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Die
Erfindung betrifft einen Prüfmanipulator zum
automatischen Zuführen
zu prüfender
IC-Bausteine zu einer Prüfposition
eines IC-Prüfers
und Abnehmen der IC-Bausteine, die geprüft wurden, sowie insbesondere
einen Prüfmanipulator
mit einem Drehtisch, der mit mehreren Trägermodulen für IC-Bausteine
versehen ist und sich mit einer vorbestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit
zum Zuführen
der IC-Bausteine zu der Prüfposition
und Abnehmen der geprüften
IC-Bausteine dreht.
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Beim
Prüfen
von IC-Bausteinen wird häufig ein
automatischer Prüfmanipulator
in Kombination mit einem IC-Prüfer
verwendet, um automatisch zu prüfende
IC-Bausteine (Prüflinge)
zu einer Prüfposition
am Prüfkopf
des IC-Prüfers
zu führen.
Allgemein gibt es zwei Arten von Prüfmanipulatoren: einen Manipulator
mit senkrechtem Transport, bei dem die zu prüfenden IC-Bausteine in senkrechter
Richtung mittels ihrer eigenen Schwerkraft transportiert werden, und
einen Manipulator mit waagerechtem Transport, bei dem die IC-Bausteine
auf ein Magazin oder Trägermodul
plaziert und in waagerechter Richtung zur Prüfposition transportiert werden.
Der Prüfmanipulator
der vorliegenden Erfindung betrifft einen Manipulator mit waagerechtem
Transport.
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In
einem typischen Prüfmanipulator
mit waagerechtem Transport werden zu prüfende IC-Bausteine durch einen
Aufneh me- und Plazier- bzw. Einlegemechanismus oder eine Roboterhand
des Prüfmanipulators
auf einem Magazin in einem Ladebereich ausgerichtet, nacheinander
aufgenommen und zu einem Prüfkopf
eines IC-Prüfers
transportiert und auf einer Prüfbuchse
des Prüfkopfs
plaziert. Die geprüften
IC-Bausteine werden aus dem Prüfkopf
entnommen, zu einem Entladebereich transportiert und auf einem Magazin
auf der Grundlage der Prüfergebnisse
plaziert.
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Bei
dieser Art von Manipulator sind die gesamten Wege, auf denen die
IC-Bausteine transportiert und manipuliert werden, lang und kompliziert. Daher
ist eine relativ lange Zeit zum Positionieren des IC-Bausteins auf
der Prüfbuchse
sowie bis zum Beginn der Prüfung
und zum Zurückführen des
geprüften
IC-Bausteins zum Entladebereich notwendig. Im Halbleiterprüfwesen wird
die erforderliche Gesamtzeit zum Manipulieren der IC-Bausteine mit
Ausnahme der für
eine eigentliche Bausteinprüfung
erforderlichen Zeit als Indexzeit bezeichnet.
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Da
die Indexzeit nicht die eigentliche Zeit zur Bausteinprüfung ist,
geht man davon aus, daß mit kürzerer Indexzeit
die Prüfeffektivität des Prüfmanipulators
steigt. Wie vorstehend jedoch erwähnt wurde, benötigt der
herkömmliche
Prüfmanipulator
aufgrund der Länge
der Bausteintransportwege und der komplizierten Bewegungen des Prüfmanipulators eine
relativ lange Indexzeit.
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Dazu
kommt, daß ein
moderner IC-Baustein eine große
Anzahl von Stiften in einem kleinem Abstand hat. Außerdem ist
jeder Stift sehr klein und hat eine geringe mechanische Festigkeit.
Somit muß der Prüfmanipulator
zum Prüfen
solcher Bausteine mit einer großen
Anzahl von Stiften eine Fähigkeit
zum präzisen
Positionieren haben, um den IC-Baustein genau an der Prüfposition
zu plazieren, normalerweise eine Prüfbuchse mit einer großen Anzahl
entsprechender Kontaktstifte. Da jedoch die Feinpositionierung der
IC-Bausteine komplizierte Einstellungen verschiedener Komponenten
erfordert, treten leicht Fehler beim Einlegen der IC-Bausteine in
die Prüfbuchse
oder beim Entnehmen aus ihr auf, die die Stifte der IC-Bausteine
verformen und die Prüfung
unmöglich
machen.
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Ein
Beispiel für
einen herkömmlichen
waagerechten Prüfmanipulator
zeigt 5. 5 ist eine schematische
Darstellung einer Draufsicht auf einen Prüfmanipulator 100.
Ein Magazin 20 mit den zu prüfenden IC-Bausteinen wird vom
Ladebereich zu einer Übergabestation
(punktierte Linie) transportiert, wo die IC-Bausteine jeweils durch
ein Saugende 10 eines Einlegemechanismus aufgenommen und
zu einer Position einer Prüfbuchse 31 am
Prüfkopf
eines IC-Prüfers
transportiert werden.
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Das
Saugende 10 ist mit einem Kontaktarm 50 versehen,
um am Arm 50 entlang in eine Richtung (Y) nach vorn und
hinten beweglich zu sein. Der Kontaktarm 50 kann sich in
eine Richtung (X) nach rechts und links auf Schienen 40 bewegen.
Somit kann das Saugende 10 frei eine Position durch Bewegung
in X- und Y-Richtung
auf einer Oberfläche
des Prüfmanipulators 100 einnehmen.
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Durch
Plazieren des IC-Bausteins auf der Prüfbuchse 31 führt ein
(nicht gezeigter) IC-Prüfer Prüfsignale
zum IC-Baustein auf der Prüfbuchse 31, und
die resultierenden Ausgabesignale vom IC-Baustein werden durch den
IC-Prüfer
durch Vergleichen mit erwarteten Daten ausgewertet. Das Saugende 10 nimmt
die IC-Bausteine auf, die geprüft
wurden, transportiert sie zu einem Magazin auf einer Empfangsstation 22 (punktierte
Linie) und legt die IC-Bausteine in Abhängigkeit von den Prüfergebnissen
ab. Die IC-Bausteine auf dem Magazin werden zu einem Entladebereich 23 transportiert,
in dem die IC-Bausteine mit den Magazinen für das nächste Verfahren entladen werden,
z. B. Verpacken und Versand an Kunden.
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4 ist eine Seitenansicht
eines Beispiels für
ein Saugende, das im Einlegemechanismus von 5 verwendet wird. In diesem Beispiel
ist das Saugende 10 mit einer (nicht gezeigten) Luftleitung versehen,
die mit einem Luftzylinder verbunden ist, um eine Saugluftkraft
zu erzeugen. Wirkt die Saugluftkraft, zieht das Saugende 10 den
darunter befindlichen IC-Baustein an und nimmt den IC-Baustein durch
die Saugluftkraft auf. Wie zuvor erwähnt wurde, ist das Saugende 10 in
X- und Y-Richtung am Prüfmanipulator
beweglich. Somit transportiert das Saugende 10 die IC-Bausteine
nacheinander vom Übergabebereich 21 zur
Prüfbuchse 31 und
von der Prüfbuchse 31 zur
Empfangsstation 22 durch die vorgenannten X-Y-Bewegungen.
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Während dieses
Verfahrens im herkömmlichen
Prüfmanipulator
gelingt die Planierung der IC-Bausteine auf der Prüfbuchse 31 aufgrund
ungenauer Positionierung des IC-Bausteins zur Prüfbuchse nicht immer. Eine solche
ungenaue Positionierung tritt im Grunde auf, weil das Saugende 10 den IC-Baustein
beim relativ schnellen Bewegen in X- und Y-Richtung aufnimmt, wodurch
es möglich
ist, daß das
Saugende 10 nicht genau die Idealposition am IC-Baustein
beim Plazieren des IC-Bausteins berührt. Ferner ist es möglich, daß das Saugende 10 nicht
die genaue Position des IC-Bausteins berührt, da der Oberflächenzustand
eines IC-Bausteins schlecht ist oder andere Faktoren wirken, z.
B. mechanische Schwingungen.
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Daher
wird im herkömmlichen
Prüfmanipulator
gemäß dem Beispiel
von
4 und
5 bzw. wie aus den Druckschriften
US 5177434 A oder
US 4940935 A bekannt
eine relativ lange Indexzeit zum Zuführen zu prüfender IC-Bausteine zur IC-Buchse benötigt, so
daß die
Prüfeffektivität durch
die Indexzeit eingeschränkt
ist. Außerdem
treten mitunter Positionierfehler aufgrund der Ungenauigkeit beim
Aufnehmen der IC-Bausteine durch den Einlegemechanismus des Prüfmanipulators
auf.
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Mit
der vorliegenden Erfindung sollen die obengenannten Probleme durch
den in den Ansprüchen
offenbarten Prüfmanipulator
beseitigt werden. Diese Aufgabe wird mit einem Prüfmanipulator
nach Anspruch 1 bzw. 5 gelöst.
Die Unterausprüche
geben vorteilhafte Ausführungsarten
an. Der erfindungsgemäße Prüfmanipulator
kann Transportentfernungen der IC-Bausteine am Prüfmanipulator
verkürzen.
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Der
erfindungsgemäße Prüfmanipulator kann
außerdem
die Indexzeit verringern die die Gesamtmanipulationszeit für jeden
IC-Baustein mit Ausnahme der eigentlichen Prüfzeit des IC-Bausteins ist, um
insgesamt die Prüfeffektivität des Prüfmanipulators
zu verbessern.
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Der
erfindungsgemäße Prüfmanipulator kann überdies
die zu prüfenden
IC-Bausteine genau an der Prüfposition
ohne Positionierfehler und Beschädigungen
von Kontaktstiften der IC-Bausteine positionieren.
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Der
erfindungsgemäße Prüfmanipulator kann
Umgebungsbedingungen für
die zu prüfenden IC-Bausteine
während
der Periode nach Laden der IC-Bausteine im Prüfmanipulator und vor Erreichen der
Prüfposition
bereitstellen, um eine Umgebungsprüfung für die IC-Bausteine durchzuführen.
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Der
Prüfmanipulator
hat gemäß der Erfindung
einen Drehtisch, der mit mehreren Trägermodulen für IC-Bausteine
versehen ist und sich mit einer vorbestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit
zum Zuführen
der IC-Bausteine
zur Prüfposition
und Abnehmen der geprüften
IC-Bausteine dreht.
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Der
Prüfmanipulator
der Erfindung weist auf: einen Drehtisch mit mehreren Öffnungen,
die jeweils einen gleichen Abstand voneinander haben, wobei mindestens
eine der Öffnungen
genau oberhalb einer an dem IC-Prüfer vorgesehenen Prüfbuchse
positioniert ist; mehrere Trägermodule,
die an den entsprechenden Öffnungen
des Drehtischs befestigt sind, wobei jedes der Trägermodule
eine Mittelöffnung
hat, um einen zu prüfenden
IC-Baustein aufzunehmen, und die Mittelöffnung des Trägermoduls
schräg
zulaufende Wände
an dem Umfang bzw. an der Begrenzung hat, wobei ein oberer Abschnitt
der Mittelöffnung
breiter als ein unterer Abschnitt der Mittelöffnung ist; und einen Druckmechanismus,
der oberhalb der Prüfbuchse
an dem IC-Prüfer
vorgesehen ist, wobei der Druckmechanismus den IC-Baustein in dem Trägermodul
so nach unten drückt,
daß die
Stifte des IC-Bausteins die Prüfbuchse
kontaktieren.
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Erfindungsgemäß kann der
Prüfmanipulator mit
dem Drehtisch Transportentfernungen der IC-Bausteine vom Ladebereich
zur Prüfposition
und von der Prüfposition
zum Entladebereich verkürzen. Der
Prüfmanipulator
kann die Indexzeit verringern, d. h., die gesamte Manipulationszeit
für den
IC-Baustein mit Ausnahme der eigentlichen Prüfzeit durch den IC-Prüfer, um
insgesamt die Prüfeffektivität des Prüfmanipulators
zu verbessern.
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In
der Erfindung sind die Trägermodule
am Drehtisch des Prüfmanipulators
vorgesehen, und die Position des auf jedem der Trägermodule
plazierten IC-Bausteins wird durch am Trägermodul vorgesehene Stiftführungsschlitze
korrigiert. Daher kann der Prüfmanipulator
der Erfindung die zu prüfenden IC-Bausteine genau an
der Prüfposition
ohne Positionierfehler oder Beschädigungen der IC-Bausteine positionieren.
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Da
der Drehtisch der Erfindung mehrere Trägermodule hat und sich der
Drehtisch jedesmal dreht, wenn die Prüfung für den IC-Baustein an der oberen Position
der Prüfbuchse
durchgeführt
wird, können die
anderen IC-Bausteine auf den Trägermodulen spezifischen
Umgebungsbedingungen vor der Prüfung
ausgesetzt werden. Daher kann der Prüfmanipulator der Erfindung
eine Umgebungsprüfung durchführen, indem
die Umgebungsbedingungen für die
zu prüfenden
IC-Bausteine während
der Periode nach Laden der IC-Bausteine in den Prüfmanipulator und
vor Erreichen der Prüfposition
bereitgestellt werden.
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1 ist
eine Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines Drehtischs für
einen erfindungsgemäßen Prüfmanipulator.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der Ausführungsform
der Erfindung mit einem Druckmechanismus, einem Drehtisch und einer
Prüfbuchse.
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3 ist
eine Perspektivansicht eines Trägermoduls
zur Verwendung für
den Drehtisch von 1.
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4 ist
eine Seitenansicht eines Saugendes, das in einem Einlegemechanismus
eines herkömmlichen
Prüfmanipulators
verwendet wird.
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5 ist
eine Draufsicht auf den herkömmlichen
Prüfmanipulator
mit dem Einlegemechanismus.
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Im
folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
der Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt
einen Drehtisch 60 zur Verwendung im Prüfmanipulator der Erfindung.
Mehrere Trägermodule 70,
in diesem Fall acht Trägermodule, sind
auf der unteren Fläche
des Drehtischs an den Punkten a bis h angeordnet, obwohl eine größere Anzahl
von Trägermodulen
bei einer derzeiten Ausführungsform
der Erfindungs zur Verfügung
gestellt werden. An jedem der Punkte hat der Drehtisch 60 eine Öff nung,
so daß auf
einen IC-Baustein auf den Trägermodulen 70 durch
einen wie bei den Aufnahme- und Plazier- bzw. Einlegemechanismus
in 4 dargestellt wird Manipulationsarm über dem
Drehtisch 60 zugegriffen werden kann, d. h., daß er geladen und
entladen wird. Jeder Satz aus der Öffnung des Drehtischs 60 und
dem Trägermodul 70 hat
zum anderen einen gleichen Abstand.
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Der
Drehtisch 60 dreht sich im Uhrzeigersinn um seine Mitte.
Am Punkt a wird ein IC-Baustein in einem Trägermodul 70 geprüft, und
der geprüfte IC-Baustein
wird vom Drehtisch 60 am Punkt b abgenommen oder entladen.
Am Punkt c wird ein zu prüfender
IC-Baustein auf ein Trägermodul 70 geladen. An
den Punkten d bis h stellt der Prüfmanipulator verschiedene Umgebungsbedingungen
für die
zu prüfenden
IC-Bausteine bereit, z. B. Temperaturzyklen oder Feuchtigkeit.
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Der
Drehtisch 60 dreht sich zur nächsten Position jedesmal dann,
wenn das Prüfverfahren
für den IC-Baustein
am Punkt a abgeschlossen ist. Der geprüfte IC-Baustein wird an der
Position b entnommen, während
der neue IC-Baustein an der Position c geladen wird. Vorzugsweise
sind ein Ladearm und ein Entladearm wie in 4 getrennt
für das
Laden an der Position c bzw. das Entladen an der Position b vorgesehen.
Der IC-Baustein, der sich an der Position h befand, ist jetzt an
der Position a positioniert, um durch den IC-Prüfer geprüft zu werden. Auf diese Weise
werden die IC-Bausteine beim Drehen des Drehtischs 60 nacheinander
geladen, den Umgebungsbedingungen ausgesetzt, geprüft und entladen.
Obwohl sich der Drehtisch im vorstehenden Beispiel im Uhrzeigersinn
dreht, kann er sich sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem
Uhrzeigersinn drehen.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der Ausführungsform
der Erfindung mit einem Druckmechanismus, dem Drehtisch 60 von 1 und
einer Prüfbuchse.
Ein Druckmechanismus 80 ist oberhalb des Punkt a des Drehtischs 60 an
einem Prüfmanipulatorgehäuse 100 angeordnet.
Dieser Druckmechanismus 80 weist einen Druckkopf 81 auf,
der sich in senkrechter Richtung bewegt, um den IC-Baustein (Prüfling) im
Trägermodul 70 nach
unten zu drücken.
Ein IC-Prüfer 110 ist am
Fuß von 2 gezeigt,
auf dem eine Prüfbuchse 90 angebracht
ist.
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Das
Trägermodul 70 ist
am Drehtisch 60 über
mehrere Säulen
bzw. Ständer 71 befestigt.
Das Trägermodul 70 ist
auf flexible Weise am Drehtisch 60 angebracht, da Federn 72 für die Ständer 71 verwendet
werden. Somit bewegt sich das Trägermodul 70 nach
unten gegen die Kräfte
der Federn 72 wenn es durch den Druckkopf 81 gedrückt wird.
Der Druckkopf 81 durchläuft
die Öffnung
des Drehtischs 60 und drückt gegen den Prüfling auf
dem Trägermodul 70. Dadurch
kontaktieren die Stifte des Prüflings
elektrisch die Prüfbuchse 90,
wodurch Prüfsignale
vom IC-Prüfer 110 zum
Prüfling
geführt
und die resultierenden Ausgabesignale vom Prüfling durch den IC-Prüfer 110 empfangen
werden, um mit erwarteten Daten verglichen zu werden. Nach der Prüfung bewegt
sich der Druckkopf 81 in die Richtung nach oben, um das
Trägermodul 70 und
den Prüfling
freizugeben. Der Drehtisch 60 dreht sich so, dass der gerade
geprüfte
Prüfling
am Punkt b angeordnet wird, wo er durch den Manipulationsarm (Aufnahme- und
Plaziermechanismus) entladen wird, wie in 4 dargestellt
ist.
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3 ist
eine Perspektivansicht zur detaillierteren Darstellung eines Aufbaus
des Trägermoduls 70 der
Erfindung. Das Trägermodul 70 hat
eine Mittelöffnung 74,
deren Größe genau
festgelegt ist, um eine spezielle Art eines zu prüfenden IC-Bausteins
aufzunehmen. Mehrere Stiftführungsschlitze 73 sind
an der Begrenzung der Öffnung 74 vorgesehen.
Jeder der Stiftführungsschlitze 73 nimmt
einen entsprechenden Stift des zu prüfenden IC-Bausteins auf und
führt den
Stift nach unten, wenn der Druckkopf 81 gegen den IC-Baustein
drückt.
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Da
die Stiftführungsschlitze 73 an
der Begrenzung der Öffnung 74 vorgesehen
sind, die aus schräg
zulaufenden Wänden
mit einer breiteren Öffnung
an der oberen Position gebildet ist, werden die Stifte des IC-Bausteins
durch die Stiftführungsschlitze 73 so
hindurchgeführt,
daß die
Stifte an der unteren Position des Trägermoduls 70 genau
positioniert sind. Das heißt,
auch wenn der IC-Baustein auf dem Trägermodul 70 mit einer
gewissen Positionsungenauigkeit plaziert ist, wird die Position
durch die an den schräg
zulaufenden Wänden
des Trägermoduls 70 vorgesehenen
Stiftführungsschlitze
beim Drükken zur
Prüfbuchse 90 korrigiert.
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An
jeder Ecke des Trägermoduls 70 ist
ein Durchgangsloch vorgesehen, um einen Ständer 71 so aufzunehmen,
daß das
Trägermodul
am Drehtisch 60 befestigt ist. Wie zuvor erwähnt wurde,
sind die Federn 72 zwischen den Köpfen der Ständer 71 und dem Drehtisch 60 angebracht.
Mit Ausnahme der Zeit zum Prüfen
des IC-Bausteins im Trägermodul 70 sind
die Trägermodule 70 aufgrund
der Wirkung der Federn 72 zum Drehtisch 60 angezogen.
Die Trägermodule 70 bewegen
sich nach unten gegen die Kräfte
der Federn 72, wenn sie durch den Druckkopf 81 gedrückt werden.
Der Druckkopf 81 drückt
gegen den Prüfling,
so daß die
Stifte des Prüflings
elektrisch Kontaktstifte der Prüfbuchse 90 kontaktieren,
wodurch der IC-Baustein durch den IC-Prüfer bewertet wird. Nach der
Prüfung
fährt der
Druckkopf 81 zurück,
um das Trägermodul 70 freizugeben,
so daß das
Trägermodul
zur Unterseite des Drehtischs 60 zurückkehrt.
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Da
sich Stiftgröße und -anzahl
der zu prüfenden
IC-Bausteine ändern,
sind vorzugsweise mehrere aus Drehtisch und Trägermodulen bestehende Sätze vorgesehen.
Jeder Satz aus Drehtisch und Trägermodulen
wird durch einen anderen Satz ausgetauscht, wenn eine andere IC-Bausteinart
mit anderer Größe oder
Stiftanzahl zu prüfen
ist.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, kann erfindungsgemäß der Prüfmanipulator mit dem Drehtisch
Transportentfernungen der IC-Bausteine vom Ladebereich zur Prüfposition
und von der Prüfposition
zum Entladebereich verkürzen.
Der Prüfmanipulator
kann die Indexzeit verringern, d. h., die gesamte Manipulationszeit
für den
IC-Baustein mit Ausnahme der eigentlichen Prüfzeit durch den IC-Prüfer, um
insgesamt die Prüfeffektivität des Prüfmanipulators
zu verbessern.
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In
der Erfindung sind die Trägermodule
am Drehtisch des Prüfmanipulators
vorgesehen, und die Position des auf jedem der Trägermodule
plazierten IC-Bausteins wird durch die am Trägermodul vorgesehenen Stiftführungsschlitze
korrigiert. Daher kann der Prüfmanipulator
der Erfindung die zu prüfenden IC-Bausteine
genau an der Prüfposition
ohne Positionierfehler oder Beschädigungen der IC-Bausteine positionieren.
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Da
der Drehtisch der Erfindung mehrere Trägermodule hat und sich der
Drehtisch jedesmal dreht, wenn die Prüfung für den IC-Baustein an der oberen Position
der Prüfbuchse
durchgeführt
wird, können die
anderen IC-Bausteine auf den Trägermodulen spezifischen
Umgebungsbedingungen vor der Prüfung
ausgesetzt werden. Daher kann der Prüfmanipulator der Erfindung
eine Umgebungsprüfung durchführen, indem
die Umgebungs bedingungen für die
zu prüfenden
IC-Bausteine während
der Periode nach Laden der IC-Bausteine in den Prüfmanipulator und
vor Erreichen der Prüfposition
bereitgestellt werden.