DE3524348C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Testköpfen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Qualitätsprüfung elektronischer Bauelemente, wie z. B. integrierter Schaltungen (IC), werden vollautomatische Prüfanlagen verwendet. Diese Prüfanlagen werden mittels Kabelleitungen über Testköpfe, die auch im deutschen Sprachraum mit dem englischen Wort Testhead bezeichnet werden, an IC-Sortieranlagen angeschlossen. Hierzu werden Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 verwendet, die üblicherweise dann als Testkopf-Manipulatoren bezeichnet werden. Diese Testkopf-Manipulatoren werden auch verwendet, um die Testköpfe über sog. Wafer-Prober zu setzen, sie in eine ergonomisch günstige Lage für manuelles Prüfen von elektronischen Bauteilen bzw. für Einstellarbeiten oder Reparaturen am Testkopf selbst zu bringen. Derartige Testköpfe wiegen mit den anhängenden Kabeln bis zu 1000 N.

Für die Positionierung der Testköpfe ist es notwendig, daß der Testkopf-Manipulator sowohl eine Höhenverstellung als auch in einer horizontalen Ebene Bewegungen in zwei Koordinatenrichtungen, eine Drehung in der horizontalen Ebene und eine Kippbewegung um eine horizontale Achse ermöglicht.

Aus der modernen Fertigungstechnik sind an sich Handhabungsgeräte, sog. Manipulatoren, die eine freie Zuordnung von auch schweren Geräten zu Bearbeitungsstellen ermöglichen, wie z. B. im Handbuch "Warnecke, Hans-Jürgen; Schraft Rolf D.: Handbuch, Handhabungs-, Montage- und Industrierobotertechnik, Band I: verlag moderne industrie, 1984 ISBN 3-478-41130-0" zusammengestellt. Für eine präzise Führung eines Testkopfes für die vorgenannten Zwecke, die eine präzise Höhenverstellbarkeit, eine Drehung des Testkopfes um eine horizontale Achse und ein Kippen relativ zum Ständer ermöglichen muß, wobei keine der Bewegungen ein Spiel haben darf, sind derartige Handhabungsgeräte nicht geeignet.

Eine dem Anmelder bekannt gewordende Ausführung eines derartigen Manipulators für die vorgenannten Zwecke ist so aufgebaut, daß in einer auf Spreizstützen aufgestellten Standsäule in Hohlkastenbau­ weise eine Parallelführung mit zwei Rundsäulen und eine Gewindespindel zur Höheneinstellung des Manipulators vorgesehen ist. Eine translatorische Verstellmöglichkeit in Anschlußrichtung des Testkopfes ist über eine Parallelführung mittels zweier symmetrisch zur Standsäule angeordneter Rundsäulen, zwischen denen die Kippvorrichtung zur Aufnahme des Testkopfes angebracht ist und die manuell verschiebbar ist, gegeben. Eine seitliche Verstellmöglichkeit ist nicht vorgesehen. Der Testkopf kann weiterhin um die Hochachse der Säule gedreht und um eine waagrechte Achse gekippt werden. Eine Anpassung an unterschiedlich breite Testköpfe ist durch Auswechseln der aus den waagrechten Parallelführungen gebildeteten Aufnahmegaben möglich. Die Zugänglichkeit der Testkopfrückseite ist aufgrund der Bauart eingeschränkt.

Eine andere bekannt gewordene Bauform eines solchen Manipulators ist so gestaltet, daß in einer einseitig offenen Standsäule in C- Form, die ebenfalls mittels Spreizstützen vertikal aufgestellt ist, der Testkopfträger klemmbar auf einer Rundsäule aufgenommen ist. Der Testkopfträger ist als starre Aufnahmegabel ausgebildet und mittels einer dreifach gelenkig angeordneten Tragarmkonstruktion in der Horizontalebene klemmbar einzustellen. Eine Anpassung der Aufnahmegabel an unterschiedlich breite Testköpfe erfordert entweder das Auswechseln der Aufnahmegabel oder das Einfügen von Paßstücken zwischen Aufnahmegabel und Testkopf. Die Zugänglichkeit der Testkopfrückseite ist infolge der Gabelbauart und des kompakten Aufbaus der Tragarmkonstruktion eingeschränkt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Testkopf-Manipulator der beschriebenen Bauart so weiterzuentwickeln, daß eine einfache und betriebssichere Positionierung des schweren Testkopfes möglich ist, wobei eine einfache Anpassung an unterschiedlich breite Testköpfe möglich sein soll und die Testkopfrückseite besser zugänglich gemacht werden soll.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird die starre Aufnahmegabel durch ein Paar von symmetrisch zu einer durch die Mittelachse einer Standsäule verlaufenden Ebene angeordneten Gelenkarmpaaren ersetzt. Jedes der symmetrisch angeordneten Gelenkarmpaare ermöglicht in horizontaler Ebene die erforderliche translatorische und rotatorische Einstellung des Testkopfes zur Anpassung an die jeweilige Aufgabe. Es ist jetzt möglich, den Testkopf in horizontaler Ebene sowohl zu drehen als auch in Richtung auf die Kontaktierstelle hin translatorisch zu bewegen und zusätzlich seitlich eine Justiermöglichkeit bereitzustellen, ohne wegen der Durchführung der Einrichtbewegung in einem Freiheitsgrad dadurch die Einstellung in einem anderen Freiheitgrad ändern zu müssen.

Es ist hierbei bei der Handhabung der Vorrichtung als Vorteil anzusehen, daß bei dieser Konstruktion ein Drehgelenk in der Nähe einer Schwerpunktsachse des Testkopfes liegt.

Ein weiterer Vorteil ist, daß wegen des Fortfalls einer starren Aufnahme­ gabel der Testkopf auf der Rückseite leicht zugänglich ist. Zudem ragen keine Bauteile des Manipulators über die Anschlußebene des Testkopfes hinaus.

Die Erfindung wird nachstehend mittels der zugehörigen Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert, dessen Konstruktion sich bereits in der Praxis als sehr brauchbar erwiesen hat. Es ist selbstverständlich, daß die Vorrichtung für ähnliche Anwendungsfälle durch entsprechende Anpassung der Anschlußteile ebenfalls ohne Einschränkung verwendet werden kann. Denkbar wäre auch der Einbau eines weiteren, beispielsweise mit der Achse senkrecht zur Stützsäulenebene liegenden Drehgelenks zur Erweite­ rung der Justiermöglichkeiten der Testkopfaufnahme.

Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im folgenden in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Testkopf- Manipulator in einer Seitenansicht,

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Testkopf- Manipulator nach Fig. 1.

In der Seitenansicht gemäß Fig. 1 und der Draufsicht gemäß Fig. 2 ist der Grundaufbau eines Testkopf- Manipulators erkennbar:

Eine vertikale Standsäule 1 ist auf dem Boden mit Spreizstützen 2, die zur vertikalen Justierung mit Stütztellern 3 ausgerüstet sind, auf­ stellbar. In der Standsäule ist eine Parallelführung mit Linearlagern 4 und einer Gewindespindel mit Kurbel 5 zur Höheneinstellung eingebaut. Die Gewindespindel ist an einem Querhaupt 7 mittels des Hebels 6 fest­ stellbar. An dem Querhaupt 7 sind links und rechts jeweils Gelenkarme 8, 9 für die horizontale Positionierbewegung angebaut. Die Gelenkarme 9 sind an den Gelenken 10 jeweils mit Klemmschrauben 11 klemmbar. Die Gelenk­ lager sind spielfrei justiert. An den Enden der Gelenkarmpaare 8, 9 ist eine Kippvorrichtung 12 zur Aufnahme des Testkopfes 15 angebracht, wobei der Testkopf in der Kippvorrichtung über den Beschlag 13 in Führungsnuten mit den Klemmschrauben 12 um eine horizontale Achse um 180 Grad schwenkbar angeordnet ist.

Soll beispielsweise ein Testkopf an einen IC-Sortierautomaten ange­ schlossen werden, so wird der Testkopf-Manipulator hinter dem Sortier­ automaten in Stellung gebracht und mittels der Spreizfüße 2 und der Stützteller 3 fest aufgestellt. Die Gelenkarme 8, 9 werden seitlich verschwenkt und der Testkopf in dem Beschlag 13 befestigt. Hierauf wird der Testkopf hinter die Kontaktierungsstelle des Sortierautomaten ge­ schwenkt. Mit der Gewindespindel 5 wird die Höhe eingestellt. Durch Öffnen der Klemmschrauben kann der Testkopf horizontal in der Ebene beweglich an die Kontaktierungsstelle herangeführt werden. Eine eventu­ elle Justierung in der horizontalen Achse erfolgt im Kippbeschlag 12 in den Führungsnuten mit den Klemmschrauben 14. Ist der Kontakt mit dem Sortierautomaten hergestellt, wird durch das Anziehen der Klemmschrauben 6, 11, 14 die Stellung des Testkopfes fixiert.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Positionieren von Testköpfen (15) mittels einer an einer auf Spreizstützen aufgestellten Standsäule (1) höhenverstellbar über eine Gelenkverbindung in einer Ebene beweglich gehaltenen Testkopfaufnahme, dadurch gekennzeichnet, daß die Testkopfaufnahme um eine horizontale Kippachse schwenkbar am freien Ende eines Paares von symmetrisch zu einer durch die Mittelachse der Standsäule (1) verlaufenden Ebene angeordneten Gelenkarmpaaren (8, 9) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (10) eines der Arme (9) jedes Gelenkarmpaares durch Klemmschrauben (11) klemmbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (19) mit Nadellagern ausgerüstet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (10) spielfrei eingestellt sind.