的旋轉(zhuǎn)運動(傾斜和滾動)使運兩個平面平行。使運兩個電接口 平面彼此平行的過程被稱之為接口的"平面化"；并且當(dāng)已實現(xiàn)平面化時，接口被稱之為"被 平面化"或"是共面的"。一旦被平面化且在Χ、Υ和目Z中對準(zhǔn)，對接就通過致使沿著與外圍設(shè) 備對接平面垂直的Ζ方向的運動而進(jìn)行。
[0052] 同樣，在測試頭安裝式DUT適配器系統(tǒng)中對接的目的是精確地定位該測試頭，使得 DUT適配器被相對于外圍設(shè)備適當(dāng)?shù)囟ㄎ?。DUT適配器的探測器末端或插座觸點構(gòu)成了電測 試接口，該電測試接口限定了必須與該外圍設(shè)備的對接平面平面化的平面。另外，該電測試 接口必須相對于對接平面的X軸和Υ軸W及相對于圍繞Ζ軸的旋轉(zhuǎn)精確地對準(zhǔn)。如同先前的 情況，優(yōu)選的是，在運五個自由度中的對準(zhǔn)發(fā)生在沿著Ζ方向的最終定位之前。
[0053] 在對接的過程中，首先將測試頭操縱到該外圍設(shè)備的附近。進(jìn)一步的操縱使該測 試頭到達(dá)"準(zhǔn)備對接"位置，在該位置中，在許多系統(tǒng)中，一些第一粗對準(zhǔn)裝置大致處于待接 合的位置中。更進(jìn)一步的操縱將使測試頭到達(dá)可致動該對接機(jī)構(gòu)的"準(zhǔn)備致動位置"。在該 準(zhǔn)備致動位置處，已實現(xiàn)了近似平面化和在Χ、Υ和ΘΖ中的對準(zhǔn)。當(dāng)致動該對接件時，對準(zhǔn)和 平面化變得更為精確。在進(jìn)一步致動的情況下，對準(zhǔn)和平面化最后完成到由對準(zhǔn)特征確定 的準(zhǔn)確度。運之后是在z方向中的繼續(xù)運動，從而使該測試頭到達(dá)其最終對接位置。隨后，在 本發(fā)明的詳細(xì)描述中描述了關(guān)于特別選定的對接件的其它細(xì)節(jié)。需要注意的是，在操控器 驅(qū)動的對接中，如先前提到的美國專利No. 6，057，695、No. 5，900，737和No. 5，600，258中所 述，傳感器檢測準(zhǔn)備致動位置的等效位置，W便從粗定位模式改變到精確定位模式。由此， 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在致動器驅(qū)動的對接件中感測準(zhǔn)備致動位置會是由'695專利、' 737專利和' 258專利所教導(dǎo)和公開的內(nèi)容的自然延伸(直觀且明顯）。
[0054] 本發(fā)明提供了對于現(xiàn)代對接件和現(xiàn)有技術(shù)對接件中可獲得的準(zhǔn)確度和可重復(fù)性 的顯著改進(jìn)。因此，將首先描述了一種常規(guī)的示例性現(xiàn)有技術(shù)對接系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。運之后將是 一種W結(jié)合類似的對接系統(tǒng)的方式利用的對于本發(fā)明的示例性實施例的描述。同樣將討論 本發(fā)明的附加示例性實施例和應(yīng)用，并且將描述一種由運些實施例圖示說明的新型對接方 法。將會理解的是，對接設(shè)備的眾多類型和構(gòu)造是眾所周知的（其中許多先前已提到），并且 可預(yù)期本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠易于將本發(fā)明的概念應(yīng)用到運種系統(tǒng)。隨著討論繼續(xù)進(jìn)行，將 提到多個替代方案，但運些方案并不意味著W任何方式限制本發(fā)明的范圍。借助于旨在是 說明性的且無需按比例繪制也并非意在用作工程圖的附圖作出該描述。
[0055] 首先，在圖1A和圖1B、圖2A和圖2BW及圖3A到圖3D中圖示了一種示例性的現(xiàn)有技 術(shù)對接件的選定細(xì)節(jié)。該對接件被先前在本發(fā)明的【背景技術(shù)】中提及到，并且接下來將略微 詳細(xì)地對其進(jìn)行描述。該對接件及相關(guān)描述包括來自在先前提及到的美國專利No.4,589， 815(其被通過參引結(jié)合于此)中所述的早期對接設(shè)備的多個方面。
[0056] 圖1A在透視圖中示出了通常被保持在支架(未示出）中的測試頭100,該支架又由 測試頭操控器(未示出）支承。也示出了一種測試頭100可被對接到其上的處理器設(shè)備108的 剖視部分。DUT適配器144被附接到處理器設(shè)備108;由此該系統(tǒng)為一種外圍設(shè)備安裝式DUT 適配器系統(tǒng)。在該具體示例中，該處理器設(shè)備108可W是一種已封裝設(shè)備處理器并且DUT適 配器144可W是DUT插座板。測試頭100通過通常向上的運動從下方對接到處理器設(shè)備108。 包括但不限于W下方位的其它方位同樣是可能的且是眾所周知的：通過向下運動對接到頂 面、通過水平運動對接到垂直平面表面、W及對接到與水平方向和垂直方向都成角度的平 面。通常，當(dāng)處理器設(shè)備為晶圓探測器時，使用到頂面的對接;而所有的構(gòu)造最為典型地與 多種類型的封裝處理器一起使用。圖1BW稍微較大的比例且更為詳細(xì)地示出了裝置處理器 108。處理器設(shè)備108包括平面狀的外表面109。圖1B包括形成右手笛卡爾坐標(biāo)系的虛線的相 互垂直的軸線Χ、Υ和ZdX軸和Y軸位于與處理器設(shè)備108的外表面109平行且同樣與由DUT適 配器144限定的平面平行的平面中。運些平面與先前限定的外圍設(shè)備對接平面平行。Z軸表 示與DUT適配器144相距的垂直距離。圍繞與Z軸平行的軸線的旋轉(zhuǎn)被稱之為"ΘΖ"運動。
[0057] 參考圖1A，包括測試頭電接口 126的信號接觸環(huán)142聯(lián)接到測試頭100。電接口 126 提供了到位于測試頭100內(nèi)的測試電子設(shè)備的電連接。處理器設(shè)備108已被聯(lián)接到包括電接 口 128的對應(yīng)的DUT適配器144。在封裝處理器中，DUT適配器144通常包括一個或多個測試插 座。運些測試插座用于保持和形成到一個或多個受測裝置的電連接;并且DUT適配器144由 此通常被稱之為DUT插座板或更為簡單地被稱之為"DUT板"或"插座板"。在晶圓探測器中， DUT適配器144可W是一種"探測器卡"，該探測器卡包括用于與被包括在晶圓上的未封裝裝 置形成電連接的針狀探測器。DUT接觸元件(探測器或插座)位于該板的與電接口 128的相反 側(cè)上，該電接口 128視情況提供了到測試插座或探測器的電連接，并且由此在圖1A和圖1B中 是不可見的。電接口 126和128通常具有數(shù)百或數(shù)千個微小易碎的電觸點（并未清楚地示 出），當(dāng)該測試頭被最終對接時，運些電觸點必須被W提供可靠的對應(yīng)的各個電連接的方式 分別且精確地連結(jié)在一起（即，結(jié)合）。在常規(guī)的現(xiàn)代情況下，測試頭電接口 126內(nèi)的觸點為 微小彈黃負(fù)載式"彈黃"銷122,并且DUT適配器電接口 128的對應(yīng)觸點為導(dǎo)電著陸墊123。（彈 黃銷122和著陸墊123由于比例在圖1A和圖1B中是不可單獨區(qū)別開的。）如針對諸如射頻信 號和低電平模擬信號之類的特殊信號所需要的那樣，也可包括多種其它類型的接觸裝置。 如在該示例性情況中所示，處理器設(shè)備108的下表面109包括處理器電接口 128,并且測試頭 100被通過大致向上的運動從下方對接。
[005引處理器設(shè)備108包括基準(zhǔn)特征131，運些基準(zhǔn)特征在該情況下可W是相對于其下表 面109設(shè)置在精確位置處的軸套內(nèi)襯孔(bushing-lined hole)。該軸套的內(nèi)徑通?？蒞是 約1/4英寸到3/8英寸?；鶞?zhǔn)特征131用于適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)DUT適配器144和處理器設(shè)備108,使得 處理設(shè)備的定位機(jī)構(gòu)可有效地使DUT與測試插座或探測器接觸。例如，DUT適配器144可被設(shè) 計成具有對應(yīng)孔，使得在DUT適配器144被利用適當(dāng)?shù)木o固件緊固到處理器設(shè)備10別寸，臨時 固定銷可將DUT適配器144保持在適當(dāng)位置中。一旦將DUT適配器144緊固住，如果需要的話， 可移除臨時固定銷。此外，可利用基準(zhǔn)特征131使信號接觸環(huán)142與處理器設(shè)備108和DUT適 配器144對準(zhǔn)。由此，對應(yīng)的基準(zhǔn)銷133被安裝在信號環(huán)142上。為了有助于相對容易的插入， 基準(zhǔn)銷133的外徑通常比基準(zhǔn)特征131的軸套的內(nèi)徑小千分之幾英寸。同樣，基準(zhǔn)銷133通常 在其遠(yuǎn)端逐漸變細(xì)。運兩個特性有助于基準(zhǔn)銷133進(jìn)入到對應(yīng)的基準(zhǔn)特征131的軸套中W及 相對于對應(yīng)的基準(zhǔn)特征131的軸套的滑動配合。優(yōu)選地，該設(shè)備被設(shè)計成，使得當(dāng)基準(zhǔn)銷133 與基準(zhǔn)特征131完全地結(jié)合時，電接口 126的電觸點與接口 128的其對應(yīng)的各個電觸點對準(zhǔn) 并且與其充分導(dǎo)電接觸。對接的主要目標(biāo)是將測試頭100操縱到提供運種對準(zhǔn)的位置中W 及在測試時維持住那個位置。
[0059] 盡管已描述了基準(zhǔn)特征的特定構(gòu)造，但是熟悉本領(lǐng)域的人將認(rèn)識到，其它布置是 可能的且處于使用中。例如，基準(zhǔn)銷和插孔的位置可與被放置在外圍設(shè)備側(cè)上的銷和被結(jié) 合在該測試頭側(cè)上的插孔顛倒?；鶞?zhǔn)特征的基本作用是通過在兩個半部之間提供處于千分 之幾英寸的范圍內(nèi)的初始對準(zhǔn)來協(xié)助初始設(shè)置該對接設(shè)備。一旦已實現(xiàn)了該初始設(shè)置，假 如該對接設(shè)備具有等效或優(yōu)越的對準(zhǔn)裝置，則它們用于在重復(fù)對接操作中進(jìn)行對準(zhǔn)的用途 就可W是可選擇的?；鶞?zhǔn)特征的位置也可改變。為了說明，在某些情況下，外圍設(shè)備側(cè)基準(zhǔn) 特征可與如上參照圖1A和圖1B所述的外圍設(shè)備是一體的；然而，在其它情況下，它們可被包 括在DUT適配器上，該DUT適配器先前已在其安裝過程中與外圍設(shè)備對準(zhǔn)。基準(zhǔn)特征在測試 頭側(cè)上的位置可同樣改變。實際基準(zhǔn)特征的細(xì)節(jié)對于待描述的本發(fā)明而言并非必需的。由 此，在待描述的實施例中，附圖標(biāo)記131和131'將被用于指示通用的外圍設(shè)備側(cè)基準(zhǔn)特征， 并且附圖標(biāo)記133和133'將被用于指示通用的測試頭側(cè)基準(zhǔn)特征。將進(jìn)一步認(rèn)識到的是，所 示特征在實際上是通用的，并且可很容易地替代其它類型的特征，而在描述本發(fā)明方面并 沒有任何通用性的損失。
[0060] 仍參考圖1A和圖1B，示出了一種四點對接設(shè)備;該設(shè)備的多個部分或者附接到處 理器設(shè)備108或者附接到測試頭100。附接到測試頭100的是面板106。四個導(dǎo)向銷112被附接 到面板106的四個拐角，并且靠近運四個拐角定位。面板106具有中屯、開口并且被附接到測 試頭100,使得測試頭信號接觸環(huán)142和電接口 126是可觸及的。導(dǎo)向銷112限定與電接口 126 具有近似共同中屯、的近似矩形。面板106與電接口 126優(yōu)選地位于平行平面中。
[0061] 在對于附圖作出的下列詳細(xì)描述中，諸如上、下、左、右之類的方向術(shù)語指代頁面 上的方向，并且無需指代實際的方向。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，正被描述的機(jī)構(gòu)W任何 方位操作。
[0062] 角板114被附接到處理器設(shè)備108的外表面109。角板114被安裝W與處理器設(shè)備 108的外圍設(shè)備對接平面平行。角板114具有中屯、開口并且被附接到處理器設(shè)備108,使得 DUT適配器144和電接口 128是可觸及的。
[0063] 現(xiàn)在參考圖4,圖示了本發(fā)明的示例性實施例。四個對接銷150被示出為從被附接 到外圍設(shè)備108的角板114延伸。每個對接銷150均被定位成，使得它相對于被附接到面板 106的對接銷接收器600處于相應(yīng)的位置中，該面板106被示出為附接到測試頭100。盡管在 本發(fā)明的示例性實施例中，接收器600被附接到測試頭100并且銷150被附接到外圍設(shè)備 108,兩者的相對位置可易于互換，而不會對設(shè)計或功能性具有顯著改變。同樣，粗對準(zhǔn)銷 401被在安裝在角板114上、處于對應(yīng)于被包括在面板106中的粗對準(zhǔn)插孔405的位置中。如 W虛線所示，可提供一種與每個銷接收器600(例如，電氣、無線、光子、流體等)通信的控制 器50。最后，如稍后將進(jìn)一步略為詳細(xì)地描述的那樣，銷接收器600包括與對接銷150相互作 用且使它們移入和/或移出對接位置的流體操作機(jī)構(gòu)。
[0064] 現(xiàn)在提供對于圖4的示例性實施例的略述。為了將測試頭100對接到外圍設(shè)備106， 測試頭操控器(未示出）可被用于使測試頭100到達(dá)外圍設(shè)備106的附近并被操縱成，使得粗 對準(zhǔn)銷401進(jìn)入插孔405。在運種操縱過程中，需要注意的是，粗對準(zhǔn)銷401另外用于維持角 板114與面板106之間的間距，由此對電觸點126和144提供一定程度的保護(hù)。測試頭100可隨 后被進(jìn)一步安全地操縱，使得對接銷150與其相應(yīng)的接收器600對準(zhǔn)并且準(zhǔn)備好進(jìn)入其相應(yīng) 的接收器600。在測試頭600被推動W更靠近外圍設(shè)備106時，對接銷150進(jìn)入接收器600并且 被分別通過被結(jié)合在每個內(nèi)的位置傳感器(未示出）進(jìn)行檢測。同樣提供的是控制器功能 50,該控制器50在通信線路60上與每個對接銷接收器600通信。控制器50及通信線路可采用 許多形式，并且通信可在多種不同的媒介上進(jìn)行。在示例性實施例中，控制器可W是一種可 編程的邏輯控制器，并且通信線路可W是承載電信號的導(dǎo)線。所感測到的銷位置信息可被 傳送到控制器50。該控制器50又可向每個接收器600發(fā)出信號W便