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具有自动盖的测试插座

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


具有自动盖的测试插座

技术领域

本说明书整体涉及自动测试系统及其具有自动盖的测试插座。

背景技术

系统级测试(SLT)涉及测试整个装置,而不是测试装置的各个部件。如果设备通过一连串的系统级测试,那么假设设备的各个部件正常操作。随着设备的复杂性以及设备中部件数量的增加,SLT已变得更为普遍。例如,芯片实现的系统诸如专用集成电路(ASIC)可在系统级上进行测试,以便确定构成系统的部件正在正确运行。

发明内容

一种用于测试系统的示例性测试插座包括用于与被测装置(DUT)进行电气和机械连接的容座和用于覆盖该容座中的该DUT的盖。该盖能够控制为自动地打开以使得能够将该DUT接收在该容座中,并且在接收到该DUT之后,自动地关闭以覆盖该容座中的该DUT。关闭该盖向该DUT施加力,以完成该测试插座与该DUT之间的该电气和机械连接。示例性测试系统可包括下列特征中的一个或多个特征(单独地或组合地)。

测试插座可包括用于控制盖的打开和关闭的致动器。该致动器可被构造成使盖垂直于容座移动并使盖相对于容座枢转。测试插座可包括连接到致动器的齿轮。该齿轮可使盖垂直于容座移动。致动器可包括马达。该马达的扭矩可向DUT提供夹持力以完成测试插座与DUT之间的电气和机械连接。致动器可包括螺旋蜗杆传动螺杆,该螺旋蜗杆传动螺杆引起盖的移动并且被构造成向DUT提供夹持力以完成测试插座与DUT之间的电气和机械连接。致动器可包括液压致动器或气动致动器中的一种。

测试插座可包括具有轨道的板,该轨道具有垂直于容座延伸的第一分支和相对于容座倾斜延伸的第二分支。盖可包括辊。致动器可用于沿着第一分支移动辊以使盖垂直于容座移动,并且用于沿着第二分支移动辊以使盖相对于容座枢转。

测试插座可包括用于与控制其他测试插座中的其他DUT的温度分开地控制该测试插座中的该DUT的温度的热控制系统。热控制系统可包括热电冷却器(TEC)和连接到盖的导热结构。TEC可与DUT热连通,以通过在DUT与结构之间传递热量来控制DUT的温度。热控制系统可包括用于流过结构以降低该结构的温度的液体冷却剂。液体冷却剂可包括液氮。热控制系统可包括加热器。

测试插座可包括:在盖的第一侧上的第一板,其中第一板包括第一轨道;在盖的第二侧上的第二板,其中第二板包括第二轨道;在盖的第一侧上的第一辊,以及在盖的第二侧上的第二辊。在盖的打开和关闭期间,第一辊沿着第一轨道移动并且第二辊沿着第二轨道移动。第一轨道中的至少一个第一轨道和第二轨道中的至少一个第二轨道可包括直角轨道。第一板可为单个板,第二板可为单个板。

测试插座可包括连接到盖的铰链。铰链可包括弹簧,该弹簧能够压缩盖以向DUT施加力,从而完成测试插座与DUT之间的电气和机械连接。

测试插座可包括:在盖的第一侧上的第一组板,其中第一组板包括第一轨道;在盖的第二侧上的第二组板,其中第二组板包括第二轨道;在盖的第一侧上的第一辊,以及在盖的第二侧上的第二辊。在盖的打开和关闭期间,第一辊沿着第一轨道移动并且第二辊沿着第二轨道移动。第一组板可包括第一活动板和第一固定板,第二组板可包括第二活动板和第二固定板。第一活动板可能够控制为相对于第一固定板移动,第二活动板能够控制为相对于第二固定板移动以使盖打开或关闭。

第一活动板可包括第一轨道和第二轨道。第一固定板可包括第三轨道和第四轨道。第一轨道可在第一辊中的一者的位置处与第三轨道相交,并且第二轨道可在第一辊中的一者的位置处与第四轨道相交。第二活动板可包括第五轨道和第六轨道。第二固定板可包括第七轨道和第八轨道。第五轨道可在第二辊中的一者的位置处与第七轨道相交,并且第六轨道可在第二辊中的一者的位置处与第八轨道相交。第一轨道和第二轨道中的每一者可包括一个或多个弯曲部。

一种示例性测试系统包括用于测试系统的测试插座。该测试插座包括用于与被测装置(DUT)进行电气和机械连接的容座和覆盖该容座中的该DUT的盖。该盖能够控制为自动地打开以使得能够将该DUT接收在该容座中,并且在接收到该DUT之后,自动地关闭以覆盖该容座中的该DUT。关闭该盖向该DUT施加力,以完成该测试插座与该DUT之间的该电气和机械连接。测试系统包括用于相对于测试插座移动DUT的拾放机器人。测试系统包括一个或多个处理装置,该一个或多个处理装置用于协调拾放机器人的操作并控制盖的打开和关闭,使得当拾放机器人到达测试插座时盖枢转。该测试系统可包括下列特征中的一者或多者(单独地或组合地)。

一个或多个处理装置可被构造成协调盖的打开与拾放机器人的移动。测试系统可包括台架,拾放机器人安装在该台架上。台架可被构造成相对于测试插座移动拾放机器人以定位该拾放机器人,以用于从测试插座拾取DUT或将DUT放置到测试插座中。测试插座可被布置成至少一个测试插座阵列,使得测试插座对于拾放机器人是能够接近的。

一种示例性测试系统包括多个封装,其中每个封装包括用于测试DUT的测试插座和用于对测试插座中的DUT执行测试的至少一些测试电子器件。不同的封装被构造成具有不同的构型。不同的构型包括以不同节距布置的至少不同数量的测试插座。这些测试插座中的测试插座包括用于与DUT进行电气和机械连接的容座和覆盖该容座中的该DUT的盖。该盖可能够控制为自动地打开以使得能够将该DUT接收在该容座中,并且在接收到该DUT之后,自动地关闭以覆盖该容座中的该DUT。关闭该盖向该DUT施加力,以形成该测试插座与该DUT之间的该电气和机械连接。该测试系统可包括下列特征中的一者或多者(单独地或组合地)。

测试插座可包括用于控制盖的打开和关闭的致动器。该致动器可被构造成使盖垂直于容座移动并使盖相对于容座枢转。该致动器可被构造成使盖垂直于容座移动并使盖相对于容座枢转。测试插座可包括具有轨道的板,该轨道具有垂直于容座延伸的第一分支和相对于容座倾斜延伸的第二分支。盖可包括辊。致动器可用于沿着第一分支移动辊以使盖垂直于容座移动,并且用于沿着第二分支移动辊以使盖相对于容座枢转。

测试插座可包括:在盖的第一侧上的第一板,其中第一板包括第一轨道;在盖的第二侧上的第二板,其中第二板包括第二轨道;在盖的第一侧上的第一辊,以及在盖的第二侧上的第二辊。在盖的打开和关闭期间,第一辊沿着第一轨道移动并且第二辊沿着第二轨道移动。

本说明书(包括此发明内容部分)中所描述的特征中的任何两者或更多者可组合以形成本文未具体描述的具体实施。

本文所述的系统、技术和工艺或其一部分可被实现为计算机程序产品和/或由计算机程序产品控制,该计算机程序产品包括存储于一个或多个非暂态机器可读存储介质上的指令,并且该指令可在一个或多个处理装置上执行以控制(例如,协调)本文所述的操作。本文所述的系统、技术和工艺或其一部分可被实现为设备、方法或电子系统,该设备、方法或电子系统可包括一个或多个处理装置以及存储用于实现各种操作的可执行指令的存储器。本文所述的系统、技术、工艺和/或部件可例如通过设计、构造、布置、放置、编程、操作、激活、去激活和/或控制来构造。

附图和以下具体实施方式中陈述了一个或多个具体实施的详细信息。通过具体实施和附图以及通过权利要求书,其他特征结构、对象和优点将显而易见。

附图说明

图1是示例性测试系统的透视图。

图2是示例性测试系统在没有外壳的情况下的透视图,示出了测试系统的内部部件。

图3是拾放自动化装置的各部分的透视图,这些部分可为如图1所示的示例性测试系统的一部分。

图4至图28是拾放自动化装置的各部分的透视图,这些部分可为如图1所示的示例性测试系统的一部分,其在操作序列期间的各个时间点示出。

图29是示例性测试系统在没有外壳的情况下的俯视剖视图,示出了测试系统的内部部件。

图30是图29的示例性测试系统在没有外壳的情况下的透视图,示出了测试系统的内部部件。

图31是图30的示例性测试系统在没有外壳的情况下的透视图,示出了封装进入或离开测试系统的移动。

图32是图30的示例性测试系统在没有外壳的情况下的透视图,示出了两个相对的封装进入或离开测试系统的移动。

图33包括图30的示例性测试系统在没有外壳的情况下的透视图,示出了两个相邻封装进入或离开测试系统的移动,并且还包括示例性封装电子器件的透视图。

图34是封装上的测试插座的示例性布置的俯视图。

图35是封装上的测试插座的示例性布置的俯视图。

图36是图29的示例性测试系统在没有外壳并且与服务模块组合的情况下的前透视图。

图37是图37的示例性测试系统在没有外壳并且服务模块中的电子器件暴露的情况下的后透视图。

图38是具有自动盖的示例性测试插座的侧视图。

图39是示例性测试插座中的容座的透视图。

图40至图48是示出具有自动盖的示例性测试插座的操作的侧视图。

图49和图50是示出以不同取向安装在印刷电路板上的图40至图48的示例性测试插座的透视图。

图51至图56是示出具有自动盖的另一示例性测试插座的操作的透视图。

图57至图66包括示出具有自动盖的另一示例性测试插座的操作的交替的透视图和侧视图。

图67是用于支持独立和异步测试的测试位点的示例性热控制系统的各部件的框图。

图68是用于支持独立和异步测试的测试位点的示例性热控制系统的各部件的框图。

图69是拾放自动化装置的各部分的透视图,这些部分可为本文所述的示例性测试系统的一部分并且包括两个可移动台架梁。

不同图中的类似附图标记指示类似元件。

具体实施方式

本文描述了可用于测试系统(诸如SLT测试系统)中的测试插座和与其相关联的各部件的示例性具体实施。在一些具体实施中,测试系统包括用于将被测装置(DUT)传送到测试插座和从测试插座传送DUT的自动台架和拾放自动化装置。测试插座包括盖组件(或简称为“盖”)和相关联结构,该相关联结构能够控制为在自动台架和拾放自动化装置到达测试插座之前打开。例如,在移动到测试插座之前或期间,测试插座的盖被控制为打开,使得当自动台架和拾放自动化装置到达测试插座时,拾放自动化装置可从测试插座取回被测试的DUT和/或将未测试的DUT放置到测试插座中。在未测试的DUT被放置在测试插座中的情况下,盖可被控制为关闭,同时自动台架和拾放自动装置远离测试插座移动。在一些示例中,拾放自动化装置在打开或关闭盖中不起作用。这是在自动台架和拾放自动化装置正在执行其他任务(诸如下文描述的那些任务)的同时完成的。因此,可能增加测试吞吐量。即,因为在自动台架和拾放自动装置到达时盖是打开的,所以自动台架和拾放自动装置不需要花费时间来打开盖或以其他方式使测试插座能够接近。相反,拾放自动化装置在到达测试插座时可立即取出已测试的DUT或放置未测试的DUT。

在一些实施方式中,测试系统是SLT系统;然而,本文所述的部件和特征可在任何适当的测试环境中实现。如所指出的,SLT涉及测试整个装置,而不是装置的各个部件。如果设备通过一连串的系统级测试,那么假设设备的各个部件正常操作。首先概述了示例性测试系统,然后更深入地描述了本概述中介绍的测试插座的各种部件。

示例性测试系统包括多个子系统。在这方面,测试系统包括保持自动台架和主要拾放自动化装置的框架。托盘供给装置容纳用于将保持待测试装置和/或已测试装置的托盘移入和移出系统的自动化装置。能够移入和移出框架的封装容纳用于测试保持在测试插座中的装置的测试电子器件。在装置测试期间,这些封装可移入和移出系统。示例性封装包括电测试支持基础设施和至少一个液体-空气换热器。在一些具体实施中,液体-空气换热器可从封装中省略或在封装外部。示例性封装容纳一行或多行测试插座,这些测试插座是测试系统中的测试位点的一部分并且保持DUT。这些测试位点可各自容纳终端用户的测试位点板。在一些具体实施中,终端用户的测试位点板容纳保持DUT的测试插座。封装中的每一行可容纳N个客户测试位点,其中N为整数,介于1与根据系统大小能够在一行中容纳的位点数量之间。每个测试位点可包括用于将DUT保持在测试插座中的致动器。致动器可根据需要更换,并适应装置的力要求。

示例性测试系统还包括服务模块,该服务模块容纳用于液体冷却、供电以及测试计算和其他处理的系统基础设施和电子器件。外壳(也被称为“外皮”或“外壳体”)封闭系统的至少一部分并且保持由系统产生并且向下循环穿过测试位点和测试电子器件板的冷空气。另外,电离空气可在测试之前、期间和/或之后在测试位点上循环,以减轻静电电荷累积并减少或防止静电放电(ESD)事件。

示例性测试系统的布局可被认为是有利的。例如,测试电子器件、客户位点电子器件和装置自动化装置可被构造成堆叠。因此,测试系统可被扩展到测试应用所需的任何长度,这可实现自动化装置的高效使用。此外,测试系统可包括单层拾放自动化装置以将DUT放置在测试插座中以及从测试插座取出DUT。这种单层拾放自动化装置可减少对在其他测试系统中发现的多个自动化装置交换的需要,这可提高测试系统的可靠性。位点-行-封装模型还可增强系统可配置性和模块性,并且可降低测试和可维护性的成本。

图1示出了前面段落中描述的类型的测试系统10的示例性具体实施。在图1中,包括门9的四个门被打开以暴露测试系统中的测试位点阵列。图2示出了测试系统10在没有外壳或“外皮”的情况下的各部分。如所指出的,示例性测试系统10是模块化的,其可使得测试系统能够适应各种测试应用。如图1和图2所示,测试系统10包括框架11和外壳12,在此示例中,框架11和外壳12可容纳八个封装,包括封装13a、13b、13c和13d。如下文更详细地描述的,每个封装可被定制为用于测试不同类型的DUT。这些封装可各自包括用于测试DUT的多个测试位点。每个测试位点可包括用于保持DUT的测试插座、致动器和盖组件以及一个或多个传感器。这些特征的示例性具体实施在下文描述。

不同的封装可包括测试插座,其尺寸被设定为保持具有不同特性的DUT,诸如不同的尺寸、接口或形状因素。例如,一个封装13a中的测试插座可被构造成保持具有10毫米(mm)尺寸(例如,长度、宽度或对角线)的DUT,并且另一个封装13b中的测试插座可被构造成保持具有6mm尺寸的DUT。测试插座可被组织成一行或多行,每行容纳一个或多个测试插座。在容纳多于一个测试插座的行中,测试插座能够以不同的节距布置。节距可包括两个相邻测试插座的中心之间的距离。例如,节距可为两个相邻测试插座的中心之间的距离。封装还可包括被构造成测试保持在测试插座中的DUT的测试电子器件。测试电子器件可被定制为测试DUT特有的特征。测试电子装置可包括但不限于引脚电子器件、参数测量单元、可编程逻辑部件和/或微控制器或其他处理装置。测试电子器件可在测试插座中的每个DUT上执行或用于实现一个或多个测试例程。

测试系统10包括托盘14。在一些实施方式中,每个托盘包括用于保持待测试装置的单元或用于保持已测试装置的单元。单元的尺寸和形状可被设定为容纳具有不同尺寸、形状或形状因素的装置。例如,一个托盘可被构造成保持具有10mm尺寸的装置,并且另一个托盘可被构造成保持具有6mm尺寸的装置。在一些具体实施中,对于被测试的每种不同类型的装置,可存在两个或更多个托盘,例如,一个托盘容纳待测试的装置并且一个托盘容纳已测试的装置,或者一个托盘容纳待测试的装置,一个托盘容纳已通过测试的装置并且一个托盘容纳测试不通过的装置。在图1的示例中,有六个托盘;然而,测试系统中可包括任何适当数量的托盘。如图中所示,托盘可布置在与其中布置有一些或全部测试插座15的平面平行或共面的平面中。

测试系统10包括拾放自动化装置,其也被称为“拾放机器人”。如图3所示,拾放机器人17可包括线性致动器19,也被称为“致动器”或“拾取器”。多个拾取器可被构造成独立地和/或同时地或同期地服务多个测试插座,其中服务包括将DUT放置到多个测试插座中或从多个测试插座拾取DUT中的至少一种。服务还可包括同时拾取或放置DUT到这些托盘中的一个或多个托盘中,如下文更详细地描述的。在图3的示例中,有四个拾取器;然而,可使用任何适当数量的拾取器。该数量是可配置的;例如,一个或多个拾取器可被添加到测试系统10或从测试系统移除以适应不同的测试应用要求。在此示例中,拾取器19a包括相对于测试槽延伸和缩回的臂。臂包括头部或喷嘴,在托盘中的单元和封装中的测试插座之间移动时,该头部或喷嘴固定DUT。在一些示例中,在移动期间使用气动装置(例如,真空压力)拾取装置并将其保持在喷嘴上。在一些示例中,如本文所述,通过释放真空压力和/或通过机械机构来释放装置。

拾取器安装在机器人台架(“台架”)20上,该机器人台架包括横跨测试插座阵列15的可移动台架梁21、台架梁在其上移动的导轨21,以及控制这种移动的一个或多个马达(未示出)。台架梁21被构造成在箭头23的方向(Y维度25)上在测试插座上方移动,这些测试插座被布置成垂直于台架梁的行。拾取器19a至19d沿着台架梁21线性地布置,使得测试插座在系统操作期间对于拾取器是能够接近的。拾取器还被构造成沿着台架梁线性地移动以移动到不同位置并且改变拾取器沿着台架梁的节距以服务不同类型的DUT。因此,在此示例中,拾取器19a至19d被构造成在笛卡尔X维度26上移动(箭头27),并且台架梁21被构造成在笛卡尔Y维度25上移动(箭头23)。拾取器19a至19d因此在基本上平行于容纳测试位点15的一个或多个平面的单个平面中移动。安装在台架梁21上的拾取器19a至19d与台架梁一起移动,并且其尺寸和操作被设定为使得在它们的臂伸出或缩回的情况下,拾取器空出,即,不接触空的或满的测试插座。换句话说,自动装置17被构造成在限定的工作区域内的任何地方移动并越过所有插座,而不管插座的状态(打开或关闭)。这包括当拾取器完全缩回时拾取器的间隙。图3中未示出的线性磁马达(“线性马达”)可控制台架梁和拾取器两者的移动。

在一些具体实施中,拾取器执行拾取或放置到不同的封装中。例如,在系统的相对侧上的两个封装,诸如图31的封装81b和81d,可使它们的测试插座行以这样的方式对准,即拾取器可同时拾放一个封装中的一些DUT和另一个封装中的其他DUT。假设两个封装在相对侧上彼此面对的情形,那么拾放机器人能够接近的“行”将成为这两个封装中两行的总和。在一个封装中每行六个位点的示例中,系统级行具有12个位点。下文描述的“Y轴点动”能力可能是特别有用的,部分原因是由于各种公差,两个彼此相对的封装上的行可能无法完全对准。允许拾取器相对于台架梁的独立Y轴移动的Y轴点动能力允许测试系统适应行的未对准,从而使得系统能够继续执行同时的拾放操作。

图4至图28示出了由在前面段落中关于图1至图3所述的类型的示例性测试系统30执行的操作序列。所描绘的操作位置是随机的但顺序的,并且旨在示出测试系统操作。所描绘的特定操作并非旨在暗示任何所需的操作或操作序列。

在图4中,拾取器31被台架梁32移动到容纳待测试装置(“DUT”)的托盘34上方的位置中。更具体地,在此示例中,拾取器31被控制为沿着台架梁32线性地移动并且台架梁被控制为沿着轨道35线性地移动以将拾取器31定位在托盘24处。由下文描述的控制系统控制的一个或多个线性马达(未示出)可被操作为定位台架梁和拾取器。

在此示例中,有六个拾取器31。该六个拾取器31可同时或并行地从托盘34拾取或取出六个装置或少于六个装置。在一些示例中,每个拾取器拾取单个装置;然而,不是每个拾取器都需要拾取装置。如图5和图6所示,六个被拾取的装置在箭头38的方向上被传送跨过一个或多个测试插座阵列37,到达要放置装置的目标测试插座40。如图5至图6所示,拾取器31沿着台架梁32的节距被控制为改变以匹配目标测试插座40的间距。这种改变可为流畅的,因为拾取器32可被控制为在箭头41的方向上沿着台架梁32线性地移动,而例如同时台架梁38被控制为沿着轨道35移动。

如下文更详细地描述的,每个测试插座包括盖,该盖被构造(例如,构造、控制和/或布置)成当装置(DUT)被放置在测试插座中时装配在测试插座上。在示例性具体实施中,在拾取器到达测试插座之前,用于该测试插座的盖自动地枢转、旋转或以任何适当的方式远离测试插座移动以暴露测试插座和/或测试插座中的装置,并且由此允许拾取器将装置放置到测试插座中或从测试插座取出装置。在将装置放置到测试插座中之后,盖被控制为自动地在测试插座上方移动并覆盖测试插座,并且向测试插座中的装置施加力,该力产生、保持或同时产生并保持装置与测试插座之间的电气和机械连接。如先前所解释的并相对于下文的图38至图66,在移动到测试插座之前或期间,测试插座的盖被控制为自动地打开,使得当自动台架和拾放自动化装置到达测试插座时,拾放自动化装置可从测试插座取回被测试的DUT和/或将未测试的DUT放置到测试插座中。在未测试的DUT被放置在测试插座中的情况下,盖可被控制为自动地关闭,同时自动台架和拾放自动装置远离测试插座移动。控制系统可在每个封装上包括一个或多个处理装置,该控制系统协调或同步盖的自动打开和关闭与自动台架和拾放自动化装置的移动,使得盖在适当的时间打开和关闭。在一些具体实施中,控制系统可控制与每个测试插座相关联的个别致动器以基于台架和拾放自动化装置的位置和/或移动而不时地打开和/或关闭测试插座盖。

在图6所示的示例中,测试插座40的盖是打开的(例如,枢转、旋转或以任何方式移动(操作统称为“移动”)以暴露每个测试插座),从而允许拾取器31将它们所保持的装置放置到相应的测试插座40中。如所解释的,测试插座的盖可被控制为在台架朝向测试插座移动期间打开,并且可被控制为在台架远离测试插座移动期间关闭。

在图7中,在拾取器将装置放置到测试插座40中之后,那些测试插座的盖自动地在测试插座上方关闭。如所解释的,拾取器和台架不与盖相互作用以导致盖打开或关闭;它们的操作均由控制系统基于拾取器和台架在测试系统的操作期间的移动来控制。盖的闭合在图7中由略微倾斜的盖43移动到测试插座40上方的位置中表示。尽管关于图4至图28示出了盖的旋转,但是用于打开和关闭的其他移动(诸如关于图38至图66所述的那些移动)可用于测试插座、测试插座的盖以及相关联的结构的不同构型。同时,拾取器31和台架梁32被控制为移动到一行测试插座44,以从那些测试插座拾取(即,取出)已测试的装置,然后将已测试的那些装置转移到托盘45。这种传送在图8和图9中示出。如图所示,拾取器31的节距被控制为从与测试插座44的节距相同或近似的节距改变为与托盘45中的单元的节距相同或近似的节距。如上文所解释的,这种变化可为流畅的,因为拾取器31可被控制为在台架梁32沿着轨道35在箭头49的方向上移动期间沿着台架梁32在箭头48的方向上线性地移动。拾取器31可通过释放真空压力、使用本文的机械机构或两者的组合来将已测试的装置放置或存放到托盘45中的相应单元中。

如图10所示,拾取器31和台架梁32接下来被控制为移动,使得拾取器与托盘34中容纳待测试装置的新一行单元对准。拾取器31如本文所述拾取该行中的装置,并且利用台架梁32将这些装置传送到测试插座50,如图11和图12所示。在图12中,测试插座50的盖51被打开以允许拾取器将待测试的装置放置到测试插座中。如图13所示,在拾取器31和/或台架梁32被控制为远离测试插座50移动到下一个目标测试插座之后或同时,盖51被控制为关闭以覆盖测试插座30中的装置。

在图13中,拾取器31被控制为从测试插座53拾取已测试的装置。已测试的那些装置被移动并放置到托盘45上的单元中。如上文所述,在此示例中,拾取器31的间距被控制为从等于或近似于测试插座53的间距的间距变窄到等于或近似于托盘45的单元的间距的间距,以便将已测试的装置放置到单元中。

如图14所示,拾取器31然后被控制为从托盘45移动到托盘34,以便从托盘34拾取待测试的装置并将这些装置传送到测试插座以进行测试。具体地,拾取器31被控制为在箭头56的方向上线性地移动,并且台架梁32被控制为在箭头57的方向上线性地移动,以从托盘34拾取待测试的装置。拾取器31如图15所示定位以从托盘34拾取待测试的装置。然后,拾取器31和台架梁32都被控制为移动到图16所示的位置,以将这些装置从托盘34放置到空的测试插座53(在关于图13所述的操作中被抽空)中。如图所示,那些空测试插座的盖已经被控制为移动以暴露测试插座53,从而允许拾取器31将装置放置到测试插座中进行测试。

接下来,在图17中,盖59在测试插座53中的装置上方自动地关闭,同时测试插座61上方的盖60被控制为自动地打开,以允许拾取器31接近并拾取已经从那些测试插座61测试的装置。当台架和拾取器正在移动时,盖可被控制为打开和/或关闭。

如图18所示,将已测试的装置从测试插座61中取出并放置到托盘45中。然后拾取器31和台架梁32被控制为线性移动以定位拾取器31,如图19所示,从而从托盘34拾取待测试的装置。然后将拾取器31和台架梁32移动到位以将那些待测试的装置放置到测试插座63中。如图20所示,测试插座63的盖64被移动以暴露测试插座63并且使得拾取器能够将装置放置到测试插座63中。盖移动在拾取器到达测试插座之前实现,如本文所述。接下来,如图21所示,拾取器31和台架梁32各自被控制为线性移动以定位拾取器31,从而从测试插座67拾取已测试的装置,以便传送到托盘45。如图21所示,那些测试插座67的盖68被控制为打开以暴露装置,以便在拾取器31到达那些测试插座之前由拾取器31拾取。如图22所示,已测试的装置被移动到托盘45中并且被拾取器31放置在那里。接下来,在图23中,拾取器31被移动到托盘34以拾取尚未被测试的装置。即,拾取器31和台架梁32各自被控制为线性移动以定位拾取器31,如图23所示,从而从托盘34拾取待测试装置。接下来参见图24,拾取器31和台架梁32被控制为移动以将从托盘34拾取的那些待测试装置放置到测试插座70中进行测试。测试插座70的盖被控制为在拾取器和台架梁的移动期间打开,使得测试插座打开(例如,暴露)以供放置DUT。放置在图24中未示出。

然而,如图24中部分地描绘的,在此示例中,盖71以一种方式移动以允许拾取器31将待测试的装置放置到相应测试插座70中,并且在已放置装置之后以相反方式移动以覆盖装置,如图25所示。然后拾取器31和台架梁32被控制为移动到新的行73以从该行中的测试插座拾取已测试的装置并将这些装置传送到托盘45。此后,如图26所示,拾取器31和台架梁32被控制为将拾取器从托盘45移动到托盘34以拾取尚未测试的装置。如图27所示,拾取器31和台架梁32然后被控制为移动以将那些未测试的装置放置到测试插座73中,这些测试插座如关于图25所述的先前被抽空。然后,拾取器31和台架梁32被控制为移动以从测试插座75拾取已测试的装置,如图28所示。图4至图28中所示的拾放机器人的操作能够以这种方式继续,直到测试完成。

在一些具体实施中,待拾取的若干(例如,六个)DUT(或DUT待放置的位置)不在同一行中。因此,拾取器将不会同时或并行地拾取或放置DUT。相反,拾取器和台架由控制系统控制,以根据需要使用任意多的步骤来执行拾取或放置。例如,拾取器和/或台架可被控制为在一个托盘行上并行地拾取两个DUT,然后移动以在不同托盘行上并行地拾取另外四个DUT,然后移动以将那些DUT中的三个并行地放置到在一行中对准的插座中,然后再次移动以将剩余的三个DUT放置到在另一行中对准的不同组插座中。

图4至图28示出了具有相同节距的测试插座行。然而,如先前所解释的,测试系统可并行地、同期地和/或同时地测试具有不同尺寸、形状和/或形状因素的装置。因此,在相同或不同封装中的测试插座组或阵列可具有不同的节距,但是仍然共享相同的拾放机器人,并且由系统并行、同步或异步地进行测试。在相同或不同封装中的测试插座的组或阵列可使用拾放机器人同期地或同时地进行测试。

在这方面,如关于图1和图2所解释的,测试插座被保持在可移入和移出测试系统10的框架12和外壳11的封装(诸如封装13a至13d)上。总的来说,示例性测试系统结合了封装架构和模块化基础框架。拾放机器人支持各种数量和构型的封装。拾放机器人被构造成服务于不同构型的封装。例如,拾放机器人可被构造成将DUT同时移入和移出安装在测试系统中的不同类型的封装。换句话说,可在不同构型的封装上使用相同的自动化装置。这些不同类型的封装可具有不同尺寸、高度、间距等的测试插座。

在图3至图28的示例中,拾放机器人在封装架构内以模块化增量布置在水平平面上。测试插座被安装在水平平面上并且被布置成矩形阵列作为封装架构的一部分。封装中测试插座的数量可基于待测试的DUT的尺寸。封装中测试位点的数量可基于待测试的测试板的尺寸。在一个示例中,取决于测试板的尺寸,每个封装可能容纳一个测试插座到24个测试插座不等。然而,在其他具体实施中,每个封装可包括不同数量的测试插座,例如多于24个测试插座或少于24个测试插座。例如,在一些具体实施中,封装可在一行中具有至多六个测试插座或测试位点;例如,在一些具体实施中,封装可在一行中具有至多八个六个测试插座或测试位点;例如,在一些具体实施中,封装可在一行中具有至多十个测试插座或测试位点;例如,在一些具体实施中,封装可在一行中具有至多十二个六个测试插座或测试位点;等等。

待使用的封装的数量可基于DUT测试时间和台架循环时间以实现更高的测试器插座利用率和/或自动化台架利用率。如下文所述的图2和图31至图33所示,封装可从框架中完全取出。每个封装能够从框架移除并且在支撑台架的框架结构下方经过。每个封装可被支撑在其自己的内轮上。当从测试系统中取出封装时,封装因此可能在工厂地面上滚动。这些封装可与框架机械地对准,使得当它们被取出和更换时,插座将对齐以便允许台架能够同时到达同一行中的所有封装。

图29示出了示例性测试系统80的各部件的顶视图,该示例性测试系统可为关于图1至图28所述的类型。在此示例中,测试系统80容纳保持在外壳83内的架82上的四个封装81a至81d。包括在封装中的插座以行和列排列。图30至图32示出了示例性测试系统80的透视图。如图31和图32所示,一个或多个单独的封装诸如封装81b和81d能够从测试系统移除。在此示例中,可移除包括能够从测试系统完全移除。这些封装然后可用相同类型的封装或用不同的封装更换。因此,测试系统80在可更换测试系统中的封装以便测试封装上的测试插座中的不同或相同类型的装置的意义上是模块化的。在这方面,测试系统被构造成在具有或不具有全套封装的情况下运行。可在不重新配置系统中的软件和/或硬件的情况下更换封装。在一些具体实施中,可在所谓的“热交换”中在拾放机器人的操作期间更换封装。例如,封装81a上的测试可在封装81b被取出或更换时进行,而不中断封装81a上的测试。

图33还示出了测试系统80的各部件。具体地,图33示出了可位于每个封装(诸如封装81d)中和/或上的示例性电子器件83。在此示例中,封装81d容纳测试电子器件84、接口电子器件85、控制器板86和测试插座87。接口电子器件85可包括但不限于:中板电路板;标准、半定制或定制客户接口电路;和标准板对板内部接口电路。测试电子器件84可位于插入中板的一个或多个功能板上。控制器板86可包括用于控制由封装执行的测试、控制致动器以打开和关闭如本文所述的插座盖以及与封装外部通信的微处理器、微控制器或其他处理装置。

如所指出的,测试插座可被构造成保持待测试的装置。不同的封装可被构造(例如,构造、布置、编程和/或控制)用于测试不同类型的装置。因此,测试插座可具有不同构型以适应不同类型和/或数量的装置、支持具有不同形状因素的不同类型的装置、支持具有不同电接口的不同类型的装置、支持具有不同热要求的不同类型的装置、支持具有不同物理接口的不同类型的装置、支持具有不同无线功能性的不同类型的装置和/或支持具有机电接口的不同类型的装置。在一个示例中,不同封装可包括但不限于以不同间距布置的不同数量的测试插座。此外,各个封装上的测试插座可被构造和/或重新构造以适应不同类型和/或数量的装置、支持具有不同形状因素的不同类型的装置、支持具有不同电接口的不同类型的装置、支持具有不同热要求的不同类型的装置、支持具有不同物理接口的不同类型的装置、支持具有不同无线功能性的不同类型的装置和/或支持具有机电接口的不同类型的装置。因此,测试插座的阵列或组可跨不同封装或跨相同封装的行或其他子部分而不同。

举例来说,图34和图35示出了测试封装中的测试插座,该测试插座被构造/或重新构造成容纳不同尺寸的装置以在测试系统上进行测试。在图34的示例中,示例性测试封装90被构造成保持尺寸为130mm×160mm的测试板(DUT),从而产生总共88个测试位点容纳88个测试插座。在图35的示例中,示例性测试封装91被构造成保持尺寸为200mm×250mm的测试板(DUT),从而产生总共35个测试位点容纳35个测试插座。

如所指出的,封装上的测试电子器件可包括但不限于引脚电子器件、参数测量单元、可编程逻辑和/或微控制器或其他处理装置。测试电子器件可在容纳在封装上的测试插座中的装置上执行或用于实现一个或多个测试例程。在这方面,在一些具体实施中,测试电子器件可基于待由封装测试的DUT而被定制或重新构造。

接口电子器件能够实现测试系统的封装与底板之间的连接。这种连接能够实现测试系统与封装上的测试电子器件之间的通信。连接上可支持的示例性协议包括但不限于快速外围部件互连(PCIe)、通用串行总线(USB)和联合测试行动组(JTAG)标准。

参见图36和图37,示例性测试系统80可包括电子器件93,该电子器件用于使得能够在封装和/或DUT与控制系统之间进行通信、向各种封装提供电力,并且控制服务和其他功能,诸如下文所述的激光(“受激辐射的光放大”)扫描、图像捕获和清洁。

在这方面,测试系统80可包括控制系统。控制系统可包括电路和/或板载电子器件93以控制测试系统80的操作。电路或板载电子器件在它们位于测试系统本身的外壳内的意义上是“板载”的。板载电子器件可包括例如一个或多个微控制器、一个或多个微处理器、可编程逻辑诸如现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个专用集成电路(ASIC)、固态电路或这些类型的电路或处理装置中的两者或更多者的任何适当组合。

在一些具体实施中,控制系统的板载部件可与远程计算系统95(图1)通信,该系统可为控制系统的一部分。该计算系统在它不位于测试系统的外壳中的意义上是远程的。例如,控制系统还可包括分布到远程位置的计算资源,例如,在制造商的设施中,其中至少一部分不在测试系统外壳内。测试系统板载部件与远程计算系统之间的连接94可通过计算机网络,诸如以太网或无线网络。由远程计算系统提供的命令可被传输以供板载电子器件执行。在一些具体实施中,控制系统仅包括机载部件。在一些具体实施中,控制系统包括机载部件和远程计算系统的组合。在一些具体实施中,控制系统可被构造(例如,被编程)成至少部分地基于来自人的输入来实现控制功能。由测试系统生成的测试结果和其他信息可被存储在外壳内的计算机存储器中,或者它们可被传输到远程计算系统。

控制系统可包括伺服控制器或伺服控制功能以控制台架梁和/或拾取器的位置和速度。示例性伺服控制器可操作为基于反馈信号来调节控制台架梁和拾取器的马达的速度和位置。通常,伺服控制器执行伺服回路以生成使指令值与反馈值(诸如指令速度和反馈速度值)之间的误差最小化的命令。除了速度控制之外,伺服控制器还可实现位置控制。为了实现位置控制,可添加与速度回路串联的位置回路。在一些具体实施中,比例-积分-微分(PID)位置在没有单独的速度回路的情况下提供位置和速度控制。

在一些具体实施中,控制系统可在服务模块96中实现或作为该服务模块的一部分,如图29和图36所示。在图29和图36的示例中,服务模块物理连接到测试系统80的框架82;然而,这不是必需的。在一些具体实施中,服务模块96可包括本文所述的类型的测试电子器件,以用于执行或协助对插座中的装置执行测试。服务模块92还可包括用于维护测试系统的电子器件,诸如一个或多个处理装置。例如,可使用基于激光的清洁系统来清洁测试插座。用于操作该系统的电子器件可为服务模块的一部分。本文所述的控制系统的全部或部分可位于服务模块中。

如先前所解释的,待测试的装置和已测试的装置被存储在由拾放机器人服务的托盘中。可使用的示例性托盘包括但不限于固态技术协会(JEDEC)托盘。在图29和图37的示例中,供给装置99被构造成接收已测试装置的托盘,并且向测试系统提供未测试装置的托盘。在一个示例中,该供给装置被构造成将托盘传递到支持窗口框架中,以提高托盘的平整度,并提供可重复的托盘Z维度位置。

在测试系统10(图1)的示例中,有六个托盘(也参见图34和图35的托盘97);然而,本文所述的测试系统不限于与六个托盘一起使用。在测试系统30的示例中(图4至图28),使用了五个托盘;然而,该系统不限于与五个托盘一起使用。在六托盘系统中,第一托盘可容纳具有第一类型的未测试装置,第二托盘可容纳具有第一类型的已测试装置。第三托盘可容纳具有第二类型的未测试装置,第四托盘可容纳具有第二类型的已测试装置。第五托盘可容纳具有第三类型的未测试装置,第六托盘可容纳具有第三类型的已测试装置。在此示例中,第一类型、第二类型和第三类型的装置在至少一个方面不同,并且使用插入到测试系统外壳中的不同封装来测试。在一些具体实施中,不同的托盘可被指定用于已通过测试的装置和用于测试不通过的装置。例如,不是为每种类型的已测试装置配备一个托盘,而是为每种类型的已测试装置配备两个托盘,即一个托盘用于保持已通过测试的装置,一个托盘用于保持测试不通过的装置,以及一个托盘用于保持尚未被测试的类型的装置。在一些具体实施中,可能有多个供给装置将托盘移入和移出系统,并且托盘的数量可能不同。可手动地或使用连接到测试系统的自动装置(未示出)来装载和卸载供给装置。

本文所述的拾取器(诸如拾取器31)可包括允许它们的臂相对于测试插座延伸或缩回的线性磁马达。每个拾取器可包括拾取器喷嘴,该拾取器喷嘴被构造成保持待测试的装置或者已测试的装置以便在托盘与插座之间传送。在一个示例中,有六个拾取器被构造成同时从托盘或插座阵列拾取一个至六个装置。然而,在其他示例中,可存在多于六个拾取器或少于六个拾取器。测试系统中的拾取器的数量是可扩展的,例如,一个或多个拾取器可被添加到测试系统或从测试系统移除。例如,拾取器的数量可基于封装的特性和封装中的测试插座的特性来扩展。例如,如果封装在一行中容纳12个测试插座,则拾取器的数量可为12的因数。在这方面,可根据DUT测试时间来不同地配置拾放自动化装置(诸如拾取器)的数量,即不同的DUT类型可能花费不同的时间来测试。在一些具体实施中,自动化装置构型确实影响最大吞吐量。例如,如果自动化装置被配置有更多拾取器,则每小时可移动通过测试系统的DUT的最大数量将更大。

图38示出了测试插座101(“插座”)及其部件的示例性具体实施,该部件被构造成在拾取器朝向测试插座移动时自动地打开,例如将未测试的DUT放置在测试插座中或从测试插座取回已测试的DUT,并且在将DUT放置到测试插座之后自动地关闭。示例性插座100包括用于与DUT进行电气和机械连接的容座102。在此示例中,容座安装在印刷电路板(PCB)101上。如图39所示,容纳电气和机械连接的容座102安装在PCB 101上,该PCB又安装在对应封装上。容座102可具有双框架结构,其中第一框架103容纳与DUT电配合的电触点阵列104,并且第二框架105将第一框架103安装在PCB 101上。

返回参见图38,在测试期间将DUT 103插入容座102中,如本文所述。插座100包括盖106,该盖能够控制为基于台架和拾取器的移动自动地打开或关闭。盖106能够控制为自动地打开以使得能够将DUT 103接收在容座中,并且在接收到DUT之后自动地关闭以覆盖容座中的DUT 103,如本文所述。另外如本文所述,关闭盖106包括向DUT施加夹持力以完成测试插座与DUT之间的电气和机械连接。在这方面,如关于图40至图48所解释的,盖被控制为自动地垂直于容座移动一段距离(图41)并且相对于容座在该距离上方自动地枢转(图42)。在此示例中,实现垂直或竖直移动以便当在容座与DUT之间进行机械和电气连接时从盖106跨越DUT顶部施加相对均匀向下压力或夹持力。实现枢转移动以便将盖从容座移开,例如,离开拾取器,使得容座被暴露并且对于拾取器是能够接近的。这样,拾取器可将未测试的DUT插入到容座中或者从容座取回已测试的DUT,而盖不会阻挡拾取器接近容座。

如图38所示,插座100包括致动器108。致动器108能够控制为打开和关闭盖;例如,使盖垂直于容座或DUT移动,以及使盖相对于容座或DUT枢转,如先前所述。可使用的致动器的示例包括但不限于液压致动器或气动致动器。致动器可为或包括马达(未示出)和螺旋蜗杆109。齿轮110连接到致动器,在此示例中连接到螺旋蜗杆109。板111连接到齿轮。板111包括轨道112,该轨道具有垂直于容座103(在此示例中,以及DUT 102)延伸的第一分支113和相对于容座(在此示例中,以及DUT 103)倾斜延伸的第二分支114。盖106还包括辊115。致动器108能够控制为沿着第一分支113移动辊以垂直于容座(在此示例中,以及DUT 103)移动盖106,并且沿着第二分支114移动辊115以相对于容座(在此示例中,以及DUT 103)枢转盖106。

在示例性操作中,致动器控制齿轮旋转并沿着螺旋蜗杆109移动,以便实现直到容座上方一定距离的垂直移动,该距离在一些示例中可以个位数毫米或低个位数厘米为单位来测量。在该移动期间,辊115沿着板111的第一分支113移动。一旦达到容座上方的适当距离,如图38所示,致动器就控制盖106相对于容座枢转。例如,盖106可沿着辊115枢转,该辊可充当盖106的铰链。枢转移动使得盖成角度地向外移动远离容座,从而使容座(在此示例中为DUT 103)暴露以供拾取器接近。在该枢转移动期间,在此示例中,辊115沿着第二分支114行进。

执行相反的操作以便将盖压到插座上,例如,在DUT与插座之间产生机械和电气连接。如先前所解释的,进行向下朝向插座的垂直移动以将夹持力均匀地施加到盖上,从而在DUT与插座之间形成机械和电气连接。在测试期间,用适当的力将盖保持在插座上,以维持DUT与插座之间的机械和电气连接。该盖在测试之后或在一些情况下的其他时间(例如,如果测试被中断并结束)被移除。

图40至图48示出了图38的插座100的变型100a的示例性操作。在图40的示例中,齿轮120可由致动器121控制以相对于容纳DUT 124的容座123垂直或竖直地移动盖122,然后相对于容座枢转。容座123安装在PCB 124上,该PCB本身安装在封装的零件126上。如图38中的情况,连接到盖122的辊127沿着板130中的轨道128移动以实现垂直移动。在此示例中,在图40中,测试已完成,因此盖123向上移动并远离DUT 124。在图41中,盖122相对于DUT 124和容座123垂直或竖直移动。齿轮120和辊127两者都连接到盖122。因此,致动器121使得齿轮120逆时针转动,这使得辊127以及盖122沿着轨道128在箭头131的方向上向上移动。如所指出的,该向上移动持续预定义距离,该距离可以个位数毫米或低个位数厘米为单位来测量。在某个时刻,致动器121控制盖122枢转,如图42所示。在此示例中,盖122可沿着图42中未示出的铰链或其他结构枢转。致动器121控制盖122进一步枢转,如图43所示,使得DUT103完全暴露。

在该示例性操作序列中,DUT 124是已测试的DUT,其将被拾取器取回并且由测试插座中的未测试的DUT更换。如先前所述,盖和拾取器的移动被协调为使得当拾取器到达容座时盖被打开。因此,如图44所示,在此示例中,拾取器133移动到位以在其测试之后取回DUT 124。在图45中,拾取器133将DUT 124从容座123移动到测试插座100a中,并且拾取器134将未测试的DUT 135放置到容座123中。此后,两个拾取器133和134远离测试插座移动,如图46所示。在由拾取器133和134移动远离期间,致动器121控制盖122移动到未测试的DUT135上方的位置。在图46中,致动器121使盖在DUT的位置上方枢转。在图47中,在枢转移动之后,盖122在箭头131a的方向上垂直于DUT 135和容座123移动,以便向DUT施加均匀或相对均匀的夹持力以进行测试。该移动如先前所述。在图48中,盖122就位以进行测试。盖122可保持该构型直到DUT 135被测试。

图49示出了盖122与插座100a的相关联部件相对于安装在封装的零件126上的PCB125上的容座123布置的取向。图50示出了盖122与插座100a的相关联部件相对于安装在封装的零件126上的PCB 125上的容座123布置的与图49不同的取向。因此,盖122及其相关联的控制部件可以任何适当的取向安装,包括本文未描述的取向。

图51至图57示出了测试插座100b的另一示例性具体实施,该测试插座具有与先前所述台架和拾取器的操作协调地自动地打开和关闭的盖。为了说明,这些图的一些部件被示为透明的,但在实际操作中可能不是透明的。

参见图51,插座100b安装在PCB 139上并且包括容座140和盖141。盖141安装在铰链142上,该铰链使得盖141能够相对于容座140以倾斜角度枢转。盖141可由金属或其他合适的材料制成,并且具有覆盖DUT的顶部141a和连接到铰链142的臂141b。臂141b包括金属波纹管141c或其他适当的手风琴状结构,其被构造成响应于所施加的力而压缩并且在不存在所施加的力的情况下膨胀,如下文所述。

插座100b还包括在盖141的第一侧上的单个第一板144a和在盖的第二侧(例如,相对侧)上的单个第二板144b。这些第一板和第二板在结构和功能上可为相同的。这些板在每个板的一端与面板145物理连接。第一板144a包括第一轨道146a和146b,第二板144b包括第二轨道147a和147b。板144a上的轨道146a和其在板144b上的对应轨道147a(在图52中部分可见)各自包括成角度弯曲部,例如以产生直角轨道146a、147a,从而使得盖141能够竖直和枢转移动。轨道146b和其对应轨道147b均包括成角度弯曲部,以使得盖能够移动,如下文所述。盖141在其每一侧上包括两组相同的辊,在图中仅可见盖141的板146a侧上的辊148a和148b。辊148a沿着轨道146a移动,辊148b沿着轨道146b移动,如以下附图中所述。盖141的相对侧上的对应辊移动它们的对应轨道。

图51至图55示出了测试插座100b的操作。在此示例中,DUT未示出;然而,在该操作序列中,盖和拾取器的移动被协调为使得当拾取器到达容座时盖打开,并且使得当拾取器移动离开时盖关闭。可使用本文所述类型的一个或多个致动器和/或一个或多个马达来实现关于图51至图55所述的移动。图56中示出了可使用的致动器或马达149的示例。尽管只有一个致动器或马达,但在一些具体实施中,在测试插座的每一侧上都有一个这样的致动器或马达。致动器或马达在图51至图55中被省略以示出盖操作。

在图51的构型中,盖141向上枢转并远离容座140以将容座140暴露于如本文所述的拾取器。图51示出了用于将盖141闭合在容座上方的操作的一部分,该容座可容纳DUT,但在该图示中没有。在图52中,盖141在箭头150的方向上朝向容座140向下枢转。在该移动期间,辊148a沿着轨道146a在箭头151的方向上向下移动。在图53中,盖141已经移动到平行于容座140的位置,并且辊148b已经接合轨道146b,相同的操作发生在插座100b的相对侧上。然而,盖141仍然在容座上方。因此,在图53中,盖141开始在箭头153的方向上垂直于容座向下移动,以向容座中的DUT提供相对均匀的夹持力。在该移动期间,金属波纹管或手风琴状结构141c压缩。在图54中,盖141的垂直向下移动已经继续并且在图55中完成。在那里,面板155在箭头154的方向上移动/已经移动,以在测试期间将盖141锁定在容座上方的适当位置。执行相反的操作以打开测试插座的盖。

图57至图66示出了测试插座100c的另一示例性具体实施,该测试插座具有与先前所述台架和拾取器的操作协调地自动地打开和关闭的盖。为了说明,这些图的一些部件被示为透明的,但在实际操作中可能不是透明的。

参见图57,插座100c可安装在PCB(未示出)上并且包括容座155和盖156。插座100b还包括在盖的第一侧上的一组第一板157和在盖的第二侧(例如,相对侧)上的一组第二板158。这些第一组板和第二组板在结构和功能上可为相同的。总的来说,在图57至图66的示例性构型中,存在两组板,其中在盖的每一侧上有一个活动板并且在盖的每一侧上有一个固定板。每个板(活动的和固定的)包括两组轨道,在此示例中总共有八个轨道。在盖上有两组辊,每侧一组,每个辊被构造成装配到平行的固定板和活动板上的轨道的交叉点中并沿着该交叉点移动。由于每一侧具有相同的板和辊构型,所以从图57开始描述仅在盖的一侧上的板和辊构型。

板157包括相对于容座155保持在固定位置的固定板157a和相对于固定板、容座和容座中的DUT可移动的活动板157b。而且,尽管没有详细描述,板158包括相对于容座155保持在固定位置的固定板158a和相对于固定板、容座和容座中的DUT可移动的活动板158b。固定板157a和活动板157b各自包括一组倾斜轨道。固定板157a上的轨道159a、159b在结构上可为相同的、间隔开的,并且在此示例中各自容纳单个弯曲部。活动板157b上的轨道160a、160b在结构上可为相同的、间隔开的,并且在此示例中各自容纳两个弯曲部。可使用不同于图中所示的板构型和轨道构型。

活动板157b和固定板157a被平行地构造和布置,使得它们相应的轨道对各自至少在单个位置处对准,并且使得该单个位置随着活动板157b相对于固定板157a、相对于容座155以及相对于容座155中的DUT移动而改变。盖156的每一侧容纳两组辊,这两组辊可在它们相应的侧上具有相同的位置并且在结构和功能上是相同的。因此,仅描述辊161a和161b。如图57至图66所示,辊161a位于固定板157a的轨道159a与活动板157b的轨道160a的交叉点处。辊161b位于固定板157a的轨道159b与活动板157b的轨道160b的交叉点处。这样,盖156安装在第一组板与第二组板157、158之间,如图57所示。在活动板157b的移动期间,第二组板158上的辊161a、161b和它们的对应物沿着轨道交叉点移动,从而使盖与容座或容座中的DUT接触。在图57至图66中示出了以透视图示出盖移动的示例性操作以及对应的侧视图。

图57至图66示出了测试插座100b的操作。在此示例中,DUT未示出;然而,在该操作序列中,盖和拾取器的移动被协调为使得当拾取器到达容座时盖打开,并且使得当拾取器移动离开时盖关闭。可使用本文所述类型的一个或多个致动器和/或一个或多个马达来实现关于图57至图66所述的移动。图66中示出了可使用的致动器或马达170的示例。尽管仅示出了一个致动器或马达,但在一些具体实施中,在测试插座的每一侧上都有一个这样的致动器或马达。致动器或马达在其他附图中被省略以示出盖操作。

在图57的构型中,盖156向上移动并远离容座155以将容座155暴露于如本文所述的拾取器。图57示出了用于将盖156闭合在容座上方的操作的一部分,该容座可容纳DUT,但在该图示中没有。图58以侧视图示出了与图57相同的构型。在图59中,活动板157b在箭头168的方向上移动,使得辊161a、161b沿着板157a、157b的轨道159a、160a和169b、160b的交叉点移动盖156。相同的移动发生在盖156的另一侧上。图60以侧视图示出了与图59相同的构型。如图59和图60所示,固定板157a上的轨道159a和159b分别包括垂直于容座155的分支169a和169b。在图59和图60所示的点处,盖的辊即将进入这些分支。在这些分支169a和169b中,实现盖156的垂直或竖直移动以便当在容座与DUT之间进行机械和电气连接时从盖156跨越DUT顶部施加相对均匀向下压力或夹持力。在图61的构型中,盖156已经沿着分支169a和169b朝向容座和其中的DUT(未示出)向下移动了一部分。图62以侧视图示出了与图61相同的构型。在图63的构型中,盖156已经沿着分支169a和169b在与其中的DUT(未示出)接触的点处朝向容座一直向下移动。图64和图65以侧视图示出了盖的最终闭合,分为两步。

根据DUT的尺寸和厚度、DUT是否被构造用于顶部测试以及任何DUT特定的加热或冷却要求,如本文所述的盖被构造用于特定的插座应用。连接机构可被视为盖的一部分或与盖分离,该连接机构包括挡板,当盖与测试插座完全接合时,该挡板邻接插座框架,以建立精确的Z维度(或竖直)基准。盖包括可压缩的弹簧,即使致动器施加的力有波动,也能向插座中的装置提供精确的力。盖包括与装置接触的帽。该帽经由对准销与插座对准,该对准销也与盖中的热控制部件对准。热部件在下文更详细地描述,并且可包括被动散热片或主动部件,诸如液体冷却板、热电冷却器(TEC)和/或电加热元件。测试插座还可包括一个或多个温度传感器以监测部件的温度。测试插座还可包括一个或多个温度传感器以监测测试插座或容纳测试插座的测试位置的温度。

图67示出了可被包括在用于本文所述的测试系统的热控制系统中的示例性部件250。示例性热控制系统包括被包括在每个测试位点处的部件253。这些部件可被构造成与控制其他测试位点中的其他DUT的温度分开地控制测试位点中的DUT的温度。因此,图67的部件实现了和/或有助于测试系统独立且异步地控制各个测试插座的温度的能力,以及因此独立且异步地对测试插座中的DUT执行测试,包括热测试。

在图67中,示出了冷却板190、TEC 191和帽192。如图所示,TEC 191不直接与DUT251接触,而是通过帽192间接接触。帽192由导热材料诸如金属制成。因此,TEC与DUT之间通过帽的间接接触仍然能够实现TEC与DUT之间的热传导。帽因此形成TEC与DUT之间的热路径。所产生的热传导使得能够通过DUT与冷却板190之间的热传递来控制DUT的温度。更具体地,热量由TEC在DUT(通过帽)与冷却板之间传递。TEC传递热量的操作可由控制系统控制。在一些具体实施中,可以不使用帽并且TEC可直接接触DUT。在这种具体实施中,热路径将是为包括TEC与DUT之间的直接路径。

在此示例中,冷却板190具有至少部分平整的结构,因此使用术语“板”。然而,冷却板190可具有任何适当的结构,包括立方体结构或多面体结构。可使用延伸到、穿过和/或越过冷却板的液体冷却剂导管来降低冷却板的温度。可使用的液体冷却剂的示例包括但不限于液氮、冷冻水、乙二醇和水的混合物、氢氟醚(HFE)和硅油。一个或多个导管254被构造成在冷却板190与液体冷却剂源255之间输送液体冷却剂。该源可在测试系统的外壳内或在测试系统外部。因此,液体冷却剂在冷却板与其源之间循环。液体/液体/换热器257可布置在液体冷却剂的循环路径中,例如布置在源处,以使用冷冻水将液体冷却剂维持在目标温度。与膨胀罐260结合的压力调节器259可被构造成维持导管中的液体冷却剂的压力。在一些示例中,本文所述的控制系统可控制图67中所示的液体冷却剂的流动并且控制液体/液体/换热器257的操作以将到达冷却板的液体冷却剂的温度维持在华氏68°(F)(摄氏20°(C))处或以下。在一些示例中,控制系统可控制这些操作以将循环液体冷却剂的温度维持在不同温度。

液体冷却剂到每个测试位点的流动是独立且异步可控制的,以影响例如降低每个测试位点中的DUT的温度。本文所述的控制系统可基于例如来自测试位点处的温度传感器的主动反馈来控制液体冷却剂到测试位点的流动。温度传感器可包括在帽192处、上或附近的第一温度传感器以检测接近DUT的温度,以及在帽处、上或附近但比第一温度传感器更远离DUT的第二温度传感器。可使用更多或更少的温度传感器,这些温度传感器可分布在盖上的不同位置上。在此示例中,两个温度传感器向控制系统发送温度数据。控制系统被构造成基于所感测的温度来控制DUT的温度,所感测的温度基于正在运行以测试DUT的一个或多个测试程序的要求。

如图67所示,热控制系统250可包括用于控制液体冷却剂通过导管流入和流出冷却板190的流动的一个或多个阀。例如,阀262可被打开以允许冷却剂流到冷却板190,或被关闭以防止冷却剂流到冷却板190。在一些具体实施中,阀可部分地或成比例地打开,以调节输送到冷却板和/或从冷却板输送的液体冷却剂的体积。与在较长时间段内提供的较小体积的液体冷却剂相比,在较短时间段内提供的较大体积的液体冷却剂可导致较大的温度变化率。

热控制系统还可包括嵌入或放置在冷却板上的一个或多个(例如,两个)加热器264。加热器可由控制系统调节以增加冷却板的温度,并且通过经由TEC和帽的传导来增加测试期间DUT的温度。加热器可布置在冷却板上确保在冷却板上相等或基本上相等的热分布的位置。例如,该温度升高可为测试程序的要求。在加热循环期间,液体冷却剂到冷却板的流动可停止或可减少,以便不抵消由加热器产生的加热。系统可控制加热器以大于或等于测试所需的预定义速率的速率来加热冷却板。在使用液体冷却剂的冷却期间,加热器可被关闭或关小以便不抵消由液体冷却剂产生的冷却。

图68示出了包括DUT上方的热环境壳体230的具体实施中的热控制系统的各部件。图68的其他部件与也在图67中标记的那些部件相同。在此示例中,至少液体冷却剂、加热器以及由壳体230产生的物理和热隔离的组合使得测试系统能够独立于且异步于其他测试位点中的其他DUT的测试来测试DUT。图68还示出了连接到壳体230以将真空压力或净化气体和/或电离气体引入到壳体中的配件。在此示例中,配件包括由控制系统控制的阀265。阀可被控制为打开以将真空压力或真空(即吸力)引入壳体,或被控制为关闭以防止真空压力到达壳体。阀可被控制为打开以将净化气体引入到壳体,或被控制为关闭以防止净化气体到达壳体。阀可被控制为打开以从电离空气源引入电离空气到壳体,或被控制为关闭以防止电离空气到达壳体。在一些具体实施中,净化气体和电离空气可被混合并且同时被提供到壳体230。

在运行中,通过改变导热的冷却板190的温度来控制测试插座中DUT的温度。这是通过控制流过冷却板的液体冷却剂的量和/或通过控制与板接触的一个或多个加热器的操作来控制冷却板的温度而完成的。控制TEC以在板与DUT之间传递热量,从而控制DUT的温度。在加热测试之后,可关闭加热器并可控制液体冷却剂流过该结构以将该结构冷却至处理温度,诸如68℉(20℃)。

在本文所述的测试系统的一些具体实施中,自动台架可包括相对于测试位点的水平平面移动的多于一个台架梁。例如,如图69中所示,示例性测试系统270可包括两个台架梁271和272,每个台架梁如本文所述地进行操作并且容纳具有本文所述的特征和可操作性的拾取器的单独集合。在运行期间,台架梁271和272可由控制系统控制,使得两个台架梁同时或在不同时间接近不同行的托盘和插座。例如,台架梁270可接近托盘275和276的前半部并且可服务于测试插座的前半部,并且台架梁272(其在台架梁271的后部)可接近托盘275和276的后半部并且可服务于测试插座的后半部。在运行中,台架梁271和272可同期地或同时地从托盘276的前半部和后半部取回它们的装置,同期地或同时地在它们相应的插座上执行拾放操作,然后同期地或同时地移回供给装置以将已测试的装置存放在托盘275中并且从托盘276取回未测试的装置。在一些具体实施中,系统可包括多于两个的台架梁,诸如三个台架梁或四个台架梁,每个台架梁容纳相应的拾取器并且以本文所述的方式进行操作,按比例为系统中的测试插座提供服务。在一些具体实施中,每个相对的封装对可有一个台架梁。在一些具体实施中,每个台架梁可被构造成服务于系统中的所有插座,从而允许附加台架梁中的一个或多个台架梁变得不可操作,而不会阻止系统在整个工作区域进行测试。测试系统270的其他特征可如本文所述。

在诸如图69所示的具体实施中,插座能够基于台架梁和其上的拾取器两者的移动来控制,以便在拾取器到达插座位置时打开,如本文所述。

在示例性具体实施中,测试系统的宽度为1.6米(m),长度为8m。然而,测试系统不限于这些尺寸并且可为任何合适的尺寸。测试系统可扩展以适应用户的需要。

本文所述的示例性测试系统可由包括硬件或硬件和软件的组合的一个或多个计算机系统来实现并且/或者使用该一个或多个计算机系统来控制。例如,类似本文所述系统的系统可包括各种控制器和/或处理设备,各种控制器和/或处理设备定位于系统中的各点处以控制自动化元件的操作。中央计算机可协调在各种控制器或处理设备中的操作。中央计算机、控制器和处理设备可执行各种软件例程来实现对各种自动化元件的控制和协调。

本文所述的示例性系统可至少部分地使用一个或多个计算机程序产品来控制,该计算机程序产品例如为一个或多个信息载体(诸如一个或多个非暂态机器可读介质)中有形地体现的一个或多个计算机程序,用于由一个或多个数据处理装置执行或控制一个或多个数据处理装置的操作,该数据处理装置例如为可编程处理器、计算机、多台计算机和/或可编程逻辑部件。

计算机程序可采用任何形式的编程语言编写,包括编译或解释语言,并且其可以任何形式部署,包括作为独立程序或作为模块、部件、子程序或适用于计算环境中的其他单元。计算机程序可被部署成在一台计算机上或者在一个位点处或分布在多个位点并且通过网络互连的多台计算机上执行。

与实现全部或部分测试相关联的动作可通过一个或多个可编程处理器进行,该处理器执行一个或多个计算机程序来进行本文所述的一些功能。全部或部分测试可使用专用逻辑电路例如FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路)来实现。

适用于计算机程序执行的处理器包括(举例来说)通用和专用微处理器两者,以及任何种类数字计算机的任何一个或多个处理器。通常,处理器将从只读存储区或随机存取存储区或这二者接收指令和数据。计算机(包括服务器)的元件包括用于执行指令的一个或多个处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储区设备。通常,计算机还将包括(或者操作地耦接以从其接收数据或向其传输数据或这二者)一个或多个机器可读存储介质,诸如用于存储数据的大容量存储设备,例如,磁盘、磁光盘或光盘。适于体现计算机程序指令和数据的机器可读存储介质包括所有形式的非易失性存储区,包括(以举例的方式)半导体存储区设备,例如,EPROM、EEPROM和快闪存储区设备;磁盘,例如内部硬盘或可移动磁盘;磁光盘;以及CD-ROM和DVD-ROM盘。

如本文所用的任何“电气连接”可包括直接的物理连接或有线或无线连接,该有线或无线连接包括或不包括中间部件但仍允许电信号在所连接的部件之间流动。除非另有说明,否则无论是否用“电气”来修饰术语“连接”,任何涉及允许信号流动的电路的“连接”均包括电气连接,而不一定是直接的物理连接。

本文所述的不同具体实施的元件可组合在一起以形成未在上面具体阐明的其他实施方案。多个元件可被排除在本文所述的结构之外而不对其操作产生不利影响。此外,各单独元件可组合为一个或多个单个元件来进行本文所述的功能。

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06120116516160