht
macht. Die gegriffenen elektronischen Bausteine können nun
in Kontakt gesetzt werden, einmal oder eine Anzahl von Zeiten an
verschiedenen Positionen, mit einem oder mehreren Prüfkontakten.
Ein signifikanter Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes ist, dass die zur Prüfung eines
elektronischen Bausteins benötigte
Zeit erheblich reduziert werden kann. Da die elektronischen Bausteine
auf dem Träger
befestigt sind, werden weniger separate Gegenstände in die Prüfvorrichtung bewegt.
Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Prüfgeräts ist, dass sich die Präzision der
Positionierung des Bausteins relativ zu den Kontakten erhöht aufgrund
der fixierten Ausrichtung der elektronischen Bausteine auf dem Träger, so
dass sich die Qualität des
Kontakts verbessert und konstanter wird. Der Träger enthält nach alldem die originalen
Bezugspunkte (auch bezeichnet als Indexlöcher) auf deren Basis vorhergehende
Operationen stattgefunden haben. Wenn die elektronischen Bausteine
von dem Prüfgerät getrennt
werden, muss für
spätere
Positionierungen von abgeleiteten Referenzpunkten Gebrauch gemacht
werden, wie zum Beispiel ein geformtes Gehäuse. Es ist offensichtlich,
dass die Verwendung von originalen Bezugspunkten auf dem Träger eine
präzisere
Positionierung des Objekts zur Prüfung ermöglicht. Die Präzision der
Messung wird hierdurch ansteigen, wodurch weniger Produkte im Ergebnis
unnötigerweise
verworfen werden. Noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Prüfgeräts ist,
dass es eine Prüfung
verhältnismäßig früh im Produktionsprozess
ermöglicht,
so dass eine verhältnismäßig schnellere
Rückkopplung
möglich
ist, wenn Fehler detektiert werden und wodurch möglicherweise teuere weitere
Operationen mit vermieden werden können. Weil ein Träger zur
Prüfung
von einem Zuführpfad
genommen wird und ein geprüfter
Träger
in einem Abführpfad
angeordnet wird, kann eine Vielzahl von Prüfgeräten parallel zueinander angeordnet werden
zur Prüfung
eines Produktionsflusses von Trägern.
Die Kapazität
des Prüfgeräts braucht
daher nicht einen Engpass in einem Produktionsprozess darzustellen.
Die Zuführung
und Abführung
von Trägern
kann über
einen einzelnen Transportpfad stattfinden, in diesem Fall ist es
empfehlenswert, diejenigen Träger,
welche getestet wur den und welche nicht getestet wurden zu registrieren,
aber es ist auch möglich,
verschiedene Transportpfade zum Zuführen und Abführen der
Träger
zu verwenden. In dieser letzteren Situation besteht weniger Notwendigkeit zum Überwachen,
welche Träger
getestet wurden, da das Vorhandensein in dem Abführungspfad bereits anzeigt,
dass ein Träger
getestet wurde. Es ist jedoch bei beiden Varianten möglich, die
Prüfgeräte parallel
zueinander anzuordnen.
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Die UK Patentanmeldung GB 2,285,139
offenbart ein Verfahren zur Prüfung
elektronischer Vorrichtungen, welche an einem Leiterrahmen befestigt sind.
Vor der Prüfung
werden die elektronischen Vorrichtungen voneinander getrennt. Die
elektronischen Vorrichtungen werden nach der Trennung an einem Prüfort positioniert
nahe einer Prüfanordnung,
um die Prüfanordnung
zu kontaktieren.
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Das United States Patent
US 5 686, 834 offenbart
ein Behandlungssystem, welches einen Träger, der eine Vielzahl von
IC Vorrichtungen trägt, transportiert,
um die IC Vorrichtungen einer Prüfung auszusetzen.
Wenigstens eine Prüfeinheit
ist mit einem Belader/Entlader zum Übertragen der IC Vorrichtungen
von einem Behälter
zu einem Träger
kombiniert und Trägertransfereinheiten
sind mit den Prüfeinheiten
kombiniert, um den Träger
von der Beladungs/Entladungseinheit zu den entsprechenden Prüfeinheiten
zu übertragen.
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Die internationale Patentanmeldung
WO 92/04989 offenbart einen Prüfbehandler
einer elektronischen Vorrichtung zum automatischen Bereitstellen
elektronischer Vorrichtungen zu einem Prüfer zur Prüfung. Eine Vielzahl von Trägern, jeder
zum Tragen eines Satzes von elektronischen Vorrichtungen, werden
zyklisch in einer geschlossenen Schleife gefördert. Die elektronischen Vorrichtungen
werden von jedem Träger
entladen, um geprüft
zu werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist wenigstens ein Transportpfad ausgebildet zum Transport in zwei
Richtungen. Die Flexibilität
des Prüfgeräts wird
hierdurch weiter erhöht,
insbesondere in Bezug auf die Anordnung in welcher es verwendet
wird.
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Der Manipulator ist vorzugsweise
mit zwei im Wesentlichen zueinander rechtwinkligen linearen Führungen
ausgerüstet
zum Versetzen des Manipulators in einer Ebe ne. Der Manipulator kann
hierin auch mit einer dritten Linearführung ausgerüstet sein,
welcher im Wesentlichen senkrecht zu den beiden anderen Linearführungen
liegt. Ein solcher Manipulator ermöglicht eine präzise Positionierung
des Trägers
relativ zu den Prüfkontakt.
Es ist auch möglich,
einen solchen Manipulator zu verwenden, um einen Träger und
einen Prüfkontakt
mehrmals in gegenüberliegenden
Kontakt zu platzieren, z. B. an verschiedenen Stellen auf dem Träger. Eine
präzise
Positionierung des Trägers
relativ zum Prüfkontakt
ist dann auch möglich.
Ein bereits zuvor beschriebener Vorteil ist die kurze Transportzeit,
welche zwischen zwei Messungen an dem gleichen Träger benötigt wird.
Noch ein weiterer Vorteil des Manipulators mit linearer Führung ist,
dass er verhältnismäßig billig
herzustellen ist und einfach zu warten ist.
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In noch einer anderen bevorzugten
Ausführungsform
ist das Prüfgerät mit Identifizierungsmittel zur
Identifizierung eines individuellen Trägers ausgerüstet. Die Prüfergebnisse
von vorbestimmten Positionen auf dem Träger können folglich mit dem individuellen
Träger
verbunden werden, so dass bei einer optionalen weiteren Verarbeitung
eines Trägers
die Prüfergebnisse
berücksichtigt
werden können.
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In noch einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
ist der Manipulator mit Positionierungsmittel zum Positionieren
des Trägers
relativ zu dem Manipulator ausgerüstet. Durch die Verwendung
von Positionierungsmitteln kann der Manipulator auf dem Träger relativ
zu den originalen Bezugspunkten positioniert werden.
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Zum Verarbeiten der Prüfdaten umfasst
das Prüfgerät vorzugsweise
ein Computersystem, welches mit dem Prüfkontakt verbunden ist. In
der Praxis ist ein solches Computersystem um ein mehrfaches teurer
(z. B. um einen Faktor 4) als das Prüfgerät selbst. Der Produktivitätsanstieg
des erfindungsgemäßen Prüfgeräts im Vergleich
zum Stand der Technik führt
auch dazu, dass die Produktivität
des verhältnismäßig teuren
Computersystems ansteigt. Eine Verringerung der Verarbeitungszeit
pro Messung stellt folglich einen Vorteil bereit, der sich über eine optimalere
Verwendung des Prüfgeräts ohne
periphere Ausrüstung
erstreckt.
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Die Erfindung stellt auch eine Prüfanordnung zum
Prüfen
elektronischer Bausteine bereit, welche auf einem Träger, wie
einem Leiterrahmen befestigt sind, wie beschrieben in Anspruch 7.
Eine solche Prüfanordnung
kann als einzelstehende Ein heit arbeiten, aber sie kann auch in
eine Produktionslinie eingebaut sein. Zusätzlich können eine oder mehrere Prüfgeräte in die
Prüfanordnung
eingesetzt sein, wie benötigt.
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Die vorliegende Erfindung wird weiter
erläutert
mit Bezug zu den nichtbeschränkenden
Ausführungsformen,
welche in den folgenden Figuren gezeigt sind. Es zeigen:
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1 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Geräts,
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2 eine
schematische, perspektivische Ansicht einer Variante des in 1 gezeigten Geräts, und
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3 eine
schematische Ansicht eines Teils des in 1 und 2 gezeigten
Geräts,
welches mit einem Computer gekoppelt ist.
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1 zeigt
ein Prüfgerät 1 mit
einem Zuführförderer 2,
entlang dem ein Leiterrahmen 3 zur Prüfung zugeführt wird. Wenn der Leiterrahmen 3 eine bestimmte
Position erreicht hat wird er durch einen Manipulator 6 erfasst,
welcher zu diesem Zwecks mit bewegbaren Greifern 7 ausgerüstet ist.
Der Manipulator 6 ist bewegbar gehalten mittels eines Rahmens 8.
In diesem Rahmen 8 ist eine vertikale Linearführung 9 (Z-Achse) angeordnet,
mit welcher der Manipulator 6 in vertikaler Richtung beweglich
ist. Ebenfalls im Rahmen 8 angeordnet sind zwei horizontale Linearführungen 10, 11,
welche rechtwinklig zueinander liegen. Der Manipulator 6 ist
mittels der horizontalen Linearführung 10, 11 in
einer Ebene bewegbar, welche wenigstens teilweise oberhalb des Zuführförderers 2 für den Leiterrahmen 3 und
eines Abführförderers 4 zur
Abführung
der geprüften
Leiterrahmen 5 liegt.
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Nachdem ein Leiterrahmen 3 zur
Prüfung von
dem Zuführförderer 2 entnommen
wurde wird der Manipulator 6 oberhalb einen Prüfkontakt 12 bewegt. Dieser
Prüfkontakt 12 ist
mit Positionierungsstiften 13 versehen, welche mit Indexlöchern 25 zusammenwirken,
die in dem Leiterrahmen 3 zur Prüfung angeordnet sind. Alternativ
ist es auch möglich,
den Manipulator 6 mit Positionierungsstiften 13 zu
versehen, welche mit Vertiefungen in dem Prüfkontakt 12 zusammenwirken.
Wenn der Manipulator 6 mit einem Leiterrahmen 3 zur
Prüfung
oberhalb des Prüfkontakts 12 ange ordnet
ist, wird der Manipulator 6 mittels der vertikalen Linearführung 9 solcher
Art abwärts bewegt,
dass die Positionierungsstifte 13 in die Indexlöcher des
Leiterrahmens 3 eingreifen. Wenn der Manipulator 6 abwärts bewegt
wird, wird der Leiterrahmen 3 oder ein darauf befestigter
elektronischer Baustein in Kontakt treten mit den leitenden Stoppern 14,
welche auf dem Prüfkontakt 12 angeordnet
sind. Die Messung kann darauffolgend ausgeführt werden, und dies wird in
Bezug auf 3 weiter ausgeführt.
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Nachdem Ausführen der ersten Messung wird
der Manipulator 6 eine beschränkte Distanz aufwärts bewegt,
so dass der Leiterrahmen 3 von den Positionierungsstiften 13 abgelöst wird.
Abhängig von
dem auszuführenden
Prüfprogramm
kann der Leiterrahmen 3 nun um eine beschränkte Distanz
in X- oder Y-Richtung versetzt werden, um dann wiederum abwärts bewegt
zu werden, so dass eine darauffolgende Prüfung mit dem Leiterrahmen 3 ausgeführt werden
kann. Eine Anzahl von Prüfungen
kann folglich an einem einzelnen Leiterrahmen 3 ausgeführt werden.
Die Anzahl der auszuführenden
Prüfung
wird gewöhnlich
mit der Anzahl der auf dem Leiterrahmen 3 angeordneten
Bausteine zusammenhängen.
Da im Falle von aufeinanderfolgenden Messungen an dem gleichen Leiterrahmen 3 die
relativen Verschiebungen des Leiterrahmens 3 verhältnismäßig klein
sind, ist die Verarbeitungszeit pro Prüfung zur Ausführung auch
begrenzt. Um eine Anzahl von sehr verschiedenen Prüfungen an
den gleichen Leiterrahmen 3 auszuführen, kann für die Prüfung auch eine
Vielzahl von Prüfkontakten 12 von
verschiedener Geometrie in dem gleichen Prüfgerät 1 platziert sein.
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Nachdem alle erforderlichen Prüfungen ausgeführt worden
sind, wird der Manipulator 6 zu einer Position oberhalb
des Abführungsförderers 4 bewegt,
auf dem ein geprüfter
Leiterrahmen 5 abgesetzt wird, indem die Greifer 7 geöffnet werden.
Abhängig
von der Menge der zu prüfenden
Leiterrahmen und der Komplexität
der auszuführenden
Prüfungen
können
ein oder mehrere Prüfgeräte kombiniert
werden. Dieses Kombinieren einer Vielzahl von Prüfgeräten 1 kann verhältnismäßig einfach
realisiert werden, wenn der Zuführförderer 2 und
der Abführförderer 4 getrennt
sind. Jedoch ist es, auch wenn nur ein kombinierter Zuführ- und
Abführförderer verwendet
wird, möglich,
eine Vielzahl von Prüfgeräten 1 zu
kombinieren. In diesem Fall muss jedoch ein Steuerungssystem verwendet
werden, welches überwacht,
welcher Leiterrahmen 4, der auf dem Förderer liegt, bereits geprüft wurde
und welcher Leiterrahmen 3 noch nicht geprüft wurde.
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Das erfindungsgemäße Prüfgerät 1 hat den Vorteil,
dass sehr wenig produktabhängige
Bauteile im Prüfgerät 1 verbaut
sind. Das Prüfgerät 1 kann hierdurch
zur Verarbeitung von verschiedenen Produkttypen verhältnismäßig schnell
abgeändert
werden. Das am meisten produktabhängige Bauteil im Prüfgerät 1 ist
der Prüfkontakt 12,
welcher zum schnellen Ersatz, z. B., mittels Schnellkupplungen ausgeführt sein
kann.
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2 zeigt
ein Prüfgerät 15,
in dem, zusätzlich
zu den in 1 gezeigten
Bauteilen, zwei Transfervorrichtungen 16, 17 auch
angeordnet sind zum Entfernen eines Leiterrahmens 3 zur
Prüfung
von einer Transportspur 26 und zum Platzieren eines geprüften Leiterrahmens 5 nach
der Prüfung
auf der Transportspur 26. Ein Leiterrahmen 3 wird
zu einer Einspeisungsstation 18 verschoben, oberhalb welcher
eine Kamera 19 angeordnet ist. Eine erste visuelle Inspektion
des Leiterrahmens 3 kann hiermit ausgeführt werden. Die Kamera 19 kann
auch als Datencodeleser ausgerüstet
sein zum Lesen eines Codes, welcher einen Leiterrahmen markiert
und ihn identifiziert. Basierend auf dieser Information kann eine
Verknüpfung
ausgeführt
werden, bezugnehmend zu einem Prüfergebnis
und individuellen Bausteinen auf dem Leiterrahmen 3. Die
Information kann verwendet werden zum späteren Auswählen der geprüften Bausteine.
Der Manipulator 6 ergreift den Leiterrahmen 3 in
der Einspeisungsstation 18 und bewegt ihn zu dem Prüfkontakt 12,
wo die Prüfungen
wie zuvor geschrieben ausführt
werden. Nachdem die Prüfungen
ausgeführt
worden sind wird der geprüfte
Leiterrahmen 5 mittels des Manipulators 6 in einer
Ausspeisungsstation 20 angeordnet. Zusätzlich zur an der Einspeisungsstation 18 angeordneten
Kamera 19 ist es auch möglich,
für andere
Prüfungsausrüstungen,
nahe zur Einspeisungsstation 18 und zur Ausspeisungsstation 20 angeordnet
zu sein.
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Das Prüfgerät 15 ist mit einem
Rahmen 27 versehen zum Tragen des Manipulator 6,
welcher weniger vollständig
ist als der in 1 gezeigte
Rahmen 8. Der Rahmen 27 erzeugt für den Manipulator 6 Bewegungsfreiheit
in nur zwei Richtungen, der X- und Z-Achse. Da die Bewegungsfreiheit
in der Y-Richtung, wie im Prüfgerät 15 in 1 gezeigt, aufgrund der
Transfervorrichtung 16, 17 überflüssig ist, kann der Rahmen 27 verhältnismäßig einfach
sein.
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Die Transfervorrichtungen 16, 17 erhöhen die
Kapazität
des Prüfgeräts 15 dadurch,
dass der Manipulator 6 nur einen Leiterrahmen 3, 5 über eine begrenzte
Distanz zu bewegen hat, da die Operationen durch die Transfervorrichtungen 16, 17 und
den Manipulator 6 in paralleler Weise stattfinden können, ist
die Produktivität
des Prüfgeräts 15 ist
größer als die
jenige des Prüfgeräts 1.
Zusätzlich
ermöglichen Einspeisungs-
und Ausspeisungsstationen 18, 20 zusätzliche
Inspektionen.
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3 zeigt
schematisch einen Computer 22 als Visualisierung eines
sogenannten Prüfsystems, welches
in der Praxis aus einem Hauptrahmen mit verhältnismäßig komplexer Prüfsoftware
besteht. Ein individuelles Prüfsystem 22 ist
für jedes
Prüfgerät 1, 15 verwendet.
Das Prüfsystem 22 ist
mittels einer Signalleitung 23 mit den leitenden Stoppern 14 des Prüfkontakts 12 verbunden.
Auch schematisch dargestellt ist ein Sensor 24, welcher
im Manipulator 6 angeordnet ist, zur Identifizierung eines
gegriffenen Leiterrahmens 3. Die Prüfergebisse eines Leiterrahmens 3 können folglich
verknüpft
werden mit der Identität
des Leiterrahmens 3.