TWI574023B - 駁接測試頭與週邊設備的方法與裝置 - Google Patents

駁接測試頭與週邊設備的方法與裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI574023B
TWI574023B TW101125121A TW101125121A TWI574023B TW I574023 B TWI574023 B TW I574023B TW 101125121 A TW101125121 A TW 101125121A TW 101125121 A TW101125121 A TW 101125121A TW I574023 B TWI574023 B TW I574023B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
test head
docking
peripheral device
feature
plane
Prior art date
Application number
TW101125121A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201305581A (zh
Inventor
艾林Ｒ 霍爾特
布萊恩Ｒ 摩爾
Original Assignee
英斯泰特股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 英斯泰特股份有限公司 filed Critical 英斯泰特股份有限公司
Publication of TW201305581A publication Critical patent/TW201305581A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI574023B publication Critical patent/TWI574023B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2887—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks involving moving the probe head or the IC under test; docking stations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22—Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/2205—Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using arrangements specific to the hardware being tested
    • G06F11/221—Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using arrangements specific to the hardware being tested to test buses, lines or interfaces, e.g. stuck-at or open line faults
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/409—Mechanical coupling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

駁接測試頭與週邊設備的方法與裝置
本發明是關於測試積體電路或電子設備，且更特定而言是關於駁接測試頭與週邊設備。
在製造積體電路(integrated circuits；IC)及其他電子設備時，在整個程序之一或多個階段處藉由自動測試裝備(automatic test equipment；ATE)執行測試。使用將待測試設備置放於適當位置以供測試之特定處置裝置。在一些狀況下，特定處置裝置亦可使待測試設備達到恰當溫度及/或在待測試設備正在測試時將其維持於恰當溫度下。特定處置裝置具有各種類型，包含(例如)用於測試晶圓上之未封裝設備的“探針儀”及用於測試已封裝零件之“設備處置器”；本文中，術語“處置裝置”或“週邊設備”將用以指代所有類型之此等裝置。電子測試本身由包含測試頭之大且昂貴的ATE系統提供，測試頭需要連接至處置裝置且與處置裝置駁接。測試中設備(Device Under Test；DUT)需要用於有效測試之精密高速信號；因此，ATE內之用以測試DUT的“測試電子設備”通常位於測試頭中，測試頭必須定位成儘可能接近DUT。隨著電連接之數目增加，DUT持續變得日益複雜。此外，對於測試系統生產率之經濟需求已導致需要並列地測試數個設備之系統。
此等要求已使測試頭與週邊設備之間的電連接之數目達到數千個且測試頭之大小及重量相應地增長。目前， 測試頭重量可自幾百鎊至多達兩千或三千鎊。測試頭通常藉由纜線連接至ATE之固定大型電腦，纜線提供用於信號、接地及電力之導電路徑。另外，測試頭可能需要藉由可撓性管將液體冷卻劑供應至其，可撓性管常捆綁於纜線內。另外，某些現今的測試頭藉由經由可撓性導管吹入之空氣或藉由液體冷卻劑及空氣之組合冷卻。在過去，測試系統通常包含電源供應裝置、控制電腦及其類似者之大型電腦。電纜線將大型電腦電子設備耦接至測試頭中含有之“銷電子設備”。大型電腦與測試頭之間的纜線佈設增加精確且可重複地操控測試頭至所要位置的難度。若干現今的系統現在實際上將所有電子設備置放於可移動測試頭中，而大型電腦仍可用以容納冷卻裝置、電源供應器及其類似者。因此，待配合之電接點之增加的數目及空間密度與測試頭及其纜線之增加的大小及重量使得更難以準確且可重複地相對於週邊設備定位測試頭。
在個別地測試複雜設備或並列測試許多複雜設備時，必須在測試頭與一或多個DUT之間建立幾百或幾千個電連接。此等連接通常藉由易損、密集間隔之接點實現。在測試晶圓上之未封裝設備時，通常藉由安裝於探針卡上之針狀探針達成至一或多個DUT之實際連接。在測試已封裝設備時，通常使用安裝於“DUT插座板”上之一或多個測試插座。本文中，術語“DUT配接器”將用以指代固持與一或多個DUT進行實際電連接之一或多個零件的單元。DUT配接器必須精確且可重複地相對於週邊設備定位 以便使數個DUT中之每一者可依次置放於適當位置以供測試。
可依據容納DUT配接器之方式對測試系統分類。目前，在許多系統中，DUT配接器適當地固定至處置裝置，處置裝置通常包含有助於準確地定位DUT配接器之參考特徵。本文中，此等系統將稱作“週邊設備安裝式DUT配接器”系統。在其他系統中，DUT配接器附接至測試頭且藉由適當地定位(亦即，駁接)測試頭來相對於處置裝置定位DUT配接器。此等後面的系統將稱作“測試頭安裝式DUT配接器”系統。存在測試頭安裝式DUT配接器系統之兩個可能的子類別。在第一子類別中，在定位或駁接測試頭之前定位一或多個DUT。因此，定位測試頭之動作使連接元件與DUT進行電接觸。此配置可適用於晶圓級測試，其中週邊設備首先定位晶圓且接著相對於晶圓定位測試頭及DUT配接器(此處為經組態以探測晶圓上之許多或全部設備的探針卡)以使得針狀探針接觸DUT。在第二子類別中，首先定位或駁接測試頭及DUT配接器，且隨後在DUT配接器保持於適當位置時週邊設備將DUT依次移動至適當位置以供測試。
應注意，DUT配接器亦必須提供測試頭可與之進行對應電連接之連接點或接觸元件。連接點之此集合將稱作DUT配接器電子介面。另外，測試頭通常裝備有包含達成與DUT配接器電子介面之連接的接觸元件之電子介面單元。通常，測試頭介面接觸元件為彈簧負載之“彈簧銷 (pogo pin)”，且收納接觸元件之DUT配接器為導電著陸襯墊。然而，可併入其他類型之連接設備以(例如)獲得RF及/或關鍵類比信號。在一些系統中，結合彈簧銷使用此等其他類型之連接器。壓縮幾百或幾千個彈簧銷及/或配合其他式樣之接點所需要的累積力可變得極高。此可為不利的，此是因為使接點連接所需要的力可為不合理的且作用於DUT配接器上之力可引起不良偏轉。因此，已經在開發替代連接技術(諸如，零插入力技術)。舉例而言，美國專利第6,833,696號(讓與興銳達公司(Xandex,Inc.))揭露一種系統，其具有形成於基板上之電接點結合使對應接點嚙合而不使不適當力作用於探針卡或DUT板上之機構。進一步預期，在未來，微電磁機器(Micro Electromagnetic Machine；MEM)技術可用以在製造探針卡時形成電接點以作為其目前使用之擴展。總而言之，接點極其易碎且易損，且必須保護接點以防損壞。
在概述中(將進一步提供較詳細描述)，駁接為相對於週邊設備操縱測試頭至適當位置以供測試的程序。在週邊設備安裝式DUT配接器系統中，駁接包含恰當且精確地結合測試頭介面單元之接觸元件與DUT配接器上之各別連接元件。在此等系統中，必須在定位及駁接程序期間為易損及易碎測試頭介面接點提供保護。然而，在測試頭安裝式DUT配接器系統中，駁接之目標為相對於週邊設備及/或DUT精確地定位DUT配接器。亦應注意，在測試頭安裝式DUT配接器系統中，當DUT配接器附接至測試 頭時，實現測試頭介面接觸元件與DUT配接器連接元件之結合，且因此接觸元件受保護。然而，探針卡之極易損針狀探針或易碎、精確製造之測試插座在定位及駁接期間暴露，且此等元件亦需要保護。
測試頭操控器可用以相對於處置裝置操縱測試頭。此操縱可在約一公尺或更多的相對大距離上進行。目標為能夠自一處置裝置迅速改變至另一處置裝置或移動測試頭以遠離目前處置裝置以用於服務及/或用於改變介面組件。當(如上文所概括)測試頭相對於處置裝置保持於某位置使得測試頭與DUT配接器之間的所有連接已達成及/或DUT配接器處於其恰當位置時，測試頭被稱為“駁接”至處置裝置。為了使成功駁接發生，必須相對於笛卡爾座標系在六個自由度上精確地定位測試頭。最經常，測試頭操控器用以操縱測試頭至與駁接位置之偏差在約幾公分內的粗略對準之第一位置，且接著“駁接裝置”用以達成最終精確定位。
通常，駁接裝置之一部分安置於測試頭上且駁接裝置之其餘部分安置於處置裝置上。因為一測試頭可服務數個處置裝置，所以將駁接裝置之較昂貴部分置於測試頭上通常為較佳的。駁接裝置可包含將駁接件之兩個區段牽拉於一起，因而駁接測試頭之致動器機構；此稱作“致動器驅動”駁接。駁接裝置或“駁接件”具有眾多重要功能，包含：(1)使測試頭與處置裝置對準，包含使電接點精確對準，(2)將測試頭與處置裝置拉於一起及稍後分離(亦即， 解除駁接)測試頭與處置裝置之充足機械優點及/或致動器功率，(3)在駁接操作及解除駁接操作兩者期間提供對電接點之預對準保護，及(4)將測試頭與處置裝置閂鎖或固持於一起。
根據英泰斯特(inTEST)手冊(第5版©1996年英泰斯特股份有限公司(inTEST Corporation))，“測試頭定位”指對於成功駁接及解除駁接所需要的測試頭至處置裝置之容易移動結合與處置裝置之精確對準。測試頭操控器亦可稱作測試頭定位器。測試頭操控器與適當駁接部件結合來執行測試頭定位。此技術(例如)在上述英泰斯特手冊中加以描述。此技術亦在眾多專利公開案中加以描述，專利公開案例如包含美國專利第7,728,579號、第7,554,321號、第7,276,894號、第7,245,118號、第5,931,048號、第5,608,334號、第5,450,766號、第5,030,869號、第4,893,074號、第4,715,574號及第4,589,815號以及諸如WO05015245A2及WO08103328A1之WIPO公開案的部分清單，以上各案均以引用的方式併入以獲得其在測試頭定位系統之領域中的教示。上述專利及公開案主要是有關致動器驅動駁接。測試頭定位系統亦為已知的，其中單一裝置提供測試頭之相對大距離操縱及最終精確駁接兩者。舉例而言，霍爾特(Holt)等人之美國專利第6,057,695號及格雷姆(Graham)等人之美國專利第5,900,737號及第5,600,258號(其均以引用之方式併入)描述定位系統，其中駁接為“操控器驅動”而非致動器驅動。然而，致動器 驅動系統為最廣泛使用的，且將就此系統而言描述本發明；然而，一般熟習此項技術者將注意，本發明可適應操控器驅動系統。
如先前所陳述，測試頭駁接之目標為相對於週邊設備恰當地定位測試頭。週邊設備通常包含諸如界定“週邊設備駁接平面”之安裝表面的特徵。連接至DUT(且因此連接至DUT配接器、DUT插座板或探針卡)之電接點必須位於與週邊設備駁接平面平行之平面中。為了促進駁接，安裝於週邊設備上之駁接裝置通常位於平坦金屬板上，平坦金屬板附接至週邊設備使得其外表面與週邊設備駁接平面平行。週邊設備亦可包含使得能夠恰當地定位DUT配接器之其他參考特徵，諸如精確定位之銷或插孔。
類似地，“測試頭駁接平面”可與測試頭相關聯。測試頭介面接觸元件通常配置於與測試頭駁接平面平行之平面中。笛卡爾座標系可與測試頭或週邊設備駁接平面相關聯，使得X軸及Y軸位於與駁接平面平行之平面中且Z軸垂直於駁接平面。Z方向上的距離可稱作高度。應注意，可存在測試頭介面接觸元件之一個以上集合，其中每一集合之平面相對於駁接平面處於不同高度。在此文件之剩餘部分中，在指代週邊設備駁接平面時使用術語“駁接平面”而無修飾詞。
當恰當地駁接時，測試頭駁接平面實質上平行於週邊設備駁接平面。達成此關係之程序常稱作平面化且結果可稱作“駁接平面性”。又，當恰當地駁接時，測試頭與週 邊設備相距預定的較佳“駁接距離”。達成駁接平面性及駁接距離需要測試頭之三個運動自由度，即：繞著平行於與測試頭駁接平面相關聯之X軸及Y軸的軸線之旋轉及沿著Z軸之線性運動。最終，當恰當地駁接時，兩個駁接平面將在對應於X方向及Y方向以及相對於繞著與Z軸平行之軸線的旋轉之剩餘三個自由度上對準。
在典型的致動器驅動定位系統中，操作者控制操控器之移動以操縱測試頭自一位置至另一位置。此移動可藉由操作者直接施加力於系統中之測試頭上而手動地實現，在系統中測試頭在其運動軸線上完全平衡，或此移動可經由使用直接由操作者控制之致動器來實現。在若干現今的系統中，測試頭在一些軸線上藉由直接手動力之組合且在其他軸線上藉由致動器來操縱。
為了駁接測試頭與處置裝置，操作者必須首先操縱測試頭至“準備駁接”位置，“準備駁接”位置接近其最終駁接位置且與其最終駁接位置近似對準。進一步操縱測試頭直至其處於“準備致動”位置為止，在“準備致動”位置處，駁接致動器可接管對測試頭運動之控制。致動器接著可牽拉測試頭至其最終完全駁接位置。在如此進行時，各種對準特徵提供測試頭之最終對準。自最初至最終，駁接件可使用不同類型之對準特徵的兩個或兩個以上集合以提供不同階段之對準。在易碎電接點進行機械接觸之前測試頭在五個自由度上對準通常為較佳的。接著沿著垂直於介面之平面及週邊設備駁接平面的直線推動測試頭，此對 應於六個自由度。
當駁接致動器在操作時(且當駁接對準特徵不強加約束時)，測試頭通常在其軸線之若干者(若非全部)上順應地自由移動以允許最終對準及定位。對於適當地平衡且並非致動器驅動之操控器軸，此並非問題。然而，致動器驅動軸一般需要將順應性機構建置至其中。美國專利第5,931,048號、第5,949,002號、第7,084,358號及第7,245,118號以及WIPO公開案WO08137182A2(均以引用的方式併入)中描述一些典型實例。常常，順應性機構(特別用於非水平不平衡軸)涉及彈簧狀機構，彈簧狀機構除了順應性之外亦添加某一量之彈性或“彈回”。另外，連接測試頭與ATE大型電腦之纜線亦為彈性的，從而導致進一步彈回效應。當操作者試圖操縱測試頭至近似對準及至測試頭可由駁接機構捕獲之位置時，操作者必須克服系統之彈性，此在極其大又重之測試頭的情況下可常為困難的。又，若操作者在駁接機構適當地嚙合之前釋放施加至測試頭之力，則順應性機構之彈性可使測試頭移動遠離駁接件。
史密斯(Smith)之美國專利第4,589,815號(以引用之方式併入)揭露先前技術駁接機構。'815專利之圖5A、圖5B及圖5C中說明的駁接機構使用用以提供最終對準之兩個導引銷及插孔組合，及兩個圓形凸輪。導引銷插孔位於角撐中，角撐亦固持與凸輪嚙合之凸輪從動件。為了達成準備致動位置，凸輪必須配合於角撐之間以使得凸輪從動件可嚙合位於凸輪之圓柱形表面上的螺旋形凸輪狹槽。 將凸輪配合於角撐之間提供第一粗略對準且亦視情況提供對電接點、探針或插座之一定程度的保護。當凸輪由附接至其之把手旋轉時，駁接件之兩半拉於一起，其中導引銷變得完全插入至其配合插孔中。線纜連接兩個凸輪，使得其同步旋轉。纜線配置使得能夠藉由施加力至兩個把手中之僅一者或另一者來操作駁接件。因此，在此狀況下把手為駁接致動器。
隨著測試頭變得更大，'815駁接件之基本想法已演變為具有導引銷及圓形凸輪之三個或四個集合的駁接件。此等分別稱作三點及四點駁接件。本申請案之圖1A及圖1B說明具有四個角撐116、四個導引銷112、四個互補插孔112a及四個圓形凸輪110之先前技術四點駁接件。(稍後更詳細地描述此裝置。)儘管已建構具有附接至四個凸輪110中之一或多者之致動器把手135的此“四點”駁接件，但圖1A中所繪示之駁接件併有操作纜線驅動器132之單一致動器把手135。當纜線驅動器132由把手135旋轉時，纜線115移動使得四個凸輪110以同步方式旋轉。凸輪110嚙合附接至角撐116之凸輪從動件110a。此配置將單一致動器把手置放於對操作者便利的位置。又，可藉由適當地調整凸輪之直徑與纜線驅動器之直徑的比率來達成更大機械優點。在此等駁接件中，導引銷112與其對應插孔112a之間的相互作用判定駁接測試頭在與週邊設備駁接平面平行之平面中的三個自由度上之位置。當凸輪110旋轉時，凸輪從動件110a與凸輪狹槽129之間的相互 作用控制剩餘三個自由度，即，測試頭相對於週邊設備駁接平面之平面性及測試頭與週邊設備108之間的距離。當凸輪110已完全旋轉時，附接至週邊設備108之角撐116抵靠著測試頭100，從而建立測試頭100與週邊設備108之間的最終“駁接距離”以及測試頭之最終“駁接平面性”。
其他先前技術駁接件(諸如，由瑞德阿什曼公司(Reid Ashman,Inc.)製造之駁接件)在概念上類似，但利用線性凸輪代替圓形凸輪且利用固體連接件代替纜線來同步地驅動凸輪。科利登系統有限公司(Credence Systems Corporation)之美國專利第6,407,541號(以引用之方式併入)中描述利用線性凸輪但線性凸輪由氣動元件致動之另一方案。在'541專利中，“駁接條”達成與先前描述之“角撐”類似的目的。然而，當測試頭已駁接時，駁接條不抵靠著被駁接至之單元；因此，凸輪從動件與凸輪之間的相互作用僅判定駁接距離及駁接平面性。
駁接件之另外其他變化是已知的。舉例而言，美國專利第7,109,733號及第7,466,122號(皆以引用之方式併入)中揭露可在部分或完全動力模式中操作且併有纜線驅動之圓形凸輪的部分自動駁接件，兩個美國專利皆讓與本發明之受讓人。WIPO公開案WO2010/009013A2(以引用之方式併入)中描述包含固體連接件驅動之圓形凸輪且可經動力驅動之另一駁接件組態，公開案亦讓與本發明之受讓人。此等駁接件利用導引銷及插孔來在平面及角撐或等效 物內建立位置以建立測試頭與週邊設備之間的駁接平面性及駁接距離。
另外，美國專利第5,654,631號及第5,744,974號中描述之駁接件利用導引銷及插孔以使兩半對準。然而，駁接件由真空設備致動，真空設備在施加真空時將兩半推動於一起。只要維持真空，兩半便保持鎖定於一起。然而，可由真空設備產生之力的量限於大氣壓與有效面積相乘。因此，此等駁接件在其應用上受限制。
讓與本發明之受讓人的美國專利7,235,964及7,276,895(皆以引用之方式併入)描述使用相對大之對準銷的駁接件(如'895專利之圖14中所說明)，相對大之對準銷通常附接至週邊設備。銷之直徑在其遠端處相對窄且在內部末端處大。又，兩個凸輪從動件在銷附接至週邊設備的點附近附接至銷。使用線性凸輪之凸輪系統機構附接至測試頭。對準銷之遠端可首先插入至凸輪系統機構中以提供第一階段之粗略對準。當推動測試頭使其較接近週邊設備時，較大直徑進入凸輪系統機構以提供較接近對準。當朝向週邊設備進一步推動測試頭時，凸輪從動件最終嚙合凸輪，凸輪接著可經致動以將兩半拉至最終駁接位置。駁接距離及駁接平面性僅由凸輪與凸輪從動件之間的相互作用判定，而不涉及角撐。另外，有必要使凸輪系統機構充當銷插孔，從而提供與銷之充足相互作用以在與週邊設備駁接平面平行之三個自由度上定位測試頭。
在已提及之所有駁接件(包含致動器驅動式駁接件及 操控器驅動式駁接件)中，在與駁接平面平行之平面內的測試頭之對準由導引銷在其各別插孔內之配合判定。為了促進駁接及解除駁接之許多循環，導引銷通常經設計以具有比其插孔之直徑小千分之幾英吋的直徑。因此，測試頭相對於週邊設備駁接平面之最終駁接位置的準確性及可重複性限於至少通常千分之三至千分之五英吋。儘管此對於許多過去及現今的測試系統已經為可接受的，但預期對具有極大改良準確性及尤其可重複性之系統的需求增長。
如先前所指示，在週邊設備安裝式DUT配接器系統中駁接之目的為精確地配合測試頭電子介面與DUT配接器電子介面。每一電子介面界定通常(但未必)與電接點之遠端標稱地平行的平面。當駁接時，此等兩個平面必須彼此平行。通常，將DUT配接器製造為平面電路板且理想地固定至與週邊設備之駁接平面平行的平面中之週邊設備。因此，當駁接時，測試頭電子介面之平面必須亦與週邊設備駁接平面平行。為了防止電接點之損壞，較佳在允許電接點彼此機械接觸之前首先在五個自由度上對準兩個介面。若在駁接位置處介面之所定義平面與三維笛卡爾座標系之X-Y平面平行，則對準必須發生於X軸及Y軸及繞著與X-Y平面垂直之Z軸的旋轉(θZ或平擺)中，以便使各別接點彼此對齊。另外，可藉由繞著X軸及Y軸之旋轉運動(縱搖及橫搖)而使兩個平面平行。使兩個電子介面平面彼此平行之程序稱作介面之“平面化”，且當已實現平面化時，介面稱為“經平面化”或“共平面”。一 旦經平面化且在X、Y及θZ上對準，駁接便藉由引起在與週邊設備駁接平面垂直之Z方向上的運動而進行。
類似地，在測試頭安裝式DUT配接器系統中駁接之目的為精確地定位測試頭，使得DUT配接器相對於週邊設備恰當地定位。DUT配接器之探針尖端或插座接點構成電子測試介面，電子測試介面界定必須與週邊設備之駁接平面經平面化的平面。另外，電子測試介面必須相對於駁接平面之X軸及Y軸且相對於繞著Z軸之旋轉精確地對準。如同先前狀況一樣，在此等五個自由度上之對準較佳在Z方向上的最終定位之前發生。
在駁接之程序中，首先操縱測試頭至接近週邊設備。進一步操縱使測試頭到達“準備駁接”位置，在許多系統中，在“準備駁接”位置處，某一第一粗略對準部件大致處於適當位置以待嚙合。另外進一步操縱將使測試頭到達“準備致動位置”，在“準備致動位置”處，駁接機構可經致動。在準備致動位置處，已達成近似平面化及X、Y及θZ上之對準。當致動駁接件時，對準及平面化變得更精確。藉由進一步致動，在由對準特徵判定之準確度上完成對準及平面化。此接著繼之以Z方向上的連續運動，從而使測試頭到達其最終駁接位置。在隨後之本發明的實施方式中描述關於特定選定駁接件之其他細節。應注意，在操控器驅動之駁接中，如在先前提及之美國專利第6,057,695號、第5,900,737號及第5,600,258號中所描述，感測器偵測準備致動位置之等效者以便自粗略定位模式改 變為精細定位模式。因此，對於一般熟習此項技術者而言，感測致動器驅動之駁接件中的準備致動位置將為由'695、'737及'258專利教示及揭露之物的自然擴展(直觀且明顯)。
已成功使用上述類型之駁接件，其中測試頭重達且超過一千磅。然而，隨著測試頭變得甚至更大且隨著接點之數目及空間密度按指數增加，數個問題變得顯而易見。立即顯而易見的是對定位準確性及可重複性之需求增加。另外，隨著接點之數目增加，嚙合接點且將其維持於適當位置所需要的力增加。通常，需要每接點幾盎司；因此駁接具有1000個或更多接點之測試頭出於此目的需要超過100磅或200磅。考慮到駁接件設計中存在之千分之幾英吋的“傾斜量”，此等力與歸因於操控器順應性機構及測試頭纜線之彈性的相對不可預測彈回效應結合使得可重複地及準確地執行測試頭駁接日益困難。
經由凱文(Kelvin)爵士及詹姆斯克拉克馬克士威爾(James Clerk Maxwell)之著作追溯到19世紀中期或更早的“確切約束”或“運動”耦接之領域提供用於在兩個物件之間提供剛性及可重複連接或耦接之技術。此等技術在應用於測試頭駁接時可提供改良之準確性及可重複性。眾多文章、學術報紙、商業刊物、專利公開案及網際網路公佈之簡報提供關於運動耦接之設計及應用的資訊。運動耦接之一般原理可見於以下參考文獻中，參考文獻中之每一 者以引用的方式併入本文中：
文章-黑爾雷頓卡特(Hale,Layton Carter)，Principles and Techniques for Designing Precision Machines(用於設計精密機器之原理及技術)，UCRL-LR-133066，Lawrence Livermore National Laboratory，1999，https：//e-reports-ext.llnl.gov/pdf/235415.pdf.；斯洛克姆(Slocum,A.H.)，Precision Machine Design(精密機器設計)，Prentice Hall,Englewood Cliffs,NJ，1992；史密斯(Smith,S.T.)，切特溫德(Chetwynd,D.G.)，Foundations of Ultraprecision Mechanism Design(超精密機構設計之基礎)，Gordon and Breach Science Publishers，瑞士(Switzerland)，1992。
技術論文-哈特(Hart,A.J.)，斯洛克姆(Slocum,A.H.)，威洛比(Willoughby,P.)，“Kinematic Coupling Interchangeability(運動耦接可互換性)”，Precision Engineering，2004，28：1-15；斯洛克姆(Slocum,A.H.)，“Design of Three-Groove Kinematic Couplings(三槽運動耦接之設計)”，Precision Engineering，1992年4月第14卷第2期67-76頁；庫爾佩普(Culpepper,M.L.)，“Design of Quasi-Kinematic Couplings(準運動耦接之設計)”，Precision Engineering，2008：338-357；斯洛克姆(Slocum,A.H.)及多梅茲(Donmez,A)，“Kinematic Couplings for Precision Fixturing-Part2：Experimental determination of repeatability and stiffness(用於精密夾具之運動耦接- 第2部分：可重複性及勁度之實驗判定)”，Precision Engineering，1988年7月第10卷第3期；斯洛克姆(A.H.Slocum)等人之美國專利第5,678,944號。
商業文獻-微表面工程公司之滾珠科技分部(Ball-tek,Div.Of Micro Surface Engr.)，加利福尼亞洛杉磯(Los Angeles,CA)，商業網站，http：//www.precisionballs.com.；微表面工程公司之滾珠科技分部，“An Introduction to Kinematics and Applications,Kinematic Components(對運動及應用之介紹，運動組件)”，http：//www.precisionballs.com/Introduction_to_Kinematics and_Applications.htm.；微表面工程公司之滾珠科技分部，“Micro Inch Positioning with Kinematic Components(藉由運動組件之微英吋定位)”，http：//www.precisionballs.com/Micro_Inch_Positioning_with Kinematic_Components.html.；微表面工程公司之滾珠科技分部，“The Kinematic Encyclopedia(運動百科全書)”，http：//www.precisionballs.com/KINEMATIC_ENCYCLOPEDIA.htm.；g2工程(g2 engineering)，加利福尼亞蒙坦夫由(Mountain View,CA)，商業網站，http：//www.g2-engineering.com.；g2工程，加利福尼亞蒙坦夫由，“應用註解(Application Notes)”，http：//www.g2-engineering.com/spherolinder-applications.html；g2工程，加利福尼亞蒙坦夫由，“g2 Engineering Catalog(g2工程目錄)”， http：//www.g2-engineering.com/spherolinder-catalog.html。
另外，諸如加利福尼亞洛杉磯的微表面工程公司之滾珠科技分部(http：//www.precisionballs.com)及加利福尼亞蒙坦夫由的g2工程(先前為吉斯莫尼斯公司(Gizmonics,Inc.))(http：//www.g2-engineering.com)之公司出於建構運動或確切約束類型耦接及裝置之目的而供應多種組件。本文中，作為理解本發明之輔助，提供對領域之基礎的簡要概述。
“運動耦接”之定義在不同著作中稍有不同；術語“運動”亦用以描述其他類型之機械設計。因此，一些作者偏好使用諸如“確切約束”或“確定性”之術語作為替換或修改者。在本揭露內容之剩餘部分中，術語確切約束及運動將可互換地使用且常一起使用。簡要地，術語運動或確切約束耦接指代物件之間的在所要自由度上約束相對運動且因此約束位置而通常無冗餘或過度約束的耦接，且耦接需要力以將物件推動及固持於一起。技術之重要益處為其允許可重複性，可重複性可超過製造耦接組件之公差若干數量級。
運動/確切約束耦接之特性包含在離散接觸點處嚙合之對準特徵，諸如一球形表面接觸一平面表面或兩個球形表面彼此接觸。一般而言，若恰當地安置接觸點，則一接觸點為約束每一所要自由度所必要的。因此，六個接觸點足以約束六個運動自由度。在其他情形中，可利用提供離散接觸線之特徵；此等有時(但並不始終)稱作“準運 動”。取決於組態，接觸線可替換一或多個接觸點。接觸線亦可稍微過度約束系統，藉此稍微降低可能之可重複性。
存在確切約束/運動耦接之兩種基本或傳統組態，其在圖18A及圖18B中加以描繪(其在[黑爾(L.C.Hale)]之圖6-4(a)及(b)之後)。第一圖18A歷史上通常稱作“凱文鉗夾”，此歸功於凱文爵士。此處三個球形單元1821、1822、1823附接至第一物件1810。第一球1821接觸第二物件1830上之平坦表面1831，從而產生單一接觸點；第二球1822在兩個點處接觸第二物件1830上之V形槽1832；且第三球1823在三個點處接觸第二物件1830上之開放倒四面體1833(繪示為形成四面體之三個側面的具有傾斜末端之三個垂直柱)。因此，提供六個接觸點，從而約束兩個物件之間的六個相對運動自由度。經常，倒四面體由倒圓錐或杯狀體替換，從而藉由提供與配合球形之圓形接觸線。後一種情形可視為較易於製造。凱文鉗夾頻繁用於可調整光學組件固持器中，諸如可自新澤西巴林頓(Barrington,NJ)之艾德蒙科學公司(Edmund Scientific)購得之Techspec ®“運動圓形光學安裝台”。
圖18B中所繪示的第二組態(顯而易見最初歸功於馬克士威爾(Maxwell))有時稱作“滾珠及槽”組態或“三V”組態。此處，三個球形單元1851、1852、1853附接至第一物件1850；且三個對應V形槽1861、1862、1863安置於第二物件1860上，使得三個球可配合於各別槽內，從而每個槽-球組合提供兩個接觸點。三V組態用於眾多應 用中，包含(例如)顯微鏡中之樣品固持器、機械加工中之工件固持器、模具，及座標量測機器中之探針。
作為進一步論述之輔助，現介紹一些其他通用資訊及術語。運動耦接通常包含數對特徵。每一對中之一成員附接至待耦接之單元中的第一者且另一成員附接至另一單元。因此，在三V耦接中，存在三對滾珠-槽組合，其中滾珠附接至一單元且槽附接至另一單元。更一般而言，對中之每一成員包含一或多個表面，且表面經設計以使得當其彼此嚙合時，其在離散點處或沿著離散線接觸。為了輔助論述，一對中之一成員的(若干)表面可稱作“(若干)接觸表面”，且另一成員之(若干)表面可稱作“(若干)配合表面”。因此，三V耦接中之槽的每一側面可稱作接觸表面，且滾珠可稱作配合表面；或滾珠可稱作接觸表面，且三V耦接中之槽的每一側面可稱作配合表面。其他形狀可用以形成表面；例如，哥德式弓形結構可用於代替平坦側面V形槽。滾珠用作配合表面亦非必要的。可使其他形狀(諸如，圓錐之尖端)在單一點處或沿著線接觸表面。表面之其他對之實例包含滾珠抵著平坦表面按壓從而提供單一接觸點及滾珠抵著四面體按壓從而提供三個接觸點(如先前關於凱文鉗夾組態所描述)。又一可能性為一滾珠抵著三個滾珠按壓從而提供三個接觸點。只要不同類型之接觸足以控制所要自由度，則接觸可用於一耦接中。
確切約束/運動耦接之眾多其他組態是已知的，許多組態使用替代地塑形之特徵以用於各種目的及應用。讀者參 考先前列出之刊物及組件供應商(諸如，上述滾珠科技及g2工程)以獲得其他資訊。然而，在本說明書中將按需要及/或在適當時呈現關於確切約束/運動耦接之其他細節。出於教示亦包含美國專利第5,678,944號，其描述“撓性安裝台”運動耦接；在本說明書中適當時亦提及本揭露內容之各種態樣。應注意，用於先前描述之先前技術駁接件中的對準特徵並非此類型，此是因為對準特徵經設計以具有某一“傾斜”量以藉由最小努力促進重複駁接及解除駁接；且因此其並非運動或位置約束。就此而言，可將使用確切約束/運動耦接原理之對準特徵稱作“位置約束”特徵。
亦值得注意，儘管六個接觸點可足以在六個自由度上約束剛性物件，但在耦接之物件中之一者或兩者在負載下經受撓曲的情形中，額外約束可為必要的。
確切約束或運動耦接技術亦已用於某些測試系統及測試系統裝置中。舉例而言，美國專利第5,821,764號、第5,982,182號及第6,104,202號(均以引用的方式被包含)中揭露之裝置使用三V運動耦接技術來在兩半之間提供最終對準。亦可包含粗略對準銷以提供初始對準。粗略對準銷可具備捕捉機構，捕捉機構將導引銷捕獲於其孔中且防止其脫離。在'764及'202專利中，捕捉機構似乎自動地啟動；而在'182專利中，將馬達驅動之設備用於三個粗略對準銷中之每一者。亦在'182專利中，三個馬達可單獨操作以實現駁接組件之間的平面化。在所有三個專利中，使用 線性致動器以最終將兩半拉於一起。線性致動器揭露為氣動類型。在此類型之駁接件中，另一機構有必要用以提供足夠預對準以防止對易碎電接點之損壞。出於此理由，使用上述粗略對準銷。因此，提供對準特徵之兩個集合，即：(1)粗略對準、鬆散配合之銷-插孔組合，及(2)運動耦接。儘管運動耦接在定位兩個實體時提供高度精確的可重複性，但關於'764及'202專利中描述之類型的駁接件之困難為最初調整運動耦接組件，使得在所有六個自由度上之必要定位準確性可為麻煩的。亦即，必須小心地校準V形槽及滾珠之位置以控制駁接平面中之X、Y及旋轉位置以及兩半之最終駁接距離及駁接平面性。然而，在'182專利中，單獨控制致動器實現獨立地調整駁接平面性及駁接距離參數之手段。
使用運動耦接技術之又一實例在美國專利第6,833,696號(讓與興銳達公司(Xandex,Inc.))及其同屬專利(均以引用的方式被包含)中，其揭露測試系統駁接機構。在此系統中，三個球形滾珠藉由彈簧機構順應地附接至測試頭側。亦附接至測試頭之三個V形槽單元位於滾珠與測試頭之間。在解除駁接位置中，滾珠不接觸此等V形槽。三個V形槽之第二集合附接至週邊設備側。在駁接時，粗略對準部件用以導引測試頭及三個滾珠至接近安裝於週邊設備上的槽，且致動器經連接以朝向週邊設備進一步拉動測試頭。滾珠接著嚙合週邊設備之槽集合。當致動器進一步移動測試頭時，滾珠朝向測試頭對抗順應性而移 動直至其最終變得包夾於槽之兩個集合之間為止，槽之兩個集合界定最終駁接位置。在此系統中，最終駁接位置之校準需要三個槽之兩個對置集合及三個順應性地安裝之球的一集合之調整。此外，具有總共12個接觸點之系統似乎不利地被過度約束。在此過度約束系統中，接點之一集合可與另一集合“戰鬥”從而導致可重複性降級。
日本東京電子有限公司之美國專利第5,828,225號提供又一實例。所揭露之系統包含用於相對於晶圓探針儀定位測試頭之裝置。如接下來所概述而使用確切約束耦接技術。三個球形單元安裝於測試頭上，安置於近似等邊三角形之角處。兩個V形槽單元安置於週邊設備上以便收納球形單元中之兩者。倒圓錐安置於週邊設備上以便以圓形接觸線收納第三球形單元。因此，提供(稍微過度約束之)六個自由度約束耦接。兩個V形槽單元安裝於附接至週邊設備之致動器上。致動器經組態以在Z方向上線性地移動V形槽；亦即，朝向或遠離測試頭移動。倒圓錐在Z方向上不可移動。致動器可由控制器控制以回應於由適當感測裝置感測到之資訊而調整每一V形槽之高度以建立兩半之間的平面性。儘管此調整發生，但測試頭可繞著位於倒圓錐特徵內之第三球樞轉。
如所指出，有必要施加力以將特徵推動於一起且維持接觸。此稱作“預負載”力。在一些情況下，重力可充當預負載力。在其他情況下，可使用特定裝置(諸如，彈簧)。預負載力在表面之間的接觸點或接觸線處產生反作用力。 此等反作用力之分量可位於平面中及若干方向上以約束經耦接之物件的相對位置。可施加至運動耦接之力可足夠高以在接觸點或接觸線處引起赫茲(Herzian)變形，從而將接觸點或接觸線轉換為接觸區域及可能隨時間及操作循環而使可重複性降級。
發明者已認識到，將需要在具有用於大型測試頭之定位約束的高度精確駁接件中保持此簡單及已證實的技術。先前提及且稍後將更詳細地描述之凸輪致動之駁接件組合與角撐及凸輪之預對準、駁接平面與導引銷及插孔的緊密對準、藉由凸輪及角撐之駁接平面化及距離控制，以及藉由凸輪及凸輪從動件達成之機械優點及鎖定，所有均使用相對簡單機構。利用順應性位置約束特徵達成高度精確駁接。
本發明提供對可用於現今的及先前技術駁接件之準確性及可重複性的顯著改良。因此，將首先描述典型、例示性先前技術駁接系統之細節。在此之後將為結合類似駁接系統利用之本發明的例示性實施例之描述。亦將論述本發明之額外例示性實施例及應用，且將描述藉由此等實施例說明之駁接的新穎方法。應理解，駁接裝置之眾多式樣及組態是已知的(其中許多先前已提及)，且一般熟習此項技術者可預期能夠易於將本發明之概念應用於此等系統。隨著論述進行，將提及數個替代方案，但此等方案並不意謂以任何方式限於本發明之範疇。藉由諸圖之輔助進行描 述，諸圖意欲為說明性的且未必按比例繪製，亦不意欲充當工程圖。
首先，在圖1A及圖1B、圖2A及圖2B以及圖3A至圖3D中說明例示性先前技術駁接件的選定細節。此駁接件先前在本發明之先前技術下提及且接下來將稍為詳細地加以描述。此駁接件及相關描述包含來自先前提及之美國專利第4,589,815號(以引用的方式併入)中描述的早期駁接裝置之態樣。
圖1A以透視圖繪示測試頭100，測試頭100通常固持於托架(未圖示)中，托架又由測試頭操控器(未圖示)支撐。亦繪示處置器裝置108的剖視區段，測試頭100可駁接至處置器裝置108。DUT配接器144附接至處置器裝置108；因此系統為週邊設備安裝式DUT配接器系統。在此特定實例中，處置器裝置108可為已封裝設備處置器且DUT配接器144可為DUT插座板。測試頭100藉由一般向上運動自下方駁接至處置器裝置108。其他定向是可能且已知的，包含(但不限於)：藉由向下運動駁接至頂表面，藉由水平運動駁接至垂直平面表面，及駁接至與水平及垂直兩者皆成角度之平面。通常，當處置器裝置為晶圓探針儀時使用至頂表面之駁接；而所有組態最常與式樣變化之封裝處置器一起使用。圖1B以稍微較大比例且更詳細地繪示設備處置器108。處置器裝置108包含平面外表面109。圖1B以虛線包含相互垂直之軸線X、Y及Z，軸線X、Y及Z形成右手笛卡爾座標系。X軸及Y軸位於與處 置器裝置108之外表面109平行且亦與藉由DUT配接器144界定之平面平行的平面中。此等平面與先前界定之”週邊設備駁接平面”平行。Z軸表示與DUT配接器144之垂直距離。繞著與Z軸平行之軸線的旋轉稱作“θZ”運動。
參看圖1A，包含測試頭電子介面126之信號接觸環142耦接至測試頭100。電子介面126提供與測試頭100內之測試電子設備的電連接。處置器裝置108已耦接至其對應DUT配接器144，DUT配接器144包含電子介面128。在封裝處置器中，DUT配接器144常包含一或多個測試插座。此等測試插座用於保持及形成與一或多個測試中設備之電連接，且因此DUT配接器144常稱作DUT插座板或更簡單地稱作“DUT板”或“插座板”。在晶圓探針儀中，DUT配接器144可為包含針狀探針之“探針卡”，針狀探針用於與包含於晶圓上之未封裝設備形成電連接。DUT接觸元件(探針或插座)定位於板之與電子介面128對置的側上，電子介面128視情況提供與測試插座或探針之電連接，且因此DUT接觸元件在圖1A及圖1B中不可見。電子介面126及128通常具有幾百或幾千個微小易碎之電接點(未清楚地圖示)，當測試頭最終駁接時，電接點必須以提供可靠的對應個別電連接之方式分別及精確地接合於一起(亦即，結合)。在典型現今的情形中，測試頭電子介面126內之接點為微小彈簧負載之“彈簧”銷122，且DUT配接器電子介面128上之對應接點為導電著陸襯墊123。(歸因於比例，在圖1A及圖1B中不可個別地區 別彈簧銷122及著陸襯墊123。)亦可按特殊信號(諸如，射頻信號及低位準類比信號)的需要包含各種其他類型之接觸設備。如此例示性狀況中所展示，處置器裝置108之下表面109含有處置器電子介面128，且測試頭100藉由一般向上運動自下方被駁接。
處置器裝置108包含參考特徵131，在此狀況下，參考特徵131可為相對於處置器裝置108之下表面109安置於精確位置處的內襯套管之孔。套管之內徑通常可為約1/4英吋至3/8英吋。參考特徵131用於恰當地對準DUT配接器144與處置器裝置108，使得處置裝置之定位機構可有效地將DUT置放成與測試插座或探針接觸。舉例而言，DUT配接器144可經設計以具有對應孔，使得臨時合釘銷可在DUT配接器144藉由適當扣件繫固至處置器裝置108時將DUT配接器144固持於適當位置。一旦DUT配接器144經繫固，便可移除臨時合釘(若需要)。此外，可利用參考特徵131以對準信號接觸環142與處置器裝置108及DUT配接器144。因此，對應參考銷133安裝於信號環142上。為了促進相對容易插入，參考銷133之全直徑通常比參考特徵131之套管的內徑小千分之幾英吋。又，參考銷133通常在其遠端為楔形的。此等兩個屬性促進參考銷133進入對應參考特徵131之套管中及相對於對應參考特徵131之套管的滑動配合。較佳地，裝置經設計以使得當參考銷133與參考特徵131完全結合時，電子介面126之電接點與介面128之其對應各別電接點對準且完全導電接 觸。駁接之主要目標為操縱測試頭100至提供此對準的位置及在測試時維持彼位置。
儘管已描述參考特徵之特定組態，但熟習此項技術者將認識到，其他配置為可能的且在使用中。舉例而言，參考銷及插孔之位置可與置放於週邊設備側上之銷及併入於測試頭側上的插孔顛倒。參考特徵之基本作用為藉由在兩半之間提供偏差在千分之幾英吋內的初始對準來輔助駁接裝置之初始設置。一旦已達成初始設置，參考特徵用於重複駁接操作中之對準的使用可為可選的，其限制條件為駁接裝置具有等效或優越對準部件。參考特徵之位置亦可變化。為了說明，在某些情況下，週邊設備側參考特徵可如上文關於圖1A及圖1B所描述與週邊設備成一體；然而，在其他情況下，參考特徵可包含於DUT配接器上，DUT配接器先前已在其裝配期間與週邊設備對準。參考特徵在測試頭側上之位置可類似地變化。實際參考特徵之細節對於待描述之本發明並非必需的。因此，在待描述之實施例中，參考標號131及131'將用以指示通用週邊設備側參考特徵，且參考標號133及133'將用以指示通用測試頭側參考特徵。應進一步認識到，所展示之特徵在本質上為通用的，且可用其他類型之特徵取代而無描述本發明之任何一般性損失。
仍參看圖1A及圖1B，繪示四點駁接裝置；其部分附接至處置器裝置108或附接至測試頭100。面板106附接至測試頭100。四個導引銷112附接至面板106之四個角 部且定位於四個角部附近。面板106具有中心開口且附接至測試頭100，使得測試頭信號接觸環142及電子介面126可近接。導引銷112界定具有與電子介面126近似共同中心之近似矩形。面板106與電子介面126較佳位於平行平面中。
角撐板114附接至處置器裝置108之外表面109。角撐板114經安裝以便與處置器裝置108之週邊設備駁接平面平行。角撐板114具有中心開口且附接至處置器裝置108，使得DUT配接器144及電子介面128可近接。四個角撐116附接至角撐板114，角撐板114之四個角部中之每一者附近定位一角撐116。圖2A中繪示典型角撐。每一角撐116具有與角撐板114平行之平面表面118。當駁接時，每一平面表面118與面板106上之各別著陸區域116a接觸，從而在角撐板114與面板106之間建立駁接平面性及駁接距離兩者。另外，每一角撐116具有鑽孔於其中，較佳部分藉由精密套管113加襯之孔112a。下文中，組合將稱作導引銷插孔112a。每一導引銷插孔112a對應於各別導引銷112。此等導引銷插孔及導引銷經配置以使得當測試頭100完全駁接時，每一導引銷112將完全插入至其各別導引銷插孔112a中。每一導引銷112在其對應導引銷插孔112a中之配合提供偏差在千分之幾英吋內的配合。因此，導引銷112及導引銷插孔112a在測試頭100與處置器裝置108之間提供偏差在千分之幾英吋內的對準。
四個駁接凸輪110可旋轉地附接至測試頭面板106。 凸輪110為圓形的且類似於'815專利中描述之凸輪。圖2B中繪示典型凸輪。詳言之，每一凸輪在其圓周上具有側螺旋形槽129，其中頂面121上具有上部切口125。每一駁接凸輪110定位成接近各別導引銷112，使得其一般以位於大致自測試頭電子介面126之中心延伸穿過各別導引銷112之線為中心，且使得導引銷112位於凸輪110與測試頭電子介面126之間。角撐116具有圓弧形切口117使得當導引銷112完全插入至角撐116中之導引銷插孔112a中時，每一凸輪110之圓周鄰接其各別角撐116中之圓弧形切口117且與圓弧形切口117同心。凸輪110與導引銷112之高度大致相同，從而界定與面板106平行之平面。當將測試頭操縱至適當位置時，藉由角撐116與凸輪110及導引銷112之相互作用提供的干擾提供對易損電接點之保護。凸輪從動件110a自每一角撐116之圓弧形切口117延伸。每一凸輪從動件110a配合至其各別凸輪110之頂面上的上部切口125中。當首先操縱測試頭100至適當位置以與處置器裝置108駁接時，此配置在駁接組件之間提供偏差在約1/8英吋至1/4英吋內的保護性初始粗略對準。此初始粗略對準允許導引銷112之楔形末端111進入其各別插孔112a中。角撐116、凸輪110及導引銷112經配置以使得DUT配接器電子介面128保持與測試頭電子介面126分離直至導引銷112之全直徑實際上收納於其各別導引銷插孔112a中之後為止。因此，向電接點提供預對準保護。因此，提供對準特徵之兩個集合，即：(1)角撐116相對 於凸輪110之配合，及(2)導引銷112與插孔112a組合。此等特徵足以將測試頭100導引至測試頭電子介面126可準確地與DUT配接器電子介面128連接的位置。
具有附接之駁接把手135的圓形纜線驅動器132亦可旋轉地附接至面板106。駁接纜線115附接至凸輪110中之每一者，且附接至纜線驅動器132。惰輪137適當地導引至及自纜線驅動器132之纜線路徑。可藉由將力施加至把手135而使纜線驅動器132旋轉。當纜線驅動器132旋轉時，其將力轉移至纜線115，纜線115又使凸輪110同步地旋轉。操作凸輪之其他部件亦為已知的。此等部件包含(例如)如在美國專利第7,109,733號及第7,466,122號中描述之動力致動器及/或如在WIPO公開案第WO 2010/009013A2中描述之固體連接件，所有此等專利及公開案均讓與英泰斯特股份有限公司(inTEST Corporation)。
如先前所提及，凸輪從動件110a自每一角撐116之圓弧形切口117延伸。每一凸輪從動件110a配合至其各別凸輪110之頂面上的上部切口125中。當凸輪110旋轉時，凸輪從動件110a遵循其各別螺旋形槽129，因此將測試頭100推動至其駁接位置。使用線性凸輪之駁接裝置亦為已知的。實例包含由瑞德阿什曼公司(Reid Ashman,Inc.)製造之駁接件。科利登系統有限公司(Credence Systems Corporation)之美國專利第No.6,407,541號以及英泰斯特股份有限公司(inTEST Corporation)之美國專利第7,235,964號及第7,276,895號中亦描述線性凸輪。
將參看圖3A至圖3D描述整個駁接順序。此等圖繪示安裝於面板106之截面上的凸輪110及導引銷112之側視圖。注意，此等圖未必按比例繪製。亦繪示附接至角撐板114之角撐116的截面。角撐116之截面藉由圖2A中的W-W指示。亦以相同之相對比例但示意性地繪示DUT配接器144、信號接觸環142、信號接觸彈簧銷122、DUT配接器著陸襯墊123，以及參考特徵131及133。圖3A以截面圖繪示駁接測試頭100與處置器裝置108之程序中的一階段。此處，導引銷112部分插入至角撐116中的導引銷插孔112a中。凸輪從動件110a亦部分插入至凸輪切口125中。應注意，在此例示性狀況下，導引銷112在其遠端附近為楔形且在較靠近其與面板106之附接點處具有恆定直徑。
在圖3B中，導引銷112已插入至導引銷插孔112a中到達恆定直徑之區接近進入導引銷插孔112a，較佳離進入導引銷孔112a在百分之幾英吋內的點。亦在圖3B中，凸輪從動件110a已完全插入至其各別凸輪110之頂面上的上部切口125中到達凸輪從動件110a在螺旋形凸輪槽129之最上末端處且觸碰最上末端的深度。當以緊密公差製造及組裝所有組件時，此狀況在兩個介面126與128之平面之間建立近似平行性或平面性。在此組態中，駁接件準備藉由將力施加至把手135(圖3A至圖3D中未繪示)及旋轉凸輪110而致動。因此，圖3B中所繪示之組態可稱作“準備致動”位置。應注意，在此位置，已大致達成五個 自由度上的對準。詳言之，若DUT配接器電子介面126之平面為三維介面之X-Y平面，則接近於全直徑插入至插孔112a中之導引銷112已建立近似X、Y及θZ對準。此外，凸輪從動件110a完全至所有切口125中的完全插入已在處置器裝置電子介面126與測試頭電子介面128之間以在一度之小分率內的偏差建立平面化。在駁接之此階段，參考特徵131與133尚未嚙合，且電子介面126與128仍分離。
在圖3C中，凸輪110已部分旋轉，從而使面板106移動到較接近角撐116及角撐板114。在此運動之過程中，導引銷112之全直徑已進入其各別導引銷插孔112a，從而改良偏差在千分之幾英吋內的X、Y及θZ對準。在此動作之後為參考銷133接近參考特徵131且接著與參考特徵131初始嚙合。在所繪示之位置，參考銷133與特徵131處於初始嚙合。因為藉由導引銷112及導引銷插孔112a提供之對準的誤差及可重複性為正負千分之幾英吋，所以較佳地，參考特徵包含“引入”區(諸如，遠端處之尖梢)以促進其初始嚙合。
圖3D繪示完全旋轉凸輪110之結果。測試頭100現與處置器裝置108“完全駁接”。在此位置，測試頭電子介面126之個別電接點122(例如，彈簧銷)與DUT配接器介面128之對應及各別電接點123(例如，著陸襯墊)完全結合。因此，理想地在各別接點122、123之間建立導電性。可看出：同步之完全旋轉凸輪110已使凸輪從動件 110a遵循螺旋形槽129到達較接近面板106的點。另外，導引銷112完全插入至其各別導引銷插孔112a中；且參考特徵131及133彼此完全嚙合。亦在駁接位置，角撐116之平面表面118抵靠著面板106之著陸區域116a且因此判定駁接實體之間的最終駁接距離及駁接平面化。合理地精確的機械加工及組裝使得駁接之角撐板與面板之間的間距及平面性能夠控制在正負千分之幾英吋的偏差內。因為配合電接點通常經設計以在Z方向上具有一定範圍之順應性，所以此相對小變化通常並非問題。此外，鄰近角撐之間的間距通常可在15英吋至20英吋的範圍中；且此推斷約為正負二分之一度的平面化準確性及/或可重複性。一介面平面相對於另一介面平面之此小的可能傾斜度不會導致其各別電接點之相對X、Y、θZ置放的任何顯著程度之誤差。
因此，將接點相對於彼此定位之準確性及可重複性主要隨X-Y平面中之準確性及可重複性而變。觀察到，參考特徵131與133之配合結合導引銷112與導引銷插孔112a之間的配合之緊密度判定處置器電子介面128與測試頭電子介面126之間的最終對準。此等特徵之各別配合應使得其可在無不適當力或緊束的情況下嚙合及脫嚙。又，較佳在特徵之集合按順序變得嚙合及脫嚙時避免特徵之集合之間的干擾。舉例而言，較佳地，導引銷112與導引銷插孔112a之間的配合應足夠鬆散，使得參考特徵131與133之嚙合不會使導引銷112緊束於導引銷插孔112a內。因此， 導引銷112必須相對於參考特徵133及角撐116兩者精確地置放於面板106上。為了促進此置放，導引銷112可以允許調整其位置之方式附接。'815專利中描述廣泛實踐之進行此調整的方式。為了輔助此校準程序，可使用具有嚙合參考特徵133之特徵以及經定大小以收納導引銷112且根據角撐116佈局間隔開之貫穿鑽孔的校準夾具。此等技術在此項技術中是熟知的。總而言之，通常可達成偏差在千分之幾英吋之範圍中的相對於X-Y平面之駁接準確性及可重複性。亦即，千分之幾英吋之“傾斜量”存在於系統中。應注意，一旦將導引銷112校準至恰當位置，參考特徵131及133之使用在駁接中便可能並非必要的。此部分取決於參考特徵131與133之間的配合之性質，且此情形已導致某些應用中之一些使用者在駁接中不利用此等特徵。因此，出於此說明書之目的，參考特徵可視為可選的。
總之，角撐116與凸輪110之間的偏差不到一英吋的初始粗略對準足以使得導引銷112之楔形末端能夠嚙合各別插孔112a且允許凸輪從動件110a進入凸輪切口125。凸輪110之旋轉使導引銷112之全直徑與插孔112a相互作用，從而控制相對於X-Y平面之三個自由度，而與凸輪從動件110a相互作用之凸輪槽129控制剩餘三個自由度，即，高度及平面性(縱搖及橫搖)。在最終駁接位置，此等高度及平面化自由度之對準已轉移至角撐116且由角撐116控制。對於目前及感知之未來應用而言，相對於高度及平面性之準確性及可重複性是可接受的。然而，如先前 所論述，對於目前技術水平及未來應用而言，偏差為千分之幾英吋的X、Y及θZ之準確性及可重複性被許多人視為有問題。
在進行至描述本發明之實施例之前，回顧關於凸輪從動件之移動的一些資訊是有用的。圖4說明在凸輪110運動之各點處的凸輪從動件110a之垂直位置。圖4適用於圓形(或圓柱形)凸輪以及如在先前描述之某些替代駁接裝置中所使用的線性凸輪。圖4中示意性地繪示凸輪槽129及切口125之形狀，圖4未按比例繪製，此是因為其目的為說明性的。在點O處指示凸輪從動件110a可進入或退出凸輪槽之切口區域。凸輪從動件110a(說明為凸輪槽129中之各點處的虛線圓)在位置400處進入切口125，且隨後到達對應於“準備致動”位置的位置410。切口區域125連接至槽129之點O與A之間的大體水平區。此水平區長度大體為一至兩倍凸輪從動件110a直徑(但有時可較小)且表示總凸輪運動之僅一小部分(幾度)。一旦凸輪從動件110a已插入至切口125之底部，凸輪110便可旋轉以將凸輪從動件110a“捕獲”於此水平區中。因此，凸輪從動件110a在位置420處經“捕獲”。在點A處，當凸輪110進一步移動時，水平槽轉變為傾斜槽。當凸輪110移動時，凸輪從動件110a相應地在垂直方向上升高或降低。在斜坡之下部末端的點B處，槽轉變為長度通常為至少一或兩倍凸輪從動件直徑的大體水平區。在此較後區中，凸輪從動件110a處於其行進範圍，且裝置經完全駁接。當凸輪從動 件110a處於為槽之最遠範圍的點C處(藉由位置440處之凸輪從動件110a說明)，裝置視為經閂鎖(或替代地，完全駁接及鎖定)。自A至B之區可稱作“中途”區(藉由位置430處之凸輪從動件110a說明)，且自B至C之區可稱作駁接區。
參看圖5A至圖8H，現將描述本發明之第一例示性實施例。本發明之目標為提供用於將相對於駁接平面之駁接可重複性及準確性改良大約一個數量級或更好之方法及裝置。簡而言之，併入經由正性接觸來約束位置及運動的確切約束/運動特徵以在駁接平面中建立精確準確性及可重複性，同時保留現有先前技術特徵(諸如，角撐及凸輪機構)以用於建立駁接距離及駁接平面性。儘管待描述之第一實施例併有滾珠及槽特徵，但本發明不限於滾珠及槽特徵；來自精密機械領域的其他特徵類型(包含其他確切約束/運動特徵)亦可如稍後將建議而調適。經提供以達成此等目標之特徵將稱作“位置約束”特徵。
圖5A說明根據本發明之併有位置約束特徵的第一例示性裝置。第一例示性裝置類似於先前描述之圖1A的先前技術裝置，且週邊設備安裝式之DUT配接器系統。然而，已藉由添加位置約束特徵而改良系統，位置約束特徵包含附接至角撐板114之三個V形槽塊211及附接至測試頭面板106之三個對應的順應性特徵單元220(兩個可見且一個大部分模糊而看不見)。圖6A中更清晰地繪示V形槽塊211，且V形槽塊211包含具有兩個對置之向外傾斜 側面213a、213b的切口區212，從而形成截頭V形槽。在所說明之例示性實施例中，側面213a、213b相對於基座部分214以45度角傾斜；然而，若需要，可利用其他角度。傾斜側面213a、213b經間隔以收納軸件224之球形遠端226，球形遠端226包含於圖6B中所繪示之順應性特徵單元220(稍後將描述)中，因此形成兩個接觸點。
如在包含各種先前提及之公開案及專利文件的確切約束/運動耦接之文獻中所描述，傾斜側面213a、213b可由其他形狀結構(諸如，哥德式弓形結構)替換以提供與嚙合球狀表面之兩個接觸點。定向軸線215可與每一槽塊211相關聯。定向軸線215與基座區214之上表面平行並一致，且亦與傾斜側面213a、213b平行並在傾斜側面213a、213b之間的中途處。較佳地，槽塊211配置於角撐板114上，使得其三個各別定向軸線215在週邊設備側電子介面128之中心處或附近相交。三槽塊211亦需要位於合理地可能接近等邊三角形之三角形的角處。基座部分214包含埋頭螺釘孔216；穿過孔216且螺擰至角撐板114中的螺釘可用於緊固塊211。若孔216製得相對於螺釘稍過大，則可按需要調整塊211的位置。
圖6B及圖6C中分別以組裝及分解之透視圖繪示例示性順應性特徵單元220。外殼222較佳由鋁或其他金屬材料製成，但可利用其他材料。外殼222繪示為本質上圓柱形；然而，可利用其他形狀。外殼222包含第一末端區223及第二末端區229。外殼222之第一末端區223包含經組 態以收納用於附接至面板106之螺釘(圖5A中未繪示)的螺紋孔221。圖6D提供外殼222之截面圖，其界定三個同心圓柱形孔251、253及255，孔251、253及255是端對端配置，從而提供穿過通道。稍後將更詳細地論述之圖7包含組裝之順應性特徵單元220的截面圖。孔255收納且夾持套管233且經相應地定大小以用於壓入配合。孔253收納且夾持線性軸承230且亦經相應地定大小以用於壓入配合。例示性線性軸承230為湯姆生精密鋼珠套管軸承；上述'944專利亦描述可能替代方案。軸件224之直徑經定大小以在線性軸承230內提供滑動配合。穿透末端區223之孔251稍大於軸件224之直徑，從而允許軸件224自由地穿過孔251而移動。因此，軸件224插入穿過線性軸承，使得其半球形末端(遠端)226穿透末端區223。活塞235附接至軸件224的對置或內部末端225，內部末端225經適當地機械加工以收納活塞235。活塞235包含圓周O形環236，且組合經定大小以滑動地配合於套管233內，其中O形環236在活塞235與套管233之間提供相對氣密密封。端帽241借助於由螺孔245收納之螺釘243緊固至外殼222之第二末端區229。為了在端帽241與第二末端區229之間提供氣密密封，配合於第二末端區229上之槽238內的O形環239提供於兩者之間。因此，圓柱形空腔形成於活塞235與端帽241之間的套管233內。此空腔可藉由經由入口設備228供應之流體填充，因此提供可加壓流體氣缸/活塞組合以控制軸件224施加的力及軸件224之運 動。在例示性實施例中，流體為處於受控壓力下之空氣。然而，根據需要及情況，可使用其他流體，包含(例如)其他氣體或水力液體。
順應性特徵單元220附接至面板106，使得其外殼222位於面板106之背對週邊設備108的側上，且使得軸件224之遠端部分延伸穿過面板孔271且指向週邊設備108的方向。順應性特徵單元220藉由適當螺釘(未說明)附接至面板106，螺釘延伸穿過面板106中之適當孔且由外殼222之第一末端區223之週邊中的螺紋孔221收納。另外，順應性特徵單元220安置於面板106上，使得當測試頭100在所要位置駁接至週邊裝置108時，軸件224之球形末端226以運動滾珠及槽耦接之方式接觸槽塊211的傾斜側面213a、213b。
圖7提供附接至面板106之順應性特徵單元220接觸槽塊211的截面圖，槽塊211附接至角撐板114。可看出，傾斜側面213a在單一點214a處接觸球形末端226且傾斜側面213b在點214b處接觸球形末端226。施加至活塞235之流體壓力提供預負載力以使球形特徵226與其各別槽側面213a、213b緊固地嚙合。此在圖7中加以說明，其中流體壓力已驅動活塞235至軸承230內的中途位置，從而驅動球形軸件末端226與槽塊211接觸。此配置提供測試頭100與週邊裝置108之極其精確、高度可重複的位置約束駁接平面對準。用於安裝槽塊211及順應性特徵單元220中之任一者或兩者的螺釘體孔可適當地過大，使得可微調 任一者或兩者之位置，以相對於駁接平面中之三個自由度調整或校準測試頭100之駁接位置至所要位置。歸因於軸件224在Z方向上之可移動性或順應性，相對於剩餘三個自由度之校準調整有利地為並非必要的且無需藉由任何額外機構說明。實情為，可如在先前技術中使用角撐116、凸輪110及凸輪從動件110a以控制此等剩餘自由度。一旦經校準，測試頭100便可在顯著小於千分之一英吋的重複性下重複地駁接至所要週邊設備。
然而，為了有效地工作，軸件224之軸線必須在球形末端226與槽側面213a、213b進行實際實體接觸之前大致預對準以便大致正交地與其各別槽塊211之定向軸線215相交。較佳地，此預對準偏差應在千分之幾英吋內以藉由允許組件擦過彼此來確保平滑操作且防止對組件之不適當磨損。藉由應用現有先前駁接技術，此目標可易於達成。
將參看圖8A至圖8H描述整個駁接順序。如圖3A至圖3D的狀況，此等圖繪示安裝於面板106之截面上的凸輪110及導引銷112之側視圖。亦繪示附接至角撐板114之截面的角撐116之截面。角撐116之截面藉由圖2A中的W-W指示。亦以相同之相對比例但示意性地繪示介面板144、信號接觸環142、信號接觸銷122(其在此例示性實施例中為彈簧銷)、著陸襯墊123，及可選參考特徵131及133。在此系列圖中亦繪示安裝至面板106之順應性特徵單元220及安裝於角撐板114上的各別槽塊211之截面圖。再次注意，此等圖未必按比例繪製。
圖8A繪示處於“準備駁接”位置之裝置，其中測試頭100已與處置器裝置108近似對準。在此初始位置，對準特徵中無一者為嚙合的。應理解，流體壓力已施加至順應性特徵單元220之入口228，從而將活塞235驅動至套管233及孔255之末端處最接近面板106的位置，因而使軸件224處於延伸位置。
圖8B繪示駁接之下一階段。此處，凸輪110之頂部剛好與角撐116之底部重疊，從而在X-Y平面中提供偏差在大約1/8至1/4英吋或更少內的粗略對準。另外，導引銷112之尖端剛剛進入其各別導引銷插孔112a。其他對準或精密特徵中無一者開始起作用。
圖8C繪示以駁接測試頭100與處置器裝置108之程序中的下一階段。此階段對應於先前技術之實施例之先前論述中的圖3A之階段。此處，導引銷112部分插入至角撐116中的導引銷插孔112a中。凸輪從動件110A亦部分插入至凸輪切口125中。應注意，在此例示性狀況下，如圖3A中，導引銷112在其遠端附近為楔形且在較靠近其與面板106之附接點處具有恆定直徑。
圖8D繪示駁接測試頭100與處置器裝置108之程序中的下一階段，其為“準備致動階段”。此階段對應於先前技術之實施例之先前論述中的圖3B之階段，且此處將不重複彼描述之細節。注意，在駁接之此階段，軸件224之遠端226不與槽塊211接觸，參考特徵131與133尚未嚙合，且電接點122及123仍分離。
在繪示駁接之下一階段的圖8E中，凸輪110已部分旋轉，從而使面板106移動得較接近角撐116及角撐板114。此位置對應於先前技術之實施例之先前論述中的圖3C之位置。在關於圖3C之論述的概述中，凸輪110已部分旋轉從而拉動測試頭100使其較接近週邊設備108，凸輪從動件110A處於凸輪狹槽129中之中途位置，且參考特徵131與133處於初始嚙合。另外，導引銷112之全直徑剛剛進入導引銷插孔112a。測試頭現以千分之幾英吋內的偏差相對於X-Y平面定位。另外，順應性軸件224之遠端已進入槽塊211之傾斜側面213a、213b之間的空間；然而，軸件224之球形遠端226尚未與傾斜側面213a、213b接觸。注意，軸件224與槽塊211之間的預對準之上述較佳條件已達成。
圖8F中繪示進一步旋轉凸輪110之結果，其為駁接之下一階段。此處，測試頭100已被牽拉得又更接近週邊設備108，參考特徵131及133已變得進一步嚙合，且軸件224之球形遠端226剛剛接觸槽塊211之傾斜側面213a、213b中的一者或兩者。遍及此程序之所有步驟，在套管233內維持空氣壓力，且因此推動軸件224與槽塊211進行正性接觸。重要地，電接點122與123仍分離。
在圖8G(駁接之下一階段)中，測試頭100藉由凸輪110之旋轉已被牽拉得又更接近週邊設備108。電子介面126之電信號接觸銷(彈簧銷)122與電子介面128之各別著陸襯墊123進行初始接觸。在此運動期間，流體壓 力維持於活塞235上，且軸件224之所得力使球形遠端226與槽塊211之傾斜側面213a、213b開始正性接觸且進入最終對準位置。因此，所有電接點在與彼此進行實體接觸之前已相對於駁接平面最終對準。在此位置，軸件224及活塞235已順應性地移動遠離面板106，從而抵抗所施加流體壓力而工作。又，角撐116之平面表面118尚未接觸面板106之各別著陸區域116a，且各別介面126與128之間的平面性由凸輪從動件110A在其各別凸輪槽129中之位置及凸輪110之旋轉的同步化提供。
圖8H中繪示之最終駁接位置藉由進一步凸輪旋轉達成。凸輪從動件110A已到達其各別槽129之末端，且凸輪110不可進一步旋轉。在此位置，角撐116之平面表面118壓在面板106之各別著陸區域116a上，藉此在測試頭100與週邊設備108之間建立最終駁接平面性及駁接距離。信號接觸銷122亦經壓縮；其內建彈性推動其與其各別配合接觸區域123進行牢固接觸。另外，在此最終運動期間，流體壓力牢固地固持球形軸件末端226以與槽塊211之傾斜側面213a、213b接觸，從而相對於X-Y平面以小於千分之一英吋的偏差維持重要精密對準。在此運動期間，活塞235及軸件224順應性地抵抗流體壓力而移動以更進一步遠離面板106。
在上述論述及諸圖中，已假設參考特徵131、133將在位置約束駁接特徵226、213a、213b嚙合之前嚙合。如熟習此項技術者將知曉，可易於解釋其他實施例，其中特 徵131、133經設計以使得其較佳與位置約束特徵之嚙合同時或在位置約束特徵嚙合之後嚙合。在此狀況下，位置約束特徵226、213a、213b之先前對準將導引參考特徵131、133嚙合。本發明之重要態樣為在達成最終駁接位置之前嚙合位置約束特徵226、213a、213b以相對於X-Y平面(亦即，駁接平面)重複地建立位置。第二重要態樣為利用特徵之一集合(在本實施例中為角撐116之平面表面118及角撐著陸區域116a)以控管駁接距離及駁接平面性且利用特徵之第二集合(位置約束特徵226、213a、213b)以控管駁接X、Y及θZ位置。儘管本實施例使用角撐以建立駁接距離及平面性，但清楚地，在無顯著改變的情況下，技術可應用於依賴於凸輪與凸輪從動件的相互作用或其他手段來判定此等條件之系統。
上述實施例利用運動或位置約束耦接，其使三個球形表面在總共六個點處接觸三個有槽特徵。如上文所提及，位置約束特徵之其他組合亦為已知的，一些組合(但當然並非詳盡清單)在美國專利第6,729,589號及第5,821,764號、第5,678,944號及第6,833,696號以及上文列出之文件中的許多者中加以描述。此等替代方案之各種組合可易於取代而不改變整個方案。又，應注意，此等精密耦接方案一般意欲控制三維空間中之六個自由度，而本發明僅需要控制二維駁接平面中之三個自由度，但在第三維中具有預負載力。因此，在實踐本發明時，可應用廣泛多種替代位置約束對準技術。
將參看圖9A至圖10B描述併有某些替代位置約束對準特徵之本發明的第二實施例。圖9A繪示併有適合用於實踐本發明之精密對準特徵之第二例示性實施例的週邊設備安裝式DUT配接器系統。此處，測試頭100繪示為固持於(先前未繪示)托架裝置101中。如圖1A及圖5A中，測試頭100繪示為在其可藉由一般向上運動駁接至之週邊設備108下方。圖9B繪示週邊設備108及附接至其之裝置的稍微放大圖。圖9A及圖9B繪示駁接裝置，其具有附接至週邊設備108之外表面109的角撐板114、附接至測試頭100之面板106、參考特徵131及133、三個圓形凸輪110、三個角撐116、三個凸輪從動件110a、三個導引銷112及三個導引銷插孔112a。此裝置稱作“三點駁接件”，而先前在圖1A及圖5A中描述及繪示之裝置稱作“四點駁接件”。圖9A之組態不使用如在圖1A及圖5A中使用的纜線驅動器；更確切而言，一或多個駁接把手135(任意地繪示兩個)直接配合至各別圓形凸輪以促進致動。繪示三點駁接件以說明先前四點駁接件之眾多已知替代方案中的一者，且進一步強調本文中描述之發明性概念與駁接件之式樣無關且因此同樣適用於此等替代方案中之任一者。參考特徵131及133、凸輪110、凸輪從動件110a、角撐116、導引銷112及導引銷插孔112a之目的、功能性、操作及相互作用本質上與先前關於圖1A及圖5A所描述相同，且因此將不再重複。
然而，與先前論述形成對比，圖9A及圖9B之裝置包 含兩個順應性特徵單元220'及220"，而非三個。(順應性特徵單元220"之外殼經隱藏而看不見。)此等順應性特徵單元220'及220"本質上與先前描述之順應性特徵單元220相同，且其分別包含各自具有各別半球形遠端226'及226"之軸件224'及224"，軸件224'及224"以及半球形遠端226'及226"均類似於先前描述之軸件224及半球形末端226。軸件224"之半球形末端226"由V形塊211"收納，V形塊211"附接至角撐板114之表面107。V形塊211"本質上與結合圖5A及圖6A描述之V形塊211相同，且半球形末端226"與V形塊211"之間的相互作用本質上與先前關於圖7所描述相同。亦即，半球形末端226"在V形塊211"之每一側面213a、213b處以一點接觸每一側面。另一軸件224'之半球形末端226'由圓錐塊311中之倒圓錐形凹入部315收納，圓錐塊311亦附接至角撐板114之表面107。
圓錐塊311以較大比例繪示於圖10A中的透視圖中。類似於V形塊211，圓錐塊311在基座部分314中包含埋頭安裝螺釘孔316。正如同V形塊211中之安裝孔216，安裝孔316相對於安裝螺釘可過大以便允許調整塊311在角撐板114上之位置。為了提供倒圓錐形凹入部315，具有斜側面313之孔312包含於塊311之中心部分中。此可(例如)藉由在塊311中鑽孔且接著使用埋頭孔工具形成斜側面而形成。在所說明之例示性實施例中，側面313相對於基座部分314以45度角傾斜；然而，若需要及/或適當，可使用其他角度。外表面318處之直徑317經定大小，使 得軸件224'之半球形末端226'將穿透塊表面318。因此，當半球形末端226'由圓錐塊311收納時，半球形末端226'可沿著諸如虛線319之圓形線(未必按比例)接觸圓錐形凹入部313。
半球形末端226'與圓錐塊311之間的接觸建立軸件224'之軸線相對於駁接平面、角撐板114及週邊設備108的X-Y位置。另外，半球形末端226"與V形塊211"的相互作用在駁接平面中連接軸件224'和224"之軸線的線與駁接平面之X或Y軸之間建立角度。換言之，其相對於駁接平面約束測試頭之θZ或旋轉自由度。因此，特徵之間的相互作用相對於駁接平面約束測試頭之所有三個自由度(X、Y及θZ)。應注意，為了約束平面中之旋轉，V形塊211"之定向軸線215應經定向，使得在側面213a、213b與半球形末端226"之間的接觸點處之預負載反作用力的平行於駁接平面之分量關於由另一半球形末端226'與圓錐塊311接觸時的配合判定的旋轉中心產生非零相反力矩。若定向軸線215經配置以使得其與旋轉中心相交，則此等力矩將較佳地經最佳化。此配置(杯中滾珠加槽中滾珠)是關於確切約束或運動耦接之先前描述的凱文鉗夾(據傳聞由凱文爵士首創)形式。然而，在球形表面與平面中之表面之間的凱文鉗夾之單一接觸點並非為必要的，亦不包含，此是因為凸輪110及凸輪從動件110a及/或角撐116控制駁接元件之間的駁接平面性及駁接距離。所提供之位置約束特徵足以相對於駁接平面在三個自由度(X、Y及 θZ)上控制及約束位置與對準。
使用圖9A的裝置的駁接程序本質上與先前關於使用圖5A的裝置描述的相同。亦即，其本質上如圖8A至圖8H中所繪示，其中進行適當取代。詳言之，圖8A至圖8H中的塊211可表示V形塊211"或圓錐塊311。類似地，順應性特徵單元220、軸件224及球形末端226可表示順應性特徵單元220'或220"及其各別軸件224'及224"以及各別半球形末端226'及226"。就駁接準確性及可重複性而言，出於所有實踐目的，兩個系統是等效的。然而，圖9A之裝置比圖5A之裝置廉價，此是因為圖9A之裝置僅具有兩個而非三個順應性特徵單元。出於同一理由，圖9A之裝置需要較少空間，此亦可為有利的。最後，可更直接校準圖9A之裝置，此是因為與三個特徵集合相比，僅存在兩個特徵集合待調整。又，在圖9A之裝置中，特徵集合中之一者控制X-Y位置，而另一者控制θZ旋轉，與圖5A之三個相互作用的特徵集合相比，此情形可用於進一步簡化校準程序。
熟習此項技術者將認識到，本發明概念不受已展示及描述之特徵集合限制。實際上，在文獻中已展示及論述許多替代特徵集合。舉例而言，圖9A之系統的直接替代實施例將為軸件224'由軸件224a'替換的系統，軸件224a'具有以如圖10B中說明之四面體(亦即，三面角錐)之形狀形成的遠端226a'。四面體之側面以某角度形成，使得四面體之三個邊緣126a'可藉由圓錐塊311以本質上三條直的接 觸線收納。可藉由將凸狀彎曲添加至角錐之側面及邊緣來進一步修改此配置，此將提供三個接觸點而非三條接觸線。儘管由三個替代方案提供之可重複性可變化，但所描述之三種技術中之任一者相比於先前技術皆提供極大改良之可重複性且滿足本發明之目標。諸如先前提及之滾珠科技及g2工程之公司亦提供在實踐本發明時可併有之多種硬體組件。舉例而言，滾珠科技提供可以並列對使用的半氣缸(“截頭氣缸”)以代替V形塊。使用類似技術之配置在(例如)興銳達公司(Xandex,Inc.)公司之美國專利6,833,696中展示。球形及部分球形、圓錐塊及其類似者亦可在商業上購得。可設想到此等中之許多者可取代本文中明確地描述之特徵。
本發明之兩個先前例示性實施例說明其在代表性週邊設備安裝式DUT配接器系統中的應用及操作。接下來將在第三及第四例示性實施例中考慮測試頭安裝式DUT配接器系統。
藉助於圖11A至圖13C描述第三例示性實施例。圖11A繪示用於測試晶圓510上含有之設備的測試頭安裝式DUT配接器系統，晶圓510由晶圓探針儀500固持及定位，晶圓探針儀500為測試週邊設備。圖11B及圖11C中分別提供駁接裝置之週邊設備及測試頭側的放大視圖。固持於托架101中之測試頭100裝備有探針卡520，探針卡520包含針狀探針523以用於與晶圓510上含有之DUT直接形成電接觸。因此，探針卡520為DUT配接器，且系 統為先前提及之第一子類別的測試頭安裝式DUT配接器系統，其中在駁接測試頭之前定位DUT。儘管測試系統將探針卡定位於週邊設備內且經由駁接將測試頭耦接至週邊設備目前可更普遍，但此例示性組態可具有若干優點，此是因為變得愈來愈需要並列地測試晶圓上之許多(若非全部)設備。與自下方向上駁接測試頭之先前描述的系統形成對比，在此實施例中，測試頭在週邊設備上方且駁接運動向下；亦即，自上方駁接，此情形在大多數晶圓探針應用中是典型的。圖11A中所繪示之駁接裝置為三點駁接件，如圖9A中之第二例示性實施例的狀況；然而，可明顯地取代諸如關於圖1A及圖5A描述的四點駁接件之其他組態。本實施例中之駁接的目標為使探針523在位置上與DUT中包含之各別電接觸襯墊(在諸圖之比例中不可見)進行精確電接觸。此等接觸襯墊通常比諸如先前實施例中所展示之介面卡上提供的電接點123小得多。因此，需要比先前技術裝置(例如，如圖1A中)提供的駁接準確度及可重複性程度高得多之駁接準確度及可重複性程度。
在圖11A之第三例示性實施例中，兩個順應性特徵單元1120(不可見)及1120'附接至面板106，面板106又附接至測試頭100。如在圖9A之第二實施例中，此等順應性特徵單元經組態以提供相對於駁接平面之受約束定位。然而，展示且隨後將描述併入之位置約束特徵的另一變化。順應性特徵單元1120類似於先前兩個例示性實施例之先前描述的順應性特徵單元220、220'及220"。因此，順應 性特徵單元1120包含具有半球形末端1126之軸件1124，其類似於參考先前實施例描述之具有各別半球形末端226、226'及226"的軸件224、224'及224"。亦類似於先前描述之實施例，V形塊1111附接至安裝於週邊設備500上的角撐板114，以便收納且接觸半球形末端1126。
圖12A至圖12C(未必按比例)說明順應性特徵單元1120'之軸件1124'及其配合特徵塊1211的態樣。除了在其軸件1124'之遠端處包含的特徵之外，順應性特徵單元1120'亦類似於參考圖5A及圖9A之先前描述的例示性實施例描述之順應性特徵單元。軸件1124'之遠端部分在圖12A中以透視圖繪示。因此，如所繪示，順應性特徵單元1120'之軸件1124'的遠端不具有半球形狀；更確切而言，其併有軸向鑽孔之埋頭孔，從而提供圓錐形開口1126'。附接至角撐板114之特徵塊1211在圖12B中以近視透視圖繪示。特徵塊1211包含自其基座區1214延伸之柱1212。基座區1214包含埋頭安裝螺釘孔1216，其可過大以准許定位調整。柱1212在其遠端包含四面體形(亦即，三面角錐)特徵1213。形成四面體形特徵1213以使得形成其三個暴露側面之三角形為全等的；以及使得藉由其鄰近側面之相交形成的線之斜率匹配軸件1124'之圓錐形開口1126'的埋頭孔斜面之斜率。圖12C之截面圖中說明四面體形特徵1213在圓錐形開口1126'內的嚙合。此相互作用提供三條直的接觸線(圖12C中僅兩條可見)，每一線對應於兩個三角形側面的相交線。類似於圖9A之實施例，順應性 特徵單元1120'之軸件1124'的遠端與四面體特徵1213之組合用以相對於駁接平面建立及約束測試頭100上之點的X-Y位置，且順應性特徵單元1120與V形塊1111之組合相對於駁接平面建立測試頭100之角位置。因此，測試頭100相對於駁接平面在三個自由度上受約束。在關於V形塊211"之定向的第二實施例之論述中所作的備註亦適用於V形塊1111之較佳定向。另外，如在第二例示性實施例中，諸如球形或具有凸側面及邊緣之角錐的其他形狀可取代四面體特徵1213。又，此系統中未包含或考慮可與先前描述之系統中所展示的參考特徵131、133相比之參考特徵。然而，若需要，可併有此等參考特徵。
圖13A、圖13B及圖13C說明在將測試頭100駁接至此第三例示性實施例中之探針儀500的選定步驟。如圖3A至圖3D的狀況，此等圖繪示安裝於面板106之截面上的凸輪110及導引銷112之側視圖。亦繪示附接至角撐板114之截面的角撐116之截面。角撐116之截面藉由圖2A中的W-W指示。亦示意性地繪示晶圓510、探針523及探針卡520。在此系列圖中亦繪示安裝至面板106之順應性特徵單元1120及1120'以及皆安裝於角撐板114上之各別槽塊1111及四面體特徵塊1211的截面圖。再次注意，此等圖未必按比例繪製。探針卡520繪示為藉由彈簧銷122連接至信號接觸環142，信號接觸環142又連接至測試頭。若需要，此堆疊可由單一整體單元替換。
關於相對於圖8A至圖8H描述之駁接順序，圖13A 對應於圖8C，圖13B對應於圖8F，且圖13C對應於圖8H。因此，圖13A繪示粗略對準階段，其中凸輪從動件110a進入凸輪開口125。如在先前實施例中，空氣施加至順應性單元1120及1120'，從而推動軸件1124及1124'至完全延伸位置。在此粗略對準階段，半球形末端1126遠離V形塊1111之側面1113a、1113b，且圓錐形開口1126'遠離四面體1213。探針尖端523亦充分遠離晶圓510。
在圖13B中，凸輪110已旋轉，從而牽拉附接至測試頭100(未繪示)之面板106至較接近附接至探針儀500(亦未繪示)的角撐板114。凸輪狹槽129與凸輪從動件110a之間的相互作用已建立與駁接平面之初始平面性且因此理想地建立探針卡520與晶圓510之間的初始平面性。在此位置，半球形末端1126已與V形塊1111之側面1113a、1113b接觸，且圓錐形開口1126'已與四面體1213接觸。將空氣壓力連續供應至順應性單元1120及1120'，從而推動此等特徵進行確定性位置約束接觸。因此，探針卡520已相對於週邊設備駁接平面之二維空間對準。然而，重要地，探針523尚未與晶圓510上之DUT接觸。因此，相對於含有DUT之晶圓510在五個自由度上定位測試頭100及其附接之具有探針523的探針卡520。維持空氣壓力提供維持相對於駁接平面之此對準的預負載力，此是因為進一步凸輪110旋轉使測試頭較接近其最終駁接位置。在此運動期間，由順應性特徵單元1120及1120'提供之順應性允許軸件1124及1124'在必要時收縮。
因此，圖13C中繪示之最終駁接位置藉由進一步凸輪旋轉達成。凸輪從動件110a到達其各別槽129之末端，且凸輪110不可進一步旋轉。如先前關於圖8H所描述，角撐116與面板106之間的相互作用已在測試頭100與探針儀500之間建立最終駁接平面化及駁接距離。探針523已與包含於晶圓510上之DUT的各別接觸元件接觸。另外，在此最終運動期間，流體壓力已牢固地固持半球形軸件末端1126以與V形塊1111之傾斜側面接觸且固持圓錐形開口1126'以抵著四面體1213，從而相對於X-Y平面以小於千分之一英吋的偏差維持重要位置約束對準。在此運動期間，軸件1124及1124'在預負載力經維持時順應性地抵抗流體壓力而移動。
參看圖14至圖15C描述第四例示性實施例，圖14至圖15C繪示用於測試已封裝設備之測試頭安裝式DUT配接器系統，已封裝設備又由已封裝設備處置器108'(其為測試週邊設備)固持及定位。測試頭100裝備有包含測試插座185之插座卡183。當測試頭100與插座卡183恰當地定位或駁接時，處置器108'將已封裝零件(DUT)依次置放於選定插座中以供測試。因此，插座卡183為DUT配接器，且系統為先前提及之第二子類別的測試頭安裝式DUT配接器系統，其中在駁接測試頭之後定位DUT以供測試。與第三例示性實施例之系統形成對比，此為當前相當普遍之情形。
用於第四例示性實施例中之駁接裝置併有滾珠及槽 位置約束特徵且與結合圖5A至圖8H論述之第一例示性實施例的駁接裝置相同。然而，在第四例示性實施例中，插座板183耦接至信號環142，信號環142又耦接至測試頭100。因此，插座板183安裝於測試頭100上；且系統如上文所陳述為測試頭安裝式DUT配接器組態。如所繪示，插座板183包含四個測試插座185以使得能夠同時測試四個設備。然而，熟習此項技術者將瞭解，測試插座之數目可更多或少至一。框架181環繞測試插座185，從而為其提供一定程度的保護。週邊設備108之表面109中的開口190經定大小以舒適地收納框架181。週邊設備108'亦包含參考特徵131'，及與插座板183相關聯之對應測試頭安裝式參考特徵133'。如先前實施例中所論述，參考特徵131'與133'之間的相互作用在插座板183與週邊設備108'之間提供相對於駁接平面之偏差在千分之幾英吋內的對準。然而，已封裝零件上之接點之增加的數目及空間密度可需要大得多之準確性及可重複性。因此，在此狀況下，駁接之目標為以實質上較大準確性及可重複性將測試插座185定位於開口190內，使得週邊設備108'可自動地、重複地且可靠地將已封裝設備插入至測試插座185中以供測試。
在第四例示性實施例情況下之駁接步驟類似於針對結合圖8A至圖8H之第一例示性實施例描述之駁接步驟。圖15A至圖15C中繪示第四實施例之此等步驟中之三者處的位置。如在先前圖中，此等圖繪示安裝於面板106之截面上的凸輪110及導引銷112的側視圖。亦繪示附接至角 撐板114之截面的角撐116之截面。如前所述，角撐116之截面藉由圖2A中的W-W指示。在此系列圖中亦繪示安裝至面板106之順應性特徵單元220及安裝於角撐板114上之各別槽塊211的截面圖。亦以相同之相對比例但示意性地繪示插座185、框架181、插座板183、信號接觸環142，及具有開口190之設備處置器108'。插座板183亦繪示為藉由彈簧銷122連接至信號接觸環142。若需要，此堆疊結構可由單一單元替換。出於簡單起見，未繪示參考特徵131'及133'，此是因為一旦已校準及調整裝置，此等特徵對操作無影響。再次注意，此等圖未必按比例繪製。
關於相對於圖8A至圖8H描述之駁接順序，圖15A對應於圖8C，圖15B對應於圖8F，且圖15C對應於圖8H。因此，圖15A繪示粗略對準階段，其中凸輪從動件110a進入凸輪開口125。如在先前實施例中，空氣施加至順應性單元220，從而推動軸件224至完全延伸位置。在此粗略對準階段，半球形末端226遠離V形塊211之側面213a、213b。測試插座亦充分遠離設備處置器108'。
在圖15B中，凸輪110已旋轉，從而牽拉附接至測試頭100(未繪示)之面板106至較接近附接至設備處置器108'的角撐板114。如在其他實施例中，凸輪狹槽129與凸輪從動件110a之間的相互作用已建立與週邊設備駁接平面之初始平面性，亦即，在插座板183與設備處置器108'之間建立初始平面性。在此位置，半球形末端226已與V形塊211之側面213a、213b接觸。將空氣壓力連續供應至 順應性單元220，從而推動此等特徵進行確定性位置約束接觸。因此，插座板183已相對於駁接平面之二維空間對準。因此，已相對於設備處置器108'在五個自由度上定位測試頭100及其附接之具有插座185的插座板183。維持空氣壓力將提供維持相對於駁接平面之此對準的預負載力，此是因為進一步凸輪110旋轉使測試頭較接近其最終駁接位置。在此運動期間，由順應性特徵單元220提供之順應性允許軸件224在必要時收縮。
因此，圖15C中繪示之最終駁接位置藉由進一步凸輪旋轉達成。凸輪從動件110a已到達其各別槽129之末端，且凸輪110不可進一步旋轉。如先前關於圖8H所描述，角撐116與面板106之間的相互作用現已在測試頭100與設備處置器108'之間建立最終駁接平面化及駁接距離。另外，在此最終運動期間，流體壓力已牢固地固持半球形軸件末端1126以與V形塊211之傾斜側面213a、213b接觸，從而相對於X-Y平面以小於0.001英吋的偏差維持重要精密對準。在此運動期間，軸件224在所得預負載力經維持時順應性地抵抗流體壓力而移動。因此，現按需要在所有六個空間自由度上相對於設備處置器108'精確且約束地定位測試插座185。
四個例示性實施例(圖5A、圖9A、圖11A及圖14中說明)均用以說明將測試頭駁接至週邊設備的方法。將觀察到，方法及發明提供對先前駁接技術之改良且基於先前駁接技術。熟習此項技術者將認識到，此方法可易於適 用於實際上任何式樣之駁接裝置，駁接裝置中之許多者在本文中先前已提及。在一些狀況下，如熟習此項技術者將進一步認識到，可藉由直接添加裝置至現有駁接件來應用所述方法。在其他狀況下，尤其在利用非順應性運動耦接之狀況下，將顯而易見，對現有硬體之相對直接修改可為必要的。
圖16提供此方法之流程圖，且其有意地以與駁接裝置之特定類型無關的方式呈現。如圖16中所描繪，一般駁接方法1600以提供某些必要裝置開始。假定週邊設備駁接平面(如先前所描述)由週邊設備界定且測試頭駁接平面與測試頭相關聯。步驟1610提供可見於先前技術中之駁接系統組件。因此，在步驟1610中，在子步驟1610a處，指定提供將測試頭移動至駁接位置之致動機構。此可為本質上任何先前技術致動方案，其包含線性及圓形凸輪兩者以及直接附接至測試頭及拉動或推送測試頭之機構。亦有必要在子步驟1610b處提供相對於週邊設備之駁接平面而平面化測試頭駁接平面的部件。此需要控制兩個旋轉自由度(縱搖及橫擺)。舉例而言，在凸輪致動之駁接件中，此控制通常藉由凸輪從動件與凸輪狹槽之間的相互作用實現。在其他式樣之駁接件中，其他技術是已知的。又，步驟1610在子步驟1610c處指定有必要提供將測試頭定位成與週邊設備相距特定預指定距離(“駁接距離”)的部件。此情形提供三個自由度之控制。作為實例，在凸輪致動之駁接件中，可藉由凸輪狹槽之端子部分的位置相對於凸輪從動 件之位置建立駁接距離，如先前所描述。此距離可藉由配置角撐使得角撐緊密地配合於駁接測試頭與週邊設備之間而增大，亦如先前例示性實施例中所描述。在諸如先前描述之操控器驅動式駁接的其他方案中，停止塊(例如)可結合感測器使用以判定駁接距離。
步驟1620為可選步驟且因此以虛線繪製。在此步驟中，提供用於在對應於與駁接平面平行之平面中的運動之至少三個自由度上初步對準的部件。可併有此等部件以輔助保護易損電接點及/或提供偏差在千分之幾英吋內的初步對準。典型實例包含先前技術導引銷及插孔以及與凸輪相互作用之角撐。在其他實例中，配合至對應插孔之相對長導引銷可大致同時滿足此步驟及子步驟1610b。嚴格而言，此步驟對於實踐本發明並非必要的；然而，其為許多使用者可偏好之步驟。應注意，此步驟在先前技術系統中是必要的，且先前技術可用以實現此步驟。
步驟1630提供在與週邊設備駁接平面平行之平面中的三個運動自由度上精確地約束測試頭之位置的裝置。在較佳實施例中，將利用確切約束裝置，諸如先前描述之確切約束裝置。圖17提供說明提供此裝置之方法的流程圖，稍後將更詳細地描述方法。然而，預期在本發明之精神內，可取代諸如緊密配合之銷及插孔的替代方案；然而，此等方案可能並不如此精確或如此可重複且可進一步需要實質上增加之力以用於駁接件致動。在任何狀況下，待提供之裝置可包含可嚙合特徵對，其中每一對之一成員附接至週 邊設備，且另一成員附接至測試頭。特徵經安置以使得每一對之兩個成員可彼此嚙合以在平面中之三個自由度上提供測試頭相對於週邊設備的約束位置。另外，每一對特徵之至少一成員經安裝，使得其在實質上垂直於駁接平面之方向上可順應性地移動。此步驟為新的且未見於先前技術中。
在自先前技術調適之步驟1640中，操縱測試頭至特定位置，在所述位置，致動器可嚙合以進一步移動測試頭至駁接位置。在此位置，步驟1630中提供之位置約束裝置的特徵對未必嚙合。此操縱可藉由測試頭操控器之輔助進行。在此位置，測試頭大致在所有自由度上對準，除了一個自由度，即，其相距週邊設備之最終駁接距離。
在步驟1650中，操作致動器，從而將測試頭自準備致動位置移動至較接近週邊設備的位置。在子步驟1610b處提供之平面化部件在測試頭駁接平面與週邊設備駁接平面之間建立實質上共平面關係。在步驟1630中提供之位置約束特徵在此位置不起作用。應注意，平面化可在步驟1640之準備致動位置處發生；然而，在許多先前技術系統中，致動裝置之相對小的初始量之運動改進平面性。
步驟1660提供自步驟1650之位置繼續操作致動器以移動測試頭又更接近週邊設備，到達位置約束特徵之特徵對的各別成員嚙合之位置。在步驟1650處建立之測試頭的平面性在整個此步驟中得以維持。若系統為週邊設備安裝式DUT配接器系統，則測試頭之位置相距週邊設備足夠 遠，使得測試頭側電子介面之電接點與週邊設備安裝式DUT配接器的電接點分離。若系統為測試頭安裝式DUT配接器系統，其中週邊設備在駁接之前已定位DUT以供測試，則在此步驟中測試頭之位置相距週邊設備足夠遠，使得電接點與DUT分離。此步驟未見於先前技術中。
步驟1670提供繼續操作致動器以移動測試頭至與週邊設備相距所要駁接距離處，駁接距離如由子步驟1610c處提供之裝置所判定。在此運動期間，藉由子步驟1610b處提供之平面化部件維持平面性。重要地，在此運動期間，在步驟1630處提供之位置約束特徵保持緊固地嚙合。因此，當此運動發生時，在五個自由度上維持精確對準。重要地，在與駁接平面平行之平面中的運動本質上不存在，此是歸因於位置約束特徵之相互作用。歸因於可用於每一位置約束特徵對之至少一成員的順應性運動，每一特徵對之成員之間的嚙合得以維持，而對成員之間無相對運動。在此步驟之運動期間，測試頭電子介面之各別電接點與週邊設備安裝式DUT配接器系統之電接點變得結合。若系統為在駁接之前定位DUT之類型，則測試頭安裝式DUT配接器系統之電測試接點亦可變得與DUT結合。
在步驟1680處，不再操作致動器且系統被駁接。致動器保持處於維持駁接位置之位置。位置約束特徵在駁接時保持緊固地嚙合，如建立駁接平面化及駁接距離之部件所進行。
在先前描述之例示性實施例中，描述數個順應性位置 約束特徵，然而，本發明不限於此等特定實例。舉例而言，藉由遵循眾多先前提及與列出之參考文獻之教示，可在實踐本發明時利用眾多替代方案。圖17說明提供適合用於實現先前描述之駁接方法的步驟1630之順應性位置約束特徵之途徑的一般方法1700。圖17中之步驟未必以給定次序執行。實際上，可並列執行兩個或兩個以上步驟，且預期在達成解決方案時許多步驟之反覆可為必要的。
開始，回想到位置約束是表面之一集合以離散接觸點或離散接觸線接觸表面之第二集合的結果。因此，在步驟1710處，指定在測試頭或週邊設備上提供“接觸表面”之集合。舉例而言，此等接觸表面可對應於安裝於圖5A中說明之例示性系統之週邊設備108上的V形塊211之傾斜側面213a、213b。在此狀況下，在集合中存在六個表面。然而，在源自圖9A中說明之凱文鉗夾之例示性狀況下，僅三個此等表面附接至週邊設備；即，倒圓錐313及單一V形塊211"之兩個側面213a、213b。預期可藉由僅一個表面來滿足此步驟，但表面將可能相當複雜且不實際。
步驟1720在另一系統組件上提供“配合表面”以與步驟1710中提供之接觸表面接觸。指定應以離散點或沿著離散線形成接觸。步驟進一步需要由固持表面以使其彼此接觸之動作產生的反作用力沿著不垂直於週邊設備駁接平面之線起作用。因此，接觸表面及其配合表面在其兩者接觸之點處的切平面可能不平行於駁接平面。簡言之，接觸表面與配合表面必須相對於駁接平面成斜角。關於先前提 供之接觸表面的實例，其對應配合表面將包含圖5A之第一例示性實施例及圖9A之第二例示性實施例中的順應性特徵單元220、220'及220"之軸件224、224'及224"的半球形末端226、226'、226"。
可看出，接觸表面之子集與配合表面之子集可以對來配置，從而形成位置約束特徵之可嚙合對。
在步驟1730中提供用於按壓配合表面與接觸表面以使其彼此牢固接觸之力源。此力通常稱作如先前提及之預負載力。此力或其至少主要分量較佳垂直地導向駁接平面。在接觸表面與配合表面之間的接觸點或接觸線處之此所施加力的反作用力必須具有平行於駁接平面之分量以便約束位置及運動。在先前描述之例示性實施例中，此力是源自提供至氣缸255之流體壓力。亦可應用其他替代方案，舉例而言，斯洛克姆(Slocum)之美國專利6,678,944教示，可使用彈簧機構或表面本身可為彈性彈簧狀結構。任何此等替代方案在本發明之精神內。
步驟1740中考慮接觸表面與配合表面之位置及定向。此等接觸表面及配合表面必須經配置以使得存在充足之平行於駁接平面的反作用力，反作用力在足以在與駁接平面平行之所有三個自由度上防止測試頭之運動且維持測試頭之位置的位置及方向上起作用。選定位置及定向以提供合理穩定性以抵抗意外之外部所施加力或事件亦為較佳的。另外，較佳地，反作用力不存在冗餘，冗餘將會使系統被過度約束，此可導致不可重複行為。關於對執行此步 驟及其他步驟之建議，將讀者導向先前已提及與列出之大量文獻。
步驟1750中提供順應性，步驟1750指定一對可接觸之接觸表面與配合表面中的至少一表面具有在實質上垂直於駁接平面之方向上移動的能力。此允許接觸點或接觸線相對於測試頭或週邊設備移動，此是因為測試頭及週邊設備由駁接致動器一起移動。在例示性實施例中，此能力由氣缸255內之可移動活塞235提供。美國專利6,678,944亦教示藉由氣缸內之可移動活塞提供此能力。此專利進一步教示以彈簧狀方式製造表面中之一者以提供此能力。因此，'944專利之教示亦可用於實現此步驟。步驟1750可與步驟1730組合，此是因為力產生部件與順應性部件緊密相關。然而，分離為兩個步驟提供對兩個重要問題之個別關注。
本發明如所描述藉由上述例示性實施例及方法提供對目前技術水平及現今的測試頭駁接方案之改良。首先，本發明提供特徵之兩個集合以用於在所有六個空間自由度上控制測試頭相對於週邊設備之駁接位置。自先前技術採用之第一集合藉由使用角撐及/或凸輪與凸輪從動件之間的相互作用來例證，以控制與測試頭之駁接平面性及駁接距離相關聯的三個自由度。源自確切約束或運動耦接設計之領域的第二集合控制且約束剩餘三個自由度，剩餘三個自由度與測試頭在與由週邊設備界定之駁接平面平行的平面中之駁接位置相關聯。第二集合藉由滾珠及槽技術且藉 由修改之凱文鉗夾技術來例證；然而，如已陳述，確切約束耦接特徵之其他形式是已知的且可易於取代。因為第二集合之位置約束特徵僅需要約束三個自由度，所以全部六個自由度運動耦接並非必要的，此由第二及第三例示性實施例之配置示範。另外，特徵之第二集合併有在垂直於駁接平面之方向上操作的順應性。此允許特徵之第二集合在遠離所要駁接距離之距離處變得嚙合且保持嚙合，但配合之特徵對之間無相對運動，而測試頭移動至其最終駁接位置。此裝置接著與先前描述之方法組合，提供由用於目前及未來積體電路之測試要求之進步所要求的極大改良之駁接準確性及可重複性。
本發明不限於例示性實施例之特定結構。如已提及，本發明易於適用於其他形式、式樣及組態之駁接裝置。亦應理解，儘管例示性實施例展示週邊設備或測試頭中之一者上的某些組件及測試頭或週邊設備中之另一者上的對應組件，但可顛倒或交換組件中之一些或全部的位置。應進一步理解，順應性特徵單元之替代實施例可易於用於本發明。舉例而言，如先前已提及，斯洛克姆(Slocum)5,678,944專利描述併有內部彈簧而非加壓流體之順應性單元。'944專利亦展示亦可用於本發明之由可變形彈性結構製造的各種類型之順應性特徵。如先前亦已提及，確切約束耦接特徵之各種替代形式是已知的且在文獻中加以描述。此等提供對已併入於例示性實施例中之基本形式的廣泛多種替代方案。另外，已識別用於實施適合於實踐本發明之位置約 束特徵之組件的商業供應商。
儘管本發明在本文中是參考特定實施例而說明且描述，但本發明不意欲限於所展示之細節。更確切而言，可在申請專利範圍之等效物的範疇及範圍內且不脫離本發明的情況下對細節作各種修改。
100‧‧‧測試頭
101‧‧‧托架裝置
106‧‧‧面板
107‧‧‧角撐板之表面
108‧‧‧週邊設備/處置器裝置/設備處置器/週邊裝置
108'‧‧‧已封裝設備處置器/週邊設備
109‧‧‧平面外表面/下表面
110‧‧‧凸輪
110A‧‧‧凸輪從動件
110a‧‧‧凸輪從動件
112‧‧‧導引銷
112a‧‧‧導引銷插孔/導引銷孔
113‧‧‧精確套管
114‧‧‧角撐板
115‧‧‧纜線
116‧‧‧角撐
116a‧‧‧著陸區域
117‧‧‧圓弧形切口
118‧‧‧平面表面
121‧‧‧頂面
122‧‧‧彈簧銷/電接點/電信號接觸銷
123‧‧‧導電著陸襯墊/電接點/接觸區域
125‧‧‧上部切口/凸輪開口/凸輪切口/切口區域
126‧‧‧測試頭電子介面/DUT配接器電子介面/處置器裝置電子介面/軸件之球形末端
126a'‧‧‧邊緣
128‧‧‧測試頭電子介面/處置器電子介面/DUT配接器電子介面/週邊設備側電子介面
129‧‧‧凸輪狹槽/側螺旋形槽
131‧‧‧參考特徵
131'‧‧‧參考特徵
132‧‧‧圓形纜線驅動器
133‧‧‧參考銷/參考特徵
133'‧‧‧參考特徵
135‧‧‧致動器把手/駁接把手
137‧‧‧惰輪
142‧‧‧信號接觸環
144‧‧‧測試中設備(DUT)配接器/介面板
181‧‧‧框架
183‧‧‧插座卡/插座板
185‧‧‧測試插座
190‧‧‧開口
211‧‧‧V形槽塊
211"‧‧‧V形塊
212‧‧‧切口區
213a‧‧‧傾斜側面
213b‧‧‧傾斜側面
214‧‧‧基座部分/基座區
214a‧‧‧點
214b‧‧‧點
215‧‧‧定向軸線
216‧‧‧埋頭螺釘孔/安裝孔
220‧‧‧順應性特徵單元
220'‧‧‧順應性特徵單元
221‧‧‧螺紋孔
222‧‧‧外殼
223‧‧‧外殼之第一末端區
224‧‧‧軸件
224'‧‧‧軸件
224"‧‧‧軸件
224a'‧‧‧軸件
225‧‧‧軸件之內部末端
226‧‧‧球形遠端/半球形末端(遠端)/球形軸件末端/位置約束駁接特徵
226'‧‧‧半球形遠端
226"‧‧‧半球形遠端
226a'‧‧‧遠端
228‧‧‧入口設備/入口
229‧‧‧外殼之第二末端區
230‧‧‧線性軸承
233‧‧‧套管
235‧‧‧活塞
236‧‧‧O形環
238‧‧‧槽
239‧‧‧O形環
241‧‧‧端帽
243‧‧‧螺釘
245‧‧‧螺孔
251‧‧‧圓柱形孔
253‧‧‧圓柱形孔
255‧‧‧圓柱形孔/氣缸
271‧‧‧面板孔
311‧‧‧圓錐塊
312‧‧‧孔
313‧‧‧斜側面/圓錐形凹入部/倒圓錐
314‧‧‧基座部分
315‧‧‧倒圓錐形凹入部
316‧‧‧埋頭安裝螺釘孔
317‧‧‧直徑
318‧‧‧塊表面/外表面
319‧‧‧虛線
400‧‧‧位置
410‧‧‧位置
420‧‧‧位置
430‧‧‧位置
440‧‧‧位置
500‧‧‧晶圓探針儀/週邊設備
510‧‧‧晶圓
520‧‧‧探針卡
523‧‧‧針狀探針/探針尖端
1111‧‧‧V形塊
1113a‧‧‧側面
1113b‧‧‧側面
1120‧‧‧順應性特徵單元
1120'‧‧‧順應性特徵單元
1124‧‧‧軸件
1124'‧‧‧軸件
1126‧‧‧半球形軸件末端
1126'‧‧‧圓錐形開口
1211‧‧‧四面體特徵塊
1212‧‧‧柱
1213‧‧‧四面體形特徵/四面體
1214‧‧‧基座區
1216‧‧‧埋頭安裝螺釘孔
1810‧‧‧第一物件
1821‧‧‧球形單元/第一球
1822‧‧‧球形單元/第二球
1823‧‧‧球形單元/第三球
1830‧‧‧第二物件
1831‧‧‧平坦表面
1832‧‧‧V形槽
1833‧‧‧開放倒四面體
1850‧‧‧第一物件
1851‧‧‧球形單元
1852‧‧‧球形單元
1853‧‧‧球形單元
1860‧‧‧第二物件
1861‧‧‧V形槽
1862‧‧‧V形槽
1863‧‧‧V形槽
圖1A是添加了駁接裝置之先前技術測試頭及週邊設備的透視圖。
圖1B是圖1A中所繪示之週邊設備的放大透視圖，其中添加了座標系以供參考。
圖2A是典型角撐之透視圖。
圖2B是典型圓形凸輪之透視圖。
圖3A、圖3B、圖3C及圖3D是在駁接圖1A之測試頭與圖1A之週邊設備中的一連串階段之側視圖及部分截面圖。
圖4說明例示性凸輪槽。
圖5A是根據本發明之添加有例示性駁接裝置之例示性測試頭及週邊設備的透視圖。
圖5B是圖5A中所繪示之週邊設備的放大透視圖，其中添加了座標系以供參考。
圖6A是例示性V形槽特徵塊之透視圖。
圖6B是例示性順應性特徵單元之透視圖。
圖6C是圖6B中所繪示之例示性順應性特徵單元的分解圖。
圖6D是圖6B中所繪示之例示性順應性特徵單元之外殼的截面圖。
圖7是例示性順應性特徵單元與例示性V形槽特徵接觸之截面圖。
圖8A、圖8B、圖8C、圖8D、圖8E、圖8F、圖8G及圖8H是在駁接圖5A之測試頭與圖5A之週邊設備中的一連串階段之側視圖及部分截面圖。
圖9A是根據本發明之添加有第二例示性駁接裝置之第二例示性測試頭及週邊設備的透視圖。
圖9B是圖9A中所繪示之週邊設備的放大透視圖，其中添加了座標系以供參考。
圖10A是倒圓錐特徵塊之透視圖。
圖10B是在遠端包含四面體特徵之順應性特徵單元之活塞軸件的透視圖。
圖11A是根據本發明之添加有第三例示性駁接裝置之第三例示性測試頭及週邊設備的透視圖。
圖11B是圖11A中所繪示之週邊設備的放大透視圖。
圖11C是圖11A中所繪示之測試頭的放大透視圖。
圖12A是在遠端包含倒圓錐特徵之順應性特徵單元之活塞軸件的透視圖。
圖12B是四面體特徵塊之透視圖。
圖12C是圖12A之活塞軸件接近接觸圖12B之四面體特徵塊的截面圖。
圖13A、圖13B及圖13C是在駁接圖11A之測試頭 與圖11A之週邊設備中的一連串階段之側視圖及部分截面圖。
圖14是第四例示性測試頭及週邊設備的透視圖，其中DUT配接器是安裝至測試頭之插座板。
圖15A、圖15B及圖15C是在駁接圖14之測試頭與圖14之週邊設備中的一連串階段之側視圖及部分截面圖。
圖16是說明駁接方法中之步驟的流程圖。
圖17是說明用於提供順應性位置約束耦接特徵之一般化方法的流程圖。
圖18A是說明先前技術之“凱文鉗夾”類型之確切約束或運動耦接的圖。
圖18B是說明先前技術之“滾珠及槽”或“三V”類型之確切約束或運動耦接的圖。
100‧‧‧測試頭
106‧‧‧面板
107‧‧‧角撐板之表面
108‧‧‧週邊設備/處置器裝置/設備處置器/週邊裝置
109‧‧‧平面外表面/下表面
110‧‧‧凸輪
110a‧‧‧凸輪從動件
112‧‧‧導引銷
112a‧‧‧導引銷插孔/導引銷孔
114‧‧‧角撐板
115‧‧‧纜線
116‧‧‧角撐
116a‧‧‧著陸區域
122‧‧‧彈簧銷/電接點/電信號接觸銷
123‧‧‧導電著陸襯墊/電接點/接觸區域
125‧‧‧上部切口/凸輪開口/凸輪切口/切口區域
126‧‧‧測試頭電子介面/DUT配接器電子介面/處置器裝置電子介面/軸件之球形末端
128‧‧‧測試頭電子介面/處置器電子介面/DUT配接器電子介面/週邊設備側電子介面
129‧‧‧凸輪狹槽/側螺旋形槽
131‧‧‧參考特徵
132‧‧‧圓形纜線驅動器
133‧‧‧參考銷/參考特徵
135‧‧‧致動器把手/駁接把手
137‧‧‧惰輪
142‧‧‧信號接觸環
144‧‧‧測試中部件(DUT)配接器/介面板
211‧‧‧V形槽塊
220‧‧‧順應性特徵單元
224‧‧‧軸件
226‧‧‧球形遠端/半球形末端(遠端)/球形軸件末端/位置約束駁接特徵
271‧‧‧面板孔

Claims (13)

  1. 一種用於將測試頭駁接至週邊設備之方法，所述測試頭具有測試頭駁接平面，且所述週邊設備具有週邊設備駁接平面，所述方法包括以下步驟：提供所述測試頭，具有對準特徵、第一位置約束特徵與第二位置約束特徵，其中所述對準特徵嚙合所述週邊設備的互補對準特徵，所述第一位置約束特徵嚙合所述週邊設備的第一互補位置約束特徵以約束與所述週邊設備駁接平面平行的第一方向的第一自由度，所述第二位置約束特徵嚙合所述週邊設備的第二互補位置約束特徵以約束與所述週邊設備駁接平面平行的第二方向的第二自由度；相對於所述週邊設備將所述測試頭定位在第一位置中，其中所述測試頭駁接平面實質上與所述週邊設備駁接平面平行及間隔；在所述平面保持實質上平行的情況下，朝向所述週邊設備移動所述測試頭至第二位置，其中所述第一位置約束特徵之所述第一互補位置約束特徵以給定相對位置關係彼此嚙合，其中所述第二位置約束特徵之所述第二互補位置約束特徵以給定相對位置關係彼此嚙合，其中所述測試頭與所述週邊設備經限制而使其不在與所述平面平行之方向上相對於彼此運動；以及在所述平面保持實質上平行的情況下，朝向所述週邊設備移動所述測試頭至第三位置，其中所述對準特徵之所述互補對準特徵嚙合以將所述平面維持於彼此相距駁接距 離，所述第一位置約束特徵之所述第一互補位置約束特徵以及所述第二位置約束特徵之所述第二互補位置約束特徵在此進一步移動期間維持所述給定相對位置關係。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於將測試頭駁接至週邊設備之方法，其中所述相對於所述週邊設備定位所述測試頭之步驟包含所述互補對準特徵、所述第一互補位置約束特徵與所述第二互補位置約束特徵之初步對準。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於將測試頭駁接至週邊設備之方法，其中所述第一位置約束特徵與所述第二位置約束特徵中的一者界定至少一接觸表面，且所述第一互補位置約束特徵與所述第二互補位置約束特徵中對應的一者界定配合表面，所述配合表面以接觸點或接觸線來接觸對應所述接觸表面，使得進行接觸時之反作用力不平行於或垂直於所述駁接平面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於將測試頭駁接至週邊設備之方法，其中所述第一位置約束特徵與所述第二位置約束特徵中的一者包含力源，所述力源的力在垂直於所述駁接平面的方向上作用於所述第一位置約束特徵與所述第二位置約束特徵中的一者上，使得接觸點或接觸線具有平行於所述駁接平面之非零力分量。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之用於將測試頭駁接至週邊設備之方法，其中在所述第二位置中，所述測試頭上之電接點與所述週邊設備上之電接點分離。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之用於將測試頭駁接 至週邊設備之方法，其中所述第一位置約束特徵之所述第一互補位置約束特徵以及所述第二位置約束特徵之所述第二互補位置約束特徵保持處於所述給定相對位置關係，而所述測試頭保持處於其駁接位置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之用於將測試頭駁接至週邊設備之方法，其中所述週邊設備上之電接點在探針卡、插座卡及測試中設備中之一者上。
  8. 一種用於將具有測試頭駁接平面之測試頭駁接至具有週邊設備駁接平面之週邊設備的裝置，所述裝置包括：至少一對準特徵，其包含互補對準組件，一者與所述測試頭相關聯且另一者與所述週邊設備相關聯，所述對準組件經組態以使得其間的嚙合控制所述駁接平面相對於彼此之距離及平面定向；以及位置約束特徵，其包含互補約束組件，一者與所述測試頭相關聯且另一者與所述週邊設備相關聯，所述約束組件中之一者在垂直於所述駁接平面之方向上為順應性的，其中當所述駁接平面彼此處於第一相對位置處時，所述約束組件經組態以按給定相對位置關係彼此嚙合，其中所述測試頭上之電接點與所述週邊設備上之電接點分離，所述嚙合之約束組件限制所述測試頭與所述週邊設備而使其不在平行於所述駁接平面之方向上相對於彼此運動，且其中所述約束組件保持嚙合而不相對於彼此移動，而所述測試頭移動至駁接位置，其中所述測試頭之所述電接點與所述週邊設備上之所述電接點結合， 其中所述位置約束特徵包含第一位置約束特徵與第二位置約束特徵，所述第一位置約束特徵嚙合第一互補位置約束特徵以約束與所述週邊設備駁接平面平行的第一方向的第一自由度，所述第一位置約束特徵位於所述測試頭與所述週邊設備的其中之一，所述第一互補位置約束特徵位於所述測試頭與所述週邊設備的其中另一，所述第二位置約束特徵嚙合第二互補位置約束特徵以約束與所述週邊設備駁接平面平行的第二方向的第二自由度，所述第二位置約束特徵位於所述測試頭與所述週邊設備的其中之一，所述第二互補位置約束特徵位於所述測試頭與所述週邊設備的其中另一。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之用於將具有測試頭駁接平面之測試頭駁接至具有週邊設備駁接平面之週邊設備的裝置，其更包括經組態以朝向另一約束組件推動所述順應性約束組件的力產生單元。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之用於將具有測試頭駁接平面之測試頭駁接至具有週邊設備駁接平面之週邊設備的裝置，其中所述力產生單元在所述順應性約束組件之給定運動範圍上提供力。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之用於將具有測試頭駁接平面之測試頭駁接至具有週邊設備駁接平面之週邊設備的裝置，其中所述力產生單元是以流體方式操作。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之用於將具有測試頭駁接平面之測試頭駁接至具有週邊設備駁接平面之週邊設 備的裝置，其包括三個位置約束特徵，所述位置約束特徵中之每一者包含V形槽以作為所述約束組件中之一者及包含球形構件以作為所述互補約束組件。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之用於將具有測試頭駁接平面之測試頭駁接至具有週邊設備駁接平面之週邊設備的裝置，所述第一位置約束特徵的所述第一互補位置約束特徵界定兩個接觸點或兩條接觸線以約束所述測試頭在平面方向上的點，且所述第二位置約束特徵之所述第二互補位置約束特徵界定一接觸點或接觸線以約束所述測試頭之旋轉移動。
TW101125121A 2011-07-12 2012-07-12 駁接測試頭與週邊設備的方法與裝置 TWI574023B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161506764P 2011-07-12 2011-07-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201305581A TW201305581A (zh) 2013-02-01
TWI574023B true TWI574023B (zh) 2017-03-11

Family

ID=46679277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101125121A TWI574023B (zh) 2011-07-12 2012-07-12 駁接測試頭與週邊設備的方法與裝置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140317453A1 (zh)
EP (1) EP2732298A1 (zh)
CN (1) CN103782182B (zh)
SG (1) SG10201605656TA (zh)
TW (1) TWI574023B (zh)
WO (1) WO2013009817A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201509834WA (en) * 2013-07-11 2016-01-28 Johnstech Int Corp On-center electrically conductive pins for integrated testing
CN105628981B (zh) * 2014-10-30 2018-09-25 上海电缆研究所有限公司 高频电缆测试平台
US10877066B2 (en) * 2018-03-01 2020-12-29 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Method and apparatus used for testing a device under test
KR102089653B1 (ko) * 2019-12-30 2020-03-16 신종천 테스트 소켓 조립체
TWI720769B (zh) * 2019-12-31 2021-03-01 致茂電子股份有限公司 測試設備及其活動式連結機構
WO2021154370A1 (en) * 2020-01-29 2021-08-05 Massachusetts Institute Of Technology Adjustable alignment mount
CN112378358B (zh) * 2020-11-20 2022-03-25 爱佩仪测量设备有限公司 用于三坐标测量机的立柱无缝拼接结构及方法
TWI750984B (zh) * 2020-12-30 2021-12-21 致茂電子股份有限公司 架橋連接式的自動化測試系統
TWI824291B (zh) * 2021-09-10 2023-12-01 鴻勁精密股份有限公司 接合機構及其應用之測試裝置、測試作業機
CN117151032B (zh) * 2023-10-27 2024-01-23 零壹半导体技术(常州)有限公司 基于Kelvin的ATE检测PCB板的测试方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020106927A1 (en) * 2000-10-04 2002-08-08 Bosy Brian J. Low profile pneumatically actuated docking module with power fault release
US20020172579A1 (en) * 2001-05-07 2002-11-21 Helmuth Heigl Docking device, more particularly for a probe and a tester
TWI223074B (en) * 2001-07-16 2004-11-01 Intest Ip Corp Test head docking system and method

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4527942A (en) 1982-08-25 1985-07-09 Intest Corporation Electronic test head positioner for test systems
US4715574A (en) 1985-11-12 1987-12-29 Intest Corporation Safety lock for materials handling system
US4893074A (en) 1988-05-13 1990-01-09 Intest Corporation Electronic device testing system
US5030869A (en) 1990-07-25 1991-07-09 Intest Corporation Device testing system with cable pivot
US5241870A (en) 1991-07-22 1993-09-07 Intest Corporation Test head manipulator
US6057695A (en) 1993-09-15 2000-05-02 Intest Corporation Method and apparatus for automated docking of a test head to a device handler
US5600258A (en) 1993-09-15 1997-02-04 Intest Corporation Method and apparatus for automated docking of a test head to a device handler
US5744974A (en) 1993-09-17 1998-04-28 Xilinx, Inc. Test head interface with vacuum-activated interconnection components
TW273635B (zh) 1994-09-01 1996-04-01 Aesop
US5982182A (en) 1994-09-01 1999-11-09 Chiu; Michael A. Interface apparatus for automatic test equipment with positioning modules incorporating kinematic surfaces
ATE205303T1 (de) 1995-02-23 2001-09-15 Aesop Inc Manipulator für einen testkopf einer automatischen testanlage
US5608334A (en) 1995-04-20 1997-03-04 Intest Corporation Device testing system with cable pivot and method of installation
SG55211A1 (en) 1995-07-05 1998-12-21 Tokyo Electron Ltd Testing apparatus
US5656943A (en) * 1995-10-30 1997-08-12 Motorola, Inc. Apparatus for forming a test stack for semiconductor wafer probing and method for using the same
US5654631A (en) 1995-11-15 1997-08-05 Xilinx, Inc. Vacuum lock handler and tester interface for semiconductor devices
US5678944A (en) 1995-12-07 1997-10-21 Aesop, Inc. Flexural mount kinematic couplings and method
US5949002A (en) 1997-11-12 1999-09-07 Teradyne, Inc. Manipulator for automatic test equipment with active compliance
US6888343B1 (en) 1999-01-13 2005-05-03 Intest Ip Corporation Test head manipulator
JP4255162B2 (ja) 1999-04-01 2009-04-15 富士機械製造株式会社 電気部品の装着方法および電気部品装着システム
US6407541B1 (en) 1999-07-30 2002-06-18 Credence Systems Corporation Docking mechanism for semiconductor tester
MY138984A (en) 2000-03-01 2009-08-28 Intest Corp Vertical counter balanced test head manipulator
MY127154A (en) 2000-09-22 2006-11-30 Intest Corp Apparatus and method for balancing and for providing a compliant range to a test head
US6838868B1 (en) * 2000-11-07 2005-01-04 Teradyne, Inc. Test head actuation system with positioning and compliant modes
US6617867B2 (en) * 2000-11-29 2003-09-09 Teradyne, Inc. Mechanism for clamping device interface board to peripheral
CN1646925A (zh) 2002-04-15 2005-07-27 因泰斯特Ip公司 测试头定位器系统
US6729589B2 (en) 2002-10-07 2004-05-04 Gizmonics, Inc. Kinematic mount
US6833696B2 (en) 2003-03-04 2004-12-21 Xandex, Inc. Methods and apparatus for creating a high speed connection between a device under test and automatic test equipment
US7235964B2 (en) * 2003-03-31 2007-06-26 Intest Corporation Test head positioning system and method
KR20060057603A (ko) 2003-08-06 2006-05-26 인테스트 코포레이션 테스트 헤드 위치지정 시스템
US7276895B2 (en) 2003-10-03 2007-10-02 Intest Corporation Adjustable test head docking apparatus
SG178722A1 (en) * 2007-02-23 2012-03-29 Intest Corp Test head manipulator
US8763962B2 (en) 2007-05-07 2014-07-01 Intest Corporation Cradle and cable handler for a test head manipulator
EP2300838A2 (en) 2008-07-14 2011-03-30 Intest Corporation Test head docking system and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020106927A1 (en) * 2000-10-04 2002-08-08 Bosy Brian J. Low profile pneumatically actuated docking module with power fault release
US20020172579A1 (en) * 2001-05-07 2002-11-21 Helmuth Heigl Docking device, more particularly for a probe and a tester
TWI223074B (en) * 2001-07-16 2004-11-01 Intest Ip Corp Test head docking system and method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013009817A1 (en) 2013-01-17
US20140317453A1 (en) 2014-10-23
EP2732298A1 (en) 2014-05-21
CN103782182A (zh) 2014-05-07
SG10201605656TA (en) 2016-08-30
WO2013009817A4 (en) 2013-03-07
TW201305581A (zh) 2013-02-01
CN103782182B (zh) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI574023B (zh) 駁接測試頭與週邊設備的方法與裝置
TWI654694B (zh) 對接方法、對接銷接收器及將測試頭與周邊對接的方法與裝置
US8035406B2 (en) Test head positioning system and method
KR100379811B1 (ko) 자동 테스트 장비용 인터페이스 장치
US7605582B2 (en) Modular interface
TWI410645B (zh) 探針卡總成
EP1410048B1 (en) Test head docking system and method
JP2008544283A (ja) マルチ基板プローブ構造を調節する方法および装置
US8760182B2 (en) Test head docking system and method with sliding linkage
JP2010540941A (ja) コンポーネントの組立て及び位置合わせ
US6586925B2 (en) Method and apparatus for establishing quick and reliable connection between a semiconductor device handler plate and a semiconductor device test head plate
US7276895B2 (en) Adjustable test head docking apparatus
Willoughby Kinematic alignment of precision robotic elements in factory environments

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees