KR20180034582A - 회로기판을 검사하는 병렬 테스터를 위한 위치설정장치 및 회로기판을 검사하는 병렬 테스터 - Google Patents

회로기판을 검사하는 병렬 테스터를 위한 위치설정장치 및 회로기판을 검사하는 병렬 테스터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 병렬 테스터의 위치설정장치, 병렬 테스터, 및 회로기판을 검사하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 첫번째 양태에 따르면, 위치설정장치가 정교한 조정의 목적으로 구비되는데, 상기 장치에서 검사 어댑터가 홀딩장치의 내부 홀딩 피스로 체결될 수 있고, 내부 홀딩 피스가 위치설정장치의 나머지에 대해 상대적으로 이동할 수 있도록 지지된다. 베어링으로서, 하나 이상의 스위블 연결체 및/또는 하나 이상의 공기 베어링 및/또는 하나 이상의 자기 베어링만이 구비된다.

Description

회로기판을 검사하는 병렬 테스터를 위한 위치설정장치 및 회로기판을 검사하는 병렬 테스터
본 발명은 회로기판을 검사하는 병렬 테스터를 위한 위치설정장치(positioning device)와 회로기판을 검사하는, 특히 빈 회로기판을 검사하는 병렬 테스터(parallel tester)에 관한 것이다.
전기 회로기판을 검사하는 어댑터가 검사장치에서 사용되는데, 프레스(press)와 같은 방식으로 검사될 회로기판, 즉 검사대상을 두 개의 플레이트(plate) 형태의 부재 사이에 고정시킨다; 검사지점(testing point)과 접촉하기 위하여 어댑터가 구비되는데, 어댑터는 검사지점의 패턴에 배치된 다수의 검사바늘(test needle)을 갖는다. 검사대상(test specimen)이 어댑터에 대해 프레스 되어, 검사대상 상의 검사지점이 각각 검사바늘에 의해 접촉된다.
제조되는 방식으로 인해, 검사대상 및 그들의 검사패턴이 자주 왜곡되어, 검사대상을 검사장치로 미리 결정된 위치에 단순히 삽입하여도 검사지점 및 검사바늘 사이의 의도한 접촉을 종종 만들어내지 못한다.
어댑터, 검사바늘 및/또는 검사대상의 상대적 이동 및 조정이 실시될 수 있는 검사장치가 알려져 있다. DE 44 17 811 A1는 조정 드라이브에 의해 검사대상에 대해 상대적으로 정렬될 수 있는 이동 가능한 조정 플레이트를 갖는 어댑터를 개시하고 있다. 이 어댑터는 서로 평행하고 또한 떨어지도록 배치된 몇 개(셋 또는 다섯 개)의 가이드 플레이트를 포함하는, 소위 멀티 보드(multi-board) 어댑터의 형태로 구현되는데, 상기 가이드 플레이트는 둘레에 위치한 스페이서에 의해 서로 떨어져 있도록 체결된다. 검사바늘이 가이드 플레이트를 관통한다. 조정 플레이트는 검사대상을 향한 가이드 플레이트에 대해 기대어 있고, 이 가이드 플레이트와 함께 이동할 수 있다. 조정 드라이브는 외부를 향하고 측미 나사(micrometer screw)가 구비된 나사산 스핀들(threaded spindle)을 가져서, 어댑터가 수동으로 조정될 수 있다. 측미 나사 대신에, 기계적 이동을 할 수 있는 모터가 구비될 수도 있다.
DE 43 42 654 A1는 검사될 회로기판이 드라이브 모터를 통한 움직임에 의해 검사장치 상에서 조정되는 검사장치를 개시하고 있다. 각 드라이브 모터는 하우징에 분리할 수 있게 연결되도록 구비되는 개별의 포켓용 하우징에 포함된다. 이 검사장치는 개별적으로 구현되는 어댑터를 갖지 않고, 전체 검사장치가 특히 이 조정 장치를 위해 구현된다.
JP 4-38480 A는 특히 전기회로기판의 양면 검사를 위한 자동 어댑터를 개시하고 있는데, 상기 어댑터는 어댑터 몸체 및 어댑터 몸체를 관통하는 다수의 검사바늘을 갖는다; 미세 조정에 의하여, 회로기판은 회로기판 및 검사바늘 사이의 상대적 이동을 통해 검사바늘에 대해 상대적으로 정교하게 조정될 수 있다; 조정 장치는, 검사지점과 접촉할 검사바늘의 단부가 검사될 회로기판의 검사지점의 패턴에 배치된 가이드 구멍에서 지지되는, 바늘 가이드 플레이트를 갖는다. 어댑터의 외부에서 탑재되는 나선형 드라이브가 조정 장치의 이동을 위해 구비된다.
JP 63-124969 A는 외부의 나선형 드라이브가 회로기판 및 검사바늘 사이의 상대적 위치를 조정하는 데에 이용되는, 전기회로기판을 검사하는 자동 어댑터를 개시하고 있다.
EP 831 332 B1은 전기회로기판을 검사하는 어댑터를 개시하고 있는데, 상기 어댑터는 어댑터 몸체 및 어댑터 몸체를 관통하는 다수의 검사바늘을 갖는다. 어댑터 몸체의 내부에, 회로기판 및 검사바늘 사이의 상대적 움직임에 의해 회로기판 상에 구비되는 검사지점과 관련하여 검사바늘을 조정하는 조정 장치가 있다; 조정장치는, 검사바늘의 단부(이것과 검사지점이 접촉할 것임)가 검사될 회로기판의 검사지점의 패턴에 배치된 가이드 구멍에서 지지되는, 바늘 가이드 플레이트를 갖는다.
조정 장치가 어댑터 몸체의 내부에 배치된다.
검사될 회로기판에 대한 어댑터의 상대적 정렬은 다음의 제약을 받는다:
- 어댑터 및 어댑터에 연결되는 검사헤드(test head)가 무겁다. 어댑터 및 검사헤드가 이동하려면, 상응하는 강력한 힘이 필요하다.
- EP 831 332 B1에 따르면, 어댑터의 부품들이 서로에 대해 상대적으로 이동하면서, 어댑터의 내부에서 이동이 발생한다. 이는 이동하여야 하는 중량을 감소시킨다. 그렇지만 어댑터는 본질적으로 이동가능하다. 그러나 어댑터는 어댑터가 검사될 회로기판에 대해 프레스되도록 하는 강력한 압축력을 전달하여, 전기적 접촉을 만들어내기에 충분한 압력으로 각 개별의 접촉이 작용할 수 있도록 하여야 한다.
- 단면의 검사장치에서, 회로기판은 어댑터 대신에 이동할 수 있다. 그러나 현재의 표준 검사장치는 양면 검사를 수행할 수 있어야 하기 때문에, 회로기판의 이동은 어댑터의 접촉지점에 대해 상대적으로 회로기판의 검사지점을 완벽하게 정렬하기에 충분하지 않다.
- 정렬은 매우 정밀하게 수행되어야 한다. 오차는 최소한 검사될 회로기판의 최소 회로기판 검사지점의 직경 또는 폭의 절반 미만이어야 한다. 현재 빈 회로기판의 최소 정사각형 패드 필드의 폭은 대략 20㎛이다.
- 모든 검사장치의 또 다른 목적은 최대한 신속하게 최대한 많은 회로기판을 검사하는 것이다. 이러한 이유로, 검사될 회로기판에 대한 어댑터의 상대적인 정렬은 최대한 신속하게 이루어져야 한다.
- 검사장치에서 회로기판에 대해 상대적으로 어댑터를 정렬할 때, 각 어댑터에 대한 회로기판의 선형 편차 및 상이한 회전 위치를 고려하고 또한 상응하게 보정할 필요가 있다.
- 위치설정장치는 최대한 단순하게 구현되어, 장기간 안전하고 신뢰할 수 있는 위치설정을 하면서 또한 높은 유지비용을 유발하지 않도록 하여야 한다.
본 발명의 목적은 회로기판을 검사하는 병렬 테스터를 위한 위치설정장치를 개발하는 것인데, 상기 장치는 검사될 회로기판 및 병렬 테스터의 어댑터 사이에서 단순하면서 정밀한 조정을 할 수 있고 또한 어댑터 및 검사될 회로기판 사이의 상대적 회전 위치를 정렬할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기에서 설명된 문제점의 하나 이상을 해결하는 위치설정장치 및 병렬 테스터를 개발하는 것이다.
목적의 하나는 독립청구항의 한 주제에 의해 달성된다. 유리한 구현예가 각 종속청구항에 표시된다.
본 발명에 따른 위치설정장치는, 검사될 회로기판의 다수의 회로기판 검사지점과 동시에 접촉할 수 있도록 하기 위하여 다수의 접촉부재를 갖는 검사 어댑터로 회로기판을 검사하는 병렬 테스터에 제공된다.
위치설정장치는 검사 어댑터가 체결될 수 있는 내부 홀딩 피스(inner holding piece)로 구현되는 홀딩장치를 갖는다. 내부 홀딩 피스는 위치설정장치의 나머지에 대해 상대적으로 이동할 수 있도록 지지된다. 지지체는 하나 이상의 스위블 연결체(swivel joint) 및/또는 하나 이상의 공기 베어링 또는 자기 베어링의 형태로 구비된다.
종래의 볼 베어링 또는 롤러 베어링으로는, 정지 위치에서 이동으로의 전환에서 언제나 정지 마찰을 극복할 필요가 있다. 본 위치설정장치에서, 스위블 연결체는 고체 몸체의 굽힘을 통해서만 회전이 생성되는 고체의 스위블 연결체이다. 이러한 스위블 연결체는, 예를 들어, 힌지 또는 이와 같은 것에서 발생하는 종류의 정지 마찰을 겪지 않는다. 내부 홀딩 피스가 하나 이상의 스위블 연결체 및/또는 하나 이상의 공기 베어링 또는 자기 베어링에 의해서만 지지되기 때문에, 정지 마찰을 극복할 필요 없이 이동될 수 있다. 이는 작은 거리(예를 들어, ≤10㎛)를 조정할 때 상당히 유리하다. 위치설정장치에서 내부 홀딩 피스의 지지는 이에 따라 전혀 정지 마찰이 없으며 검사 어댑터의 매우 정밀한 조정을 가능하게 한다.
바람직하게는, 내부 홀딩 피스 또는 검사 어댑터가 평면에서 하나 이상의 방향으로 직선 운동을 할 수 있고 회전 축의 주위를 회전할 수 있도록 지지되는 다수의 방식으로 내부 홀딩 피스 및 검사 어댑터가 지지된다. 위치설정장치는 외부 홀딩 피스(outer holding piece) 및 중간 홀딩 피스(middle holding piece)를 가질 수 있으며, 이때 외부 홀딩 피스는 스위블 연결체에 의해 중간 홀딩 피스로 연결되고, 중간 홀딩 피스는 다른 스위블 연결체에 의해 내부 홀딩 피스로 연결된다. 스위블 연결체는 바람직하게는 중간 홀딩 피스에서 대략 완전히 반대인 위치들에 위치한다. 이에 의하여, 두 스위블 연결체 주위의 회전 운동을 통해 외부 홀딩 피스에 대해 상대적인 내부 홀딩 피스의 대략 선형인 이동을 실시할 수 있다.
위치설정장치는 검사 어댑터의 접촉부재의 평면에서 적어도 y-방향으로 회로기판에 대해 상대적으로 검사 어댑터를 위치설정 하는 선형 조정(linearly adjusting) 위치설정자(positioner)를 갖는 y-위치설정장치의 형태로 구현될 수 있다.
y-위치설정장치는 두 개의 선형 조정 위치설정자를 갖는데, 상기 위치설정자는 서로에 대해 대체로 평행하고 미리 결정된 거리만큼 떨어지도록 배치되어, 두 개의 대체로 평행하게 지향된 위치설정자의 상이한 구동으로, 상대적 회전 운동이 검사 어댑터 및 검사될 회로기판 사이에서 실시된다.
본 발명은 검사될 회로기판에 대해 상대적인 어댑터의 정렬을 위한 회전 이동이 대략 0.5° 내지 1°의 작은 최대 각도 범위를 필요로 한다는 발견에 기초한다. 일반적으로 0.75°의 최대 회전 범위가 충분하다. 이러한 이유로, 본 발명의 발명자들은, 서로에 대해 대체로 평행하게 위치하고 미리 결정된 거리만큼 떨어진, 회로기판에 대해 상대적으로 검사 어댑터를 위치설정 하는 두 선형 조정 위치설정자가, 회로기판에 대해 상대적인 어댑터의 위치를 선형 위치설정자와 평행한 선형 방향으로 조정하는 데에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 어댑터의 위치를 회로기판의 평면과 직교하는 회전 축의 주위의 회전 방향으로 조정하는 데에 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
검사될 회로기판의 회로기판 검사지점의 패턴을 검사 어댑터의 접촉지점의 패턴과 일치시키기 위하여, 회로기판 검사지점의 패턴에서 두 개의 상응하는 지점을 검사 어댑터의 상응하는 지점과 일치시키는 것으로 충분하다. 이는 또한 회로기판의 두 개의 상응하는 지점이 카메라에 의해 탐지될 수 있고, 그 뒤 두 선형 위치설정자가 구동되어 상응하는 지점이 만나게 됨을 의미한다. 따라서 검사 어댑터에 대한 회로기판의 작은 편차는 신속하고 매우 정밀하게 교정될 수 있다.
위치설정장치는 바람직하게는 선형 모터가 구동되었을 때 서로에 대해 상대적으로 이동하는 선형 부재의 형태로 구현되는 선형 조정 위치설정자를 갖는다. 회전자 및 고정자 사이에 공기 갭이 있어서 선형 모터가 구동되었을 때 정지 마찰을 극복할 필요가 없다. 선형 모터는 바람직하게는, 고정자 및 회전자가 서로에 대해 상대적으로 이동하는 부재로 체결되어, 기어 또는 이러한 것과 같은 추가의 정지 마찰 생성의 기계적 전달 수단이 움직임을 전달하기 위하여 필요하지 않도록 위치한다.
이러한 위치설정장치는 검사 어댑터 및 가능하게는 검사 어댑터에 연결된 검사헤드(test head)가 이동할 수 있게 되는 홀딩장치와 일체화될 수 있다. 홀딩장치는 바람직하게는 멀티-부품 홀딩장치이다; 홀딩장치의 내부 홀딩 피스는 검사 어댑터로 직접 부착될 수 있고, 홀딩장치의 외부에 대해 이동 가능한 방식으로 놓일 수 있다; y-위치설정장치의 두 위치설정자는 내부 홀딩 피스 및 외부 홀딩 피스로 연결되어 이들을 서로에 대해 상대적으로 이동시킨다.
내부 홀딩 피스는 바람직하게는 공기 베어링 장치에 의해 지지되는 공기 베어링이다. 공기 베어링 장치는 내부 홀딩 피스의 바로 아래의 영역에서 멀티-부품 홀딩장치 상에 구비되는 하나 이상의 공기 분사체(air jet)를 포함한다. 공기 분사체는 각각 압축 공기 라인에 연결되어, 공기 분사체를 통한 공기 공급은 내부 홀딩 피스 아래에서의 공기 쿠션을 생성하고, 상기 쿠션 상에서 내부 홀딩 피스가 부동(浮動)하고 이에 따라 이동 시에 마찰 저항을 받지 않는다.
바람직하게는, 중간 홀딩 피스가 내부 및 외부 홀딩 피스 사이에 구비된다. 중간 홀딩 피스는 각각 개별의 스위블 연결체에 의해 내부 홀딩 피스 및 외부 홀딩 피스에 연결될 수 있다. 스위블 연결체는 개별 홀딩 피스 사이에서 얇은 벽 형태의 재료 브리지(material bridge)로 구현될 수 있고, 이는 제한적인 회전 운동을 허용한다. 이와 같은 스위블 연결체는 매우 단순하고, 유지비용이 없으며, 두 홀딩 피스를 서로로부터 미리 정해진 거리만큼 떨어뜨려 보지할 수 있다. 재료 브리지는 홀딩장치의 상이한 홀딩 피스들과 동일한 재료로 구성되는 연결 피스(connecting piece)일 수 있다. 일반적으로 이 재료는 스틸, 알루미늄 또는 탄성 합금이다.
선형 조정 위치설정자는 선형 모터일 수 있다. 이와 같은 선형 모터는 선형 회전자 및 선형 고정자를 가지며, 이들은 선형 모터가 구동되었을 때 서로에 대해 상대적으로 이동된다. 홀딩장치의 내부 홀딩 피스가 두 선형 모터의 회전자 또는 고정자에 체결되고, 이에 인접해서 선형 모터의 상응하는 다른 부분이 중간 홀딩 피스 또는 외부 홀딩 피스 또는 중간 또는 외부 홀딩 피스로 연결된 부분에 체결되어, 선형 모터가 구동되었을 때, 내부 홀딩 피스가 이동된다.
스위블 연결체 대신에, 내부 홀딩 피스가 자유로이 이동가능한 방식으로 배치될 수도 있는데, 이러한 경우, 가이드 장치가 바람직하게는 구비되어, 선형 위치설정자에 인접한 내부 홀딩 피스의 선형 방향으로의 이동에 마찰 없는 안내를 제공하여야 한다. 가이드 장치는 바람직하게는, 작은 회전 이동도 실시될 수 있도록 선형 방향에 대한 상대적인 작용을 어느 정도 허용하도록 구현된다. 선형 가이드는 바람직하게는 공기 또는 자기의 쿠션 또는 베어링을 갖도록 구현된다.
위치설정장치는 두 선형 조정 위치설정자에 의해 실시되는 이동을 탐지하는 변위 센서(displacement sensor)를 가질 수 있다. 변위 센서는 바람직하게는 선형 스케일(linear scale)을 스캔하는 광학 센서이다. 광학 센서 및 스케일은 각각 선형 조정 위치설정자에 의해 서로에 대해 상대적으로 이동하는 위치설정장치 및/또는 그의 홀딩장치의 두 부분에 위치한다. 두 선형 조정 위치설정자의 각각의 이동 경로는 이러한 방법으로 탐지된다. 변위 센서에 의해 탐지되는 신호에 근거하여, y-위치 및 상응하는 회전 위치를 탐지할 수 있다. 이들 광학 변위 센서는 비접촉의 변위 센서이다. 본 발명의 범주에 있어서, 다른 비접촉의 변위 센서를 사용하는 것도 가능하다. 비접촉의 변위 센서는 정지 마찰을 생성하지 않는다. 따라서 이들은 어댑터의 정밀한 조정을 가능하게 한다. 이와 같은 광학 변위 센서는 nm까지의 해상도를 달성할 수 있다. 이러한 광학 변위 센서는 상기에서 언급한 스위블 연결체와 관련하여 특히 유리하다. 이들 스위블 연결체는 위치설정장치의 개별 이동 부분의 최대 이동 경로를 제한한다. 따라서 각 광학 센서 및 스캔될 스케일 사이의 거리는 미리 정해진 범위 내에서 설정되고, 이에 따라 정확한 스캐닝을 확실히 가능하게 한다.
검사 어댑터로 회로기판을 검사하는 본 발명에 따른 병렬 테스터는, 검사될 회로기판의 다수의 회로기판 검사지점을 동시에 접촉할 수 있도록 다수의 접촉부재를 가지고, 검사될 회로기판에 대해 상대적으로 검사 어댑터를 위치설정 하는 위치설정장치를 가지고, 이는 상기에서 설명한 위치설정장치에 따라 구현된다.
병렬 테스터는 바람직하게는, y-방향에 대체로 직교하는 방향인, 검사 어댑터의 접촉부재의 평면에서의 x-방향에서 회로기판에 대해 상대적으로 검사 어댑터를 위치설정 하도록 구현되는 x-위치설정장치를 갖는다.
x-위치설정장치는 바람직하게는, 어댑터 및 특히 검사헤드와 함께 x-방향으로 멀티-부품 홀딩장치를 이동시키도록 구현된다.
검사될 회로기판에 대해 상대적으로 x-방향으로 검사 어댑터 및/또는 홀딩장치의 상대적 위치를 탐지할 수 있어, 변위 센서의 센서 신호에 근거하여, 검사될 회로기판에 대해 상대적인 어댑터의 위치가 피드백 루프(feedback loop)에 의해 조절될 수 있는 센서가 구비될 수 있다. x-위치설정장치가 매우 큰 이동 거리, 예를 들어 x-방향으로 어댑터의 폭의 수 배인 거리를 갖더라도, 이는 x-방향으로 어댑터의 매우 정확한 위치설정을 가능하게 한다.
x-방향으로 검사 어댑터 및/또는 홀딩장치의 위치를 탐지하는 센서는, 바람직하게는, 홀딩장치 상에 구비된 스케일을 스캔하는 광학 센서이다. 센서는 또한 홀딩장치의 위치를 탐지하는 카메라일 수 있다.
홀딩장치의 위치는, 예를 들어, 카메라에 의해 탐지되는 홀딩장치의 위치를 가지고서 병렬 테스터를 설치하는 동안 교정된다. 정상 작동에서, 홀딩장치의 위치는 제어될 수 있는데, 즉 피드백 루프에 의해 조절되지 않는다. 그러나, 기본적으로 작동 시에 홀딩장치의 위치를 측정하고 상응하여 조절하는 것도 가능하다.
병렬 테스터는 바람직하게는 회로기판 검사지점의 위치를 탐지하는 하나 이상의 카메라를 갖는다.
아울러, 검사 위치에서 검사될 회로기판을 스캔하는 데에 사용될 수 있는 광학 탐지장치 또는 카메라가 구비된다. 카메라에 의해 포착된 이미지에 근거하여, 회로기판의 개별 회로기판 검사지점의 위치에서의 편차가 결정되고, 이 편차는 회전 위치에 상대적으로 x-방향 및/또는 y-방향에서 오프셋(offset)을 결정하는 근거로 사용된다. 이 정보에 근거하여, 검사될 회로기판과 접촉하기 위하여 어댑터가 이동되어야 하는 위치에 관한 결정이 이루어진다.
카메라는 바람직하게는 병렬 테스터 상에 이동식으로 배치되어, 검사될 회로기판의 상이한 위치에 위치할 수 있다. 바람직하게는, 카메라는 두 검사 스테이션 사이에서 왔다갔다 이동될 수 있다.
바람직하게는, 병렬 테스터는 검사될 회로기판의 하면 및 상면을 모두 스캔하기 위하여 두 개의 카메라를 갖는 광학 탐지장치를 갖는다.
병렬 테스터는, 회로기판에 대해 상대적인 z-방향에서 검사 어댑터, 및 가능하게는 상응하는 검사헤드를 위치설정 하도록 구현되는 z-위치설정장치를 가질 수 있다. z-방향은 검사 어댑터의 접촉부재의 평면에 대체로 직교하고 검사될 회로기판의 평면에 직교하도록 확장한다.
병렬 테스터는 바람직하게는 두 개의 검사 어댑터와, 특히, 검사될 회로기판의 한 면을 검사하도록 각각 위치한 두 개의 검사헤드를 갖는다. 두 개의 검사 어댑터는 각각 동일한 위치설정장치에 구비되고, 위치설정장치는 검사될 회로기판의 평면과 관련하여 거울 대칭 방식으로 배치된다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 검사 어댑터로 회로기판을 검사하는 병렬 테스터에 관한 것으로, 상기 테스터는 검사될 회로기판의 다수의 회로기판 검사지점과 동시에 접촉할 수 있도록 다수의 접촉부재를 갖는다. 병렬 테스터는 그 접촉부재의 평면에 직교하는 방향에서 검사 어댑터를 이동시키는 z-위치설정장치, 그 접촉부재의 평면에서 x-방향으로 검사 어댑터를 이동시키는 x-위치설정장치, 및 그 접촉부재의 평면에서 y-방향으로 검사 어댑터를 이동시키는 y-위치설정장치를 가지고, 상기 y-방향은 x-방향에 대체로 수직이다. 이 병렬 테스터는 x-방향으로 오프셋 되어 있는 두 개의 검사 스테이션을 특징으로 하고, x-위치설정장치는, x-위치설정장치가 두 검사 스테이션 사이에서 검사 어댑터를 이동시킬 수 있기에 충분히 큰 이동 경로를 갖도록 구현된다. 각 검사 스테이션에서, 컨베이어 장치가 검사될 회로기판의 y-방향으로의 전달 및 배출을 위해 구비된다.
바람직하게는, z-위치설정장치 및 x-위치설정장치는 검사 어댑터를 보지하는 홀딩장치를 이동시키도록 구현되는 한편, y-위치설정장치는 홀딩장치에 대해 상대적으로 검사 어댑터를 이동시키는 홀딩장치에 일체화된다.
검사될 회로기판의 y-방향으로의 전달 및 배출을 위한 컨베이어 장치는, 예를 들어, 자동으로 구동될 수 있는 드로어(drawer)의 형태로 구현된다.
병렬 테스터는 각 검사 스테이션으로 및 이로부터의 검사될 회로기판의 전달 및/또는 배출을 위한 추가의 컨베이어 장치를 가질 수 있다. 예를 들어, 이들 추가의 컨베이어 장치는 로보트 팔(픽-앤-플레이스 유닛(pick-and-place unit))의 형태로 구현된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 회로기판을 검사하는 병렬 테스터는, 검사될 회로기판의 다수의 회로기판 검사지점과 동시에 접촉할 수 있는 다수의 접촉부재를 갖는 검사 어댑터를 갖도록 구현된다. 병렬 테스터는 병렬 테스터의 적어도 하나의 개별 부품, 예를 들어 검사 어댑터 또는 검사될 회로기판에 대한 수용장치를 이동시키는 다수의 이동장치를 갖는다. 병렬 테스터는 광물질, 세라믹, 글라스세라믹 또는 글라스 유사 물질로 구성되거나 또는 콘크리트로 구성된 기본 몸체(base body)를 특징으로 한다. 각 이동장치는 바람직하게는 직접 및/또는 간접저으로 기본 몸체에 체결된다.
기본 몸체에 체결된 이동장치의 결과로, 모든 이동장치는 고정되는, 즉 서로에 대해 상대적 위치가 변하지 않는 것으로 영구적으로 추정한다. 기본 몸체는 바람직하게는 단단하고 무거우며, 특히 바람직하게는 200kg 초과, 300kg 초과, 또는 500kg 초과의 무게이다. 이 결과로, 이동장치는 진동에 대해 전혀 수용적이지 않는, 서로에 대해 상대적으로 고정적인 위치로 배치된다.
이 기본 몸체의 사용은, 기본 몸체에 고정된 이동장치로 이동되는 개별 부품의 상대적 위치가 서로에 대해 상대적으로 매우 정밀하게 재현될 수 있다는 점으로 귀결한다. 이동장치가 구성되는 부품은 다양한 품질이다. 이동장치에 의해 이동되는 부품의 이동에서 절대적인 위치설정을 달성을 할 수 있는 능력에 따라 품질이 일차적으로 다르다. 이동장치가 더 정밀할수록, 상응하는 부품은 더 비싸다. 본 발명의 발명자들은, 검사 어댑터에 상대적으로 검사될 회로기판을 정확하게 정렬하기 위하여, 중요한 것은 이동장치가 부품을 이동시키는 절대적 정밀도가 아니라, 검사될 회로기판 및 검사 어댑터의 상대적 위치에 영향을 주는 개별 이동장치의 재현성의 정밀도라고 판단하였다. 검사될 회로기판 및 검사 어댑터 간의 정확한 상대적 정밀도를 달성하기 위하여, 서로에 대해 상대적으로 개별 이동장치의 참조의 고정 프레임을 갖는 것이 중요한데, 이 경우에 이는 기본 몸체로 구성된다. 절대적 이동 정밀도가 수백 ㎛인 이동장치로써, 일 또는 수 ㎛의 상대적 재현성을 달성할 수 있다고 밝혀졌다. 바꾸어 말해, 일단 특정한 위치가 교정 장치에 의해 측정되면, 일 또는 수 ㎛의 정밀도로써 동일한 위치를 재개할 수 있다. 그러나 이러한 종류의 이동장치로, 일 또는 수 ㎛의 정밀도로 이동을 실시할 필요가 없다. 이는 한편으로는 상대적으로 저렴한 부품을 사용하고, 다른 한편으로는 정확한 상대적 위치를 달성할 수 있도록 한다. 바람직하게는, 각 이동장치는 하기에서 매우 상세한 기재한 바와 같이 교정되어, 이동장치와 함께 이동하는 부품의 상대적 위치가 일 또는 수 ㎛의 의도한 정밀도로써 반복적으로 추정될 수 있게 된다.
검사될 회로기판 및 검사 어댑터의 상대적 위치에 영향을 주는 이동장치는 검사 어댑터 및 검사될 회로기판을 이동시키는 이동장치이다. 검사될 회로기판 및 검사 어댑터 간의 상대적 위치에 영향을 줄 수 있는 다른 이동장치는, 이동장치 또는 그들(회로기판 또는 검사 어댑터)에 의해 이동되는 부품의 위치를 탐지하는 데에 사용되고 탐지된 위치에 근거하여 상응하는 이동장치를 교정하는 데에 사용될 수 있는 탐지장치이다. 하기에 기재된 예시적 구현예에서, 이와 같은 탐지장치는, 이동가능한 방식으로 병렬 테스터 상에서 지지되는 두 개의 카메라를 갖는 광학 탐지장치의 형태로 구현된다.
이동장치는 하나 이상의 위치설정장치를 갖는다; 각 위치설정장치는 한 이동 방향으로 부품을 이동시키도록 구현되고, 각 이동 방향의 이동설정장치의 모든 이동 방향은 서로에 대해 직교한다.
따라서 본 발명에 따른 병렬 테스터는 한 이동장치가 다른 이동장치 상에 위치하여 한 부품의 이동장치가 다른 부품의 이동장치에 의존하는 상황을 피하게 된다. 이러한 구현예로써, 한 이동장치의 오차는 이에 대해 독립적인 장치의 오차로 전달되게 된다. 결과적으로, 이동장치는 하나, 둘 또는 셋의 위치설정장치만을 가지고, 이 장치는 서로에 대해 직교하는 이동 방향으로 구현된다.
이동장치는 바람직하게는 기본 몸체에 직접 체결되기 때문에, 이들은 각각 기본 몸체와 관련하여 정렬한다.
기본 몸체는 광물질, 세라믹, 글라스세라믹 또는 글라스 유사 물질로 구성되거나 또는 콘크리트로 구성된다. 이와 같은 기본 몸체는 낮은 열 팽창을 갖는다. 따라서 이들은 각 이동장치에 대해 매우 정확한 참조 위치를 생성한다. 모든 이동장치가 동일한 기본 몸체에 연결되기 때문에, 이들의 상대적 위치는 정밀하게 결정된다. 시제품으로, 종래의 정밀 이동장치(레일 상에서 이동할 수 있는 운반체)로 1㎛의 상대적 정밀도를 달성할 수 있었다. 바꾸어 말해, 각 이동장치는 다른 이동장치에 대해 상대적으로 1㎛의 정밀도를 갖고서 위치를 반복적으로 추정할 수 있다.
바람직하게는, 병렬 테스터는 어댑터를 이동시키는 이동장치, 검사될 회로기판에 대한 수용장치를 이동시키는 이동장치, 및 카메라를 이동시키는 이동장치를 갖는다. 특정한 작동 단계 전에, 병렬 테스터는 바람직하게는 카메라에 의해 한번 교정된다; 교정에서, 어댑터의 적어도 하나의 참조지점이 탐지된다. 일단 교정이 실시되면, 그 뒤 어댑터 및 검사될 회로기판에 대한 수용장치는 기본 몸체에 의해 가능하게된 정밀도로써 서로에 대해 상대적으로 반복적으로 위치설정될 수 있다. 교정은 바람직하게는 병렬 테스터가 켜질 때마다 또는 어댑터가 교체될 때마다 실시된다.
카메라로써, 어댑터와 검사될 회로기판의 한면을 스캔할 수 있다. 상부 카메라는 검사될 회로기판의 상면과 하부 어댑터의 접촉면을 스캔할 수 있다. 하부 카메라는 검사될 회로기판의 하면과 상부 어댑터의 접촉면을 스캔할 수 있다. 이러한 카메라는 어댑터의 위치를 교정하고 검사될 회로기판의 위치를 탐지하는 데에 사용될 수 있다. 따라서 이러한 카메라는 각 어댑터의 위치를 교정하고 검사될 회로기판의 위치를 탐지하는 데에 사용될 수 있다. 특히, 검사될 회로기판이 상응하는 검사위치에 현재 있지 않다면, 어댑터는 그 검사 위치에서(적어도 x- 및 y-방향 및 그 회전 위치와 관련하여) 교정될 수 있다. 결과적으로 어댑터와 검사될 회로기판을 그들의 각 검사 위치에서 측정할 수 있다. 이는 어댑터 및 검사될 회로기판 사이에 매우 정밀한 상대적 위치설정을 달성할 수 있게 한다. 이는 본 발명의 독립적인 사상을 구성하며, 이는 상기에서 설명된 발명의 양태와 독립적으로 사용될 수 있다. 이는, 하나 이상의 검사 위치를 따라 정밀한 위치적 참조를 허용하는 단단한, 바람직하게는 무거운 재료로 된 기본 몸체의 형성에 대해 특히 적용된다.
기본 몸체는 바람직하게는 화강암, 글라스세라믹, 또는 실리카 및/또는 알루미나-기반의 세라믹으로 만들어진다. 이러한 물질은 한편으로는 낮은 열팽창 계수를 가지고, 다른 한편으로는 고밀도를 갖는다. 온도 변화 및 진동은 상이한 이동장치의 이동의 정밀도에 극히 작은 영향만을 갖는다.
바람직하게는, 기본 몸체는 열팽창 계수가 5·10-6/K 이하, 바람직하게는 3·10-6/K 이하, 특히 10·10-6/K 이하인 물질로 구성된다.
병렬 테스터에 기본 몸체를 제공하는 것은, 일반적으로 각 부재가 배치되는 대체로 사각 또는 블록 형태의 프레임을 갖는 종래의 병렬 테스터와 근본적으로 구별된다. 이러한 종류의 프레임은 일반적으로, 적어도 장치의 부재들이 검사될 회로기판에 작용하려면, 이들이 프레임의 외부에 위치할 수 없다는 단점이 있다. 종래의 병렬 테스터에서, 전원 공급 유닛 또는 제어 컴퓨터가 프레임의 외부에 위치할 수도 있다. 그러나, 어댑터, 프레스의 부품 또는 회로기판을 조종하는 부재와 같이 기계적으로 긴장되는 부품이 프레임의 외부에 위치하기가 어려운데, 필수적인 정지 상태의 특성이 없거나 및/또는 프레임의 일부가 이동을 방해하기 때문이다.
본 발명에 따른 기본 몸체는 병렬 테스터의 내부에 위치한다. 병렬 테스터의 모든 부재 및 부품은 기본 몸체에 직접 또는 간접적으로 체결된다. 따라서 기본 몸체는 병렬 테스터의 모든 부품 및 부재가 배치되는 단단한 코어 또는 단단한 내부 뼈대를 구성한다.
기본 몸체는, 예를 들어, 광물질, 특히 화강암으로 구성되는 단단한 몸체이다. 여기에서, "단단함"은 기본 몸체가 정상 공정 시간 전체에 걸쳐서 수 마이크로미터, 바람직하게는 1 마이크로미터 미만으로 변형되기에 충분하게 치수적으로 안정적임을 의미한다. 온도 변화로 인해, 더 강력한 변형이 기본 몸체에 발생할 수 잇다. 그러나 온도 변화 또는 온도 파동은 완만하기 때문에 정상 공정 시간에 영향이 없다. 공정 시간은 수 분에서 한 시간, 또는 수 시간까지 이를 수 있다.
기본 몸체의 단단함으로 인해, 기본 몸체를 따라 참조 프레임 또는 좌표계에 대한 명확한 참조가 있다. 바꾸어 말해, 기본 몸체에 직접 체결된 모든 부품은 좌표계에서 서로에 대해 상대적으로 특정한 위치를 갖는데, 상기 위치는 기본 몸체에 대한 연결 지점에 의해 결정된다. 기본 몸체가 단단하기 때문에, 이 상대적 위치는 일반적으로 변하지 않는다. 일단 이 상대적 위치가 탐지되면, 각 부재의 서로에 대한 상대적 위치를 결정하는 데에 반복적으로 사용될 수 있는데, 기본 몸체의 단단함으로 인해 유지되기 때문이다. 따라서 기본 몸체는 임의의 단단한 재료, 예를 들어 스틸 또는 광물질로 만들어질 수 있다.
뼈대의 척추처럼, 기본 몸체는 병렬 테스터의 종단 폭의 대부분에 대해 확장한다; 기본 몸체는 상응하는 이동장치에 수평 방향으로 상응하는 보지 작용을 제공하기 위하여 일차적으로 수평 방향으로 확장한다. 수직 방향에서, 기본 몸체는 바람직하게는, 검사될 회로기판이 양면에서, 즉 상면 및 하면에서 검사될 수 있도록 하는 상부 및 하부 검사 부재의 근처에서 수직방향으로 위치하기에 충분히 멀리까지 확장한다. 결과적으로, 기본 몸체는 바람직하게는 병렬 테스터의 일종의 후벽(rear wall)을 구성한다. 그러나, 병렬 테스터의 각 다른 부재는 부직 방향으로 기본 몸체를 넘어서 확장할 수 있다.
후벽의 형태로 구현된 기본 몸체는 후벽으로부터 수평으로 전방을 향해 확장하는 단일 섹션 또는 다수의 섹션을 가질 수 있다.
바람직하게는, 기본 몸체는 열 팽창이 거의 없는 물질, 예를 들어 광물질로 구성된다. 스틸과 같이 높은 열 팽창을 갖는 물질에서는, 미리 결정된 정도에 의한 각 온도 변동 후에 병렬 테스터를 재교정할 필요가 있고, 기본 몸체에 직접 및/또는 간접적으로 체결된 부재들의 상대적 위치를 결정할 필요가 있다.
기본 몸체의 다른 장점은, 병렬 테스터의 모든 다른 부재 및 부품들이 그 주위에 설치되어, 이론적으로 병렬 테스터의 크기에 제한이 없다는 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 회로기판을 검사하는 병렬 테스터는 상기 검사 어댑터는 검사될 회로기판의 다수의 회로기판 검사지점과 동시에 접촉할 수 있도록 하기 위하여 다수의 접촉부재를 갖는 검사 어댑터가 구비된다. 병렬 테스터는 검사 어댑터를 이동시키는 하나 이상의 이동장치, 검사될 회로기판에 대한 수용장치를 이동시키는 이동장치 및 하나 이상의 광학 탐지장치를 갖는다. 병렬 테스터는 광학 탐지장치가 다른 측정 위치에서 검사될 회로기판을 탐지하도록 구현된 제어장치가 구비된다; 다른 측정 위치에서의 회로기판의 위치정보는 메모리에 저장되고, 회로기판 및 검사 어댑터는 다른 측정 위치로 이동하여 그곳에서 검사 절차를 수행한다. 그 다음 제어장치가 하나 이상의 검사 절차를 작동시킨다; 여러 검사 절차 사이에서, 회로기판 및 검사 어댑터는 서로에 대해 상대적으로 이동된다. 이 병렬 테스터에서, 측정 위치에서의 특정 회로기판이 미리 측정되고, 그 다음 여러 측정 절차가 연속적으로 진행된다. 따라서 검사될 회로기판의 검사를 매우 빠르게 수행할 수 있다. 이는 특히 각 패널에 대해 검사 어댑터로 각각 개별적으로 검사되는 다수의 패널을 갖는 회로기판에 적용된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 탐지장치가 다른 측정 위치에서 검사 어댑터의 위치를 탐지하도록 사용되는, 병렬 테스터를 교정하는 방법이 제공된다. 이들의 탐지된 측정 위치에 근거하여, 측정 위치 사이에서의 검사 어댑터의 이동을 제어하는 제어정보가 추출되고 메모리에 저장된다. 제어정보는 각 측정 위치 사이에서 검사 어댑터 및/또는 수용장치의 상대적 움직임을 기록한다.
이 교정은 회로기판이 검사 어댑터로 접촉될 때, 몇 개의 측정 위치가 일반적으로 요구된다는 점에 기초한다. 통상적으로 회로기판의 각 패널은 회로기판에 대해 상대적인 검사 어댑터의 상이한 검사 위치로 검사된다. 교정 동안에, 검사 어댑터 및/또는 검사될 회로기판에 대한 수용장치는, 필요하다면, 상응하는 검사 위치로 이동되어 서로에 대해 정렬된다. 이들 측정 위치는 그 다음 제어정보로서 메모리에 저장되어, 후속 작동 중에, 일단 검사 어댑터가 정확하게 교정되면, 다른 검사 위치의 회로기판에 대해 상대적으로 제어될 수 있는데, 즉, 제어 루프 없이, 회로기판에 대해 상대적으로 또는 회로기판의 수용장치에 대해 상대적으로 정확하게 이동될 수 있다.
상기에서 설명된 기본 몸체를 갖는 병렬 테스터에서, 각 부재들(어댑터, 카메라 및/또는 검사될 회로기판)의 상대적 위치가 정상적인 공정 시간 동안에 매우 안정적이고 정밀한 방식으로 유지되기 때문에, 어댑터의 교정은 병렬 테스터에 구비된 카메라에 의하여 간단하게 수행될 수 있다. 교정에 의하여, 병렬 테스터의 나머지 부재들에 대해 상대적인 어댑터의 위치는 매우 정밀하게 결정될 수 있다. 종래의 병렬 테스터에서, 분리된 검사장치를 사용하여 어댑터를 교정하는 것이 알려져 있는데, 상기 검사장치는 종종 글래스 플레이트와 같은 분리된 교정 부재를 가지며, 상기 교정 부재는 교정을 수행하기 위하여 병렬 테스터에 탑재되어 각 부재들의 매우 정확한 정보를 생성하여야만 한다. 본 병렬 테스터에서는 분리된 검사장치 또는 분리된 검사 수단을 사용할 필요가 없다. 이는 이 분리된 매우 값비싼 검사장치를 구매할 필요를 없앨 뿐만 아니라, 회로기판을 스캔하는 병렬 테스터에 구비된 카메라가 또한 어댑터의 교정에 사용될 수 있기 때문에, 교정이 매우 신속하게 수행될 수 있다. 이 병렬 테스터의 첫번째 프로토타입에서, 어댑터를 교정하는 교정 절차가 약 20초간 지속되었다. 이처럼 짧은 교정 절차는 병렬 테스터의 처리량에 부정적인 영향을 주지 않으면서 병렬 테스터에서 반복적으로 수행될 수 있다. 바람직하게는, 어댑터의 교정 절차가 매 시간마다, 바람직하게는 30분 경과 또는 20분 경과, 또는 10분 경과 후에 최소 한번씩 반복될 수 있다. 이러한 어댑터의 교정이 수행되는 시간 간격 동안에, 상대적 위치는 견고한 기본 몸체 덕택에 감지할 수 있는 정도로 변화하지 않는다.
어댑터 또는 어댑터들의 빠른 반복 교정 때문에, 병렬 테스터에 대해, 예를 들어 이를 공기 조절장치를 갖춘 방에 위치시키는 것과 같은 추가의 기계적 안정화를 제공할 필요가 없다. 수 마이크로미터 이상의 기본 몸체의 변화가 두 번의 연속적인 교정 절차 사이에서 일어나지 않는다면, 기본 몸체의 단계적인 느린 변화와 이에 따라 온도 변동에 따른 상대적 위치의 단계적인 느린 변화는 병렬 테스터의 작동에 간섭하지 않는다.
교정 절차와 관련한 단단한 기본 몸체의 이 조합을 통해(여기서, 어댑터의 위치처럼 기본 몸체를 참조하여 위치가 유지되는, 병렬 테스터에 구비되는 카메라가 사용된다), 매우 정밀하고 안정적인 병렬 테스터가 저렴하게 달성된다.
바람직하게는, 회로기판의 상면과 하면을 동시에 접촉할 수 있는 두 개의 검사 어댑터가 사용된다. 이러한 종류의 검사 어댑터에서, 회로기판 또는 회로기판에 대한 수용장치의 위치 및/또는 검사 어댑터의 위치를 탐지하는 두 개의 탐지장치를 구비하는 것이 유리하다. 따라서 이 탐지장치는 바람직하게는 두 개의 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 반대 방향들을 지향하도록 배치되어, 하나의 카메라는 검사될 회로기판의 상면을 스캔할 수 있고, 다른 카메라는 검사될 회로기판의 하면을 스캔할 수 있고/있거나, 이들 카메라는 하부 검사 어댑터 또는 상부 검사 어댑터를 스캔할 수 있다. 두 개의 카메라는 병렬 테스터가 켜졌을 때 바람직하게는 서로에 의해 교정된다. 하나의 카메라가 다른 카메라의 위치를 광학적으로 스캔하여, 필요하다면, 서로에 대해 상대적인 두 카메라의 위치가 결정되고 정렬되도록 교정이 진행될 수 있다.
검사 어댑터 및 검사될 회로기판 및/또는 회로기판을 수용하는 수용장치의 상대적 위치를 탐지하는 가장 단순하고 가장 보편적인 탐지장치는 하나 또는 두 개의 카메라를 포함한다. 이들은 또한, 회로기판에 대해 상대적인 검사 어댑터의 위치가 결정되어, 검사 어댑터가 상이한 상대적 위치들에서 한 번 이상 회로기판에 대해 압착되고, 검사될 회로기판에 대해 상대적인 병렬 테스터의 위치가 생성된 접촉에 기반하여 탐지된다. 이러한 탐지장치는 검사될 회로기판에 대해 상대적인 검사 어댑터의 위치를 탐지하는 광학 탐지장치 대신에 사용될 수 있다. 이는 여기에서 설명되는 모든 예시적 구현예에 대해서도 그대로이다.
병렬 테스터의 검사 어댑터는 유니버설 어댑터로 구현될 수 있다. 이러한 유니버설 어댑터는 유니버설 검사헤드의 균일한 격자 상에 검사될 회로기판의 회로기판 검사지점의 패턴을 그려낸다. 유니버설 검사헤드는 모든 타입의 회로기판에 사용된다. 병렬 테스터가 다른 타입의 회로기판과 접촉해야 한다면, 유니버설 검사헤드에 결합될 수 있는 유니버설 어댑터로 교체할 필요만이 있다. 원칙적으로, 이러한 유니버설 어댑터는, 서로에 대해 떨어져서 배치될 수 있고 위치하고 피드스루(feedthrough)가 제공되는 다수의 층의 가이드 플레이트로 구성된다. 접촉바늘은 피드스루를 통해 확장하고, 그 단부는 어댑터의 각 외부 가이드 플레이트로부터 돌출되며, 따라서 검사될 회로기판의 접촉지점 또는 회로기판 검사지점뿐만 아니라 유니버설 검사헤드의 균일한 격자의 접촉지점과 접촉할 수 있다.
다른 한편으로, 소위 "전용 검사 어댑터"의 형태인 검사 어댑터도 제공될 수 있다. 이러한 전용 검사 어댑터는 검사될 회로기판의 회로기판 검사지점의 패턴에 상응하는 패턴으로 배치된 접촉부재를 가진다. 접촉부재는 검사 전자장치의 세트로 이어지는 케이블에 직접 연결된다. 원칙으로서, 케이블 및 접촉부재 사이의 연결은 납땜 연결의 형태로 구현된다. 이러한 전용 검사 어댑터는 일반적으로, 절연물질로 구성된 플레이트가 검사될 회로기판의 회로기판 검사지점의 패턴으로 배치된 구멍 및 각 구멍에 삽입되는 접촉부재의 하나와 함께 구비되도록 제조된다. 검사될 회로기판이 스루홀(through-hole) 도금의 형태인 접촉지점만을 갖는다면, 이 스루홀 도금의 구멍의 패턴은 검사 어댑터를 제조하는 데에 직접 사용될 수 있다.
유니버설 어댑터의 전체 높이는 전용 어댑터의 것보다 현저하게 낮다. 이 전체 높이를 보상할 수 있도록 하기 위하여, 수직 위치장치(z-위치장치)가 적어도 80mm, 바람직하게는 적어도 100mm 또는 적어도 120mm, 특히 적어도 150mm의 이동 스트로크를 갖는 것이 유리하다. 유니버설 어댑터 및 전용 검사 어댑터 둘 다 사용될 수 있는 종래의 병렬 테스터가 알려져 있다. 이들 병렬 테스터는 전용 검사 어댑터에 대한 전기단자구역을 갖는다. 유니버설 어댑터는, 넓은 구역을 갖고 다수의 층으로 구성되는 복합 회로기판에 의하여 이 단말구역에 결합되는데, 단말구역과 유니버설 어댑터가 수평 방향으로 서로 오프셋된다. 이 오프셋은 다층 구조의 복합 회로기판에 의해 연결된다.
본 발명에 따른 병렬 테스터는 균일한 격자에서 접촉지점을 갖는 기본 전기격자가 구비된다. 유니버설 어댑터가 일반적인 방법으로 이 기본격자 상에 위치할 수 있다. 수직 위치장치의 큰 스트로크 덕분에, 기본격자 상에 접촉 카세트를 위치시킬 수 있는데, 상기 카세트는 각 케이블의 연결에 대한 것인 접촉부재를 갖는다. 케이블은 기본격자로부터 멀어지는 방향으로 지향된 접촉 카세트의 면에서 접촉부재에 연결된다. 이들 케이블은 검사 어댑터의 접촉부재로 이어진다. 따라서 기본격자 및 전용 검사 어댑터 사이에, 케이블을 기본격자와 접촉시키는 접촉 카세트 및 케이블을 위한 충분한 공간이 있다.
상기에서 설명된 병렬 테스터 중의 하나는 회로기판, 특히 빈 회로기판을 검사하는 데에 사용될 수 있다. 이를 위하여, 유니버설 어댑터 또는 전용 검사 어댑터가 사용될 수 있다.
병렬 테스터는 회로기판이 단선 및/또는 단락에 대해서만 검사되도록 구현될 수 있다. 이러한 검사방법은 빈 회로기판을 검사하는 데에 일반적으로 사용되는데, 이러한 경우에 개별 연결들이 단선을 갖지 않는지 또는 다른 전도체에 대해 단락되지 않았는지에 대해서만 검사되면 되기 때문이다. 따라서 빈 회로기판의 검사는, 예를 들어, 저항, 축전기 또는 다이오드를 포함하는, 소위 임베디드 부품을 갖는 회로기판의 검사를 의미하는 것으로도 여기에서 이해된다.
기본적으로, 병렬 테스터가 설치된 회로기판을 검사하는 데에 사용될 수도 있다. 설치된 회로기판은 일반적으로 집적회로를 갖는다. 설치된 회로기판을 검사하기 위하여, 복합 신호가 설치된 회로기판의 전도체에 가해지고 이들 복합 신호에 대한 설치된 회로기판의 반응이 측정되는 기능검사(회로 내 검사)가 수행된다.
빈 회로기판의 검사는 훨씬 더 많은 접촉지점 또는 회로기판 검사지점이 동시에 접촉되어야 한다는 점에서 우선적으로 설치된 회로기판의 검사와 상이하다. 이와 비교하면, 설치된 회로기판을 검사할 때 매우 소수의 접촉지점이 접촉되는데, 이들은 더 복잡한 전기신호와 함께 작동된다. 빈 회로기판을 검사할 때, 1000개, 5000개 또는 심지어 10000개보다 많은 회로기판 검사지점을 동시에 접촉할 필요가 종종 있다.
회로기판은 종종 다수의 패널로 제조된다. 하나의 패널은 접촉지점 및 전도체의 특정 패턴이다. 검사 후에, 다수의 패널을 갖는 회로기판은 개별 패널로 분리되어, 각각이 분리된 회로기판을 구성한다. 회로기판의 패널들은 동일하다. 다수의 패널을 갖는 회로기판은 단일 패널의 접촉지점에 대해서만 접촉부재를 갖는 검사 어댑터로 검사될 수 있다; 검사 어댑터는 회로기판의 개별 패널에 연속적으로 접촉한다. 이를 위하여, 검사 어댑터는 검사될 회로기판에 대해 상대적인 검사 어댑터의 증가하는 상대적 움직임을 통해 개별 패널과 접촉하게 된다. 상기에서 설명된 병렬 테스터는 다수의 패널을 연속적으로 검사하는 데에 사용될 수 있다. 이는 또한 "스텝핑(stepping)"으로 불린다.
스텝핑은 x-방향에서 x-위치장치에 의해 수행될 수 있는데, 상기 장치는 x-방향으로 검사 어댑터를 이동시킨다. y-방향에서, 검사될 회로기판을 y-방향으로 이동시키는 이송장치에 의해 스텝핑이 수행될 수 있다.
y-방향으로 회로기판을 이송시키는 이 이송장치는 검사 위치 및 교환 위치 사이에서 회로기판을 이동시킨다. 교환 위치는 검사 어댑터 및 검사 어댑터를 에워싸는 홀딩장치에 의해 덮이는 구역의 외부에 위치하여, 회로기판이 교환 위치에 자유로이 접근할 수 있다. 교환 위치에서, 회로기판은, 예를 들어, 로보트 팔에 의해 픽업되거나 또는 수동적으로 교환될 수 있다.
상기에서 설명된 바와 같이, y-위치장치는 공기 베어링 장치와 함께 구현될 수 있다. 공기 베어링 장치는 y-위치장치의 작동 중에 공기 쿠션을 생성한다. 검사 중에, 바람직하게는 공기 쿠션이 생성되지 않아, 검사 어댑터가 마찰 맞물림에 의해 위치 고정되도록 한다. 검사 어댑터의 위치를 고정시키는 공기 베어링 장치의 사용은 본 발명의 독립적인 사상을 구성하며, 이는 상기에서 설명된 발명의 양태와 독립적으로 사용될 수 있다.
상기 설명에서, x-, y- 및 z-축의 좌표 시스템을 참조하였다. z-축은 수직 방향을 확장한다. x- 및 y-축은 수평면을 정의한다. 본 발명의 내용에서, x- 및 y-축은 서로 바꿔질 수 있다.
상기에서 설명된 양태는 또한 서로에 대해 독립적으로 수행되거나 또는 병렬 테스터에서 임의의 조합으로 수행될 수 있다.
발명이 첨부하는 도면과 관련하여 더 상세하게 하기에서 설명될 것이다.
도 1은 두 개의 검사 스테이션를 갖는 병렬 테스터와 어댑터를 갖는 하부 및 상부 검사헤드의 투시도이다.
도 2는 도 1에서의 두 검사 스테이션의 검사 장치의 확대 그림이다.
도 3a-3d는 헤드가 있는 전면과 헤드가 없는 전면에서 바라본 검사 어댑터를 보지하는 홀딩장치 및 검사헤드와, 유니버설 어댑터(도 3c) 및 전용 검사 어댑터를 각각 투시도로 보여준다.
도 4a-4d는 도 3에서의 홀딩장치의 홀딩 프레임을 상면도(도 4a), 길이방향 도면(도 4b), 전면도(도 4c) 및 투시도(도 4d)로 각각 보여준다.
도 5a-5e는 도 4a에서의 홀딩 프레임을 상면도(도 5a)에서 다수의 단면선 A-A, B-B, C-C 및 D-D와 함께 상응하는 단면을 보여준다.
도 6a는 도 5a에서의 홀딩 프레임을 도식적 프레임 구조와 함께 보여준다.
도 6b는 프레임의 블록 회로 다이어그램과 홀딩 프레임의 분절된 연결 배치를 도식적으로 묘사한다.
본 발명에 따른 병렬 테스터(1)는 그라나이트로 만들어진 기본 몸체(5)를 갖는다(도 2). 기본 몸체(50)은 후벽(2)을 형성하는 두 개의 일체화된 종단 빔(51), 및 후벽으로부터 전방으로 확장하는 두 개의 횡단 빔(52, 53)으로 이루어진다. 두 개의 횡단 빔(52, 53)은 종단 빔(51)에 부착되어, 이들은 밀착한 부품으로 형성한다. 횡단 빔(52)은 강력한 마찰 맞물림을 갖는 나사 연결에 의해 종단 빔(51)에 체결될 수 있다. 바람직하게는, 기본 몸체는 단일 피스(piece)로 이루어진다.
본 예시적 구현예(도 1)에서, 검사되지 않은 회로기판에 대한 호퍼(3)는 전방에서 보았을 때 후벽(2)에 인접하여 좌측에 위치하고, 양호한 회로기판(4)에 대한 컨베이어 벨트 및 불량한 회로기판(5)에 대한 컨베이어 벨트가 후벽(2)에 인접하여 우측에 위치한다. 이 병렬 테스터(1)에서, 검사될 회로기판은 좌측에서 우측으로 이동된다. 자연적으로 병렬 테스터(1)는, 검사되지 않은 회로기판에 대한 호퍼(3)와 검사된 회로기판에 대한 컨베이어 벨트(4, 5)가 마주보는 측에 위치하거나 또는 상하로 위치할 수도 있도록 구현될 수 있다. 병렬 테스터(1)는 병렬 테스터의 모든 이동 부품들을 둘러싸는 하우징(도시되지 않음)에 위치하여, 작동 중에, 오퍼레이터가 이동 부품의 이동 구역에 들어갈 수 없도록 할 수 있다. 컨베이어 벨트(4, 5)만이 하우징으로부터 빠져나와, 오퍼레이터가 컨베이어 벨트(4, 5)로부터 검사된 회로기판을 제거할 수 있게 된다. 컨베이어 벨트(4, 5)는 또한 기본적으로, 상이한 컨테이너에서 양성 및 음성으로 검사된 회로기판을 자동으로 수집하는 수집장치에 연결될 수 있다.
좌측에서 우측으로 후벽(2)에 평행한 수평 방향은 이하에서 x-방향이라고 한다. 전면에서 후벽으로 후벽(2)에 대해 직교하여 확장하는 수평 방향은 이하에서 y-방향이라고 한다. 저부에서 상부로 후벽(2)에 대해 평행한 수직 방향을 이하에서 z-방향이라고 한다. 상응하는 좌표 시스템은 도 1에 나타낸다.
아직 검사되지 않은 회로기판에 대한 호퍼(3)는 검사되지 않은 회로기판의 스택(stack)이 서서히 들어 올려질 수 있는 리프트를 갖는다. 호퍼(3)의 상부 모서리 구역에서, 횡단 빔(52) 상에 구비되는 분리장치(6)가 있어, 호퍼(3)로부터 검사되지 않은 회로기판의 스택의 상부 회로기판을 인출하여 이를 로보트 팔(7)에 공급한다.
로보트 팔(7)은 수직 방향(z-방향)으로 이동될 수 있도록 구현된다. 이의 아래 단부에, 로보트 팔은 회로기판을 뽑고 위치시키도록 구현된 진공 그립퍼(gripper)를 갖는다. 진공 그립퍼는 다른 크기의 회로기판을 중앙부에서 잡을 수 있도록 로보트 팔(7)에서 y-방향으로 조정된다. 후벽(2) 상에 x-축(61)이 있어, 로보트 팔(7)이 x-방향으로 이동할 수 있도록 상기 축을 따라 지지된다.
두 개의 횡단 빔(52, 53) 상에, 두 개의 드로어(drawer) 기구(8, 9)가 동일한 평면에 올려져서, 각각에서, 회로기판을 수용하는 각 프레임 형태의 드로어(10, 11)가 후벽(2)에 대해 상대적인 수평 방향에서 앞뒤로 일정한 거리만큼 이동될 수 있다(도 2). 드로어 기구(8, 9) 각각은 수평 방향으로 확장하는 레일(54)을 포함하고, 상기 레일은 두 횡단 빔(52, 53) 중 하나에서 반대의 횡단 빔을 향하는 면에서 체결된다. 프레임 형태의 드로어(10, 11) 중의 하나가 체결되는 각 플레이트 형태의 운반체(55)는 레일(54)의 각각에서 이동 가능한 방식으로 안내된다. 드로어 기구(8, 9) 각각은 각 이동장치를 구성한다. 드로어 기구(8, 9)는 약 100㎛의 정밀도를 갖고서 프레임 형태의 드로어(10, 11)를 이동시킨다.
두 드로어(10, 11)의 상하 구역에서, 각 홀딩장치(12, 13)가 구비된다.
홀딩장치는 x-방향으로 후벽(2)을 따라 이동할 수 있어, 두 홀딩장치(12, 13)는 각각 두 드로어 기구(8, 9)의 위 또는 아래에 위치할 수 있다. 각 종단 빔(51)에서, 개별 레일(56)이 각 홀딩장치(12, 13)를 안내하기 위해 수평으로 체결된다. 각 레일(56)에서, 개별 홀딩장치 운반체(57)는 x-방향으로 안내되어, 상응하는 구동 유닛에 의해 이동될 수 있다. 이는 x-방향으로 이동장치를 구성한다.
홀딩장치 운반체(57)에서, 홀딩장치(12, 13)는 수직으로 확장하는 선형 구동 유닛(58)에 의해 z-방향으로 이동될 수 있도록 각각 배치된다. 선형 구동체(58)는 강력한 힘을 생성하기 위하여 스핀들 구동의 형태로 구현된다. 홀딩장치를 이동시키는 이들 부재는 각각 z-방향으로의 이동을 위한 추가의 이동장치를 구성하는데, 이는 하기에서 더 상세히 설명될 y-방향의 위치설정장치에 의해 보충된다.
선형 구동체(58)는 수직 방향으로 확장하고 홀딩장치(12, 13)가 안내되는 가이드 레일(도시되지 않음)을 포함한다. x-방향 및 z-방향에서 이동기구가 기본 몸체(50)의 외부로 체결되기 때문에, 개별 이동 경로의 길이에 대해 구조적인 제한이 없다. 이 결과로, 수직 방향(z-방향)에서의 이동 경로는 홀딩장치(12, 13)가 유니버설 어댑터(14/1)(도 3c) 또는 전용 어댑터(14/2)(도 3d)를 보지할 수 있도록 충분히 크게 선택될 수 있다. 전용 어댑터는 케이블(접촉부재에서 검사할 전자장치의 세트로 확장한다)을 수용하기 위해 유니버설 어댑터에서 요구되는 것보다 상당히 더 많은 공간을 필요로 한다. 본 예시적 구현예에서, 수직 이동장치의 이동 경로는 약 120mm이다.
어댑터(14) 및 검사헤드(16)는 홀딩장치(12, 13)의 각각에 위치한다. 도 1에서, 병렬 테스터는 어댑터(14)가 없고 검사헤드(16)가 없이 도시된다. 도 2에서, 더 간단하게 그림으로 묘사하기 위하여, 어댑터(14) 및 검사헤드(16)가 상부 홀딩장치(12)에서만 도시되고, 하부 홀딩장치(13)에서는 어댑터 및 검사헤드가 도시되지 않는다. 작동 중에, 어댑터 및 검사헤드는 하부 홀딩장치에 자연적으로 구비된다.
각각의 검사 어댑터(14)는 검사될 회로기판의 접촉지점의 패턴에서 어댑터로부터 돌출하는 다수의 바늘 형태의 접촉부재를 갖는다. 검사될 회로기판의 이들 접촉지점은 이하에서 회로기판 검사지점이라고 한다. 상부 어댑터(14)의 접촉부재는 아래를 향하고, 하부 어댑터의 접촉부재는 위를 향하여, 검사될 회로기판이 두 어댑터(14) 사이에 위치할 수 있고, 상면 및 하면의 각각이 어댑터(14)의 각각 하나에 의해 접촉될 수 있다.
검사될 회로기판으로부터 멀어지는 방향을 향하는 면에서, 어댑터(14)는 검사헤드(16)의 하나에 각각 연결된다. 검사헤드(16)는 측정신호가 어댑터(14)의 개별 접촉부재에 공급되도록 하는 검사 전자장치를 포함한다. 이 측정신호로, 예를 들어 어댑터(14)의 두 접촉부재 사이에서 저항 측정을 수행할 수 있다. 그러나 또한 용량성 측정 또는 복합 전도도의 측정을 수행할 수 있는 복합 측정신호를 공급할 수 있다. 그러나 빈 회로기판을 검사할 때, 바람직하게는 두 회로기판 검사지점 사이에서 옴 저항을 측정하는 측정만을 수행한다. 검사헤드는 균일한 격자에 배치된 접촉지점을 갖는 기본격자로 구현된다. 따라서 어댑터(14)는 기본격자의 접촉지점의 패턴 상으로 검사될 회로기판의 접촉지점의 패턴을 그린다. 기본격자의 다수의 접촉지점은 서로 연결될 수 있다; 서로 연결된 기본격자의 접촉지점은 각각 평가 전자장치의 개별 입력부에 연결된다. 기본격자의 접촉지점은 각각 두 개씩, 세 개씩, 네 개씩 또는 혼합된 조합으로 연결될 수 있다. 이와 관련하여, US 6,154,863 A 및 EP 0 838 688 A를 참조한다.
유니버설 어댑터(14/1)를 도3c에 도식적으로 묘사한다. 이 유니버설 어댑터는 검사대상(검사될 회로기판)으로 향하는 면(62)을 갖는데, 상기 면은 이하에서 검사대상면이라고 한다. 검사대상으로부터 멀어지는 방향을 향하는 면이 검사헤드(16)의 기본격자와 접촉하며 기본격자면(63)이라고 한다. 유니버설 어댑터(14/1)는 스프링 카세트라고도 불리는 완전 격자 카세트(64)와 어댑터 유닛(65)으로 이루어진다. 완전 격자 카세트는 기본격자의 접촉지점의 패턴에 배치되는, 스프링이 탑재된 검사핀을 갖는다. 개별의 스프링 접촉핀은 각각 서로에 대해 평행하고 검사대상 또는 기본격자의 면에 대해 수직으로 배치된다. 어댑터 유닛은 검사바늘(71)을 갖는데, 이는, 예를 들어, 단단한 바늘의 형태로 구현된다. 검사바늘은 다수의 회로기판에 의해 보지되는데, 상기 회로기판은 서로로부터 떨어져서 위치하고 구멍이 구비되어 검사바늘을 안내한다. 구멍은, 개별 검사바늘이 기본격자의 패턴으로 배치된 완전 격자 카세트(64)의 스프링-탑재 핀으로부터 검사대상의 접촉지점의 패턴에서의 접촉지점으로까지 이어지도록 배치된다. 이를 위하여, 개별 검사바늘의 다수는 원칙상 검사대상 또는 기본격자의 면에 대해 각을 갖도록 지향된다. 검사대상면(62) 상에 위치한 어댑터 유닛(65)의 안내 플레이트는 검사대상의 접촉지점의 패턴에서 구멍을 갖는다. 완전 격자 카세트(64)에 인접하여 위치하는 어댑터 유닛(65)의 안내 플레이트는 기본격자의 패턴에서 구멍을 갖는다. 검사바늘은 이들 구멍의 각각을 통해 확장한다.
도 3b는 전용 검사 어댑터(14/2)를 도시한다. 이 검사 어댑터도 검사대상면(62) 및 기본격자면(63)을 갖는다. 어댑터 유닛(66) 및 스프링 핀 카세트(67)가 검사대상면(62)에 위치한다. 어댑터 유닛(65)처럼, 어댑터 유닛(66)은 검사바늘(71)을 갖고, 스프링 핀 카세트(67)는 스프링이 탑재된 접촉핀을 갖는다. 어댑터 유닛(66) 및 스프링 핀 카세트(67)에서, 모든 접촉바늘 및 접촉핀은 서로에 대해 평행하고 검사될 검사대상의 접촉지점의 패턴에서 배치된다. 어댑터 유닛(66) 및 스프링 핀 카세트(67)는 이에 따라 검사대상에 특화된 방식으로 구현된다. 케이블(72)은 검사대상면(62)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 면에서 스프링 핀 카세트(67)의 각 스프링 핀과 접촉한다. 이들 케이블(72)이 케이블 하니스(harness)를 구성한다; 스프링 핀 카세트(67)로부터 떨어진 각 케이블의 단부는 접촉핀(68)에 연결된다. 접촉핀(68)은 기본격자-접촉 플레이트(69)에 배치된다. 기본격자-접촉 플레이트(69)는 접촉핀(68)의 각각이 삽입되는 각 관통구멍을 갖는다. 이들 관통구멍은 각각 검사헤드(16)의 기본격자의 접촉지점에 할당된다. 기본격자-접촉 플레이트(69) 및 기본격자 사이에서, 각 접촉핀(68)에 할당되고 접촉핀(68)을 상응하는 기본격자의 접촉지점에 전기적으로 접촉시키는 스프링 접촉핀을 갖는 또 다른 스프링 핀 카세트(67)가 있다. 기본격자-접촉 플레이트(69) 및 스프링 핀 카세트(67)가 기둥(73)에 의해 연결되는데, 상기 기둥은 이들을 떨어트려 유지하여, 케이블(72)을 수용하는 공간이 있도록 한다.
유니버설 어댑터(14/1)는 약 75mm의 전체 높이를 갖고, 전용 검사 어댑터는 140mm의 전체 높이를 갖는다. 유니버설 어댑터 및 전용 검사 어댑터가 병렬 테스터에 삽입될 수 있으므로, 수직 방향의 이동경로는 두 어댑터의 전체 높이의 차이(= 65mm)와 필요한 작동 스트로크를 더한 것보다 더 커야 한다.
상기에서 설명된 전용 검사 어댑터(14/2)는 하나의 가능한 구현예이다. 어댑터 유닛(66) 및 스프링 핀 카세트(67)의 사용을 통해, 높은 밀도를 갖는 접촉지점과 신뢰성 있게 접촉을 만들어내는 것이 가능하다; 어댑터 유닛(66)의 검사바늘에서 스프링 핀 카세트(67)는 모든 검사바늘이 신뢰성 있게 접촉되도록 작동된다. 그러나 전용 검사 어댑터의 다른 공지된 구현예도 있는데, 이는 검사대상면에서, 예를 들어, 0.80㎛ 직경의 검사바늘이 구비된 어댑터 유닛을 갖는다. 이들 검사바늘은 매우 가늘어서, 스트레스가 가해지면 외부를 향해 구부려지고 스프링처럼 작동한다. 스프링 핀 카세트 대신에, 구리/래커 와이어가 회로기판의 관통구멍으로 접착되어 있는 격자보드가 구비된다; 회로기판의 한 면에서, 구리/래커 와이어가 표면 구역에서 잘려지고 이 면이 닦아져서, 구리/래커 와이어의 잘린 표면이 각각 어댑터 유닛의 가늘 검사바늘에 대한 접촉지점을 구성한다. 이들 구리/래커 와이어는, 예를 들어, 0.2mm의 직경을 가지고 격자에서 0.3mm의 간격으로 위치될 수 있다. 어댑터 유닛으로부터 멀어지는 방향을 향하는 구리/래커 와이어의 단부는 케이블에 연결된다. 구리/래커 와이어는 케이블(72)을 구성하고, 케이블은 각각 접촉핀(61)의 하나에 연결되고, 접촉핀은 기본격자-접촉 플레이트(69) 상에 구비된다.
두 드로어 기구(8,9)는 필연적으로 각각 개별의 검사 스테이션을 구성한다; 한 검사 절차에서, 선형 구동체는 검사 스테이션에 위치하는 검사될 회로기판에 대하여 위·아래로부터 두 어댑터를 누른다.
회로기판이 적재되거나 또는 방출될 때, 드로어(10, 11)가 전방으로, 즉 후벽(2)으로부터 멀어져서 교환 위치로 이동된다. 아직 검사되지 않은 회로기판이 적재된 드로어(10, 11)가 y-방향에서 뒷쪽으로, 즉, 후벽(2)을 향하는 방향으로 이동된다. 두 드로어(10, 11)는 검사위치 및 교환위치에서 바람직하게는 교대로 위치하여, 교환 위치의 한 드로어가 이미 검사된 회로기판을 방출할 수 있고 아직 검사되지 않은 회로기판을 적재할 수 있으며, 다른 드로어가 검사위치에서 검사될 수 있게 된다.
드로어의 하적은 다른 로보트 팔(15)에 의해 수행되는데, 로보트 팔은 수행된 검사 절차의 결과에 따라 검사된 회로기판을 양호한 회로기판에 대한 컨베이어 벨트(4)에 위치하거나 또는 불량한 회로기판에 대한 컨베이어 벨트(5)에 위치시킨다. 컨베이어 벨트(4, 5)는 검사된 회로기판을 상응하는 수집통(도시되지 않음)으로 수송한다.
로보트 팔(15)도 수직 방향(z-방향) 및 x-축(61)에 나란한 x-방향으로 이동될 수 있으며, 그 하단부에서 회로기판을 뽑고 위치시키기 위한 그립퍼 장치(17)를 갖는다. 그립퍼 장치(17)는 진공 그립퍼로 구현된다. 그립퍼 장치(17)는 y-방향으로의 조정을 필요로 하지 않는데, 회로기판을 뽑기 위하여 운반체(8, 9)가 y-방향으로 상응하게 위치하여 그립퍼 장치(17)가 상응하는 회로기판의 중앙을 잡을 수 있게 되기 때문이다.
개별 패널들이 서로에 대해 회전되어 있거나 또는 서로에 대해 거울 대칭이 되도록 배치되어 있는 다수의 패널을 갖는 회로기판이 있다. 검사 중에, 이들 회로기판은 검사 어댑터에 대해 상대적으로 다른 회전 위치에 놓여야 한다. 이를 위하여, 로보트 팔(15)의 그립퍼 장치(17)는 그립퍼 장치(17)가 수직으로 향한 회전축 주위를 회전할 수 있도록 하는 모터를 갖는다. 작동 중에, 회로기판을 각 드로어(8, 9)로부터 들어올리고, 이들을 90도 또는 180도로 회전시키고, 다른 패널을 검사하기 위해 이들을 드로어로 되돌려 위치시키는 것이 주로 실현 가능하다.
홀딩장치(12, 13) 각각은 지지선반(18)을 갖는다(도 2, 3a 및 3b). 지지선반(18)은 후벽(19)과, x-방향으로 확장하는 두 종단 버팀대(21) 및 y-방향으로 확장하는 횡단 버팀대(22)를 갖는 수평 지지선반 프레임(20)을 갖는다. 횡단 버팀대(22)는 측면도에서 삼각형(3)인 두 측벽 부재(23, 24)에 의해 후벽(19)으로 각각 연결된다.
지지선반 프레임(20)은 홀딩 프레임(25)의 구성요소이다. 홀딩 프레임(25)은 본질적으로 세 층의 구조를 갖는다; 제1층은 지지선반 프레임(20)으로 구성되고, 제2층은 적재 프레임(26)으로 구성되고, 제3층은 제어 프레임(27)으로 구성된다. 적재 프레임(26) 및 제어 프레임(27)은 측벽 부재(23, 24)로부터 멀어지는 방향을 향하는 지지선반 프레임(20)의 측면에 위치한다.
제어 프레임(27)은 내부 제어 프레임 부품(28) 및 외부 제어 프레임 부품(29)을 갖는다. 내부 및 외부 제어 프레임 부품(28, 29)은 위에서 보았을 때 사각형의 프레임이다; 내부 제어 프레임 부품(28)은 외부 제어 프레임 부품(29)의 내부로부터 짧은 거리를 떨어져서 위치한다. 내부 제어 프레임 부품(28)은 얇은 벽의 연결 피스(30)에 의해 외부 제어 프레임 부품(29)로 연결된다; 연결 피스(30)는 어느 정도 외부 제어 프레임 부품으로 확장한다.
연결 피스(30)로부터 멀어지는 방향을 향하는 단부에서, 외부 제어 프레임 부품(29)이 말단 스트립(32)에 의해 외부 연결 피스(31)로 연결된다. 말단 스트립(32)은 중간 스트립(35)을 통한 나사에 의해 지지선반 프레임(20)에 정지된 방식으로 부착된다. 중간 스트립(35)은 적재 프레임(26)과 동일한 높이를 갖는다.
내부 제어 프레임 부품(28)은 나사 연결에 의한 내부 제어 프레임 부품(28)의 적재 프레임(26)으로의 부착을 위한 구멍(33)을 갖는다. 덧붙여, 내부 제어 프레임 부품(28)은 검사 어댑터(14, 15)의 하나를 위치시키고 체결하기 위한 위치설정 구멍(34)을 갖는다.
말단 스트립(32), 외부 제어 프레임 부품(29) 및 내부 제어 프레임 부품(28)은 스틸 플레이트로 만들어진다; 이들 부재(28, 29, 32) 사이의 중간 공간만이 밀링되어, 상응하는 부품 사이에 연결을 형성하는 내부 및 외부 연결 피스(30, 31)를 뒤에 둔다. 수직 돌출부에서, 제어 프레임 부품(28, 29)은 적재 프레임(26)을 거의 덮는다.
외부 제어 프레임 부품(29)은 외부 연결 피스(31)에 의하여 말단 스트립(32)에 대해 상대적으로 회전될 수 있다; 회전 범위는 +/- 2°이다. 동일한 방식으로, 내부 제어 프레임 부품(28)은 내부 연결 피스(30) 주위로 +/- 1.5°의 각도 범위를 통해 외부 제어 프레임 부품(29)에 대해 상대적으로 회전될 수 있다.
결과적으로, 내부 제어 프레임 부품(28)은 두 연결 피스(30, 31)에 의하여 말단 스트립(32)에 대해 상대적으로 두 종류 방식으로 회전할 수 있도록 지지된다. 내부 제어 프레임 부품(28)은 따라서 말단 스트립에 대해 상대적으로 y-방향으로 직선으로 미끄러질 수 있고(도 5a) 약간 회전할 수 있다.
적재 프레임(26)은 지지선반(18)의 부품인 지지선반 프레임(20) 상에 놓인다. 지지선반 프레임(20)에서, 몇몇 공기 분사체(36)가 적재 프레임(26)을 향하는 방향의 면에 구비된다; 공기 분사체(36)의 노즐 개구는 적재 프레임(26)을 향해 있다. 공기 분사체(36)는 각각 압축 공기 호스(도시되지 않음)로 연결된다. 공기 분사체(36)는 각각 노즙 입으로부터 멀어지는 방향을 향한 면에서 나사산 핀(37)으로 연결된다. 나사산 핀(37)은 각각 지지선반 프레임(20)의 상응하는 나사산 구멍으로 돌려서 조여지고, 공기 분사체(36)의 높이를 조정하는 데에 사용된다.
공기 분사체(36)의 수직 위치는 바람직하게는 적재 프레임(26)이 지지선반 프레임(20)으로부터 수십 밀리미터 떨어지도록 설정된다. 압축 공기를 공기 분사체(36)를 통해 불어넣어, 수 ㎛(예를 들어, 10㎛)만의 높이인 공기 쿠션이 공기 분사체(36) 및 적재 프레임(26) 사이의 구역에 생성된다. 본 예시적 구현예에서, 여섯 개의 공기 분사체(36)가 홀딩 프레임(25)에 구비되는데, 한 공기 분사체(36)가 종단 버팀대(21) 및 횡단 버팀대(22) 사이의 각 코너의 구역에 위치하고, 한 공기 분사체(36)가 각 종단 버팀대(21)의 종단의 중간에 위치한다.
횡단 버팀대(22)의 구역에서, 지지선반 프레임(20)은 적재 프레임(26)으로 개방된 포켓 형태의 홈(38)을 갖는다. 이 홈(38)은 선형 모터의 코일 장치(39)를 수용한다. 자성 테이프(40)가 코일 장치(39)를 향하는 적재 프레임(26)의 홈에 놓인다. 홈들(38, 41)은 선형 모터를 수용하고 있을 때에도 홀딩 프레임(25)의 전체 높이를 최소화 할 수 있다. 지지선반 프레임에 구현된 도관(42)이 지지선반 프레임(20)의 홈(38)에 공급되고, 각 코일 장치(39)에 연결된 전기 케이블(43)을 포함한다. 자성 테이프(40) 및 코일 장치(39) 사이에 공기 갭이 있다. 코일 장치(39)가 전류로 작동되면, 자성 테이프(40)와의 협업으로 힘이 생성되고, 이는 지지선반 프레임(20)에 대한 적재 프레임(26)의 선형 이동을 만들어낸다. 코일 장치(39) 및 자성 테이프(40)를 포함하는 선형 모터는 이에 따라 지지선반 프레임(20)에 대해 적재 프레임(26)의 상대적 위치를 조정할 수 있는 선형 조정 위치설정자를 구성한다. 적재 프레임(26)은 내부 제어 프레임 부품(28)에 영구적으로 연결되어, 적재 프레임(26)과 함께 내부 제어 프레임 부품(28)도 움직이게 된다. 스위블 연결체(30, 31) 때문에, 적재 프레임(26) 및 내부 제어 프레임 부품(28)의 움직임은 미리 결정된 이동 범위로 제한된다. 이는 코일 장치(39) 및 자성 테이프(40) 간의 거리가 두 부재(39, 40)가 선형 모터로서 협력하기에 항상 충분히 작도록 하는 것을 보장한다.
홀딩 프레임(25)은 이와 같은 두 개의 선형 모터와 선형 조정 위치설정자를 갖는다; 두 선형 모터는 지지선반 프레임(20) 및 적재 프레임(26) 사이에서 지지선반 프레임(20)의 횡단 버팀대(22)의 구역에 각각 위치한다.
지지선반 프레임(20)의 외부 상에서 두 선형 모터에 인접하여 각 지지 플레이트(44)가 체결되는데, 지지 플레이트는 지지선반 프레임으로부터 제어 프레임(27)을 향해 확장하고 적재 프레임(26)의 구역을 덮는다. 지지 플레이트(44)의 내부 상에 개별 광학 센서(45)가 놓이는데, 광학 센서는 적재 프레임(26)을 마주하도록 지향된다. 센서(45) 구역에서 적재 프레임(26) 상에 눈금이 구비된다; 눈금은 적재 프레임에 새겨질 수 있다. 눈금은 개별 선형 모터의 종단 방향으로 확장한다. 센서(45)는 지지선반 프레임(20)에 대하여 적재 프레임(26) 및/또는 내부 제어 프레임 부품(28)의 상대적 위치를 탐지하는 데에 사용될 수 있다.
홀딩 프레임(25)은 선형 모터가 y-방향으로 지향되도록 병렬 테스터(1)에 배치된다. 따라서 홀딩 프레임(25)은 서로에 대해 평행하게 배치된 두 선형 조정 위치설정자를 갖는 y-위치설정 장치를 구성한다. 두 위치설정자의 다른 작동을 통해, 내부 제어 프레임 부품(28) 및 지지선반 프레임(20) 사이에서 회전 이동이 수행될 수 있다. 어댑터(14, 15) 중 하나는 제어 프레임 부품(28)으로 체결된다. 결과적으로, 각 어댑터(14, 15)의 y-위치 및 회전 위치가 병렬 테스터의 선형 모터에 의해 설정될 수 있고, 이에 따라 드로어(10, 11) 중 하나에 위치한 회로기판에 대하여 설정될 수 있다. 따라서 회전 위치 및 y-위치를 매우 정밀한 방식으로 설정할 수 있다.
지지선반(18)은 수직 방향(z-방향) 및 안내 레일(도시되지 않음)을 따라가는 수평 방향(x-방향)으로 전기 모터에 의해 각각 이동된다. 모터는 강력한 힘을 생성할 수 있는 철심(iron-core) 동기(synchronous) 모터의 형태로 구비된다. 이들 모터는 선형 모터의 형태로 구현되어, x-방향 및 z-방향으로 직선으로 지지선반(18)을 이동시킬 수 있다.
각 드로어 기구(8, 9)는 안내 레일(46)을 따라 운반체(55)를 이동시키는 전기 모터를 갖는데, 이에 의해 드로어(10, 11)는 검사 위치 및 교환 위치 사이를 y-방향으로 앞뒤로 이동될 수 있다.
또한 병렬 테스터(1)는 드로어 기구(8, 9)의 위쪽에서의 카메라(46) 및 그 아래쪽에서의 카메라(46)를 갖는다. 카메라(46)는 검사 위치에서 회로기판을 스캔할 수 있도록 하기 위하여 두 드로어 기구(8, 9)의 검사 위치에 인접하는 위치로 각 카메라를 이동시킬 수 있는 이동장치(48) 상에 각각 위치한다. 이동장치(48)는 기본 몸체(50)의 종단 빔(51)에 체결된 레일(60)을 따라 x-방향으로 이동될 수 있는 운반체(59)를 각각 갖는다. 카메라는 각각 브라켓(49)에 체결되는데, 브라켓은 운반체(59) 상에 지지되어 y-방향으로 이동할 수 있다. 이에 의하여, 카메라(46)는 검사 위치에서 회로기판의 위 또는 아래의 x-/y-평면에서 임의의 위치에 놓일 수 있고, 회로기판의 임의의 구역을 스캔할 수 있다. 덧붙여, 브라켓(49)은 각 카메라(46)와 함께 후벽(2)을 향해 뒤로 충분히 멀리 이동되어, 이동장치(48)가 어댑터(14) 및 검사헤드(16)의 각 홀딩 헤드(12, 13)를 지나 이동됨으로써, 드로어 기구(8, 9)의 상하의 각 홀딩장치(12, 13)로써 위치를 바꾸게 된다.
병렬 테스터는 중앙 제어장치(47)를 갖는데(도 1), 중앙 제어장치는 병렬 테스터(1)의 모든 이동 부품의 이동, 카메라(46)의 작동, 기타 센서의 작동, 및 회로기판의 검사를 위한 전기적 루틴의 수행을 자동적으로 제어한다.
상기에서 설명된 병렬 테스터(1)로 회로기판을 검사하는 방법이 이하에서 설명된다:
본 예시적 구현예에서, 회로기판은 두 개의 열로 배치된 8개의 패널을 갖는다.
병렬 테스터(1)가 켜지면, 먼저 두 카메라(46)가 서로에 대해 교정된다. 이 경우, 한 카메라(46)가 다른 카메라(46)를 탐지하고, 서로에 대해 상대적인 두 카메라(46)의 위치를 설정할 수 있다. 다른 방법으로는, 두 카메라(46)의 사이에 단일의 작은 구멍을 갖는 관통된 플레이트를 위치시킬 수도 있다. 그 뒤 두 카메라는 구멍을 탐지한다. 두 카메라가 동시에 동일한 구멍을 탐지하기 때문에, 그들은 서로에 대해 그들의 상대적인 위치를 정렬할 수 있다.
카메라의 교정은 바람직하게는 병렬 테스터에서 상이한 위치에서 수행되는데, 상기 위치는 회로기판 및/또는 검사 어댑터(14, 15)를 스캔하는 동작 중에 카메라가 이동되는 위치에 거의 실질적으로 상응한다. 상응하는 교정 데이터가 다른 위치에 대한 메모리에 저장되어, 후속 동작 중에, 카메라에 포착된 이미지가 서로에 대해 상대적으로 정확하게 위치될 수 있다. 이에 의하여, 두 카메라(46)에 의해 정의되는 좌표 시스템이 서로에 대해 교정된다.
병렬 테스터가 켜지거나 또는 검사 어댑터(14)가 교체될 때마다, 검사 어댑터(14)의 위치 또는 장소가 교정된다. 이를 위하여, 검사 어댑터(14)는 검사될 회로기판과 접촉하도록 예정된 검사 위치에 근접하여 이동된다. 이 검사 위치에서, 어댑터(14)는 각 카메라(46)에 의해 광학적으로 스캔되고, 어댑터(14)의 실제 위치가 결정된다. 이들 위치는 필요한 경우 교정될 수 있다. 각 검사 조건에서, 개별 검사 위치에서 각 검사 어댑터(14)의 움직임을 제어하기 위한 제어정보가 추출되고 메모리에 저장된다. 이 제어정보의 도움으로, 어댑터(14)는 카메라(46) 중 하나의 재스캔을 요청하지 않으면서 일 ㎛ 또는 수 ㎛의 반복성으로 개별 검사위치로 이동될 수 있다. 따라서 검사 동작에서, 피드백에 의한 조절이 없이도 검사 어댑터의 이동을 제어하기에 충분하다.
카메라(46) 및 어댑터(14)가 교정된 후에, 실제 검사 동작이 시작된다.
검사될 회로기판은 호퍼(3)에 스택으로 쌓인다. 분리장치(6)가 스택으로부터 상부의 회로기판을 집어서 로보트 팔(7)의 조작 범위로 이를 공급한다. 로보트 팔(7)이 회로기판을 집는다. 이는 진공 그립퍼(도시되지 않음)에 의하여 기판을 잡아서 교환 위치에 있는 드로어(10, 11)로 이를 이동시킨다.
로보트 팔(7)은 드로어(10, 11)에 회로기판을 위치시킨다. 이 드로어는 검사 위치로 이동된다.
검사 위치로 이동된 회로기판이 카메라(46)에 의해 스캔된다. 이 목적을 위하여, 카메라가 이 회로기판에 인접한 구역으로 이동된다. 각 카메라(46)는 각 측정 위치에서 회로기판의 상면 및 하면의 두 개의 이미지를 포착한다. 이들 이미지는 제어장치(47)에 의해 평가된다; 두드러진 지점(예를 들어, 특별한 표시점 또는 미리 결정된 회로기판 검사지점)이 추출되어 병렬 테스터(1)에서의 이들 위치가 결정된다. 이는 병렬 테스터(1)에서 검사될 회로기판의 위치를 결정하는 데에 쓰인다.
그 뒤 카메라(46)가 측면으로 이동된다.
검사될 회로기판의 상면 및 하면을 스캔하는 두 카메라(46)의 사용은 또한 회로기판의 두 면의 상이한 왜곡을 탐지하는 데에 쓰일 수 있는데, 이에 의하여 회로기판 상에서 표적 위치에 대해 상대적인 패널의 오프셋을 발견할 수 있다.
드로어가 검사 위치로 이동되고 검사될 회로기판의 개별 측정 위치가 측정되고 있기 때문에, 다른 검사 위치에서 다른 회로기판 상에서 측정이 이루어진다. 다른 회로기판 상의 측정이 완료되면, 상응하는 드로어(10, 11)가 교환 위치로 이동된다.
어댑터(14) 중의 하나와 검사헤드(16) 중의 하나를 각각 지지하는 두 홀딩장치(12, 13)는, 그 뒤 검사 위치에 있고 이미 측정이 된 회로기판으로 이동된다; 홀딩장치는 회로기판의 제1패널 및/또는 제1측정 위치에 대해 각 어댑터(14)로써 정렬되고 회로기판에 대해 눌려진다. 결과적으로, 이 패널의 모든 회로기판 검사지점이 어댑터(14)에 의해 동시에 접촉된다. 회로기판의 각 패널에 대한 x-방향으로의 어댑터의 정렬은, x-방향으로 어댑터(14)를 이동시키는 홀딩장치(12, 13)에 의해 수행된다. 본 예시적 구현예에서, 제어장치(47)에 의한 x-방향으로의 홀딩장치의 이동 및 드로어(10, 11)의 이동은 제어 루프 없이 제어된다. 이는 회로기판의 위치나 어댑터(14)의 위치가 개별 측정 절차 동안 탐지되지 않는다는 것을 의미한다; 대신에, 회로기판 및/또는 어댑터(14)의 이동은 이전에 탐지되고 저장된 제어정보에만 근거해서 수행된다. 이 결과로, 상이한 측정 위치에서의 개별적인 측정 절차가 매우 신속하게 연속적으로 수행될 수 있다. 측정 절차가 두 드로어 기구(8, 9) 중 하나에 있는 회로기판 상에서 수행되고 있는 동안에, 다른 드로어 기구(9, 8) 에 있는 다른 회로기판이 교체되고 카메라(46)에 의해 측정된다. 이는 검사될 회로기판의 처리량을 최적화하는데, 측정 절차를 수행하기 위하여 개별 검사 위치 사이에서 조절된 방식으로 어댑터(14)를 이동시키는 것만이 필요하기 때문이다.
y-방향에서의 어댑터(14) 및 개별 패널에 대한 상대적인 회전 위치의 정렬은, 코일 장치(39) 중 하나와 자성 테이프(40) 중 하나로 각각 구성되는 선형 모터에 의해 일어난다. 이 이동은 센서(45)에 의해 생성된 위치신호에 의한 폐쇄 제어 루프에서 조절된다. 이 경우에, 개별 지지선반 프레임(20)에 대해 상대적으로 내부 제어 프레임 부품(28)을 이동시킴으로써 어댑터(14) 및 검사헤드(16)가 홀딩장치(12, 13) 내부에서 정렬된다. y-방향 및/또는 상대적 회전 위치에 대한 편차가 회로기판의 모든 회로기판에 대하여 동일하다면, y-방향에서 및/또는 개별 패널과 어댑터 간의 상대적 회전 위치에서 정렬하는 것은 회로기판의 모든 패널에 대하여 한번에 수행될 수 있다. 이는 회로기판의 위치에 의해 그 자체로 편차가 생성되는 경우에 그러하다. 개별 패널의 편차가 y-방향 및/또는 회전 위치에 대해 상이하다면, 어댑터들을 각 패널에 대해 개별적으로 정렬하는 것이 유리하다.
그 뒤 회로기판이 검사된다. 빈 회로기판이라면, 각 전도체들이 단선 및 단락에 대해 검사된다.
첫 번째 패널의 검사 후에, 어댑터(14)가 회로기판으로부터 다시 들어 올려지고 두 번째 패널로 이동된다. 회로기판 및 어댑터(14) 간의 상대적 이동은 한편으로는, x-방향으로의 상응하는 지지선반(18)의 이동에 의해 생성되는 x-방향 이동을 통해 또는 드로어 기구(8, 9)에 의한 y-방향으로의 회로기판의 이동을 통해 수행된다. 따라서 회로기판 상에 다수의 열로 차례로 배치된 다수의 패널을 연속적으로 검사할 수 있다.
어댑터(14)는 개별 패널에 대해 상대적으로 별도로 정렬될 수 있다. 어댑터914)가 회로기판에 대해 항상 중앙으로 정렬되지는 않기 때문에, 검사 절차 중에, 지지선반(18)이 검사될 회로기판으로부터 현저하게 돌출할 수 있다. 결과적으로, 검사 위치 및 교환 위치 사이의 드로어 기구(8, 9)의 이동 경로는, 회로기판을 집기 위한 교환 위치에서 지지선반(18)이 드로어(10, 11)의 수용 구역을 덮지 않기에 충분히 넓게 구현된다.
검사될 회로기판의 모든 패널이 검사되면, 그들의 드로어(10, 11)는 교환 위치로 이동된다. 동시에, 검사될 다른 회로기판을 가진 다른 드로어(11, 10)가 교대하여 검사 위치로 이동된다. 그 사이에, 검사될 다른 회로기판이 다른 드로어(11, 10)에서 이미 교체되고, 검사될 추가의 회로기판의 개별 측정 위치가 측정된다.
검사된 회로기판은 제2 로보트 팔(15)에 의하여 교환 위치에서 집어지고, 양호 또는 불량 회로기판에 대한 컨베이어 벨트(4, 5) 중의 하나로 이동된다. 회로기판의 모든 패널이 검사되면, 검사된 회로기판은 양호한 회로기판에 대한 컨베이어 벨트(4) 상에 놓이거나 그렇지 않으면 불량한 회로기판에 대한 컨베이어 벨트(5) 상에 놓인다. 컨베이어 벨트(4, 5)는 병렬 테스터(1)의 하우징으로부터 회로기판을 수송한다.
두 검사 위치 사이에서 이동될 수 있는 어댑터(14)와 두 독립적으로 작동할 수 있는 드로어(10, 11)에 의한 병렬 테스터(1)에서의 회로기판의 이 특별한 조작은 다음의 장점을 달성한다:
- 직교 방향에서 드로어 및 어댑터의 독립적인 이동을 통해, 회로기판 상에 다수의 열로 배치된 패널이 차례대로 검사될 수 있다(스텝핑);
- 드로어에 의하여, 실제 검사 절차가, 특히 회로기판의 전달 및 배출과 회로기판의 측정에서 수동조작으로부터 완전히 분리되었다. 검사 위치에서 검사 절차가 완료되면, 다른 검사 위치에서 검사절차가 즉시 개시될 수 있다. 어댑터만이 한 검사 위치에서 다른 검사 위치로 이동되어야 한다. 두 드로어 기구(8, 9) 중 하나의 검사 위치에서 진행되는 검사 절차 중에, 검사된 회로기판은 다른 드로어 기구(9, 10)에 의해 제거되고, 다른 검사될 회로기판이 공급되고, 이 다른 회로기판이 카메라로 측정된다.
본 발명에 따른 병렬 테스터의 프로토타입을 갖고 한 초기 검사는, 회로기판이 선형의 컨베이어 장치를 따라 검사 위치로 공급되고 그 뒤 검사 위치로부터 수송되어 나오는 종래의 병렬 테스터보다 더 신속하다는 것을 보여주었다.
이 병렬 테스터는, 검사 동작 중에 공기 분사체(36)가 연속해서 지지선반 프레임(20) 및 적재 프레임(26) 사이에서 공기 쿠션을 생성하는 방식으로 작동된다. 이에 의하여, 어댑터는 그 y-위치 및 그 회전위치에 대해 매우 신속하게 정렬될 수 있다. 스위블 연결체(30, 31)로써 안내되고 이동 범위에서 제한되는 제어 프레임 부품(28, 29)에 의한 안내는, 두 선형 모터에 의한 조절된 위치설정에 있어서 어댑터의 신속하고 대단히 정확한 정렬을 달성한다.
그러나 본 발명의 범주에서, 어댑터가 정확하게 정렬되자마자 압축 공기의 공급을 중단시키는 것도 가능한데, 그 결과로써 적재 프레임(26)은 지지선반 프레임 및/또는 지지선반 프레임(20)에 통합된 공기 분사체(36) 상에 놓이게 되고 마찰 맞물림에 의해 그들의 위치를 유지시킨다. 이는 홀딩장치(12, 13) 내에서의 어댑터의 위치를 고정시킨다.
연결 피스(30, 31)로 구현되는 스위블 연결체에 의하여 제한된 이동 범위에서 안내되는 제어 프레임 부품(28, 29)에 의한 어댑터의 안내는, 매우 간단한 기계적 방식으로 구현되고, 회로기판에 대해 상대적인 어댑터의 미세한 조정을 위해 필요한 이동 범위에 완전히 부합한다. 본 발명의 범주에서, 또한 제어 프레임(27) 또는 적재 프레임(26)을 지지선반 프레임(20)에 대해 다른 방식으로 안내하는 것도 가능하다. 다른 형태의 안내는 또한 더 큰 이동 동작을 허용할 수 있다. 이때, 회로기판에 대해 상대적으로 어댑터를 정렬한 후 위치를 실질적으로 고정시키기 위하여, 공기 베어링을 조정하는 것도 유리할 수 있다.
상기에서 설명된 예시적 구현예는 검사될 회로기판의 상면 및 하면을 동시에 접촉하는 두 어댑터를 갖는다. 그러나 이 병렬 테스터는 또한 단일 면과만 접촉하도록 구현될 수도 있다; 이때 제2 어댑터를 다른 장치(제2 홀딩장치, 제2 검사헤드, 제2 카메라)와 함께 생략할 수 있다.
본 발명은 다음과 같이 간략하게 요약될 수 있다:
본 발명은 병렬 테스터를 위한 위치설정 장치, 병렬 테스터, 및 회로기판을 검사하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 첫 번째 양태에 따르면, 미세한 조정의 목적으로 위치설정 장치가 구비되는데, 위치설정장치는 서로에 대해 평행하고 미리 결정된 거리만큼 떨어져 위치하는 두 선형 조정 위치설정자를 가져서, 두 위치설정자를 작동시킴으로써, 검사 어댑터 및 검사될 회로기판 사이에서 선형 이동 및 회전 이동을 모두 수행할 수 있다. 덧붙여, 제1방향으로 검사될 회로기판을 전달하고 방출하기 위한 두 컨베이어 장치를 가지고, 또한 제1방향에 대략 직교하는 제2방향으로 검사 어댑터를 위치시키는 위치설정 장치를 가지는 특별한 조작 기구가 제공된다; 어댑터의 위치설정 장치는 후자를 충분히 멀리 이동시켜, 검사될 회로기판을 전달하고 방출하는 장치가 결합되는 두 검사 스테이션의 구역에 위치시킬 수 있다.
1: 병렬 테스터(parallel tester)
2: 후벽(rear wall)
3: 호퍼(hopper)
4: 양호한 회로기판에 대한 컨베이어 벨트(conveyor belt for good circuit boards)
5: 불량한 회로기판에 대한 컨베이어 벨트(conveyor belt for bad circuit boards)
6: 분리장치(separating device)
7: 로보트 팔(robotic arm)
8: 드로어 기구(drawer mechanism)
9: 드로어 기구(drawer mechanism)
10: 드로어(drawer)
11: 드로어(drawer)
12: 홀딩장치(holding device)
13: 홀딩장치(holding device)
14: 어댑터(adapter)
15: 로보트 팔(robotic arm)
16: 검사 머리(test head)
17: 그립퍼 장치(gripper device)
18: 지지선반(support rack)
19: 후벽(rear wall)
20: 지지선반 프레임(support rack frame)
21: 종단 버팀대(longitudinal strut)
22: 횡단 버팀대(transverse strut)
23: 측벽 부재(side wall element)
24: 측벽 부재(side wall element)
25: 홀딩 프레임(holding frame)
26: 적재 프레임(load frame)
27: 제어 프레임(control frame)
28: 제어 프레임 부품(내부)(control frame (inner))
29: 제어 프레임 부품(외부)(control frame (outer))
30: 연결 피스(connecting piece)
31: 연결 피스(connecting piece)
32: 말단 스트립(end strip)
33: 구멍(bores)
34: 위치설정 구멍(positioning bores)
35: 중간 스트립(intermediate strip)
36: 공기 분사체(air jet)
37: 나사산 핀(threaded pin)
38: 홈(recess)
39: 코일 장치(coil arrangement)
40: 자성 테이프(magnetic tape)
41: 홈(recess)
42: 도관(conduit)
43: 케이블(cable)
44: 지지 플레이트(support plate)
45: 센서(sensor)
46: 카메라(camera)
47: 제어장치(control device)
48: 이동장치(moving device)
49: 브라켓(bracket)
50: 기본 본체(base body)
51: 종단 빔(longitudinal beam)
52: 횡단 빔(transverse beam)
53: 횡단 빔(transverse beam)
54: 레일(rail)
55: 운반체(carriage)
56: 레일(rail)
57: 홀딩장치 운반체(holding device carriage)
58: 선형 구동체(linear drive)
59: 운반체(carriage)
60: 레일(rail)
61: x-축(x-axis)
62: 검사대상면(test speciment side)
63: 기본격자면(basic grid side)
64: 완전 격자 카세트(full grid cassette)
65: 어댑터 유닛(adapter unit)
66: 어댑터 유닛(adapter unit)
67: 스프링 핀 카세트(spring pin cassette)
68: 접촉핀(contact pin)
69: 기본격자 접촉 플레이트(basic grid contacting plate)
70: 스프링 핀 카세트(spring pin cassette)
71: 검사바늘(test needle)
72: 케이블(cable)
73: 기둥(pillar)

Claims (33)

  1. 검사 어댑터(14)로 회로기판을 검사하는 병렬 테스터(1)를 위한 위치설정장치에 있어서, 검사 어댑터(14)는 검사될 회로기판의 여러 회로기판 검사지점과 동시에 접촉하기 위한 다수의 접촉부재를 가지고, 검사 어댑터(14)가 홀딩장치의 내부 홀딩 피스(28)로 체결될 수 있는 용량을 가지며 내부 홀딩 피스(28)가 위치설정장치의 나머지에 대해 상대적으로 이동할 수 있도록 지지되고, 베어링으로서 하나 이상의 스위블 연결체 및/또는 하나 이상의 공기 베어링 및/또는 하나 이상의 자기 베어링이 구비되는, 위치설정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    홀딩장치(20, 25, 26, 27)가 외부 홀딩 피스(32)를 가지고, 내부 홀딩 피스(28) 및 외부 홀딩 피스(32)가 최소한 스위블 연결체(30, 31)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    내부 및 외부 홀딩 피스(28, 32) 사이에서, 중간 홀딩 피스(29)가 구비되고, 중간 홀딩 피스(29)가 각 스위블 연결체(30, 31)에 의해 내부 및 외부 홀딩 피스(28, 32)로 연결되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 베어링이 내부 홀딩 피스(28) 및/또는 검사 어댑터(14)를 지지하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    위치설정장치는 검사 어댑터의 접촉부재의 평면에서 적어도 y-방향으로 회로기판에 대해 상대적으로 검사 어댑터(14)를 위치설정 하는 두 개의 선형으로 조정하는 위치설정자(39, 40)를 갖는 y-위치설정장치(25)로서 구현되고, 두 개의 선형으로 조정하는 위치설정자(39, 40)는 서로에 대해 대체로 평행하고 미리 설정된 거리만큼 서로 떨어지도록 배치되어, 대체로 평행하게 배치된 두 개의 위치설정자가 상이하게 작동하였을 때, 상대적인 회전 운동이 내부 홀딩 피스(28) 및 검사될 회로기판 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    위치설정장치는 선형 모터의 형태로 구현되는 선형으로 조정하는 위치설정자(39, 40)를 가지는 것을 특징으로 하는 위치설정장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 홀딩 피스(28)의 이동을 탐지하는 하나 이상의 변위 센서가 구비되고, 하나 이상의 변위 센서가 바람직하게는 비접촉의 변위 센서이고 특히 광학 변위 센서인 것을 특징으로 하는 위치설정장치.
  8. 검사 어댑터(14)로 회로기판을 검사하는 병렬 테스터에 있어서, 검사 어댑터(14)는 검사될 회로기판의 여러 회로기판 검사지점과 동시에 접촉하기 위한 다수의 접촉부재를 가지고, 병렬 테스터(1)가 검사될 회로기판에 대해 상대적으로 검사 어댑터를 위치설정 하기 위한 위치설정장치를 가지고,
    이때 위치설정장치가 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따라 구현되고 y-방향으로 검사 어댑터를 위치설정 하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  9. 제8항에 있어서,
    병렬 테스터는, y-방향에 대체로 직교하는 방향인 검사 어댑터(14)의 접촉부재의 평면에서의 x-방향에서 회로기판에 대해 상대적으로 검사 어댑터(14)를 위치설정 하도록 구현되는 x-위치설정장치를 가지는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    병렬 테스터(1)는, 검사 어댑터(14)의 평면에 대체로 직교하는 z-방향에서 회로기판에 대해 상대적으로 검사 어댑터(14)를 위치설정 하도록 구현되는 z-위치설정장치를 가지는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    병렬 테스터는, 검사될 회로기판의 한 면을 각각 동일한 위치설정장치가 구비된 두 개의 검사 어댑터(14)로 검사하도록 각각 배치되는 두 개의 검사 어댑터(14)를 가지는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  12. 검사될 회로기판의 여러 회로기판 검사지점과 동시에 접촉하는 다수의 접촉부재를 가지는, 특히 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른, 검사 어댑터(14)로 회로기판을 검사하는 병렬 테스터에 있어서,
    병렬 테스터(1)는, 접촉부재의 평면에 직교하는 방향에서 검사 어댑터(14)를 이동시키는 z-위치설정장치, 접촉부재의 평면에서 x-방향으로 검사 어댑터를 이동시키는 x-위치설정장치, 및 x-방향에 대해 대체로 직교하는 방향인 접촉부재의 평면에서의 y-방향으로 검사 어댑터를 이동시키는 y-위치설정장치를 가지고,
    병렬 테스터(1)는 x-방향으로 오프셋(offset) 된 두 개의 검사 스테이션을 가지고, x-위치설정장치는 x-위치설정장치에 의해 두 개의 검사 스테이션 사이를 검사 어댑터(14)가 이동할 수 있기에 충분히 넓은 이동 통로가 구비되고,
    운반 수단이 검사될 회로기판의 y-방향으로의 전달 및 배출을 위해 각 검사 스테이션 상에 구비되는, 병렬 테스터.
  13. 제12항에 있어서,
    z-위치설정장치 및 x-위치설정장치는 검사 어댑터(14)를 보지하는 홀딩장치(18, 25)를 이동시키도록 구현되고, y-위치설정장치는 홀딩장치에 일체화되어 홀딩장치에 대해 상대적으로 검사 어댑터(14)를 이동시키도록 구현되는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    검사 스테이션에서의 컨베이어 장치가 드로어(10, 11)의 형태로 각각 구현되는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    검사 어댑터(14)는 유니버설 검사헤드(16, 17)의 균일한 격자 상으로 검사될 회로기판의 회로기판 검사지점의 패턴을 그리는 유니버설 어댑터인 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    검사 어댑터(14)는 검사될 회로기판의 회로기판 검사지점의 패턴에 상응하는 패턴으로 배치된 접촉부재를 갖는 전용 검사 어댑터이고, 접촉부재는 검사 전자장치의 세트로 이어지는 케이블로 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  17. 여러 회로기판 검사지점과 동시에 접촉하는 다수의 접촉부재를 가지는, 특히 제8항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른, 검사 어댑터(14)로 회로기판을 검사하는 병렬 테스터에 있어서,
    병렬 테스터(1)는, 예를 들어 어댑터(14) 또는 검사될 회로기판에 대한 수용장치(10, 11)와 같은 병렬 테스터의 하나 이상의 부품을 이동시키는 여러 이동장치(48)를 가지고,
    병렬 테스터(1)는 광물질, 세라믹, 글라스세라믹 또는 글라스 유사 물질로 만들어지거나 또는 콘크리트로 만들어진 기본 몸체(50)를 가지고, 검사될 회로기판 및 검사 어댑터(14)의 상대적 위치에 영향을 미치는 각 이동장치(48)는 기본 몸체(50)에 체결되는 것을 특징으로 하는, 병렬 테스터.
  18. 제17항에 있어서,
    기본 몸체(50)에 직접 체결된 각 이동장치는 하나 이상의 위치설정장치를 가지고, 각 위치설정장치는 이동 방향으로 부품을 이동시키도록 구현되고, 각 이동장치의 위치설정장치는 서로에 대해 직교하도록 지향되는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    병렬 테스터(1)는 어댑터(14)를 이동시키는 이동장치(48), 검사될 회로기판에 대한 수용장치(10, 11)를 이동시키는 이동장치, 및 카메라(46)를 이동시키는 이동장치를 가지는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    기본 몸체(50)는 화강암, 글라스세라믹, 또는 실리카 및/또는 알루미나-기반의 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    기본 몸체는 열팽창 계수가 5·10-6/K 이하인 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  22. 여러 회로기판 검사지점과 동시에 접촉하는 다수의 접촉부재를 가지는, 특히 제8항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른, 검사 어댑터(14)로 회로기판을 검사하는 병렬 테스터에 있어서,
    병렬 테스터(1)는, 검사 어댑터를 이동시키는 하나 이상의 이동장치, 검사될 회로기판에 대한 수용장치(10, 11)를 이동시키는 이동장치, 및 하나 이상의 광학 탐지장치를 가지고,
    병렬 테스터는 광학 탐지장치에 의해 상이한 측정 위치에서 검사될 회로기판을 탐지하도록 구현된 제어장치(47)를 가지고, 상이한 위치 정보에 관한 회로기판의 위치 정보가 메모리에 저장되고, 회로기판 및 검사 어댑터가 상이한 측정위치로 이동하여 각 위치에서 각 검사 과정을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는, 병렬 테스터.
  23. 제22항에 있어서,
    광학 탐지장치가 병렬 테스터 상에 이동식으로 배치된 하나 이상의 카메라(46)를 가지는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    광학 탐지장치가 반대 방향을 바라보도록 배치된 두 개의 카메라를 가지는 것을 특징으로 하는 병렬 테스터.
  25. 탐지장치가 상이한 측정 위치에서 검사 어댑터의 위치를 측정하고, 측정 위치 간의 검사 어댑터의 이동을 제어하기 위한 제어 정보를 추출하여 메모리에 저장하고, 제어 정보가 개별 측정 위치에서 검사 어댑터의 이동을 기록하는, 제17항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 병렬 테스터를 교정하는 방법
  26. 두 개의 카메라를 포함하고 카메라가 서로에 대해 교정되는 광학 탐지장치를 병렬 테스터가 가지는, 제23항에 따른 병렬 테스터를 교정하는 방법.
  27. 회로기판은 제8항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 병렬 테스터(1)로 검사하고, 병렬 테스터(1)는 바람직하게는 제25항 또는 제26항에 따라 교정되는, 회로기판을 검사하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    회로기판은 차단 및/또는 단락에 대해서만 검사하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    회로기판은 기능검사에 의해 검사하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 패널은 검사 어댑터(14) 및 검사될 회로기판의 증가하는 상대적 이동을 통해 연속적으로 검사하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 병렬 테스터(1)를 사용하고, 두 검사 스테이션 중 하나에서, 검사될 회로기판을 실제로 검사하면서 다른 검사 스테이션에서 검사될 회로기판을 교환하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    회로기판의 하나를 교환하기 위하여, y-방향으로 검사 위치에서 교환 위치로 컨베이어 장치에 의해 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    y-위치설정 장치는 공기 베어링 장치(36)를 가지고, 검사 어댑터의 y-방향 이동 중에, 공기 베어링 장치(36)로 공기 쿠션을 생성하고, 검사 중에 공기 쿠션을 생성하지 않아 검사 어댑터가 마찰 맞물림에 의해 y-방향에서 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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