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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Trägers mit einer Vielzahl elektronischer Bauteile in einer Einrichtung zum Prüfen der elektronischen Bauteile gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Um Platz auf Leiterplatten einsparen zu können, soll die Integrationsdichte von elektronischen Bauteilen immer weiter erhöht werden. Zu diesem Zweck werden seit kurzer Zeit verschiedene Bauteile vertikal gestapelt und dreidimensional miteinander zu sogenannten 3D-ICs verschaltet. Die vertikale Verbindung der einzelnen Bauteile wird bevorzugt über die TSV-Technologie (Through-Silicon-Via) realisiert. Bei der TSV-Technologie wird die Verbindung zwischen den einzelnen horizontalen Schichten durch vertikale metallische Verbindungen mit einem Durchmesser von bis zu ca. 5 μm geschaffen. Diese 3D-TSV-ICs sind bezogen auf ihre Grundfläche hoch integriert und verhalten sich äußerst robust.
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Bei einem 3D-integrierten Schaltkreis (3D-IC) handelt es sich also um einen integrierten Schaltkreis, der aus einem vertikalen Stapel von abgedünnten Einzelchips besteht. Er erscheint nach außen wie ein monolithischer Schaltkreis, ist aber streng genommen eher ein Hybridschaltkreis, der aber deutlich stärker integriert ist als typische Hybridschaltkreise. Insgesamt soll mit der 3D-Integration eine noch höhere Funktionalität der ICs bei gleicher Gehäusegrundfläche erreicht werden. Die Durchkontaktierung mit Hilfe von TSVs verbindet die einzelnen Chipebenen in den 3D-ICs. TSV stellt dabei die derzeit aussichtsreichste Technik dar, um die hohen Anforderungen an die elektrischen Pfade (kurz, robust, usw.) zu realisieren.
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US 2006/0290369 A1 offenbart eine Prüfvorrichtung für IC Chips mittels Drücken von Eingangs/Ausgangsanschlüssen (HB) gegen Kontakteinheiten von einem Testkopf. Mehrere Markierungen an der Einheit auf einer Seite des IC Chips werden mit wenigstens einer Kamera erfasst und die Position der Markierung werden in Bezug auf die bekannte Position eines Halters zur Aufnahme des IC Chips in einen Träger ermittelt. Ein beweglicher Kopf platziert den IC Chip auf den Träger basierend auf dieser ermittelten Differenz. Der Träger wird in eine Position exakt gegenüber dem Prüfsockel positioniert und der IC wird gegen die Kontakteinheiten des Prüfsockels gedrückt.
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US 2011/0018564 A1 offenbart einen Wafer-Prober mit einer Ablageschale, welche einen Wafer in einer vorgegebenen Position unterstützt. Eine oder mehrere Ausrichtungseinheiten positionieren den Wafer an der vorgegebenen Position in Bezug auf die Ablageschale. Kontakteinheiten führen einen Untersuchungsprozess in Kontakt mit dem Wafer an einer Bearbeitungsposition durch. Ein Ablageschalentransportabschnitt transportiert die Ablage zum unterstützen des Wafers zwischen der Ausrichtungseinheit und der Kontakteinheit.
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Die durch die hohe Integration bedingte größere Ausschussrate lässt sich dadurch minimieren, dass nicht nur die fertigen ICs und die einzelnen Bauteile geprüft werden, sondern dass auch der Stapel immer dann getestet wird, wenn ein neues Bauteil mit dem bereits bestehenden Stapel verbunden und durchkontaktiert wurde.
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So lassen sich viele Fehler in einer sehr frühen Phase der Herstellung erkennen und möglicherweise sogar reparieren. Sollte eines der benötigten Bauteile defekt sein, muss nicht das fertige Bauelement aussortiert werden, sondern das defekte Bauteil kann noch vor dem Zusammenbau durch ein als in Ordnung geprüftes Bauteil ersetzt werden.
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Die ICs befinden sich üblicherweise bis zu ihrer Fertigstellung auf dem Substrat und werden erst danach durch Zersägen des Substrates vereinzelt. Die Zwischentests vor der Fertigstellung der einzelnen ICs erfolgen also üblicherweise auf dem Substrat.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit über TSV einen Prozessor-Baustein beispielsweise mit einem separat gefertigten Speicher-Baustein zu verbinden. Es kann daher eines der Bauteile bereits vereinzelt sein, wenn es geprüft wird. Die Prüfung von bereits vereinzelten Bauteilen erfolgt in so genannten Carriers, also auf Trägern, auf denen eine größere Anzahl von Bauteilen positionsgenau fixiert werden kann. Im Folgenden wird deshalb allgemein von Trägern gesprochen, unabhängig davon, ob es sich um Bauteile auf einem Substrat oder um bereits vereinzelte Bauteile auf einem Carrier handelt. Ebenso sind Wafer oder Teile davon als noch nicht vereinzelte Bauteile anzusehen.
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Bei solchen Bauteilen auf einem Träger, beispielsweise einem Prozessor auf einem Substrat, der über TSVs noch mit einem als Speicher ausgeführten weiteren Bauteil verbunden werden soll, sind Kontakte auf dem Substrat, gegenüber dem Bauteil, und Kontakte auf der Seite vorgesehen, die mit dem weiteren Bauteil noch zu verbinden ist. Eine sichere Prüfung kann nur durchgeführt werden, wenn beide Kontaktarten gleichzeitig kontaktiert werden können.
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Um nun eine genaue Zuordnung zwischen den Kontakten des elektronischen Bauteils und den Prüfkontakten herleiten zu können, hat bisher eine mechanische Zentrierung der Bauteile ausgereicht. Bei dem geringen Abstand insbesondere der Kontakte auf der Seite des elektronischen Bauteils, an der noch ein weiteres Bauteil aufgesetzt werden soll, ist dies jedoch nicht mehr ausreichend. Die mechanische Zentrierung weist Toleranzen auf, die zum Teil größer als die Abstände der einzelnen Kontakte sind. Fehler bei der Prüfung sind damit unvermeidlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Positionieren eines Trägers mit einer Vielzahl elektronischer Bauteile in einer Einrichtung zum Prüfen der elektronischen Bauteile so zu verbessern, dass der Träger so positioniert werden kann, dass den Kontakten auf beiden Seiten des Bauteils die Kontakte der Prüfvorrichtung eindeutig zugeordnet werden können.
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Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zum Positionieren eines Trägers mit einer Vielzahl elektronischer Bauteile in einer Einrichtung zum Prüfen der elektronischen Bauteile mit den Merkmalen von Anspruch 1. Durch das Erfassen mehrerer Markierungen auf einer Seite des Trägers mit wenigstens einer Kamera und die Ermittlung der Position der Markierungen in Bezug auf die bekannte Position eines Nests zur Aufnahme des Trägers, das Verfahren des Nests in eine Position exakt gegenüber dem Träger, die Übergabe des Trägers an das Nest, die Erfassung mehrerer weiterer Markierungen auf der anderen Seite des Trägers mit wenigstens einer weiteren Kamera und die Ermittlung der Position der weiteren Markierungen in Bezug auf die festgelegte Position eines Prüfsockels, sowie die Positionierung des Nests in eine Position exakt gegenüber dem Prüfsockel und das Drücken des Trägers gegen den Prüfsockel, lässt sich die Genauigkeit bei der beidseitigen Kontaktierung mehrerer elektronischen Bauteile auf einem Träger enorm erhöhen. Die elektronischen Bauteile werden zuerst von Prüfnadeln des Prüfsockels und erst dann von Prüfkontakten des Nests kontaktiert.
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Die genaue Vermessung der Position einer Markierung mit Hilfe einer Kamera lässt sich mit vorhandenen Mitteln lösen. Ebenso sind hoch präzise Antriebe bekannt, die sowohl eine genaue Linearverschiebung als auch eine genaue Schwenkbewegung ermöglichen. Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte wird nun erstmals mit an sich bekannten Mitteln die angestrebte Kontaktiergenauigkeit erreicht.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die Erfindung wird hier hauptsächlich in Bezug auf die 3D-TSV-ICs erläutert, gilt selbstverständlich aber auch für z. B. Package-on-Package-ICs (PoP).
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Üblicherweise werden die Träger in dem Nest durch mit Unterdruck beaufschlagte Sauger gehalten. Werden nun zuerst die Prüfkontakte des Nests zugestellt, wird von dieser Seite auf den Träger eine wesentlich höhere Kraft aufgebracht als durch die Sauger von der anderen Seite. Das würde zu einem Ablösen oder zumindest Verschieben des exakt auf dem Nest positionierten Trägers führen. Auch kann es zu einem Durchbiegen des Trägers kommen, was zu einer Beschädigung der Kontakte führen kann.
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Die Kontakte aller zu prüfenden elektronischen Bauteile werden über ein Loadboard mit dem Testkopf der Prüfeinrichtung verbunden. Um die Komplexität und das Ausmaß des Loadboards in einem machbaren Rahmen zu halten, wird die Anzahl der gleichzeitig zu prüfenden elektronischen Bauteile deshalb beschränkt. Es wird daher in einem ersten Prüfschritt nur eine Gruppe von elektronischen Bauteilen des Trägers geprüft.
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Der Prüfsockel ist folglich so ausgestaltet, dass er nur für die gleichzeitig zu prüfende Gruppe von elektronischen Bauteilen die entsprechende Anzahl von Prüfnadeln zu Verfügung stellt. Da also nur die zu prüfende Gruppe von den Prüfnadeln des Prüfsockels kontaktiert wird, wird auch nur auf die gerade zu prüfende Gruppe über den Prüfsockel Druck auf den Träger ausgeübt. Um ein Abheben des restlichen Teils des Trägers von dem Nest zu verhindern, wird deshalb auch nur die zu prüfende Gruppe von den Prüfkontakten des Nests kontaktiert.
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Ist die Prüfung einer Gruppe von elektronischen Bauteilen auf dem Träger abgeschlossen, müssen die voran gegangenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, damit nicht die gleichen Nachteile auftreten, wie sie bereits oben beschrieben wurden. Es kann deshalb nach der Prüfung einer Gruppe zuerst der Kontakt zu den Prüfkontakten des Nests und dann der Kontakt zu den Prüfnadeln des Prüfsockels gelöst werden.
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Da der Prüfsockel nur Kontakte für eine Gruppe von elektronischen Bauteilen auf einem Träger aufweist und selbst ortsfest montiert ist, muss nach der Prüfung der ersten Gruppe das Nest in eine neue Position gebracht werden. Eine neue Positionierung des Nests ist mit den hoch präzisen Antrieben problemlos möglich, da die bisherige Stellung und, über die bekannte Lage der nächsten Gruppe, auch die neue Stellung des Nests bekannt ist. Das Nest wird deshalb vorteilhaft in eine Stellung gegenüber dem Prüfsockel verfahren, in der die Prüfnadeln des Prüfsockels exakt oberhalb einer weiteren Gruppe von elektronischen Bauteilen auf dem Träger positioniert sind.
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Um die Position des Nests zuerst an den bereitgehaltenen Träger und dann an die Position des Prüfsockels anpassen zu können, müssen verschiedene hoch präzise Antriebe vorgesehen sein. Das Nest kann deshalb in zwei senkrecht zueinander stehende Richtungen verfahrbar und um eine Achse schwenkbar sein, die senkrecht zu den beiden Verfahr-Richtungen steht. Es wird dabei davon ausgegangen, dass der Träger immer parallel zu einer vorbestimmten Ebene bereitgehalten wird.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnung eingehend erläutert wird.
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Es zeigt:
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1 eine Ansicht auf die Unterseite eines Substrats mit elektronischen Bauteilen,
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2 eine schematische Ansicht einer Prüfvorrichtung,
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3 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens und
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4 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des beschriebenen Verfahrens.
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Die Erfindung soll im Folgenden anhand einer Prüfvorrichtung für ein Substrat mit elektronischen Bauteilen beschrieben werden. Mit der beschriebenen Prüfvorrichtung lassen sich jedoch genauso bereits vereinzelte elektronische Bauteile prüfen, die auf einen so genannten Carrier aufgebracht und befestigt wurden. Der Carrier muss für diese Prüfung so ausgebildet sein, dass die darauf befestigten Bauteile sowohl von oben als auch von unten kontaktiert werden können. Die Erfindung ist aber auch bei Wafern oder Teilen davon anwendbar. Es spielt dabei keine Rolle, ob der Wafer selbst als Träger fungiert, oder ob der Wafer durch einen unabhängigen Träger gestützt wird.
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Die in 1 gezeigte Unterseite des Substrats 1 weist 64 elektronische Bauteile 3 auf, die über die TSV-Technologie mit noch wenigsten einer anderen Art elektronischer Bauteile verbunden werden sollen. Die elektronischen Bauteile 3 sind zu vier Gruppen 2 mit je 16 Bauteilen 3 zusammengefasst.
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Die Kontakte, über die jeder Baustein nach seiner Fertigstellung angesprochen wird, befinden sich, hier unsichtbar, auf der Rückseite des Substrats 1. Auf der hier gezeigten Seite der elektronischen Bauteile 3 befinden sich die Kontakte, über die das elektronische Bauteil mit wenigstens einem weiteren Bauteil verbunden werden soll. Allerdings sind diese Kontakte so winzig und in so großer Anzahl (> 1000) vorhanden, dass sie hier nicht dargestellt werden können. Es ist auch möglich, dass diesen Bondpunkten eigene Prüfkontakte im Randbereich des Bauteils zugeordnet sind, so dass bei einer Prüfung nicht auf die sehr empfindlichen Bondpunkte aufgesetzt werden muss.
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Auf der Unterseite des Substrats 1 befinden sich zwei Markierungen 11, die einen festen Bezug zu den Bondpunkten der elektronischen Bauteile 3 aufweisen. Auf der hier nicht sichtbaren Oberseite des Substrats 1 sind dagegen Markierungen 12 (gestrichelt gezeichnet) angeordnet, die einen festen Bezug zu den Kontakten aufweisen, über die jeder elektronische Baustein nach seiner Fertigstellung angesprochen werden kann. Es ist dabei festzustellen, dass die Markierungen tatsächlich als hoch genaue Bezugspunkte zu den Kontakten, nicht aber als Bezugspunkte zu dem Substrat 1, also beispielsweise zu Ecken oder Kanten des Substrats 1, angelegt wurden.
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2 zeigt im oberen Bereich eine Prüfvorrichtung, wie sie üblicherweise verwendet wird. An das sogenannte Loadboard 4 ist ein Prüfsockel 5 mit seinen Prüfkontakten 6 angekoppelt. Das Loadboard 4 stellt die Verbindung zwischen Prüfsockel 5 und dem hier nicht dargestellten Testkopf dar. Über das Loadboard 4 werden alle Signale zwischen den Kontakten der gerade zu prüfenden elektronischen Bauteile 3 auf der Oberseite des Substrats 1 und dem Testkopf übertragen.
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Das Substrat 1 mit den elektronischen Bauteilen 3 liegt in einem Nest 7, in dem es sehr exakt positioniert und fixiert ist. In dem Nest 7 ist eine Schnittstelle vorgesehen, von der hier ein Nestsockel 9 mit den Prüfkontakten 10 des Nestsockels 9 und ein Nestboard 8 dargestellt sind. Der Nestsockel 9 ist hier wie ein normaler Prüfsockel gezeichnet, ist vorteilhaft aber in MEMS-Technik hergestellt. Mit dieser Technik lassen sich die erforderlich feinen Strukturen bereitstellen. Zum genaueren Aufbau der Nest-Schnittstelle wird auf die gleichzeitig vom gleichen Anmelder eingereichte Anmeldung mit dem Titel „Vorrichtung zum Prüfen von einer Vielzahl elektronischer Bauteilelemente auf einem Träger”, insbesondere auf 6 und die dazugehörige Beschreibung, verwiesen.
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3 zeigt schematisch den Aufbau der gesamten Prüfvorrichtung. Das Substrat 1 mit den zu prüfenden elektronischen Bauteilen 3 wird von einer Pick-and-Place-Einrichtung 16 an die Prüfvorrichtung übergeben. Die Pick-and-Place-Einrichtung 16 weist ein- und ausfahrbare Stößel 17 mit daran befestigten Saugern 18 auf. Das Substrat 1 wird von den Saugern 18 durch Unterdruck festgehalten. Bei einer hier nicht gezeigten Ausführungsform kann die Pick-and-Place-Einrichtung aber auch mit Greifern ausgestattet sein, die das Substrat formschlüssig fixieren. Die Pick-and-Place-Einrichtung 16 ist in Richtung des Doppelpfeils verfahrbar, wobei an die Genauigkeit des Antriebs keine zu hohen Anforderungen zu stellen sind.
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Die eigentliche Prüfvorrichtung weist als ortsfest montierte Komponenten den (in 3 dargestellten) Testkopf 13, das Loadboard 4, den Prüfsockel 5 und zwei Oberkameras 20 auf, wobei sich die zweite Oberkamera hier unsichtbar hinter der sichtbaren Oberkamera befindet. Auf die Funktionen der einzelnen Komponenten soll später noch im Detail eingegangen werden.
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Unterhalb des Prüfsockels 5 befindet sich das Nest 7 mit dem hier nicht gezeigten Nestsockel 9. Das Nest 7 ist über den hochpräzisen X-Y-Schlitten 14 in zwei Richtungen der durch das Substrat 1 aufgespannten Ebene verfahrbar. Um auch eine Verdrehung des Substrats 1 um die Z-Achse der Substratebene korrigieren zu können, ist das Nest auch mit einem hochgenauen Drehantrieb zur Rotation um die gestrichelt angedeutete Drehachse 21 ausgestattet. Über die Drehachse 21 ist das Nest 7 mit dem X-Y-Schlitten 14 verbunden. An dem nicht zusammen mit dem X-Y-Schlitten 14 verfahrbaren Rahmen sind die beiden ebenfalls hintereinander angeordneten Unterkameras 19 befestigt, die sich nur zusammen mit einem Hubstempel 15 in Richtung der Z-Achse bewegen und ansonsten ortsfest sind.
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Unterhalb des X-Y-Schlittens 14 und des Nests 7 befindet sich der Hubstempel 15. Der Hubstempel 15 wird benutzt um das Nest mit dem Substrat an den Prüfsockel zu drücken.
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Im Folgenden soll nun das Verfahren näher beschrieben werden. Im ersten Schritt 22 nimmt die Pick-and-Place-Einrichtung 16 an einer hier nicht weiter gezeigten Stelle das Substrat 1 mit den Saugern 18 auf und transportiert es in Richtung des Prüfsockels 5. Der Antrieb für die Pick-and-Place-Einrichtung 16 muss dabei übliche Anforderungen nicht übertreffen, so dass preiswerte Antriebseinheiten ausreichend sind. Der Hubstempel 15 befindet sich zu diesem Zeitpunkt in einer Position, in der die Unterseite des Substrats 1 die Schärfeebene für die Unterkamera 19 bildet. Die Pick-and-Place-Einrichtung 16 wird bis in eine vorbestimmte Stellung verfahren, in der sichergestellt ist, dass die in X-Y-Richtung ortsfesten Unterkameras 19 die Markierungen 11 auf der Unterseite des Substrats 1 erfassen können.
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In einem zweiten Schritt 23 werden nun die Markierungen 11 auf der Unterseite des Substrats 1 von den beiden Unterkameras 19 erfasst. Über einen an den Unterkameras 19 angeschlossenen, hier nicht dargestellten Rechner wird der Positionsunterschied der Markierungen 11 zu vorbestimmten Soll-Positionen bestimmt.
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Nun wird im dritten Schritt 24 das Nest 7 über die hochpräzisen Antriebe des X-Y-Schlittens 14 an eine vorbestimmte Position bewegt, an der das Substrat aufgenommen werden könnte, wenn sich die Markierungen 11 auf der Unterseite des Substrats 1 in ihrer Sollposition befinden würden. In Schritt 25 wird deshalb überprüft, ob zwischen der Sollposition und der gemessenen Position ein Unterschied besteht. Sollte kein Positionsunterschied ermittelt worden sein, wird direkt zu Schritt 27 weitergegangen.
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Da in der Regel aber ein solcher Unterschied vorhanden sein wird, wird in den meisten Fällen im nächsten Schritt 26 das Nest 7 nur um den ermittelten Positionsunterschied nachgefahren. Durch den X-Y-Antrieb 14 kann ein linearer Positionsunterschied ausgeglichen werden. Sollte das Substrat auch verdreht von der Pick-and-Place-Einrichtung 16 gehalten werden, kann das Nest 7 durch eine Rotation über die Drehachse 21 auch an diese Lage angepasst werden.
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Danach befindet sich das Nest 7 exakt unterhalb des Substrats 1, so dass dieses in Schritt 27 über ein Ausfahren der Stößel 17 und ein Abschalten der Sauger 18 passgenau über dem Nestsockel 9 abgelegt werden kann. In dieser Position wird das Substrat 1 auf dem Nest 7 fixiert, ohne dass die Prüfkontakte 10 des Nestsockels 9 bereits die Verbindung zu den elektronischen Bauteilen 3 auf dem Substrat 1 hergestellt haben. Die Pick-and-Place-Einrichtung 16 wird nun nach links aus dem Bereich des Prüfsockels 5 heraus gefahren.
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Als nächstes muss nun das Nest 7 mit dem Substrat 1 so verfahren werden, dass die Kontaktpunkte auf der Oberseite des Substrats 1 positionsgenau mit den Prüfnadeln 6 des Prüfsockels 5 übereinstimmen. Im nächsten Schritt 28 verfährt das Nest 7 deshalb in eine vorbestimmte Soll-Stellung, in der gewährleistet ist, dass die Markierungen 12 auf der Oberseite des Substrats 1 von den ortsfesten Oberkameras 20 am Prüfsockel 5 erfasst werden können.
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In Schritt 29 werden die Markierungen 12 auf der Oberseite des Substrats durch die beiden Oberkameras 20 erfasst. Von dem auch mit den Oberkameras 20 verbundenen Rechner wird wieder ein Positionsunterschied zwischen den gemessenen Positionen der Markierungen 12 und vorbestimmten Soll-Positionen der Markierungen 12 ermittelt. Diese Soll Positionen gelten für eine Lage, in der sich die Kontakte auf der Oberseite des Substrats direkt unterhalb der entsprechenden Prüfnadeln 6 des Prüfsockels 5 befinden. Auch hier muss nun in Schritt 30 festgestellt werden, ob ein Positionsunterschied besteht. Sollte kein Unterschied zwischen der Soll-Position und der gemessenen Position der Markierungen 12 ermittelt werden, kann der Prozess mit Schritt 32 fortgesetzt werden.
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Ansonsten wird das Nest 7 in Schritt 31 um den ermittelten Positionsunterschied nachgefahren. Dies geschieht wiederum durch die hoch präzisen Antriebe des X-Y-Schlittens 14 und des Drehantriebs.
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Wenn sich nun die Kontakte auf der Oberseite des Substrats 1 exakt unterhalb der Prüfnadeln 6 des Prüfsockels 5 befinden, wird in Schritt 32 der Hubstempel 15 aktiviert und das Nest 7 solange auf der Z-Achse nach oben gefahren, bis die Prüfnadeln 6 des Prüfsockels 5 mit vorbestimmter Kraft gegen die Kontakte auf der Oberseite des Substrats 1 drücken.
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Erst jetzt können in Schritt 33 die Prüfkontakte 10 des Nestsockels 9 gegen die Kontakte der elektronischen Bauteile 3 auf der Unterseite des Substrats 1 gedrückt werden. Aufgrund der geringen Abstände zwischen den Kontakten der elektronischen Bauteile 3 auf der Unterseite des Substrats 1 und den sehr kleinen Kontaktflächen, würde sich beispielsweise eine Durchbiegung des Substrats 1 beim Aufsetzen der Prüfkontakte 10 in der Art auswirken, dass die Prüfkontakte durch eine Bewegung auf den Kontakten der Bauteile diese beschädigen oder dass die Zuordnung der Positionen negativ beeinflusst wird. Es wird das Nest 7 deshalb zuerst gegen die Prüfnadeln 6 des Prüfsockels 5 gedrückt, so dass die einzelnen elektrischen Bauteile nach unten gedrückt werden und das Substrat mit großer Kraft am Nest fixiert wird. Erst dann wird durch die Prüfkontakte 10 des Nests 9 ein Gegendruck aufgebaut, der nun aber weder das Substrat 1 von dem Nest 7 lösen, noch das Substrat 1 durchbiegen kann. Es werden deshalb auch immer nur die Bauteile durch den Nestsockel 9 kontaktiert, die bereits durch den Prüfsockel 5 kontaktiert sind.
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Auch wenn durch den Nestsockel 9 alle Bauteile 3 des Substrats 1 gleichzeitig kontaktiert werden können, werden aus oben bereits genannten Gründen bei jedem Prüfschritt nur die Bauteile kontaktiert, die auch von dem Prüfsockel 5 kontaktiert werden. Bei dem in 1 gezeigten Substrat 1 wird von dem Prüfsockel 5 in einem ersten Prüfschritt beispielsweise zuerst die linke Gruppe 2 von 16 elektronischen Bauteilen 3 kontaktiert. Erst dann wenn der Hubstempel 15 in die Kontaktstellung gefahren ist und von dem Prüfsockel 5 entsprechend Druck auf die zu prüfende Gruppe 2 von elektronischen Bauteilen 3 und damit auch auf das Substrat 1 ausgeübt wird, werden auch die Prüfkontakte 10 des Nestsockels 9 in Kontaktierstellung gebracht. In Schritt 34 wird dann der erste Prüfschritt zur Prüfung der ersten Gruppe 2 von elektronischen Bauteilen 3 durchgeführt.
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Nach der Prüfung wird in umgekehrter Richtung verfahren. Zuerst wird in Schritt 35 der Kontakt zwischen den Prüfkontakten 10 des Nestsockels 9 und den Kontakten an der Unterseite der elektronischen Bauteile 3 gelöst. Erst dann wird in Schritt 36 der Hubstempel 15 nach unten verfahren, so dass sich auch die Kontakte auf der Oberseite des Substrats 1 von den Prüfnadeln 6 des Prüfsockels 5 lösen.
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Daraufhin muss in Schritt 37 überprüft werden, ob es sich bei der bereits geprüften Gruppe 2 von elektronischen Bauteilen 3 bereits um die letzte zu prüfende Gruppe aus dem Substrat 1 gehandelt hat. Ist dies der Fall, so muss das Substrat in Schritt 38 wieder an die Pick-and-Place-Einrichtung 16 übergeben und von dieser abgelegt werden. Hierzu fährt die Pick-and-Place-Einrichtung 16 wiederum in die in 3 gezeigte Stellung und das Nest 7 wird unter die Sauger 17 bewegt. Die Stößel 18 werden nach unten bewegt bis sie auf das Substrat 1 auftreffen. Dann wird in den Saugern 18 Unterdruck aufgebaut und die Stößel 17 werden wieder eingezogen.
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Danach verfährt die Pick-and-Place-Einrichtung 16 in Schritt 39 nach links und legt in hier nicht näher dargestellter Weise das geprüfte Substrat 1 ab.
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Handelt es sich bei der gerade geprüften Gruppe 2 von elektronischen Bauteilen 3 auf dem Substrat 1 jedoch nicht um die letzte zu prüfende Gruppe, muss die nächste Gruppe 2 auf dem Substrat 1 geprüft werden. Hierzu verfährt das Nest 7 in Schritt 40 in eine Stellung, in der die nächste Gruppe 2 von elektronischen Bauteilen 3 mit ihren Kontakten exakt unterhalb der Prüfnadeln 6 des Prüfsockels positioniert ist. Daraufhin wird mit der zweiten Gruppe in den Schritten 33 bis 37 in gleicher Weise verfahren, wie es oben bereits für die erste Gruppe beschrieben wurde.
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Nach der Prüfung der letzten Gruppe 2 von elektronischen Bauteilen 3 verfährt das Nest 7 in eine Stellung in der das Substrat 1 wieder an die Pick-and-Place-Einrichtung 16 übergeben werden kann. Diese setzt das Substrat 1 wieder an einem hier nicht sichtbaren Platz ab und stellt das nächste Substrat zur Übernahme durch das Nest 7 bereit.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Substrat
- 2
- Gruppe zu prüfender elektronischer Bauteile
- 3
- elektronisches Bauteil
- 4
- Loadboard
- 5
- Prüfsockel
- 6
- Prüfnadeln des Prüfsockels
- 7
- Nest
- 8
- Nestboard
- 9
- Nestsockel
- 10
- Prüfkontakte des Nestsockels
- 11
- Markierungen auf der Unterseite des Substrats
- 12
- Markierungen auf der Oberseite des Substrats
- 13
- Testkopf
- 14
- X-Y-Schlitten
- 15
- Hubstempel
- 16
- Pick-and-Place-Einrichtung
- 17
- Stößel
- 18
- Sauger
- 19
- Unterkameras
- 20
- Oberkameras
- 21
- Drehachse des Nests
- 22
- In-Stellung-Bringen des Substrats durch die Pick-and-Place-Einrichtung
- 23
- Ermittlung der Positionen der Markierungen auf der Unterseite des Substrats
- 24
- Verfahren des Nests in vorgegebene Soll-Stellung
- 25
- Prüfung, ob Position von Nest und Substrat übereinstimmen
- 26
- Anpassung der Position des Nests an die Position des Substrats
- 27
- Ablage des Substrats im Nest
- 28
- Verfahren des Nests in vorgegebene Soll-Stellung
- 29
- Ermittlung der Positionen der Markierungen auf der Oberseite des Substrats
- 30
- Prüfung, ob Position von Prüfsockel und Substrat übereinstimmen
- 31
- Anpassung der Position des Substrats an die Position des Prüfsockels
- 32
- Andrücken des Nests an den Prüfsockel
- 33
- Kontaktieren eines Teils des Nestsockels mit den elektronischen Bauteilen
- 34
- Prüfung
- 35
- Lösen des Kontakts zwischen Nestsockel und elektronischen Bauteilen
- 36
- Lösen des Kontakts zwischen Prüfsockel und Substrat durch Herunterfahren des Hubstempels
- 37
- Entscheidung, ob weitere Gruppen auf dem Substrat zu prüfen sind
- 38
- Übergabe des Substrats an die Pick-and-Place-Einrichtung
- 39
- Ablage des geprüften Substrats
- 40
- Verfahren des Nests in eine Position, in der die nächst Gruppe von elektronischen Bauteilen geprüft werden kann