测试头对接系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一用于将一电测试头与一处理设备对接的系统。该系统包括至少部分地校准并基本上将所述电测试头与处理设备集合在一起的一个组件。该系统还包括仅提供部分的动力帮助将所述电测试头与处理设备集合在一起的一动力驱动致动器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子测试头对接领域，特别地涉及通过一个或多个对接致动的对接致动器为凸轮施加、至少部分动力的一用于测试头对接的方法和装置。
技术介绍
在制造集成电路(ICs)和其它电子装置过程中，使用自动测试设备(ATE)在整个过程的一个或多个阶段进行测试。使用特殊处理设备把要测试的装置定位进行测试。在某些情况下，当对要测试的装置进行测试时，所述特殊处理设备可以将其置于适当的温度和/或保持其在适当的温度。所述特殊处理设备包括对在一个晶片上没封装的装置进行测试的“探针”和对封装部分进行测试的“装置处理机”的各种类型；下面“处理设备”就用于指这种设备。由一个大型和昂贵的ATE系统提供自身电子测试，所述ATE系统包括一个要与所述处理设备连接和对接的测试头。所述进行测试的装置(DUT)要求准确、高速信号以使测试更有效；因此，在ATE内部的用于测试所述DUT的所述“测试电子仪器”一般地被放在所述测试头上，所述测试头必须尽可能地靠近所述DUT。随着电子连接器数量的增加使DUT变得更加复杂，所述测试头非常重，其尺寸和重量从几百磅增长到最近的两到三千磅。通过一电缆装置，所述测试头一般地与所述ATE的固定主体连接，所述电缆装置提供信号、接地、和电力的通路。而且，所述测试头可以要求提供柔软管道的方式供应冷却剂，所述柔软管道经常与所述电缆绑在一起。在测试复杂的装置时，在所述测试头和所述DUT之间要建立成百上千个电连接。要由许多纤细的、密集的相互隔开的触点来完成这些连接。在测试晶片上的未封装的装置时，一般地要由安装在探针卡上的针型的探针完成与所述DUT的实际连接。在测试封装的装置时，典型使用一个安装在一“DUT板”上的测试插座。在两种情况下，探针卡或DUT板通常适当地固定在处理设备上，所述处理设备将多个DUT中的每一个顺序地放入要测试的位置。在两种情况下，所述探针卡或DUT板同样也设有能够使测试头进行相应电连接的连结点。所述测试头一般地设置一接口单元，该单元包括完成与探针卡或DUT板连接的触点部件。所述触点部件一般地为弹簧加载的“弹簧伸缩插脚(Pogo pins)”。总之，所述触点非常脆弱和纤细的，并且必须受到保护防止被损坏。为相对所述处理设备操纵所述测试头，可以使用测试头操纵器。这样的操纵可以高到为相对实际距离为一米或更高的量级。标板就是能够从一个处理设备迅速地到另一个处理设备或将所述测试头迅速从处理设备上移开以使用和/或以改变接口部件。当所述测试头被支持在相对所述处理设备的一个位置时完成所有测试头和探针卡或DUT板之间的连接，所述测试头被称为“对接”到所述处理设备。为了进行成功的对接，所述测试头必须在相对一个笛卡尔坐标系的六自由度上准确地被定位。更经常地，使用一个测试头操纵器操纵所述测试头到一个离所述插座大致几个厘米的粗校准的第一位置，及然后使用一个“对接设备”完成最终的准确定位。一般地所述对接设备的一部分设置在所述测试头上并且其它部分设置在所述处理设备上。由于一个测试头要用于多个处理设备，通常最好将对接设备的最昂贵部分设置在所述测试头上。所述对接设备可以包括一个将两段拉在一起的致动机构，因此将测试头对接；这被称作“致动器驱动”对接。所述对接设备，或“对接”具有几个重要的功能，包括(1)将测试头与处理设备对准，(2)将测试头和处理设备拉到一起，然后分开，(3)提供一个电接触的预校准保护，及(4)将测试头和处理设备锁住并支持在一起。根据所述inTEST手册(第五版1996，in TEST Corporation)，“测试头定位”是指一测试头到一处理设备的平缓的运动和成功的对接和脱离对接所要求的与所述处理设备的准确校准的结合。一所述测试头操纵器可以称作一测试头定位器。一测试头操纵器和一适当的对接装置相结合完成测试头的定位。该技术被描述在如上述的inTEST手册中。该技术也被描述在美国专利US5,608,334，5,450,766，5,030,869，4,893,074，4,715,574，和4,589,815中，由于它们在测试头定位系统的领域的教导，所有这些被引入作为的参考。所述以前的专利涉及基本的致动驱动对接。以一个单独设备同时提供所述测试头相当大的距离的操纵和最终准确的对接的测试头定位系统是公知的。例如，都被引入作为参考的文献的Holt等的美国专利US6,057,695，和Graham等的美国专利US5,900,737和5,600,258中，描述一个定位系统，其中对接由“操纵器驱动”而不是致动器驱动。但是，致动器驱动系统具有更广泛的应用，并且本专利技术致力于此。在典型的致动器驱动定位系统中，一个操作者控制操纵器的运动，将测试头从一个位置操纵到另一个位置。这可以通过操作者直接在系统内的测试头上施加力手动地完成，在该系统内测试头在其运动的轴上完全平衡，或者可以通过由操作者直接控制致动器的使用来完成。在几个近期的系统中，通过组合在某些坐标轴上直接手动力和在其它坐标轴上的致动器操纵所述测试头。为了对接测试头和处理设备，操作者首先必须操纵测试头到一个“准备对接”位置，该位置与其最终对接位置靠近和大致校准，所述测试头被进一步操纵直到位于“准备致动”位置，在该位置所述对接致动器能够控制所述测试头的运动。所述致动器然后能够将所述测试头拉入到最终、完全对接的位置。在该操纵中，为所述测试头的最终校准提供各种的校准结构。一个对接可以在从初始到最终的不同的校准阶段提供不同类型的两个或更多的校准结构。一般最好在纤细的电触点进行机械接触之前进行五个自由度的校准。然后所述测试头可以沿一个相对的第六自由度的直线被推动，就是沿接口平面的法线(一般地探针卡或DUT板的平面)；并且所述触点将在没有任何侧向阻碍或能够损坏它们的力下进行连接。当操作所述对接致动器时，所述测试头一般地自由地顺着几个而不是所有的坐标轴运动以允许最终的校准和定位。对于操纵器的被适当平衡的且致动器没有被驱动的轴，这不是个问题。但是，致动器驱动坐标轴一般要求在其内设置的柔性机构。某些典型的例子在Slocum的美国专利US5,931,048和Alden的5,949,002中进行了描述。通常的柔性机构，特别对非水平的不平衡的轴，涉及弹簧类机构，该机构除了柔性外还有一个一定量的弹性或“回弹力”。进一步地，连接所述测试头与ATE的电缆也是有弹性的。但操作者试图操作所述测试头进入大致校准和进入一个能够提供所述对接机构抓住的位置时，他或她必须克服系统的弹力，但这对非常大和沉重的测试头的情况下经常很困难。同样，如果操作者在校准机构被适当地接合之前释放施加在所述测试头上的力时，所述柔性机构的弹力会导致所述测试头从对接位置移开。有时这被称作回弹力效应。Smith的美国专利4,589,815公开一个对接机构的已有技术。具有′815专利的所述对接机构如图5A、5B和5C所示，使用两个提供最终的校准的引导销和孔的组合和两个圆形凸轮。当所述凸轮由安装在其上的操作杆转动时，随着引导销完全插入它们的接合孔，对接的两个半部被拉到一起。为使两个凸轮同步地转动，一个缆线连接两个凸轮。通过仅仅向两个中的一个或另一个操作杆施加力，所述缆线的设置确保所述对接的操作。因此在本例中所述操作杆是对接致动器。当测试头变得较大时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一用于将一电测试头与一处理设备对接的系统，包括：　　　　至少部分地校准并随后将所述电测试头与处理设备集合在一起的一个组件；和　　　　仅提供部分的动力帮助将所述电测试头与处理设备集合在一起的一动力驱动致动器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：瑙姆古丁，克里斯托弗L韦斯特，I马文韦勒斯坦，尼尔斯O尼，阿林R霍尔特，
申请(专利权)人：因泰斯特IP公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]