用于具有主动柔顺性的测试头的操纵器制造技术

一种支承像电子测试头那样的负载的设备。力传感器检测从负载接收的力，该力来源于所述负载不平衡而绕所述负载的转轴产生转矩。力源响应力传感器检测的力，提供相对于负载的反力。还提供了一种把固定在测试头操纵器中的电子测试头与电子器件处理器对接的方法。该对接方法包括测量沿着或绕测试头操纵器的多根运动轴的至少一根的不平衡力的大小，以及为不平衡力提供反力。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使测试头相对于一根或多根轴保持平衡的方法和设备。并且，本专利技术还提供了相对于一根或多根轴为测试头提供运动的柔顺范围(compliant range of motion)的方法和设备。
技术介绍
在集成电路、芯片、和晶片的测试中，习惯的做法是使用包括测试头和处理待测项目的仪器的系统。处理仪器可以是封装的器件处理器、晶片检测器、或其它设备。为了简便起见，我们将称这样的仪器为“器件处理器”或简称为“处理器”。测试头与处理器“对接”。然后，可以在测试头和集成电路之间建立电路连接，以便测试头可以进行适当的测试。一般说来，有两种对接方法，即，致动器驱动对接和操纵器驱动对接。公知为“致动器驱动”对接的技术首先公开在授予Smith的美国专利第4,589,815号(下文称为‘815)中，它的一些变型以后被开发出来，并公开在授予Ames的美国专利第5,654,631号、授予Bogden的第5,744,974号、授予Chiu等人的第5,982,182号、授予Slocum等人的第6,104,202号，和也授予Slocum等人的第5,821,764中。它们统统合并于此，以供参考。在一般意义上，对接系统在要对接的两个项目之一上需要“对准结构”，该对准结构与两个项目中的另一个上的“对准插孔”接合。在‘815专利中，包含有作为对准结构的导销，并包含有作为对准插孔的导销插孔和角板。在授予Chiu等人和Slocum等人的三个专利中，在所有六个自由度中的对准通过动态耦合来提供，动态耦合在“没有多于两个的接触点是共线的”提供表面之间提供六个接触点。在这些专利中，在要对接的两个项目之一上的“动态表面”用作对准插孔；和在两个项目的另一个上的“动态配合表面”起对准结构的作用。在这些专利中描述的优选实施例中，球或球状表面是动态配合表面或对准结构，而凹槽是动态表面或对准插孔。正如这些专利所指出的那样，可以使用许多其它表面组合。在‘815专利中描述的对接组件类似于部分显示在本申请的图13中的垂直平面处理器位置(Vertical Plane Handler Position)中(图13左下方的图形被部分剖开)的两点对接组件1340。在图13中，只显示了连接到测试头上的一半组件。这些二点对接组件都使用2个导销912和各自的配合孔(在图13中未示出)和2个圆形凸轮910。当通过连接在凸轮910上的把柄914使凸轮910旋转时，与变得完全插入它们的配合孔(未示出)中的导销912一起拖动对接件(dock)的两个半部。线缆915链接2个凸轮910，以便使它们同步旋转。绳索布局使对接件能够通过把力仅施加到两个把柄914中的一个或另一个上来工作。于是，在这种情况下，把柄是对接致动器。Reid Ashman制造公司(RAM)制造的对接件在概念上类似于在‘815专利中描述的那些对接件。但是，在RAM对接件中，线性凸轮用来取代圆形凸轮。此外，RAM对接件利用刚性的机构连杆和钟形曲柄来取代线缆，使凸轮的运动同步。对接件由与各自的钟形曲柄耦合的两个把柄中的一个或另一个致动。可以以各种各样的方式把动力致动器合并到对接件中。例如，可以容易地加入如上所述的线性致动器，把对接驱动直接传递给‘815对接件中的线缆或其它对接件中的机构连杆或线状凸轮。线性致动器可以是包括电动机、电螺线管、或气胎在内的几种类型的任何一种。在美国专利第5,654,631号和第5,744,974号中描述的对接件利用导销和小孔来对准两个半部。但是，对接件由抽成真空时一起推进两个半部的真空器件驱动。只要保持真空，两个半部就一直锁在一起。在美国专利第5,821,764号、第5,982,182号和第6,104,202号中公开的对接件利用动态耦合技术，以在两个半部之间提供最终对准。还可以利用导销提供初步对准。导销可以配有卡爪机构，卡爪机构把导销俘获到它的小孔中，防止其逃脱。在‘764和‘202专利中，卡爪机构呈现出自动启动；然而，在‘182专利中，电机驱动器件用于三个导销的每一个。同样，在‘182专利中，三个电机可以单独运行，实现对接部件之间的平面化。在所有这些公开物中，线性致动器用于最后把两个半部拉在一起。公开的线性致动器是气动类型的。上面讨论的目的是提供某些适用致动器驱动对接技术的概况。可以看出，对接件可以由各种不同的器件致动。称为“操纵器驱动”对接的另一种可供选择的方法公开在，例如，授予Graham等人的美国专利第5,600,258号和第5,900,737号中。这个可供选择的方法提供操纵器的一根或多根动力并受控的轴(“受控轴”)来定位测试头。例如，并且，正如在提到的专利中所述的那样，在Graham专利中，垂直、俯仰、和横滚轴都是受控轴。只控制单根轴，譬如，垂直轴或翻滚轴的系统也是已知的。位置传感器通常用于把反馈提供给与测试头相对于器件处理器/检测器的位置有关的受控轴。在对接过程中，控制器(或操作器)操作一根受控轴或数根受控轴，首先把测试头带入对接结构的准备就绪状态，然后，继续操作受控轴完成对接。在中，传感器由控制器用于使测试头的对接表面适当地朝向器件处理器/检测器的对接表面(通常是共面)，并在对接完成且已经适当地进行了测试头和器件处理器/检测器之间的电连接时终止运动。没有对接件致动器，并且，通常也没有与操纵器轴无关的分离、独立锁闩机构。如果没有分离、独立的锁闩器，必须把操纵器轴锁定在使测试头保持在完全对接位置上的位置上。此外，在操纵器驱动系统中，让测试头在所有轴上都保持平衡并非合乎需要的或行得通的。不平衡的测试头导致必须由驱动和控制机构，由对准机构，和由器件处理器/检测器本身的结构克服的难以预料和不想要的力。对接系统被称为“锁闩对接”系统，其中在完全对接时与操纵器单独并无关的机构把测试头锁闩在处理器/检测器上。只通过锁住操纵器轴使测试头保持在完成对接位置上的系统被称为“非锁闩对接”系统。通常，致动器驱动对接系统是锁闩对接系统，而操纵器驱动对接系统是非锁闩对接系统。但是，另一种情况是，这两种结合在一起也是可以的。在把操纵器设计成用于大测试头的情况中，最好让测试头基本上可在多达六根轴或六个运动自由度上自由运动，以促进受控运动的容易程度。这在如名称为“测试头操纵器(TEST HEAD MANIPULATOR)”的PCT国际专利申请第US00/00704号和名称为“在受驱垂直轴测试头操纵器中的抗衡垂直对接运动(COUNTER BALANCED VERTICAL DOCKING MOTION IN ADRIVEN VERTICAL AXIS TEST HEAD MANIPULATOR)”的美国临时专利申请第60/186,196号所讨论的运动轴的手动操纵和安全动力是确实的。这在与器件处理器/检测器的对接/脱离中也是确实的，此处，运动是由如授予Smith的美国专利第4,589,815号、授予Slocum等人的美国专利第5,821,764和6,104,222号、或授予Chiu等人的美国专利第5,982,182号所述的对接系统提供。这种运动自由度或“柔顺运动”在使测试头与处理器对接的过程中特别重要。提供与地面平行的运动的两根轴(从一侧到另一侧和从里到外)和与地板垂直的轴(从上到下)显示在图14中。这三根轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于支承负载的设备，包括：力传感器，用于检测从所述负载接收的力，所述力来源于处在不平衡状态、使得绕着所述负载的转轴产生转矩的所述负载；以及力源，用于响应所述力传感器检测的所述力，提供相对于所述负载的反力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔O奈，亨利M阿库卡，阿利恩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]