WO2014091022A1 - Zusammenführvorrichtung - Google Patents

Zusammenführvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2014091022A1
WO2014091022A1 PCT/EP2013/076623 EP2013076623W WO2014091022A1 WO 2014091022 A1 WO2014091022 A1 WO 2014091022A1 EP 2013076623 W EP2013076623 W EP 2013076623W WO 2014091022 A1 WO2014091022 A1 WO 2014091022A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pin
merging
latching
catch
test head
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/076623
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Thurmaier
Original Assignee
Turbodynamics Gmbh
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 Turbodynamics Gmbh filed Critical Turbodynamics Gmbh
Priority to US14/650,760 priority Critical patent/US9671458B2/en
Priority to DE112013005991.6T priority patent/DE112013005991A5/de
Publication of WO2014091022A1 publication Critical patent/WO2014091022A1/de

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
    • 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
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2601—Apparatus or methods therefor

Definitions

  • the present invention relates to a merging device for merging a first device consisting of a handler or a tester with a second device consisting of a test head for electronic components.
  • the docking system is designed for connecting a test head to a handler, a prober or a stiffening frame.
  • This docking system has four locking mechanisms, which are designed according to the plug-socket principle.
  • locking drives are provided, which may have stepper motors.
  • the locking mechanism has a socket into which a pin (locking element) can be inserted.
  • spring-loaded locking elements safety gears and locking devices
  • a worm-driven retraction mechanism (movement mechanism) is provided.
  • a worm shaft of the retraction mechanism is engaged with a threaded hole formed in a bottom plate (beam) of the bush.
  • the spring-loaded locking elements are received in an annular bushing wall (component) connected to the bottom plate of the bushing.
  • the Socket is displaceable in the docking direction or Z-direction by the worm drive.
  • the worm By using a worm drive, the worm extends when retracting the sleeve and the pin in the interior of the socket and must therefore be included in the pin. Therefore, the pin has an elongated, Z-direction open receptacle (opening) for receiving the worm shaft of the retraction mechanism.
  • US 2004/0 018 048 A1 discloses a pneumatic docking system.
  • This docking system discloses gripping pins which have a conical end portion which can be arranged in a corresponding recess of a receiving element. The fixation of the conical end portion of the catch pin by means of three, formed with corresponding cone-shaped receptacles locking elements.
  • test system includes a subassembly to be used when exchanging an interface unit.
  • the subassembly has a hinged element attached to a test system.
  • an extendable element is slidably mounted on the hinged element.
  • a plurality of pins may be provided, which engage in corresponding recesses in the interface unit.
  • This docking device comprises a locking unit which has an internally threaded threaded sleeve which can be rotated by an actuating device.
  • a ball clamping sleeve is rotatably but slidably disposed in its axial direction and has an external thread meshing with the internal thread of the threaded sleeve, so that a rotation of the threaded sleeve is coupled with an axial movement of the ball clamping sleeve.
  • the threaded sleeve acts as a kind of axially fixed spindle nut, while the non-rotatable ball clamping sleeve is comparable to a spindle, which is moved axially by rotating the threaded sleeve.
  • the docking of the test head on the handling device takes place in such a way that initially the test head extends as far as possible to the handling device or the docking plate. is moved until locking pins are inserted into central insertion openings of the locking units, whereby the test head is centered. Subsequently, the locking units are actuated by turning the handling part such that the locking pins and thus the test head is still a small piece to the docking plate pulled up to the end position and locked there in this position.
  • This docking device makes it possible to provide a precisely aligned connection between a test head and a handling device.
  • the docking device can be configured such that the locking unit (s) can be easily attached to different locations of the docking plate, so that when changing the test head or handling device type often only the locking units at other locations of the docking plate must be attached to fit on another test head or other handling device.
  • the docking device is therefore also easier to adapt to different device types.
  • this docking device for merging the up to 1000 kg test head and the handling device at least two people are necessary to align the test head.
  • the handling device such that the rieglungsloche are inserted into the corresponding locking units, since the test head due to its own weight very is sluggish and thus the locking pins are not always optimally aligned in linear alignment with the locking units.
  • the center of gravity can vary considerably depending on the alignment state of the test head and it is not always possible to optimally align the point of attack on the test head with respect to its center of gravity.
  • DE 10 021 600 03 B4 discloses a docking device for connecting in an exactly aligned position of a semiconductor test head with a semiconductor handler. This has in each case a test head-side and a handler-side connection device, a handling device for handling a contacting device and a coupling device for coupling the connection devices.
  • the coupling device has a first displacement device that the translational and guided displacement of the test head side connecting device relative to the handler ler side connecting device toward and away from each other.
  • a test device For testing electronic components, such as integrated circuits (IC), a test device is used with a test head, which must be connected to an electronic device handling device, such as a handler or prober.
  • an electronic device handling device such as a handler or prober.
  • special docking devices d. H. Coupling devices have been developed, which are attached on the one hand on the handling device and on the other hand on the test head.
  • the not yet published DE 10 2012 103 893 relates to a drawer-like module for exchanging an approximately planar interface unit in a test system for testing semiconductor elements.
  • the module comprises a base element, a holder and guide elements.
  • the guide elements are designed such that the interface unit can be moved by a rectilinear, translational movement from an end position to an intermediate position and from the intermediate position into a removal position, which is arranged outside the test system.
  • the mechanism comprises a lever mechanism which is controlled by a link which is movably mounted transversely to the rectilinear translational movement of the holder.
  • a merging device is configured to merge a handler or prober first device with a second device consisting of an electronic component test head, the docking device being attachable to the first or second device.
  • a Rastein- direction is provided with a cylindrical pin receptacle for receiving and latching fixing a front end of a catch pin, the catch pin is fastened to the other device accordingly, and the latching device is coupled to a linear displacement device such that the cylindrical pin receptacle by means of Linear displacement device is linearly displaceable by at least one path which corresponds to the multiple of the length of the front insertable into the pin receiving portion of the fishing pin.
  • a handling device is understood to be a handler or a prober.
  • merging means that the first and second device via a predetermined path, which is preferably at least 10 cm, in particular at least 15 cm or 20 cm.
  • the front insertable into the pin receiving portion of the catch pin extends from the front end of the catch pin to locking means of the latching device, which engage the catch pin.
  • test head When connecting the test head to the handling device, the test head is usually held by a manipulator in order to bring it to the handling device and to position it. So far, the test head and the handling device have been manually merged by the operator of the test facility. Only when the test head is arranged directly adjacent to the handling device, ie, has a distance of less than 5 cm, the two devices were connected to one another by means of a docking device and aligned exactly with one another.
  • test head with respect to the handling device was very complicated and usually required two operators.
  • docking devices are designed for precise alignment of handling device and test head to each other. Therefore, locking pins of such a docking device are received almost free of play in corresponding recesses of a locking unit.
  • the test head and the handling device, or the locking pins to the corresponding recesses both in their position and in their linear alignment or must be precisely arranged to each other.
  • the end faces of the test head and the handling device had to be arranged at a small distance from each other and aligned in parallel, so that all locking pins can engage in the corresponding recesses. All this makes the connection of test head and handling device consuming.
  • the handling device and the test head can be brought together by a predetermined path, since the cylindrical pin holder is linearly displaceable by means of the linear displacement device by at least one displacement which corresponds to the multiple of the length of the front insertable into the pin receiving portion of the fishing pin.
  • the displacement is preferably at least 4, 5, and in particular 10 times the length of the front insertable into the pin receiving portion of the fishing pin.
  • the merging of the handling device and the test head is greatly simplified.
  • Another advantage of the merging device according to the invention is that for maintenance, the handling device and the test head can be moved a piece apart, so that their faces are exposed without the latching engagement between the catch pin and the pin holder must be solved. After the maintenance work, the handling device and the test head can be easily recombined by means of the linear displacement device. On the other hand, a complete release of the test head from the handling device is easily possible by the locking connection between the catch pin and the locking device is released.
  • the inventive Rec.vor- direction thus significantly facilitates the handling of the handling device and the test head during maintenance.
  • the linear displacement device may comprise a movement device, which engages laterally offset to a receiving area formed in the pin receptacle for receiving a catch pin, wherein preferably a linear guide may be provided.
  • the length of the linear path around which the pin receptacle can be displaced by means of the linear displacement device can be of any desired length. This is because the way in which the pin retainer is displaceable is not hampered by the arrangement of the mechanical structure of the linear linear displacement device. This means that the movement device is arranged next to or laterally offset from the pin housing or a pin space and not in the area in which the pin holder is displaced.
  • the merging device may have a certain play relative to the catch pin. This simplifies the merging of the test head and handling device in addition, since catch pin and locking device do not have to be aligned so precisely in their linear alignment.
  • at least one merging device or devices are fastened to a connecting plate, which in turn is connected either to the handling device or to the test head.
  • the connecting plate is in the shape of a frame with a central recess in which an interface unit or a contacting device can be arranged.
  • the interface unit is also referred to as a LOAD board.
  • the interface unit can be arranged on a drawer module, as can be seen from JP09159730A, EP1495339B1 or US 2003/0194821 A1 and DE 10 2012 103 893.
  • a drawer module comprises a mechanism for the guided extension and retraction of an interface unit from the region between the test head and the handling device. This is pulled out of the area between the handling device and the test head when replacing the interface unit to exchange the interface unit.
  • the connection between the handling device and the test head has had to be released, which brings about the problems of merging described above, or a scissor mechanism has been provided which is fixedly connected to the test head and the handling device and not readily of them Devices can be solved.
  • the handling device and the test head can be pulled apart by a predetermined length in order to exchange the interface unit.
  • the front end of the catch pin remains fixed in the latching device of the cylindrical pin holder detent.
  • the merging device is a first device consisting of a handler or a sampler formed with an existing of a test head for electronic components second device, wherein the merging device is attachable to the first or the second device.
  • the merging device has a latching device which comprises at least one latching element, a spring element for loading the latching element with a spring force and a pin receptacle.
  • a catch pin is accordingly fastened to the other device, wherein the catch pin is fixable by means of the latching element in the pin receptacle, and the latching device is coupled to a linear displacement device such that the latching element, the spring element and the pin receptacle of the latching device with latched catch pin by means of Linear displacement device are linearly displaceable.
  • the latching device is linearly displaceable by means of the linear displacement device, wherein the displacement path is arbitrarily long in itself and is limited only by the spatial conditions on the test head or on the handling device.
  • the merging device of a first device consisting of a handler or a prober is formed with a second device consisting of an electronic component test head, the device being attachable to a first or second device.
  • the device comprises a latching device, with a cylindrical pin receptacle for receiving and latching a front end of a catch pin, wherein an insertion bush is provided which has at least one cone-shaped insertion section, which allows insertion of the catch pin at a predetermined angle.
  • the insertion bushing has at least one cone-shaped insertion, insertion of the fishing pin is possible at a predetermined angle of 0 ° to 40 ° and in particular from 0 ° to 20 ° relative to a longitudinal axis.
  • the longitudinal axis is arranged concentrically with the cylindrical pin receptacle and extends along the displacement path of the cylindrical pin receptacle
  • a securing device can be provided which reliably and reliably prevents unintentional unlatching of the catch pin from the latching device.
  • the securing device for the merging device which is also suitable for docking devices, represents an inventive idea, and can also be used in a conventional docking device.
  • the securing device can be designed such that on the side facing away from the catch pin side on the cylindrical pin receptacle extending in the axial direction locking pin is provided, which is locked in a predetermined position such that the latching device is limited in its axial movement. This leaves latching elements, such as e.g. Balls, the locking device fixed in its rest position, only by releasing the locking of the locking pin, the locking elements in the outer engagement with the catch pin can be brought.
  • the securing device may also comprise a spring element, such as e.g. Have plate springs or a coil spring, which must first be compressed with a predetermined force to bring the locking elements au engagement with the catch pin.
  • the merging device can also be designed such that the catch pin in the retracted state rests against a stop, so that the device is designed not only for merging but also for aligning and positioning of handling device and test head to each other.
  • the stopper is conical and fits positively into a cone-shaped or funnel-shaped section of an insertion opening.
  • a system according to the invention for merging a first device comprising a handler or a tester with a second device consisting of an electronic component test head preferably comprises a handling device, a test head attached to a movable manipulator and at least one inventive merging device and a corresponding catch pin.
  • the entire process of merging and detaching the test head and manipulator can be performed by a single person.
  • the manipulator absorbs the weight of the test head and, by providing at least one catch pin, the test head only has to be roughly positioned to be attracted and "precisely positioned" by the latch of the merging device.
  • At least one docking device may be provided, e.g. in accordance with the docking device described in DE 102 16 003 B4, in order to precisely align the handling device and the test head with one another and to connect them to one another.
  • DE 102 16 003 B4 is hereby incorporated by reference.
  • Such a system may also include a drawer element discussed above.
  • test head It is often not easy to arrange the test head due to its high weight in its relative position to the handling device so accurate that a connection of the handling device and test head with a conventional Drehringvor- direction is not possible. If the test head is inclined relative to the handling device at a predetermined angle, a locking pin can not be inserted into a corresponding socket of the docking device (FIG. 1 a, FIG. 1 b). In this case, you must then manually assist in aligning and merging the handling device and test head. Even at low tilt angle of the test head over the handling device, it is no longer possible to introduce a locking pin in the locking unit, for example, as an edge of the test head contacted the handling device without a locking pin has entered into a recess of a locking unit.
  • FIG. 1 a a handling device and a test head with a docking device according to the prior art in the connected state, the handling device and the test head with the docking device from FIG. 1 a before the connection,
  • Figure 2a shows a handling device and a test head with an inventive
  • FIG. 2b shows the handling device and the test head with the merging device from FIG. 2a before joining
  • FIG. 3 shows a schematically simplified illustration of a merging device with a non-retracted catch pin in a side-cut view
  • FIG. 4 shows a roughly schematically simplified illustration of a merging device from FIG. 3 with retracted catch pin in a laterally cut schematic representation
  • FIG. 5 a perspective view of a merging device according to the present invention
  • FIG. 6 shows the merging device from FIG. 5 in a side view
  • FIG. 7 shows the merging device from FIG. 5 in a sectional view
  • FIG. 8 shows the region of the merging device from FIG. 7 with a front end of a catch pin and a pin receptacle on an enlarged scale
  • Figures 10a - 10d each enlarged view of the area with the front
  • Sectional view exploded perspective view, enlarged view of a portion of the sectional view and a plan view
  • Figure 12 is a mounting plate with four Entities:
  • a handling device 2 may, like a test head, have a weight of several 100 kg to over one ton. In order to be able to reliably contact a semiconductor device to be tested electrically, a stable and mechanically precise connection has to be formed between the handling device and the test head.
  • semiconductors are fed to a testing station.
  • the testing station is formed by an interface unit, which in the area of gleichsl. Interface of the handling device and the test head is arranged and has a plurality of spring contacts to contact the contact points of the semiconductor to be tested.
  • the semiconductors to be tested can be individual semiconductor components without housing or also wafers. They have complex analog or digital circuits with a plurality of contact points that need to be contacted to perform a test.
  • the test head has a test electronics, with which the electrical measurements are performed automatically.
  • the handling device and the test head must be brought together.
  • merging is understood to mean that the handling device 3 and the test head 2 are brought together via a predetermined path, which is preferably at least 10 cm, in particular at least 15 cm or 20 cm. This means that the spring contacts of the interface device after the merge need not be finally positioned, so that a test can be performed.
  • a docking device may additionally be provided for the final alignment and fixation of the test head on the handling device and thus for the exact positioning of the interface unit at the test site.
  • the test head For merging the test head and the handling device, the test head is arranged on a manipulator to move it.
  • the basic structure of a merging device for merging a handling device 3 and a test head 2 is described in general terms (FIG. 3, FIG. 4).
  • the merging device 1 for merging a handling device 3 and a test head 2 comprises a cylindrical pin receptacle 30 for receiving a catch pin 51.
  • the cylindrical pin receptacle 30 has a latching device 17, so that a front end of the catch pin 51 can be received in the pin receptacle 30 and fixed in a latching manner.
  • the latching device 17 has latching elements 52 which are arranged on the inner circumference of the cylindrical pin receptacle such that they can comprise a front end region of a catch pin 51.
  • the latching elements 52 are acted upon by a spring element 53 radially inwardly, so that they can engage for latching fixation in a corresponding exception or groove on the catch pin 51.
  • latching elements 52 for example, a plurality of equally spaced spaced balls may be provided.
  • latching mechanisms such as pins, bolts, cams or the like may be provided.
  • the cylindrical pin receptacle 30 is coupled to a linear displacement device 54 such that the cylindrical pin receptacle 30 is linearly displaceable by at least one path by means of the linear displacement device 54, which corresponds to the length of the front insertable into the pin receptacle portion 50 of the catch pin 51.
  • the front section 50 of the catch pin 51 which can be introduced into the pin receptacle 30 extends from the front end of the catch pin 51 to the region at which the catch elements 52 of the catch device 17 engage in the catch pin.
  • the linear displacement device 54 comprises a linear guide 55 and a movement device 56.
  • the linear guide is formed by two parallel rods 57 and two bushes 58 formed on the pin receiver 30, through which the rods 57 extend and along the bushings 58 can slide.
  • One of the two bushes 58 is connected to the movement device 56.
  • the moving means 56 is a belt or chain drive with an endless belt 59.
  • the belt 59 is guided around two rollers, one of the two rollers being driven by a motor (not shown) ,
  • a receiving area for receiving the catch pin is formed.
  • a receiving region is understood to mean the recess in the pin receptacle 30, in which the front end of the catch pin 51 is received and latched in place.
  • a pen space is understood to be the entire space of the merging device 1, which is occupied by the catch pin in the maximum retracted state.
  • this is a cylindrical space extending in the direction of the longitudinal axis 61 of the merging device 1 whose diameter corresponds to the diameter of the cylindrical recess of the pin receptacle 30.
  • the movement device 56 engages laterally offset from the receiving area or pin space formed in the pin receptacle 30.
  • the merging device 1 has an insertion bushing 60 at one end region.
  • the insertion bushing 60 is formed with a conical inner surface which forms an insertion funnel for insertion of the catching pin 51.
  • the insertion funnel tapers from outside to inside.
  • the insertion sleeve 60 is arranged stationary. It aligns with the cylindrical pin holder.
  • the receptacle 30 When inserting a catch pin 51 into the merging device 1, the receptacle 30 is arranged adjacent to the insertion bushing 60 (FIG. 3).
  • the insertion bushing 30 has approximately the same inner diameter as the pin receptacle 30 at the region adjacent to the pin receptacle.
  • a catch pin 51 becomes itself when it is inclined at a few degrees with respect to the longitudinal axis 61 of the merging Device 1 is inserted through the insertion sleeve 60 securely inserted into the pin receptacle 30 with its front end.
  • the insertion pin 51 is fixed by means of the latching device 17.
  • the movement device 56 By means of the movement device 56, the pin receptacle 30 is retracted into the merging device 1 and thus also the catch pin 51 (FIG. 4).
  • the insertion bush 60 and the pin receptacle 30 have a slightly larger inner diameter than the outer diameter of the catch pin 51.
  • the catch pin can also be arranged with a slight inclination relative to the longitudinal axis 61 during engagement (FIG. 3). If the pin receptacle 30 and thus the catch pin (51) are retracted, the pin receptacle 30 moves away from the insertion bushing 60.
  • the merging device 1 is used to merge a handling device, which consists of a handler or a prober, and a test head. These two devices are also referred to below as the first device 2 and second device 3.
  • the merging device 1 can be arranged both on the first or the second device 2, 3. At the respective other device 3, 2 then the corresponding catch pin is attached, so that the first and the second device can be brought together.
  • the merging device may be integrated in the first or second device.
  • the merging device 1 is arranged on a mounting plate.
  • the mounting plate can be attached to an existing first or second device, so that already existing devices can be equipped with the merging device. By means of the mounting plate thus an existing handling device or an existing test head can be retrofitted with the merge device.
  • merging devices are provided for merging a first and a second device.
  • These multiple merging devices are preferably driven synchronously, so that the multiple catching pins are retracted synchronously.
  • a preferred embodiment of the merging device 1 will be described below with reference to FIGS. 5 to 8.
  • This embodiment of a merging device 1 is formed on a mounting plate 4.
  • the attachment plate 4 can be connected to the first device 2 or the second device 3 by means of screw connections, for example.
  • a base plate 28 is arranged (Fig. 5, 6).
  • the base plate 28 is connected to the mounting plate 4 by means of four long spacer pins 29.
  • the spacer pins 29 are fixed to the corner portions of the rectangular base plate 28.
  • the mounting plate 4 has on the base plate 28 opposite region an opening into which a cylindrical insertion bushing 5 is inserted.
  • a direction pointing from the insertion bush 5 to the base plate 28 is referred to below as the feed direction (arrow 62 Fig. 8).
  • the insertion bush 5 is arranged coaxially to a longitudinal axis 61, which is perpendicular to the plane of the mounting plate 4.
  • the insertion bushing 5 has an insertion opening 6.
  • the insertion opening 6 preferably comprises in the feed direction 62 a first conical portion 7, a second conical portion 8 and a cylindrical portion 9.
  • the first cone-shaped portion 7 has an opening angle of approximately up to 25 °.
  • the second cone-shaped portion 8 has an opening angle of about 10 ° to 15 °.
  • a circumferential annular web 63 is formed on the insertion bush 5 on the outside.
  • a thrust bearing 10 and the radial outer ßeren edge a radial bearing 1 1 is arranged.
  • the bearings 10, 1 1, are on the upper side and underside of an upper and a lower bearing plate 12 fixed in the mounting plate 4.
  • the bearing plates 12 are connected, for example by means of screw connections with the mounting plate 4.
  • a rotary flange 13 is integrally formed on the insertion bush 5 on the outside.
  • the rotary flange may have teeth that can engage with a toothed belt.
  • the rotatably mounted insertion bushing 5 extends a short distance below the lower bearing plate 12.
  • a threaded tube receiving plate 14 is fixed to the insertion bushing 5. The connection of the threaded tube receiving plate 14 with the insertion bushing 5, for example, by means of appropriate screw connections.
  • a threaded tube 15 is fixed.
  • the connection of the threaded tube 15 with the threaded tube receiving plate 14 can be made for example by screw connections.
  • the threaded tube is arranged coaxially with the longitudinal axis 61.
  • the insertion bush 5, the threaded tube receiving plate 14 and the threaded tube 15 form a unit rotatably mounted about the longitudinal axis 61.
  • a cylindrical pin receptacle 30 displaceable along the longitudinal axis 61 is provided with a latching device 17.
  • the pin receptacle 30 comprises a threaded sleeve 18, which is externally formed with an external thread 19.
  • the external thread 19 is in mesh with the internal thread 16 of the threaded tube 15.
  • the pin holder 30 is guided by an axial guide 20.
  • the Axial 2009 preferably comprises four guide pins 23 which are fixed to the base plate 28 and parallel to the longitudinal axis 61 extend. Adjacent but with a slight distance to the threaded tube receiving plate 14, a cover plate 21 is arranged, which is connected to the guide pins 23, for example. Via screw connections. The cover plate 21 is arranged in a rotationally fixed manner in contrast to the threaded tube receiving plate 14.
  • the guide pins 23 are inside the threaded tube 15 and the spacer pins 29 are located outside the threaded tube 15.
  • the threaded sleeve 18 of the pin receptacle 30 four extending in the axial direction guide holes 24 are formed through each of which a guide pin 23 extends.
  • a guided in the axial direction moving the pin holder 30 is possible and it is further ensured that the pin holder 30 does not rotate when moving.
  • the guide bores 24 of the threaded sleeve 18 are widened in a stepped manner for receiving a respective spring element 27.
  • This section is referred to below as a spring receiving portion 25.
  • the spring elements 27 are, for example, coil springs. The function of these spring elements 27 will be explained in more detail below.
  • a passage opening extending in the axial direction is formed centrally.
  • an inwardly projecting annular web 31 is formed at this passage opening its side facing the base plate 28 has a dome-shaped clamping portion 32.
  • the pin receptacle 30 has a ball cage 36 arranged within the threaded sleeve 18.
  • the ball cage 36 is slidably received in the threaded sleeve 18 in the axial direction and serves to guide and support balls 37th
  • the pin receptacle is closed with a stop plate 42.
  • the stop plate 42 is connected to the threaded sleeve 18, for example by means of screw connections. Furthermore, the stop plate 42 has a in the passage opening of the threaded sleeve 18 extending ring portion 43.
  • a spring element 44 is arranged within the annular portion 43 of the cover plate 42.
  • the spring element 44 is designed, for example, as a screw spring.
  • the ball cage has an inwardly retracted ring step 45, at which the spring element 44 is supported with one end.
  • the spring element 44 extends through a gap between the ball cage 36 and the ring portion 43 and is supported on the stop plate 42 at the other end. By means of the spring element 44, the ball cage 36 is acted upon by a spring force counter to the feed direction 62.
  • the ball cage 36 has on the side facing the cover plate 21, a cylindrical side wall 39, in the example. a total of eight, extending in the radial direction ball inlet openings 40 are formed. A ball 37 is supported in each ball entry port 40. The ball entry ports 40 extend through the side wall 39 and are equidistantly spaced from one another in the circumferential direction.
  • the diameter of the ball inlet openings 40 is slightly larger at the radial outer end than that of the balls 37, so that the balls 37 can move radially inwardly into the ball inlet openings 40 from the outside.
  • At the radially inner end of the diameter of the ball inlet openings 40 is tapered, that is less than that of the balls 37. In this way it is avoided that the balls 37th completely inwardly into the cavity of the ball cage 36 can pass.
  • the inner surface of the ball cage 36 tapers conically in the region facing the base plate, so that a catch pin 51 can be positively accommodated with its correspondingly complementary conically shaped front end region.
  • the height of the ball cage 36 is substantially less than the distance between the annular web 31 of the threaded sleeve 18 and the stop plate 42, so that the ball cage 36 is mounted in the axial direction movable within the pin receptacle 30.
  • the catch pin 51 is an elongated cylindrical body, at the front end portion of a cone-shaped portion is formed, which serves as an insertion bevel.
  • the catch pin 51 has adjacent to the insertion a circumferential annular groove 64, in which the balls 37 can engage detent.
  • the pin receptacle 30 By rotating the insertion bushing 5 and thus the threaded tube 15 in a first predetermined direction, the pin receptacle 30 is moved by the meshing engagement between the threaded tube 15 and the threaded sleeve 18 in the direction of the base plate 28. Since the catch pin is fixed detent in the pin holder 30, it is taken. The pin holder 30 reaches its end position when it comes with its impact plate 42 on the base plate 28 abuts (Fig. 9b, 10b). In this position, the front end of the catch pin 51 is arranged at a distance from the stop plate 42.
  • the fishing pin 51 may be externally, i. not by the movement means formed by the meshing engagement between the threaded tube 15 and the threaded sleeve 18, but by another device, e.g. an additional docking device a little further in the direction of the stop plate 42 are moved.
  • the catch pin 51 is thus held with a movement play in the feed direction 62.
  • FIGS. 9c, 10c show the state in which the catch pin 51 has traveled to the maximum extent into the merging device 1 and abuts against the stop plate 42 with its front end.
  • the threaded tube 15 is rotated in the direction opposite to retraction.
  • the pin holder 30 is moved in the direction of the cover plate 21.
  • the ball cage 36 abuts against the cover plate 21.
  • the spring element 27 rests against the cover plate 21 in such a way that the spring element 27 counteracts the further movement of the threaded sleeve with some bias.
  • This spring force must be overcome in order to move the threaded sleeve 18 with the clamping portion 32 in the direction of the cover plate 21. Since the ball cage is already applied to the cover plate, the threaded sleeve 18 and thus the clamping portion 32 is moved relative to the ball cage 36, whereby the balls 37 are released. The balls 37 come out a bit radially outward from the ball inlet openings 40, whereby the engagement with the catch pin 51 is released. By the spring element 27, it is thus necessary to expend an additional force to release the latching engagement between the catch pin 51 and the merging device.
  • the spring element forms a securing device, which enables the catch pin to be extended out of the merging device, but not released, before the spring force of the spring element 27 is overcome. During operation, it may be sufficient for maintenance work that the catch pin is extended out of the merging device but not released. Due to the additional force required to release the connection, it is possible to specifically approach a deployed but not disengaged position.
  • a further securing device can be provided which reliably and reliably prevents unintentional unlatching of the catch pin from the latching device.
  • the securing device can be designed in such a way that a securing pin 65 extending in the axial direction is provided on the side of the stop plate 42 facing the base plate 28.
  • the locking pin 65 extends through a central opening in the base plate 28.
  • the locking pin 65 has an annular groove 66 at its end remote from the pin receptacle 30.
  • the annular groove 66 is stepped with its edge remote from the pin receptacle 30 and with its edge facing the pin receptacle 30 as a sliding bevel 67.
  • a tubular housing 68 is arranged, in which the locking pin 68 retracts when a catch pin 51 is retracted.
  • a spring pin 69 is disposed transversely to the longitudinal axis 61 on the housing 68 and spring-loaded such that it presses with its end face against the lateral surface of the locking pin 65.
  • the securing device can also be configured such that plate springs 70 are provided instead of the spring element 27, which are arranged on the end face of the threaded sleeve 18 facing the cover plate.
  • the disc springs are fastened by means of screws to the threaded sleeve 18.
  • the threaded tube receiving plate 14 has recesses into which the screws can retract with their heads, but not the disc springs fit into the recesses.
  • the disc springs must be compressed as well as the spring elements 27 to allow a relative movement between the threaded sleeve 18 and the ball cage 36.
  • the disc springs 70 effect at low height a large spring force, which must be overcome to release the locking connection.
  • the catch pin 51 is held in the retracted position with play in the axial direction. Only when externally acting on the catch pin 51, he proposes with its front end to the stop plate 42 (Fig. 9c, 10c). These embodiments are intended to cooperate with another docking device with which the final position of the handling device and the test head is fixed and fixed. Therefore, the merging device may be formed with a considerable play in the axial direction and / or transversely to the axial direction as compared to a docking device.
  • the merging device is preferably combined with a docking device according to DE 102 16 003 B4. DE 102 16 003 B4 is hereby incorporated by reference.
  • the retracted position of the catch pin is formed substantially free of play.
  • a cone-shaped stop can be formed on the catch pin, which stop is designed to fit the first or second conical section of the insertion opening 6.
  • the stopper may also cooperate with the end face of the insertion opening 6 or it may be arranged on the base plate 28 in the direction of the cover plate 21 facing stop pins which can pass through corresponding openings in the stop plate 42 and to which the catch pin in the retracted position shown in FIG 9b, 10b with its front side strikes.
  • FIG. 12 schematically shows a fastening plate 4 with four joining devices 1 according to the invention, which are each arranged in the corner region of the mounting plate 4, which is approximately rectangular in plan view.
  • a catch pin 51 is inserted into each of the merging devices 1 respectively.
  • a toothed belt 71 is provided, which is designed as an endless toothed belt and rotates at the edge region of the mounting plate 4.
  • the toothed belt is guided by guide rollers 72.
  • the timing belt 71 is engaged with a drive gear 73.
  • the drive gear 73 is coupled to a hand wheel 74, with which the drive wheel 73 can be rotated manually, so that the toothed belt 71 is set in motion.
  • the toothed belt 71 is in meshing engagement with the rotary flanges 13 of the merging devices 1. Since all the merging devices 1 are coupled to the same toothed belt 71, they are operated synchronously. This causes the tucking pins 51 to retract or extend synchronously. Only a merging device 1 is formed with a securing device with a locking pin 65 (in Figure 12, the corresponding housing 68 can be seen). To secure the release of the latching connection, a single securing device is sufficient, since all the merging devices 1 are actuated synchronously.
  • a circulating endless chain can also be provided.
  • a motor electric stepper motor, hydraulic motor, etc.
  • the attachment plate 4 is designed to be attached to a test head 2 (FIG. 13a).
  • an interface module 75 which has spring contact pins (not shown) for contacting the contact points of the respective test specimens, is shown schematically in a roughly simplified manner.
  • the interface unit 75 can preferably be inserted into the test head 2 by means of a drawer module, as can be seen, for example, from JP0959730A, US2003 / 0194821 A1 or EP1495339B1 or DE102012103893, and can be moved out with this drawer module for easy replacement.
  • a composite plate 76 is shown, which has four eyelets 77, to each of which a catch pin 51 by means of a quick-release mechanism can be releasably or coupled fastened.
  • the composite plate 76 is formed to be attached to a manipulator 3. Both the mounting plate 4 and the composite plate 76 are formed approximately rectangular in the top view and have a central large-area opening. They thus form a rectangular frame.
  • a system according to the invention for merging a first device consisting of a handler or a tester with a second device consisting of an electronic component test head preferably comprises a handling device, a test head attached to a movable manipulator and at least one inventive merging device and a corresponding one catching pin.
  • the entire process of merging and detaching the test head and manipulator can be performed by a single person.
  • the manipulator takes the weight of the test head and in that at least one catch pin is provided, the test head only has to be roughly positioned in order to be attracted and "precisely positioned" by the catch device of the merging device.
  • the linear displacement device is designed as a threaded sleeve with an internal thread, which engages in a corresponding outer thread of the threaded sleeve.
  • the linear displacement device 50 may also be a screw or gear drive, such as a threaded rod which is offset by a drive in a rotational movement and thereby causes a displacement of the latching device, or be a hydraulic or a pneumatic piston.
  • Thread tube receiving plate 54 Thread tube receiving plate 54.
  • Linear sliding device Threaded tube 55.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zusammenführvorrichtung zum Zusammenführen einer aus einem Handler oder einem Prober bestehenden ersten Vorrichtung mit einer aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung, wobei die Zusammenführvorrichtung an einer ersten oder zweiten Vorrichtung befestigbar ist, und eine Rasteinrichtung, mit einer zylinderförmigen Stiftaufnahme zum Aufnehmen und rastenden Fixieren eines vorderen Endes eines Fangstiftes aufweist, und der Fangstift entsprechend an der anderen Vorrichtung befestigbar ist, wobei die Rasteinrichtung an eine Linearverschiebungseinrichtung derart gekoppelt ist. Die zylinderförmige Stiftaufnahme ist mittels der Linearverschiebungseinrichtung um zumindest einen Weg linear verschiebbar, der dem Vielfachen der Länge des vorderen in die Stiftaufnahme einführbaren Abschnittes des Fangstiftes entspricht, und/oder die Rasteinrichtung ist an eine Linearverschiebungseinrichtung derart gekoppelt, dass das Rastelement, das Federelement und die Stiftaufnahme der Rasteinrichtung mit eingerastetem Fangstift mittels der Linearverschiebungseinrichtung linear verschiebbar sind, so dass die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung relativ zueinander bewegbar sind.

Description

Zusammenführvorrichtunq
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammenführvorrichtung zum Zusammenführen einer aus einem Handler oder einem Prober bestehenden ersten Vorrichtung mit einer aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vor- richtung.
In der DE 10 2004 031 426 A1 sind ein Dockingantrieb, ein Verriegelungselement und ein Dockingsystem beschrieben. Das Dockingsystem ist zum Verbinden eines Testkopfes mit einem Handler, einem Prober oder einem Versteifungsrahmen aus- gebildet. Dieses Dockingsystem weist vier Verriegelungsmechanismen auf, die nach dem Stecker-Buchse-Prinzip ausgebildet sind. Weiterhin sind Verriegelungsantriebe vorgesehen, die Schrittmotoren aufweisen können. Der Verriegelungsmechanismus weist eine Buchse auf, in die ein Zapfen (Verriegelungselement) eingeführt werden kann. Zum Verriegeln des Zapfens in der Buchse sind federbelastete Verriegelungs- elemente (Fangvorrichtungen und Verriegelungsvorrichtungen) zum Eingreifen in entsprechende Aufnahmen des Zapfens vorgesehen. Zum Verschieben der Buchse ist ein schneckengetriebener Einziehmechanismus (Bewegungsmechanismus) vorgesehen. Eine Schneckenwelle des Einziehmechanismus steht mit einer, in einer Bodenplatte (Balken) der Buchse ausgebildeten Gewindebohrung in Eingriff. Die fe- derbelasteten Verriegelungselemente sind in einer mit der Bodenplatte der Buchse verbundenen ringförmigen Buchsenwandung (Bauelement) aufgenommen. Die Buchse ist in Docking-Richtung bzw. Z-Richtung durch den Schneckenantrieb verschiebbar. Durch die Verwendung eines Schneckenantriebes, erstreckt sich die Schnecke beim Einziehen der Buchse und des Zapfens in den Innenraum der Buchse und muss somit im Zapfen aufgenommen werden. Daher weist der Zapfen eine längliche, in Z-Richtung offene, Aufnahme (Öffnung) zum Aufnehmen der Schneckenwelle des Einziehmechanismus auf.
Aus der US 2004/0 018 048 A1 geht ein pneumatisches Docking-System hervor. Dieses Docking-System offenbart Fangstifte, die einen kegelförmigen Endabschnitt aufweisen, der in einer entsprechenden Ausnehmung eines Aufnahmeelements anordbar ist. Die Fixierung des konischen Endbereichs des Fangstiftes erfolgt mittels dreier, mit entsprechenden konusförmigen Aufnahmen ausgebildeten Rastelemente.
In der US 2003/0 194 821 A1 ist ein automatisches Testsystem beschrieben. Dieses Testsystem umfasst eine Unteranordnung, die beim Austausch einer Schnittstelleneinheit verwendet werden soll. Die Unteranordnung weist ein klappbares Element auf, das an einem Testsystem befestigt ist. Weiterhin ist ein ausziehbares Element auf dem klappbaren Element verschiebbar gelagert. Zum Fixieren der Schnittstelleneinheit auf dem ausziehbaren Element können mehrere Stifte vorgesehen sein, die in entsprechende Ausnehmungen in der Schnittstelleneinheit eingreifen.
In der DE 102 16 003 B4 ist eine weitere Dockingvorrichtung offenbart. Diese Do- ckingvorrichtung umfasst eine Verriegelungseinheit, die eine von einer Betätigungseinrichtung in Drehung versetzbare Gewindehülse mit Innengewinde aufweist. Eine Kugelklemmhülse ist dabei drehfest, aber in ihrer Axialrichtung verschiebbar angeordnet und weist ein mit dem Innengewinde der Gewindehülse kämmendes Außengewinde auf, so dass ein Drehen der Gewindehülse mit einer Axialbewegung der Kugelklemmhülse gekoppelt ist. Die Gewindehülse wirkt dabei als eine Art axial festgelegte Spindelmutter, während die drehfeste Kugelklemmhülse mit einer Spindel ver- gleichbar ist, welche durch das Drehen der Gewindehülse axial bewegt wird.
Das Andocken des Testkopfs am Handhabungsgerät erfolgt dabei derart, dass zunächst der Testkopf soweit auf das Handhabungsgerät bzw. die Dockingplatte zube- wegt wird, bis Verriegelungsstifte in mittige Einführöffnungen der Verriegelungseinheiten eingeführt sind, wodurch der Testkopf zentriert wird. Anschließend werden die Verriegelungseinheiten durch Drehen des Handhabungsteils derart betätigt, dass die Verriegelungsstifte und damit der Testkopf noch ein kleines Stück zur Dockingplatte bis hin zur Endposition gezogen und dort in dieser Stellung verriegelt wird.
Diese Dockingvorrichtung ermöglicht es eine präzise ausgerichtete Verbindung zwischen einem Testkopf und einem Handhabungsgerät bereitzustellen. Darüber hinaus kann die Dockingvorrichtung derart ausgestaltet werden, dass die Verriegelungsein- heit(en) ohne weiteres an verschiedenen Stellen der Dockingplatte befestigt werden kann (können), so dass bei einem Wechsel des Testkopf- oder Handhabungsgerätetyps häufig nur die Verriegelungseinheiten an anderen Stellen der Dockingplatte befestigt werden müssen, um auch an einen anderen Testkopf bzw. ein anderes Handhabungsgerät zu passen. Die Dockingvorrichtung ist somit auch leichter an unter- schiedliche Gerätetypen anpassbar.
Bei dieser Dockingvorrichtung sind zum Zusammenführen des bis zu 1000 kg schweren Testkopfs und des Handhabungsgerätes zumindest zwei Personen notwendig, um den Testkopf bzgl. des Handhabungsgerätes derart auszurichten, dass die Ver- rieglungsstifte in die entsprechenden Verriegelungseinheiten einführbar sind, da der Testkopf aufgrund seines Eigengewichtes sehr träge ist und damit die Verriegelungsstifte nicht immer optimal in linearer Flucht mit den Verriegelungseinheiten ausrichtbar sind. Hierbei ist auch zu beachten, dass der Schwerpunkt je nach Ausrichtungszustand des Testkopfes erheblich variieren kann und es nicht möglich ist, den An- griffspunkt am Testkopf immer optimal bzgl. seines Schwerpunktes auszurichten.
Aus der DE 10 021 600 03 B4 geht eine Dockingvorrichtung zum Verbinden in einer exakt ausgerichteten Position eines Halbleiter-Testkopfs mit einem Halbleiter-Handler hervor. Diese hat je eine testkopfseitige und eine handlerseitige Verbindungsvorrich- tung, eine Handhabungsvorrichtung zum Handhaben einer Kontaktierungsvorrichtung und eine Koppelvorrichtung zum Koppeln der Verbindungsvorrichtungen. Die Koppelvorrichtung weist eine erste Verschiebeeinrichtung auf, die das translatorische und geführte Verschieben der testkopfseitigen Verbindungsvorrichtung relativ zur hand- lerseitigen Verbindungsvorrichtung aufeinander zu und voneinander weg erlaubt.
Zum Testen elektronischer Bauelemente, wie beispielsweise integrierten Schaltun- gen (IC), wird eine Testvorrichtung mit einem Testkopf verwendet, der mit einem Handhabungsgerät für die elektronischen Bauelemente, beispielsweise einem Handler oder Prober, verbunden werden muss. Um das Andocken des bis zu 1000 kg schweren Testkopfs an das Handhabungsgerät auf möglichst einfache, leichte und präzise Weise zu ermöglichen, sind spezielle Dockingvorrichtungen, d. h. Kupplungs- Vorrichtungen, entwickelt worden, die einerseits am Handhabungsgerät und andererseits am Testkopf befestigt werden.
Trotz der Verwendung einer solchen Dockingvorrichtung ist das Zusammenführen eines Testkopfs mit einem Handhabungsgerät aufwendig. Der Testkopf wird mit ei- nem Manipulator angehoben und im angehobenen Zustand zum Handhabungsgerät manövriert. Hierzu sind in der Regel zwei Personen notwendig, die den Testkopf genau bzgl. des Handhabungsgerätes positionieren, so dass die Dockingvorrichtung die beiden Geräte verbinden kann. Die noch nicht veröffentlichte DE 10 2012 103 893 betrifft ein schubladenartiges Modul zum Austauschen einer etwa ebenflächigen Schnittstelleneinheit in einem Testsystem zum Testen von Halbleiterelementen. Das Modul umfasst ein Basiselement, eine Halterung und Führungselemente. Die Führungselemente sind derart ausgebildet, dass die Schnittstelleneinheit durch eine geradlinige, translatorische Bewegung aus einer Endposition in eine Zwischenposition und von der Zwischenposition in eine Entnahmeposition verfahrbar ist, die außerhalb des Testsystems angeordnet ist. Der Mechanismus umfasst einen Hebelmechanismus, der von einer Kulisse gesteuert wird, die quer zur geradlinigen Translationsbewegung der Halterung beweglich gelagert ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung bereitzustellen die ein einfaches Zusammenführen von Testkopf und Handhabungsgerät ermöglicht. Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Patentanspruch 1 , die im Patentanspruch ... und/oder die im Patentanspruch .... angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Eine Zusammenführvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zum Zusammenführen einer aus einem Handler oder einem Prober bestehenden ersten Vorrichtung mit einer aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung ausgebildet, wobei die Dockingvorrichtung an der ersten oder der zweiten Vorrichtung befestigbar ist. Weiterhin ist eine Rastein- richtung, mit einer zylinderförmigen Stiftaufnahme zum Aufnehmen und rastenden Fixieren eines vorderen Endes eines Fangstiftes vorgesehen, wobei der Fangstift entsprechend an der anderen Vorrichtung befestigbar ist, und die Rasteinrichtung an eine Linearverschiebungseinrichtung derart gekoppelt ist, dass die zylinderförmige Stiftaufnahme mittels der Linearverschiebungseinrichtung um zumindest einen Weg linear verschiebbar ist, der dem Vielfachen der Länge des vorderen in die Stiftaufnahme einführbaren Abschnittes des Fangstiftes entspricht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Handhabungsgerät ein Handler oder ein Prober verstanden.
Der Begriff Zusammenführen bedeutet, dass die erste und zweite Vorrichtung über einen vorbestimmten Weg, der vorzugsweise zumindest 10 cm, insbesondere zumindest 15 cm oder 20 cm beträgt. Der vordere in die Stiftaufnahme einführbare Abschnitt des Fangstiftes erstreckt sich vom vorderen Ende des Fangstiftes bis zu Rastmittel der Rasteinrichtung, welche am Fangstift eingreifen.
Beim Verbinden von Testkopf mit der Handhabungseinrichtung wird der Testkopf zumeist von einem Manipulator gehalten, um diesen an das Handhabungsgerät heranzuführen und zu positionieren. Bisher wurden der Testkopf und das Handhabungsgerät von dem Bediener der Testanlage manuell zusammengeführt. Erst wenn der Testkopf unmittelbar angrenzend am Handhabungsgerät angeordnet ist, d.h. einen Abstand von weniger als 5 cm aufweist, wurden die beiden Geräte mittels einer Dockingvorrichtung miteinander ver- bunden und exakt zueinander ausgerichtet.
Das exakte Anordnen des Testkopfes bzgl. der Handhabungsvorrichtung war sehr aufwendig und erforderte in der Regel zwei Bediener. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass Dockingvorrichtungen zum präzisen Ausrichten von Handhabungsgerät und Testkopf zueinander ausgebildet sind. Daher werden Verriegelungsstifte einer solchen Dockingvorrichtung in entsprechenden Ausnehmungen einer Verriegelungseinheit nahezu spielfrei aufgenommen. Dies bedeutet jedoch, dass der Testkopf und das Handhabungsgerät, bzw. die Verriegelungsstifte zu den entsprechenden Ausnehmungen, sowohl in ihrer Position als auch in ihrer linearen Flucht bzw. Richtung präzise zueinander angeordnet werden müssen. Die Stirnflächen des Testkopfes und der Handhabungseinrichtung mussten in geringem Abstand zueinander angeordnet werden und parallel ausgerichtet sein, so dass alle Verriegelungsstifte in die entsprechenden Ausnehmungen eingreifen können. Dies alles macht das Verbinden von Testkopf und Handhabungsgerät aufwendig.
Mit der erfindungsgemäßen Zusammenführvorrichtung können das Handhabungsgerät und der Testkopf um einen vorbestimmten Weg zusammengeführt werden, da die zylinderförmige Stiftaufnahme mittels der Linearverschiebungseinrichtung um zumindest einen Verschiebeweg linear verschiebbar ist, der dem Vielfachen der Länge des vorderen in die Stiftaufnahme einführbaren Abschnittes des Fangstiftes entspricht.
Der Verschiebeweg beträgt vorzugsweise zumindest das 4-, 5-, und insbesondere das 10-Fache der Länge des vorderen in die Stiftaufnahme einführbaren Abschnittes des Fangstiftes.
Das Zusammenführen des Handhabungsgerätes und des Testkopfes wird erheblich vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammenführvorrichtung liegt darin, dass für Wartungsarbeiten das Handhabungsgerät und der Testkopf ein Stück auseinander gefahren werden können, so dass deren Stirnflächen frei liegen, ohne dass die rastende In-Eingriffnahme zwischen dem Fangstift und der Stiftaufnahme gelöst werden muss. Nach der Wartungsarbeit können das Handhabungsgerät und der Testkopf mittels der Linearverschiebungseinrichtung einfach wieder zusammengeführt werden. Andererseits ist auch ein vollständiges Lösen des Testkopfes vom Handhabungsgerät einfach möglich, indem die Rastverbindung zwischen dem Fangstift und der Rasteinrichtung gelöst wird. Die erfindungsgemäße Zusammenführvor- richtung erleichter somit erheblich die Handhabung vom Handhabungsgerät und dem Testkopf bei Wartungsarbeiten.
Die Linearverschiebungseinrichtung kann eine Bewegungseinrichtung umfassen, die seitlich versetzt zu einem in der Stiftaufnahme ausgebildeten Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Fangstiftes angreift, wobei vorzugsweise eine Linearführung vorgesehen sein kann.
Dadurch, dass die Bewegungseinrichtung seitlich versetzt zu einem in der Stiftaufnahme ausgebildeten Aufnahmebereich angreift, kann die Länge des linearen Weg- es, um den die Stiftaufnahme mittels der Linearverschiebungseinrichtung verschiebbar ist, beliebig lang ausgebildet sein. Dies liegt daran, dass der Weg, um den die Stiftaufnahme verschiebbar ist, nicht durch die Anordnung des mechanischen Aufbaus der Bewegungseinrichtung der Linearverschiebungseinrichtung behindert wird. Das bedeutet die Bewegungseinrichtung ist neben bzw. seitlich versetzt zur Stiftauf- nähme bzw. eines Stiftraumes angeordnet und nicht in dem Bereich in dem die Stiftaufnahme verschoben wird.
Weiterhin kann die Zusammenführvorrichtung im Bereich der zylinderförmigen Stiftaufnahme zum Aufnehmen und rastenden Fixieren des vorderen Endes eines Fang- Stiftes und/oder im Bereich einer Einführöffnung bzw. Einführbuchse ein gewisses Spiel gegenüber dem Fangstift aufweisen. Dies vereinfacht das Zusammenführen von Testkopf und Handhabungsgerät zusätzlich, da Fangstift und Rasteinrichtung in ihrer linearen Flucht nicht so exakt zueinander ausgerichtet werden müssen. Vorzugsweise ist zumindest eine Zusammenführvorrichtung oder sind mehrere Zusammenführvorrichtungen an einer Verbindungsplatte befestigt, die wiederum entweder mit dem Handhabungsgerät oder mit dem Testkopf verbunden ist.
Die Verbindungsplatte ist rahmenförmig mit einer mittigen Ausnehmung ausgebildet, in der eine Schnittstelleneinheit bzw. eine Kontaktierungseinrichtung anordbar ist. Die Schnittstelleneinheit wird auch als LOAD-Board bezeichnet. Diese Schnittstelleneinheit wird in der Fachwelt auch als DUT-Board (DUT= device under test), PC (Probe Card), HIB (Handler Interface Board) oder PIB (Prober Interface Board) bezeichnet.
Die Schnittstelleneinheit kann an einem Schublademodul angeordnet sein, wie es aus der JP09159730A, der EP1495339B1 bzw. der US 2003/0194821 A1 und der DE 10 2012 103 893 hervorgeht. Eine solches Schubladenmodul umfasst einen Mecha- nismus zum geführten Ein- und Ausfahren einer Schnittstelleneinheit aus dem Bereich zwischen dem Testkopf und dem Handhabungsgerät. Dieses wird beim Austauschen der Schnittstelleneinheit aus dem Bereich zwischen dem Handhabungsgerät und dem Testkopf herausgezogen, um die Schnittstelleneinheit auszutauschen. Zum Herausziehen des Schubladenmoduls musste bisher die Verbindung zwischen dem Handhabungsgerät und demTestkopf gelöst werden, was die oben beschriebenen Probleme beim Zusammenführen mit sich bringt, oder es war ein Scherenmechanismus vorgesehen, der fest mit dem Testkopf und dem Handhabungsgerät verbunden ist und nicht ohne weiteres von diesen Geräten gelöst werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Zusammenführvorrichtung können das Handhabungsgerät und der Testkopf um eine vorbestimmte Länge auseinandergezogen werden, um die Schnittstelleneinheit auszutauschen. Das vordere Ende des Fangstiftes verbleibt dabei in der Rasteinrichtung der zylinderförmigen Stiftaufnahme rastend fixiert. Somit können nach dem Austausch der Schnittstelleneinheit das Handhabungsgerät und der Testkopf auf einfache Art und Weise wieder zusammengeführt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zusammenführvorrichtung einer aus einem Handler oder einem Prober bestehenden ersten Vorrichtung mit einer aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung ausgebildet, wobei die Zusammenführvorrichtung an der ersten oder der zweiten Vorrichtung befestigbar ist. Die Zusammenführvorrichtung weist eine Rasteinrichtung auf, die zumindest ein Rastelement, ein Federelement zum Beauf- schlagen des Rastelements mit einer Federkraft und eine Stiftaufnahme umfasst. Ein Fangstift ist entsprechend an der anderen Vorrichtung befestigbar, wobei der Fangstift mittels des Rastelements in der Stiftaufnahme fixierbar ist, und die Rasteinrichtung an eine Linearverschiebungseinrichtung derart gekoppelt ist, dass das Rastelement, das Federelement und die Stiftaufnahme der Rasteinrichtung mit eingeraste- tem Fangstift mittels der Linearverschiebungseinrichtung linear verschiebbar sind.
Die Rasteinrichtung ist mittels der Linearverschiebungseinrichtung linear verschiebbar, wobei der Verschiebeweg an sich beliebig lang ist und nur durch die räumlichen Gegebenheiten am Testkopf bzw. an der Handhabungseinrichtung beschränkt ist.
Mit der Zusammenführvorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein an sich beliebig langer Verschiebeweg ermöglicht, so dass alle oben anhand des ersten Aspektes erläuterten Vorteile gleichermaßen erzielt werden. Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zusammenführvorrichtung einer aus einem Handler oder einem Prober bestehenden ersten Vorrichtung mit einer aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung ausgebildet, wobei die Vorrichtung an einer ersten oder zweiten Vorrichtung befestigbar ist. Die Vorrichtung weist eine Rasteinrichtung, mit einer zylinder- förmigen Stiftaufnahme zum Aufnehmen und rastenden Fixieren eines vorderen Endes eines Fangstiftes auf, wobei eine Einführbuchse vorgesehen ist, die zumindest einen konusförmigen Einführabschnitt aufweist, der ein Einführen des Fangstiftes unter einem vorbestimmten Winkel ermöglicht. Dadurch, dass die Einführbuchse zumindest einen konusförmigen Einführabschnitt aufweist, ist ein Einführen des Fangstiftes unter einem vorbestimmten Winkel von 0° bis zu 40° und insbesondere von 0° bis 20° gegenüber einer Längsachse möglich. Die Längsachse ist konzentrisch zur zylinderförmigen Stiftaufnahme angeordnet und erstreckt sich entlang dem Verschiebeweg der zylinderförmigen Stiftaufnahme
Weiterhin kann erfindungsgemäß eine Sicherungseinrichtung vorgesehen sein, die ein unbeabsichtigtes Entrasten des Fangstiftes aus der Rasteinrichtung sicher und zuverlässig verhindert.
Die Sicherungseinrichtung für die Zusammenführvorrichtung, die auch für Docking- vorrichtungen geeignet ist, stellt einen eigenständigen Erfindungsgedanken dar, und kann auch in einer herkömmlichen Dockingvorrichtung verwendet werden.
Die Sicherungseinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass an der zylinderförmigen Stiftaufnahme an der vom Fangstift abgewandten Seite ein sich in axialer Richtung erstreckender Sicherungsstift vorgesehen ist, der in einer vorbestimmten Position derart arretierbar ist, dass die Rasteinrichtung in ihrer axialen Bewegung begrenzt ist. Hierdurch bleiben Rastelemente, wie z.B. Kugeln, der Rasteinrichtung in Ihrer Rastposition fixiert, wobei erst durch Lösen der Arretierung des Sicherungsstifts die Rastelemente im äußeren Eingriff mit dem Fangstift bringbar sind. Die Sicherungseinrichtung kann auch ein Federelement, wie z.B. Tellerfedern oder eine Schraubenfeder aufweisen, wobei diese zunächst mit einer vorbestimmten Kraft zusammengedrückt werden müssen, um die Rastelemente au ßer Eingriff mit dem Fangstift zu bringen. Weiterhin kann die Zusammenführvorrichtung auch derart ausgebildet sein, dass der Fangstift im eingezogenen Zustand an einem Anschlag anliegt, so dass die Vorrichtung nicht nur zum Zusammenführen sondern auch zum Ausrichten und Positionieren von Handhabungsgerät und Testkopf zueinander ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Anschlag konusförmig und passt formschlüssig in einen konus- bzw. trichter- förmigen Abschnitt einer Einführöffnung.
Gemäß einer derartigen Ausbildung der Zusammenführvorrichtung ist der Fangstift nahezu spielfrei in der Stiftaufnahme der Rasteinrichtung aufnehm- und arretierbar. Ein erfindungsgemäßes System zum Zusammenführen einer aus einem Handler o- der einem Prober bestehenden ersten Vorrichtung mit einer aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung umfasst vorzugsweise ein Handhabungsgerät, einen an einem verfahrbaren Manipulator befestigten Testkopf und zumindest eine erfindungsgemäße Zusammenführvorrichtung sowie einen entsprechenden Fangstift. Der ganze Vorgang des Zusammenführens und Lösens von Testkopf und Handhabungsgerät kann von einer einzigen Person ausgeführt werden. Der Manipulator nimmt die Gewichtskraft des Testkopfes auf und dadurch, dass zumindest ein Fangstift vorgesehen ist, muss der Testkopf lediglich grob positioniert werden, um dann von der Rasteinrichtung der Zusammenführvorrichtung angezogen und„exakt positioniert" zu werden.
Zusätzlich kann zumindest eine Docking-Vorrichtung vorgesehen sein, die z.B. ge- mäß der in der DE 102 16 003 B4 beschriebenen Docking-Vorrichtung ausgebildet ist, um das Handhabungsgerät und den Testkopf präzise zueinander auszurichten und miteinander zu verbinden. Auf die DE 102 16 003 B4 wird hiermit vollinhaltlich Bezug genommen. Ein solches System kann auch eine oben erläutertes Schubladenelement umfassen.
Es ist oftmals nicht einfach, den Testkopf aufgrund seines hohen Eigengewichts in seiner relativen Position zum Handhabungsgerät so exakt anzuordnen, dass ein Verbinden von Handhabungsgerät und Testkopf mit einer herkömmlichen Drehringvor- richtung nicht möglich ist. Ist der Testkopf gegenüber dem Handhabungsgerät unter einem vorbestimmten Winkel geneigt, kann ein Verriegelungsstift nicht in eine entsprechende Buchse der Dockingvorrichtung eingeführt werden (Figur 1 a, Figur 1 b). In diesem Fall muss dann manuell beim Ausrichten und Zusammenführen von Handhabungsgerät und Testkopf nachgeholfen werden. Schon bei geringen Neigungswin- kein des Testkopfes gegenüber dem Handhabungsgerät ist es nicht mehr möglich einen Verriegelungsstift in die Verriegelungseinheit einzuführen, da beispielsweise eine Kante des Testkopfes das Handhabungsgerät kontaktiert ohne dass ein Verriegelungsstift in eine Ausnehmung einer Verriegelungseinheit eingetreten ist. Daher sind wie bereits oben erläutert zumindest zwei Personen notwendig, um den Testkopf bezüglich des Handhabungsgerätes derart auszurichten, dass die Verriegelungsstifte in die entsprechenden Ausnehmungen der Verriegelungseinheiten einführbar sind. Zudem müssen meist alle Verriegelungsstifte synchron bzw. gleichzeitig in die ent- sprechenden Ausnehmungen der Verriegelungseinheiten eintreten.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in: Figur 1 a ein Handhabungsgerät und ein Testkopf mit einer Docking-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik im verbundenen Zustand, das Handhabungsgerät und der Testkopf mit der Docking-Vorrichtung aus Figur 1 a vor dem Verbinden,
Figur 2a ein Handhabungsgerät und ein Testkopf mit einer erfindungsgemäßen
Zusammenführvorrichtung im verbundenen Zustand,
Figur 2b das Handhabungsgerät und der Testkopf mit der Zusammenführvorrich- tung aus Figur 2a vor dem Verbinden,
Figur 3 eine schematisch grob vereinfachte Darstellung einer Zusammenführvorrichtung mit nicht eingezogenem Fangstift in einer seitlich geschnittenen Ansicht,
Figur 4 eine grob schematisch vereinfachte Darstellung einer Zusammenführvorrichtung aus Figur 3 mit eingezogenem Fangstift in einer seitlich geschnittenen schematischen Darstellung, Figur 5 eine Zusammenführvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung,
Figur 6 die Zusammenführvorrichtung aus Figur 5 in seitlicher Ansicht, Figur 7 die Zusammenführvorrichtung aus Figur 5 in einer Schnittansicht,
Figur 8 der Bereich der Zusammenführvorrichtung aus Figur 7 mit einem vorderen Ende eines Fangstiftes sowie einer Stiftaufnahme in vergrößerter Darstellung,
Figur 9a - 9d die Zusammenführvorrichtung in Schnittdarstellungen
schiedlichen Einzugspositionen,
Figur 10a - 10d jeweils vergrößerte Darstellung des Bereiches mit dem vorderen
Ende des Fangstiftes der Zusammenführvorrichtung gemäß Figur 9a - 9d, Figur 1 1 a— 1 1 d eine weitere Ausführungsform einer Stiftaufnahme in einer
Schnittansicht, perspektivischen Explosionsdarstellung, vergrößerten Darstellung eines Bereichs der Schnittansicht und einer Draufsicht,
Figur 12 eine Befestigungsplatte mit vier Zusammenführvorrichtungen, und
Figur 13a, 13b einen Testkopf mit erfindungsgemäßen Zusammenführvorrich- tungen in einer perspektivischen Darstellung und ein Ausschnitt hiervon in vergrößerter Darstellung. Im Folgenden wird das Zusammenführen eines Handhabungsgerätes 2 und eines Testkopfes 3 allgemein beschrieben.
Ein Handhabungsgerät 2 kann ebenso wie ein Testkopf ein Gewicht von mehreren 100 kg bis über eine Tonne aufweisen. Um eine zu testende Halbleitervorrichtung sicher elektrisch kontaktieren zu können muss eine stabile und mechanisch präzise Verbindung zwischen Handhabungsgerät und Testkopf ausgebildet werden. Im Handhabungsgerät werden Halbleiter einer Prüfstelle zugeführt. Die Prüfstelle ist durch eine Schnittstelleneinheit ausgebildet, welche im Bereich der Verbindungsbzw. Schnittstelle des Handhabungsgerätes und des Testkopfes angeordnet ist und eine Vielzahl von Federkontakten aufweist, um die Kontaktstellen der zu testenden Halbleiter zu kontaktieren. Die zu prüfenden Halbleiter können einzelnen Halbleiterbausteine ohne Gehäuse oder auch Wafer sein. Sie weisen komplexe analoge oder digitale Schaltungen mit einer Vielzahl Kontaktstellen auf, die zur Durchführung eines Testes kontaktiert werden müssen. Der Testkopf weist eine Testelektronik auf, mit welcher die elektrischen Messungen automatisch ausgeführt werden.
Zunächst müssen jedoch das Handhabungsgerät und der Testkopf zusammengeführt werden. Unter dem Begriff Zusammenführen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass das Handhabungsgerät 3 und der Testkopf 2 über einen vorbestimmten Weg, der vorzugsweise zumindest 10 cm, insbesondere zumindest 15 cm oder 20 cm beträgt, zusammengeführt werden. Das bedeutet, dass die Federkontakte der Schnittstellenvorrichtung nach dem Zusammenführen noch nicht endgültig positioniert sein müssen, so dass ein Test durchgeführt werden kann. Für die endgültige Ausrichtung und Fixierung des Testkopfes am Handhabungsgerät und damit für die exakte Positionierung der Schnittstelleneinheit an der Prüfstelle kann zusätzlich eine Dockingvorrichtung vorgesehen sein.
Zum Zusammenführen des Testkopfes und des Handhabungsgerätes ist der Testkopf an einem Manipulator angeordnet, um diesen zu bewegen. Im Folgenden wird der grundsätzliche Aufbau einer Zusammenführvorrichtung zum Zusammenführen eines Handhabungsgeräts 3 und eines Testkopfes 2 allgemein beschrieben (Figur 3, Figur 4).
Die Zusammenführvorrichtung 1 zum Zusammenführen eines Handhabungsgerätes 3 und eines Testkopfes 2 umfasst eine zylinderförmige Stiftaufnahme 30 zum Aufnehmen eines Fangstiftes 51 . Die zylinderförmige Stiftaufnahme 30 weist eine Rasteinrichtung 17 auf, so dass ein vorderes Ende des Fangstiftes 51 in der Stiftaufnahme 30 aufgenommen und rastend fixiert werden kann. Die Rasteinrichtung 17 weist Rastelemente 52, die am Innenumfang der zylinderförmigen Stiftaufnahme derart angeordnet sind, dass sie einen vorderen Endbereich eines Fangstiftes 51 umfassen können. Die Rastelemente 52 sind von einem Federelement 53 radial nach innen beaufschlagbar, so dass sie zur rastenden Fixierung in eine entsprechende Ausnahme oder Nut am Fangstift 51 eingreifen können. Als Rastelemente 52 können beispielsweise mehrere gleichmäßig beabstandet voneinander angeordnete Kugeln vorgesehen sein. Es können aber auch andere bekannte Rastmechanismen, wie z.B. Stifte, Bolzen, Nocken oder dergleichen, vorgesehen sein. Die zylinderförmige Stiftaufnahme 30 ist an eine Linearverschiebungseinrichtung 54 derart gekoppelt, dass die zylinderförmige Stiftaufnahme 30 mittels der Linearverschiebungseinrichtung 54 um zumindest ein Weg linear verschiebbar ist, der dem vielfachen der Länge des vorderen in die Stiftaufnahme einführbaren Abschnittes 50 des Fangstiftes 51 entspricht. Der vordere in die Stiftaufnahme 30 einführbare Ab- schnitt 50 des Fangstiftes 51 erstreckt sich vom vorderen Ende des Fangstiftes 51 bis zu den Bereich, an dem die Rastelemente 52 der Rasteinrichtung 17 in den Fangstift eingreifen.
Die Linearverschiebungseinrichtung 54 umfasst eine Linearführung 55 und eine Be- wegungseinrichtung 56. Bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist die Linearführung aus zwei parallel angeordneten Stangen 57 und zwei an der Stiftaufnahme 30 ausgebildeten Buchsen 58 ausgebildet, durch die sich die Stangen 57 erstrecken und entlang der die Buchsen 58 gleiten können. Eine der beiden Buchsen 58 ist mit der Bewegungseinrichtung 56 verbunden. In der in den Figu- ren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist die Bewegungseinrichtung 56 ein Riemen- oder Kettenantrieb mit einem endlosen Riemen 59. Der Riemen 59 ist um zwei Rollen geführt, wobei eine der beiden Rollen von einem Motor (nicht dargestellt) angetrieben wird. In der Stiftaufnahme 30 ist ein Aufnahmebereich zum Aufnehmen des Fangstiftes ausgebildet. Unter einem Aufnahmebereich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Ausnehmung in der Stiftaufnahme 30 verstanden, in der das vordere Ende des Fangstiftes 51 aufgenommen und rastend fixiert wird.
Weiterhin wird unter einem Stiftraum der gesamte Raum der Zusammenführvorrich- tung 1 verstanden, der von dem Fangstift im maximal eingezogenen Zustand eingenommen wird. Dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein zylindrischer sich in Richtung der Längsachse 61 der Zusammenführvorrichtung 1 erstreckender Raum dessen Durchmesser dem Durchmesser der zylindrischen Ausnehmung der Stiftaufnahme 30 entspricht.
Die Bewegungseinrichtung 56 greift seitlich versetzt zu dem in der Stiftaufnahme 30 ausgebildeten Aufnahmebereich bzw. dem Stiftraum an.
Das bedeutet, dass der Kraftfluss von der Bewegungseinrichtung, die den Antrieb ausbildet, parallel versetzt zur Längsachse 61 auf die Stiftaufnahme 30, die den Abtrieb ausbildet, erfolgt.
Die Zusammenführvorrichtung 1 weist an einem Endbereich eine Einführbuchse 60 auf. Die Einführbuchse 60 ist mit einer konusförmigen Innenfläche ausgebildet, die zum Einführen des Fangstiftes 51 einen Einführtrichter bildet. Der Einführtrichter verjüngt sich von außen nach innen. Die Einführbuchse 60 ist ortsfest angeordnet. Sie fluchtet zur zylinderförmigen Stiftaufnahme.
Beim Einführen eines Fangstiftes 51 in die Zusammenführvorrichtung 1 ist die Auf- nähme 30 angrenzend zur Einführbuchse 60 angeordnet (Fig. 3). Die Einführbuchse 30 weist an dem zur Stiftaufnahme benachbarten Bereich etwa den gleichen Innendurchmesser wie die Stiftaufnahme 30 auf. Ein Fangstift 51 wird selbst, wenn er mit einer Neigung von einigen Grad gegenüber der Längsachse 61 der Zusammenführ- Vorrichtung 1 eingeführt wird, durch die Einführbuchse 60 sicher in die Stiftaufnahme 30 mit seinem vorderen Ende eingeführt. In der Aufnahme 30 wird der Einführstift 51 mittels der Rasteinrichtung 17 fixiert. Mittels der Bewegungseinrichtung 56 wird die Stiftaufnahme 30 in die Zusammenführvorrichtung 1 und damit auch der Fangstift 51 eingezogen (Fig. 4).
Die Einführbuchse 60 und die Stiftaufnahme 30 weisen einen etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Fangstiftes 51 auf. Durch dieses Spiel kann der Fangstift auch mit etwas Neigung gegenüber der Längsachse 61 auch noch beim Einrasten (Fig. 3) angeordnet sein. Wird dann die Stiftaufnahme 30 und damit der Fangstift (51 ) eingezogen, dann entfernt sich die Stiftaufnahme 30 von der Einführbuchse 60. Das Spiel im Bereich der Einführbuchse 60 und der Stiftaufnahme 30 ist das Gleiche, da jedoch der Fangstift 51 nun an seinen beiden Endbereichen mit diesem Spiel gegenüber der Längsachse 61 ausgerichtet ist, ist die Neigung des Fangstifts nun gering gegenüber der Längsachse 61 . Durch das Einziehen über einen langen Weg können somit nicht nur ein Testkopf und eine Handhabungsgerät über einen langen Weg zusammengeführt werden, sondern es erfolgt auch eine Ausrichtung des Fangstiftes 51 bzgl. der Längsachse 61 , selbst wenn im Bereich der Ein- führbuchse 60 und der Stiftaufnahme 30 ein Spiel bzgl. des Fangstiftes vorhanden ist. Dies bedeutet, dass beim Einrasten (Fig. 3) die Ausrichtung des Testkopfes bzgl. des Handhabungsgerätes ungenau sein kann und durch das Einziehen des Fangstiftes der Testkopf und das Handhabungsgerät präziser zueinander ausgerichtet werden.
Die Zusammenführvorrichtung 1 dient zum Zusammenführen eines Handhabungsgerätes, das aus einem Handler oder einem Prober besteht, und einem Testkopf. Diese beiden Vorrichtungen werden im Folgenden auch als erste Vorrichtung 2 und als zweite Vorrichtung 3 bezeichnet. Die Zusammenführvorrichtung 1 kann sowohl an der ersten oder der zweiten Vorrichtung 2, 3 angeordnet sein. An der jeweils anderen Vorrichtung 3, 2 ist dann der korrespondierende Fangstift befestigt, so dass die erste und die zweite Vorrichtung zusammengeführt werden können. Die Zusammenführvorrichtung kann in die erste oder zweite Vorrichtung integriert sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zusammenführvorrichtung 1 an einer Befestigungsplatte angeordnet ist.. Die Befestigungsplatte ist an eine bestehende erste oder zweite Vorrichtung befestigbar, so dass bereits bestehenden Vorrichtungen mit der Zusammenführvorrichtung ausrüstbar sind. Mittels der Befestigungsplatte kann somit ein bereits bestehendes Handhabungsgerät oder ein bestehender Testkopf mit der Zusammenführvorrichtung nachgerüstet werden.
Vorzugsweise sind mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier Zusammenführvorrichtungen zum Zusammenführen einer ersten und zweiten Vorrichtung vorgesehen. Diese mehreren Zusammenführvorrichtungen werden vorzugsweise synchron angetrieben, so dass die mehreren Fangstifte synchron eingezogen werden.
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Zusammenführvorrichtung 1 anhand der Figuren 5 bis 8 beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel einer Zusammenführvorrichtung 1 ist an einer Befestigungsplatte 4 ausgebildet. Die Befestigungsplatte 4 ist beispielsweise mittels Schraubenverbindungen mit der ersten Vorrichtung 2 bzw. der zweiten Vorrichtung 3 verbindbar.
An der Befestigungsplatte 4 ist beabstandet und parallel zur Befestigungsplatte 4 eine Basisplatte 28 angeordnet (Fig. 5, 6). Die Basisplatte 28 ist mittels vier langer Abstandsstifte 29 mit der Befestigungsplatte 4 verbunden. Die Abstandsstifte 29 sind an den Eckbereichen der rechteckigen Basisplatte 28 befestigt.
Die Befestigungsplatte 4 weist an dem der Basisplatte 28 gegenüberliegenden Bereich eine Öffnung auf, in die eine zylinderförmige Einführbuchse 5 eingesetzt ist. Eine von der Einführbuchse 5 zur Basisplatte 28 weisende Richtung wird im folgenden als Einzugsrichtung (Pfeil 62 Fig. 8) bezeichnet. Die Einführbuchse 5 ist koaxial zu einer Längsachse 61 angeordnet, die senkrecht auf der Ebene der Befestigungsplatte 4 steht. Die Einführbuchse 5 weist eine Einführöffnung 6 auf. Die Einführöffnung 6 umfasst vorzugsweise in Einzugsrichtung 62 einen ersten konusförmigen Abschnitt 7, einen zweiten konusförmigen Abschnitt 8 sowie einen zylindrischen Abschnitt 9 auf. Der erste konusförmige Abschnitt 7 weist einen Öffnungswinkel von in etwa bis zu 25° auf. Der zweite konusförmige Abschnitt 8 weist einen Öffnungswinkel von in etwa 10° bis 15° auf.
Im Bereich des zylinderförmigen Abschnitts 9 ist au ßenseitig an der Einführbuchse 5 ein umlaufender Ringsteg 63 ausgebildet. Ober- und unterhalb des Ringsteges ist jeweils ein Axiallager 10 und am radialen äu ßeren Rand ist ein Radiallager 1 1 angeordnet. Die Lager 10, 1 1 , sind oberseitig und unterseitig von einer oberen und einer unteren Lagerplatte 12 in der Befestigungsplatte 4 fixiert. Die Lagerplatten 12 sind beispielsweise mittels Schraubenverbindungen mit der Befestigungsplatte 4 verbundenen. Mittels der axialen Lager 10 und der radialen Lager 1 1 ist die Einführbuchse 5 in axialer und radialer Richtung fixiert und drehbar gelagert.
Im Bereich des ersten und zweiten konusförmigen Abschnitts 7, 8 ist an der Einführbuchse 5 außenseitig ein Drehflansch 13 einteilig ausgebildet. Der Drehflansch kann Zähne aufweisen, die mit einem Zahnriemen in Eingriff treten können.
Die drehbar gelagerte Einführbuchse 5 erstreckt sich ein kleines Stück bis unterhalb der unteren Lagerplatte 12. Unterseitig in Fig. 7 und 8 ist an der Einführbuchse 5 eine Gewinderohraufnahmeplatte 14 fixiert. Die Verbindung der Gewinderohraufnahmeplatte 14 mit der Einführbuchse 5 erfolgt beispielsweise mittels entsprechender Schraubenverbindungen.
An der Gewinderohraufnahmeplatte 14 ist ein Gewinderohr 15 fixiert. Die Verbindung des Gewinderohrs 15 mit der Gewinderohraufnahmeplatte 14 kann beispielsweise über Schraubenverbindungen erfolgen. Das Gewinderohr ist koaxial zur Längsachse 61 angeordnet.
Die Einführbuchse 5, die Gewinderohraufnahmeplatte 14 und das Gewinderohr 15 bilden eine um die Längsachse 61 drehbar gelagerte Einheit. Innerhalb des Gewinderohres 15 ist eine längs der Längsachse 61 verschiebbare zylinderförmige Stiftaufnahme 30 mit einer Rasteinrichtung 17 vorgesehen. Die Stiftaufnahme 30 umfasst eine Gewindehülse 18, die außenseitig mit einem Außengewinde 19 ausgebildet ist. Das Außengewinde 19 steht mit dem Innengewinde 16 des Gewinderohres 15 kämmend in Eingriff.
Zur axialen Führung und zur Sicherung gegen Verdrehen ist die Stiftaufnahme 30 von einer Axialführeinrichtung 20 geführt. Die Axialführeinrichtung 20 umfasst vorzugsweise vier Führungsstifte 23, die an der Basisplatte 28 befestigt sind und parallel zur Längsachse 61 verlaufen. Benachbart aber mit geringfügigem Abstand ist zur Gewinderohraufnahmeplatte 14 eine Abdeckplatte 21 angeordnet, die mit den Führungsstiften 23 bspw. über Schraubenverbindungen verbunden ist. Die Abdeckplatte 21 ist im Gegensatz zur Gewinderohraufnahmeplatte 14 drehfest angeordnet.
Die Führungsstifte 23 sind innerhalb des Gewinderohrs 15 und die Abstandsstifte 29 sind außerhalb des Gewinderohrs 15 angeordnet. In der Gewindehülse 18 der Stiftaufnahme 30 sind vier sich in axialer Richtung erstreckende Führungsbohrungen 24 ausgebildet, durch die sich jeweils ein Führungsstift 23 erstreckt. Hierdurch ist ein in axialer Richtung geführtes Verschieben der Stiftaufnahme 30 möglich und es wird weiterhin sichergestellt, dass sich die Stiftaufnahme 30 beim Verschieben nicht dreht. An der zur Abdeckplatte 21 weisenden Sei- te sind die Führungsbohrungen 24 der Gewindehülse 18 zur Aufnahme jeweils eines Federelementes 27 stufenförmig aufgeweitet. Dieser Abschnitt wird im Folgenden als Federaufnahmeabschnitt 25 bezeichnet. Die Federelemente 27 sind beispielsweise Schraubenfedern. Die Funktion dieser Federelemente 27 wird unten noch näher erläutert.
In der Gewindehülse 18 ist mittig eine sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsöffnung ausgebildet. An dem zur Abdeckplatte 21 weisenden Rand ist an dieser Durchgangsöffnung ein nach innen vorstehender Ringsteg 31 ausgebildet, der an seiner zur Basisplatte 28 weisenden Seite einen domförmig ausgebildeten Klemmabschnitt 32 aufweist.
Weiterhin weist die Stiftaufnahme 30 einen innerhalb der Gewindehülse 18 angeord- neten Kugelkäfig 36 auf. Der Kugelkäfig 36 ist in der Gewindehülse 18 in axialer Richtung verschiebbar aufgenommen und dient zur Führung und Halterung von Kugeln 37.
An der zur Basisplatte 28 weisenden Seite ist die Stiftaufnahme mit einer Anschlag- platte 42 abgeschlossen. Die Anschlagplatte 42 ist beispielsweise mittels Schraubenverbindungen mit der Gewindehülse 18 verbunden. Weiterhin weist die Anschlagplatte 42 einen sich in die Durchgangsöffnung der Gewindehülse 18 erstreckenden Ringabschnitt 43 auf. Innerhalb des Ringabschnitts 43 der Abdeckplatte 42 ist ein Federelement 44 angeordnet. Das Federelement 44 ist beispielsweise als Schrau- benfeder ausgebildet. Der Kugelkäfig weist eine nach innen eingezogene Ringstufe 45 auf, an der sich das Federelement 44 mit einem Ende abstützt. Das Federelement 44 erstreckt sich durch einen Zwischenraum zwischen dem Kugelkäfig 36 und dem Ringabschnitt 43 und stützt sich mit dem anderen Ende an der Anschlagplatte 42 ab. Mittels des Federelements 44 wird der Kugelkäfig 36 mit einer Federkraft entgegen zur Einzugsrichtung 62 beaufschlagt.
Der Kugelkäfig 36 weist an der zur Abdeckplatte 21 weisenden Seite eine zylinderförmige Seitenwandung 39 auf, in die z.B. insgesamt acht, sich in radialer Richtung erstreckende Kugeleintrittsöffnungen 40 ausgebildet sind. In einer jeden Kugelein- trittsöffnung 40 lagert eine Kugel 37. Die Kugeleintrittöffnungen 40 erstrecken sich durch die Seitenwandung 39 und sind in Umfangsrichtung gleich beabstandet voneinander angeordnet.
Der Durchmesser der Kugeleintrittsöffnungen 40 ist am radialen äußeren Ende etwas größer als der der Kugeln 37, so dass sich die Kugeln 37 von außen radial nach innen in die Kugeleintrittsöffnungen 40 hineinbewegen können. Am radial inneren Ende ist der Durchmesser der Kugeleintrittsöffnungen 40 dagegen verjüngt, das heißt geringer als der der Kugeln 37. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Kugeln 37 vollständig nach innen in den Hohlraum des Kugelkäfigs 36 hindurchtreten können. Die Innenfläche des Kugelkäfigs 36 verjüngt sich in dem zur Basisplatte weisenden Bereich konisch, so dass ein Fangstift 51 mit seinem entsprechend komplementär konisch geformten vorderen Endbereich formschlüssig aufgenommen werden kann.
Die Höhe des Kugelkäfigs 36 ist wesentlich geringer als der Abstand zwischen dem Ringsteg 31 der Gewindehülse 18 und der Anschlagplatte 42, so dass der Kugelkäfig 36 in axialer Richtung beweglich innerhalb der Stiftaufnahme 30 gelagert ist. Der Fangstift 51 ist ein langgestreckter zylinderförmiger Körper, an dessen vorderen Endbereich ein konusförmiger Abschnitt angeformt ist, der als Einführschräge dient. Der Fangstift 51 weist benachbart zur Einführschräge eine umlaufende Ringnut 64 auf, in welche die Kugeln 37 rastend eingreifen können. Nachfolgend wird anhand der Figuren 9a bis 9d und 10a bis 10d die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Zusammenführvorrichtung erläutert.
Fig. 9a und 10a zeigen die Ausgangsstellung der Zusammenführvorrichtung 1 , bei der die Stiftaufnahme 30 benachbart zur Abdeckplatte 21 angeordnet ist. Mit dem Federelement 27 wird die Gewindehülse 18 auf Abstand zur Abdeckplatte 21 gehalten. Der Kugelkäfig 36 wird durch die Wirkung des Federelements 44 gegen die Abdeckplatte 21 gedrückt und steht etwas am Ringsteg 31 der Gewindehülse 18 vor. Hierdurch werden die Kugeln 37 gegen den Klemmabschnitt 32 und damit radial nach innen gedrückt. Die derart nach radial innen beaufschlagten Kugeln 37 greifen beim Einführen eines Fangstiftes 51 in dessen Ringnut 64 ein, so dass dieser rastend in der Stiftaufnahme 30 fixiert ist.
Durch Drehen der Einführbuchse 5 und damit des Gewinderohrs 15 in eine erste vorbestimmte Richtung wird die Stiftaufnahme 30 durch die kämmende In-Eingriffnahme zwischen dem Gewinderohr 15 und der Gewindehülse 18 in Richtung zur Basisplatte 28 verfahren. Da der Fangstift rastend in der Stiftaufnahme 30 fixiert ist, wird er mitgenommen. Die Stiftaufnahme 30 erreicht ihre Endstellung, wenn sie mit ihrer An- schlagplatte 42 an der Basisplatte 28 anschlägt (Fig. 9b, 10b). In dieser Stellung ist das vordere Ende des Fangstiftes 51 mit Abstand zur Anschlagplatte 42 angeordnet.
Der Fangstift 51 kann von außen, d.h. nicht durch die durch die kämmende In- Eingriffnahme zwischen dem Gewinderohr 15 und der Gewindehülse 18 ausgebildeten Bewegungseinrichtung sondern durch eine andere Vorrichtung, wie z.B. einer zusätzlichen Dockingvorrichtung noch ein Stück weiter in Richtung zur Anschlagplatte 42 bewegt werden. Der Fangstift 51 wird somit mit einem Bewegungsspiel in Einzugsrichtung 62 gehalten.
Die Figuren 9c, 10c zeigen den Zustand, bei dem der Fangstift 51 maximal weit in die Zusammenführvorrichtung 1 eingefahren ist und mit seinem vorderen Ende an der Anschlagplatte 42 anschlägt. Beim Ausfahren des Fangstiftes 51 aus der Zusammenführvorrichtung wird das Gewinderohr 15 in die zum Einziehen entgegengesetzte Richtung gedreht. Hierdurch wird die Stiftaufnahme 30 in Richtung zur Abdeckplatte 21 bewegt. Bei der in Fig 9a und 10a gezeigten Stellung schlägt der Kugelkäfig 36 an der Abdeckplatte 21 an. Hierbei liegt auch das Federelement 27, an der Abdeckplatte 21 derart an, dass das Federelement 27 mit etwas Vorspannung der weiteren Bewegung der Gewindehülse entgegenwirkt. Diese Federkraft muss überwunden werden, um die Gewindehülse 18 mit dem Klemmabschnitt 32 weiter in Richtung zur Abdeckplatte 21 zu bewegen. Da der Kugelkäfig bereits an der Abdeckplatte anliegt, wird die Gewindehülse 18 und damit der Klemmabschnitt 32 relativ zum Kugelkäfig 36 bewegt, wodurch die Kugeln 37 freigegeben werden. Die Kugeln 37 treten ein Stück nach radial außen aus den Kugeleintrittsöffnungen 40 aus, wodurch die In-Eingriffnahme mit dem Fangstift 51 gelöst wird. Durch das Federelement 27 ist es somit notwendig eine zusätzliche Kraft aufzuwenden, um die rastende In-Eingriffnahme zwischen dem Fangstift 51 und der Zusammenführvorrichtung zu lösen.
Das Federelement bildet somi eine Sicherungseinrichtung aus, die es ermöglicht, dass der Fangstift aus der Zusammenführvorrichtung ausgefahren aber nicht gelöst wird, bevor die Federkraft des Federelements 27 überwunden wird. Im Betrieb kann es bei Wartungsarbeiten genügen, dass der Fangstift aus der Zusammenführvorrichtung ausgefahren aber nicht gelöst wird. Durch den zusätzlichen zum Lösen der Verbindung notwendigen Kraftaufwand kann gezielt eine ausgefahre- ne aber nicht ausgerastete Position angefahren werden.
Zusätzlich oder alternativ zum Federelement 27 kann eine weitere Sicherungseinrichtung vorgesehen sein, die ein unbeabsichtigtes Entrasten des Fangstiftes aus der Rasteinrichtung sicher und zuverlässig verhindert.
Die Sicherungseinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass an der zur Basisplatte 28 weisenden Seite der Anschlagplatte 42 ein sich in axialer Richtung erstreckender Sicherungsstift 65 vorgesehen ist. Der Sicherungsstift 65 erstreckt sich durch eine mittige Öffnung in der Basisplatte 28. Der Sicherungsstift 65 weist an seinem von der Stiftaufnahme 30 entfernten Ende eine Ringnut 66 auf. Die Ringnut 66 ist mit ihrem von der Stiftaufnahme 30 entfernten Rand stufenförmig und mit ihrem zur Stiftaufnahme 30 weisenden Rand als Gleitschräge 67 ausgebildet.
An der von der Stiftaufnahme 30 wegweisenden Seite der Basisplatte 28 ist ein rohr- förmiges Gehäuse 68 angeordnet, in das der Sicherungsstift 68 einfährt, wenn ein Fangstift 51 eingezogen wird. Benachbart zur Basisplatte 28 ist am Gehäuse 68 ein Federstift 69 quer zur Längsachse 61 angeordnet und derart Federbeaufschlagt, dass er mit seiner Stirnfläche gegen die Mantelfläche des Sicherungsstiftes 65 drückt.
In der Stellung der Stiftaufnahme gemäß fig. 9a und 10a greift der Federstift 69 in die Ringnut 66 des Sicherungsstiftes 65 ein. Der stufenförmige Rand der Ringnut 66 verhindert, dass der Sicherungsstift 65 weiter entgegen der Einzugsrichtung 62 bewegt wird und die Rastverbindung zwischen der Stiftaufnahme 30 und einem fangstift 51 gelöst wird. Der Federstift muss entgegen seiner Federwirkung ein Stück aus dem Gehäuse 68 gezogen werden, so dass die In-Eingriffnahme mit der Ringnut 66 gelöst wird. Dann kann der Sicherungsstift 65 und die Stiftaufnahme ein Stück weiter entgegen zur Einzugsrichtung bewegt werden und die rastende In-Eingriffnahme gelöst werden. , Somit ist die Rasteinrichtung in ihrer axialen Bewegung nach oben derart begrenzt, dass die Rastelemente, wie z.B. die Kugeln 37, der Rasteinrichtung in Ihrer Rastposition fixiert bleiben. Nur durch ein Lösen der Arretierung des Sicherungsstifts 65 können die Rastelemente außer Eingriff mit dem Fangstift gebracht werden.
Die Sicherungseinrichtung (Fig. 1 1 a -1 1 d) kann auch derart ausgebildet sein, dass Tellerfedern 70 an Stelle dem Federelement 27 vorgesehen sind, welche an der zur Abdeckplatte weisenden Stirnseite der Gewindehülse 18 angeordnet sind. Die Tellerfedern sind mittels Schrauben an der Gewindehülse 18 befestigt. Die Gewinderohr- aufnahmeplatte 14 weist Aussparungen auf, in welche die Schrauben mit ihren Köpfen einfahren können, wobei jedoch nicht die Tellerfedern in die Aussparungen passen. Die Tellerfedern müssen gleichermaßen wie die Federelemente 27 zusammengedrückt werden, um eine Relativbewegung zwischen der Gewindehülse 18 und dem Kugelkäfig 36 zu ermöglichen. Die Tellerfedern 70 bewirken bei geringer Bauhöhe eine große Federkraft, die zum Lösen der Rastverbindung überwunden werden muss.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird der Fangstift 51 in der eingezogenen Stellung mit Spiel in Axialrichtung gehalten. Nur wenn von au ßen zusätzlich auf den Fangstift 51 eingewirkt wird, schlägt er mit seinem vorderen Ende an der Anschlagplatte 42 an (Fig. 9c, 10c). Bei diesen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass sie mit einer weiteren Dockingvorrichtung zusammen wirken, mit welcher die endgültige Position des Handhabungsgerätes und des Testkopfes festgelegt und fixiert wird. Deshalb kann die Zusammenführvorrichtung mit im Vergleich zu einer Do- ckingvorrichtung mit beträchtlichem Spiel in Axialrichtung und/oder quer zur Axialrichtung ausgebildet sein. Die Zusammenführvorrichtung wird vorzugsweise mit einer Dockingvorrichtung gemäß der der DE 102 16 003 B4 kombiniert. Auf die DE 102 16 003 B4 wird hiermit vollinhaltlich Bezug genommen. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch grundsätzlich möglich, dass die eingezogene Position des Fangstiftes im Wesentlichen spielfrei ausgebildet ist. Hierzu können z.B. am Fangstift ein konusförmiger Anschlag ausgebildet sein, der passend zum ersten oder zweiten konischen Abschnitt der Einführöffnung 6 ausgebildet ist. Ein solcher Anschlag würde nicht nur die Bewegung des Fangstiftes in Einzugsrichtung 62 begrenzen, sondern auch den Fangstift zentrieren. Alternativ kann der Anschlag auch mit der Stirnfläche der Einführöffnung 6 zusammen wirken oder es können an der Basisplatte 28 in Richtung zur Abdeckplatte 21 weisende Anschlagstifte angeordnet sein, welche entsprechende Öffnungen in der Anschlagplatte 42 durchgreifen können und an welche der Fangstift in der eingezogenen Position gemäß Fig. 9b, 10b mit seiner Stirnseite anschlägt. Eine solche Zusammenführvorrichtung kann zusätzlich die Funktion herkömmlicher Dockingvorrichtungen übernehmen. Figur 12 zeigt schematisch eine Befestigungsplatte 4 mit vier erfindungsgemäßen Zusammenführvorrichtungen 1 , die jeweils im Eckbereich der in der Daraufsicht etwa rechteckförmigen Befestigungsplatte 4 angeordnet sind. Zur Veranschaulichung der Erfindung ist jeweils ein Fangstift 51 in eine jede der Zusammenführvorrichtungen 1 eingesetzt. Zum Betätigen der Zusammenführvorrichtungen 1 ist ein Zahnriemen 71 vorgesehen, der als endloser Zahnriemen ausgebildet ist und am Randbereich der Befestigungsplatte 4 umläuft. Der Zahnriemen wird von Führungsrollen 72 geführt. Der Zahnriemen 71 ist mit einem Antriebszahnrad 73 in Eingriff. Das Antriebszahnrad 73 ist an ein Handrad 74 gekoppelt, mit dem das Antriebsrad 73 manuell gedreht werden kann, sodass der Zahnriemen 71 in Bewegung gesetzt wird. Der Zahnriemen 71 ist in kämmenden Eingriff mit den Drehflanschen 13 der Zusammenführvorrichtungen 1 . Da alle Zusammenführvorrichtungen 1 an den selben Zahnriemen 71 gekoppelt sind, werden sie synchron betätigt. Dies bewirkt, dass die Fangstifte 51 synchron eingezogen oder ausgefahren werden. Nur eine Zusammenführvorrichtung 1 ist mit einer Sicherungseinrichtung mit einem Sicherungsstift 65 (in Figur 12 ist das entsprechende Gehäuse 68 erkennbar) ausgebildet. Zur Sicherung des Lösens der Rastverbindung genügt eine einzige Sicherungseinrichtung, da alle Zusammenführvorrichtungen 1 synchron betätigt werden. An Stelle eines Zahnriemens 71 kann selbstverständlich auch eine umlaufende Endloskette vorgesehen sein. An Stelle eines Handrades kann auch ein Motor (elektrischer Schrittmotor, hydraulischer Motor, etc.) vorgesehen sein, sodass die Zusammenführvorrichtungen von einer Steuereinrichtung automatisch betätigbar sind. Die Befestigungsplatte 4 ist zum Befestigen an einen Testkopf 2 ausgebildet, (Figur 13a). In Figur 13a ist schematisch grob vereinfacht ein Schnittstellenmodul 75 gezeigt, das Federkontaktstifte (nicht dargestellt) zum Kontaktieren der Kontaktstellen der jeweiligen Prüflinge aufweist. Vorzugsweise ist die Schnittstelleneinheit 75 mittels eines Schubladenmoduls, wie es beispielsweise aus der JP0959730A, der US2003/0194821 A1 beziehungsweise der EP1495339B1 oder der DE102012103893 hervorgeht, in den Testkopf 2 einsetzbar beziehungsweise kann mit diesem Schubladenmodul herausgefahren werden, um einfach ausgetauscht zu werden.
Bei den in Figur 13a gezeigten Ausführungsbeispielen ist eine Verbundplatte 76 gezeigt, welche vier Ösen 77 aufweist, an welchen jeweils ein Fangstift 51 mittels eines Schnellspannmechanismus lösbar bzw. koppelbar befestigbar ist. Die Verbundplatte 76 ist ausgebildet, um an einem Handhabungsgerät 3 befestigt zu werden. Sowohl die Befestigungsplatte 4 als auch die Verbundplatte 76 sind in der Daraufsicht etwa rechteckförmig ausgebildet und weisen eine mittige großflächige Öffnung auf. Sie bilden somit einen rechteckförmigen Rahmen.
Auf der Befestigungsplatte 4 sind Buchsen 78 einer herkömmlichen Docking- Vorrichtung und an der Verbundplatte 76 korrespondierende Raststifte 79 befestigt.
Das Zusammenführen des Testkopfes 2 und des Handhabungsgerätes wird mittels der Zusammenführvorrichtungen 1 ausgeführt. Auch das Auseinanderfahren des Testkopfes und des Handhabungsgerätes wird mittels der Zusammenführvorrichtung 1 ausgeführt. Die exakte Positionierung und Fixierung wird bei diesem Ausführungsbeispiel hingegen von der Dockingvorrichtung 78,79 übernommen. Ein erfindungsgemäßes System zum Zusammenführen einer aus einem Handler o- der einem Prober bestehenden ersten Vorrichtung mit einer aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung umfasst vorzugsweise ein Handhabungsgerät, einen an einem verfahrbaren Manipulator befestigten Test- köpf und zumindest eine erfindungsgemäße Zusammenführvorrichtung sowie einen entsprechenden Fangstift. Der ganze Vorgang des Zusammenführens und Lösens von Testkopf und Handhabungsgerät kann von einer einzigen Person ausgeführt werden. Der Manipulator nimmt die Gewichtskraft des Testkopfes und dadurch, dass zumindest ein Fangstift vorgesehen ist, muss der Testkopf lediglich grob positioniert werden, um dann von der Rasteinrichtung der Zusammenführvorrichtung angezogen und„exakt positioniert" zu werden.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen ist die Linearverschiebungseinrichtung als eine Gewindehülse mit Innengewinde ausgebildet, die in ein entsprechendes Au- ßengewinde der Gewindehülse eingreift. Die Linearverschiebungseinrichtung 50 kann aber auch als ein Riemen- oder Kettenantrieb ein Schraubengetriebe, beispielsweise eine Gewindestange die von einem Antrieb in eine Drehbewegung versetzt wird und dadurch eine Verschiebung der Rasteinrichtung bewirkt, oder auch ein hydraulischer oder ein pneumatischer Kolben sein.
Bezuqszeichenliste Zusammenführvorrichtung 40. Kugeleintrittsöffnung erste Vorrichtung (Testkopf) 41 . - zweite Vorrichtung (Handha42. Anschlagplatte
bungsgerät) 43. Ringabschnitt
Befestigungsplatte 44. Federelement
Einführbuchse 45. Ringstufe
Einführöffnung 46. - erster konusförmiger Abschnitt 47. - zweiter konusförmiger Abschnitt 48. - zylindrischer Abschnitt 49. - axiales Lager 50. - radiales Lager 51 . Fangstift
Lagerplatte 52. Rastelement
Drehflansch 53. Federelement
Gewinderohraufnahmeplatte 54. Linearverschiebeeinnchtung Gewinderohr 55. Linearführung
Innengewinde 56. Bewegungseinrichtung Rasteinrichtung 57. Stange
Gewindehülse 58. Buchse
Au ßengewinde 59. Riemen/Kette
Axialführeinrichtung 60. Einführbuchse
Abdeckplatte 61 . Linksachse
- 62. Pfeil (Einzugsrichtung) Führungsstift 63. Ringsteg
Führungsbohrung 64. Ringnut
Federaufnahmeabschnitt 65. Sicherungsstift
- 66. Ringnut
Federelement 67. Gleitschräge
Basisplatte 68. Gehäuse
Abstandsstift 69. Federstift
Stiftaufnahme 70. Tellerfeder
Ringsteg 71 . Zahnriemen
Klemmabschnitt 72. Führungsrolle
- 73. Antriebszahnrad
- 74. Handrad
- 75. Schnittstellenmodul Kugelkäfig 76. Verbundplatte
Kugel 77. Öse
Bodenwandung 78. Buchse
Seitenwandung 79. . Raststift

Claims

PCT-Anmeldung Turbodynamics GmbH WO-7572 Patentansprüche
1 . Zusammenführvorrichtung für eine aus einem Handler oder einem Prober bestehende erste Vorrichtung (2) und eine aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung (3), wobei die Zusammenführvorrichtung an einer ersten oder zweiten Vorrichtung (2, 3) befestigbar ist, und eine Rasteinrichtung (17), mit einer zylinderförmigen Stiftaufnahme (30) zum Aufnehmen und rastenden Fixieren eines vorderen Endes eines Fangstiftes (51 ) aufweist, und der Fangstift (51 ) entsprechend an der anderen Vorrichtung befestigbar ist, wobei die Rasteinrichtung (17) an eine Linearverschiebungseinrichtung (54) derart gekoppelt ist, dass die zylin- derförmige Stiftaufnahme (30) mittels der Linearverschiebungseinrichtung (54) um zumindest einen Weg linear verschiebbar ist, der dem Vielfachen der Länge des vorderen in die Stiftaufnahme (30) einführbaren Abschnittes des Fangstiftes (51 ) entspricht.
2. Zusammenführvorrichtung, nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rasteinrichtung (17), die zumindest ein Rastelement (52), ein Federelement (53) zum Beaufschlagen des Rastelements (52) mit einer Federkraft und eine Stiftaufnahme (30) umfasst und der Fangstift (51 ) mittels des Rastelements (52) in der Stiftaufnahme (30) fixierbar ist,
wobei die Rasteinrichtung (17) an die Linearverschiebungseinrichtung (54) derart gekoppelt ist, dass das Rastelement (52), das Federelement (53) und die Stiftaufnahme (30) der Rasteinrichtung (17) mit eingerastetem Fangstift (51 ) mittels der Linearver- Schiebungseinrichtung (54) linear verschiebbar sind, so dass die erste Vorrichtung (2) und die zweite Vorrichtung (3) relativ zueinander bewegbar sind.
3. Zusammenführvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Linearverschiebungseinrichtung eine Bewegungseinrichtung (56) umfasst, die seitlich versetzt zu einem in der Stiftaufnahme ausgebildeten Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Fangstiftes angreift, wobei vorzugsweise eine Linearführung (55) vorgesehen ist.
4. Zusammenführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Einführbuchse (5) vorgesehen ist, die zumindest einen konus- bzw. trichterförmigen Einführabschnitt aufweist.
5. Zusammenführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -4,
gekennzeichnet durch
eine drehbar gelagerte Einführbuchse (5), wobei die Stiftaufnahme eine Gewindehülse aufweist, die im kämmenden Eingriff mit einem Gewinderohr (15) steht, wobei die Gewindehülse (18) drehfest geführt ist, so dass durch Drehen des Gewinderohrs (15) die Stiftaufnahme (30) eine Linearbewegung ausführt.
6. Zusammenführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftaufnahme (30) und/oder eine Einführöffnung bzw. eine Einführbuchse (5) mit einem Spiel bzgl. des Fangstiftes (51 ) ausgebildet ist.
7. Zusammenführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -6,
gekennzeichnet durch
eine Sicherungseinrichtung, welche ein unbeabsichtigtes Lösen einer Rastverbindung zwischen dem Fangstift (51 ) und der Stiftaufnahme (30) derart verhindert, dass der Fangstift aus der Zusammenführvorrichtung ausgefahren aber nicht gelöst wird.
8. Zusammenführvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rasteinrichtung durch Bewegen entgegen zur Einzugsrichtung (62) in einer Endstellung automatisch gelöst wird, wobei zum Erreichen der Endstellung ein Fe- derelement (27,70), das eine Sicherungseinrichtung ausbildet, überwunden werden muss, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Rastverbindung zu verhindern.
9. Zusammenführvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sicherungseinrichtung einen Sicherungsstift (65) aufweist, der mit der Stiftaufnahme (30) derart verbunden ist, dass beim Bewegen der Stiftaufnahme (30) in eine Position zum Lösen der Rastverbindung der Sicherungsstift mit einem Sicherungselement (69) derart zusammenwirkt, dass die Weiterbewegung der Stiftaufnahme (30) blockiert wird und diese Blockierung durch Lösen der Ineingriffnahme des Sicherungselementes (69) vom Sicherungsstift (65) freigegeben werden kann.
10. Zusammenführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Vorrichtung (2, 3) über einen Weg von zumindest 10 cm, vorzugsweise 15 cm und insbesondere 20 cm verschiebbar sind.
1 1 . Zusammenführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass Anschlagelemente derart vorgesehen sind, dass die Anschlagelemente im ein- gezogenen Zustand des Fangstiftes aneinander anliegen und den Fangstift (51 ) zumindest in Einzugsrichtung (62) exakt positionieren.
12. System zum Zusammenführen einer aus einem Handler oder einem Prober bestehenden ersten Vorrichtung (2) mit einer aus einem Testkopf für elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung (3) umfassend
eine Zusammenführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , die an der ersten oder an der zweiten Vorrichtung angeordnet ist, und
einen Fangstift (51 ), der an der anderen der ersten oder zweiten Vorrichtung (2, 3) angeordnet ist, so dass die erste und zweite Vorrichtung (2, 3) mittels der Zusammenführvorrichtung miteinander rastend verbindbar sind und über einen vorbestimmten Weg zusammenfahrbar sind.
13. System nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Zusammenführvorrichtungen (1 ) und mehrere Fangstifte (51 ) vorgesehen sind, wobei die Zusammenführvorrichtungen (1 ) vorzugsweise synchron betätigbar sind.
14. System nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Schubladenmodul vorgesehen ist, das einen Mechanismus zum geführten Ein- und Ausfahren einer Schnittstelleneinheit aus dem Bereich zwischen der ersten und zweiten Vorrichtung (2, 3) umfasst.
15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass es eine Dockingvorrichtung umfasst.
PCT/EP2013/076623 2012-12-14 2013-12-13 Zusammenführvorrichtung WO2014091022A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/650,760 US9671458B2 (en) 2012-12-14 2013-12-13 System and guided approach device for guiding a handler or a tester together with a device including a test head for electronic components
DE112013005991.6T DE112013005991A5 (de) 2012-12-14 2013-12-13 Zusammenführvorrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012112271.7A DE102012112271A1 (de) 2012-12-14 2012-12-14 Zusammenführvorrichtung
DE102012112271.7 2012-12-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014091022A1 true WO2014091022A1 (de) 2014-06-19

Family

ID=49876571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/076623 WO2014091022A1 (de) 2012-12-14 2013-12-13 Zusammenführvorrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9671458B2 (de)
DE (2) DE102012112271A1 (de)
WO (1) WO2014091022A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI663410B (zh) * 2018-09-07 2019-06-21 致茂電子股份有限公司 對接浮動機構
DE102019119134A1 (de) * 2019-07-15 2021-01-21 Turbodynamics Gmbh Testvorrichtung
DE102023131555A1 (de) 2022-11-18 2024-05-23 Turbodynamics Gmbh Modul zum Austauschen einer Schnittstelleneinheit, Testsystem mit einem solchen Modul, Verfahren zum Testen von Halbleiterelementen und zum Austauschen von Schnittstelleneinheiten

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11118657B2 (en) * 2017-01-27 2021-09-14 Darrell Wayne Louden System for a hydraulic rotator
DE102017104516B4 (de) 2017-03-03 2021-06-10 Turbodynamics Gmbh Plattenförmiges Verbindungssystem zum Verbinden von zwei Testeinheiten sowie Verbindungseinheit und Testsystem mit jeweils einem solchen plattenförmigen Verbindungssystem
JP6719784B2 (ja) * 2018-12-21 2020-07-08 株式会社 Ｓｙｎａｘ ハンドラ
CN113708105B (zh) * 2021-09-03 2024-04-16 国网福建省电力有限公司莆田供电公司 一种新型快速接线端子
DE102023130896A1 (de) 2022-11-08 2024-05-08 Turbodynamics Gmbh Handhabungsvorrichtung zum Transportieren von Schnittstelleneinheiten für eine Testvorrichtung zum Testen von Halbleitern
CN116593863B (zh) * 2023-05-09 2023-12-22 上海捷策创电子科技有限公司 一种用于芯片测试的滑轨式探针接口板的锁紧装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588150A (en) * 1982-04-23 1986-05-13 Erno-Raumfahrttechnik Gmbh Docking device for space vehicle
JPH0288400A (ja) * 1988-09-26 1990-03-28 Nec Corp ドッキング装置
DE10216003A1 (de) * 2002-04-11 2003-11-06 Multitest Elektronische Syst Dockingvorrichtung
DE102004031426A1 (de) * 2004-06-29 2006-01-26 Esmo Ag Dockingantrieb, Verriegelungselement, Dockingsystem

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0959730A (ja) 1995-08-21 1997-03-04 Mitatsukusu:Kk ガラス成形金型等の耐熱金型用銅合金
US5654631A (en) * 1995-11-15 1997-08-05 Xilinx, Inc. Vacuum lock handler and tester interface for semiconductor devices
JP2818142B2 (ja) 1995-12-08 1998-10-30 アジアエレクトロニクス株式会社 半導体試験装置
US6551122B2 (en) * 2000-10-04 2003-04-22 Teradyne, Inc. Low profile pneumatically actuated docking module with power fault release
US6756800B2 (en) 2002-04-16 2004-06-29 Teradyne, Inc. Semiconductor test system with easily changed interface unit
US20040018048A1 (en) * 2002-07-26 2004-01-29 Sausen Earl W. Pneumatic docking system
KR100495819B1 (ko) * 2003-06-14 2005-06-16 미래산업 주식회사 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 안착장치
DE102005036808B4 (de) * 2005-08-04 2007-12-13 Stefan Thurmaier Druckmittelbetätigte Dockingvorrichtung
DE102012103893A1 (de) 2012-05-03 2013-11-07 Turbodynamics Gmbh Modul zum Austauschen einer Schnittstelleneinheit in einem Testsystem zum Testen von Halbleiterelementen und Testsystem mit einem solchen Modul

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588150A (en) * 1982-04-23 1986-05-13 Erno-Raumfahrttechnik Gmbh Docking device for space vehicle
JPH0288400A (ja) * 1988-09-26 1990-03-28 Nec Corp ドッキング装置
DE10216003A1 (de) * 2002-04-11 2003-11-06 Multitest Elektronische Syst Dockingvorrichtung
DE102004031426A1 (de) * 2004-06-29 2006-01-26 Esmo Ag Dockingantrieb, Verriegelungselement, Dockingsystem

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI663410B (zh) * 2018-09-07 2019-06-21 致茂電子股份有限公司 對接浮動機構
DE102019119134A1 (de) * 2019-07-15 2021-01-21 Turbodynamics Gmbh Testvorrichtung
DE102023131555A1 (de) 2022-11-18 2024-05-23 Turbodynamics Gmbh Modul zum Austauschen einer Schnittstelleneinheit, Testsystem mit einem solchen Modul, Verfahren zum Testen von Halbleiterelementen und zum Austauschen von Schnittstelleneinheiten

Also Published As

Publication number Publication date
US9671458B2 (en) 2017-06-06
DE102012112271A1 (de) 2014-03-27
DE112013005991A5 (de) 2015-08-27
US20150331042A1 (en) 2015-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014091022A1 (de) Zusammenführvorrichtung
EP3706532A1 (de) Kupplungsplatte und verfahren zum verbinden zweier kupplungsplatten
EP2508259B1 (de) Pipetiervorrichtung
WO2013164407A1 (de) Modul zum austauschen einer schnittstelleneinheit in einem testsystem zum testen von halbleiterbauelementen und testsystem mit einem solchen modul
EP2739848A1 (de) Arretierungsvorrichtung für windturbinen
DE102008036252B4 (de) Werkzeugspannvorrichtung für Pressmaschine
CH710724A2 (de) Schieberventil.
DE102004057775B4 (de) Handhabungsvorrichtung zum Zuführen von elektronischen Bauelementen, insbesondere IC's, zu einer Testvorrichtung
DE3407551C2 (de)
WO2015025024A2 (de) Ausrichteinrichtung und handhabungsvorrichtung
DE202006011130U1 (de) Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln eines Werkstücks an einem Werkstückträger
WO2006133749A1 (de) Thermocycler
DE10216003A1 (de) Dockingvorrichtung
DE102016115740A1 (de) Wechselsystem, insbesondere zum lösbaren Anordnen von Handhabungseinrichtungen an Roboterarmen
EP0275441B1 (de) Spannvorrichtung
EP2046612A1 (de) Hubeinrichtung
DE102007011700B4 (de) Handhabungsvorrichtung zum Positionieren eines Testkopfs, insbesondere an einer Prüfeinrichtung
EP3833507A2 (de) Ausrichtvorrichtung zum justieren eines werkstücks auf einem maschinentisch einer numerisch gesteuerten werkzeugmaschine
DE102017104516B4 (de) Plattenförmiges Verbindungssystem zum Verbinden von zwei Testeinheiten sowie Verbindungseinheit und Testsystem mit jeweils einem solchen plattenförmigen Verbindungssystem
EP4100703B1 (de) Verfahren zum herstellen eines wägesystems
DE102015108730A1 (de) Bearbeitungsmaschine
DE10216782A1 (de) Führungsvorrichtung zum Andocken eines Testkopfes für elektronische Bauelemente
DE3013957C2 (de) Gesenk-Auswechselvorrichtung
DE10205115B4 (de) Kopplungsvorrichtung für Platinen
DE202021104347U1 (de) Hebevorrichtung für Siebmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13811423

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112013005991

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120130059916

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14650760

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112013005991

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13811423

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1