DE20311615U1

DE20311615U1 - Handhabungsvorrichtung, insbesondere zum Positionieren eines Testkopfes an einer Prüfeinrichtung

Info

Publication number: DE20311615U1
Application number: DE20311615U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2013-07-29

Description

Dr.-Ing. Helmuth Heigl München, 28. Juli 2003

83059 Kolbermoor Unser Zeichen: 0141 0031 G

Handhabungsvorrichtung, insbesondere zum Positionieren
eines Testkopfes an einer Prüfeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung, die insbesondere zum Positionieren eines Testkopfes an einer Prüfeinrichtung dient. Die Handhabungsvorrichtung ist mit Positionierungsmitteln, durch die ein Testkopf im Raum positionierbar ist, und einem Untergestell, auf dem die Positionierungsmittel angeordnet sind, versehen. Das Untergestell weist wenigstens einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Tragbalken auf, an dem eine Führungsschiene für die Positionierungsmittel angeordnet ist.

Eine Handhabungsvorrichtung oder Manipulator verfügt in der Regel über mehrere Translations- und Rotationsfreiheitsgrade, um den Testkopf exakt im Raum zu positionieren. Eine Handhabungsvorrichtung, die zum Positionieren eines Testkopfes an einer Prüfeinrichtung dient, findet bei der Prüfung von elektronischen Bauelementen, wie beispielsweise integrierte Schaltungen (IC) oder Wafer, Anwendung. Um die Funktionsfähigkeit der elektronisehen Bauelemente zu testen, ist es erforderlich, den verhältnismässig schweren Testkopf präzise an die Prüfeinrichtung heranzufahren. Die Prüfeinrichtung, beispielsweise ein Device Handler oder Wafer Prober, stellt die durch den Testkopf zu überprüfenden elektronischen Bauelemente bereit. Ein unverfälschtes Messergebnis bei der Prüfung der elektronischen Bauelemente setzt ein genaues Andocken des Testkopfes an der Prüfeinrichtung voraus. Aus diesem Grund ist eine präzise und leichtgängige Verstellung der den Testkopf positionierenden Handhabungsvorrichtung unerlässlich.

Darüber hinaus ist ein eine ausreichende Stabilität der Handhabungsvorrichtung gewährleistendes Fundament unentbehrlich. Bekannte Handhabungsvorrichtungen, wie sie beispielsweise in der DE 201 17 768 U1 beschrieben werden, weisen als Fundament ein Untergestell auf, das sich meist aus zwei Tragbalken zusammensetzt. An den Tragbalken sind Führungsschienen angeordnet, durch die sich die Positionierungsmittel in horizontaler Richtung verschieben lassen. Die Tragbalken sind in der Regel auf Füssen gelagert, die Unebenheiten des Fussbodens ausgleichen, um eine horizontale Ausrichtung der Führungsschienen sicherzustellen. Das Untergestell ist somit an den am jeweiligen Aufstellungsort der Handhabungsvorrichtung vorhandenen Fussboden anzupassen. Überdies ist das Untergestell auf die kinematischen Veränderungen der Positionierungsmittel abzustimmen. Denn ein beispielsweise Schwenken des verhältnismässig schweren Testkopfes um eine vertikale Achse ist mit einer signifikanten Verlagerung des Schwerpunktes der Handhabungsvorrichtung verbunden, die durch das Untergestell kompensiert werden muss. Als nachteilig bei den bekannten Handhabungsvorrichtungen hat sich ein verhältnismässig hoher Aufwand für die Umrüstung des Untergestells erwiesen, wenn die Handhabungsvorrichtung an einem anderen Ort aufgestellt wird oder die Bewegungsabläufe der Positionierungsmittel geändert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass sich ein vergleichsweise einfaches Umrüsten des Untergestells erzielen lässt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Handhabungsvorrichtung mit den oben genannten Merkmalen in Übereinstimmung mit Anspruch 1 erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Tragbalken auf wenigstens zwei Traversen abgestützt ist, die lösbar mit dem Tragbalken verbunden sind. Der Tragbalken weist zudem eine Vielzahl an Befestigungsstellen auf, an denen die Traversen in Längsrichtung variabel befestigbar sind.

Die erfindungsgemässe Handhabungsvorrichtung beruht auf der Erkenntnis, das Untergestell modular auszugestalten, um ein einfaches Umrüsten sicherzustellen. Die modulare Ausgestaltung wird durch die lösbar mit dem Tragbalken verbundenen Traversen erreicht, die an den in Längsrichtung vorhandenen Befestigungsstellen des Tragbalkens variabel befestigt werden können. Die Vielzahl der Befestigungsstellen macht es möglich, die Traversen auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt an dem Tragbalken anzuordnen. Zudem trägt die Vielzahl der Befestigungsstellen dazu bei, die Anzahl der Traversen auf verhältnismässig einfache Weise zu variieren, um das Untergestell an die Stabilitätserfordernisse des jeweiligen Anwendungsfalls anzupassen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Handhabungsvorrichtung stellen die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 10 dar.

Von Vorteil ist es, die Befestigungsstellen des Tragbalkens in Längsrichtung äquidistant anzuordnen, um eine kostengünstige Fertigung sicherzustellen.

Von Vorteil ist femer, wenn das Untergestell wenigstens zwei Tragbalken aufweist, die in einer senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung voneinander beabstandet und vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind. Denn auf diese Weise lässt sich eine verhältnismässig grosse Standfläche des Untergestells realisieren, die zu einer hohen Stabilität der Handhabungsvorrichtung beiträgt. Um eine ergonomische Ausgestaltung der Handhabungsvorrichtung zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise zwischen den Tragbalken eine die Traversen abdeckende Abdeckplatte angeordnet. Die Abdeckplatte kann zum Beispiel als Trittfläche für eine die Handhabungsvorrichtung betätigende Person genutzt werden.

Bevorzugt weisen die Traversen eine Vielzahl an Befestigungsstellen auf, an denen die Traversen in Querrichtung variabel an dem Tragbalken befestigbar sind. Die Vielzahl der Befestigungsstellen ermöglicht es, die Traversen auf

einfache Weise in der Querrichtung auszurichten. Werden die Traversen beispielsweise in Art eines Auslegers an dem Tragbalken befestigt, lässt sich die Länge des in Querrichtung über den Tragbalken hinausragenden Teils der Traversen gezielt auf den jeweiligen Anwendungsfall anpassen.
5

Um eine kostengünstige Fertigung der Traversen zu gewährleisten, ist es ferner von Vorteil, die Befestigungsstellen in Querrichtung äquidistant anzuordnen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemässen Handhabungsvorrichtung sind der Tragbalken und/oder die Traversen an den Befestigungsstellen mit Öffnungen versehen. Die Traversen sind dabei mittels die Öffnungen durchgreifenden Schraubenverbindungen an dem Tragbalken befestigt. Die Schraubenverbindungen gewährleisten auf praxisgerechte Weise eine lösbare Verbindung der Traversen mit dem Tragbalken.

Bevorzugt weisen die Traversen in Querrichtung eine unterschiedliche Länge auf, um eine stabilitätsgerechte Ausgestaltung des Untergestells zu gewährleisten. Die Traversen mit der grössten Länge werden zweckmässigerweise in einem Bereich angeordnet, in denen bei den üblichen Bewegungsabläufen der Positionierungsmittel eine hohe Belastung infolge von beispielsweise Biege- und Torsionsmomenten auftritt.

Vorteilhafterweise sind die Traversen auf Füssen, vorzugsweise Tellerfüssen, gelagert, die zu einem erschütterungsfesten Stand des Untergestells auf dem Fussboden beitragen. In diesem Zusammenhang ist es ferner zweckmässig, die Füsse in vertikaler Richtung verstellbar an den Traversen anzuordnen.

Einzelheiten und weitere Vorteile der erfindungsgemässen Handhabungsvorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevor-

zugter Ausführungsbeispiele. In den die Ausführungsbeispiele lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen im Einzelnen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Handhabungsvorrichtung, an der ein

Testkopf angeordnet ist;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Untergestells

der Handhabungsvorrichtung gemäss Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Untergestells gemäss Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Untergestells

der Handhabungsvorrichtung gemäss Fig. 1 und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Untergestells gemäss Fig. 4.

Die in Fig. 1 gezeigte Handhabungsvorrichtung dient zum Positionieren eines Testkopfes 40 an einer nicht dargestellten Prüfeinrichtung für elektronische Bauelemente, wie zum Beispiel IC oder Wafer. Zu diesem Zweck verfügt die Handhabungsvorrichtung über Positionierungsmittel 10, die eine sich in vertikaler Richtung &zgr; erstreckende Säule 11 und eine den Testkopf 40 tragende Halterung 12 umfassen. Die Halterung 12 ist in vertikaler Richtung &zgr; verstellbar an der Säule 11 angeordnet und ermöglicht ein Schwenken des Testkopfes 40 um eine vertikale und, falls erforderlich, auch um eine horizontale Achse. Die Säule 10 ist in einer horizontalen Längsrichtung &khgr; bewegbar auf einem Untergestell 20 angeordnet. Das Untergestell 20 weist hierfür zwei in der Längsrichtung &khgr; parallel zueinander verlaufende Tragbalken 21, 22 auf, auf denen die Säule 11 leitende Führungsschienen 23 angeordnet sind. Um die Säule 10 auf den Führungsschienen 23 zu bewegen, sind Antriebsmittel 13 vorgesehen. Die Antriebsmittel 13 weisen ein Zugmittel in Form von beispielsweise einem Zahnriemen 14 auf, das mit einem Antriebsrad 15 zusammenwirkt. Das Antriebsrad 15 wird im vorliegenden Fall von einem Kurbeltrieb 16 angetrieben. Alternativ kann das Antriebsrad 15 auch von einem Elektromotor angetrieben werden.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Tragbalken 21, 22 auf insgesamt sieben Traversen 24, 25, 26, 27, 28 abgestützt. Die Traversen 24, 25, 26, 27, 28 sind jeweils auf Tellerfüssen 32 gelagert, die in vertikaler Richtung &zgr; verstellbar sind. Sowohl die Tragbalken 21, 22 als auch die Traversen 24, 25, 26, 27, 28 sind mit einer Vielzahl an Befestigungsstellen versehen, die Öffnungen 29, 30 aufweisen. Die Öffnungen 29 der Tragbalken 21, 22 sind in Längsrichtung &khgr; äquidistant angeordnet, wohingegen die Öffnungen 30 der Traversen 24, 25, 26, 27, 28 in einer zur Längsrichtung &khgr; orthogonalen Querrichtung y äquidistant verteilt sind. Die Traversen 24, 25, 26, 27, 28 sind mittels die Öffnungen 29, 30 durchgreifenden Schraubenverbindungen an den Tragbalken 21, 22 lösbar befestigt. Zwischen den Tragbalken 21, 22 ist eine die Traversen 24, 25, 26, 27, 28 abdeckende Abdeckplatte 31 angeordnet, die als Trittfläche für eine die Handhabungsvorrichtung betätigende Person benutzt werden kann. Die Fig. 2 und 3 lassen überdies erkennen, dass an zumindest einer der Führungsschienen 23 Anschläge 33 angeordnet sind, welche die Bewegung der Säule 11 auf den Führungsschienen 23 begrenzen.

Weiterhin ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, dass an den Tragbalken 21, 22 fünf unterschiedliche Typen von Traversen 24, 25, 26, 27, 28 angeordnet sind, die sich zwar allesamt in Querrichtung y erstrecken, aber zum einen in der Dimensionierung und zum anderen in der Ausgestaltung der Tellerfüsse 32 unterscheiden. Von den Traversen 24 eines ersten Typs sind insgesamt drei Traversen 24 vorhanden, die sich an einer Stirnseite des Untergestells 20 und an weniger stark belasteten Stellen in der Mitte des Untergestells 20 befinden. Eine Traverse 25 eines zweiten Typs befindet sich an der anderen Stirnseite des Untergestells 20, wohingegen Traversen 26, 27, 28 eines dritten, vierten und fünften Typs an einer bei einer Bewegung der Positionierungsmittel 10 infolge von Biege- und Torsionsmomenten stark belasteten Stelle des Untergestells 20 angeordnet sind.

• &diams; · · · I

Sämtliche der Traversen 24, 25, 26, 27, 28 ragen in Art eines Auslegers auf einer Seite des Untergestells 20 in Querrichtung y über den Tragbalken 22 hervor, wobei die Traverse 27 den Ausleger mit der grössten Länge und die Traversen 24 den Ausleger mit der geringsten Länge darstellen. Auf diese Weise gewährleisten die Traversen 24, 25, 26, 27, 28 eine wirksame Abstützung der Positionierungsmittel 10 bei einem Bewegen des in der Regel verhältnismässig schweren Testkopfes 40 rechts von dem Untergestell 20. Demgegenüber ragen die Traversen 24, 25, 26, 27, 28 bei der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform des Untergestells 20 in Querrichtung y über den Tragbalken 21 hervor und gewährleisten somit eine wirksame Abstützung der Positionierungsmittel 10 bei einem Bewegen des Testkopfes 40 links von dem Untergestell 20.

Den zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Untergestells 20 ist eine modulare Bauweise gemein. Dies ist in erster Linie auf die lösbare Befestigung der Traversen 24, 25, 26, 27, 28 an den Tragbalken 21, 22 zurückzuführen. Darüber hinaus trägt zu der modularen Bauweise die Vielzahl an Befestigungsstellen, welche die Tragbalken 21, 22 und die Traversen 24, 25, 26, 27, 28 aufweisen, bei. Denn die Vielzahl der Befestigungsstellen ermöglicht eine variable Anordnung der Traversen 24, 25, 26, 27,-28 an den Tragbalken 21, 22, und zwar sowohl in Längsrichtung &khgr; als auch in Querrichtung y. Ein Umrüsten des Untergestells 20 von beispielsweise der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsform auf die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Ausführungsform lässt sich somit auf verhältnismässig einfache Weise durchführen. Nicht zuletzt bilden die unterschiedlichen Typen an Traversen 24, 25, 26, 27, 28 ein Baukastensystem, das es ermöglicht, das Untergestell 20 den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls entsprechend zusammenzubauen.

Bezugszeichenliste

	10	Positionierungsmittel
	11	Säule
	12	Halterung
	13	Antriebsmittel
5	14	Zahnriemen
	15	Antriebsrad
	16	Kurbeltrieb
	20	Untergestell
10	21	Tragbalken
	22	Tragbalken
	23	Führungsschiene
	24	Traverse eines ersten Typs
	25	Traverse eines zweiten
15		Typs
	26	Traverse eines dritten Typs
	27	Traverse eines vierten Typs
	28	Traverse eines fünften Typs
	29	Öffnung
20	30	Öffnung
	31	Abdeckplatte
	32	Tellerfuss
	33	Anschlag

40 Testkopf

&khgr; Längsrichtung

y Querrichtung

&zgr; vertikale Richtung

Claims

1. Handhabungsvorrichtung, insbesondere zum Positionieren eines Testkopfs (40) an einer Prüfeinrichtung, mit Positionierungsmitteln (10), durch die ein Testkopf (40) im Raum positionierbar ist, und einem Untergestell (20), auf dem die Positionierungsmittel (10) angeordnet sind, wobei das Untergestell (20) wenigstens einen sich in einer Längsrichtung (x) erstreckenden Tragbalken (21, 22) aufweist, an dem eine Führungsschiene (23) für die Positionierungsmittel (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbalken (21, 22) auf wenigstens zwei Traversen (24, 25, 26, 27, 28) abgestützt ist, die lösbar mit dem Tragbalken (21, 22) verbunden sind, wobei der Tragbalken (21, 22) eine Vielzahl an Befestigungsstellen (29) aufweist, an denen die Traversen (24, 25, 26, 27, 28) in Längsrichtung (x) variabel befestigbar sind.

2. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstellen (29) des Tragbalkens (21, 22) in Längsrichtung (x) äquidistant angeordnet sind.

3. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Tragbalken (21, 22), die in einer senkrecht zur Längsrichtung (x) verlaufenden Querrichtung (y) voneinander beabstandet und vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind.

4. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Tragbalken (21, 22) eine die Traversen (24, 25, 26, 27, 28) abdeckende Abdeckplatte (31) angeordnet ist.

5. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Traversen (24, 25, 26, 27, 28) eine Vielzahl an Befestigungsstellen (30) aufweisen, an denen die Traversen (24, 25, 26, 27, 28) in Querrichtung (y) variabel an dem Tragbalken (21, 22) befestigbar sind.

6. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstellen (30) der Traversen (24, 25, 26, 27, 28) in Querrichtung (y) äquidistant angeordnet sind.

7. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbalken (21, 22) und/oder die Traversen (24, 25, 26, 27, 28) an den Befestigungsstellen mit Öffnungen (29, 30) versehen sind, wobei die Traversen (24, 25, 26, 27, 28) mittels die Öffnungen (29, 30) durchgreifenden Schraubenverbindungen an dem Tragbalken (21, 22) befestigt sind.

8. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Traversen (24, 25, 26, 27, 28) in Querrichtung (y) eine unterschiedliche Länge aufweisen.

9. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Traversen (24, 25, 26, 27, 28) auf Füssen, vorzugsweise Tellerfüssen (32), gelagert sind.

10. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Füsse (32) in vertikaler Richtung (z) verstellbar an den Traversen (24, 25, 26, 27, 28) angeordnet sind.