对准设备与操作设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对准设备与操作设备。
【背景技术】
[0002]用于测试半导体元件的测试系统通常地包括测试设备(“测试器”)与供给设备(“操作器”或“探测器”)。此测试系统可以用于测试诸如集成电路(其通过操作器测试)或晶片(其通过探测器测试)的电子部以便恰当地起作用。
[0003]此外，测试系统(测试单元)具有接口单元(板)，其通常地包括定位在加固框架中的适配器板。适配器板具有多个接触元件，其特别地为一种半导体元件设置，其用于与待测试的半导体元件接触。
[0004]接口单元定位在测试设备与供给设备之间的接口的区域中。接触元件分别地以对待测试的半导体元件特定的模式布置以便能够与半导体元件的接触点恰当地接触。根据测试系统，接口单元可拆除地紧固到测试设备或者到供给设备使得接口单元是可替换的以便能够测试多种半导体部件。
[0005 ]在专业界已知接口单元的多种设计。接口单元还称作为负载板或探测卡。
[0006]供给设备包括通过其待测试的半导体元件供给到测试设备的元件。
[0007]在下面，测试设备(测试头)或供给设备(操作器、探测装置、晶片探测装置、晶片探测器)每个都通过术语“测试设备”表示。两种类型的测试设备都可以设计为接收接口单元。
[0008]出于定位接口单元的目的，已知使用紧固到测试设备的抽拉与铰接机构。下面简要地描述了利用此抽拉与铰接机构的测试系统的实例。
[0009]通过JP9159730A已知用于测试半导体部件的测试装置，其中性能板以其可以像抽屉一样被从测试头侧向地拉出的此种方式联接到测试头。性能板具有测试头的引导销钉延伸通过的引导孔以便定位后者。通过侧向地拉出它，能够容易地更换性能板。
[0010]通过EP1495339B1和US2003/0194821A1已知用于测试半导体部件的另一个测试装置，其中支撑接口单元的子组件以枢轴方式紧固到测试系统。子组件的枢轴装置允许接口单元从测试系统简单地移除并且更换。优选地，子组件设有伸缩状拉出设备，接口单元可以通过其从测试系统的区域拉出到外部。
[0011]仍未公布的PCT/EP2013/059151公开了用于更换用于测试半导体元件的测试系统中的大致平坦接口单元。此模块包括基部元件、保持件与引导元件。引导元件构造为使得通过从端位置线性、平移移动到中间位置中以及从中间位置线性、平移到定位在测试系统的外部的移除位置中可以移动接口单元。此机构包括通过连接件控制的杆机构，其被支撑为使得能够横向于保持件的线性平移移动而移动。
[0012]还通过1^6，107，813、1^5，528，158、1^5，471，148、和1]54，721，198已知此种类型的设备。
[0013]在测试设备中的接口单元改变系统由此大体上以集成解决方案的形式已知。通过这些系统，接口单元从测试设备以半自动方式延伸出去以便更换它们。它们通过打开翻片或门从测试设备延伸出去。通过这样做，必须通过一个或者甚至两个使用者手动地从抽拉机构移除精密接口单元以及将精密接口单元插入到抽拉机构中。
[0014]例如，大体上在JP9159730A、EP1495339B1、DE10205115B4和DE19752229A1中描述了测试系统。
[0015]还存在通过现有技术已知的用于相对于另一个测试设备定位测试设备(测试器、操作器、探测器)的设备。此种类型的设备称作为操纵器或操作设备。
[0016]例如，已知下面的操作设备。
[0017]DE4007011C2公开了操作设备，其具有在长方形壳体中竖直定向的引导柱，在侧面上具有狭槽以及扩展支脚以将其布置在地面上。在此情形中，以引导支架形式以竖直可移动方式安装并且具有可以围绕竖直轴枢转的支撑件的调节设备可以在水平平面中自由地枢转，并且可以轴向地移动并且可以通过夹具使高度与水平调节固定化。还设置测试头保持件。支撑件具有以可夹紧方式连接到引导柱的转矩支撑件从而通过其它齿轮机构与手动曲柄机构进行竖直微调。特别地，配重布置在滑轮装置中，其通过松轮可操作地连接到支撑件从而由于滑轮原理导致配重变得更小。
[0018]DE3524348B4公开了用于定位测试头的设备。其包括测试头插座，此测试头插座以竖直可调节通过铰接连接件连接到支撑柱，此支撑柱直立在扩展支撑件上使得测试头插座能够在平面中移动。测试头插座能够在与延伸通过支撑柱的中心轴的平面对称定位的一对铰接臂对的自由端围绕水平倾斜轴枢转。
[0019]DE10132489B4公开了特别用于将测试头定位在测试设备上的操作设备。此操作设备包括用于测试头的保持件以及连接到保持件的定位装置以竖直可调节方式布置在其上的柱。定位装置具有至少一对铰接臂，此对铰接臂在它们一端以允许它们围绕竖直轴枢转的方式链接到保持件。在它们其它端部处，铰接臂均链接到可以沿着水平方向移动的支架；此支架布置在柱上，使得它们可以彼此独立地移动。
[0020]为了将接口单元以及其中接口单元定位到的加固框架连接到测试设备，通常地设置具有锁定凸耳与相应的锁定单元的连接设备。此连接设备还称作为对接设备并且在一个方面用于实现接口单元相对于测试设备的精确对准并且在另一个方面，用于将接口单元机械地固定到测试设备。
[0021 ] 接口单元的对准由此必须以锁定凸耳可以插入到相应锁定单元中的此种方式发生。为了这样做，接口单元与测试设备的接触表面必须彼此略微隔开地定位并且彼此平行地对准使得对接设备的锁定凸耳的全部都可以接合在相应开口中。具体地说，必须当心不损坏略微从接口单元突出的精密接触元件。因此，连接接口单元与测试设备需要大量工作。
[0022]通过从现有技术已知的抽拉与枢轴机构，必须手动地，即通过使用者将接口单元插入到机构中。这对接触元件持续地造成损害。
[0023]此外，接口单元具有高达10kg的相对高的死重量并且由于它们的接触元件(通常地弹簧接触销钉)导致要求极其精细的操作。此外，由于必须单独地制造它们因此接口单元非常昂贵。必须定期地更换它们以便能够通过测试系统测试不同类型的样本。
[0024]直到现在，在测试系统中更换接口单元，其中首先需要与接口单元一起移除例如测试头的测试设备。为了这样做，测试设备沿着竖直方向向上枢转或者一直枢转到侧面外部使得可以替换接口单元。由于接口单元变得越来越大，所以最通常地对于它们来说不再能够仅通过一个使用者插入或改变，而是需要两个人。在接口单元的手动插入过程中，存在其未被恰当地定位并且由此损坏的风险。
[0025]相对于测试设备精确地定位接口单元因而是非常劳动密集的并且通常地需要两个操作者。在此情形中，人们通常必须考虑这样的事实，还需要在相应开口或锁定单元中几乎没有间隙地接收锁定凸耳。但是这意味着接口单元与测试设备必须相对于彼此精确地布置在它们的位置中并且它们线性对准。
[0026]因此本发明的目的是创建对准设备与操作设备，通过其可以相对于测试设备接口单元被定位，容易地供给以及还简单地移除并且在不损坏接口单元以及特别它的接触元件的情况下安全地且可靠地起作用。
[0027]为了实现此目的，本发明具有在权利要求1与权利要求5中公开的特征。在从属于它们的权利要求中公开了其有利的实施方式。
[0028]根据本发明，对准设备设置为定位准确地联接操作设备以将接口单元更换到用于接收至少一个接口单元的另一个设备。根据插塞与插座原理设计对准设备。对准设备包括至少一个插塞状对中元件，此对中元件具有配合部分，以及根据对中元件构造的用于接收对中元件的插座元件。对准设备以此种方式构造使得当对中元件在插座元件中时，确保了操作设备定位准确地联接到用于接收至少一个接口单元的另一个设备，并且对中元件可以固定到两个设备中的一个并且插座元件可以相应地固定到另一个设备。
[0029]对准设备允许操作设备的对接以将接口单元更换为用于接收至少一个接口单元的另一个设备。在对接过程中，操作设备以及由此接收在其中的接口单元相对于测试设备对准，并且操作设备固定化并且锁定到测试设备使得接口单元可以准确地定位以及此外的更换。
[0030]通过设有对准设备的操作设备，能够相对于测试设备定位接口单元，以将其以安全且可靠方式供给到测试设备，并且将其从测试设备移除。
[0031]通过根据本发明的对准设备，现在设置用于将操作设备对接到测试设备或者用于接收至少一个接口单元的设备的装置。通过此对准设备，接收接口单元的操作设备以及测试设备可以连接并且锁定到彼此并且在空间中彼此对准使得在对接以后，接口单元的锁定凸耳以精确、位置准确并且优选地几乎无间隙的方式关于它们的位置并且它们的线性对准与方向定位在测试设备中相应的开口中。
[0032]特别地，这避免了由于接口单元关于测试设备精确地对准并且固定到它的导致接口单元的极其精密元件(通常是弹簧接触销钉)受损的风险，使得能够以极其安全且可靠的方式通过测试设备传送或接收接口单元。
[0033]通过根据本发明的测试设备，具有没有改变系统(抽拉或铰接机构)的测试系统的使用者可以改进它们的现有设备，即使它们设有对准设备。因此，可以升级对准设备以允许接口单元相对于测试设备的精确定位。
[0034]配合部分可以以圆锥或圆柱部分的形式构造。
[0035]对准设备可以具有两个对中元件与两个插座元件。
[0036]可以在对中元件上或插座元件上设置张紧元件，这使得能够将对中元件与插座元件拉动到一起。通过此种类型的张紧元件，对中元件与插座元件可以以定位准确、无间隙方式达到彼此接合。
[0037]张紧元件可以构造为使得通过张紧元件的旋转，张紧元件的止动凸耳被沿着倾斜于对中元件的纵向方向延伸的止动凸耳开口引导，并且优选地在端位置处，将对中元件完全地定位在插座元件中。
[0038]张紧元件使得能够完全地对着彼此拉动对中元件与插座元件。此外，张紧元件确保对中元件与插座元件的止动接合，这在对中元件与插座元件之间产生无间隙、定位准确的连接。
[0039]此外根据本发明设置用于更换接口单元的操作设备。操作设备包括底盘、定位在底盘上的操作单元使得其可以至少沿着竖直Z方向移动，操作单元具有接收设备，此接收设备可以以线性方式收回与延伸，用于接收接口单元。操作单元具有对准设备，其用于将操作单元准确定位地联接到用于接收至少一个接口单元的另一个设备。
[0040]用于接收接口单元的接收设备优选地具有夹紧元件，此夹紧元件可以接合在接口单元中的相应凹入部或底切中以便由此将接口单元固定到接收设备。在简化的实施方式中，接收设备可以通过例如拧入到接口单元中的四个螺钉构造。
[0041]在本发明的上下文中，“用于接收接口单元的设备”理解为是测试设备，例如测试器、探测器、操作器、或者接收设备，例如用于接收一个或多个接口单元的更换台或架子。
[0042]通过根据本发明的操作设备，仅需要竖直向上地移动测试系统的测试设备短的距离。操作设备然后首先通过对准设备对接到测试设备并且然后使能够精确定位与简单移除以及插入接口单元。
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