DE102016102836A1

DE102016102836A1 - Vorrichtung zum Ausrichten von zwei Testeinheiten

Info

Publication number: DE102016102836A1
Application number: DE102016102836.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Thurmeier
Original assignee: TURBODYNAMICS GmbH
Current assignee: TURBODYNAMICS GmbH
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2017-08-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von zwei Testeinheiten, wie z. B. einer Prüfvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler), eines Testsystems zum Testen von Halbleiterbauteilen. Diese Ausrichtvorrichtung umfasst eine Basisplatte (4) und eine Dockingplatte (5), wobei die Basisplatte (4) und die Dockingplatte (5) mit jeweils einer Testeinheit verbindbar ausgebildet und zueinander beweglich und in ihrer relativen Position arretierbar sind. Die Basisplatte weist mehrere Klemmelemente (13) auf, mit welchen die Dockingplatte (5) an die Basisplatte (4) geklemmt werden kann

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von zwei Testeinheiten, wie zum Beispiel einer Prüfvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler), eines Testsystems zum Testen von Halbleiterbauteilen.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 2002 14 629 U1 bekannt. Diese Vorrichtung weist eine testerseitige Einzelplatte zum Anbringen an einer Prüfvorrichtung und eine handlerseitige Einzelplatte zum Anbringen an einer Handhabungsvorrichtung auf. Die beiden Einzelplatten sind zueinander verschiebbar und arretierbar. Zum Arretieren ist eine Lochplatte vorgesehen, welche mehrere Löcher aufweist, so dass eine Eingriffseinrichtung in unterschiedlichen Löchern eingreifen kann, so dass die beiden Einzelplatten in unterschiedlichen relativen Positionen zueinander arretierbar sind. Eine der beiden Einzelplatten wird ortsfest an einem aus der Prüfvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung bestehenden Testsystem angeordnet und die andere Einzelplatte ist bezüglich der ortsfesten Einzelplatte beweglich bzw. verschiebbar ausgebildet. Diese bekannte Vorrichtung ist für ein sogenanntes vertikales Testsystem vorgesehen, bei dem die Schnittstelle zwischen der Prüfvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung in einer vertikalen Ebene liegt. Die bewegliche Einzelplatte ist deshalb mit einer Hubeinrichtung versehen, mit welcher die Einzelplatte und die daran befestigte Testeinheit angehoben bzw. abgesenkt werden kann. Gemäß der DE 2002 14 629 U1 kann die Verschiebbarkeit der Einzelplatten durch ein oder mehrere Wälz- oder Gleitlager, Kugelführungsbuchsen, Gleitführungen, Rollenführungen, Linearlager, Linearführungen, Radiallager, Luftlager oder Hydrolager bewirkt werden. Die am Markt vertriebenen Vorrichtungen weisen ausschließlich Linearführungen auf. Mit den Linearführungen zwischen den beiden Einzelplatten Kräfte senkrecht zu den Ebenen der Einzelplatten übertragen werden. Im Betrieb eines solchen Testsystems werden die zu testenden Bauelemente gegen einen Druckstempel (Plunger) gedrückt, wobei erhebliche Kräfte auftreten können. Wären die beiden Einzelplatten nicht miteinander derart befestigt, dass sie Kräfte quer zu den Ebenen übertragen können, dann würden sie im Betrieb auseinandergedrückt werden, wodurch die Positionierung des Druckstempels zu den zu testenden Bauteilen nicht gewährleistet wäre. Ein entsprechender Test der Halbleiterbauteile könnte dann nicht zuverlässig ausgeführt werden.
Diese bekannte Vorrichtung mit den zwei zueinander verschieblich ausgebildeten Einzelplatten hat sich in der Praxis bewährt, da dadurch das Austauschen einer Testeinheit und Einrichten der beiden Testeinheiten zueinander wesentlich schneller als bei herkömmlichen Verbindungssystemen erfolgen kann, bei welchen eine Vielzahl von Schrauben gelöst und neu verschraubt werden müssen.
Aus der WO 2013/164407 A1 ist ein Modul zum Austauschen eines Testboards bzw. einer Schnittstelleneinheit in einem Testsystem zum Testen von Halbleiterbauelementen bekannt. Dieses Modul ist ähnlich wie eine Schublade ausgebildet. Dieses Modul ist in dem Bereich zwischen der Handhabungsvorrichtung und der Prüfvorrichtung angeordnet und an einem dieser beiden Testeinheiten befestigt. Werden die Handhabungsvorrichtung und die Prüfvorrichtung voneinander gelöst und ein Stück voneinander entfernt, dann kann das Testboard mit dem Schubladenmechanismus einfach aus dem Zwischenbereich zwischen der Handhabungsvorrichtung und der Prüfvorrichtung herausgezogen und durch ein anderes Testboard ausgetauscht werden. Dieses Testboard kann dann mittels des Schubladenmechanismus in den Bereich zwischen der Prüfvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung eingeschoben und dort fixiert werden. Dieses Modul erlaubt ein sehr einfaches und schnelles Austauschen des Testboards.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs beschriebene Ausrichtvorrichtung derart weiterzubilden, dass sie einfacher und kostengünstiger ausgebildet ist und zudem flexibler in der Anwendung und insbesondere auch zum Testen von sehr kleinen Kontaktstrukturen geeignet ist.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten von zwei Testeinheiten, wie zum Beispiel einer Prüfvorrichtung (Tester) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler), eines Testsystems zum Testen von Halbleiterbauteilen umfasst eine Basisplatte und eine Dockingplatte, wobei die Basisplatte und die Dockingplatte mit jeweils einer Testeinheit verbindbar ausgebildet und zueinander beweglich und in ihrer relativen Position arretierbar sind. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Basisplatte mehrere Klemmelemente aufweist, mit welchen die Dockingplatte an die Basisplatte geklemmt werden kann.
Durch das Vorsehen mehrerer Klemmelemente, mit welchen die Dockingplatte an die Basisplatte klemmbar ist, wird auf einfache Art und Weise eine feste Verbindung zwischen der Dockingplatte und der Basisplatte realisiert, so dass im Betrieb des Testsystems auch Kräfte quer zur Ebene der Basisplatte oder Dockingplatte übertragbar sind. Hierdurch ist es nicht notwendig, zwischen der Basisplatte und der Dockingplatte Führungen vorzusehen, welche solche Kräfte übertragen können. Im nicht arretierten Zustand kann die Dockingplatte vielmehr lose an die Basisplatte gekoppelt sein. Hierdurch ist es möglich, die Dockingplatte nicht nur in einer Ebene parallel zur Basisplatte in X- und Y-Richtung zu verschieben, sondern auch eine geringfügige relative Drehbewegung auszuführen. Dies erlaubt ein Ausrichten der Prüfvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung auch bezüglich ihrer relativen Drehposition. Dies ist besonders vorteilhaft beim Testen von Halbleiterbauteilen mit sehr kleinen Kontaktstrukturen, da eine geringe Abweichung in der Drehposition zu Fehlkontakten führen kann.
Die Basisplatte weist vorzugsweise eine Einschubführung zum Führung der Dockingplatte auf. Die Einschubführungen sind nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, dass die Basisplatte vollständig aus den Einschubführungen herausgezogen werden kann. Hierdurch wird ein einfaches Austauschen der Basisplatte ermöglicht. Wird bei einem Testsystem die mit der Basisplatte verbundene Testeinheit (Prüfvorrichtung oder Handhabungsvorrichtung) ausgetauscht, dann ist es nicht notwendig, wie bei herkömmlichen Verbindungseinrichtungen, dass die entsprechenden Dockingelemente von Hand abgeschraubt und in neue Positionen versetzt werden, die für die neue Testeinheit passen, sondern die Basisplatte kann vollständig ausgetauscht werden und eine Basisplatte kann eingesetzt werden, auf welcher die Dockingelemente so angeordnet sind, dass sie zur neuen Testeinheit passen. Die Testeinheiten werden oftmals von unterschiedlichen Herstellern hergestellt, welche die mit den Dockingelementen verbindbaren Verbindungseinrichtungen unterschiedlich anordnen. Testhäuser besitzen oft derart unterschiedliche Testeinheiten. Mit der vorliegenden Erfindung können zu den jeweiligen Testeinheiten entsprechende Basisplatten vorgehalten werden, sodass die Testeinheiten zusammen mit den Basisplatten sehr schnell ausgetauscht werden können.
Die Einschubführungen sind vorzugsweise zum losen Führung der Dockingplatte ausgebildet. Hierdurch kann die Dockingplatte auch ein Stück bzgl. der Basisplatte gedreht werden.
Eine solche Einschubführung kann beispielsweise ein L-förmiges Profil aufweisen, wobei ein freier Schenkel des L-förmigen Profils parallel zur Basisplatte angeordnet ist und einen derartigen Abstand zur Basisplatte aufweist, dass die Dockingplatte hierin mit einem geringen Spiel aufgenommen werden kann, das ein Verschieben der Dockingplatte relativ zur Basisplatte erlaubt.
Die Ausrichtvorrichtung weist vorzugsweise zumindest eine Arretiereinrichtung auf, mit welcher die Basisplatte und die Dockingplatte in einer vorbestimmten Position zueinander arretierbar sind. Diese Arretiervorrichtung kann aus einem Arretierbolzen und einem entsprechend passenden Arretierloch ausgebildet sein, wobei der Arretierbolzen fest mit der Basisplatte oder der Dockingplatte verbunden und das Arretierloch, in welche der Arretierbolzen eingreifen kann, an der entsprechend anderen Platte ausgebildet ist. Das Arretierloch ist eine Passausnehmung bezüglich des Arretierbolzens.
Vorzugsweise weist die Arretiereinrichtung Feinjustiereinrichtungen, wie zum Beispiel Mikrometerschrauben, auf, um die Position des Arretierbolzens und/oder des Arretierloches in zumindest eine und vorzugsweise in zumindest zwei zueinander orthogonalen Richtungen zu verändern. Die Feinjustiereinrichtung ist vorzugsweise zum stufenlosen Justieren der Position ausgebildet.
Die Ausrichtvorrichtung weist vorzugsweise zwei Arretiereinrichtungen auf, die vorzugsweise ein Stück voneinander beabstandet sind. Hierdurch kann die relative Position der Basisplatte und der Dockingplatte sowohl in zwei orthogonalen Richtungen (X-Richtung und Y-Richtung) als auch zu einem gewissen Betrag in Drehrichtung ausgerichtet werden.
Die Klemmelemente sind vorzugsweise derart verschieblich oder drehbar angeordnet, dass sie beim relativen Bewegen der Dockingplatte bezüglich der Basisplatte aus einer Klemmposition bewegbar sind, sodass sie nicht mit an der Dockingplatte befestigten Dockingelementen kollidieren.
Die Klemmelemente können einen schwenkbar gelagerten Hebel aufweisen, der mit seinem freien Ende gegen die von der Basisplatte abgewandte Seite der Dockingplatte gedrückt werden kann. Am freien Ende des Hebels kann ein Druckstempel vorgesehen sein, der beim Drücken gegen die Dockingplatte an dieser anliegt.
Ein erfindungsgemäßes Testsystem umfasst eine Prüfvorrichtung und eine Handhabungsvorrichtung, wobei eine Vorrichtung zum Ausrichten der Prüfvorrichtung und der Handhabungsvorrichtung gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen zwischen der Handhabungsvorrichtung und der Prüfvorrichtung vorgesehen ist. Das Testsystem ist vorzugsweise ein horizontales Testsystem.
Die erfindungsgemäße Ausrichtvorrichtung erlaubt ein schnelles Austauschen eines Testboards. Ein solches Testboard wird auch als Schnittstelleneinheit bezeichnet und ist ein etwa ebenflächiges Bauteil, das üblicherweise aus einer starren Leiterplatte ausgebildet ist. Auf dieser Leiterplatte können Kontaktstifte und in das Testboard integrierte elektrische Bauelemente vorstehen. Bei Gebrauch des Testsystems muss das Testboard in einer bestimmten Position in der Testvorrichtung oder in der Handhabungsvorrichtung des Testsystems angeordnet und befestigt sein. Soll mit dem Testsystem ein anderer Typ von Prüfling (integrierter Schaltkreis oder Wafer) getestet werden, dann muss das Testboard ausgetauscht werden. Mit der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung können unterschiedliche Testboards schnell in der für sie vorgesehen Position in der Testvorrichtung oder in der Handhabungsvorrichtung ausgerichtet und fixiert werden.
Vorzugsweise weist ein Testsystem mit einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung auch ein Modul zum Austauschen des Testboards auf, wie es in der WO 2013/164407 A1 beschrieben ist. Auf dieses Dokument wird deshalb vollinhaltlich Bezug genommen.
Wie es oben bereits erläutert ist, erlaubt die erfindungsgemäße Ausrichtvorrichtung auch ein schnelles Austauschen einer Testeinheit, insbesondere der mit der Dockingplatte verbundenen Testeinheit, da auch die entsprechende Dockingplatte zusammen mit der Testeinheit schnell und einfach ausgetauscht werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen schematisch in:
1 eine Handhabungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht ohne Prüfvorrichtung,
2 eine Prüfvorrichtung zusammen mit einem Ausschnitt der Handhabungsvorrichtung aus 1 in perspektivischer Ansicht, wobei die Prüfvorrichtung und die Handhabungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung verbunden sind,
3 eine Basisplatte und eine Dockingplatte gemäß der Ausrichtvorrichtung aus 2 in perspektivischer Ansicht mit Blickrichtung von schräg unten,
4 die Ausrichtvorrichtung gemäß 2 oder 3 an einer Handhabungsvorrichtung mit Blickrichtung von schräg unten in einer perspektivischen Ansicht,
5 eine Arretiereinrichtung der Ausrichtvorrichtung nach 2 bis 4 in perspektivischer Ansicht,
6 eine Ausrichtvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht mit Blickrichtung von schräg unten, und
7 die Ausrichtvorrichtung aus 6 in einem Teilschnitt in perspektivischer Ansicht mit Blickrichtung von schräg unten.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Ausrichten von zwei Testeinheiten 2, 3 weist eine Basisplatte 4 und eine Dockingplatte 5 auf.
Die Vorrichtung zum Ausrichten wird im Folgenden als Ausrichtvorrichtung 1 bezeichnet und dient zum Ausrichten von zwei Testeinheiten zum Testen von Halbleiterbauteilen, wie zum Beispiel eine Handhabungsvorrichtung (Handler) 2 und einer Prüfvorrichtung (Tester) 3. Die Handhabungsvorrichtung 2 weist einen Prüfstempel (nicht dargestellt) auf, der einen Prüfling (Halbleiterbauteil) gegen entsprechende in der Prüfvorrichtung vorgesehene Kontaktelemente drückt, um mehrere Kontaktstellen des Halbleiterbauteils gleichzeitig zu kontaktieren. Der Prüfling kann ein integrierter Schaltkreis (IC) oder ein Wafer sein. Die Prüfvorrichtung 3 dient zum aufeinanderfolgenden Zuführen der Halbleiterbauteile zu einem Prüfbereich, an dem die Halbleiterbauteile mit dem Prüfstempel beaufschlagt werden. Der Prüfbereich befindet sich zwischen der Handhabungsvorrichtung 2 und der Prüfvorrichtung 3 und liegt damit etwa im Bereich der Ausrichtvorrichtung 1. Die Basisplatte 4 und die Dockingplate 5 weisen jeweils mittig eine großflächige Ausnehmung 6, 7 auf, wobei im Bereich dieser Ausnehmung 6, 7 der Prüfstempel der Handhabungsvorrichtung 2 die entsprechenden Halbleiterbauteile beaufschlagt.
Die Handhabungsvorrichtung 2, die Prüfvorrichtung 3 und die Ausrichtvorrichtung 1 bilden ein Testsystem. Da die Grenzfläche zwischen der Handhabungsvorrichtung 2 und der Prüfvorrichtung 3 horizontal angeordnet ist, wird ein solches Testsystem als horizontales Testsystem bezeichnet. Die Basisplatte 4 und die Dockingplatte 5 sind dementsprechend horizontal ausgerichtet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Basisplatte 4 an die Handhabungsvorrichtung 2 befestigt. Die Befestigung ist mittels Schraubbolzen ausgeführt.
Die Dockingplatte 5 ist mit der Prüfvorrichtung 3 verbunden (2). Die Dockingplatte 5 weist hierzu Dockingelemente 8 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Dockingstifte 8 ausgebildet sind. Es gibt unterschiedliche Typen von Dockingelementen, mit welchen eine Prüfvorrichtung und eine Handhabungsvorrichtung lösbar, präzise und fest miteinander verbunden werden können. In der DE 102 16 003 B4 sind solche Dockingelemente beschrieben, die jeweils aus einem Dockingstift und einer Dockingausnehmung, die einen solchen Stift form- und/oder kraftschlüssig aufnehmen kann, ausgebildet.
Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, eine Dockingplatte mit der Handhabungsvorrichtung und eine Basisplatte mit der Prüfvorrichtung zu verbinden oder eine Ausrichtvorrichtung mit zwei Dockingplatten auszubilden, wobei eine jede Dockingplatte Dockingelemente zum lösbaren Verbinden mit der jeweiligen Testeinheit 2, 3 aufweist.
Die Basisplatte 4 ist eine steife Platte mit der zentralen, rechteckförmigen Ausnehmung 6, so dass die Basisplatte 4 zwei Längsstreben 8 und zwei Querstreben 9 ausbildet. Die Basisplatte 4 weist im Bereich der Längsstreben 8 eine Längsseitenkante 10 auf. Parallel zu den Längsstreben 8 und parallel zur Ebene der Basisplatte 4 sind streifenförmige Einschubleisten 11 angeordnet. Eine jede Einschubleiste 11 ist mit einer Seitenkante etwa fluchtend zur Längsseitenkante 10 der Längsstreben 8 der Basisplatte angeordnet. Benachbart zu den Längsseitenkanten 10 sind die Einschubleisten 11 mit Schraubbolzen 12 an den Längsstreben 9/1 befestigt, wobei zwischen den Einschubleisten 11 und den Längsstreben 9/1 jeweils Abstandsleisten 20 vorgesehen sind, die von den Schraubbolzen 12 durchgriffen werden, sodass die Einschubleisten 11 in einem vorbestimmten Abstand bezüglich zur jeweiligen Längsstrebe 9/1 angeordnet sind. Die Einschubleisten 11 erstrecken sich von diesen Schraubbolzen 12 in Richtung zum Zentrum der Basisplatte 4, so dass die Einschubleisten 11 zusammen mit den Abstandsleisten 20 eine im Querschnitt L-förmige Einschubführung ausbilden.
An den Einschubleisten 11 sind jeweils zwei Klemmelemente 13 angeordnet. Die Klemmelemente 13 weisen jeweils einen Kniehebel 14 auf, der um eine parallel zur Basisplatte 4 verlaufende Schwenkachse schwenkbar an einem Lagerelement 15 gelagert ist. Der Kniehebel 14 weist ein rückwärtiges Ende auf, an dem eine Stellschraube 16 vorgesehen ist, mit welcher das rückwärtige Ende des Kniehebels 14 von der Einschubleiste 11 weggedrückt werden kann, so dass das jeweils vordere bzw. freie Ende 17 des Kniehebels 14 in Richtung zur Basisplatte 4 bewegt wird. Am freien Ende 17 ist ein Druckstempel 18 angeordnet.
Das Lagerelement 15 ist in einer Schiene 19 verschieblich gelagert. Die Schiene 19 verläuft parallel zum Kniehebel 14. Hierdurch ist es möglich, den Kniehebel 14 mit seinem freien Ende 17 in unterschiedlichen Positionen zur Einschubleiste 11 anzuordnen. Im Bereich der Schiene 19 ist die Einschubleiste 11 nach außen ein Stück erweitert, um die Schiene 19 entsprechend abzustützen. Nach innen, d. h. in Richtung zur Ausnehmung 6 der Basisplatte 4 ist die Einschubleiste 11 mit einem Stützbereich 21 ausgebildet, in den sich der vordere Abschnitt der Schiene 19 erstreckt und der so das Lagerelement 15 in seiner vorderen Position abstützen kann. Das Stützelement 21 dient auch zur Versteifung der Einschubleiste 11, da diese im Bereich des Klemmelementes 13 erhebliche Kräfte aufnehmen muss.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Bereich einer jeden Längsseitenkante 10 zwei Klemmelemente 13 vorgesehen. Die Klemmelemente 13 sind ein Stück voneinander beabstandet. Im Rahmen der Erfindung können auch nur ein oder mehr als zwei Klemmelemente im Bereich einer jeden Längsseitenkante 10 angeordnet sein.
An einer vorderen Begrenzungskante 22, die entlang der vorderen Querstrebe 9/2 der Basisplatte 4 verläuft, sind zwei Arretiereinrichtungen 23 angeordnet.
Die Arretiereinrichtungen 23 weisen jeweils einen Arretierbolzen 24 auf, der federbeaufschlagt ist. Der Arretierbolzen 24 ist verschieblich in einem Grundkörper 25 gelagert. Der Arretierbolzen 24 ist senkrecht zur Ebene der Basisplatte 4 angeordnet. Der Arretierbolzen 24 weist ein freies Ende auf, mit welchem er am Grundkörper 25 nach unten in Richtung zur Einschubleiste 11 vorsteht. Am gegenüberliegenden Ende ist der Arretierbolzen 24 mit einem Griff 26 versehen, an welchem der Arretierbolzen 24 entgegen der Federwirkung ein Stück aus dem Grundkörper 25 gezogen werden kann. Der Grundkörper 25 ist schwimmend in einer Grundplatte 27 gelagert, welche an der Basisplatte 4 befestigt ist. Der Grundkörper 25 ist an zwei Feinjustiereinrichtungen 28 gekoppelt, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel Mikrometerschrauben sind. Die Feinjustiereinrichtungen 28 sind zueinander orthogonal ausgerichtet, so dass der Grundkörper 25 in zwei orthogonalen Richtungen in der Ebene der Basisplatte 4 justierbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Feinjustiereinrichtungen 28 in X- und Y-Richtung, also senkrecht zueinander, ausgerichtet. Hierdurch kann der Arretierbolzen 24 mit der Feinjustiereinrichtung 28 in der Ebene der Basisplatte 4 justiert werden.
Die Arretiereinrichtungen 23 sind vorzugsweise möglichst weit voneinander beabstandet an der Basisplatte 4 angeordnet.
Die Dockingplatte 5 ist in der Draufsicht rechteckförmig ausgebildet und besitzt eine Größe, so dass sie in die durch die Einschubleisten 11 und Abstandsleisten 12 ausgebildeten Einschubführungen der Basisplatte 4 mit Spiel passt. Die Dockingplatte kann somit frei innerhalb der Einschubführungen verschoben werden. In vertikaler Richtung beträgt das Spiel im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 0,5 bis 1 mm. Die Dockingplatte 5 kann in Einschubrichtung 29 in die Einschubführungen eingeschoben werden. Die Dockingplatte 5 weist quer zur Einschubrichtung 29 auch ein Spiel auf, das im Bereich von 0,5 cm bis 3 cm liegt, so dass die Dockingplatte 5 ein Stück quer zur Basisplatte 4 verschieblich und lose in den Einschubführungen gelagert ist. Die Dockingplatte 5 kann auch vollständig aus den Einschubführungen heraus gezogen werden.
Die Dockingplatte 5 weist mehrere Arretierlöcher 30 auf, die an den vorderen Eckbereichen der Dockingplatte 5 angeordnet sind. Die Arretierlöcher 30 sind in einem vorbestimmten, nicht notwendigerweise regelmäßigen Muster angeordnet. In ein jedes der Arretierlöcher 30 kann einer der Arretierbolzen 24 zum Arretieren der Position der Dockingplatte 5 bezüglich der Basisplatte 4 eingreifen. Mittels der Feinjustiereinrichtungen 28 kann eine Feinjustage der Position der Dockingplatte 5 bezüglich der Basisplatte 4 erfolgen. Da die Dockingplatte 5 mit einer Testeinheit (hier: Prüfvorrichtung) und die Basisplatte 4 mit der anderen Testeinheit (hier: Handhabungsvorrichtung) verbunden sind, werden durch die Feinjustage auch die Position der Handhabungsvorrichtung bezüglich der Prüfvorrichtung exakt eingestellt bzw. justiert. Da die Dockingplatte 5 lose in den Einschubführungen der Basisplatte geführt ist, ist es auch möglich, in einem gewissen Drehbereich von etwa 0,5 bis 2° die Drehstellung der Dockingplatte bezüglich der Basisplatte zu verändern.
Mittels der Klemmelemente wird die Dockingplatte 5 an die Basisplatte 4 geklemmt, die Klemmelemente 13 sind vorzugsweise in der Nähe der Dockingelemente 8 der Dockingplatte 5 angeordnet. Da an diesen Dockingelementen die schwere Testeinheit hängt, besteht die Gefahr, dass die Dockingplatte aufgrund des Gewichtes der Testeinheit verzogen wird. Einem solchen Verzug wird mittels der Klemmelemente 13 entgegengewirkt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Ausrichtung der zwei Testeinheiten exakt beibehalten wird und es zu keinen Fehlkontaktierungen kommen kann. Weiterhin bewirken die Klemmelemente 13, dass beim Testvorgang, bei welchem der Prüfstempel mit erheblicher Kraft gegen die zu testenden Halbleiterbauteile gedrückt wird, die Dockingplatte 5 nicht in Vertikalrichtung von der Basisplatte 4 abgehoben wird, wodurch es auch zu Fehlkontaktierungen kommen könnte.
Eine Prüfvorrichtung 3 lässt sich beim Prüfsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einfach austauschen, indem die Verbindung zur Dockingplatte 5 mittels der entsprechenden Dockingelemente gelöst wird, die Prüfvorrichtung mittels eines Manipulators (nicht dargestellt) gehandhabt wird, der an Manipulatorzapfen 35 der Prüfvorrichtung angreift, eine andere Prüfvorrichtung 3 mittels eines weiteren Manipulators angedockt wird, wobei gleichzeitig die Dockingplatte 5 mit der entsprechenden Prüfvorrichtung ausgetauscht werden kann.
Es kann auch lediglich ein Testboard ausgetauscht werden, um einen anderen Typ von Halbleiterbauteilen zu testen, und dann die gleiche Prüfvorrichtung wieder an die Dockingplatte 5 angedockt wird.
Grundsätzlich wird vor dem Andocken der Prüfvorrichtung 3 an die Dockingplatte 5 die Dockingplatte 5 bezüglich der Basisplatte 4 ausgerichtet. Die Klemmelemente 13 und die Arretiereinrichtungen 13 sind bereits oder werden gelöst. Die Dockingplatte 5 wird in die gewünschte Position bezüglich der Basisplatte 4 verschoben, wobei zunächst die Arretiereinrichtungen 23 durch Einführen der Arretierbolzen 24 in die entsprechenden Arretierlöcher 30 arretiert werden. Hierdurch wird die Position der Dockingplatte 5 bezüglich der Basisplatte festgelegt. Dann werden die Klemmelemente 13 festgeklemmt, um die Dockingplatte 5 an die Basisplatte 4 zu klemmen. Danach kann die Prüfvorrichtung 3 an die Dockingplatte 5 angedockt werden und befindet sich in der gewünschten Position bezüglich der Handhabungsvorrichtung.
Der Wechsel bzw. die Umstellung des Testboards und/oder der Prüfvorrichtung kann ohne Werkzeug innerhalb weniger Minuten ausgeführt werden. Durch das freie Verschieben der Dockingplatte 5 bzw. der Basisplatte 4 kann schnell eine andere Relativposition zwischen Dockingplatte 5 und Basisplatte 4 eingenommen werden, wobei die Prüfvorrichtung und die Handhabungsvorrichtung auch etwas bezüglich ihrer Drehposition zueinander ausgerichtet werden können.
Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Prüfvorrichtung an der Dockingplatte befestigt. Es sind auch Testsysteme bekannt, bei welchen es zweckmäßig ist die Handhabungsvorrichtung an der Dockingplatte zu befestigen.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung 1 anhand der 6 und 7 erläutert. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der oben erläuterten Ausführungsform, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und nicht nochmals erläutert werden.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Einschubleisten 11 nicht nur mit Schraubbolzen 12 am äußeren Randbereich mit der Basisplatte 4 verschraubt sind, sondern es sind auch zusätzliche Schraubbolzen 31 benachbart zum inneren Randbereich der Einschubleisten 11 angeordnet. Die Schraubbolzen 31 sind jeweils von rohrförmigen Abstandselementen 32 umschlossen, welche die Einschubleiste 11 und die Basisplatte 4 auf Abstand halten. Bei dieser Ausführungsform ist die Steifigkeit der Einschubleiste 11 bezüglich der Basisplatte 4 wesentlich größer.
Damit die Dockingplatte 5 nicht mit den zusätzlichen Schraubbolzen 31 am inneren Randbereich der Einschubleisten 11 kollidiert, weist die Dockingplatte 5 jeweils im Bereich benachbart zu den Schraubbolzen 31 eine zum Rand hin offene Ausnehmung 33 auf, so dass die Dockingplatte 5 ein Stück relativ zur Basisplatte 4 bewegt werden kann, ohne mit den Schraubbolzen 31 zu kollidieren. Die Dockingplatte 5 besitzt eine Länge, die kürzer als der Abstand der Schraubbolzen 31 zwischen den beiden Einschubleisten 11 ist, so dass die Dockingplatte 5 in einer zentrischen Position aus den mittels der Einschubleisten 11 ausgebildeten Einschubführungen vollständig heraus gezogen werden kann.
Bei der oben erläuterten ersten Ausführungsform sind die Kniehebel 14 in Längsrichtung verschieblich angeordnet. Hierdurch können die Kniehebel ein Stück nach außen bewegt werden, was manchmal notwendig ist, da beim Bewegen der Dockingplatte 5 relativ zur Basisplatte 4 ansonsten an der Dockingplatte 5 befestigte Dockingelemente 8 mit den Kniehebeln 14 kollidieren könnten. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Kniehebel 14 nicht verschieblich, sondern drehbar angeordnet. Die Kniehebel 14 der zweiten Ausführungsform (6, 7) sind schwenkbar an einem Lagerelement 34 befestigt, das um eine Drehachse drehbar an der Einschubleiste 11 befestigt ist, wobei die Drehachse senkrecht zur Einschubleiste 11 steht. Durch Drehen bzw. Wegschwenken der Kniehebel 14 kann verhindert werden, dass diese mit den Dockingelementen 8 der Dockingplatte 5 beim Bewegen derselben kollidieren.
Bezugszeichenliste

1: Ausrichtvorrichtung
2: Handhabungsvorrichtung (Handler)
3: Prüfvorrichtung (Tester)
4: Basisplatte
5: Dockingplatte
6: Ausnehmung
7: Ausnehmung
8: Dockingelement
9/1: Längsstrebe
9/2: Querstrebe
10: Längsseitenkante
11: Einschubleiste
12: Schraubbolzen
13: Klemmelement
14: Kniehebel
15: Lagerelement
16: Stellschraube
17: freies Ende
18: Druckstempel
19: Schiene
20: Abstandsleiste
21: Stützbereich
22: vordere Begrenzungskante
23: Arretiereinrichtung
24: Arretierbolzen
25: Grundkörper
26: Griff
27: Grundplatte
28: Feinjustiereinrichtung
29: Einschubrichtung
30: Arretierloch
31: Schraubbolzen
32: Abstandselement
33: Ausnehmung
34: Lagerelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 200214629 U1 [0002, 0002]
WO 2013/164407 A1 [0004, 0019]
DE 10216003 B4 [0033]

Claims

Vorrichtung zum Ausrichten von zwei Testeinheiten, wie z. B. einer Prüfvorrichtung (Tester) (3) und einer Handhabungsvorrichtung (Handler) (2), eines Testsystems zum Testen von Halbleiterbauteilen, umfassend eine Basisplatte (4) und eine Dockingplatte (5), wobei die Basisplatte (4) und die Dockingplatte (5) mit jeweils einer Testeinheit (2, 3) verbindbar ausgebildet und zueinander beweglich und in ihrer relativen Position arretierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (4) mehrere Klemmelemente (13) aufweist, mit welchen die Dockingplatte (5) an die Basisplatte (4) geklemmt werden kann.
Vorrichtung zum Ausrichten von zwei Testeinheiten, wie z. B. einer Prüfvorrichtung (3) und einer Handhabungsvorrichtung (2), eines Testsystems zum Testen von Halbleiterbauteilen, insbesondere nach Anspruch 1, umfassend eine Basisplatte (4) und eine Dockingplatte (5), wobei die Basisplatte (4) und die Dockingplatte (5) mit jeweils einer Testeinheit (2, 3) verbindbar ausgebildet und zueinander beweglich und in ihrer relativen Position arretierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (4) eine Einschubführung zum Führender Dockingplatte (5) aufweist, wobei die Einschubführungen derart ausgebildet sind, dass die Dockingplatte (5) zum Austauschen derselben vollständig aus den Einschubführungen herausgezogen werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (4) eine Einschubführung zum losen Führen der Dockingplatte (5) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschubführung ein L-förmiges Profil aufweist, wobei ein freier Schenkel des L-förmigen Profils parallel zur Basisplatte angeordnet ist und einen derartigen Abstand zur Basisplatte aufweist, dass die Dockingplatte hierin mit einem Spiel aufgenommen werden kann, das ein Verschieben der Dockingplatte relativ zur Basisplatte erlaubt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschubführung eine parallel zur Basisplatte (4) angeordneten Einschubleiste (11) ausweist, welche am äußeren Randbereich mit der Basisplatte (4) fest verbunden ist und zusätzliche mit Bolzen (31) benachbart zum inneren Randbereich der Einschubleisten (11) mit der Basisplatte (4) verbunden ist und die Dockingplatte (5) jeweils im Bereich benachbart zu den Bolzen (31) eine Ausnehmung (33) aufweist, so dass die Dockingplatte (5) ein Stück relativ zur Basisplatte (4) bewegt werden kann, ohne mit den Bolzen (31) zu kollidieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest eine Arretiereinrichtung (23) aufweist, mit welcher die Basisplatte (4) und die Dockingplatte (5) in einer vorbestimmten Position zueinander arretierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (23) aus einem Arretierbolzen (24) und zumindest einem entsprechend passenden Arretierloch (25) ausgebildet ist, wobei der Arretierbolzen (24) fest mit der Basisplatte (4) oder der Dockingplatte (5) verbunden und das Arretierloch (30), in welche der Arretierbolzen (24) eingreifen kann, an der entsprechend anderen Platte ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (23) eine Feinjustiereinrichtungen (28) aufweist, um die Position des Arretierbolzens (24) und/oder des Arretierloches (30) in zumindest eine und vorzugsweise in zumindest zwei zueinander orthogonalen Richtungen zu verändern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Arretiereinrichtungen (23) vorgesehen sind
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente (13) derart verschieblich oder drehbar angeordnet sind, dass sie beim relativen Bewegen der Dockingplatte (5) bzgl. der Basisplatte (4) aus einer Klemmposition bewegbar sind, so dass sie nicht mit an der Dockingplatte befestigten Dockingelementen (8) kollidieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente (13) jeweils einen schwenkbar gelagerten Hebel (14) aufweisen, der mit seinem freien Ende gegen die von der Basisplatte (4) abgewandten Seite der Dockingplatte (5) gedrückt werden kann, wobei am freien Ende des Hebels (14) jeweils ein Druckstempel (18) vorgesehen sein kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Basisplatte (4) und zumindest zwei Dockingplatten (5) aufweist, wobei die Dockingplatten (5) zum Verbinden mit unterschiedlichen Testeinheiten (2, 3) ausgebildet sind.
Testsystem umfassend eine Prüfvorrichtung (3) und eine Handhabungsvorrichtung (2), gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) zum Ausrichten der Prüfvorrichtung (3) und der Handhabungsvorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
Testsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Testsystem ein horizontales Testsystem ist.
Testsystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Testsystem eine Basisplatte (4) und zumindest zwei Dockingplatten (5) aufweist, wobei die Dockingplatten (5) zum Verbinden mit unterschiedlichen Testeinheiten (2, 3) ausgebildet sind.