DE69924604T2

DE69924604T2 - Verfahren zur regelung einer ic-behandlungsvorrichtung und regelungssystem unter verwendung desselben

Info

Publication number: DE69924604T2
Application number: DE69924604T
Authority: DE
Inventors: Tomonori Ohno; Mitsugu Kurihara
Original assignee: DAYTONA CONTROL Pte Ltd
Current assignee: Daytona Control Pte Ltd
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2019-12-29
Also published as: KR20010085197A; WO2000040983A1; ATE292805T1; US6384734B1; CA2321868C; EP1069437A4; EP1069437B1; CN1292092A; SG98053A1; HK1035402A1; TW484014B; DE69924604D1; EP1069437A1; JP3407192B2; CN1170166C; JP2000199779A; CA2321868A1; KR100394215B1

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Testhand zum ordnungsgemäßen Niederdrücken eines IC-Bausteins (im Folgenden als IC bezeichnet) auf einen Sockel entsprechend den Typen des IC's und des Sockels in einem IC-Handhaber, der für einen Halbleitertester, ein Aufnahmeinstrument und ein Steuer-/Betriebssystem verwendet wird.
Stand der Technik
Ein IC-Handhaber ist als Halbleitertester in allgemeiner Verwendung. In dem IC-Handhaber wird ein von dem IC-Lader transferiertes IC auf dem Sockel des Messabschnitts platziert. In diesem Zustand drückt der Drücker der Testhand das IC gegen den Sockel, um den Kontaktabschnitt des IC's, wie die Führungspins, in Kontakt mit den Kontakten des Sockels zu bringen. Aus dem Ergebnis der elektrischen Leitfähigkeit urteilt der Tester, ob die IC-Charakteristik akzeptabel ist. Dann trennt der Entlader das IC aus einem Auswurf und hält es.
In den letzten Jahren haben sich die Typen der zu testenden IC's diversifiziert und entsprechend haben sich auch die Typen der Sockel, die diese halten, diversifiziert. Deshalb sollte die Betriebsleistung der Testhand verändert werden, um mit dem Typ des IC's umzugehen. Da von dem Halbleitertester verlangt wird, viele IC's in kurzer Zeit zu verarbeiten, ist es wünschenswert, dass der IC-Handhaber mit einer hohen Geschwindigkeit arbeiten sollte. Je schneller jedoch die Verarbeitungsgeschwindigkeit wird, desto mehr nimmt der Aufprall des Drückers auf das IC zu, wenn der Drücker gegen das IC ge drückt wird, und so wird die Lebensdauer der Führungspins des IC's und der Sockelkontakte verkürzt.
Zur Lösung dieser Probleme wurde ein Handhaber entwickelt, der in der japanischen Patentanmeldung KOKAI-Veröffentlichung Nr. 9-89983 offenbart ist. Bei diesem Handhaber wurden die Daten der zulässigen Kontaktkraft für jeden Typ des IC's zuvor in eine FD (Floppy Disk) eingegeben. Wenn der Bediener den Typ des IC's spezifiziert, sendet die CPU ein Signal an das Steuerventil auf der Basis der Daten von der FD, wodurch der Hydraulikzylinderdruck zum Antrieb der Testhand eingestellt werden kann.
Weiterhin hat die japanische Patentanmeldung KOKAI-Veröffentlichung Nr. 10-227834 einen Mechanismus offenbart, um entsprechend dem Typ des IC's Feineinstellungen an dem geeigneten Druck, der Geschwindigkeit und der Verrückung des in den Sockel gedrückten IC's vorzunehmen.
Bei den derzeit verwendeten, vorstehenden Verfahren ist es jedoch erforderlich, für jeden Typ eines IC's IC-Handhaberdaten im Voraus in den Computer einzugeben und, was wichtiger ist, diese Daten müssen durch Erfahrung aufgrund des Pin-Drucks pro Führungspin, der Anzahl von Pins und der zulässigen Verrückung der Sockelkontakte erhalten werden.
Da das IC jedoch von der Testhand niedergedrückt wird, während es in einem Sockel ist, kann nicht sichergestellt werden, dass die auf den spezifizierten Datenelementen basierenden Werte immer korrekt sind. Wenn beispielsweise die Arbeitsgeschwindigkeit der Testhand erhöht wird, um das IC mit hoher Geschwindigkeit zu verarbeiten, tritt ein Aufprall auf das IC auf und wird größer, wenn die Testhand die IC-Baugruppe trifft. Zusätzlich ist es wahrscheinlich, dass die Aufprallkraft die Materialstärke der IC-Leitungen oder der Sockelkontakte überschreitet und die IC-Baugruppe beschädigt.
US 5 285 946 offenbart eine Vorrichtung zur Montage elektrischer Bauteile auf der Oberfläche gedruckter Platinen durch eine Ansaugkopfanordnung, die mit einem Kopfhebemechanismus verbunden ist, der einen Kraftsensor aufweist, um den durch den Montagebetrieb auf das Bauteil ausgeübten Druck zu messen, und einen Mikrocomputer, um ein Steuersignal bereitzustellen, entsprechend der Abweichung des von dem Kraftsensor gemessenen Wertes von einem gewünschten Wert des Drucks auf das Bauteil.
US 5 568 032 offenbart ein Positionssteuerungssystem enthaltend eine Vielzahl von Aktoren zur Bewegung eines Objekts, eine Vielzahl von Sensoren zur Detektion des Zustands des Objekts, eine erste Schaltung zur Gewinnung eines Zustandsignals in jedem von verschiedenen Bewegungs-Betriebsarten in Bezug auf das Objekt aus Ausgaben der Sensoren, eine Ausgleichsschaltung zum Ausgleich des Zustandssignal in den jeweiligen Bewegungs-Betriebsarten, eine zweite Schaltung zur Verteilung an einer Ausgabe der Ausgleichsschaltung und zur Bereitstellung von Antriebssignalen für die Aktoren in Übereinstimmung damit, und einen Treiber zum Antrieb der Aktoren in Reaktion auf die Antriebssignale.
Weiterhin offenbart US 5 818 247 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen einer internen Schaltung, welche die Arbeitsstunden und die Produktionskosten für ein elektronisches Produkt unter Verwendung einer Mehrfach-Spannvorrichtung reduzieren.
Offenbarung der Erfindung
Entsprechend besteht die vorliegende Erfindung darin, ein Betriebsverfahren und ein System für einen IC-Handhaber bereitzustellen, um die Andruckkraft, die Betriebsgeschwindigkeit und die Verrückung der Testhand entsprechend den Typen des IC's und des Sockels korrekt zu steuern.
Zur Erreichung des vorstehenden Ziels wird das Betriebsverfahren zum Betrieb der Testhand erfunden, um die Anpresskraft, die Betriebsgeschwindigkeit und die Verrückung davon in geeigneter Weise zu steuern.
Zur Erzielung des vorstehend erwähnten Ziels umfasst das Steuerverfahren der Testhand zum Pressen des Kontakts des IC's auf den Sockel des IC-Handhabers den Schritt der Messung von Daten mittels Sensoren durch den Versuch des wiederholten Pressens eines IC's von der Testhand auf den Sockel, um Daten zu erhalten, welche die Last, die Beschleunigung oder die Geschwindigkeit und die Größe der Verschiebeentfernung der Testhand bis zu deren Stopp wiedergeben, nachdem die Spitze der Testhand das IC berührt; Erhalten der kombinierten Federkonstanten K des IC-Sockels; und Bestimmen der Bewegung der Testhand, die bewirkt, dass die Aufprallkraft des IC's kleiner wird als die zulässige Anpresskraft.
Weiterhin umfasst ein Steuersystem der vorliegenden Erfindung einen Belastungssensor zur Detektion der von der Testhand auf das IC ausgeübten Anpresskraft; einen Beschleunigungssensor zur Detektion der Betriebsgeschwindigkeit oder – beschleunigung der Testhand; einen Verschiebungssensor zur Messung der Verschiebeentfernung während der Zeit, in der die Testhand in Kontakt mit dem IC kommt, bis sie stoppt; und ein Steuerungsmittel nicht nur zur Berechnung der kombinierten Federkonstanten des IC's und eines Sockels auf der Basis der von den einzelnen Sensoren erhaltenen Datenelemente, sondern auch zur Steuerung des Antriebs der Testhand auf der Basis der einzelnen Datenelemente, sodass die Anpresskraft, die Geschwindigkeit und die Verschiebung solche Werte erreichen kann, welche die auf das IC wirkende Aufprallkraft gleich oder kleiner einen erlaubten Wert machen und den Betrieb der Testhand auf ein Maximum beschleunigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 verdeutlicht ein schematisches Blockdiagramm eines Testhand-Steuerungssystems entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Flussdiagramm, um den Betrieb des Computers in der Ausführungsform gemäß 1 zu erklären.
3 zeigt eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der an der Spitze der Testhand vorgesehene Drücker ein IC gegen den Sockel drückt.
4 zeigt eine Perspektivansicht eines Beispiels eines zu testenden IC's.
5 zeigt eine Perspektivansicht eines Beispiels eines Sockels, der mit dem IC gemäß 4 verwendet wird.
6 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Drücker die Schutzplatte des Sockels über die IC-Baugruppe niederdrückt, was die Kontaktpins des Sockels gemäß 5 veranlasst, von der Schutzplatte vorzustehen.
Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
1 ist ein Blockdiagramm, das die Gesamtanordnung eines Steuerungssystems für die Testhand in einem IC-Handhaber ent sprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die obere Hälfte von 1 zeigt schematisch einen IC-Testabschnitt bestehend aus einem Impulsmotor 3, einer Treiberschaltung 17, einer Testhand 1, einem aus einer Stützplatte F1 vorgesehenen Drücker 8, einem IC 5, einem Kontaktgeber 4 und einem Sockel 2 besteht. An der Spitze der Testhand 1 sind zwischen den Rahmen F2 und F3 ein Lastsensor 9 unter Verwendung eines Dehnungslastmessumsetzers und ein Dehnungsmessbeschleunigungsmessers 10 vorgesehen. Auf einem Rahmen 4, der den Sockel 2 trägt, ist ein berührungsfreier Verschiebungssensor vorgesehen, der eine Wirbelstromentfernungsmessvorrichtung verwendet. Über dem Drücker 8 ist ein leichter, fester Aluminiumarm 7 vorgesehen, um ein Ziel 6 des Verschiebungssensors 11 zu halten.
Die untere Hälfte von 1 zeigt ein System zum Auffangen und Verarbeiten der von den Sensoren 9 bis 11 gesendeten elektrischen Signale. Das Steuerungssystem besteht aus einem Verstärker 12, einem A/D-Wandler 13, einem Computer 14 und einem D/A-Wandler 16. Die elektrischen Signale werden von dem A/D-Wandler digitalisiert und dann wird der arithmetische Prozess von einem Computer ausgeführt. Wenn der Betrieb des Impulsmotors 3 eingestellt werden muss, wird ein Steuersignal an die Treiberschaltung 17 gesendet. Nachfolgend wird eine detaillierte Erklärung gegeben.
In 1 ist der Impulsmotor 3 am oberen Ende des Testhandkörpers 1 befestigt. Am unteren Ende des Testhandkörpers 1 ist der Drücker 8 in einer Weise vorgesehen, dass er sich frei nach oben und unten bewegen kann. An der Spitze des Drückers 8 ist ein Saugloch 20 gebildet, um das IC 5 zu veranlassen, durch Saugen mit Luftdruck an der Spitze zu haften.
Das Saugloch 20 ist mit einem Kompressor 21 über ein Luftloch verbunden, das in dem Drücker 8 und in dem Testhandkörper 1 gebildet ist.
Da die Stützplatte F1 mit dem Impulsmotor 3 verbunden ist und der Drücker 8 über einen Lastsensor 9 und einen Rahmen F3 auf der Stützplatte F2 befestigt ist, werden der Drücker 8 und die Stützplatten F2, F3 von dem Impulsmotor 3 als ein Teil aufwärts und abwärts bewegt.
Andererseits ist der Sockel auf dem Rahmen F4 unterhalb des Drückers 8 vorgesehen. Der Kontaktgeber 4 ist an der IC-Aufnahme des Sockels 2 vorgesehen, sodass er die Kontakte des IC's 5, wie die Leitungen, berühren kann.
Der aus leichtgewichtigem Aluminium hergestellte Sensorarm 7 ist starr an dem Rahmen F2 befestigt. Am unteren Ende des Sensorarms 7 ist das Ziel 6 für einen Verschiebungssensor in einer Weise vorgesehen, dass es dem auf dem Rahmen F4, auf dem der Sockel 2 platziert ist, vorgesehenen Verschiebungssensor 11 gegenüberliegt.
Der Beschleunigungssensor 10 ist auf dem unteren Rahmen F3 des Paars von Rahmen F2, F3 vorgesehen.
Die Testhand 1 weist den Drücker 8 an ihrem unteren Ende auf. Beim Ansaugen des IC's 5 an dessen Spitze wird der Drücker 8 von dem Impulsmotor 3 aufwärts und abwärts bewegt. Die Testhand 1 kann die Anpresskraft auf das IC 5 und den Sockel 2, die Arbeitsgeschwindigkeit und die Verschiebungsentfernung des IC's einstellen, indem die Umdrehungsanzahl und die Drehgeschwindigkeit des Impulsmotors 3 gesteuert wird. Wie später beschrieben wird, wurde die Testhand 1 entwickelt, um verlangsamt zu werden, genau bevor die Spitze des Drückers 8 in Kontakt mit dem Sockel 2 kommt, um dessen Aufprall auf das IC 5 und den Sockel 2 zu verringern.
Der Lastsensor 9 dient zur Detektion des Anpressdrucks der Testhand 1 oder des Drückers 8 auf das IC 5 und den Sockel 2. Der Lastsensor ist zwischen den Rahmen F2 und F3 vorgesehen. Der Beschleunigungssensor 10 wird verwendet, um die Beschleunigung oder eine Änderung der Geschwindigkeit zu erfassen, wenn die Testhand 1 nach unten geht. Als Beschleunigungssensor 10 können ein Dehnungsmesssensor oder eine piezoelektrischer Sensor verwendet werden. Anstelle des Geschwindigkeitssensors kann ein Beschleunigungssensor verwendet werden. In diesem Fall wird die Geschwindigkeit durch nummerische Differenzierung der digitalisierten Verschiebungsdaten mittels des Computers 14 gewonnen. Der Verschiebungssensor 11 dient zur Messung der Verschiebung D der Position genau bevor das durch Ansaugen an dem Drücker 8 festklebende IC 5 in Kontakt mit dem Kontaktgeber 4 des Sockels 2 an der Position kommt, an welcher der Drücker 8 stoppt, nachdem er heruntergestoßen wurde. In der Ausführungsform wird ein berührungsfreies Wirbelstrommessgerät als der Verschiebungssensor 11 verwendet.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 1 die Konfiguration des Steuersystems zur Steuerung des Betriebs der Testhand 1 erläutert.
Der Impulsmotor 3 und der Kompressor (nicht gezeigt) sind mit der Treiberschaltung 17 verbunden, welche die Anzahl von Umdrehungen und die Drehgeschwindigkeit der beiden steuert.
Andererseits ist der Ausgangsanschluss des Lastsensors 9, des Beschleunigungssensors 10 und des Verschiebungssensors 11 mit dem Verstärker 12 verbunden. Der Verstärker 12 verstärkt das schwache elektrische Signal, das dann von dem A/D-Wandler 13 in ein digitales Signal umgewandelt wird. Das digitale Signal wird der CPU 18 des Computers 14 zugeführt. Der Computer 14, der eine mit der CPU 18 und einem Speicher M verbundene Rechenschaltung 15 enthält, steuert den Betrieb des gesamten Systems. Der Speicher M enthält ein ROM, in dem die Betriebsprogramme für die CPU 18 gespeichert sind, und ein RAM zur vorübergehenden Speicherung der in der Rechenschaltung 15 verwendeten Daten.
Die Ausgabedaten der Rechenschaltung 15 werden von dem D/A-Wandler 16 in ein analoges Signal gewandelt, das als ein Befehl an die Treiberschaltung 17 zum Betrieb des Impulsmotors 3 und des Kompressors geliefert wird.
In der obigen Systemkonfiguration verstärkt der Verstärker 12 die schwachen analogen elektrischen Signale von den Sensoren 9 bis 11. Der A/D-Wandler 13 digitalisiert die verstärkten analogen Signale und sendet die resultierenden Signale an den Computer 14. Entsprechend dem Einstellprogramm veranlasst die CPU des Computers 14 die Rechenschaltung 15 dazu, die arithmetische Verarbeitung zum Vergleich der gemessenen Daten mit den in dem Speicher M gespeicherten Daten durchzuführen und einen Befehl an die Testhand 1 zu geben, um eine optimale Arbeit entsprechend den Typen des ICs 5 und des Sockels 2 zu verrichten. Der Bediener kann auf einem Monitor überwachen, wie der Prozess zu jedem Zeitpunkt läuft.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 ein Zustand, in dem das IC 5 gegen den Kontaktgeber 4 des Sockels 2 gedrückt wird, sowie die Konfiguration des Sockels 2 beschrieben.
In 3 wird die Basis 2a des Sockels 2 auf dem Rahmen F4 angeordnet. Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, sind die Kontaktpins 2b an der Basis 2a gerade. Die Spitzen der Kontaktpins 2b werden durch Durchgangsbohrungen 2a eingeführt, die in einer Schutzplatte 2c gebildet sind.
Die Schutzplatten 2c werden oberhalb der Basis 2a durch die vier Stütz- oder Schutzpins 2e gehalten, die durch die Löcher eingeführt sind, die in den vier Ecken der Platte 2c und der Spiralfedern 2f gebildet sind, die um die Schutzpins 2e in einer Weise vorgesehen sind, dass die Platte 2c sich nach oben und unten bewegen kann. Wie in 5 gezeigt ist, sind die Spiralfedern 2f normalerweise so eingestellt, dass sie eine solche Spannung haben können, dass sich die Schutzplatte 2c in einem Maße hebt, dass die Kontaktpins 2b nicht aus der Oberfläche der Schutzplatte 2c hervorstehen.
Wenn das durch einen IC-Lader (nicht gezeigt) transportierte IC 5 durch Ansaugen an der Spitze des Drückers 8 festklebt und auf dem Sockel 2 angeordnet wird und der Drücker 8 das IC 5 auf den Sockel 2 drückt, wird die Schutzplatte 2c, welche den Kontaktpins 2b erlaubt, von der Oberfläche der Schutzplatte 2c hervorzustehen, wie in 6 gezeigt ist, gezwungen, sich abwärts zu bewegen. 3 zeigt einen Zustand, in dem das durch Ansaugen an der Spitze des Drückers 8 hängende IC 5 gerade in Kontakt mit der Schutzplatte 2c gekommen ist.
Der auf dem Rahmen F4 angebrachte Sockel 2 wird durch die Abdeckungen 23 und 24 befestigt und geschützt.
Wie beispielsweise in 4 gezeigt ist, weist das IC 5 eine Rechteckform einer dünnen, flachen Platte auf und eine Vielzahl von Führungspins 5b stehen von jeder Seite einer Platte hervor.
Zusätzlich zu dem in 4 gezeigten Gehäuse gibt es vielfältige Verfahren zur Bewirkung einer elektrischen Verbindung zwischen dem IC und dem Sockel. Diese umfassen ein Federkontaktverfahren, bei dem die Führungspins des ICs durch eine Feder in Kontakt mit dem Sockel gebracht werden, sowie ein Leitgummiverfahren, bei dem die exakten Lötzinnkugeln, die an einer Oberfläche der IC-Platte ausgebildet werden, in Kontakt gebracht werden mit den leitfähigen Partikeln, die in einen Gummisockel eingebettet sind (nicht gezeigt).
Obwohl das IC 5 bei dieser Ausführungsform durch Ansaugen an dem Drücker 8 der Testhand 1 festhängt, kann das IC direkt von dem IC-Lader auf dem Sockel angeordnet werden, um von dem Drücker gedrückt zu werden.
Es wird nun der Betrieb des IC-Handhabers erläutert, der wie vorstehend beschrieben konstruiert ist.
Zunächst bestimmt die CPU 18 unter Verwendung der Daten von den Sensoren 9 bis 11 den Anpressdruck, die zulässige Aufprallkraft, die Arbeitsgeschwindigkeit und die Stoßverschiebung wie folgt.
Anpressdruck
Wenn die Federkonstante der IC-Leitungen 5b K1 ist und die resultierende Federkonstante der Spiralfedern 2f des Sockels 2 K2 ist, kann man eine kombinierte Federkonstante K erhalten, indem man die Federkonstante des ICs 5 und diejenige des Sockels 2 wie folgt addiert: K = (K1 + K2)/K1·K2.
Unter Verwendung der von dem Lastsensor 9 erfassten Anpressdrucklast P, wenn der Drücker 8 in Kontakt mit dem IC 5 ist, und der Stoßverschiebung δ des ICs 5, die von dem Verschiebungssensor 11 gemessen wird, wenn das IC 5 um eine spezifische Distanz aus der Position abgesenkt wird, wo der Drücker 8 einen Kontakt mit dem IC 5 innerhalb des Sockels 2 herstellt, ist der Wert von K auch gegeben durch: K = P/δ,wobei die Stoßverschiebung δ des Drückers 8 der Abstand ist zwischen der Position des Drückers 8, wenn die Beschleunigung des Drückers 8 von Null auf einem spezifischen negativen Wert zu dem Moment wechselt, wenn das IC 5 in Kontakt mit der Schutzplatte 2c kommt, und der Position, an der der Drücker 8 um eine spezifische, durch das IC 5 vorbestimmte Distanz abgesenkt wird, oder der Position, an der der Drücker 8 von dem Computer 14 zum Halten gebracht wird, wenn die Anpressdrucklast P einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die Stoßverschiebung δ ist die Summe (δ = δ1 + δ2) des Betrages der Ablenkung δ1, wenn die Führungspins 5b des ICs 5 durch die Kontaktpins 2d des Sockels 2 gedrückt werden und der Kontraktionslänge δ2 der Spiralfedern 2f, welche die Schutzplatte 2c stützen. die Werte von δ1 und δ2 werden durch die Federkonstanten K1 bzw. K2 bestimmt.
Aufprallkraft
Wenn das IC 5 schnell in Kontakt mit der Schutzplatte 2c kommt, die als Kontaktgeber 4 dient, kann die Aufprallkraft erzeugt werden und diese kann aus der Änderung der Geschwindigkeit (ΔV = V1 – V0) des Drückers während der Zeit von Δt vor und nach dem Kontakt evaluiert werden. Die Impulskraft ist gegeben durch: F = m·(ΔV/Δt)
Wie aus der obigen Gleichung ersichtlich ist, kann die Aufprallkraft zum Zeitpunkt der Berührung extrem klein oder Null sein, wenn die Geschwindigkeit V0 des Drückers 8 vor dem Kontakt im Vergleich zu der gegebenen Arbeitsgeschwindigkeit der Testhand 1 ausreichend verringert worden ist und konstant gehalten werden kann, bis das durch Ansaugen an der Spitze des Drückers 8 festhängende IC 5 in Kontakt mit der Schutzplatte 2c kommt. In der obigen Gleichung ist ΔV/Δt als die Beschleunigung definiert und diese kann durch den Beschleunigungssensor 10 erfasst werden.
Andererseits ist die durch den Kontakt des ICs 5 mit der Sockelschutzplatte 2c erzeugte Reaktionskraft gleich der Anpresskraft p, die auf das IC 5 ausgeübt wird. Die Kraft P wird von dem Lastsensor 9 (Load Cell) erfasst, der über dem Drücker 8 vorgesehen ist. Lässt man die Masse des Drückers 8 an der Spitze der Testhand 1 m sein, so kann die Aufprallkraft F als Produkt von m und der Beschleunigung berechnet werden, wie in der obigen Gleichung gezeigt ist.
Arbeitsgeschwindigkeit
Die Arbeitsgeschwindigkeit V(t) des Drückers 8 der Testhand 1 zu einem gegebenen Zeitpunkt t kann entweder aus den von dem Sensor 11 gemessenen Verschiebungsdaten D(t) oder den von dem Sensor 10 gemessenen Beschleunigungsdaten A(t) wie folgt berechnet werden: V(t) = {D(t) – D(t – Δt)}/Δt V(t) = V(t – Δt) + A(t)·Δt
Stoßverschiebung
Die Stoßverschiebung δ(t) kann aus den von dem Verschiebungssensor 11 gemessenen Daten D(t) wie folgt erhalten werden: δ(t) = D(t) – D(t – Δt)
Andererseits sind die folgenden Datenelemente zuvor in den Speicher M des Computers 14 eingegeben worden:

(1) Die Arbeitsgeschwindigkeit V der Testhand 1 (Drücker 8). Diese wird bestimmt durch die Anzahl von Umdrehungen und die Rotationsgeschwindigkeit des Impulsmotors 3.
(2) Die Bremsposition HB und die Stopposition HS (siehe 1 der Testhand 1).
(3) Die verringerte Geschwindigkeit V0 des Drückers 8 nach dem Bremsen. Diese kann durch Regulierung der Anzahl von Umdrehungen und der Rotationsgeschwindigkeit des Impulsmotors 3 bestimmt werden.
(4) Die zulässige Stoßverschiebung δa (der Betrag der Verschiebung aus der Position, an der das IC 5 in Kontakt mit der Schutzplatte 2c des Sockels 2 kommt bis zu der Position, wo der Drücker 8 stoppt).
(5) Die zulässige Anpresskraft Pa (berechnet aus der Stossverschiebung δ des Drückers 8 und der kombinierten Federkonstanten K).

Die von der CPU 18 ausgeführte Datenverarbeitung und die Berechnungsprozesse werden unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 2 erläutert.
Zunächst drückt der Drücker 8 der Testhand 1 das IC 5 wiederholt gegen den Kontaktgeber 4 des Sockels 2 oder die Schutzplatte 2c, um die Last P und die Verschiebung D zu messen, und berechnet dann die kombinierte Federkonstante K des ICs 5 und des Sockels 2 (Schritt S0). Die Anpresskraft wird unter den vorgeschriebenen Wert festgesetzt, der für das IC 5 und den Sockel 2 vorgegeben ist. Das öfter als einmalige Drücken des ICs 5 und die Durchschnittsbildung der Ergebnisse minimiert Fehler in den gemessenen Daten der Last P und der Verschiebung D und sodann können genauere Daten erhalten werden.
In dem nächsten Schritt S1 werden zusammen mit der in Schritt S0 erhaltenen kombinierten Federkonstanten K die Anfangsbedingungen in den Speicher M eingegeben, welche die Betriebsgeschwindigkeit V der Testhand 1, die Bremsposition HB und die Position HS, an der die Testhand 1 zu stoppen ist, die verringerte Geschwindigkeit V0 nach dem Bremsen, die zulässige Stoßverschiebung δa und den zulässigen Anpressdruck Pa einschließen.
Falls erforderlich, kann der Impulsmotor 3 von der Treiberschaltung 17 in dem Schritt S21 eingestellt werden.
Nachdem die Vorbereitungen zum Start abgeschlossen wurden, schaltet der Bediener den Startschalter in Schritt S22 an, was den Steuerbetrieb startet. Der Impulsmotor 3 dreht dann mit hoher Geschwindigkeit und der Drücker 8 der Testhand 1 bewegt sich aus der Ausgangsposition schnell abwärts. Die CPU 18 überprüft die Anzahl von Umdrehungen des Impulsmotors 3 durch Zählen der Anzahl von Impulsen, die von der Treiberschaltung 17 gesendet werden. Wenn die Anzahl der Impulse die Anzahl erreicht hat, welche der Bremsposition der Testhand 1 entspricht, sendet die CPU 18 der Treiberschaltung 17 einen Befehl zum Bremsen des Impulsmotors 3.
In dieser Phase übernimmt die CPU 18 in dem Schritt S23 die Eingangsdaten von den Sensoren 9 bis 11 auf. Im Ergebnis werden die Lastdaten P(t), die Beschleunigungsdaten A(t) und die Verschiebungsdaten D(t) zum Zeitpunkt t in den Schritten S3, S4 bzw. S5 in dem Speicher M gespeichert.
Unter Verwendung der in dem Schritt S4 aufgenommenen Beschleunigungsdaten A(t) wird in dem Schritt S7 die verringerte Geschwindigkeit V1(t) des Drückers 8 bestimmt. Zur gleichen Zeit wird in dem Schritt 8 unter Verwendung der in dem Schritt S5 aufgenommenen Verschiebungsdaten D(t) die alternative verringerte Geschwindigkeit V2(t) des Drückers 8 bestimmt.
In Schritt S9 wird eine Überprüfung durchgeführt, um zu sehen, ob die Geschwindigkeit V1(t) gleich der Geschwindigkeit V2(t) ist. Falls die Differenz dazwischen innerhalb des zulässigen Fehlerbereichs liegt, wird eines der Geschwindigkeitsdatenelemente, beispielsweise V2(t) in dem Schritt S10 mit der anfänglichen Geschwindigkeit V0 nach dem Einsetzen des Bremsens verglichen. Falls die Differenz dazwischen innerhalb des normalen Bereichs liegt, wird mit dem nächsten Betrieb fortgefahren.
Wenn die gemessene Geschwindigkeit größer ist als der anfänglich bestimmte Wert V0, wird die Änderung der Bremsposition HB in dem Schritt S11 eingestellt. Dann schreitet die Steuerung von Schritt S24 zu Schritt S2 fort, wo die Bremsposition HB auf eine Position näher an dem Sockel S2 geändert wird.
Nachdem die Bremsposition HB geändert wurde, werden die Daten wieder aufgenommen und die Geschwindigkeit wird in den Schritten S4, S5, S7, S8, S9 und S10 verglichen.
Andererseits wird parallel dazu in dem Schritt S3 die Kontaktanpresskraft P(t) zwischen dem IC 5 und dem Sockel 2 direkt von dem Lastsensor 9 gemessen. Die gemessene Last wird P1(t) zugewiesen. In Schritt S6 wird die Kontaktanpresskraft P(t) aus der Masse m des Drückers 8 und der Beschleunigung A(t) berechnet. Das Ergebnis der Berechnung ist P2(t). P1(t) wird in Schritt S12 mit P2(t) verglichen. Selbst wenn sie gleich sind oder sich geringfügig unterscheiden, wird beispielsweise die Last P1(t) mit dem zulässigen Anpressdruck Pa in dem Speicher M in Schritt S13 verglichen.
Im Ergebnis wird der nächste Betrieb fortgesetzt, wenn P1(t) ≤ Pa ist oder wenn die Aufprallkraft innerhalb des zulässigen Bereichs liegt. Falls P1(t) größer als Pa ist, wird die Anzahl der Umdrehungen oder die Umdrehungsgeschwindigkeit V des Impulsmotors 3 in dem Schritt S14 verringert und die Steuerung kehrt dann zu dem Schritt S24 zurück.
Weiterhin werden die in dem Schritt S5 erhaltenen Verschiebungsdaten D(t), bei denen es sich um die Stoßverschiebung des ICs 5 auf dem Sockel 2 handelt, mit dem zulässigen Wert δ a in dem Speicher M verblichen. Wenn D(t) δ a überschreitet, wird die Veränderung der Halteposition HS des Drückers 8 der Testhand 1 in Schritt S16 eingestellt und die Steuerung kehrt von Schritt S24 zu Schritt S2 zurück. Die Änderung von HS wird vorgenommen durch eine Veränderung des Hubs des Drückers 8 der Testhand 1 oder der Gesamtanzahl der Umdrehungen vom Start bis zum Stop des Impulsmotors 3.
Durch eine Überwachung des mit der CPU 18 verbundenen Monitors 30 kann der Bediener überprüfen, ob die Betriebsgeschwindigkeit des Drückers 8 in Schritt S10 korrekt ist oder ob die Betriebszustände in den Schritten S13 und S15 akzeptabel sind. Wenn die ursprünglich eingestellten Werte korrekt sind, kann der Benutzer diese deshalb verwenden wie sie sind, wohingegen der Benutzer diese korrigiert, wenn sie nicht korrekt sind. Weiterhin kann die Fähigkeit der Testhand 1 zur Verarbeitung des ICs 5 durch eine Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit V der Testhand 1 in dem Bereich maximiert werden, der die Anforderungen in den Schritten S13 und S15 erfüllt. Da das durch Ansaugen an dem Drücker 8 an der Spitze der Testhand 1 anheftende IC 5 in Kontakt mit dem Sockel 2 kommt und unmittelbar, bevor es weiter abgesenkt wird, auf V0 verlangsamt wird, kann die Aufprallkraft beträchtlich beschränkt werden, selbst wenn die Betriebsgeschwindigkeit V einigermaßen groß ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Testhand in kurzer Zeit ordnungsgemäß betrieben werden, selbst mit verschiedenen Typen von ICs und Sockeln, indem das Steuerungsverfahren und das Messtechnik-Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung in einem IC-Handhaber enthalten ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Ein Verfahren zur Steuerung eines IC-Handhabers entsprechend der vorliegenden Erfindung und ein Steuersystem unter Verwendung des Verfahrens werden verwendet, um zu veranlassen, dass ein an der Oberfläche eines IC-Bausteins vorgesehener Kontakt einen guten Kontakt mit einem Test-Tastkopf einer Halbleitertesteinheit beim Testen des IC-Bausteins herstellt. Die Erfindung ermöglicht, dass der Betrieb schnell und genau durchgeführt wird, was es ermöglicht, eine große Anzahl von IC- Bausteinen schnell und genau zum Zeitpunkt der Auslieferung zu testen.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Testhand (1) zum Niederdrücken eines in einen Sockel (2) eines IC-Handhabers zugeführten IC's (5) umfassend die Schritte: Veranlassung der Testhand (1) zum mehr als einmaligen Niederdrücken des IC's (5) auf dem Sockel (2) und Erfassung der Belastung, der Beschleunigung oder der Geschwindigkeit und der Stoßverschiebung des IC's (5) durch entsprechende Sensoren (9–11); gekennzeichnet durch die Schritte: Berechnung der kombinierten Federkonstanten für das IC (5) und den Sockel (2) aus den zuvor gemessenen Datenelementen; und Bestimmung des Betriebs der Testhand (1) aus der berechneten Federkonstanten, so dass die auf das IC (5) ausgeübte Aufprallkraft so gesteuert wird, dass sie gleich wie oder kleiner als ein zulässiger Wert ist.
Verfahren entsprechend Anspruch 1, weiterhin umfassend die Schritte: Vergleichen eines Anpressdrucks, der sich entwickelt, wenn der Drücker (8) der Testhand (1) das auf dem Sockel (2) angeordnete IC (5) drückt, mit einer voreingestellten zulässigen Anpresskraft; und Steuerung des Betriebs der Testhand (1) mit einer Anpresskraft gleich wie oder kleiner als die zulässige Anpresskraft auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs.
Verfahren entsprechend Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst den Schritt des vorherigen Be rechnens der voreingestellten zulässigen Anpresskraft aus der kombinierten Federkonstanten des Sockels (2) und des IC's (5).
Verfahren entsprechend Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst den Schritt der Steuerung des Drückers (8) in einer solchen Weise, dass die Arbeitsgeschwindigkeit des Drückers (8) konstant ist bevor und nachdem der Drücker in Kontakt mit dem IC (5) auf dem Sockel (2) kommt.
Verfahren entsprechend Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Berechnens der zulässigen Anpresskraft aus der kombinierten Federkonstanten für den Sockel (2) und das IC (5) den Schritt der Durchschnittsbildung der kombinierten Federkonstanten enthält, die man erhält, indem man den Drücker (8) mehr als einmal veranlasst, das IC(5) auf den Sockel (2) zu drücken.
Messtechnik-Steuersystem für eine Testhand (1) umfassend: Einen Kraftaufnehmer (9) zur Erfassung der von der Testhand (1) auf ein in einen Sockel (2) zugeführtes IC (5) ausgeübten Anpresskraft; einen Verschiebungssensor (11) zur Messung der Stoßverschiebung während der Zeit, in der die Testhand (1) in Kontakt mit dem IC (5) kommt, bis sie stoppt; gekennzeichnet durch einen Beschleunigungssensor (10), der verwendet wird, um die Betriebsgeschwindigkeit zu erhalten oder die Beschleunigung der Testhand (1) zu erfassen; ein Steuermittel (14), wobei das Steuermittel (14) die kombinierte Federkonstante des IC's (5) und des Sockels (2) auf der Basis der Datenelemente von den einzelnen Sensoren (9–11) berechnet, die durch wiederholtes Drücken des IC's auf den Sockel erhalten wurden, wobei das Steuermittel (14) auch den Antrieb der Testhand (1) auf der Basis der einzelnen Datenelemente so steuert, dass die Anpresskraft, die Geschwindigkeit und die Verschiebung solche Werte erreichen, die die auf das IC (5) wirkende Aufprallkraft gleich wie oder kleiner als einen zulässigen Wert machen und den Betrieb der Testhand (1) auf ein Maximum beschleunigen.
Messtechnik-Steuersystem entsprechend Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (14) einen Speicher (M) aufweist, um die Arbeitsgeschwindigkeit der Testhand (1), die Bremsposition und die Halteposition der Testhand (1) und die Arbeitsgeschwindigkeit der Testhand (1) nach dem Bremsen, die zulässige Stossverschiebung und die zulässige Anpresskraft als Anfangsbedingungen zuvor abzuspeichern.
Messtechnik-Steuersystem entsprechend Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel angepasst ist, um den zulässigen Wert aus der Stoßverschiebung des IC's (5) und der kombinierten Federkonstanten zu berechnen.
Messtechnik-Steuersystem entsprechend Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein Mittel umfasst, um die Testhand (1) mit hoher Geschwindigkeit zu der Bremsposition zu bewegen und die Testhand (1) aus der Bremsposition mit geringer Geschwindigkeit weiter zu bewegen.
Messtechnik-Steuersystem entsprechend Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin einen Monitor aufweist, um den Inhalt der von dem Steuermittel (14) durchgeführten Steuerung darzustellen.
Messtechnik-Steuersystem entsprechend Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter ein Mittel umfasst, um die Anfangsbedingungen mit den gemessenen Datenelementen von den einzelnen Sensoren (9) zu vergleichen und ein Mittel, um die Anfangsbedingungen zu korrigieren, wenn das Ergebnis des Vergleichs gezeigt hat, dass sich die gemessenen Datenelemente von den Anfangsbedingungen unterscheiden.