JP2020507762A - 回路基板をテストするためのテスト装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に装備されていない回路基板、または部分的に装備されている回路基板をテストするための、テスト装置および方法に関する。テスト装置は、シャトルまたは２つのサブ・シャトルを有するフライング・プローブであり、テストされる回路基板を交互にテスト領域へ移動させることができる。加えて、サブ・シャトルを、大型の回路基板を共に保持するために使用することができる。【選択図】図５

Description

本発明は、回路基板をテストするためのテスト装置および方法に関する。

回路基板をテストするためのテスト装置は、一般的に、フライング・プローブのグループおよび並行テスト装置のグループの、２つのグループに分類することができる。並行テスト装置は、テストされる回路基板の接触ポイントの全てまたは少なくともほとんどと、アダプタによって同時に接触するテスト装置である。フライング・プローブは、装備されていない回路基板、部分的に装備されている回路基板、または装備されている回路基板を、２つ以上のテスト・フィンガーによって個々の接触ポイントを走査してテストする、テスト装置である。

テスト・フィンガーは、通常はトラバース台に沿って移動させることができるキャリッジに固定される。このトラバース台は、それ自体が誘導レールに沿って誘導され、移動可能である。テスト・フィンガーの各々は、回路基板の端部に接触するための接触チップを有する枢動アームを備える。したがって、接触チップを有するテスト・フィンガーを、キャリッジを移動させて枢動アームを回転させることによって、通常は矩形であるテスト・フィールドの任意の箇所に位置付けることができる。テストされる回路基板の接触ポイントに接触するためには、キャリッジが、トラバース台上で垂直に移動可能なように構成されるか、またはテスト・プローブが、キャリッジ上で垂直に可動であるように構成されるかのいずれかであり、それによってテスト・フィンガーを、回路基板の接触ポイント、すなわち回路基板テスト・ポイントに、上方または下方からそれぞれ配置することができる。

フライング・プローブは、特許文献１に記載され、フライング・プローブによる回路基板のテスト方法は、特許文献２に記載されている。フライング・プローブのためのテスト・プローブは、特許文献３、特許文献４、特許文献５、および特許文献６に開示されている。

従来、少なくとも２つの移動可能な接触フィンガーが、第１の座標方向のトラバース台の軸に沿って互いに離隔されたテスト・ポイントに到達できるように、このようなフライング・プローブに設けられる。トラバース台の軸を横断する第２の座標方向のトラバース台の軸に沿って、互いに離隔されたテスト・ポイントに到達できるように、複数のトラバース台がテスト・フィールドの上方に設けられ、（少なくとも両面印刷された回路基板をテストするために）複数のトラバース台がテスト・フィールドの下方に設けられる。原則的に導体路は、静電容量的に測定するとき、１つのテスト・フィンガーのみを使用してテストすることができる。理論的に、この場合は１つのテスト・フィンガーのみが要求されることになる。しかし、２つのテスト・フィンガーを軌道上に配置するのが好ましい。なぜなら、オーミック測定は閉回路を必要とし、そのため２つのテスト・フィンガーを必要とするからである。フライング・プローブを伴う自動テスト方法を使用するための、基本的な要因は、互いに対するトラバース台の位置、およびテスト・フィールドに対するトラバース台の位置が、正確に知られていることである。特許文献１に記載されているフライング・プローブにおいて、トラバース台は、テスト・フィンガーの移動方向に対して垂直に、フレームに移動可能に取付けられる。多くの場合は避けられない、トラバース台を移動させるときの空隙のため、トラバース台の距離は、特定の範囲の公差を有する。使用する駆動システムによっては、トラバース台の距離は特定の範囲の公差を許容せず、滑り事象のために再調整しなければならない。少なくとも４つのトラバース台のための、関連した調整および較正プロセスは、複雑で不精確となることが多い。

さらに、トラバース台がフレームに固定して配置された、フライング・プローブが知られている。トラバース台が、回路基板の上方および下方の両方で、個々にフレームに懸架されるため、トラバース台は個々に注意深く調整しなければならない。トラバース台間のテスト・フィールドに最適に到達できるトラバース台間の距離の観点から、枢動アームの長さを最適化することができる。このようなフライング・プローブが、例えば走査密度が増加または減少することになるなどの理由で、変更されたプロセス条件に適合または調整される場合、追加のトラバース台が取付けられるか、または既存のトラバース台が取除かれるか、もしくは再配置されることになる。これによって、互いに対する、およびテスト・フィールドに対するトラバース台の調整のために、多くの労力を要し、ソフトウェアの較正が要求される。

特許文献７は、別々に移動可能な複数のトラバース台を備えた、回路基板をテストするための装置を開示している。ここで、回路基板の接触ポイントに接触するための接触フィンガーを伴うテスト・ヘッドが、各トラバース台に設けられている。

特許文献８では、移動可能なトラバース台を備えた、回路基板をテストするための別の装置を開示している。移動可能なトラバース台の各々は、トラバース台に可動で配置されたテスト・ヘッドを有し、テスト・ヘッド上で、回路基板のテスト・ポイントに接触するための接触フィンガーが配置されている。

高周波信号も、回路基板の導体路を介して送信されるという事実により、回路基板の小型化を促進させることによって大きな問題が生じる。高周波信号を、導体路を介して正確に送信することを可能にするために、導体路は過剰な電気抵抗を有してはならない。導体路の抵抗値は、一般に１μΩ〜１００Ωの範囲であり得る、所定の抵抗値以下でなければならない。しかし回路基板の製作において、この抵抗値を常時確実に観測することはできない。

動作中に高電流を供給される導体路でさえ、詳細には１μΩ〜１００Ωの抵抗値である、高い抵抗領域を有するべきではない。なぜなら、このような抵抗値では電圧が低下することになり、それによって導体路の損傷を生じさせかねないからである。

このような導体路をテストするとき、４線式センシングが実施される。そのため、プライング・プローブは、テスト・フィンガーに設けられた２つのテスト・チップを伴うテスト・プローブを有する。検査される導体路は、各ケースでこのような１つのテスト・プローブを用いて、２つの回路基板テスト・ポイントに接触される。ここで電流は、テスト・チップのうちの一方をそれぞれ介して導体路に供給され、導体路で低下する電圧は、テスト・プローブの他方のテスト・チップを介して測定される。これによって、１μΩ〜１００Ω以下の範囲にある抵抗を、高い信頼性で検出することが可能になる。

回路基板の小型化および回路基板テスト・ポイントのダウンサイジングが促進されるため、このようなダブル・チップ、すなわちテスト・プローブの両方のチップが回路基板テスト・ポイントに電気接触するダブル・チップを使用して、正確に回路基板テスト・ポイントに接触するのは、困難である。

テストする回路基板が配置され得るテスト・フィールドにまたがる、少なくとも１つのトラバース台を伴って形成された、トラバース台ユニットを備える別のフライング・プローブが、特許文献９で開示されている。トラバース台は、トラバース台に配置されたキャリッジを有し、それによってテスト・フィンガーを直線的に移動させることができる。このトラバース台ユニットは、少なくとも２つの独立した直線誘導機構が、各ケースで、このような１つのキャリッジを誘導するために設けられることを特徴とする。このようなトラバース台ユニットを、テスト・フィールドにまたがる２つのトラバース台を伴って構成することもできる。これら２つのトラバース台のうちの一方は、テスト・フィールドの一方の側に延び、他方のトラバース台は、テスト・フィールドの他方の側に延びる。この実施形態において、トラバース台ユニットは環状の本体を形成し、テスト・フィールドは、この環状の本体の開口部を貫通して延びる。

特許文献１０および特許文献１１は、いわゆる４線式センシングが実施され得るテスト装置を開示している。この場合、導体路は、各ケースで導体路の端部において二重に接触される。電流は、一対の接触要素によって供給されて、関連する電圧低下は、他の対の接触要素によって測定される。このような４線式センシングを用いて、例えば１μΩ〜１００Ωの小さい抵抗値を、高い精度で測定することができる。これは、導体路が、高周波信号または大きい電流を送信するために使用される場合に、特に有利である。

特許文献１２は、装備されていない大型表面の回路基板を、フライング・プローブを用いてテストする方法を開示している。回路基板は、個々のセグメントに細分化することによってテストされる。セグメントを越えて延びる導体路は、それぞれのセグメントに配置された端点の静電容量式測定によって、テストされる。測定値が、同じ導体路の他の静電容量式測定値と異なる場合、導体路の遮断が判定される。回路基板は、回路基板の個々のセグメントをテストするために、フライング・プローブの内側に移動される。

回路基板のテストにおいて、装備されていない回路基板のテストと、装備された回路基板すなわちアセンブリのテストとは、区別される。アセンブリは、対応する電気構成要素に装備された回路基板である。ここで、特定の回路は、機能信号を特定の接触ポイントに適用することによってテストされ、機能信号における応答信号は、他の接触ポイントにおいて受取られる。これらのテスト方法は、回路内テストと呼ばれる。このような回路内テストは、数か所の接触ポイントのみが接触されなければならないことを特徴とするが、非常に複雑な信号機能が作り出されることが多い。装備されていない回路基板は、それらの個々の導体路が遮断されているか、または別の導体路によって短絡されているか、をテストされる。これは、オーミック測定によって実施され得る。しかし、遮断および短絡が、静電容量式測定によって検出される方法も、知られている。回路内テストとは対照的に、導体路の全て、またはほとんど全ての接触ポイントは、１回または複数回接触される。大規模な回路基板において、数万から１０万以下の接触ポイントが接触され得る。さらに、個々の抵抗器、コンデンサ、またはトランジスタなどの、少ない個々の電子構成要素が装備された回路基板は、重要性が増す。部分的に装備された回路基板をテストすることは、回路内テストで知られている機能テストが一般に実行できないので、装備されていない回路基板をテストすることと類似する。

ＥＰ０４６８１５３Ａ１ ＥＰ０８５３２４２Ａ１ ＥＰ１４５１５９４Ｂ１ 米国特許第６，３８４，６４１（Ｂ１）号 ＷＯ０３／０９６０３７Ａ１ ＥＰ０９９０９１２Ａ２ ＥＰ０４５８２８０Ａ２ ＥＰ１２１７３８２Ａ２ ＷＯ２０１４／１４００２９Ａ１ ＤＥ４４４１３４７Ａ１ 米国特許第６，３８４，６１４（Ｂ２）号 ＷＯ２００６／１３３８０８

本発明の基本的な目的は、テストされる回路基板がいくつかのテスト・フィンガー（フライング・プローブ）によって走査され、高いスループットおよび高い適応性が簡単な方法で実現される、回路基板をテストするためのテスト装置、および方法を提供することである。

さらに、本発明の基本的な目的は、テストされる回路基板がテスト・フィンガーによって走査され、非常に密な配置の場合でさえ、並べて配置された回路基板の複数の回路基板テスト・ポイントにも確実に接触できる、回路基板をテストするためのテスト装置、および方法を作り出すことである。

上記の目的の１つ以上は、独立請求項の主題によって実現される。有利な実施形態は、それぞれの従属請求項に示される。

本発明の第１の態様によると、回路基板、詳細には装備された回路基板または装備されていない回路基板をテストするためのテスト装置が提供される。テスト装置は、テストされる回路基板の回路基板テスト・ポイントに接触するよう形成された、複数のテスト・フィンガーを備える。テスト・フィンガーには、各ケースでテスト・プローブが設けられ、テスト・フィンガーは、それらのテスト・プローブを用いて所定のテスト領域における任意のポイントに接触できるよう、可動である。回路基板を、受入れ領域とテスト領域との間で搬送するため、シャトルが設けられる。

このテスト装置は、シャトルが２つのサブ・シャトルで形成されることを特徴とする。２つのサブ・シャトルは、各ケースで、受入れ領域とテスト領域との間の移動経路に沿って移動可能な面に配置される。これらの移動経路は平行におよび互いに隣り合って延び、サブ・シャトルの各々は保持領域を備える。この保持領域において、各ケースで１つの回路基板を、１つまたは複数の保持要素によって保持することができる。

回路基板を、このようなサブ・シャトルによってテストすることができる。サブ・シャトルに配置された回路基板は、テスト・フィンガーによって接触される。同時に、他のサブ・シャトルを取外し、別の回路基板を搭載することができる。次にこの回路基板を、例えばカメラによって走査して、サブ・シャトルに対する回路基板の位置を判定するなど、他のテスト・プロセスのためにサブ・シャトルに準備することができる。この、回路基板の位置の走査は、較正と呼ばれることも多い。

フライング・プローブとも称されるテスト・フィンガーを伴うテスト装置は、任意のパターンの回路基板テスト・ポイントを伴う回路基板をテストするために、基本的に好適であるので、非常に適応性がある。個々のテスト・フィンガーは、回路基板テスト・ポイントを連続的に走査する。並行テスト装置と比較すると、フライング・プローブの一般的な欠点は、回路基板テスト・ポイントの連続的な走査のため、テスト速度が大幅に遅いことである。このため、スループットが、常にテスト・フィンガーにおいて増加される。このテスト装置には２つのサブ・シャトルが設けられるので、１つの回路基板がテスト領域においてテスト・プロセスを受けることができ、その一方で、別の回路基板を、別のテスト・プロセスのために他のサブ・シャトルに準備することができる。このため、２つのテスト・プロセス間の休止期間が非常に短い。小型の回路基板において、回路基板の搭載／取外し、および場合によっては較正に必要な時間は、実際のテスト・プロセスに必要な時間と比較して、相当長い。このため、より小さい回路基板に第２のサブ・シャトルを準備することが、スループットを大幅に増加させる。

サブ・シャトルは、好ましくは、それぞれ他のサブ・シャトルに面した側に開くよう形成され、それによって回路基板は両方の保持領域にわたって延びることができ、同時に両方のサブ・シャトルによって保持され得る。

移動経路は、平行におよび互いに隣り合って配置されるので、これらは、大型の回路基板の搬送のために共に使用することができる。大型の回路基板において、テスト・プロセスに必要な時間は、搭載／取外しに必要な時間よりも大幅に長い。２つのサブ・シャトルを共に使用して、大型の回路基板を搬送できるという事実のため、テスト装置は、異なるサイズの回路基板のテストが可能であり、小型の回路基板の場合におけるスループットを、２つのサブ・シャトルによって大幅に増加させることができる。したがって、このテスト装置は、異なるサイズの回路基板のためにフレキシブルに使用することができ、より小型の回路基板のスループットにおいても最適化される。

サブ・シャトルは２つの平行の保持アームを備えることができ、それらの間で、各ケースで１つの回路基板を受入れるための保持領域を定める。保持アームを、保持アーム間の距離によって可変となるように構成することができる。

サブ・シャトルの２つの保持アームを、各ケースで、シャトルの軌道に沿って移動可能なキャリッジに固定することができる。したがって保持アームは、別個の本体を形成する。

保持アームを、上から見てＣ型を有するフレームの一体化部品とすることもでき、それはシャトルの軌道に沿った単一のキャリッジによってのみ移動可能となる。

保持アームの各々がキャリッジに固定される場合、２つのキャリッジを、スペーサ手段によって互いに連結させることができ、それによって２つの保持アーム間の距離を調整することができる。このようなスペーサ手段は、例えば一方のキャリッジ上のスピンドル・ナットの中に係合するねじであってよく、スペーサ手段は、他方のキャリッジ上のモータによって回転可能となるよう取付けられる。ねじの回転により、２つのキャリッジ間の距離、したがって２つの保持アーム間の距離は調整可能となる。

保持アームを有する、サブ・シャトルのうちの１つにおけるキャリッジのうちの１つは、キャリッジをシャトルの軌道に沿って動かすための駆動装置と共に形成することができる。この駆動装置は、例えばリニア・モータとすることができる。

回路基板を保持するための保持アームは、各ケースで保持アームのうちの１つの縁部に配置される。保持アームは、同じサブ・シャトルの他のそれぞれの保持アームに向けて面する。

保持アームは、締結要素とすることができ、締結要素は、硬質の回路基板を２つの保持アームの保持要素間に締結するために、ばねで留められる。

保持要素を、回路基板の縁部を把持する、把持／保持要素として形成することもできる。このような把持／保持要素は、好ましくは、可撓性回路基板に使用される。それによって、把持／保持要素によって把持された回路基板には応力が加えられ、そのために可撓性回路基板は保持アーム間で平坦に締結される。

テスト装置に、回路基板を自動的にサブ・シャトルに搭載／取外すため、ピックアップ領域において搭載／取外し装置を設けることができる。他方のサブ・シャトルが回路基板のテストのためにテスト領域に配置される間に、ピックアップ領域において一方のサブ・シャトルに搭載／取外され得るよう、ピックアップ領域がテスト領域から独立するように、サブ・シャトルの移動経路は、好ましくは形成される。これは、テスト・プロセスおよびサブ・シャトルの一方の搭載／取外しと、別のテスト・プロセスの準備とを、同時に行うことを可能にする。

受入れ領域は、回路基板を受入れるため、サブ・シャトルの下方に配置された受入れ要素を有することができる。このような受入れ要素を、例えば水平の平面プレートとして形成することができる。しかし、この受入れ要素は、水平に延びる支持棚部も備えることができる。テスト済みの回路基板を、サブ・シャトルによって受入れ要素に落下させることができ、次にテストされる別の回路基板を、把持アームによって、それぞれのサブ・シャトルまたは両方のサブ・シャトルに上方から供給することができる。次にサブ・シャトルは、新たに供給された回路基板と共にテスト領域に向けて動かされ、それによって、次に受入れ要素に配置されたテスト済みの回路基板を、把持アームを用いて取出すことができる。これによって、１つまたは両方のサブ・シャトルに搭載／取外すための、２つのテスト・プロセス間の中断を軽減できる。

類似して、テスト済みの第１の回路基板を、受入れ領域においてサブ・シャトルから把持アームによって受入れること、および、サブ・シャトルのまだテストされていない第２の回路基板を、受入れ要素によって設置することも、可能である。

受入れ要素は、上方に開いた複数の吸引ノズルを備えることができる。複数の吸引ノズルは、水平面に配分されるように配置される。詳細には、可撓性回路基板をこのような吸引ノズルによって保持することができ、次に、好ましくは把持／保持要素によって把持される。吸引ノズルは、好ましくは誘導レールに対して平行に向けられた、少なくとも２つの棚部に形成することができる。

受入れ要素には、好ましくは、高さを調整できるよう上昇手段が設けられる。このような受入れ要素によって、その上に設置された回路基板を、サブ・シャトルの高さまで上昇させることができ、それによってサブ・シャトルは、把持／保持要素によって回路基板を把持することができる。

テスト装置は、テストされる回路基板を走査するための、サブ・シャトルによって保持されたカメラを備えることができる。このカメラは、誘導レールに移動可能に配置することができ、誘導レールは、その上に移動可能な方法で配置された１つまたは複数のテスト・フィンガーも有する。このカメラは、テスト・フィンガーを保持する位置付け装置に配置することができる。カメラを固定して配置させること、または、誘導レールとは関係のない、カメラを動かすためのレールを設けることも可能である。代替として、カメラも、搭載／取外し装置に統合させることもできる。

保持アームの保持要素を、保持アームに沿って移動可能に形成することもできる。このような保持アームを有するシャトルは、個々の進歩性を有する概念を構成する。保持要素の移動能力によって、保持要素が、回路基板の回路基板テスト・ポイントを覆わないよう配置されるのを可能にする。

本発明の別の態様によると、テスト装置は回路基板のテスト、詳細には装備されていない回路基板、または部分的に装備された回路基板のテストのために提供される。テスト装置は、テストされる回路基板の一方の側における回路基板テスト・ポイントに接触するために設けられた、少なくとも４つのテスト・フィンガーを備える。テスト・フィンガーには、各ケースでテスト・プローブが設けられる。各ケースで、テスト・フィンガーのうちの２つは、トラバース台のレールのうちの１つに沿って移動可能で、かつテスト領域に対して垂直に向けられた軸の周りを回転可能であり、それによってテスト・フィンガーは、所定のテスト領域の任意のポイントに接触することができる。共通の誘導レールに沿って移動可能なテスト・フィンガーは、各ケースでストリップ形状の走査区域を網羅する。少なくとも２対のテスト・フィンガーの２つの走査区域は、ある程度重複する。テスト領域は、テストされる回路基板を保持するために設けられた保持要素を有する。このテスト装置は、保持要素に移動装置が設けられることを特徴とする。それによって保持要素を、テスト領域の面において、および誘導レールを横断して、保持手段によって保持された回路基板と共に移動させることができる。

このテスト装置は、少なくとも１つのテスト・フィンガーによって、確実な方法で同時に、誘導レールと平行に延びる線上に配置された、３つまたは４つの近接した回路基板テスト・ポイントに接触することも可能にする。なぜなら、これらの回路基板テスト・ポイントは、回路基板を移動させることによって、両方の走査領域が重複する区域に配置させることができるからである。このような３つ以上の回路基板テスト・ポイントに接触させることは、例えばＭＯＳＦＥＴのテストにおいて必要である。さらに、４つの回路基板テスト・ポイントは、４線式センシングが実施される場合、同時に接触されることになる。これらの回路基板テスト・ポイントを、線に沿って配置することもできる。回路基板テスト・ポイントは、線に沿って配置された４つの回路基板テスト・ポイントが誘導レールと平行に延びる場合でさえ、このようなテスト装置を使用して確実に接触され得る。

誘導レールは、好ましくは固定して配置される。

誘導レールを、狭いストリップ形状のテスト領域を形成するように、互いに近い距離で配置することができ、このテスト領域では高密度のテスト・フィンガーが配置される。テストされるそれぞれのセクションを、回路基板を誘導レールに対して平行に移動させることによって、テスト領域に搬入させることができる。

移動装置は、好ましくは、進んだ移動経路を測定するための経路測定装置を備える。経路測定装置は、好ましくは少なくとも１０μｍ以下の空間解像度、特に少なくとも１μｍ以下、または少なくとも０．１μｍ以下の空間解像度を伴って形成される。

経路測定装置は、光学スケールおよび光学センサを備えることができる。それらは、互いに対して移動可能に配置され、光学センサは、移動経路を検出するためのスケールを走査する。

本発明の別の態様によると、本発明は回路基板をテストする方法に関し、２つのサブ・シャトルを有する上述のテスト装置が利用される。第１のサブ・シャトルに配置された、テストされる回路基板は、テスト・プロセスにおいてテスト・フィンガーによって走査され、同時に、他の第２のサブ・シャトルは取外され、テストされる別の回路基板が搭載される。次に第２のサブ・シャトルは、第１のテスト・プロセスが実質的に完了されたときに、回路基板がそこで走査されるように、第２のテスト・プロセスにおいてテスト・フィンガーによって、テスト領域に移動される。

したがって、このテスト装置は、２つの回路基板を、続けて中断することなくテストすることを可能にする。例えば第１の回路基板の残りの回路基板テスト・ポイントをテストするために、全てのテスト・フィンガーを必要とせず、第２のテスト・プロセスがテスト・フィンガーを必要とせずにすでに開始できる場合は、２つのテスト・プロセスが、一時的にある程度重複することも可能である。これは、走査される回路基板テスト・ポイントのうちの大きい割合が、すでに走査されて、そのため全てのテスト・フィンガーをこの回路基板のテストのためにもはや必要としない場合に、テスト・プロセスが基本的に完了されたことを意味する。

第２のサブ・シャトルにおける回路基板を、テスト・フィンガーによる走査を受ける前に、カメラによって検出することができる。カメラによるこのような光学検出において、第２のサブ・シャトルに対する回路基板の位置を、判定することができる。

回路基板をテストするための別の方法において、受入れ要素をシャトルまたはサブ・シャトルそれぞれの下方に備える上述のテスト装置が使用される。テスト・プロセスの完了後、回路基板は、シャトルまたはサブ・シャトルそれぞれによって受入れ領域に移動され、そこで受入れ要素の上に落下され、さらに第２の回路基板が、シャトルまたはサブ・シャトルの両方もしくは一方のそれぞれの保持領域の中に挿入される。次に第２の回路基板は、テスト領域に移動させることができ、受入れ要素に配置された第１の回路基板を自由に接近可能にして、受入れ要素から持ち上げ、受入れ領域およびテスト領域の外側に預けることを可能にする。

類似して、テスト済みの第１の回路基板を、受入れ領域においてサブ・シャトルから把持アームによってピックアップすること、および、サブ・シャトルのまだテストされていない第２の回路基板を、受入れ要素によって設置することも、可能である。テストされる回路基板を挿入するとき、テストされる回路基板に把持アームによって予め供給された受入れ要素は、回路基板がサブ・シャトルの高さになるまで上昇させられる。次にサブ・シャトルは、回路基板を固定または把持することができる。次に受入れ要素は再び下げられ、それによってサブ・シャトルを、テストされる回路基板と共に自由に移動させることができる。

この方法は、２つのサブ・シャトルを有するテスト装置か、または単一のシャトルのみを有するテスト装置のいずれかを用いて実施することができる。受入れ要素および把持アームによって、サブ・シャトルにおいて２つの回路基板を非常に迅速に交換することが可能であるという事実のため、テスト装置のスループットを増加させることができる。

本発明の別の態様によると、回路基板をテストする方法は、テストされる回路基板の一方の側における回路基板テスト・ポイントに接触させるための、少なくとも４つのテスト・フィンガーを備える上述のテスト装置を使用する。各ケースで、テスト・フィンガーのうちの２つは誘導レールに沿って移動可能で、テスト・フィンガーはテスト領域に対して垂直に向けられた軸の周りを回転可能であり、それによってテスト・フィンガーは、それらのテスト・プローブによって、所定のテスト領域の任意のポイントに接触することができる。共通の誘導レールに沿って移動可能なテスト・フィンガーは、各ケースでストリップ形状の走査領域を網羅する。少なくとも２対のテスト・フィンガーの２つの走査領域が、ある程度重複する。保持要素が、テストされる回路基板を保持するために設けられる。保持要素は、移動装置によって、誘導レールを横断して移動可能である。この方法において、テストされる回路基板は、１回または複数回誘導レールを横断して動かされ、テスト・フィンガーの運動を最小にする。ここにおいて、および以下で、テスト・プロセスは、テスト・フィンガーのうちの１つによる、テストされる回路基板の第１の接触と最後の接触との間のプロセスを指す。好ましくは、最も迅速な順序で多くの回路基板テスト・ポイントに接触可能にするため、テスト・フィンガーの回転運動が可能な限り小さく維持されるよう、回路基板は複数の小さいステップで動かされる。

好ましくは、高密度または多くのテストされる回路基板テスト・ポイントを有する回路基板のセクションは、テスト・フィンガーの走査区域が重複する区域に搬入される。テスト・フィンガーは、迅速に、重複する区域の複数のテスト・フィンガーによって走査され得る。高密度または多くのテストされる回路基板テスト・ポイントを有する回路基板のセクションは、テスト・プロセスの進行に伴って変化する。なぜなら、それ以上走査されない、すでに走査された回路基板テスト・ポイントは、ここでは考慮されないからである。

特定の測定において、３つまたは４つの回路基板テスト・ポイントは、同時に接触されることになる。これらの回路基板テスト・ポイントは、互いに近接して配置されることが多く、それによってこれらの回路基板テスト・ポイントは、２つのテスト・フィンガーによってのみ検出される区域に配置される場合、同時に接触されることはできない。このような測定は、例えば４線式センシング、またはＭＯＳＦＥＴのポートをテストするときに必要である。したがって回路基板は、好ましくは、このような測定を実施するために回路基板テスト・ポイントが走査領域の重複セクションに配置されるよう位置付けられ、それによって３つまたは４つの回路基板テスト・ポイントは、３つまたは４つのテスト・フィンガーを用いて同時に接触され得る。回路基板は、同時に接触される３つまたは４つの回路基板テスト・ポイントの個々のグループが、これらのセクションに配置されるように、動かされる。

この方法において、サブ・シャトルによる回路基板の個々の運動間の較正は実行されない。好ましくは、シャトルまたはサブ・シャトルは、トラバース台に対して異なる位置において、予め較正される。本発明者らは、テストされる回路基板をトラバース台に対しても動かすことができる従来のフライング・プローブ（例えばＷＯ２００６／１３３８０８Ａ１）とは対照的に、運動機構を、シャトルまたはテストされる回路基板の各運動の後に再較正を必要としないよう十分精確に構成することが可能であることを見出した。較正中、好ましくは、複数の明確に識別された印を伴う較正プレートがシャトルに挿入され、較正プレートの異なる位置、したがってシャトルの異なる位置がカメラによって検出され、検出された経路データと関連付けられる。その結果、検出された経路データによって、トラバース台に対するテストされる回路基板の現在の箇所が、回路基板テスト・ポイントに接触させるために必要な精確性を伴い、別の較正を必要とせず、提供され得る。

本発明は、図面に示した例示的な実施形態により、例によって説明される。

回路基板をテストするためのテスト装置における、トラバース台ユニットの斜視図である。 回路基板をテストするためのテスト装置における、２つのトラバース台ユニットの斜視図である。 図２のトラバース台ユニットの正面図である。 図２および図３のトラバース台ユニットの断面図である。 ２つのサブ・シャトルおよび搭載／取外し装置を有する、回路基板をテストするためのテスト装置の上面図である。 シャトル軌道を伴う、図５のサブ・シャトルの上面図である。 把持状態にある、複数の保持要素を有する保持手段の上面図である。 把持状態にある保持手段の側面図である。 ピックアップ状態にある、図７Ａおよび図７Ｂの保持要素を有する保持手段の図である。 ピックアップ状態にある、図７Ａおよび図７Ｂの保持要素を有する保持手段の図である。 下げた位置にある、上昇テーブルの形態の受入れ要素の側面図である。 下げた位置にある、上昇テーブルの形態の受入れ要素の上面図である。 上昇させた位置にある、図９Ａおよび図９Ｂの上昇テーブルの図である。

回路基板２のテストをするための、本発明によるテスト装置１は、トラバース台ユニット３を備える。トラバース台ユニット３に沿って、複数のテスト・フィンガー４は移動可能である。この例示的な実施形態において、２つのサブ・シャトル５、６から形成される少なくとも１つのシャトルによって、テストされる回路基板を受入れ領域７からテスト領域８まで、およびその反対に、移動させることができる。

テスト装置１は、搭載／取外し装置９を備え、それによって回路基板２を、供給スタック１０から受入れ領域７まで、および受入れ領域７から２つのスタック１１、１２まで搬送することができる。

搭載／取外し装置９は、供給スタック１０、受入れ領域７、およびスタック１１、１２に沿って延びる搬送レール１３を備える。搬送レール１３は、搬送レール１３に移動可能に配置された搬送キャリッジ１４を備え、把持アームによって回路基板を把持することができる。この例示的な実施形態において、吸引カップ１６が把持アーム１５に設けられ、それによって回路基板２を上方から把持し、動かし、再び降ろすことができる。

回路基板２のスタック１０、１１、１２は、各ケースで、上昇装置１７上の最下の回路基板を伴って配置される。前記上昇装置１７は、それぞれのスタック１０、１１、１２を、最上の回路基板が搬送キャリッジ１４の把持アーム１５の上昇領域に配置されるよう、上昇させることができる。

サブ・シャトル５、６は、２つの保持アーム１８、１９、２０、２１によって各々形成され、各ケースで、キャリッジ２２、２３、２４、２５に固定される。各ケースで、サブ・シャトル５、６のうちの１つの、キャリッジ２２、２３または２４、２５はそれぞれ、各ケースで、シャトル軌道手段２６、２７上で移動可能に配置される。２つのシャトル軌道手段２６、２７の各々は、平行に延びる２つのシャトル軌道２８で構成され、それによってキャリッジは、一方では軌道２８に沿って移動可能に誘導され、他方ではシャトル軌道２８の長手方向周りの傾きに対して固定される。保持アーム１８〜２１は、各ケースで、キャリッジ２２〜２５から水平に延びる。保持アーム１８〜２１は、各ケースで、トラバース台ユニット３に平行に、またはシャトル軌道２８の長手方向もしくはサブ・シャトル５、６の運動方向５７を横断して、それぞれ配置される。シャトル軌道手段２６、２７は、受入れ領域７の側方縁部およびテスト領域８の側方縁部に沿って延び、保持アームは、キャリッジ２２〜２５から、２つのシャトル軌道手段２６、２７の間の内部領域の中に延びる。従って、シャトル軌道手段は、平行におよび互いに隣り合って配置された各サブ・シャトル５、６用の運動方向５７での移動経路を定める。

キャリッジ２２〜２５の遠位にある保持アーム１８〜２１の自由端部は、２つのキャリッジ手段２６、２７の間の中央線２９まで概ね延びる。保持アーム１８〜２１の自由端部は、それらがそれぞれのシャトル軌道手段２６、２７に沿った同じ位置に配置される場合でも、それぞれ他のサブ・シャトルの保持アームの自由端部から、わずかな距離をおいて配置される。これによって、２つのサブ・シャトル５、６を、一方が他方を越えて確実に動かすことができる。

保持アーム１８〜２１は、各ケースで、回路基板を保持するために配置された保持要素３１を有する、保持手段３０を備える。保持手段３０および保持要素３１は、保持アーム１８〜２１の縁部にそれぞれ配置され、同じサブ・シャトル５、６の他の保持アームに向かって面する。

保持手段３０は、各ケースで、２つのヒンジ式接合部３２によって、保持アーム１８〜２１に固定される。保持手段３０を、上方に折り曲げることができる。上方に折り曲げられた状態において、保持アーム１８〜２１に対して軸方向に移動され、ヒンジ式接合部３２を解放する。これによって、保持手段３０を他の保持手段と交換可能になる。

図５〜図８ｂに示す保持手段３０は、硬質の回路基板を保持するために設けられる。保持要素３１は、各ケースで、水平方向に切欠きがある締結顎部３３（図７ａ、図７ｂ）を備える。締結顎部３３は、各ケースで、ピックアップ・フォーク３４によって囲まれ、ピックアップ・フォーク３４は、各ケースで、同じサブ・シャトル５、６のそれぞれ他の保持アーム１８〜２１に向かって面した２つの尖った先端部３５を有する。尖った先端部３５は、さらには水平方向に切欠きがあり（図８ａ、図８ｂ）、それらの下側が前方に突出した突出部３６を備える。回路基板をピックアップするため、締結顎部３３は、それぞれのピックアップ・フォーク３４の２つの尖った先端部３５の間の区域の中に後退される（図８ａ、図８ｂ）。それによって、尖った先端部３５は、締結顎部３３の上である程度側方に突出する。次に、回路基板２を尖った先端部３５の突出部３６に設置し、保持アーム１８〜２１または２０、２１それぞれを接近させ、ピックアップ・フォーク３４を締結顎部３３の間に後退させることによって締結させることができる。保持手段３０は、起動要素（図示せず）を備える。起動要素によって、ピックアップ・フォーク３４を共に、図７ａ、図７ｂ、または図８ａ、図８ｂそれぞれに示す２つの位置の間で、締結顎部３３に対して移動させることができる。

各ケースで、サブ・シャトル５、６のうちの１つにおける、２つのキャリッジ２２、２３または２４、２５は、スペーサ手段によって互いに連結され、それによって２つのキャリッジ２２、２３もしくは２４、２５の間のそれぞれの距離、または、それぞれの保持アーム１８、１９もしくは２０、２１の間のそれぞれの距離は調整可能である。この例示的な実施形態において、スペーサ装置は、親ねじ３７（図５、図６）を備える。親ねじは、各ケースでモータ（図示せず）によってキャリッジ２２、２４に回転可能に取付けられ、各ケースで回転によって固定されるように配置されたねじナット（図示せず）を介して、他方のキャリッジ２３、２５において係合する。したがって、それぞれのキャリッジまたは保持アームの間隔は、それぞれのモータで親ねじ３７を回転させることによって調整される。

キャリッジ２２、２４の各々は、それぞれのサブ・シャトル５、６をシャトル軌道手段２６、２７に沿って動かすための、駆動装置を備える。この例示的な実施形態において、駆動装置はリニア・モータとして構成され、磁気要素３８が、リニア・モータの固定子を形成するシャトル軌道２８間の区域における、シャトル軌道手段２６、２７に配置される。本発明の範囲において、摩擦ホイールまたは歯車など、他の駆動装置を、サブ・シャトル５、６をシャトル軌道手段２６、２７に沿って駆動させるために設けることができる。

サブ・シャトル５、６は、経路測定装置（図示せず）を備える。経路測定装置によって、シャトル軌道手段２６、２７に沿った移動経路が測定される。この例示的な実施形態において、経路測定装置は、シャトル軌道手段２６、２７に配置された光学スケールと、各ケースで２つのサブ・シャトル５、６のキャリッジのうちの１つに配置された光学センサとによって形成され、スケールを走査する。このような経路測定装置は、１０μｍ以下の空間解像度を実現できる。経路測定装置は、中央制御手段（図示せず）に接続される。

シャトル軌道手段２６、２７の間の区域は、作業領域を形成し、ここで回路基板２を配置することができ、互いに隣り合って延びる２つの平行な移動経路に沿ってサブ・シャトル５、６によって運動方向５７に前後に移動させることができる。上に配置された受入れ領域７を有する作業領域の側は、作業領域の正面側、またはテスト装置１の正面側と称され、上に配置されたテスト領域８を有する側は、後側または背面側と称される。したがって、用語「正面へ向かって」は、正面側に向かって面するものと称され、「背面／背後に向かって」は、背面側に向かって面するものと称される。

この例示的な実施形態において、駆動装置の各々は、正面のキャリッジ２２、２４と係合する。正面のキャリッジ２２、２４の各々は、親ねじ３７を回転させるためのモータを有する。これらの駆動装置またはモータは、背面キャリッジ２３、２５に類似的に配置され得る。

トラバース台ユニット３はフレーム３９を備え、フレーム３９は、上部横梁４０および下部横梁４１、ならびに２つの垂直側方横梁４２（図１）を備える。梁４０、４１、４２は、貫通開口部４３を囲む。梁４０、４１、４２はプレート形状の要素で形成され、それによってフレーム３９は貫通開口部４３を伴うプレート形状の本体を形成する。

上部および下部横梁４０、４１の各々は、正面側および背面側の両方で水平に延びる誘導レール４４を有し、誘導レール４４上において、各ケースで２つのテスト・フィンガー４は、誘導レール４４に沿って移動可能に配置される。テスト・フィンガー４は、各ケースで、誘導レール４４上で支持される位置付け要素４５と、垂直軸周りで位置付け要素４５上で枢動可能に支持されるテスト・フィンガー４６と、テスト・フィンガー４６の自由端部の一方に配置されたテスト・プローブ４７と、によって形成される。テストされる回路基板の回路基板テスト・ポイントは、テスト・プローブ４７によって接触される。テスト・プローブは、例えばばねで留められた接触ピンによって構成される。

位置付け要素４５は、リニア・モータによって誘導レール４４に沿って移動される。

シャトル軌道手段２６、２７は、貫通開口部４３の側方縁部において延びる。シャトル軌道手段２６、２７は、プレート形状のフレーム３９の面に対して垂直に配置される。次に、サブ・シャトル５、６を、サブ・シャトル５、６またはサブ・シャトル５、６によって保持された回路基板２が、上部横梁４０に移動可能に取付けられた上部テスト・フィンガーと、下部横梁４１に移動可能に取付けられた下部テスト・フィンガーとの間に配置されるように、貫通開口部４３の区域に位置付けることができる。上部テスト・フィンガー４および下部テスト・フィンガー４は、各ケースで、下方または上方からテスト・プローブ４６を用いて、サブ・シャトル５、６によって保持された回路基板に接触することができる。

各ケースで誘導レール４４に配置された、２つのテスト・フィンガー４は、ストリップ形状の走査区域を網羅し、そこで２つのテスト・フィンガー４は、それらのテスト・プローブ４７を用いて任意の点に接触することができる。これらのストリップ形状の走査区域は、フレーム３９の面または誘導レール４４の面に平行に延びる。フレーム３９の正面側およびフレーム３９の背面側における、テスト・フィンガーの走査区域は、ある程度重複する。重複セクションにおいて、回路基板テスト・ポイントは、正面側のテスト・フィンガーおよび背面側のテスト・フィンガーの両方によって、接触され得る。これは、上部テスト・フィンガーおよび下部テスト・フィンガーに等しく適用される。

図１および図５による例示的な実施形態において、単一のトラバース台ユニット３が設けられる。トラバース台ユニット３は、各ケースで上部横梁４０および下部横梁４１における正面側および背面側に、各ケースで２つのテスト・フィンガー４を伴う誘導レール４４を備える。その結果、合計８つのテスト・フィンガー４１が、トラバース台ユニット３に配置される。

テスト装置１は、２つ以上のトラバース台ユニット、例えば２つまたは３つのトラバース台ユニットを伴って形成することができる。図２〜図４は、各ケースで２つのトラバース台ユニットによる配置を示す。

これらのトラバース台ユニットの構造は、本明細書でその全てが参照される、国際特許出願ＷＯ２０１４／１４００２９Ａ１に記載されているようなトラバース台ユニットの構造に、実質的に対応する。このようなトラバース台ユニット３は、各ケースで少なくとも１つのテスト・フィンガー４を誘導するために、少なくとも２つのリニア・ガイドすなわち誘導レール４４が、互いから独立して設けられるという事実によって特徴付けられる。

このテスト装置１は、テスト・プロセス中に、回路基板テスト・ポイントがテスト・フィンガー４によって順次走査されながら、テストされる回路基板がサブ・シャトル５、６によってトラバース台ユニットを横断して動かされるという点で、従来のテスト装置とは異なる。サブ・シャトル５、６の位置、したがってサブ・シャトルの運動方向における回路基板の位置が、経路測定装置によって非常に精確に検出されるので、回路基板とテスト・プローブとの間の相対的運動の多くの割合は、サブ・シャトルを移動させることによって影響を受ける。それは、テスト装置の特定の位置において配置され、較正される回路基板の従来のテスト装置では一般的であり、次に全てのテスト・フィンガーは動かされる。テスト・フィンガーをトラバース台に沿って移動させるよう、および垂直軸の周りに回転させるように、テスト・フィンガーを動かすことができる。複数のトラバース台が、所定のテスト領域を完全に網羅するために、このような従来のテスト装置に設けられる。トラバース台が自ら動かされる、従来のテスト装置も存在する。このテスト装置１は、精確な経路測定装置のため、サブ・シャトル５、６のうちの一方の各運動後に、回路基板を再較正する必要はない。テスト・プロセスの開始における較正で十分であり、次に回路基板を所望の回数だけ、サブ・シャトルによって動かすことができる。これは、トラバース台ユニットの誘導レールに沿ったテスト・フィンガーの運動、およびテスト・フィンガーの回転の他に、さらなる自由度を実現する。

トラバース台ユニットではなくサブ・シャトル５、６が動かされるので、トラバース台ユニットを、硬質かつ安定した鋼体で形成することができ、そこに長いテスト・フィンガーを有するテスト・フィンガーが配置される。トラバース台ユニットが固定であるので、トラバース台ユニットの重量に関して基本的に制限はない。したがってトラバース台ユニットは非常に安定しており、テスト・フィンガーを非常に精確に誘導することができる。これによって、短いテスト・フィンガーを用いるよりも大幅に大きいテスト領域を網羅する、長いテスト・フィンガーの使用を可能にする。テスト・フィンガーは、少なくとも５ｃｍの長さを有する。この長さは、テスト・プローブの先端と、それぞれのテスト・フィンガーの回転軸との間の距離として測定される。テスト・フィンガーの長さを、より大きくし、例えば少なくとも７ｃｍまたは少なくとも９ｃｍとすることもできる。

回路基板のテスト中に、トラバース台ユニットに対してシャトルによって回路基板を移動させるこの原則は、複数のトラバース台ユニットが設けられる場合、テスト領域に高密度のテスト・フィンガーを提供するように、トラバース台ユニットを互いに近接させて配置するのを可能にする。トラバース台ユニット同士の最大距離は、６００ｎｍ以下、特に５００ｎｍ以下または３５０ｎｍ以下、特に好ましくは２５０ｎｍ以下である。トラバース台同士の最小距離は、好ましくは少なくとも８０ｎｍ、好ましくは少なくとも１００ｎｍ、特に少なくとも２００ｎｍである。テスト・フィンガーのアーム長は、２つの隣接するトラバース台の間の距離の、少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、特に少なくとも７５％である。アーム長は、テスト・フィンガーの回転軸からテスト・フィンガーのテスト・プローブの接触チップまでの距離である。

これによって、高密度の回路基板テスト・ポイントを有する回路基板の、非常に迅速な走査を可能にする。個々のトラバース台ユニットの近接した配置が、互いからより大きい距離で配置されたトラバース台ユニットのテスト装置と比較して、小さいテスト領域をもたらすが、これは、回路基板がシャトルによって移動され、トラバース台ユニットに対して再位置付けされ得るので、提供されたテスト装置に関して不利にはならない。その結果、初めにテスト・フィンガーのテスト領域の外側に配置された回路基板の区域も、テストすることができる。

２つの上昇テーブル４８は、受入れ領域７に配置され（図９Ａ〜図１０）、各ケースで２つのサブ・シャトル５、６のうちの１つに割り当てられる。上昇テーブルは、水平に配置された上昇プレート４９を有し、その上に複数の吸引棚５０が、上方に開いた吸引穴または吸引ノズル５１と共に配置される。吸引棚５０は、サブ・シャトル５、６の運動方向を横断して配置される。

上昇プレート４９は、下方からフレーム５２によって支持される。フレーム５２は、上昇プレート４９を上昇および下降させるための、電気駆動式の上昇シリンダを備える。フレーム５２は、フレーム５２に固定されたカメラ５４を有し、上方の視野角を有するように配置される。上昇プレート４９は、カメラ５４の区域に凹部５５を有する。

吸引棚５０は、吸引棚５０を横断して延びるレール５６に沿って調整可能である。調整装置（図示せず）がその端部に設けられ、個々の吸引棚５０に選択的に連結され得る搬送ベルトを備え、それによって１つまたは複数の吸引棚５０は、搬送ベルトに連結することによって、および搬送ベルトの運動によって、それらの位置を変えることができる。吸引棚５０は真空ポンプに接続され、それによって空気は吸引穴５１を通して吸引され得る。

これらの上昇テーブル４８は、回路基板を受入れるための受入れ要素として機能する。これらの上昇テーブル４８を、以下でより詳細に説明するように、個々の回路基板の短期中間保管場所として使用することができる。吸引棚５０のため、上昇テーブル４８は、可撓性回路基板をピックアップまたは受入れて、吸引穴５１によって所定の位置に固定するために、および、可撓性回路基板を保持するための保持アーム１８〜２１に設けることができる、それぞれの把持要素によって可撓性回路基板が縁部区域に配置され得るよう、上昇プレート５９を上昇させることによって可撓性回路基板を位置付けるために、特に好適である。吸引棚５０を越えて突出する、可撓性回路基板の縁部を、これらの把持要素によって係合することができる。吸引棚が、それらの距離を互いに調整可能であるという事実により、吸引棚は、異なるサイズの回路基板をピックアップするために調整することができる。

単一のサブ・シャトル５、６の保持領域に最適な、最大サイズの回路基板をテストするためのテスト装置の動作が、以下で説明される。

まず、第１の回路基板が、搭載／取外し装置９の把持アーム１５によって供給スタック１０から持ち上げられ、一方のサブ・シャトル５を介して受入れ領域７に移動される。

サブ・シャトル５は、保持アーム１８、１９の保持手段３０が回路基板２のそれぞれの縁部と概ね整合されるように、回路基板２の下方に位置付けられる。保持アーム１８、１９の距離はスペーサ手段によって、締結顎部３３で突出した尖った先端部３５の突出部３６（図８ａおよび図８ｂによる）が、回路基板２の幅よりもわずかに小さくなるように調整される。回路基板２は、次に把持アーム１５によって、尖った先端部３５の突出部３６の上に降ろされる。次に把持アームはその吸引カップ１６を取外し、供給スタック１０に戻す。

回路基板２は、当初はピックアップ・フォーク３４の尖った先端部３５の突出部３６上に、大まかに載置される。保持アーム１８、１９は、スペーサ手段によってある程度互いに向けて動かされ、それによって締結顎部３３は回路基板２の縁部に押し付けられる。ピックアップ・フォーク３４は、締結顎部３３に対して後退される。それによって回路基板２は、２つの保持アーム１８、１９の間でしっかりと締結され、サブ・シャトル５を運動方向５７に、シャトル軌道手段２６に沿って回路基板２と共に移動させることができる。

回路基板は、その下側において、上昇テーブル４８に一体化されたカメラ５４によって走査される。中央制御装置に送られる、このように撮られたカメラ画像を使用して、サブ・シャトル５における回路基板の位置が判定される。任意選択または代替として、回路基板の上側を走査するためにカメラを設けることができる。このカメラを、例えば搬送レール１３に配置することができる。搬送レール１３に配置されたカメラは、好ましくは搬送レールに沿って移動可能で、それによって両サブ・シャトルの回路基板を、前記カメラによって検出することができる。

サブ・シャトル５における回路基板２の位置を判定した後、回路基板はテスト領域８に移動される。テスト領域は、トラバース台ユニット３の周りのストリップ形状の区域であり、ここで任意の点が、テスト・フィンガー４のテスト・プローブ４７によって接触され得る。

次に回路基板２はテスト・プロセスを受け、回路基板の個々の回路基板テスト・ポイントは、テスト・フィンガー４のテスト・プローブ４７に連続的に接触される。この場合において、回路基板の導体路は、遮断または短絡についてテストされる。各ケースで、導体路の２つの端点に１つのテスト・フィンガーで同時に接触することができる、オーミック測定または抵抗測定として、測定を行うことができる。導体路を静電容量の点で測定することも可能で、この場合は、単一のテスト・フィンガーのみを導体路に接触させなければならない。静電容量測定は、長い導体路において特に有利である。

回路基板は、運動方向５７にテスト領域８を越えて延びることができる。テスト・プロセス中、回路基板を、テスト領域８における回路基板の異なるセクションに位置付けるため、または、テスト・フィンガーの運動を最適化、すなわちテスト・フィンガーを可能な限り小さく維持するために、サブ・シャトル５によって１回または複数回移動させることができる。

好ましくは、高密度または多くのテストされる回路基板テスト・ポイントを備えた、回路基板のセクションは、テスト領域８のセクションの中に搬入され、そこにおいて、２つの異なる誘導レール４４のテスト・フィンガーの走査区域は重複する。これによって、高密度または多くのテストされる回路基板テスト・ポイントを有する、このようなセクションが、順次非常に迅速に接触されるのを可能にする。

テストされる回路基板の個々の運動は、再較正すなわち光学走査を必要としない。なぜなら、トラバース台ユニット３またはテスト・フィンガー４に対する回路基板の位置は、経路測定装置によって精確に追尾されるからである。

回路基板のトラバース台ユニット３に対する移動能力は、少なくとも３つまたは４つの回路基板テスト・ポイントが同時に接触されることになるので、ＭＯＳＦＥＴの接触ポイントに接触させるための、確実な４線式センシングも可能にする。回路基板テスト・ポイントは、互いに近接して配置することもできる。このような、同時に接触されることになる回路基板テスト・ポイントのグループを、異なるグループのテスト・フィンガーの走査区域がサブ・シャトル５を移動させることによって重複するセクションの中に、搬入することができ、それによって近接する回路基板テスト・ポイントに、複数のテスト・フィンガーによって同時に接触させることができる。これは、トラバース台ユニット３に対して平行に延びる線上に概ね配置された、同時に接触されることになる回路基板テスト・ポイントにも適用される。これらの回路基板テスト・ポイントに、従来のフライング・プローブによって接触させることは困難であることが多い。これらの回路基板テスト・ポイントは、互いに広く離隔されていても、サブ・シャトルを移動させることによって、２つの隣接する走査区域の重複区域の中に搬入することができる。

サブ・シャトル５の第１の回路基板２を伴うテスト・プロセス中、別の第２の回路基板２が、把持アーム１５によってサブ・シャトル６に挿入される。サブ・シャトル６に挿入された回路基板は、次にカメラ５４を用いて走査され、それによってサブ・シャトル６の回路基板２の位置が判定（較正）される。第２の回路基板を伴うサブ・シャトル６は、次にテスト領域８に移動される。

第１の回路基板のテストに、少なくとも全てのテスト・フィンガーは必要なくなるよう、一旦第１の回路基板のテスト・プロセスが実質的に完了すると、次に第２の回路基板のテストのためのテスト・プロセスが始まり、ここで、第１の回路基板のテストにもはや必要ないテスト・フィンガーは、第２の回路基板に移動され、この基板の次の回路テスト・ポイントに接触する。

第１の回路基板のテスト・プロセスの完了後、前記回路基板はサブ・シャトル５によって受入れ領域７に戻される。受入れ領域７において、テストされた回路基板２は把持アーム１５によって持ち上げられ、スタック１１、１２のうちの１つに移動される。スタック１１は欠陥のある回路基板のために設けられ、スタック１２は欠陥のない回路基板のために設けられる。

サブ・シャトル６に配置された第２の回路基板をテストしながら、サブ・シャトル５に、別の第３の回路基板を搭載することができる。第３の回路基板は、次に較正され、その後テスト領域８に移動される。

このように、回路基板を、テスト領域８において短い時間間隔で順次テストすることができる。

特に、テスト・プロセスを短時間で完了できる小型の回路基板において、回路基板の搭載／取外しおよび較正によって大幅な遅れが生じ、それによってスループットが低減する。これは、２つのサブ・シャトルによるテスト領域８への交互の供給によって、このテスト装置によって避けられる。

この装置は、２つのサブ・シャトル５、６のうちの１つの保持領域よりも大きい回路基板のテストも可能にする。そのため、サブ・シャトルは、それぞれの正面および背面の保持アーム１８、２０または１９、２１が互いに整合されるよう、位置付けられる。したがって、大型で矩形の回路基板を、両方の保持領域にわたって延びるよう、２つのサブ・シャトル５、６に挿入することができ、それによって同時に両方のサブ・シャトル５、６によって保持され得る。したがってサブ・シャトル５、６は、単一のシャトルとして共に使用される。回路基板が矩形ではない場合、それでも両方のサブ・シャトル５、６によって受入れられ得る。この場合、それぞれの保持アームは、互いに整合されるようには配置されない。

大型の回路基板は、次に２つのサブ・シャトルを移動させることによって、テスト領域８に動かされる。大型の回路基板は、小型の回路基板によって上述したように、類似のテスト・プロセスを受ける。テスト・プロセス中、大型の回路基板を、トラバース台ユニット３に対して移動させることもできる。このような大型の回路基板は、互いに近くに配置される場合、または運動方向５７を横断する線に沿って配置される場合でも、４線式センシングの実施、または他のグループの回路基板テスト・ポイントに同時に接触させることも可能にする。大型の回路基板のテスト・プロセスが完了した場合、この大型の回路基板はサブ・シャトル５、６によって受入れ領域７に向かって移動される。大型の回路基板は、次に受入れ領域７において上昇テーブル４８上に降ろされる。別の回路基板が、把持アーム１７によって、受入れ領域７にわたってすでに利用可能とされ得る。次に別の回路基板は把持アームによって下げられ、それによってサブ・シャトル５、６によって受入れられ、次にテスト領域８に移動させることができる。

テスト領域に向かうサブ・シャトル５、６の移動のため、回路基板は上昇テーブル４８上で自由に接近可能に配置され、それによって把持アーム１５によってピックアップされ、スタック１１、１２に移動させることができる。

回路基板を上昇テーブル４８上に設置することによって、サブ・シャトル５、６に搭載／取外すために要する時間を、従来の方法と比較して大幅に短縮させることができる。

このテスト装置によって、小型および大型の両方の回路基板をテストすることが可能となる。小型の回路基板では、テスト領域への回路基板の交互の供給により、従来のフライング・プローブと比較してスループットを大幅に増加させることができる。

加えて、保持アームの互いに対する距離の調整能力によって、短いシーケンスで異なるタイプの回路基板をテストすることを可能にする。テスト装置の再適合または再配置の必要がなく、ただ保持アームの互いに対する距離を変更するのみである。さらに、両方のサブ・シャトルによって搬送される大型の回路基板、および１つのみのサブ・シャトルで搬送される小型の回路基板を、再配置することなく順次テストすることができる。

そのため、このテスト装置は高い適応性も有し、加えて小型の回路基板のテストにおいて高いスループットを可能にする。

本発明を、単一のトラバース台ユニット３を伴うテスト装置の例示的な実施形態によって上記で説明した。本発明の範囲において、例えば図２および図３に示すように、複数のトラバース台ユニットを設けることもできる。

上記で説明した例示的な実施形態は、２つのサブ・シャトル５、６が設けられている。例えば上昇テーブル４８、および、それによって回路基板をテストした後にその回路基板をピックアップし、別の基板を上方からシャトルに供給することを可能にする方法を提供する、本発明の特定の態様が、単一のシャトルのみを備えるテスト装置と共に使用されることもあり得る。

上記で説明した例示的な実施形態において、両シャトルの保持領域にわたって延びる回路基板が挿入されていない場合、２つのサブ・シャトル５、６は、互いから完全に独立して可動である。２つのサブ・シャトルが共に回路基板を受入れる場合、両方のサブ・シャトルを互いに機械的に連結する連結要素を設けることは、有利となり得る。

上記で説明した例示的な実施形態において、シャトルの各々は２つの保持アームを備え、これらのアームは別個の構成要素であり、１つのシャトル軌道手段において、各ケースで１つのキャリッジによって移動される。基本的に、２つの保持アームの代わりに、単一のキャリッジによってのみ保持される従来のフレームを設けることも可能である。このフレームは、上から見て概ねＣ型となるよう形成することができ、そのため他のサブ・シャトルに向かう方向に開いている。その結果、大型面の回路基板を、上記で説明した２つのサブ・シャトルを伴うように、２つの対向するＣ型フレームに挿入することができる。

上記の例示的な実施形態において、回路基板は、両側から自由に接近できるよう、および回路基板の両側を同時にテストできるよう、保持要素３１によってサブ・シャトル５、６の内側で保持される。しかし、回路基板の一方の側のみをテストするためのテスト装置もある。回路基板の一方の側のみをテストするためのシャトルは、回路基板の下側と係合する、１つまたは複数の吸引カップなどの保持要素を備えることができる。

本発明を、少なくとも２つの誘導レール４４を備えるトラバース台ユニットを有する、例示的な実施形態によって上記で説明した。このようなトラバース台ユニットとは異なる方法による誘導レールを設けることも、本発明の範囲内で可能である。誘導レールは、例えば別個のトラバース台それぞれに配置することができる。複数の誘導レールを共通のプレートに固定することもできる。好ましくは、各ケースで複数の誘導レールを伴う別個のプレートが、テストされる回路基板の各側をテストするために、設けられる。誘導レールは、好ましくは等距離かつ平行にプレート上に配置される。このようなプレートは、例えば花崗岩プレートとすることができる。

これら全ての実施形態は、共通して誘導レールが固定して配置される。

誘導レールの最大距離は、好都合には、３００ｍｍ以下、特に２５０ｍｍ以下または１７５ｍｍ以下、特に好ましくは１２５ｍｍ以下である。誘導レールの最小距離は、好ましくは、少なくとも４０ｍｍ、特にそれぞれ少なくとも５０ｍｍ、または少なくとも１００ｍｍである。

１ テスト装置
２ 回路基板
３ トラバース台ユニット
４ テスト・フィンガー
５ サブ・シャトル
６ サブ・シャトル
７ 受入れ領域
８ テスト領域
９ 搭載／取外し装置
１０ 供給スタック
１１ スタック
１２ スタック
１３ 搬送レール
１４ 搬送キャリッジ
１５ 把持アーム
１６ 吸引カップ
１７ 上昇装置
１８ 保持アーム
１９ 保持アーム
２０ 保持アーム
２１ 保持アーム
２２ キャリッジ
２３ キャリッジ
２４ キャリッジ
２５ キャリッジ
２６ シャトル軌道手段
２７ シャトル軌道手段
２８ シャトル軌道
２９ 中央線
３０ 保持手段
３１ 保持要素
３２ ヒンジ式接合部
３３ 締結顎部
３４ ピックアップ・フォーク
３５ 尖った先端部
３６ 突出部
３７ 親ねじ
３８ 磁気要素
３９ フレーム
４０ 上部横梁
４１ 下部横梁
４２ 横梁
４３ 貫通開口部
４４ 誘導レール
４５ 位置付け要素
４６ テスト・フィンガー
４７ テスト・プローブ
４８ 上昇テーブル
４９ 上昇プレート
５０ 吸引バー
５１ 吸引穴
５２ フレーム
５３ 上昇シリンダ
５４ カメラ
５５ 凹部
５６ 軌道
５７ 運動方向

Claims (25)

1. テストされる回路基板（２）の回路基板テスト・ポイントに接触するよう構成された複数のテスト・フィンガー（４）を備え、前記テスト・フィンガー（４）には、各ケースでテスト・プローブ（４７）が設けられ、前記テスト・フィンガー（４）は、それらのテスト・プローブ（４７）を用いて所定のテスト領域（８）における任意のポイントに接触できるよう可動であり、シャトル（５、６）が回路基板（２）を、受入れ領域（７）と前記テスト領域（８）との間で搬送するために設けられた、特に装備されていない回路基板、または部分的に装備されている回路基板をテストするための、テスト装置であって、
   前記シャトルが２つのサブ・シャトル（５、６）で形成され、前記２つのサブ・シャトル（５、６）の各々は、前記受入れ領域（７）と前記テスト領域（８）との間の移動経路に沿って移動可能な面に配置され、前記移動経路は平行におよび互いに隣り合って延び、前記サブ・シャトル（５、６）の各々は保持領域を備え、前記保持領域において、各ケースで１つの回路基板（２）を、１つまたは複数の保持要素によって保持することができることを特徴とする、テスト装置。
2. 前記サブ・シャトル（５、６）は、それぞれ他のサブ・シャトル（５、６）に面した側に開くよう形成され、それによって回路基板（２）は両方の保持領域にわたって延びることができ、同時に両方のサブ・シャトル（５、６）によって保持され得ることを特徴とする、請求項１に記載のテスト装置。
3. 各サブ・シャトル（５、６）は、各ケースで１つの回路基板（２）を受入れるための前記保持領域を定める、２つの平行の保持アームを備え、前記２つの保持アーム（１８〜２１）は、互いまでの距離が可変であるよう構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のテスト装置。
4. 前記サブ・シャトル（５、６）のうちの一方の前記２つの保持アーム（１８〜２１）は、各ケースで、シャトル軌道手段（２６、２７）に沿って移動可能なキャリッジ（２２〜２５）に固定されることを特徴とする、請求項３に記載のテスト装置。
5. 前記キャリッジ（２２〜２５）は、スペーサ（３７）によって互いに連結され、それによって前記２つの保持アーム（１８〜２１）間の前記距離を調整できることを特徴とする、請求項４に記載のテスト装置。
6. 前記サブ・シャトル（５、６）のうちの一方の、前記２つのキャリッジ（２２、２３または２４、２５）のうちの少なくとも一方は、前記キャリッジ（２２、２３または２４、２５）を前記シャトル軌道手段（２６、２７）に沿って動かすための駆動装置（３８）と共に形成されることを特徴とする、請求項４または５に記載のテスト装置。
7. 前記保持要素（３１）は、各ケースで同じ前記サブ・シャトル（５、６）のそれぞれ他の前記保持アーム（１８〜２１）に面した、前記保持アーム（１８〜２１）のうちの１つの縁部に配置されることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載のテスト装置。
8. 前記サブ・シャトル（５、６）に前記回路基板（２）を自動的に搭載／取外すための、搭載／取外し装置（９）は、前記受入れ領域（７）に設けられ、前記受入れ領域（７）において前記サブ・シャトル（５、６）に搭載／取外すことができるよう、かつ、前記サブ・シャトル（６、５）の他方がその間、回路基板（２）をテストするための前記テスト領域（８）において配置されるよう、前記受入れ領域（７）が前記テスト領域（８）から独立するように、前記サブ・シャトル（５、６）の移動経路が形成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のテスト装置。
   
9. 受入れ要素（４８）は、回路基板（２）を受入れるため、少なくとも前記受入れ領域（７）において前記サブ・シャトル（５、６）の下方に配置されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のテスト装置。
10. 前記受入れ要素（４８）は、水平面に配分されるように配置されて上方に開いた複数の吸引ノズル（５１）を備えることを特徴とする、請求項９に記載のテスト装置。
11. 前記吸引ノズル（５１）は、誘導レール（４４）に対して平行に向けられた、少なくとも２つの棚部（５０）に形成され、その上に前記テスト・フィンガー（４）が移動可能に取付けられることを特徴とする、請求項１０に記載のテスト装置。
12. 前記受入れ要素（４８）には、高さを調整できるよう上昇手段（５３）が設けられることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のテスト装置。
13. テストされる回路基板（２）を走査するための、サブ・シャトル（５、６）によって保持されたカメラ（５４）を備えることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のテスト装置。
14. ２つの保持アーム（１８〜２１）を伴い、その上に保持要素（３１）が、各ケースで前記保持アーム（１８〜２１）のうちの１つの縁部に配置され、前記保持アーム（１８〜２１）はそれぞれ他の前記保持アーム（１８〜２１）に面し、特に請求項１〜１３のいずれか一項に記載のテスト装置のために回路基板を搬送するシャトルであって、
    前記保持要素（３１）が、それぞれの前記保持アーム（１８〜２１）に沿って移動可能であることを特徴とする、シャトル。
15. テストされる回路基板（２）の一方の側の回路基板テスト・ポイントに接触するよう構成された、少なくとも４つのテスト・フィンガー（４）を備え、前記テスト・フィンガー（４）には各々、テスト・プローブ（４７）が設けられ、各ケースで、前記テスト・フィンガー（４）のうちの２つは誘導レール（４４）に沿って移動可能で、前記テスト・フィンガー（４）は前記テスト領域（８）に対して垂直に延びる軸の周りを回転でき、それによって前記テスト・フィンガー（４）は、それらのテスト・プローブ（４７）を用いて所定のテスト領域（８）の任意のポイントに接触することができ、共通の誘導レール（４４）に沿って移動可能な前記テスト・フィンガー（４）の各々は、ストリップ形状の走査領域をカバーし、前記テスト・フィンガー（４）の少なくとも２対の２つの走査区域は、ある程度重複し、保持要素（３１）は、テストされる回路基板（２）を保持するための前記テスト領域（８）に設けられた、特に装備されていない回路基板、または部分的に装備されている回路基板をテストするための、テスト装置であって、
    前記保持要素（３１）には移動装置が設けられ、それによって前記保持要素（３１）は、前記テスト領域（８）の面において、および前記誘導レール（４４）を横断して、保持手段によって保持された回路基板（２）と共に移動可能であることを特徴とする、特に請求項１〜１３のいずれか一項に記載のテスト装置。
16. 前記誘導レール（４４）は固定して配置されることを特徴とする、請求項１５に記載のテスト装置。
17. 前記移動装置は、進んだ移動経路を測定するための経路測定装置を備え、前記経路測定装置は、好ましくは少なくとも１０μｍ以下の空間解像度、特に少なくとも１μｍ以下の空間解像度、好ましくは０．１μｍ以下の空間解像度を有することを特徴とする、請求項１５または１６に記載のテスト装置。
18. 前記経路測定装置は、光学スケールおよび光学センサを備え、それらは互いに対して移動可能に配置され、前記光学センサは、前記移動経路を検出するためのスケールを走査することを特徴とする、請求項１７に記載のテスト装置。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置を使用して、回路基板をテストする方法であって、
    第１のサブ・シャトル（５、６）に配置された、テストされる回路基板（２）は、第１のテスト・プロセスにおいてテスト・フィンガー（４）によって走査され、同時に、第２のテスト・シャトル（６、５）は取外され、テストされる別の回路基板（２）が搭載され、前記第２のサブ・シャトル（６、５）は、前記第１のテスト・プロセスが実質的に完了されたときに、前記回路基板（２）をそこで走査するために、第２のテスト・プロセスにおいて前記テスト・フィンガー（４）によって、テスト領域（８）に移動されることを特徴とする、方法。
20. 前記テスト・フィンガー（４）による走査を受ける前に、前記第２のサブ・シャトル（６、５）における前記回路基板（２）は、カメラ（５４）によって検出され、前記第２のサブ・シャトル（６、５）に対する前記回路基板（２）の位置を判定することを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 請求項９〜１８のいずれか一項に記載の装置を使用して、回路基板をテストする方法であって、
    第１の回路基板（２）のテスト・プロセスの終了後、前記第１の回路基板（２）は、一方または両方のサブ・シャトル（５、６）によって受入れ領域（７）に移動され、受入れ要素（４８）上に設置されるか、または把持アーム（１５）によってピックアップされ、別の第２の回路基板（２）は、前記把持アーム（１５）または前記受入れ要素（４８）によって一方または両方のサブ・シャトル（５、６）に設置され、前記第２の回路基板（２）は前記テスト領域（８）に移動され、前記第１の回路基板（２）は、前記把持アーム（１５）によって前記ピックアップ区域（７）の前記ピックアップ要素（４８）でピックアップされて、前記受入れおよび前記テスト領域（７、８）の外部に預けるか、または前記把持アーム（１５）によって直接ピックアップされるかのいずれかであることを特徴とする、特に請求項１９または２０に記載の方法。
22. 請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の装置を使用して、回路基板をテストする方法であって、
    テストされる回路基板は、テスト・プロセス中に、誘導レール（４４）を横断して１回または複数回動かされ、前記誘導レール（４４）上でテスト・フィンガーは、前記テスト・フィンガー（４）の運動を最小にするよう移動可能に取付けられることを特徴とする、特に請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 高密度または多くのテストされる回路基板テスト・ポイントを有する前記回路基板のセクションは、テスト・フィンガーの走査区域が重複する区域に搬入されることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 同時に接触可能な３つまたは４つの回路基板テスト・ポイントを備える前記回路基板のセクションは、各ケースで、前記テスト・フィンガーの前記走査区域が重複する前記区域のうちの１つに搬入されることを特徴とする、請求項２２または２３に記載の方法。
25. テストされる前記回路基板（２）は、前記テスト・プロセスの前のみで較正され、前記テスト・プロセス中に、前記テスト・フィンガーに対する前記回路基板（２）の位置は、前記誘導レール（４４）を横断する移動経路を検出する経路測定装置によって追跡されることを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の方法。

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