KR100225805B1 - 테스트헤드를장치핸들러에자동결합시키는방법및장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 테스트 헤드와 장치 핸들러의 결합 및 분리를 촉진하는 포지셔너에 관한 것이다. 본 발명의 포지셔너는 제1축에 대하여 테스트 헤드가 회전하도록 한다. 포지셔너는 제1축에 수직인 제2축을 따라서 테스트 헤드를 이동시키는 결합 아암 구조를 포함한다. 모터, 센서 및 프로세서를 사용하여, 결합 아암 구조는 전자 테스트 헤드와 장치 핸들러를 정확하게 결합시킨다.

Description

테스트 헤드를 장치 핸들러에 자동 결합시키는 방법 및 장치
제1도는 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 투시도.
제2도는 본 발명의 예시적인 실시예의 일부를 형성하는 갠트리(gantry)를 그 바닥에서 도시한 투시도.
제3도는 크래들 후방(롤 회전으로 나타냄)과 캐리지 베이스 사이의 결합을 도시한 투시도.
제4도는 스윙 아암과 캐리지 베이스 사이의 결합을 도시한 투시도.
제5도는 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 추가의 투시도.
제6a도는 본 발명의 추가의 예시적인 실시예에 따라서 스윙 아암 지지부 사이의 결합을 도시한 투시도.
제6b 및 6c도는 제6a도에 도시한 크래들 지지부의 측면도.
제7a도는 본 발명의 예시적인 실시예의 투시도.
제7b도는 결합 아암 구조와 캐리지 레일 사이의 결합을 도시한 확대 투시도.
제8도는 본 발명의 예시적인 실시예에 따르는 Y-드라이브 조립을 도시한 도면.
제9도는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 테스트 헤드를 장치 핸들러에 결합시키는 것을 도시한 것으로서, 테스트 헤드 및 장치 핸들러의 바닥으로부터 도시한 투시도.
제10도는 테스트 헤드의 보호 플레이트에서 장치 핸들러 상에서의 정렬 핀을 정렬 홀에 결합시키는 것을 도시한 투시도.
제11도는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 테스트 헤드와 장치 핸들러를 결합시키는 전자 성분을 포함하는 봉입용기의 투시도.
제12도는 본 발명의 예시적인 실시예에 포함된 전자 성분의 작동을 도시한 블록 다이아그램.
제13a 및 13b도는 장치 핸들러 및 테스트 헤드 각각에 관한 정렬 구도의 캘리 브래이션을 도시한 투시도.
제13c도는 자동 결합을 수행하는 프로세서 시스템의 프로그래밍을 도시한 플로우 차트 다이아그램.
제14도는 자동 결합 동안 테스트 헤드의 조작을 도시한 플로우 차트 다이아그램.
제15 내지 30도는 프로세서 시스템의 작동을 설명하는 플로우 차트 다이아그램.
제31a-c도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면.
제32도는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 선형 가변 변위 트랜스듀서의 위치 설정을 도시한 도면.
제33도는 제1, 4, 및 5도에서 예를 들어서 도시한 시스템의 자유도 6을 개략적으로 도시한 도면.
본 발명은 전자 테스트 헤드 포지셔너 분야의 기술에 관한 것이다.
집적 회로(IC) 및 다른 전자 장치의 자동 테스트에 있어서, 장치를 적절한 온도에 가져다 놓고 장치를 시험할 위치에 놓는 특정 장치 핸들러가 사용되고 있다. 전자테스트 자체는 장치 핸들러에 접속하여 결합시킬 필요가 있는 테스트 헤드를 포함하는 대형 및 고가의 자동 시험 시스템에 의해 수행된다. 이러한 시험 시스템에서, 통상적으로 테스트 헤드는 40 내지 300 킬로그램 정도로 매우 무겁다. 이러한 중량으로 인하여 테스트 헤드는 전자 회로가 가능한 한 테스트되는 장치에 가깝게 위치할 수 있도록 정밀 고주파수 제어 및 데이타 신호를 사용한다. 따라서, 테스트 헤드는 정밀 장치의 정확한 고속 시험을 달성하기 위해 전자 회로와 밀집하여 팩키지한다.
장치 핸들러에 대한 테스트 헤드의 위치를 결정하기 위해 테스트 헤드 포지셔너 시스템을 사용할 수 있다. 테스트 헤드가 장치 핸들러에 대히 정확한 위치에 오는 경우에는, 테스트 헤드 및 장치 핸들러가 정렬되었다고 말한다. 테스트 헤드 및 장치 핸들러가 정렬되는 경우, 연성 테스트 헤드 및 장치 핸들러 전자 커넥터를 함께 결합시켜(즉, 도킹시켜), 테스트 헤드와 장치 핸들러 사이의 테스트 신호를 전환시킬 수 있다. 결합시키기 전에, 부서지기 쉬운 테스트 헤드 및 장치 핸들러 전자 컨넥터는 전자 컨넥터의 파손을 방지하도록 정확하게 정렬시켜야 한다.
지지 구조를 따라서 이동할 수 있는 포지셔너는 테스트 헤드가 장치 핸들러와 접속하여 결합하는 위치인 목적 위치로 테스트 헤드를 운반한다. 테스트 헤드는 테스트 헤드가 자유도 6개 방향(X,Y,Z,θX,θY,θZ)까지 달성할 수 있도록 포지셔너에 부착된다.
테스트 헤드 및 그들의 각 포지셔너는 초제진실(ultraclean room) 환경에서 자주 사용된다. 그러나, 초제진실 환경을 사용하기에는 너무 비용이 높다. 그러므로, 초제진 환경내에서의 작업을 고비용으로 한다.
다양한 테스트 헤드 조작 장치가 초제진실 환경에서 사용되도록 이용되고 있다. 이들 몇 가지 테스트 헤드 조작 장치는 다양한 바람직한 형태를 가짐에도 불구하고, 이들 각 테스트 헤드 조작 장치가 적절히 작동하는 데에 필요한 공간의 크기는 바람직하지 않을 수 있다.
일반적으로 장치 테스트 및 특히 테스트 헤드 및 장치 핸들러의 사용은 점차 증가하는 복잡한 업무를 처리하도록 개발되기 때문에, 테스트 헤드는 점점 더 커지고 있다. 이 증가는 테스트 헤드의 물리적 크기 및 무게 모두와 관련된다. 그러나, 테스트 헤드가 점점 더 커질수록, 하드웨어 내에서의 충분한 조작 및 충분한 균형잡힌 방법을 실제로 수행하는 데에는 더욱 어려워지고 있다.
본 발명의 포지셔너는 전자 테스트 헤드와 장치 핸들러의 결합 및 분해를 촉진한다. 포지셔너는 제1축 주위로 테스트 헤드가 회전하도록 한다. 포지셔너는 제1축에 수직인 제2축을 따라서 테스트 헤드를 이동시키는 결합 아암 구조를 포함한다. 모터, 센서, 및 프로세서를 사용하여, 결합 아암 구조는 전자 테스트 헤드와 장치 핸들러를 정확하게 결합시킨다.
본 발명은 집적 회로 핸들러(120)에 대하여 전자 테스트 헤드(110)를 자동 결합시키는 포지셔너 시스템(200)에 관한 것이다. 테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120)가 결합할 때에, 테스트 헤드(110) 위에 위치한 매우 약한 접촉부(14)는 장치 핸들러(120) 위의 콘넥터(15)와 매우 정확하게 정렬되어 결합한다. 포지셔너 시스템(200)은 접촉부(14)와 콘넥터(15)가 결합되도록 모터 제어하의 정확한 움직임에 의해 테스트 헤드를 이동시킨다. 또한, 결합되기 전에 다양한 위치 센서(후술함)가 접촉부(14) 및 콘넥터(15)가 오정렬되지 않도록 해준다.
제1도에 예시된 바와 같이, 테스트 헤드(110)(점선으로 나타냄)는 크래들(112)에 결합한다. 제1경사계(512)는 Y-축 주위의 테스트 헤드(110)의 위치(제33도 참조)를 나타내는 신호를 제공한다. 크래들(112)은 테스트 헤드 드라이브 어셈블리(130)에 결합한다. 제3도에 도시된 바와 같이, 테스트 헤드 어셈블리(130)는 크래들(112)를 Y-축 주위로 회전시키는 스테퍼 모터(132)를 포함한다. 지지부재(46)는 테스트 헤드 드라이브 어셈블리(130)를 스윙 아암(37)에 결합시킨다. 리스트 샤프트(wrist shaft)(36)는 스윙 아암(37)의 개구부를 통해 연장되어 리스트 블록(34)에 결합한다(그리하여, Z-축 주위를 이동할 수 있도록 한다). 제5도에 도시된 바와 같이, 측 대 측 샤프트(35a,b)는 캐리지 베이스(26)에서 개구부를 통해 연장되어 X-축 주위 및 이를 따라서 이동할 수 있게 한다. 제7a도에 도시한 바와 같이, 캐리지 베이스(26)는 Y-축을 따라서 이동하도록 인-아웃 샤프트(25a,25b)를 따라서 활주한다. 인-아웃 샤프트(25a,25b)는 캐리지 레일(22a,22b)에 결합한다. 캐리지 레일(22a,22b)은 결합 아암(20)의 바닥에 위치한다. 결합 아암(20)은 각각 가위형 부재를 형성한다. 모터(212)가 볼 스크루(41)를 회전시킴에 따라서, 결합 아암 구조(20a,20c)의 선단부는 결합 아암 구조(20b,20d)의 선단부를 향하거나 이로부터 떨어져서 이동한다. 이것은,(결합 아암 구조(20)의 선단부가 서로에 대해서 원근 이동함으로써) 결합 아암 구조(20)가 상하로 진동하면서 캐리지 레일(22a,b)에서 상하로 이동하는 결과를 가져온다. 이렇게 해서 테스트 헤드(110)는 상하로 이동한다.
제9도에 도시된 바와 같이, 보호 플레이트(1012)는 테스트 헤드(110)에 부착한다. 보호 플레이트(1012)에 형성된 정렬 홀(1020)이 장치 핸들러(120)에 부착된 정렬 핀(1005)을 수용하는 경우에는, 테스트 헤드(110)는 장치 핸들러(120)와 적당히 정렬한다. 그리하여 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120)는 테스트 헤드(110)에 포함된 접촉부(14)를 파괴하지 않고 결합할 수 있다.
선형 가변 거리 트랜스듀서(LVDT)(1015)도 보호 플레이트(1012)에 부착된다. 테스트 헤드(110)가 장치 핸들러(120)쪽으로 이동할 때에, 각 LVDT로부터 연장된 감지 핀은 내부로 압축된다. 그리고 나서 각 LVDT는 각 감지 핀이 압축되는 거리를 나타내는 신호를 발생시킨다.
장착하는 동안(테스트 헤드(110)가 장치 핸들러(120)에 결합되기 전에) 캘리 브레이션 고정구(1313, 1314)(제13a,b참조)는 정렬 핀(1005) 및 정렬 홀(1020)이 서로에 대해서, 그리고 접촉부(14) 및 콘넥터(15)에 대해서 정확하게 정렬시키기 위해 사용한다. 각 캘리브레이션 고정구는 우선 각 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120) 위의 기계적 표적에 대해 우선적으로 위치 결정된다. 그리고 나서 정렬핀(1005) 및 정렬 홀이 캘리브레이션 고정구에 형성된 정렬 구조에 대해서 위치 결정된다. 그리고 나서 각 LVDT의 감지 핀은 각 LVDT가 소정 해독치를 제공할 수 있을 때까지 내부로 압축된다. 이 해독치는 접촉부(14)와 콘넥터(15)가 간신히 접촉되지 않을 정도록 상대적으로 위치하는 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120)를 일치시키도록 정해진다.
그리고 나서 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120)는 정렬 홀(1020)이 정렬핀(1005)을 수용하고, 각 LVDT가 상기 소정의 해독을 발생시키도록 결합된다(즉, 포지셔너 시스템(200)으로부터 모터에 의해 구동되거나 수동작을 사용함). 포지셔너 시스템(200)의 비-모터화된 자유도가 고정된다. 그리고 나서, 테스트 헤드(110)는 모니터에 의해 LVDT로 나타낸 소정 거리만큼 장치 핸들러(120)쪽으로 이동되어, 콘텍터(15)에 대해 접촉부(14)의 바람직한 거리만큼 삽입되도록 한다. 예를 들어 스프링형 피고 핀(pogo pin)인 경우에는, 접촉부(14)의 바람직한 압축 거리만큼 달성한다. 그리고 나서 LVDT에 의해 발생된 신호가 저장된다.
자동적으로 구동되는 도킹공정 동안, 테스트 헤드의 초기 위치는 경사계(510,512)에 의해 발생되는 신호로부터 결정된다. 테스트 헤드(110)는 LVDT를 등록하기 위한 장치 핸들러(120)에 충분히 가깝게 되도록 모터(212)를 하향시킨 다음, LVDT 신호는 장치 핸들러(120)에 대한 테스트 헤드(110)의 상대적 위치를 정확하게 결정하기 위해 사용된다. 테스트 헤드(110)가 결합 전에 Y-축 주위에 대해 장치 핸들러(120)와 정확하게 정렬되지 않는 경우에는 LVDT에 의해 발생된 신호에 그렇게 표시된다. 그리고 나서 모터(132)는 정렬이 달성될 때까지 구동되어 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120)를 결합하게 한다.
제1도는 본 발명의 예시적인 실시예에 따르는 테스트 헤드 포지셔너 시스템(200)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 포지셔너 시스템(200)은 테스트 시스템을 집속 장치(회로) 핸들러(120)의 콘넥터(15)와 결합시키기 위한 접촉부(14)를 갖는 테스트 헤드(110)를 운반한다. 접촉부(14)는 파고 핀(분해성, 스프링형 핀) 또는 고정 핀(예를 들어, 하이퍼택(Hypertac) 콘넥터 배열에서와 같은)일 수 있다. 트랜지스터, 칩 또는 다이 등과 같은 다른 전자 장치가 장치 핸들러로 조작할 수 있음을 알 수 있다. 작동에 있어서, 포지셔너 시스템(200)은 핸들러(120)에 결합할 수 있도록 정확하고 정교하게 테스트 헤드(110)를 이동시킨다. 결합은 예를 들어, 참고 문헌으로 인용되는 스미스의 선행 특허(Smith, U.S Patent No. 4,705,447) 및 홀트의 선행 특허(Holt, U.S. Patent No. 4,893,074)에 보다 상세하게 기재되어 있다. 후술하는 바와 같이, 테스트 헤드(110)의 위치는 제33도에 도시된 바와 같이 X, Z, θX, θY, θZ의 6방향의 자유도를 가지고 다른 위치로 정확하게 조작될 수 있다.
테스트 헤드(110)의 적절한 장착을 위해서는 그것이 핸들러(120)에 대해서 정확하게 위치할 수 있도록 6의 자유도를 갖는 것이 중요하다. 또한, 테스트 헤드(110)의 운동은 단지 2의 운동도(예를 들어 θY,Z)만으로 모터 제어 하에서 자동 이동할 수 있도록 재현시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 테스트 헤드(110)는 테스트 헤드(110)의 유지를 수행할 수 있도록 핸들러(120)와 쉽게 분리 및 재결합할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 테스트 헤드(110)는 테스트 헤드 드라이브 어셈블리(130)에 요크(112)를 통해 장착될 수 있다. 테스트 헤드 드라이브 어셈블리(130)의 사용에 의해, 테스트 헤드(110)는 Y-축으로 정의되는 축 주위를 적어도 180°회전할 수 있다. 테스트 헤드(110)가 Y-축 주의를 회전하는 능력은 후술하는 바와 같이 테스트 헤드(110)의 유지를 촉진시킨다.
포지셔너 어셈블리(200)는 갠트리(300)를 포함하며, 제2도에 상세하게 도시되어 있다. 갠트리의 선단을 형성하는 두 비임(42a,42b) 및 두 캐리지 레일(9,10)이 제공된다. 두 레그(43b,43d)는 바닥으로부터 소정 거리의 비임(42b)을 지지하도록 반대측에 비임(42b)에 부착되어 있다. 또한, 두 레그(43a,43c)는 바닥으로부터 소정의 거리의 비임(42a)을 지지하도록 반대측에 비임(42a)에 부착되어 있다. 각 레그(43a,43b,43c,43d)의 바닥에서, 레벨링 패드(도시하지 않음)은 갠트리의 레벨링을 촉진하도록 설치할 수 있다. 또한, 갠트리(예를 들어, 레그 없는)가 집적 회로 핸들러(120) 위의 천정으로부터 매달리도록 될 수 있다. 작동 터미날(48)도 포함된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 작동 터미날(48)은 알렌 브래들리 코포레이션(Allen Bradley Corporation)이 제작한 모델 550이다. 작동 터미날은 행거 어셈블리(49)에 의해 비임(42b)에 결합시키다.
광 차단 어셈블리도 포함된다. 광 차단 어셈블리는 (적외서)트랜스 미터(91), 거울 어셈블리(92,93) 및 수용기(94)를 포합한다. 트랜스미터(91)에 의해 발생되고 수용기(94)에 의해 수신된 광속이 차단되는 경우, 모든 모터화된 기능은 멈춘다. 이러한 방식으로, 작업자가 모터화된 시스템에서 상해를 입을 위험이 감소된다.
제3도에 도시된 바와 같이, 테스트 헤드 드라이브 어셈블리(130)는 지지 부재(46)에 결합된다. 지지 부재(46)는 예를 들어,(테스트 헤드를 떠나는 케이블의 경로에 따라서) 제3도에 도시된 직사각형 비임이나 구스 넥(goose neck)이 될 수 있다. 지지 부재(46)는 차례로 스윙 아암(37)에 결합될 수 있다. 스윙 아암(37)은 테스트 헤드(110)가 포지셔너 시스템에 결합되는 경우, 테스트 헤드(110)가 비-모터화된 자유도에 관하여 균형 상태(즉, 대략 중력의 중심)에 있도록 적절한 길이에 있는 것이 바람직하다. 스윙 아암(37)은 실질적으로 직각으로 지지 부재(46)에 결합된다.
테스트 헤드 드라이브 어셈블리(130)는 스테퍼 모터(132), 여기서 부착된 (전자기) 브레이크(131), 스테퍼 모터(132)에 의해 구동되는 기어(도시하지 않음)을 갖는 기어 박스(133), 여기에 부착된 나선형 기어(134) 및 나선형 기어(134)에 부착된 제한 스위치(135)로 이루어진다. 본 실시예의 예시적인 실시예에서 모터(132)는 수페리어 일렉트릭 코포레이션(Superior Electric Corporation)에서 제작된 모델 M111-FF-206E 이다.
측-대-측 샤프트(35a,b)는 각 개구부에서 리스트 블록(34)에 각각 결합된다. 그리하여, 리스트 블록(34)은 측-대-측(35a,b)에 대하여 고정된다. 추가의 개구부가 리스트 블록(34)의 바닥에 위치한다. 리스트 샤프트(36)는 스윙 아암(37)의 추가의 개구부를 통해 리스트 블록(34)의 바닥의 개구부로부터 연장된다. 플랜지(136)는 스윙 아암(37)을 지지하는 리스트 샤프트(36)의 반대 말단부에 위치할 수 있다. 리스트 샤프트(36)는 리스트 샤프트(36)에 대하여 회전함으로써 Z-축 주위를 회전한다. 트러스트 베어링(80)(도시하지 않음)은 리스트 샤프트의 플래그와 스위 아암(37) 사이에 위치하며, 스윙 아암(37)의 회전을 촉진시킨다. Z-축 주위로의 스윙 아암(37)의 이동은 록 렌치(rock wrench)(3)를 활성화시킴으로써 방지할 수 있다.
리스트 샤프트(36)는 캐리지 베이스(26)에 결합된다. 리스트 샤프트(36)와 캐리지 베이스(26)사이의 결합은 제4도에 도시하였다.
제4도에 도시된 바와 같이, 캐리지 베이스(26)는 직사각형 개구부(103) 및 직사각형 개구부(104)를 포함한다. 리스트 샤프트(36)는 직사각형 개구부(103)를 통과함으로써 리스트 블록(34)과 스윙 아암(37) 사이에 연장된다. 연장 부재(502)(리스트 블록(34)으로부터 연장됨)는 직사각형 개구부(103) 주위에 위치하는 캐리지 베이스(26)의 일부를 일체로 형성할 수 있는 직사각형 개구부 캐리지 벽(29a,29b,29c,29d)(도시되지 않음)으로 연장되어 있다. 캐리지 천정(29e)(도시하지 않음)은 부분적으로 봉입된 공간을 형성하도록 캐리지 벽(29a-d)의 선단에 위치할 수 있다. 측-대-측 샤프트(35a)는 캐리지 벽(29a)을 통해 연장된다. 마찬가지로, 측-대-측 샤프트(35b)는 캐리지 벽(29b)을 통해 연장된다.
측-대-측 샤프트(35a35b)는 X-축을 정의한다. 그리하여, 리스트 블록(34)은 측-대-측 샤프트(35a,35b)의 활주 운동에 의해 X축을 따라서 이동할 수 있다.
리스트 블록(34)은 측-대-측 샤프트(35a,35b)에 의해 정의된 X-축 주위를 이동할 수도 있다. X-축 주위 및 이를 따라서 리스트 블록(34)의 이동은 예를 들어, 캐리지 벽(29a,29b) 각각에 인접하에 위치할 수 있는 베어링(72a,72b)에 의해 촉진된다.
제5도에 도시된 바와 같이, 연장 부재(502)는 리스트 블록(34)으로부터 외측으로 연장된다. 연장 부재(502)는 개구부(104)를 통해 연장되어 록 칼라(rock collar)(508)에 결합된다. 록 스크루(503)는 연장 부재(502)와 록 칼라(508)와 함께 결합한다. 상기한 바와 같이, 테스트 헤드(110)는 측-대-측 샤프트(35a,35b)에 의해 정의된 X-축 주위를 회전할 수 있다. X-축 주위의 테스트 헤드(110)의 이동은 록렌치(rock wrench)(503)에 의해 방지할 수 있다.
록 칼라(508)는 X-축을 따라서 테스ㅌ 헤드(110)의 이동을 방지하기 위해서도 사용된다. 상기한 바와 같이, 리스트 블록(34)은 측-대-축 샤프트(35a,35b)에 의해 X-축을 따라서 이동할 수 있다. 록 렌즈(512)는 캐리지 베이스(26)에 형성된 슬롯을 통하여 캐리지 베이스(26)으로부터 록 칼라(508)로 연장된다. 록 렌치(512)가 활성화되지 않는 경우에는, X-축을 따라서 리스트 블록(34)에 의하 록 칼라(508)(및 테스트 헤드(110))의 이동은 캠 종동자 리셉테클(cam follower receptacle)(518)을 따라서 활주하는 캠 종동자(514)(록 칼라(508) 위에 장착됨)에 의해 촉진된다. 테스트 헤드(110)의 X-축을 따라서의 이동은 활성화된 록 렌치(512)에 의해 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예를 제6a도에 도시한다. Y 트랜슬래이션 록 브래켓(610a,610b)은 수평 레일(51)(제7a도에 상술함)에 형성된 슬롯(605)을 통해 Y 트랜슬래이션 록 브래켓(610a,610b)으로 연장되는 적절한 체결 장치(도시하지 않음)를 통해 수평 레일(51)에 결합한다. 후방 브래켓(610a,610b)은 각 슬록(605)를 따라서 이동할 수 있으며, 안정하게 위치에 체결된다. θX 록 브래켓(620a)은 Y 트랜슬래이션 록 브래켓(610a)에 형성된 θX 록 브래켓(620a)으로 연장된 적절한 체결 장치(도시하지 않음)을 통해 Y 트랜슬래이션 록 브래켓(610a)에 결합한다. 마찬가지로, θX 록 브래켓(620b)은 체결 장치(628)를 통해 Y 틀랜슬래이션 록 브래켓(610b)에 결합한다. θZ 록 부재(650)는 측부(652,654) 및 바닥부(656)를 포함한다. 측부(652)는 θX 록 브래켓(620a)에 형성된 슬롯을 통해 연장된 체결 장치(도시하지 않음)에 의해 θX 록 브래켓(620a)에 결합한다. 측부(654)는 θX 록 브래켓(620b)에 형성된 슬롯을 통행 연장된 체결 장치(628)에 의해 θX 록 브래켓(620b)에 결합한다. 스윙 아암(37)은 바닥부(656) 위에 놓인다. 체결 장치(도시하지 않음)는 바닥부(656)에서 슬롯을 통해 바닥부(656)의 바닥으로부터 스윙 아암(37)으로 연장된다. 스윙 아암(37)은 제3도의 설명 부분에서 언급된 바와 같이 스핀들 블록(34) 및 테스트 헤드 드라이브 어셈블리(13)에 결합한다.
핏치 조절 스크루(615a,b)는 측부(652,654)에 부착되고 여기로부터 투영되는 연장 부재(630)에서 나사형 개구부를 통해 연장된다. 핏치 조절 스크류(615a,b)의 바닥 말담부는 θX 록 브래켓(620a,b)으로부터 연장된 투영부(640a,b)의 바닥 표면과 접촉한다.
상기 다양한 성분은 서로에 대해서 다양한 유형으로 이동할 수 있다. 이들 다양한 이동은 스윙 아암(37)을 이동시킨다. 스윙 아암(37)의 이동은 차례로 테스트 헤드(110)를 이동시킨다. 이러한 방식으로, 테스트 헤드(110)는 테스트 헤드(110)를 장치 핸들러(120)에 적절히 결합 및 분리시키도록 장치 핸들러(120)와 정렬시킬 수 있다. 예를 들어, 개구부(605)를 통해 연장된 느슨한 볼트는 X-축을 따라서 테스트(110)를 이동시킬 수 있다. 느슨한 볼트(612)는 Y-축을 따라서 테스트 헤드(110)를 이동시킬 수 있다. 느슨한 볼트(630) 및 활성화된 핏치 조절 스크루(615a,b)는 X-축 주위로(베어링(72a,b) 안에서 샤프트(35a,b)가 회전하는 것과 같이) 테스트 헤드(110)를 이동시킨다. 스롯(651)을 통해 스윙 아암(37)으로 연장된 느슨한 볼트는 Z-축 주위로 (스윙 아암(37)이 리스트 샤프트(36) 주위를 회전하는 것과 같이) 테스트 헤드(110)를 이동시킨다.
제6b 및 6c도는 핏치 조절 스크루(615a,b)가 활성화되는 것과 같이 X-축 주위로 스윙 아암(37)이 어떻게 회전하는가를 보여준다. 제6b도는 가능한 한 연장 부재(630)로부터 멀리 연장된 핏치 조절 스크루를 도시한다. 연장 부재(63)와 투영부(640a)의 바닥 표면 사이의 상대적으로 큰 거리로 인하여, 스윙 아암(37)의 후방은 아래로 기울어지고, 스윙 아암(37)의 전방은 위로 기울어진다. 테스트 헤드(110)는 전방 스윙 아암(37)에 결합하기 때문에, 테스트 헤드(110)는 위로 기울어진다(즉, 제6b도에 도시된 위치에 대해 반시계방향 또는 상향으로 회전한다). 제6c도는 연장 부재(630)를 통해 가능한 한 적게 연장된 핏치 조절 스크루(615a)를 도시한다. 연장 부재(630)와 투영부(640a)의 바닥 표면 사이에 상대적으로 적은 거리로 인하여, 스윙 아암(37)의 후방은 위로 기울어지며, 스윙 아암(37)으로부터 아래로 기울어진다. 그리하여, 테스트 헤드(110)는 하향으로 기울어진다(즉, 제6c도에 도시된 위치에 대해 하향 또는 시계방향으로 회전한다).
제7a도에 도시된 바와 같이, 베어링 블록(30a,30b,30c,30d)(캐리지 베이스(26)에 포함됨)은 캐리지 베이스(26)를 캐리지 레일(22a,b)에 결합시킬 수 있다. 특히, 필로우 블록(24a,b)은 캐리지 레일(22a)의 표면으로부터 각각 연장됨으로써 캐리지 레일(22a)에 결합한다. 마찬가지로, 필로우 블록(24c,d)은 캐리지 레일(22b)의 표면으로부터 각각 연장됨으로써 캐리지 레일(22b)에 결합한다. 인-아웃 샤프트(25a)는 필로우 블록(24a)로부터 필로우 블록(24b)까지 연장되며 링(69a,69b)(도시 하지 않음)을 유지시킴으로써 위치에 고정된다. 인-아웃 샤프트(25b)는 필로우 블록(24b)로부터 필로우 블록(24c)까지 연장되며 링(69c,69d)(도시하지 않음)을 유지시킴으로써 위치에 고정된다. 인-아웃 샤프트(25a)는 캐리지 베이스(26)에도 결합하는 록 칼라(32)를 통해 연장된다. 캐리지 레일(22a,22b)은 수평 레일(51)에 의해 함께 결합된다.
인-아웃 샤프트(25a,b)는 각각 Y-축을 정의한다. 그리하여, 캐리지 베이스(26)는 인-아웃 샤프트(25a,b)를 따라서 활주하는 베어링 블로(30a,b,c,d)에 의해 Y-축을 따라서 이동할 수 있다. Y-축 이동은 베어링 블록(30a,b,c,d)에 장착된 베어링(79)에 의해 촉진된다. Y-축을 따라서 캐리지 베이스(26)의 이동은 록 칼라(32)에 결합되어 도시된 클램핑 노브(4b)를 활성화시킴으로써 방지할 수 있다.
제7a도에 도시된 바와 같이, 결합 아암(20)(도면 좌측에 도시함)은 결합 아암 구조(20a) 및 결합 아암 구조(20b)를 포함한다. 결합 아암(20)(도면 우측에 도시함)은 결합 아암 구조(20c) 및 결합 아암 구조(20d)를 포함한다. 결합 축(33)은 결합 아암 구조(20a, 20c)에서 개구부를 통해 연장되는 감소된 직경의 말단부를 포함하며, 캐리지 레일(22a,22b)에 결합되어 있다. 이러한 방식으로, 결합 아암 구조(20a,20c)는 캐리지 레일(22a,22b)에 결합한다.
결합 축(21)은 또한 감소된 직경의 말단부도 포함한다. 이것은 제7b도에 더 명확하게 도시되어 있다. 결합 축(21)의 한 쪽 말단부는 아암 성분(20b)의 바닥근처의 개구부 및 트롤리(17a)의 추가의 개구부를 통해 연장되어 있다. 유사한 구조는 결합 아암 구조(20d) 및 추가로 트롤리(17b)(도시하지 않음)의 개구부를 통해 연장되는 결합축(21)의 반대 말단부에서 발견할 수 있다. 각 트롤리(17a,b)는 캐리지 레일(22a,b)의 슬롯을 결합시키는 캠 종동자(76) 및 캐리지 레일(22a,b)과 접촉하는 트리스트 베어링(75)을 포함한다. 캠 종동자(75,76)는 캐리지 레일(22a,b)에 대한 트롤리(17a,b)의 이동을 촉진한다. 최좌측 및 최우측 결합 아암이 기능하여 마찬가지로 나머지 장치에 결합하기 때문에, 결합 아암 구조(20a,b)의 작동에 대해서만 설명한다.
결합 아암 구조(20a) 및 결합 아암 구조(20b)는 피봇 핀(18)에 위해 서로 결합한다. 결합 아암 구조(20b)에 대한 결합 아암 구조(20a)의 이동은 니들 베어링(84)(도시하지 않음)에 의해 촉진된다.
결합 아암 구조(20a)는 결합 축(33) 주위를 회전하는 량을 한정할 수 있다. 또한, 결합 아암 구조(20b)는 결합 축(21) 주위를 회전하는 량을 한정할 수 있다. 이 회전은 후술하는 바와 같이 Z-축을 따라서 테스트 헤드(110)의 수직 이동에 유용하다.
제8도에 도시된 바와 같이, 모터(212)가 포함된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 모터(212)는 수페리어 일렉트로닉 코포레이션에서 제작된 모델 M113-FF-4011 이다. 모터(212)는 기어 박스(113)를 회전시킨다. 기어 박스(113)의 회전은 브레이크(115)의 활성화에 의해 선택적으로 방지할 수 있다. 기어 박스(113)는 볼 스크루(41)를 (샤프트 커플링(42)을 통해) 회전시킨다. 볼 스크루(41)가 회전하면서, 볼 너트(114)는 볼 스크루(41)에 의해 정의되는 축을 따라서 이동한다. 볼 너트(114)는 볼 스크루 축(16)에 결합한다. 제7a도에 도시된 바와 같이, 볼 스크루 축(16)은 결합 아암 구조(20a,20d) 및 트롤리(17c,d)의 각 구멍을 통과하는 각 말단부의 쇼울더를 포함한다. 트롤리(17c,d)는 각각 캐리지 레일(9) 및 수평 부재(8)(제1도에 캐리지 레일(9,10) 사이에 도시됨)에 형성된 각 트랙을 따라서 결합 및 이동하는 캠 종동부(76)를 포함한다. 캐리지 레일(9)의 내부 수직 표면 위에 장착된 제한 스위치(80a,b)는 트롤리(17c)가 트랙 제한부에 도달하는지 여부를 검출하는 데에 사용된다. 트롤리(17c, d)는 각각 후술하는 바와 같이 캐릴지 레일(8,9)에 대해 접촉하고 이동을 촉진하는 캠 종동부(75)를 포함한다. 결합 아암 구조(20b)는 피봇 핀(19) 주위를 회전한다. 각 피봇 핀(19)은 각각 수평 부재(8) 및 캐리지 레일(9)에 고정된다. 이 회전은 상기한 바와 같이 Z-축을 따라서 테스트 헤드(110)의 수직 이동을 촉진한다.
제2경사계(510)는 결합 아암 구조(20b)의 수직 표면에 부착시킨다. 제1경사계(512)는 요크(112)(제1도 참조)의 수직 표면에 부착시킨다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 경사계(510 및 512)는 각각 유.에스. 디지탈 코포레이션(U.S. Digital Corporation)에서 제작된 모델 A2-A-1 이다.
테스트 헤드의 수직 운동(즉, Z-축을 따르는 운동)은 다음과 같이 달성된다. 모터(212)가 회전함에 따라서, 볼 스크루(41)도 회전한다. 그 결과 볼 스크루(41)에 의해 정의된 축을 따라서 볼 너트(114)가 운동한다. 볼 너트(114)가 볼 스크루(41)에 의해 정의되는 축을 따라서 이동하는 동안, 볼 스크루 축(16)(캠 종동부(76)로 트롤리(17c,17d)를 통해)은 수평 부재(8) 및 캐리지 레일(9)을 따라서 이동한다. 차례로, 그 결과 수평 부재(8) 및 캐리지 레일(9)을 따라서 결합 아암 구조(20a,20c)의 선단부가 이동한다. 결합 아암 구조(20a,20c)의 상부가 수평 부재(8) 및 캐리지 레일(9)을 따라서 이동하는 동안, 결합 아암 구조(20a,20c)의 바닥부도 이동한다. 결합 아암 구조(20a,20c)의 바닥부의 이러한 운동은 수직이다. 결합 아암 구조(20a,20c)의 수직 운동은 캐리지 레일(22a,22b)의 수직 이동을 유발한다. 캐리지 레일(22a,22b)의 정면부가 수직으로 이동하는 때에, 캐리지 레일(22a,22b)의 후방부도 수직으로 이동한다. 캐리지 레일(22a,22b)이 수직으로 이동하면, 테스트 헤드(110)도 수직으로 이동한다. 그리하여, 결합 아암 구조(20a,b,c,d)는 테스트 헤드(110)의 운동 경로를 결정하는 동시에 리프팅 기구를 제공한다.
테스트 헤드(11)의 경사(즉, Y-축 주위의 운동)는 테스트 헤드 드라이브 어셈블리(130)와 결합함으로써 달성된다. 테스트 헤드 드라이브 어셈블리(13)의 모터(132)가 회전하면서 요크(112)(및 테스트 헤드(110))는 Y-축 주위를 회전한다.
제9 및 10도는 테스트 헤드(110)의 장치 핸들러(120)에의 결합을 도시한다. 제9도에 도시된 바와 같이, 정렬 핀(1005) 및 정렬 홀(1020)에 의해 정렬되는 테스트 헤드(110) 위에서의 약한 전자 접촉부(14)가 장치 핸들러(120) 위에서 콘넥터(15)와 정확하게 접촉하도록 테스트 헤드(110)를 장치 핸들러(120) 쪽으로 (예를 들어, 하향으로) 이동시킴으로써 결합이 달성된다.
복수의 정렬 핀 베이스(1007)는 장치 핸들러(120)(예를 들어, 장치 핸들러(120)의 선단 표면 위)에 장착된다. 각 정렬 핀(1005)은 각 정렬 핀 베이스(1007)의 선단 표면 위에 장착된다. 각 정렬 핀(1005)은 테이퍼된 상부 말단부를 갖는다.
복수의 보호 플레이트(1012)는 테스트 헤드(110)(예를 들어, 테스트 헤드(110)의 접촉측 표면에 인접부)에 장착된다. 각 보호 플레이트(1012)는 각 정렬 핀(1005)과 결합하는 각 정렬 홀(1020)을 포함한다.
각 정렬 핀(1005)의 바로 아래에는 각 로드 셀(1010)이 위치한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 로드 셀(1010)은 엔트란 코포레이션(Entran Corporation)에서 제작된 모델 ELF-TC-1000-250이다. 테스트 헤드(110)가 장치 핸들러(120)와 정확하게 결합하는 경우에는, 각 정렬 핀(1005)은 각 정렬 홀(1020)에 대해 중심이 된다. 정렬 핀(1005)이 정렬 홀(1020)에 대해서 중심에 오지 않는 경우(테스트 헤드(110)가 장치 핸들러(120)에 정확하게 정렬되지 않는 것을 나타냄)에는, 로드 셀(1010)은 결합시 로드를 표시한다. 그리하여, 각 로드 셀(1010)은 안전성 경고로서 제공된다.
각 선형 변수 일탈 트랜스듀서(LVDT)(1015)도 각 보호 플레이트(1012)에 결합한다. LVDT(1015)는 구분하기 위해 LVDT1, LVDT2, LVDT3 및 LVDT4이라 표시한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 각 LVDT(1015)는 슈비쯔 코포레이션(Schaevitz Corporation)이 제작한 모델 GCD-121-250이다. 각 LVDT(1015)는 각 정렬 핀 베이스(1007)과 접촉하고 테스트 헤드(110)는 추가로 장치 핸들러(120)에 대해 낮추어지기 때문에, 각 VDT(1015)의 바닥으로부터 연장되어 도시된 스프링 로딩된 핀은 LVDT(1015)의 내부로 압착된다. 즉, 각 LVDT(1015)가 압차된다. 각 LVDT(1015)가 압착되면서, 각 VLDT(1015)는 각 LVDT(1015)가 압착되는 거리(즉, 압착-거리)를 나타내는 신호를 발생시킨다. 각 LVDT(1015)가 압착되는 거리는 정확한 결합을 유도하는 테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120) 사이의 거리는 나타내는 데에 제공된다. 초기 기계적 설치 과정 동안 및 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120)가 처음으로 결합하기 전(즉, 테스트 헤드(110)가 장치 핸들러(120)에의 자동 결합을 수행하기 위해 전자용품을 프로그램하거나 교시(teaching)하기 전, 및 테스트 헤드(110)를 장치 핸들러(120)에 처음으로 실제 자동 결합시키기 전)에, 장치 핸들러 캘리브레이션 고정구(1314)(제 13a도에 도시함) 및 테스트 헤드 캘리브레이션 고정구(1313)(제 13b도에 도시함)은 정렬 홀(1020)에 대하여 정렬 핀(1005)을 캘리브레이션하는 데에 사용한다. 이러한 방식으로, 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120)는 결합 과정에서 약한 접촉부(14)에 손상이 가는 것을 방지하도록 정렬할 수 있다.
장치 핸들러 캘리브레이션 고정구(1313)는 정렬 홀(1020)에 대해서 정렬 핀(1005)을 적절히 위치시키는 데에 사용한다. 정렬 핀(1005)을 적절히 위치시키기 위해서, 장치 핸들러(120)로의 각 정렬 핀 베이스(1007)의 고정시키는 스크루는 한정된 이동이 각 정렬 핀 베이스(1007)와 장치 핸들러(120) 사이에 있을 수 있다. 그리고 나서, 장치 핸들러 캘리브레이션 고정구(1313)는 장치 핸들러(120)의 선단에 설정된다. 장치 핸들러 캘리브레이션 고정구(1313)는 장치 핸들러(120)에 포함된 기준 부분(1321)(예를 들어, 개구부)에 정렬(또는 결합)할 수 있는 기준 부분(1321)(예를 들어, 핀)을 포함한다. 이러한 방식으로, 장치 핸들러 캘리브레이션 고정구(1313)가 동일한 장치 핸들러(120)의 선단에 설치되는 경우, 항상 동일하게 위치 결정된다.
장치 핸들러 캘리브레이션 고정구(1313)는 복수의 캘리브레이션 개구부(1322)를 포함한다. 각 정렬 핀 베이스(1007)는 각 정렬 핀(1005)이 각 캘리브레이션 개구부에 정확하게 결합하도록 이동한다. 각 정렬 핀(1005)의 테이퍼된 모양으로 인하여, 정렬 핀(1005)이 각 캘리브레이션 개구부(1322)에 대해서 정확하게 위치 설정되지 않는 경우에는, 로드 셀(1010)은 로드를 나타낸다. 그리하여, 각 정렬 핀(1005)이 정확하게 위치 설정되는지를 확인하기 위해 각 로드 셀(1010)의 출력 점검할 수 있다. 일단 각 정렬 핀(1005)이 정확하게 위치 설정되면, 스크루 홀딩 각 정렬 핀 베이스(1007)는 묶이고, 장치 핸들러 캘리브레이션 고정구(1313)가 제거된다.
테스트 헤드 캘리브레이션 고정구(1314)는 미리 위치 결정된 정렬 핀(1005)에 대해서 정렬 홀(1020)을 적절히 위치시키는 데에 사용한다. 정렬 홀(1020)을 적절히 위치시키기 위해서, 테스트 헤드(110)는 접촉부(14)가 상향하도록 회전한다. 각 보호 플레이트(1012)를 테스트 헤드(110)에 결합시키는 스크루는 제한된 이동이 보호 플레이트(1012)와 테스트 헤드(110) 사이에서 가능하도록 풀어진다. 그리고 나서 테시트 헤드 캘리브레이션 고정구(1314)는 테스트 헤드(110)의 선단에 설정된다. 테스트 헤드 캘리브레이션 고정구(1314)는 테스트 헤드(110)에 포함된 기준 부분(1323)(예를 들어, 핀)에 정렬(또는 결합)할 수 있는 기준 부분(1322)(예를 들어, 개구부)를 포함한다. 이러한 방식으로, 테스트 헤드 캘리브레이션 고정구(1314)가 테스트 헤드(110)의 선단에 설치되는 경우, 항상 동일하게 위치 결정된다.
테스트 헤드 캘리브레이션 고정구(1314)는 정렬 핀(1005) 위치에 해당하는 복수의 캘리브레이션 핀(1324)을 포함한다. 각 보호 플레이트(1012)는 각 정렬 홀(1020)이 각 캘리브레이션 핀(1324)에 의해 정확하게 결합되도록 이동한다. 일단, 각 보호 플레이트(1012)가 정확하게 위치 설정되면, 스크루 홀딩 각 정렬 플레이트 (1012)는 테스트 헤드(110)에 묶인다.
일단 각 보호 플레이트(1012)가 적적하게 위치 설정되면, 각 LVDT는 접촉부(14)의 선단 표면에 대해 캘리브레이션된다. 이 캘리브레이션은 각 LVDT의 스프링 로딩된 핀이 접촉부(14)와 동일한 높이에 있는 경우에 각 LVDT 내부로 얼마나 압착되는지를 나타내는 각 LVDT(1015)에 의해 발생되는 신호를 전자제품(예를 들어, 후술하는 프로세서 시스템(1090))에 제공하는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이, 접촉부(14)는 예를 들어, 포고 핀(분해성, 스프링형 핀) 또는 고정 핀(예를 들어, 하이퍼택 콘넥터 배열에서와 같음)이 될 수 있다. 각 LVDT(1015)는 보호 플레이트(1012) 내에서 물리적으로 상하로 이동한 다음 각 LVDT의 스프링 로딩된 핀이 테스트 헤드 캘리브레이션 고정구(1314)와 접촉하도록 위치에 고정되어 각 LVDT의 핀이 LVDT 내부의 작동 범위에 있고 각 LVDT가 등록을 시작하도록 각 LVDT 내로(예를 들어, 십분의 일 인치씩)압착된다. 그리하여, 각 VLDT의 스프링 로딩된 핀은 각 파고 핀(비-압축 상태)의 선단부와 정렬한다. 각 LVDT에 의해 발생된 신호(각 LVDT의 핀이 내부로 압착되는 량에 해당하는)를 전자장치(예를 들어, 프로세서 시스템(1090))에 저장한다. 이 신호는 테스트 헤드(110)가 장치 핸들러(120)에 결합하는 동안 접촉부(14)와 콘넥터(15)의 결합 직전에 각 LVDT의 핀을 목적하는 내부로 압착하는 것에 해당하는 것으로 정의된다. 테스트 헤드 캘리브레이션 고정구(1314)가 제거된다.
캘리브레이션 핀(1424) 및 캘리브레이션 개구부(1322)가 캘리브레이션 고정구(1313,1314)의 해당 위치에 형성되기 때문에, 상기 캘리브레이션 과정은 정렬 핀(1007) 및 정렬 홀(1020)이 접촉부(14) 및 콘넥터(15)의 정확한 결합을 촉진하는 데에 비교적 일치하게 한다.
일단 정렬 핀(1007) 및 정렬 홀(1020)이 정당하게 위치 설정되면, 포지셔너 시스템(200)이 테스트 헤드(110) 위의 정렬 홀(1020)이 장치 핸들러(120) 위의 정렬 핀(1005)에 의해 결합하도록 6의 이동도(X,Y,Z,θX,θY,θZ)로 테스트 헤드(110)를 이동시킬 수 있도록 포지셔너 시스템(200)에 포함되는 다양한 록 스크루가 풀어진다. Z방향으로의 이동은 모터(212)를 활성화시킴으로써 달성된다. θY 방향으로의 이동은 모터(132)를 활성화시킴으로써 달성된다. θX 방향으로의 이동은 록스크루(503)를 느슨하게 함으로써 (또는 록 스크루(628)를 느슨하게 하고 핏치 조절 스크루(615a,b)를 회전시킴으로써 달성된다. X 방향으로의 이동은 록 스크루(512)를 느슨하게 함으로써 (또는 수평 레일(51)에 결합된 록 스크루를 느슨하게 함으로써) 달성된다. Y방향으로의 이동은 록 핸들(4b)을 느슨하게 함으로써 달성된다. θZ 방향으로의 이동은 록 핸들(3)을 느슨하게 함으로써 (또는 슬롯(651)을 통과하는 스크루를 느슨하게 함으로써)달성된다.
설치과 완료된 후에, 테스트 헤드(110)의 4의 운동도(즉, 비-모터화된 운동도) 이동은 새로운 설치 (즉, 테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120) 사이의 정렬의 변화)가 필요할 때까지 제한된다. 이러한 방식으로, 테스트 헤드(110)가 실제로 작동 사용되는 경우에 스테퍼 모터(132,212)에 의해 제공되는 모터 제어 하에서 테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120) 사이의 정확한 결합이 엄격하게 수행된다. 이러한 방식으로, 후술하는 바와 같이, 테스트 헤드(110)의 장치 핸들러(120)로의 충분히 자동화된 결합을 달성한다.
테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120) 사이의 자동 결합 중의 오정렬로 인하여 정렬 홀(1020)과 각 정렬 핀(1005) 사이의 오정렬이 일어난다. 정렬 홀(1020)과 각 정렬 핀(1005) 사이의 오정렬은 상기한 바와 같이 로드 셀(1010)로부터의 로드 결손을 유발한다. 그리하여, 로드 셀(1010)로부터의 로드 검출은 테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120)사이의 오정렬을 나타내며, 오정렬의 원인이 복구될 때까지 실패가 될 수 있다.
제11도는 테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120)를 자동 결합시키는 다양한 전자 부품과 함께 전자 캐비넷(1000)을 도시한 투시도이다. 릴레이(1122,1124)는 다양한 모터를 활성화시킨다. 상향 단계 자동 트랜스포머(1070)는 115 볼트 AC를 230볼트의 AC로 전환시킨다(모터에 의해 다시 사용하기 위해-또는 230 볼트의 AC 서비스가 있는 경우에는 하향 단계 트랜스포머가 115 볼트 AC를 제공하기 위해 포함될 수 있다). 전원공급(1060)은 24볼트 DC 출력을 제공한다. 이 24볼트 출력은 한계 스위치(80a,b)(수평 부재(8) 위의), 한계 스위치(135)(롤축 위의), 장치 핸들러(120) 위의 스위치(도시하지 않음), 테스트 헤드 위의 스위치(도시하지 않음), 브레이크(115,131), 및 광 스크린에서 릴레이 접촉부에 전원을 공급하기 위해 사용된다. 드라이버(1121)는 스테퍼 모터(132)를 구동시키기 위해 사용된다. 드라이버(1123)는 스테퍼 모터(212)를 구동시키기 위해 사용된다. 전원 공급부(1062)는 LVDT(1015), 로드 셀(1010), 경사계(512), 및 경사계(510)에 전원을 공급하기 위해 사용한다. 프로세서 시스템(1090)도 포함된다.
제11도에 도시된 다양한 전자 부품과 서로의 관계는 제12도에 보다 상세하게 도시하였다. 제12도에 도시된 바와 같이, 프로세서 시스템(1090)은 프로세서 모듈(110)(예를 들어, 알렌 브래들리 코포레이션에서 제작된 모델 SLC5/03), 입력 모듈(1101), 입력 모듈(1102), 입력 모듈(1103), 출력 모듈(1104), 및 입력 모듈(1105)(예를 들어 모두 알레 브래들리 코포레이션에서 제작됨)이 포함된다. 입력 모듈(1101)은 경사계(510 및 512)로부터의 입력 신호를 수신한다. 입력 모듈(1102)은 로드 셀(1010)로부터의 입력 신호를 수신한다. 입력 모듈(1103)은 LVDT(1015)로부터의 입력 신호를 수신한다. 모니터(48)(제2도에 도시됨)도 포함된다. 프로세서 모듈(1110)은 모니터(48)로부터 입력 데이타를 수신하여 디스플레이 데이타를 모니터(48)로 전송한다. 입력 모듈(1105)은 접촉부(80a,b) 및 한계 스위치(135)로부터의 입력 신호를 수신한다. 출력 모듈(1104)은 신호를 인덱서(1120)로 송신한다. 인덱서(1120)는 드라이버(1121)와 소통하여 스테퍼 모터(132)를 활성화시킨다. 인덱서(1121)는 드라이버(1123)에 신호를 송신하여 스테퍼 모터(212)를 활성화시킨다. 출력 모듈(1104)는 고상 릴레이(1130)로 신호를 송신하여 브레이크(131 및 115)를 해제하고 사용한다. 광 회로(94)의 광학 회로는 광 차단 신호를 제어기(1140)에 송신할 수 있다. 그리고 나서 컨트롤러(1140)은 고상 릴레이(1130)으로 신호를 송신하여 브래이크(131) 및 브래이크(115)를 사용한다. 출력 모듈(1104)도 신호를 릴레이(1122 및 1124)로 송신하여 본 발명의 포지셔너 시스템(스테이지 1)와 추가의 포지셔너 시스템(스테이지 2) 사이에서 드라이버(1121 및 1122)의 출력 신호를 절환시킨다.
인덱서(1120)도 스테퍼 모터(132) 및 스테퍼 모터(212)의 회전을 나타내는 신호를 송신할 수 있다. 스테퍼 모터의 회전을 나타내는 인덱서(1120)에 의해 발생하는 신호는 프로세서 시스템(1090)에 의해 사용되도록 입력 모듈(1105)로 송신 할수 있다.
그리하여, 테스트 헤드(110)의 실제 위치를 결정하기 위해 다양한 기구를 사용한다. 수직 위치는 몇가지 방법 중의 하나로 검출한다. 테스트 헤드(110)가 우선 장치 핸들러(120) 쪽으로 낮추어지는 경우에는, 테스트 헤드(110)의 (대략) 수직인 위치는 경사계(510)에 의해 발생되는 신호로 인하여 초기에 결정된다. 특히, 프로세서 시스템(1090)은 테스트 헤드(110)의 수직 위치와 결합 구조(20b)의 각도 위치 사이의 관계를 프로그래밍한다. 그리하여, 프로세서 시스템(1090)이 경사계(510)으로부터의 신호를 수신하는 경우, 프로세서 시스템(1090)은 이들 신호를 테스트 헤드(110)의 수직 위치로 전환시킨다. 테스트 헤드(110)가 장치 핸들러(120)에 접근하면서, 테스트 헤드(110)의 위치는 LVDT(1015)를 사용하여 결정된다. 각 VLDT(1015)가 각 정렬 핀 베이스(1007)과 접촉하고 테스트 헤드(110)가 장치 핸들러(120)쪽으로 계속하여 이동하면서, 각 LVDT(1015)로부터 연장된 핀은 내부로 밀린다. 그리고 나서 각 LVDT는 각 LVDT의 스프링 로드된 핀이 내부로 압착되는 거리를 나타내는 프로세서 시스템(1090)에 신호를 송신한다. 각 LVDT의 스프링 로딩된 핀이 내부로 더욱 압착될 수록(즉, 각 LVDT의 압축-거리가 커질 수록)테스트 헤드(110)는 장치 핸들러(120)에 더 가까워진다.
LVDT(LVDT1,LVDT2,LVDT3, 및 LVDT4으로 다시 확인되는)는 테스트 헤드의 롤, 핏치 및 압축을 측정하는 데에 사용할 수 있다.
롤은 테스트 헤드(110)의 우측(110a)과 장치 핸들러(120) 사이의 거리 및 테스트 헤드(110)의 좌측(110b)과 장치 핸들러(120) 사이의 거리의 차이를 측정한다. 롤은 우측(110a)이 좌측(110b) 보다 낮은 경우에 양이다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 측정치는 밀리-인치이다. 롤은 식1에 따라 산출한다.
롤=[(LVDT3+LVDT4)-(LVDT1+LVDT2)]/2 (1)
핏치는 테스트 헤드(110)의 후면(110d)과 장치 핸들러(120) 사이의 거리 및 테스트 헤드(110)의 정면(110c)과 장치 핸들러(120) 사이의 거리의 차이를 측정한다. 핏치는 후면(110d)이 정면(110c) 보다 높은 경우에 양이다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 측정치는 밀리-인치이다. 핏치는 식2에 따라서 산출한다.
핏치=[(LVDT2+LVDT4)-(LVDT1+LVDT3)]/2 (2)
압축은 테스트 헤드(110)의 각 측면(110a-b)과 장치 핸들러(120) 사이의 평균 거리(즉, LVDT의 평균 압축-거리)를 측정한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 측정치는 밀리-인치이다. 압축은 식3에 따라서 산출한다.
압축=(LVDT1=LVDT2+LVDT3+VDET4)/4 (3)
LVDT 및 경사계를 사용하여, 테스트 헤드를 장치 핸들러에 대한 여러 위치중의 하나에 있도록 지시할 수 있다. 이 위치는 다음과 같이 정의할 수 있다.
결합 : 테스트 헤드의 결합 표면이 장치 핸들러의 결합 표면을 향하여 접촉한다;
분리 : 테스트 헤드의 결합 표면이 장치 핸들러의 결합 표면을 향하지만, 분리되어 있다;
매뉴얼 : 테스트 헤드가 장치 핸들러와 분리되어 있다. 테스트 헤드의 결합 표면은 장치 핸들러의 결합 표면에 수직이다;
유지 : 테스트 헤드는 장치 핸들러와 분리되어 있다. 테스트 헤드의 결합 표면이 장치 핸들러의 결합 표면으로부터 180°각도로 회전한다.
장치 핸들러(120)에 대한 테스트 헤드(110)의 자동 결합을 수행하기 위해서는, 프로세서 모듈(1010)은 초기 기계적 설치 및 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120)의 정렬(상술함)이 달성된 후에 테스트 헤드(110)의 결합 위치가 지시된다. 프로세서(1010)는 상기한 바와 같으며 다음의 장치 핸들러(120)에 대한 정렬 필(1005) 및 정렬 홀(1020)의 캘리브레이션 후에 테스트 헤드(110)의 결합 위치가 지시된다.
단계 1300에서는 제13a도에 도시된 바와 같이, 상기한 대로 정렬 핀(1005) 및 정렬 홀(1020)의 위치 설정이 달성된다. 단계 1301에서, 각 LVDT는 제13a도를 참조하여 설명한 바와 같이 접촉부(14)의 높이에 대하여 캘리브레이션 된다. 단계 1302에서는 스테퍼 모터(132,212)는 테스트 헤드(110)를 장치 핸들러(120)에 대략 평행하도록하기 위해 수동으로 활성화시킨다. 이들 모터를 활성화시키기 위해서는, 조작자 터미날(48)은 적절한 방향으로 각 모터를 활서화시키기 위해서 누름 버튼 무브 업(MOVE UP) 무드 다움(MOVE DOWN), 롤 카운터클록와이즈(ROLL COUNTERCLOCKWISE : CCW) 및 롤 클록와이즈(ROLL CLOCKWISE : CW)로 프로그래밍한다. 그리고 나서 테스트 헤드를 각 LVDT가 장치 핸들러와 접촉할 때까지 하향시키면 각 LVDT는 압축되기 시작한다. 테스트 헤드(110)가 낮아짐에 따라서, 스테퍼 모터(212)의 속도는 감소된다. 다음으로, 단계 1303에서는 무브 다운 누름 버튼을 모든 LVDT가 작동 범위(즉, 플러스 또는 마이너스 .2500인치)에 있을 때까지 테스트 헤드를 낮추도록 누른다. 단계 1304에서는 롤 CCW 및 롤 CW 누름 버튼을 롤 값이 0이 될 때까지 누른다. 롤 CCW는 롤을 더 음이 되도록한다. 롤 CW는 롤을 더욱 양이 되게 한다. 단계 1305에서, 테스트 헤드(110)는 핏치를 0으로 감소시키도록 X축을 따라서 수동을 이동한다. 이것은 록 그룹(503)을 풀어줌으로써 달성된다. 그리고 나서 롤을 점검하여 필요하다면 재조절 한다. 단계 1306에서는 무브 다운 누름 버튼을 접촉부(14)를 이루는 포고 핀이 목적 거리만큼 (LVDT에 의해 발생되는 신호에 의해 측정되는 대로) 압축되도록 테스트 헤드(110)를 낮추도록 누른다(또는 테스트 헤드(110) 우의 수 콘텍터를 목적 거리만큼 장치 핸들러(120) 위의 암 콘넥터로 삽입시킨다). 그리고 나서 롤 및 핏치를 필요하다면 재조절한다. 단계 1307에서는 목적 결합 위치가 달성되는 경우, 조작자 터미날(48)위의 티치 독트(TEACH DOCKED) 누름 버튼을 누른다. 이것은 프로세서 모듈(1110)의 메모리에서 LVDT의 롤, 핏치 및 압축을 저장한다.
단계 1306(상기함)에서 테스트 헤드(110) 및 장치 핸들러(120)가 얼마나 가까이 있는지에 대해서는 본 발명의 기술 분야의 다양한 지침이 있다. 이 거리는 포고 핀(접촉부(14)가 포고 핀인 경우)이 압축되거나 전체 거리(접촉부(14)가 암/수 콘넥터인 경우)가 수 콘넥터가 암 콘넥터편으로 삽입되는 거리의 전체 거리와 관련되기 때문에 주의하여 측정한다. 포고 핀이 압축(또는 수 콘넥터가 암 콘넥터로 삽입)되어야 하는 거리는 포고 핀(또는 암/수 콘넥터)의 제작 및 명세에 따라서 매우 다양하다. 그러나, 포고 핀은 대표적으로 전체 사용 가능한 스트로크의 80％ 압축된다(또는 수 콘넥터는 암 콘넥터 깊이의 80% 삽입된다). 그리하여, LVDT(1015)를 사용하여 테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120)사이의 거리를 측정하으로써, 테스트 헤드(110)는 포고 핀의 목적하는 압축 거리(또는 암/수 콘넥터가 사용하는 삽입 깊이)를 위해 낮출 수 있다.
장치 핸들러(120)에 대한 테스트 헤드(110)의 결합 위치가 일단 프로세서 모듈(1110)로 지시되면, 테스트 헤드(110)는 장치 핸들러(120)로 자동 결합할 수 있다. 이것은 제14도를 참조하여 다음과 같이 달성된다. 단계 1401에서는 조작자 터미날(48) 위의 독 누름 버튼을 누른다. 경사계(510)의 해독에 기초하여 테스트 헤드가 소정 수준 아래에 있는 경우에는, 테스트 헤드는 상승한다. 이것은 테스트 헤드(100)가 회전하면서 우연하게 장치 핸들러(120)와 접촉하는 것을 방지한다.
단계 1402에서 프로세서 시스템(1090)은 스테퍼 모터(132)가 테스트 헤드(110)를 초기 롤 위치로 이동하도록 적절한 신호를 인덱서(1120)로 전송시킨다. 단계 1403에서는 프로세서 시스템(1090)은 모든 LVDT가 접촉하여 작동 범위에 올 때까지 스테퍼 모터(212)가 테스트 헤드(110)를 아래로 이동시키도록 인덱서(1120)에 신호를 전송시킨다. 단계(1404)에서, 프로세서 시스템(1090)은 롤 조건이 프로그램된 양(예를 들어, 0.002)의 플러스 또는 마이너스 범위의 지시 롤 위치와 일치할 때까지 필요한 만큼 테스트 헤드(110)를 시계방향 또는 반시계방향으로 이동시킨다. 단계(1405)에서는 프로세서 시스템(1090)은 압축이 프로그램된 양(예를 들어, 0.002)의 플러스 또는 마이너스 범위의 지시 압축 위치와 일치할 때까지 스테퍼 모터(212)가 테스트 헤드(110)를 아래로 이동시키도록 적절한 신호를 제공한다. 단계 1403-1405는 롤 및 압축 모두가 그 지시값의 프로그램된 양의 플러스 또는 마이너스 범위에 있을 때까지 반복한다.
테스트 헤드(110)및 장치 핸들러(120) 사이의 자동 결합 동안의 오정렬은 정렬 홀(1020)과 각 정렬 핀(1005) 사이의 오정렬을 유발한다. 정렬 홀(102)과 각 정렬 핀(1005) 사이의 오정렬은 상기한 바와 같이, 로드 셀(1010)로부터의 로드를 검출하게 한다. 그리하여, 로드 셀(1010)로부터의 로드의 검출은 테스트 헤드(110)와 장치 핸들러(120) 사이의 오정렬을 표시하며 오정렬의 원인이 복구될 때까지 결합이 실패할 수 있다.
상기한 바와 같이, 테스트 헤드는 매뉴얼 또는 유지 위치에 있을 수 있다. 분리 위치는 장치 핸들러(120)로부터 떨어지도록 이동하는 테스트 헤드(110)에 의해서도 존재한다. 이들 각각의 위치는 터미날(48)로부터 프로세서에 지시할 수 있다. 특히, 테스트 헤드는 무브 없, 무브 다운, 롤 CCW 및 롤 CW 누름 버튼을 사용하여 목적 높이로 높이고 목적 방향으로 이동시킨다. 그리고 나서, 지시 분리(TEACH UNLOCKED), 지시 매뉴얼(TEACH MANUAL), 및 지시 유지(TEACH MAINTENACE) 누름 버튼을 눌러서 프로세서 시스템(1090) 내에 테스트 헤드(110)의 각 위치를 저장한다. 일단 프로세서 시스템(1090)이 분리, 매뉴얼 및 유지 위치 지시를 받으면, 이들 위치는 모니터(48) 위에 각 누름 버튼을 누름으로써 자동 달성할 수 있다. 각 경우, 적절한 누름 버튼을 누르는 경우에는 , 테스트 헤드는 통상 최선단 위치로 올라가고, 지시 방향으로 이동한 다음, 지시 높이로 낮아진다. 테스트 헤드와 장치 핸들러 사이에 적절한 간격을 확보하기 위해 테스트 헤드를 이동시키기 전에 테스트 헤드를 그 선단 높이(또는 그 선단 높이 근처)로 높이는 것이 바람직하다.
제 15-30 도는 프로세서 시스템(1090) 안에서 프로세서 모듈(1110)의 작동을 상세히 도시한 플로운 차트 다이아그램이다. 제15도는 워치 정보를 업데이트하고, 모니터(48) 상에 디스플레이되는 위치를 업데이트하며, 로드 셀(1010)을 테스트하고, 주요한 결합을 테스트하며, 광스크린 결합을 테스트하고, 한계 결합에 대해서 테스트하는 과정을 도시하고 있다. 제16도는 모니터(48)안에서 스크린 관리에 관한 것이다. 제17a 및 17b도도 모니터(48)에 대한 스크린 관리에 관한 것이다. 제18도는 테스트 헤드가 이동하는 동안 스테퍼 모터(212 및 132)의 제어에 관한 것이다. 제19도는 모니터(48)의 디스플레이에 관한 것이다. 제20도는 모니터(48)의 디스플레이 및 모니터(48) 상의 특정 누름 버튼의 누름이 테스트 헤드의 물리적 운동으로 전환시키는 것에 관한 것이다. 제21도는 디스플레이 업데이트 및 모니터(48)에 대한 누름 버튼 관리에 관한 것이다. 제22도는 모니터(48)에서 누름버튼의 누름의 검출 및 지시위치 저장에 관한 것이다. 제23도도 모티너(48)에서 누름 버튼의 누름의 검출에 관한 것이다. 제24도는 경사계(512)로부터 수신된 데이타에 관한 것이다. 제25 및 26도는 테스트 헤드를 각각 상향 및 하향 이동시키는 것에 관한 것이다. 제 27a,b도는 LVDT(1010), 핏치, 압축 및 경사계(510)와 관련된 저항값에 관한 것이다. 제28-30도는 모터(132)의 활성화에 관한 것이다.
상기한 바와 같이, 조작자의 상해 및 장치의 손상을 방지하기 위해 여러 안전성 기구를 포함하고 있다. 예를 들어, 브래이크(115,131)는 AC 전력을 시스템으로부터 제거하는 경우에 잠긴다. 브레이크(115)는 Z축을 따라서 수직으로 운동하기 시작하기 전 및 Z축을 따라서 수직 운동을 완료한 직후에 잠긴다. 브래이크(131)는 Y축 주위로 운동하기 시작하기 전 및 Y축 주위로 수직 운동을 완료한 직후에 잠긴다.
상기한 바와 같이, 광 스크린을 포함한다. 광 스크린이 투과되는 경우에는, 브레이크(115,131) 즉시 잠긴다.
상기한 바와 같이, 한계 스위치(80a,b)도 포함된다. 이 한계 스위치는 트롤리(17c)의 허용 이동 말단부를 검출한다. 한계 스위치(80a,b)의 출력부는 입력 모듈(1105)을 통해 프로세서 시스템(1090)에 의해 감지된다. 한계 조건이 검출되는 경우에는, 어떠한 자동 운동도 멈추고, 오류 메시지가 나타나서, 더욱 한계로 운동하는 것이 억제된다. 또한, 스위치 한계 보다 더 좁은 소프트웨어 한계가 있다. 외부비상 중단 스위치도 포함된다. 외부 비상 중단 스위치의 활성화는 모든 브래이크를 잠가 주고, AC 라인을 열어서 장치로부터 AC 전력을 제거한다.
본 발명에서는 장치 핸들러(120)에 장착된 각 정렬 핀 베이스(1007)(정렬 핀(1005)을 각각 갖춘) 및 테스트 헤드(110)에 장착된 각 보호 플레이트(1012)(정렬 홀(1020)을 각각 갖춘)에 대해 설명하였다. 그러나, 이 순서는 각 정렬 핀 베이스(1007)(정렬 핀(1005)을 갖춘) 각 테스트 헤드(110) 위에 장착되고 각 보호 플레이트(1012)(정렬 홀(1020)을 갖춘)가 장치 핸들러(120) 위에 장착되도록 전환될 수 있음은 당업자에게는 자명한 것이다. 그리하여, 로드 셀(1010)은 각 정렬 핀(1005) 아래에 있게 되며 테스트 헤드(110)에 결합한다. 각 LVDT(1015)는 테스트 헤드(110)에 결합된 채로 남아 있다. 각 LVDT 핀은 보호 플레이트(1012)와 접촉한 다음 각 LVDT로 내부로 압축된다. 이 실시예는 예를 들어 제31a도에 도시되어 있다. 또한, 제31b도에 도시된 실시예에 도시된 바와 같이, 각 LVDT(1015)는 장치 핸들러(120) 위에서 각 보호 플레이트(1012)로 장착할 수 있다. 각 LVDT 핀은 정렬 핀 베이스(1007)와 접촉한 다음 각 LVDT로 내부로 압축된다.
또 다른 실시예에서는 예를 들어, 제31c도에 도시된 바와 같이 각 정렬 홀(1020)은 테스트 헤드(110)에 부착된 보호 플레이트(1012)에 형성되며, 정렬 핀(1015)을 갖는 각 정렬 핀 베이스(1007)는 장치 핸들러(120)에 부착되어 있다. 각 LVDT(1015)는 테스트 헤드(110)에 부착되는 대신에 장치 핸들러(120)에 부착되어 있다. 각 LVDT 핀은 보호 플레이트(1012)와 접촉한 다음 각 LVDT로 내부로 압축된다.
본 발명에서는 각 정렬 핀(1005) 아래의 로드 셀(1010)에 대해 설명하였다. 그러나, 당업자라면 로드 셀(1010)을 정렬 홀(1020)과 결합시켜 대신 사용할 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 정렬 홀(1020)은 보호 프레이트(1012) 안에 설치된 유동 부싱(floatin bushing)의 개구부일 수 있다. 로드 셀(1010)은 보호 플레이트(1012)에 대한 유동 부싱의 이동이 로드 셀(1010)을 로딩하도록 유동 부싱에 대하여 적절한 위치 결정을 할 수 있다. 그리하여, 예를 들어, 정렬 핀(1005)이 정렬 홀(1020)과 정확하게 결합하지 않는 경우, (즉, 핀(1005)이 홀(1020)고 각도를 이루고 결합하거나 전혀 결합하지 않는 경우), 로드 셀(1010)은 로드(부정확한 결합을 나타내는) 신호를 보낼 것이다. 이러한 방식으로, 접촉부(14)와 콘넥터(15) 사이의 정확한 결합이 다시 보장된다.
본 발명에서는 장치 핸들러(120)에 대한 테스트 헤드(110)의 위치를 결정하는 LVDT의 사용에 대해서 설명하고 있다. 그러나, 다른 종류의 근접 센서(비선형이지만 반복성 센서)로 LVDT를 대체할 수 있다. 예를 들어, 광학형 센서를 장치 핸들러(120)에 대한 테스트 헤드(110)의 위치를 결정하는 데에 사용할 수 있다. 또한, 경사계 대신에, 각도 위치 엔코더(예를 들어, Allen Bradley Bulletin 845C)를 모터(132,212)에 의해 회전되는 어느 부분(예를 들어,기어,리드 스크루)에 부착시킬 수 있다. 각도 위치 엔코더에 의해 감지되는 회전의 양은 테스트 헤드(110)의 위치를 결정하기 위해 테스트 헤드(110)의 이동 거리로 전환시킬 수 있다. 또한 결합 아암 구조(20b)의 각도를 통해 수직 위치를 측정하는 데에 사용하는 경사계를 다양한 선형 위치 엔코더와 대체시킬 수 있다. 상기 모든 대체는 당업자가 쉽게 달성할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에서는 4개의 LVDT의 사용에 대해서 설명하고 있으나, 본 발명의 추가의 예시적인 실시예에 따라서, 3개만의 LVDT를 사용할 수 있다. 제32도에 도시된 바와 같이, LVDT는 테스트 헤드(110)의 정면을 향하는 두 개의 VLDT 및 테스트 헤드(110)의 후면을 향하는 하나의 LVDT로 (예를 들어)삼각형 패턴으로 배열할 수 있다. 물론, 이 패턴은 역전될 수 있다(정면으로 하나의 LVDT 및 후면으로 두 개의 LVDT). 제32도에 도시된 배열에 있어서, LVDT(LVDT1,LVDT2, 및 LVDT3으로 표시되는)는 각각 식 4, 5 및 6에 따라서 장치 핸들러(120)에 대한 테스트 헤드(110)의 소정의 핏치, 롤 및 압축치를 측정하는 데에 사용할 수 있다.
핏치=(LVDT1+LVDT2-2×LVDT3)/2 (4)
롤=LVDT2-LVDT1 (5)
압축=[(LVDT1+LVDT2+LVDT3)/3] (6)
또한, 제4LVDT는 나머지 LVDT가 정확한 해독치를 제공하도록 여분으로 포함시킬 수 있다.
본 발명에서 테스트 헤드(110)에 외부로 부착된 LVDT에 대해서 기재하고 있다. 그러나, 당업자라면 LVDT를 테스트 헤드(110)로 결합(즉, 일체적인 부분이 되게)시킬 수 있다는 것을 알 것이다. 그리하여, LVDT를 충분히 소형화시킴으로써, LVDT는 테스트 헤드(110)의 주변부 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, LVDT는 접촉부(14)중에 위치시킬 수 있다.
본 발명에서는 모터화된 운동을 달성하기 위한 스테퍼 모터에 대해서 기재하고 있다. 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서는 공기압 모터 또는 유압식 모터를 사용할 수 있다. 그러나, 당업자라면 모터에 부착된 테스트 헤드(110)와 캐리지 베이스(26)의 로드를 갖는 카운터 밸런스 시스템(counter balance system)을 부속시킬 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 이러한 방식으로, 조작자 및 장비의 안전성을 증가시킬 수 있다.
본 발명에서는 단일 포지셔너 시스템에 관하여 설명하고 있다. 그러나, 예를 들어 지지 부재(9 및 10)를 결합하는 추가의 포지셔너 시스템도 도면에 도시된 포지셔너 시스템에 인접하여 사용할 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였으나, 그것은 첨부된 특허청구의 범위의 정신 및 범위 안에서 변형시킬 수 있다는 것은 자명하다.

Claims (29)

  1. 전자 테스트 헤드와 장치 핸들러를 결합 및 분리하는 포지셔너에 있어서, 상기 전자 테스트 헤드를 제1축에 대해 회전시키는 헤드 회전 수단과; 상기 회전 수단에 결합된 복수의 아암 구조를 포함하는 수직 이동 수단과; 상기 전자 테스트 헤드를 상기 제1축에 직각인 제2축을 따라서 수직으로 이동시키기 위해, 길이가 증가 또는 감소가능한 가위형 부재를 형성하는 상기 복수의 아암 구조 중 제2의 아암 구조 및 이에 결합된 상기 복수의 아암 구조 중의 제1의 아암 구조와; 상기 복수의 아암 구조 중의 상기 제1아암 구조에 결합되어 상기 복수의 아암 구조 중의 상기 제1아암 구조의 각도 방향에 대응하는 신호를 제공하는 경사계와; 상기 신호를 상기 테스트 헤드와 장치 핸들러 사이의 거리로 변환하는 처리 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 전자 테스트 헤드와 장치 핸들러를 결합 및 분리하는 포지셔너.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 정렬 핀이 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러 중의 하나에 고착되고, 복수의 정렬 홀이 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러 중의 다른 하나에 형성되며, 상기 전자 테스트 헤드가 상기 장치 핸들러와 결합하는 경우, 상기 복수의 정렬 핀 각각이 상기 각각의 복수의 정렬 홀의 하나로 연장됨을 특징으로 하는 포지셔너.
  3. 제1항에 있어서, 추가로, 상기 전자 테스트 헤드의 표면상의 복수의 위치와 상기 장치 핸들러의 표면상의 각각의 복수의 위치 사이의 거리를 측정하고 상기 측정 거리에 해당하는 신호를 발생시키는 센서 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  4. 제3항에 있어서, 상기 센서 수단이 LVDT1, LVDT2, LVDT3 및 LVDT4로 표시되는 4개의 신호를 발생시키며, 상기 각 4개의 신호가 상기 전자 테스트 헤드의 상기 표면상의 복수의 위치와 상기 각각의 복수의 위치 사이의 상기 거리 중에서 각각의 거리에 해당함 특징으로 하는 포지셔너.
  5. 제3항에 있어서, 상기 헤드 회전 수단이 상기 제1축 주위로 상기 전자 테스트 헤드를 회전시키며 상기 수직 운동 수단이 상기 센서 수단에 의해 발생된 상기 신호에 반응하는 상기 제2축을 따라서 상기 테스트 헤드를 이동시킴을 특징으로하는 포지셔너.
  6. 제3항에 있어서, 상기 헤드 회전 수단이 상기 전자 테스트 헤드를 상기 제1축 주위로 회전시키며, 상기 수직 운동 수단이 상기 테스트 헤드를 핏치가 다음과 같이 산출되고 :
    핏치=[(LVDT2+LVDT4)-LVDT1+LVDT3)]/2
    롤이 다음과 같이 산출되는 :
    롤=[(VLDT3+LVDT4)-(LVDT1+LVDT2)]/2
    상기 장치 핸들러에 대한 상기 전자 테스트 헤드의 핏치 및 롤에 기초하여 상기 제2축을 따라서 이동시킴을 특징으로 하는 포지셔너.
  7. 제2항에 있어서, 추가로 상기 복수의 정렬 핀 중의 각각의 하나 아래에 각각 위치한 복수의 트랜스듀서로 이루어지며, 상기 복수의 정렬 핀과 상기 복수의 정렬홀 사이의 오정렬에 의해 상기 트랜스듀서가 상기 오정렬을 나타내는 신호를 발생시킴을 특징으로 하는 포지셔너.
  8. 제1항에 있어서, 추가로 a) 상기 테스트 헤드를 상기 제1축을 따라서 이동시키거나; b) 상기 테스트 헤드를 상기 제2축 주위로 이동시키거나; c) 상기 테스트 헤드를 상기 제1축 및 상기 제2축 모두에 수직인 제3축을 따라서 이동시키거나; d) 상기 테스트 헤드를 상기 제3축 주위로 이동시키거나 하는 적어도 한가지를 위한 이동 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  9. 제1항에 있어서, 상기 헤드 회전 수단 및 상기 수직 운동 수단이 전력 공급됨을 특징으로 하는 포지셔너.
  10. 제3항에 있어서, 상기 센서 수단이 복수의 센서를 포함하며, 추가로 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러가 결합된 상태에서 각각 소정의 신호를 발생시키는 각각의 복수의 센서를 캘리브레이션하기 위한 캘리브레이션 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  11. 제3항에 있어서, 추가로 상기 정렬 핀 및 상기 정렬 홀 중의 하나를 다른 상기 정렬 핀 및 상기 정렬 홀에 대하여 위치 결정하는 캘리브레이션 고정구로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  12. 제10항에 있어서, 추가로 상기 정렬 핀 및 상기 정렬 홀 중의 하나를 다른 상기 정렬 핀 및 상기 정렬 홀에 대하여 위치 결정하는 캘리브레이션 고정구로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  13. 제3항에 있어서, 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러가 각각의 접촉부를 포함하며, 상기 센서 수단이 복수의 센서를 포함하며, 상기 복수의 센서가 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러 중의 하나에서 각각의 상기 두 개의 접촉부 사이에 위치함을 특징으로 하는 포지셔너.
  14. 제3항에 있어서, 상기 센서 수단이 세 개의 신호를 LVDT1, LVDT2, 및 LVDT3으로 발생시키며, 상기 3개의 신호 각각이 상기 전자 테스트 헤드의 상기 표면 위의 상기 복수의 위치와 상기 각 복수의 위치 사이의 상기 거리 중의 각각의 하나에 해당함을 특징으로 하는 포지셔너.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수직 운동 수단이 상기 테스트 헤드를 상기 수직 방항으로 이동시키고 상기 헤드 회전 수단이 상기 전자 테스트 헤드를 핏치가 다음과 같이 산출되고 :
    핏치=(LVDT1+LVDT2-2×LVDT3)/2
    롤이 다음과 같이 산출되는 :
    롤=LVDT2-LVDT1
    상기 장치 핸들러에 대한 상기 전자 테스트 헤드의 핏치 및 롤에 기초하여 상기 제1축 주위를 회전시킴을 특징으로 하는 포지셔너.
  16. 전자 테스트 헤드를 제1축 주위로 회전시키는 헤드 회전 수단; 상기 전자 테스트 헤드를 상기 제1축에 수직인 제2축을 따라서 수직으로 이동시키는 수직 이동 수단; 상기 전자 테스트 헤드의 표면 위의 복수의 위치와 상기 장치 핸들러의 표면 위의 각각의 복수의 위치 사이의 각 거리를 측정하는 센서 수단; 및 상기 전자 테스트 헤드와 상기 장치 핸들러를 결합시키기 위해 상기 센서 수단에 의해 측정된 상기 각 거리에 반응하여 a) 상기 전자테스트 헤드를 상기 제1축 주위로 회전시키기 위해 상기 헤드회전 수단에 신호를 주고, b) 상기 전자 테스트 헤드를 상기 제2축을 따라서 이동시키기 위해 상기 수직이동 수단에 신호를 주는 수단으로 이루어짐을 특징으로 하여 전자 테스트 헤드와 장치 핸들러를 결합시키는 포지셔너.
  17. 제16항에 있어서, 복수의 정렬 핀이 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러 중의 하나에 고착되고, 복수의 정렬 홀이 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러 중의 다른 하나에 형성되며, 상기 전자 테스트 헤드가 상기 장치 핸들러와 결합하는 경우, 상기 복수의 정렬 핀 각각이 상기 각각의 복수의 정렬 홀의 하나로 연장됨을 특징으로 하는 포지셔너.
  18. 제16항에 있어서, 상기 센서 수단이 LVDT1, LVDT2, LVDT3 및 LVDT4로 표시되는 4개의 신호를 발생시키며, 상기 각 4개의 신호가 상기 전자 테스트 헤드의 상기 표면 위의 복수의 위치와 상기 각각의 복수의 위치 사이의 상기 거리 각각에 해당함을 특징으로 하는 포지셔너.
  19. 제18항에 있어서, 상기 헤드 회전 수단이 상기 전제 테스트 헤드를 상기 제1축 주위로 회전시키며, 상기 수직 운동 수단이 상기 테스트 헤드를 핏치가 다음과 같이 산출되고 :
    핏치=[(LVDT2+LVDT4)-(LVDT1+LVDT3)]/2
    롤이 다음과 같이 산출되는 :
    롤=[(LVDT3+LVDT4)-(LVDT1+LVDT2)]/2
    상기 장치 핸들러에 대한 상기 전자 테스트 헤드의 핏치 및 롤에 기초하여 상기 제2축을 따라서 이동시킴을 특징으로 하는 포지셔너.
  20. 제16항에 있어서, 추가로 상기 복수의 정렬 핀 중의 각각의 하나 아래에 각각 위치한 복수의 트랜스듀서로 이루어지며, 상기 복수의 정렬 핀과 상기 복수의 정렬 홀 사이의 오정렬에 의해 상기 트랜스듀서가 상기 오정렬을 나타내는 신호를 발생시킴을 특징으로 하는 포지셔너.
  21. 제16항에 있어서, 추가로 a) 상기 테스트 헤드를 상기 제1축을 따라서 이동시키거나; b) 상기 테스트 헤드를 상기 제2축을 주위로 이동시키거나; c) 상기 테스트 헤드를 상기 제1축 및 상기 제2축 모두에 수직인 제3축을 따라서 이동시키거나; d) 상기 테스트 헤드를 상기 제3축 주위로 이동시키거나 하는 적어도 한가지를 위한 이동 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  22. 제16항에 있어서, 상기 센서 수단이 복수의 센서를 포함하며, 추가로 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러가 결합된 상태에서 각각 소정의 신호를 발생시키는 각각의 복수의 센서를 캘리브레이션하기 위한 캘리브레이션 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  23. 제16항에 있어서, 추가로 상기 정렬 핀 및 상기 정렬 홀 중의 하나를 다른 상기 정렬 핀 및 상기 정렬 홀에 대하여 위치 결정하는 캘리브레이션 고정구로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  24. 제22항에 있어서, 추가로 상기 정렬 핀 및 상기 정렬 홀 중의 하나를 다른 상기 정렬 핀 및 상기 정렬 홀에 대하여 위치 결정하는 캘리브레이션 고정구로 이루어짐을 특징으로 하는 포지셔너.
  25. 제17항에 있어서, 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러가 각각의 접촉부를 포함하며, 상기 센서 수단이 복수의 센서를 포합하며, 상기 복수의 센서가 상기 전자 테스트 헤드 및 상기 장치 핸들러 중의 하나에서 각각의 상기 두 개의 접촉부 사이에 위치함을 특징으로 하는 포지셔너.
  26. 제17항에 있어서, 상기 센서 수단이 세 개의 신호를 LVDT1, LVDT2, 및 LVDT3으로 발생시키며, 상기 3개의 신호 각각이 상기 전자 테스트 헤드의 상기 표면 위의 상기 복수의 위치와 상기 각 복수의 위치 사이의 상기 거리 중의 각각의 하나에 해당함을 특징으로 하는 포지셔너.
  27. 제26항에 있어서, 상기 수직 운동 수단이 상기 테스트 헤드를 상기 수직 방향으로 이동시키고 상기 헤드 회전 수단이 상기 전자 테스트 헤드를 핏치가 다음과 같이 산출되고 :
    핏치=(LVDT1+LVDT2-2×LVDT3)/2
    롤이 다음과 같이 산출되는 :
    롤=LVDT2-LVDT1
    상기 장치 핸들러에 대한 상기 전자 테스트 헤드의 핏치 및 롤에 기초하여 상기 제1축 주위를 회전시킴을 특징으로 하는 포지셔너.
  28. 테스트 헤드를 서로에 대해서 각도를 이루는 상기 테스트 헤드 및 장치 핸들러 중의 하나 위에 위치한 복수의 센서가 상기 테스트 헤드와 상기 장치 핸들러 사이의 각각의 거리를 표시할 때까지 상기 장치 핸들러 쪽으로 이동시키는 단계; 상기 테스트 헤드 표면 및 상기 장치 핸들러 표면이 평행해지도록 상기 테스트 헤드의 상기 표면과 상기 장치 핸들러의 상기 표면 사이의 상기 각도를 변화시키도록 상기 테스트 헤드를 이동시키는 단계; 및 상기 테스트 헤드를 상기 제1접촉 수단 및 상기 제2접촉 수단이 결합하도록 상기 장치 핸들러 쪽으로 이동시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하여, 테스트 헤드의 표면에 장착된 제1접촉 수단을 장치 핸들러의 표면에 장착된 제2접촉 수단과 결합시키도록 포지셔너 시스템을 이용하는 방법.
  29. 평면의 캘리브레이션 고정구를 제공하는 단계; 상기 캘리브레이션 고정구가 상기 복수의 센서 주위에 직접 연장되도록 상기 캘리브레이션 고정구의 상기 표면을 상기 접촉부 위에 놓는 단계; 및 상기 캘리브레이션 고정구를 접촉시키고 테스트 헤드와 장치 핸들러 사이의 결합을 지시하는 각 캘리브레이션 신호를 발생시키도록 상기 복수의 센서 각각을 조절하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하여, 장치 핸들러에 결합된 전자 테스트 헤드에 장착되고, 상기 테스트 헤드의 표면 위의 복수의 위치와 상기 장치 핸들러의 표면 위의 각각의 복수의 위치 사이의 각 거리를 결정하는 복수의 센서를 캘리브레이션하는 방법.
KR1019950048279A 1994-12-12 1995-12-11 테스트헤드를장치핸들러에자동결합시키는방법및장치 KR100225805B1 (ko)

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