DE9418315U1

DE9418315U1 - Testsystem, welches in die mechanische Apparatur zur Handhabung von zu testenden elektrischen Bauteilen integriert ist

Info

Publication number: DE9418315U1
Application number: DE9418315U
Authority: DE
Original assignee: FISCHER ROLF DIETER
Current assignee: FISCHER ROLF DIETER
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2004-11-16

Description

Seite 2 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft die körperliche Gestaltung dex~ elektronischen Schaltung zum Testen (Messen) von elektrischen Bauteilen, meist Integrierten Schaltungen (kurz IC genannt), dergestalt, daß zumindest der gesamte sensible Schaltungteil eines Testsystems {zum Eeispiel Wafeform-Generator, Pattern-Generator, Impuls-Generator, Elektronische Voltmeter, Timer oder Sanier) sich auf einer Leiterplatte befindet, die in den sogenannten Handler oder Prober eingebaut oder an diesen angebaut wird mit dem Zweck, das zu testende elektrische Bauelement und die Meßschaltung äußerstmöglich nahe zusammenzubringen, reproduzierbare stabile elektrische Werte bei den elektrischen Verbindungen zu gewährleisten und Kontaktierfehler durch das nicht-Nctwendigsein von Steckverbindungen präventiv zu vermeiden.

Dadurch werden Störeinflüsse durch zu lange Leitungwege oder durch fehlerhafte oder ungeeignete Steckverbindungen nahezu völlig eliminiert. Insbesondere bei der Messung von sehr kleinen Strömen oder Spannungen oder sehr hohen Frequenzen oder sehr kurzen Seiten wird eine unmittelbare Messung durch eine solche kompakte Anordnung physikalisch erst möglich.

Bisherige Anordnungen sind nach meinem Wissen immer getrennt nach der mechanischen Handhabungsvorrichtung für die zu testenden Bauteile (dem Handler oder Prober) einerseits und der elektrischen Meßapparatui', oft als programmgesteuertes Testsystem ausgeführt, andererseits. Die elektrische Verbindung geschieht stets über Meßkabel, Steckverbinder und mechanischer Kontaktiervorrichtung. Durch Verwendung von "teflon"-isolierten Leitungen sowie schirmung der Meßleitungen und

Verwendung von edelmetallbeschichteten Kontakten versucht man die obengenannten Störeinflüsse zu begrenzen. Dies gelingt wegen den oft langen Wegen nur teilweise. Ein gewisser Kompromiß ist durch Zwischenschalten von Anpassungsschaltungen möglich, welche elektrisch so nahe wie möglich an das zu testende elektrische Bauteil angeschlossen werden. Neben einer zwangsweisen Verschlechterung der Messgenauigkeit verursachen solche Lösungen jedoch zusätzliche Kosten für Entwicklung, Herstellung, Ausprobe, Instandhaltung und Bereithaltung von Reserven.

Oft ist auch zu sehen, daß spezielle Eingangs/Ausgangs-Module im Personal-Computer eingebaut werden, was nur bei völlig unkritschen Anwendungen zum Erfolg führen kann.

Die beschriebene Erfindung ist geeignet, diese Probleme beim serienmäßigen Testen von elektrischen Bauteilen mittels sogenannten Handler oder Prober zu beseitigen, den elektrisch störenden und ergcnomisch oft hinderlichen Verkabelungsaufwand auf unempfindliche und standardisierte Datenleitungen zu begrenzen und auf kompromissbehaftete und kostenverursachende Anpassungschaltungen zu verzichten.

Technisch möglich wird diese Lösung dadurch, 1. daß, falls der verfügbare Raum zur Unterbringung eines kompletten Testsystems nicht ausreicht,, nur solche (standardisierte) Schaltungsteile auf der Leiterplatte realisiert werden, die zur akuten Meßaufgabe notwendig sind (im Unterschied zum seither üblichen Testsystem, wo für alle nur denkbaren Messaufgaben notwendige Module bereitgehalten aber im Einzelfall nur zum Teil genutzt werden) und

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2. daß die elektronischen Schaltungen wenn nötig mit Miniatur-Bauelementen (sogenannten SMD- oder SMT- Bauelementen) realisiert werden.

3. daß wenn nötig Mehrlagen-Leiterplatten verwendet werden.

4. daß bei Handler oder Prober mit hohen oder tiefen Temperaturen der messtechnische Schaltungsteil thermisch isoliert und/oder temperiert wird.

Zur programmgemäßen Steuerung des Testablaufes ist ein handelsüblicher Personal-Computer oder eine sogenannte Work-Station vorgesehen, über die mittels geeigneten Programmen auch Datensamralung und -auswertung betrieben wird. Da oft schon ein PC-Netzwerk vorhanden ist, kann dieses ohne Mehraufwand für den Datenaustausch benutzt werden. Dies ist bei den bisherigen Testsystemen nach meinem Wissen mangels Kompatibilität nicht ohne weiteres möglich.

Da die zu schaffende Leiterplatte schaltungsmäßig meistens auf den individuellen Prüfling zugeschnitten konzipiert werden muß, entsteht gegenüber den bekannten Lösungen zunächst der vermeintliche Nachteil, stets "Sonderlösungen" schaffen zu müssen, die mehr kosten als sogenannte universeile Systeme. Diese Argumentation ist allerdings insoweit zu relativieren, als bei den meist komplexen Prüflingen auch die universellen Systeme immer hardwaremäßig an die individuelle Testaufgabe angepaßt werden müssen, insbesondere durch die obengenannten Anpassungsschaltungen; da dieser Aufwand hier gegengerechnet werden kann ist es kostenmäßig nicht mehr weit zu der hier beschriebenen technisch kompromisslosen Lösung. Dies gilt insbesondere deshalb, weil stets die einmal bekannten standardisierten Schaltungen verwendet werden, welche mit den heute üblichen

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Methoden der CAD sogar auf dem Wege des Kopierens dupliziert werden können.

Die Realisierung wird anhand eines Vergleichs des bekannten Zustandes mit der hier beschriebenen Lösung auf unmaßstäblichen schematisierten Zeichnungen gezeigt. Auf die Darstellung von technischen Vorrichtungen, die zwar für den meist automatische Ablauf des Testvorganges üblich und notwendig, für das Verständnis der beschriebenen Lösung aber nicht von Bedeutung sind, wurde verzichtet {zum Beispiel auf Vorrichtungen zur Bauteilezu- und abfuhr).

Hierzu zeigen die Zeichnung in

Fig. 1 Ein Beispiel der hier beschriebenen

Lösung mit Personal-Computer (1), Standard-Netzwerk (2), unkritischen Datenleitungen (3), unkritische Steckverbindungen (4), Netzteile (5), Stimuli- und Meßsysteme (6) auf Leiterplatte, angebaut an Handler oder Prober (7), thermische Isolierung (S), temperierter Prüfraum (9), Kontaktierung und Prüfling (10).

Fig. 2 Ein Beispiel der hier beschriebenen Lösung wie Fig. 2, jedoch Leiterplatte (1) mit Testschaltungen (2), eingebaut in den Handler oder Prober, Kontakierung direkt als Kontaktflächen (3) mit geeigneter verschleißarmer metallischer Oberfläche auf der Leiterplatte realisiert, thermisch isolierender Niederhalter (4) zur Kontaktierung der Bauteile-Pins auf der gegenüberliegenden Kontaktfläche mit Kanal für temperierten Stickstoffstrom

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oder Luftstrom (5) {zum Beispiel -40⁰C bis +12O⁰C), Raum mit getrockneter Luft oder Stickstoffatmosphäre (6), unkritische Steckverbindungen für Datenleitungen (7) und Prüfling (S).

Fig. 3 Ein Beispiel des bekannten Zustandes mit Testsystem (1), unkritische Datenleitungen intern (2), Stimuli- und Meßsysteme (3) als Einzelmoduln in Schaltschrank, Netzteile (4), kritische Steckverbindungen (5), kritische Meßkabel (6), Anpassungsschaltung (7), Handler oder Prober (8), temperierter Prüfraum (9), Kontaktierung mit Prüfling (10).

Claims

• &diams; ■ Seite 1 SCHUTZANSPRÜCHE

1. TESTSYSTEM, welches in die mechanische Apparatur zur Handhabung von zu testenden elektrischen Bauteilen intergriert ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stimuli- und Meßschaltungen eines Testsysteme zur Messung elektrischer Größen an elektrischen Bauteilen körperlich auf einer Leiterplatte befindlich im oder am Handler oder Prober (mechanische Handhabungseinriclitung für zu testende elektrische Bauteile) zu montieren sind.

2. Testsystem nach Schutzanspruch 1., dadurch gekennzeichnet-, daß in einer möglichen Ausgestaltung zusätzlich die unsensiblen Sciialtungsteile (zum Beispiel die datenverarbeitenden Schaltungsteile oder Stromversorgungen) ebenfalls im oder· am Handler oder Prober zu montieren sind,

3. Testsystem nach Schutzanspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß in einer möglichen Ausgestaltung auch die Kontaktiereinrichtung für die zu testenden Bauteile elektrisch ohne drahtförmige Leitungen sondern mittels Leiterplattenstrukturen mit den Stimuli- und Meßschaltungen verbunden ist.

4. Testsystem nach Schutzanspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß■in einer möglichen Ausgestaltung die Kontaktiereinrichtung in Form von Kontaktflächen unmittelbar auf der Oberfläche einer Leiterplatte aufgebracht ist (zum Beispiel herausgeätzt, aufgalvanisiert oder aufplattiert).