(57)【要約】  ＴＣＰが複数形成されたキャリアテープ５を搬送して、テストヘッド１０に電気的に接続されている複数のプローブ８１を有するプローブカード８に対してキャリアテープ５を押圧し、ＴＣＰのテストパッドをプローブ８１に接続させることにより、複数のＴＣＰを順次試験に付すことのできるＴＣＰハンドラ２において、キャリアテープ５とプローブカード８との間に挿入し得るカメラ６ｄを設け、そのカメラ６ｄによって、キャリアテープ５上のＴＣＰのテストパッド）と、プローブカード８のプローブ８１の先端部とを撮影する。これにより、プローブ８１の先端部を直接撮影することができるため、ＴＣＰのテストパッドとプローブカード８のプローブ８１との位置合わせを極めて正確に行うことができる。
2008126173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＣＰが複数形成されたキャリアテープを搬送して、テストヘッドに電気的に接続されている複数の接続端子を有する測定部に対してキャリアテープを押圧し、ＴＣＰの外部端子を前記測定部の接続端子に接続させることにより、複数のＴＣＰを順次試験に付すことのできるＴＣＰハンドリング装置であって、
前記キャリアテープと前記測定部との間に位置し得る１または２以上の撮像装置を備えており、
前記撮像装置によって、前記キャリアテープ上の所定部位と、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部とを撮影することができる
ことを特徴とするＴＣＰハンドリング装置。
【請求項２】
前記ＴＣＰハンドリング装置は、さらに、前記測定部を移動させることのできる測定部移動装置および／または前記測定部に対するキャリアテープの位置を変更することのできるテープ移動装置を備えており、
前記撮像装置によって、前記キャリアテープ上の所定部位を撮影して当該所定部位の座標データを取得するとともに、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部を撮影して当該先端部の座標データを取得し、
前記取得したＴＣＰの所定部位の座標データおよび前記取得した接続端子または姿勢針の先端部の座標データから、前記ＴＣＰの外部端子と前記接続端子の先端部との位置ずれ量を求め、
前記位置ずれ量に基づいて、前記測定部移動装置および／または前記テープ移動装置により前記測定部および／またはキャリアテープを移動させ、ＴＣＰの外部端子に対する前記接続端子の位置合わせを行う
ことを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、前記撮像装置と前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部との間の距離情報を取得することができることを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項４】
前記ＴＣＰハンドリング装置は、さらに、前記測定部の水平度を調整する水平度調整機構を備えており、
前記取得した距離情報に基づいて、前記水平度調整機構を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項５】
前記撮像装置によって、前記測定部の接続端子の変形情報を取得することができることを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、非撮影時には前記キャリアテープと前記測定部との間に位置しておらず、撮影時に前記キャリアテープと前記測定部との間に挿入されることを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項７】
前記撮像装置として、前記キャリアテープ上の所定部位を撮影するＴＣＰ撮像装置と、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部を撮影する接続端子撮像装置とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項８】
前記撮像装置として、前記キャリアテープ上の所定部位と、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部とを同時に撮影する１の撮像装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項９】
前記撮像装置として、撮像装置自体が反転することによって又は撮像装置内の光路を切り替えることによって、前記キャリアテープ上の所定部位と、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部とをそれぞれ撮影することのできる１の撮像装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項１０】
前記キャリアテープ上の所定部位は、前記キャリアテープ上のＴＣＰの外部端子であることを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項１１】
前記キャリアテープ上の所定部位は、前記キャリアテープに付されたアライメントマークであることを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項１２】
前記ＴＣＰハンドリング装置の実稼動中における前記測定部の接続端子の先端部の撮影は、被試験ＴＣＰと前記接続端子とのコンタクトミスまたはコンタクト率の低下を指標にして行うことを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項１３】
前記ＴＣＰハンドリング装置の実稼動中における前記測定部の接続端子の先端部の撮影は、試験回数を指標にして定期的に行うことを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【請求項１４】
前記ＴＣＰハンドリング装置は、さらに、前記測定部の下方に第２の撮像装置を備えており、
前記ＴＣＰハンドリング装置の実稼動中は、前記第２の撮像装置によって、前記キャリアテープ上の所定部位および／または前記測定部の接続端子もしくは姿勢針を撮影する
ことを特徴とする請求項１に記載のＴＣＰハンドリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣデバイスの１種であるＴＣＰ（Tape Carrier Package）やＣＯＦ（Chip On Film）（以下、ＴＣＰ、ＣＯＦ、その他ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）実装技術によって製造されたデバイスを纏めて「ＴＣＰ」という。）を試験するのに用いられるＴＣＰハンドリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣデバイス等の電子部品の製造過程においては、最終的に製造されたＩＣデバイスやその中間段階にあるデバイス等の性能や機能を試験する電子部品試験装置が必要であり、ＴＣＰの場合には、ＴＣＰ用の試験装置が使用される。【０００３】
ＴＣＰ用の試験装置は、一般的にテスタ本体と、テストヘッドと、ＴＣＰハンドリング装置（以下「ＴＣＰハンドラ」という場合がある。）とから構成される。このＴＣＰハンドラは、テープ（フィルムの概念も含むものとする。以下同じ。）上にＴＣＰが複数形成されたキャリアテープを搬送して、テストヘッドに電気的に接続されているプローブカードのプローブにキャリアテープを押圧し、ＴＣＰのテストパッドをプローブにコンタクトさせることにより、複数のＴＣＰを順次試験に付す機能を備えている。【０００４】
ところで、ＴＣＰハンドラを使用して効率良く正確に試験を行うためには、ＴＣＰのテストパッドとプローブカードの各プローブとを確実にコンタクトさせることが必要である。【０００５】
このようなことから、ＴＣＰハンドラを使用する場合には、実稼動させて試験を行う前に、ＴＣＰのテストパッドとプローブカードの各プローブとが確実にコンタクトできるように、予めＴＣＰハンドラについて初期設定を行い、その設定を登録する作業を行っている。【０００６】
ＴＣＰハンドラの初期設定は、例えば、次のように行われる。まず、ＴＣＰを試験位置まで搬送し、搬送したＴＣＰをプッシャユニットで保持する。そして、ＴＣＰがカメラによって明瞭に認識できる高さまでプッシャユニットを移動し、ＴＣＰのテストパッドをカメラで撮影し、その画像をモニターに表示する。オペレータは、モニターを見て、ＴＣＰの回転角を目視で把握する。次に、プローブカードのプローブをカメラによって明瞭に認識するために、ＴＣＰがカメラによって明瞭に認識できない高さまでプッシャユニットを移動してから、プローブカードのプローブをカメラで撮影し、その画像をモニターに表示する。オペレータは、モニターを見ながら、マニュアル操作にてプローブカードステージを回転させて、ＴＣＰの回転角に対するプローブカードの回転角を調整する。そして、ＴＣＰがプローブとともにカメラによって明瞭に認識できる高さまでプッシャユニットを移動する。オペレータは、モニターを見ながら、マニュアル操作にてプローブカードステージをＸ軸方向および／またはＹ軸方向に移動して、ＴＣＰの全てのテストパッドがプローブカードのプローブと接触できるか確認する。このようにして設定した位置を初期設定として登録する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プローブカードのプローブを撮影するカメラは、ＴＣＰハンドラ内のスペース的な問題から、プローブカードの下側に設置される。しかし、プローブはプローブカードの上側（キャリアテープ側）に設けられており、ＴＣＰのテストパッドと接触するプローブの先端部はキャリアテープに対向するように位置するため、カメラがプローブカードの下側に配置されると、プローブの先端部を撮影することはできない。【０００８】
そのため、プローブの先端部の位置を的確に把握することができず、ＴＣＰのテストパッドとプローブカードのプローブとの位置合わせを正確に行うことが困難であった。ＴＣＰとプローブとの位置合わせが正確でないと、それが原因で実稼動中にコンタクト不良、接触抵抗の不安定化、隣接ピン間のショートなどが発生することもある。【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、測定部の接続端子とＴＣＰの外部端子との位置合わせを正確に行うことができるＴＣＰハンドリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ＴＣＰが複数形成されたキャリアテープを搬送して、テストヘッドに電気的に接続されている複数の接続端子を有する測定部（例えばプローブカード）に対してキャリアテープを押圧し、ＴＣＰの外部端子を前記測定部の接続端子に接続させることにより、複数のＴＣＰを順次試験に付すことのできるＴＣＰハンドリング装置であって、前記キャリアテープと前記測定部との間に位置し得る１または２以上の撮像装置を備えており、前記撮像装置によって、前記キャリアテープ上の所定部位（例えば一又は複数の外部端子、所定のマーク、デバイスの一部等）と、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部とを撮影することができることを特徴とするＴＣＰハンドリング装置を提供する（発明１）。【００１１】
上記発明（発明１）によれば、キャリアテープ側から測定部の接続端子または姿勢針の先端部を撮影することができることができるため、接続端子のキャリアテープとの接触部または姿勢針の先端部を直接撮影し、それらの位置情報を高い精度で取得することができる。また、キャリアテープ上の所定部位をキャリアテープに近い位置から撮影することができるため、当該所定部位の位置情報を高い精度で取得することができる。したがって、測定部の接続端子とＴＣＰの外部端子との位置合わせを正確に行うことが可能である。【００１２】
上記発明（発明１）において、前記ＴＣＰハンドリング装置は、さらに、前記測定部を移動させることのできる測定部移動装置および／または前記測定部に対するキャリアテープの位置を変更することのできるテープ移動装置を備えており、前記撮像装置によって、前記キャリアテープ上の所定部位を撮影して当該所定部位の座標データを取得するとともに、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部を撮影して当該先端部の座標データを取得し、前記取得したＴＣＰの所定部位の座標データおよび前記取得した接続端子または姿勢針の先端部の座標データから、前記ＴＣＰの外部端子と前記接続端子の先端部との位置ずれ量を求め、前記位置ずれ量に基づいて、前記測定部移動装置および／または前記テープ移動装置により前記測定部および／またはキャリアテープを移動させ、ＴＣＰの外部端子に対する前記接続端子の位置合わせを行うことが好ましい（発明２）。【００１３】
上記発明（発明２）によれば、ＴＣＰの外部端子に対する接続端子の位置合わせを自動的に、かつ正確に行うことができる。【００１４】
上記発明（発明１）において、前記撮像装置は、前記撮像装置と前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部との間の距離情報を取得することができることが好ましい（発明３）。かかる発明（発明３）によれば、測定部の水平度を判断することが可能である。【００１５】
上記発明（発明３）において、前記ＴＣＰハンドリング装置は、さらに、前記測定部の水平度を調整する水平度調整機構を備えており、前記取得した距離情報に基づいて、前記水平度調整機構を制御することが好ましい（発明４）。かかる発明（発明４）によれば、測定部の水平度を自動調整することが可能である。【００１６】
上記発明（発明１）においては、前記撮像装置によって、前記測定部の接続端子の変形情報（接続端子の先端曲がり等の情報）を取得し得ることが好ましい（発明５）。上記撮像装置によれば、測定部の接続端子の先端部を直接撮影することができるため、接続端子の先端部が変形しているか否かの情報を取得することができる。これにより、測定部を逐一テストヘッドから外して接続端子の先端曲がり等を目視で判断する必要がなくなる。【００１７】
上記発明（発明１）において、前記撮像装置は、非撮影時には前記キャリアテープと前記測定部との間に位置しておらず、撮影時に前記キャリアテープと前記測定部との間に挿入されることが好ましい（発明６）。【００１８】
上記発明（発明１）においては、前記撮像装置として、前記キャリアテープ上の所定部位を撮影するＴＣＰ撮像装置と、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部を撮影する接続端子撮像装置とを備えていてもよいし（発明７）、前記キャリアテープ上の所定部位と、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部とを同時に撮影する１の撮像装置を備えていてもよいし（発明８）、撮像装置自体が反転することによって又は撮像装置内の光路を切り替えることによって、前記キャリアテープ上の所定部位と、前記測定部の接続端子または姿勢針の先端部とをそれぞれ撮影することのできる１の撮像装置を備えていてもよい（発明９）。【００１９】
上記発明（発明１）において、前記キャリアテープ上の所定部位は、前記キャリアテープ上のＴＣＰの外部端子であってもよいし（発明１０）、前記キャリアテープ（ＴＣＰを含む）に付されたアライメントマークであってもよい（発明１１）。【００２０】
上記発明（発明１）において、前記ＴＣＰハンドリング装置の実稼動中における前記測定部の接続端子の先端部の撮影は、被試験ＴＣＰと前記接続端子とのコンタクトミスまたはコンタクト率の低下を指標にして行ってもよいし（発明１２）、試験回数を指標にして定期的に行ってもよい（発明１３）。【００２１】
上記発明（発明１）において、前記ＴＣＰハンドリング装置は、さらに、前記測定部の下方に第２の撮像装置を備えており、前記ＴＣＰハンドリング装置の実稼動中は、前記第２の撮像装置によって、前記キャリアテープ上の所定部位および／または前記測定部の接続端子もしくは姿勢針を撮影するようにしてもよい（発明１４）。【００２２】
上記撮像装置は、キャリアテープと測定部との間に挿入したり、キャリアテープと測定部との間から退出させたりする必要があるため、それを実稼動中に行うとスループットが低下するおそれがあるが、上記第２の撮像装置は、かかる移動の必要がないため、スループットの低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のＴＣＰハンドリング装置によれば、測定部の接続端子とＴＣＰの外部端子との位置合わせを極めて正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＴＣＰハンドラを用いたＴＣＰ試験装置を示す正面図である。
【図２】図２は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプッシャユニットの側面図である。
【図３】図３は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプッシャステージの平面図である。
【図４】図４は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプローブカードステージの平面図である。
【図５】図５は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプローブカードステージの正面図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプッシャユニット、プローブカードおよびカメラの側面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、同実施形態に係るＴＣＰハンドラの初期設定時の動作を示すフローチャート図（その１）である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、同実施形態に係るＴＣＰハンドラの初期設定時の動作を示すフローチャート図（その２）である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、同実施形態に係るＴＣＰハンドラの初期設定時の動作を示すフローチャート図（その３）である。
【符号の説明】
【００２５】
１    ＴＣＰ試験装置
２    ＴＣＰハンドラ
３    プッシャユニット
４    プッシャステージ
５    キャリアテープ
６ｂ  第２カメラ（撮像装置）
６ｄ  第４カメラ（第２の撮像装置）
７    プローブカードステージ
８    プローブカード（測定部）
８１    プローブ（接続端子）
１０    テストヘッド
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＴＣＰハンドラを用いたＴＣＰ試験装置を示す正面図であり、図２は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプッシャユニットの側面図であり、図３は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプッシャステージの平面図であり、図４は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプローブカードステージの平面図であり、図５は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプローブカードステージの正面図であり、図６（ａ），（ｂ）は、同実施形態に係るＴＣＰハンドラにおけるプッシャユニット、プローブカードおよびカメラの側面図である。【００２７】
まず、本発明の実施形態に係るＴＣＰハンドラを備えたＴＣＰ試験装置の全体構成について説明する。ＴＣＰ試験装置１は、図示しないテスタ本体と、テスタ本体に電気的に接続されたテストヘッド１０と、テストヘッド１０の上側に設けられたＴＣＰハンドラ２とから構成されている。【００２８】
ＴＣＰハンドラ２は、キャリアテープ５上に複数形成された各ＴＣＰを順次試験に付すものであり、本実施形態では、説明の簡略化のためにＴＣＰを１個ごと試験に付すものとする。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、キャリアテープ５上において直列方向および／または並列方向に並んだ複数のＴＣＰを同時に試験に付すようにしてもよい。【００２９】
ＴＣＰハンドラ２は、巻出リール２１と巻取リール２２とを備えており、巻出リール２１には試験前のキャリアテープ５が巻き取られている。キャリアテープ５は、巻出リール２１から巻き出され、試験に付された後に巻取リール２２に巻き取られる。【００３０】
巻出リール２１と巻取リール２２との間には、キャリアテープ５から剥離した保護テープ５１を巻出リール２１から巻取リール２２に架け渡す３個のスペーサロール２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられている。各スペーサロール２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、保護テープ５１の張力を調整することができるように、それぞれ上下可動となっている。【００３１】
巻出リール２１の下側には、テープガイド２４ａ、巻出リミットローラ２５ａ、イン側サブスプロケット２５ｂおよびイン側ガイドローラ２５ｃが設けられており、巻出リール２１から巻き出されたキャリアテープ５は、テープガイド２４ａによってガイドされつつ、巻出リミットローラ２５ａ、イン側サブスプロケット２５ｂおよびイン側ガイドローラ２５ｃを経てプッシャユニット３に搬送される。【００３２】
巻取リール２２の下側には、テープガイド２４ｂ、巻取リミットローラ２５ｆ、アウト側サブスプロケット２５ｅおよびアウト側ガイドローラ２５ｄが設けられており、試験に付された後のキャリアテープ５は、アウト側ガイドローラ２５ｄ、アウト側サブスプロケット２５ｅおよび巻取リミットローラ２５ｆを経て、テープガイド２４ｂによってガイドされつつ、巻取リール２２に巻き取られる。【００３３】
そして、イン側ガイドローラ２５ｃと、アウト側ガイドローラ２５ｄとの間には、プッシャユニット３が設けられている。【００３４】
図１および図２に示すように、プッシャユニット３のフレーム（プッシャフレーム）３６には、ボールねじ３２を回転させることのできるサーボモータ３１がブラケット３６１を介して取り付けられているとともに、ボールねじ３２が螺合しているプッシャ本体部３３が２本のＺ軸方向のリニアモーションガイド（以下「ＬＭガイド」という。）３７を介して取り付けられている。このプッシャ本体部３３は、サーボモータ３１を駆動させることにより、リニアモーションガイド３７にガイドされながら上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能となっている。【００３５】
このプッシャ本体部３３の下端部には、負圧源（図示省略）に接続されてキャリアテープ５を吸着保持することのできる吸着プレート３４が設けられている。
プッシャ本体部３３の前段側（図１中左側）には、テンションスプロケット３５ａが設けられており、プッシャ本体部３３の後段側（図１中右側）には、メインスプロケット３５ｂが設けられており、所望の張力でキャリアテープ５を保持するようになっている。【００３６】
図２および図３に示すように、プッシャフレーム３６におけるプッシャ本体部３３の背面側には、基台３８に載せられるようにしてプッシャステージ４が設置されており、プッシャステージ４の回転台であるトップテーブル４８はプッシャフレーム３６に固定されている。【００３７】
プッシャステージ４のベース４０上には、Ｘ軸方向に軸を有するボールねじ４２ａを回転させるサーボモータ４１ａと、Ｙ軸方向に軸を有するボールねじ４２ｂを回転させるサーボモータ４１ｂと、Ｙ軸方向に軸を有するボールねじ４２ｃを回転させるサーボモータ４１ｃとが設けられており、サーボモータ４１ｂおよびサーボモータ４１ｃは、それぞれベース４０上の両端部に位置している。【００３８】
ボールねじ４２ａには、Ｘ軸方向のＬＭガイド４３ａ，４３ａにガイドされてＸ軸方向に摺動可能な摺動ブロック４４ａが螺合している。摺動ブロック４４ａには、Ｙ軸方向のＬＭガイド４５ａを介して摺動板４６ａがＹ軸方向に摺動可能に取り付けられている。摺動板４６ａの上側には、内部にローラリングを有する回転部材４７ａが固定されており、回転部材４７ａは、トップテーブル４８に回転自在に取り付けられている。【００３９】
ボールねじ４２ｂには、Ｙ軸方向のＬＭガイド４３ｂ，４３ｂにガイドされてＹ軸方向に摺動可能な摺動ブロック４４ｂが螺合している。摺動ブロック４４ｂには、Ｘ軸方向のＬＭガイド４５ｂを介して摺動板４６ｂがＸ軸方向に摺動可能に取り付けられている。摺動板４６ｂの上側には、内部にローラリングを有する回転部材４７ｂが固定されており、回転部材４７ｂは、トップテーブル４８に回転自在に取り付けられている。【００４０】
ボールねじ４２ｃには、Ｙ軸方向のＬＭガイド４３ｃ，４３ｃにガイドされてＹ軸方向に摺動可能な摺動ブロック４４ｃが螺合している。摺動ブロック４４ｃには、Ｘ軸方向のＬＭガイド４５ｃを介して摺動板４６ｃがＸ軸方向に摺動可能に取り付けられている。摺動板４６ｃの上側には、内部にローラリングを有する回転部材４７ｃが固定されており、回転部材４７ｃは、トップテーブル４８に回転自在に取り付けられている。【００４１】
このような構成を有するプッシャステージ４においては、サーボモータ４１ａを駆動して、摺動ブロック４４ａ、摺動板４６ｂおよび摺動板４６ｃをＸ軸方向に摺動させることにより、トップテーブル４８をＸ軸方向に移動させることができる。また、サーボモータ４１ｂおよびサーボモータ４１ｃを駆動して、摺動ブロック４４ｂ、摺動ブロック４４ｃおよび摺動板４６ａをＹ軸同方向に摺動させることにより、トップテーブル４８をＹ軸方向に移動させることができる。さらには、サーボモータ４１ａを駆動して、摺動ブロック４４ａをＸ軸方向に摺動させるとともに、サーボモータ４１ｂおよびサーボモータ４１ｃを駆動して、摺動ブロック４４ｂおよび摺動ブロック４４ｃを互いにＹ軸反対方向に摺動させ、そして各回転部材４７ａ，４５ｂ，４５ｃを回転させることにより、トップテーブル４８をその垂直軸回りに回転させることができる。このようなプッシャステージ４によれば、プッシャユニット３をＸ軸−Ｙ軸方向に移動させること、および垂直軸回りに回転移動させることができる。【００４２】
一方、図１に示すように、プッシャユニット３の下側であって、テストヘッド１０の上部には、プローブカード８を搭載したプローブカードステージ７が設置されている。ここで、プローブカードステージ７は、モーター駆動機構で移動制御できるものと、手動調整機能のみを有するものとがあるが、本実施形態では、モーター駆動機構を有するものとする。【００４３】
図４および図５に示すように、プローブカードステージ７の基台７１上には、Ｘ軸方向に軸を有するボールねじ７１２を回転させるサーボモータ７１１と、４つのＸ軸方向のＬＭガイド７１３とが設けられている。それら４つのＬＭガイド７１３上には、各ＬＭガイド７１３によりＸ軸方向に摺動可能にガイドされる矩形のＸベース７２が設けられている。このＸベース７２の一側部には、ボールねじ７１２が螺合している螺合部７２１が形成されている。【００４４】
Ｘベース７２上には、Ｙ軸方向に軸を有するボールねじ７２３を回転させるサーボモータ７２２と、２本のＹ軸方向のＬＭガイド７２４とが設けられている。それら２本のＬＭガイド７２４上には、各ＬＭガイド７２４によりＹ軸方向に摺動可能にガイドされる矩形のＹベース７３が設けられている。このＹベース７３の一側部には、ボールねじ７２３が螺合している螺合部７３１が形成されている。【００４５】
Ｙベース７３上には、Ｙ軸方向に軸を有するボールねじ７３３を回転させるサーボモータ７３２と、カードリング７３５を回転自在に支持する接続リング７３４とが設けられている。カードリング７３５の一部には、ボールねじ７３３が螺合している螺合部７３６が形成されている。プローブカード８は、４本のピン８２によって、上記カードリング７３５に着脱自在に取り付けられている。【００４６】
このような構成を有するプローブカードステージ７においては、サーボモータ７１１を駆動することにより、Ｘベース７２、ひいてはプローブカード８をＸ軸方向に移動させることができ、サーボモータ７２２を駆動することにより、Ｙベース７３、ひいてはプローブカード８をＹ軸方向に移動させることができる。また、サーボモータ７３２を駆動してボールねじ７３３を回転させ、螺合部７３６を移動させることにより、カードリング７３５およびプローブカード８をその垂直軸回りに回転させることができる。なお、ＴＣＰハンドラ２は、サーボモータ７１１，７２２，７３２の駆動を自動で制御し得る制御装置を備えており、これによりプローブカード８をＸ軸方向、Ｙ軸方向、および垂直軸回りに自動で移動させることができる。【００４７】
なお、図示しないが、プローブカードステージ７の基台７１には、プローブカードステージ７（プローブカード８）の水平度を調整する水平度調整機構が設けられている。本実施形態では、この水平度調整機構は、外部からの信号の入力により自動制御できるものとする。かかる水平度調整機構は、例えば、基台７１の底部四隅に設けられた、モーター駆動によって上下移動可能な脚部等によって構成することができる。【００４８】
図４〜図６に示すように、プローブカード８は、複数のプローブ８１を備えており、各プローブ８１は、テストヘッド１０を介してテスタ本体に電気的に接続されている。各プローブ８１の先端部分は、キャリアテープ５の方向に向かって立ち上がっており、プローブ８１の先端がＴＣＰのテストパッドとの接触部となっている。【００４９】
図１に示すように、プッシャユニット３の前段側（図１中左側）に第１カメラ６ａが、テストヘッド１０の下側に第２カメラ（撮像装置）６ｂが、プッシャユニット３の後段側（図１中右側）に第３カメラ６ｃが、それぞれ設けられている。また、図１および図６に示すように、プッシャユニット３とプローブカード８との間には、第４カメラ６ｄが設けられている。なお、テストヘッド１０には、第２カメラ６ｂがＴＣＰのテストパッドおよびプローブカード８のプローブ８１を撮影することのできる間隙が形成されている。【００５０】
プッシャユニット３と第３カメラ６ｃとの間には、マークパンチ２６ａおよびリジェクトパンチ２６ｂが設けられている。マークパンチ２６ａは、試験の結果に基づいて、該当するＴＣＰにつき所定の位置に１個または複数個の孔を開けるものであり、リジェクトパンチ２６ｂは、試験の結果不良品であると判断されたＴＣＰを打ち抜くものである。【００５１】
各カメラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、これらカメラによって撮影した画像を、オペレータが視認可能なように表示装置９に表示させる。表示装置９は、画像処理部と、各カメラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが撮影した画像を表示するモニターとを有している。【００５２】
上記のカメラのうち、第１カメラ６ａおよび第３カメラ６ｃは、キャリアテープ５上におけるＴＣＰの有無やマークパンチ２６ａによる孔の位置や数を判断するためのものである。一方、第２カメラ６ｂおよび第４カメラ６ｄは、ＴＣＰとプローブカード８との間の位置ずれ情報を取得するためのものであり、視野内の複数の対象について位置ずれ情報を取得できるようになっている。【００５３】
第２カメラ６ｂは、カメラステージ６１上に搭載されており、カメラステージ６１が有するアクチュエータによって平面視縦横方向（Ｘ軸−Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能となっている。第２カメラ６ｂが平面視縦横方向（Ｘ軸−Ｙ軸方向）に移動することで、第２カメラ６ｂがＴＣＰの互いに遠い位置にある複数のテストパッドおよびプローブカード８の互いに遠い位置にあるプローブ８１を撮影することができる。【００５４】
また、第２カメラ６ｂが上下方向（Ｚ軸方向）に移動することで、第２カメラ６ｂの焦点位置を変更して、撮像目標であるテストパッドの所望部位に焦点を合わせることができる。これにより撮像目標部位の明瞭な輪郭画像を取得できる。なお、上記第２カメラ６ｂによっては、プローブ８１の先端部を直接撮影することはできない。【００５５】
図１および図６に示すように、第４カメラ６ｄは、カメラステージ６２から延びているアーム６３の先端部に取り付けられており、カメラステージ６２が有するアクチュエータによって、平面視縦横方向（Ｘ軸−Ｙ軸方向）に移動可能となっている。したがって、第４カメラ６ｄは、キャリアテープ５とプローブ８１との間に挿入されること、およびキャリアテープ５とプローブ８１との間から退出することが可能となっている。また、第４カメラ６ｄが平面視縦横方向（Ｘ軸−Ｙ軸方向）に移動することで、第４カメラ６ｄがＴＣＰの互いに遠い位置にある複数のテストパッドおよびプローブカード８の互いに遠い位置にあるプローブ８１を撮影することができるため、ＴＣＰとプローブカード８との位置ずれ量をより良好な精度で求めることができる。【００５６】
第４カメラ６ｄは、第４カメラ６ｄの上側および下側をそれぞれ同時に撮影することのできるものである。したがって、第４カメラ６ｄがキャリアテープ５とプローブ８１との間に挿入されたときには、第４カメラ６ｄによって、ＴＣＰのテストパッドおよびプローブ８１の先端部を同時に撮影することができる。かかる第４カメラ６ｄによれば、第２カメラ６ｂによって撮影できないプローブ８１の先端部を直接撮影することができるため、プローブ８１の先端部（テストパッドとの接触面）の位置情報（座標データ）を高い精度で取得することができる。また、第２カメラ６ｂよりも近い位置でＴＣＰのテストパッドを撮影することができるため、テストパッドの位置情報（座標データ）を高い精度で取得することができる。【００５７】
本実施形態における第４カメラ６ｄは、プローブ８１の先端部を撮影することができるため、その撮影した画像に基づいて、プローブ８１の先端曲がり等の変形情報を取得することができる。例えば、変形していない正常な状態のプローブ８１の画像を基準画像として記憶しておき、撮影したプローブ８１の画像と基準画像とを比較することにより、プローブ８１が変形しているか否かを判断することが可能である。【００５８】
また、本実施形態における第４カメラ６ｄは、第４カメラ６ｄとプローブ８１の先端部との間の距離情報を取得することができるようになっている。距離情報の取得は、例えば、カメラのオートフォーカス機能を利用することによって行うことが可能である。【００５９】
第４カメラ６ｄが当該第４カメラ６ｄと複数のプローブ８１の先端部との間の距離情報を取得することで、プローブカード８の水平度を判断することができる。例えば、第４カメラ６ｄと、プローブカード８のＸ軸プラス方向に位置するプローブ８１群との距離が、第４カメラ６ｄと、プローブカード８のＸ軸マイナス方向に位置するプローブ８１群との距離よりも短い場合、プローブカード８がＸ軸プラス方向にかけて上方に傾いていると判断することができる。【００６０】
上記のようにして取得した距離情報または当該距離情報に基づく水平度情報を、プローブカードステージ７の基台７１に設けられている水平度調整機構に対して出力し、当該水平度調整機構を制御することにより、プローブカード８を自動的に水平の位置に調整することが可能である。【００６１】
なお、本実施形態における第４カメラ６ｄは、上側（キャリアテープ５）および下側（プローブ８１）をそれぞれ同時に撮影することのできるものであるが、本発明はこれに限定されることなく、カメラ自体が反転することによって又はカメラ内の光路を切り替えることによって、上側（キャリアテープ５）および下側（プローブ８１）をそれぞれ撮影することのできるカメラであってもよいし、上側（キャリアテープ５）を撮影するカメラと下側（プローブ８１）を撮影するカメラの２台が設けられてもよい。【００６２】
次に、ＴＣＰハンドラ２の使用方法および動作について説明する。ＴＣＰハンドラ２を使用する場合には、ＴＣＰハンドラ２を実稼動させる前に、予めプローブカード８の全てのプローブ８１の先端部が、対応するテストパッドの中央位置へ位置決めされるようにプローブカード８を移動させる初期設定を行う必要がある。すなわち、ＴＣＰの品種を変更した場合や、異なる生産ロットのＴＣＰを試験する場合、あるいはプローブカード８を変更した場合には、ＴＣＰのテストパッドとプローブカード８のプローブ８１とが確実にコンタクトするように、プローブカードステージ７のＸ軸位置／Ｙ軸位置／θ回転角の基準位置を決定し、登録する必要がある（この位置を「登録位置」という）。【００６３】
図７Ａ〜図７Ｃは、上記ＴＣＰハンドラ２の初期設定の動作を示すフローチャート図である。
ＴＣＰハンドラ２は、初期設定の動作を開始すると、基準となるＴＣＰを試験位置まで搬送するとともに（ステップＳ０１）、カメラステージ６２を駆動して第４カメラ６ｄをキャリアテープ５とプローブカード８との間に挿入する（ステップＳ０２；図６（ｂ））。【００６４】
そして、第４カメラ６ｄによって、ＴＣＰにおいて多数のテストパッドの中の一端部に位置する複数のテストパッドを撮影するとともに、それらのテストパッドに対応する複数のプローブ８１の先端部を撮影する（ステップＳ０３）。【００６５】
なお、本実施形態では、第４カメラ６ｄが上側で撮影するのはＴＣＰのテストパッドであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴＣＰに付されている所定のマークを撮影してもよいし、パッケージの角部等、特徴的な部位、あるいはキャリアテープ５に付されたアライメントマークを撮影してもよい。ただし、それらは、ＴＣＰのテストパッドの座標データに関連付けられるように設けられているものとする。【００６６】
また、本実施形態では、第４カメラ６ｄが下側で撮影するのはプローブカード８のプローブ８１の先端部であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、プローブカード８に当該プローブカード８の姿勢を代表する姿勢針を複数本設け、その姿勢針の先端部を撮影するようにしてもよい。ここで、姿勢針は、当該姿勢針の先端部がプローブ８１の先端部の座標データに関連付けられるように設けられているものとする。すなわち、姿勢針の先端部の座標データを取得することにより、プローブ８１の先端部の座標データを推定することが可能となっている。【００６７】
ＴＣＰハンドラ２の画像処理部は、第４カメラ６ｄの上側を撮影した画像（第１上画像）に基づいて、当該第１上画像に含まれる複数のテストパッドの中心部のそれぞれの座標データ（Ｘｐｄ１，Ｙｐｄ１）を取得する（ステップＳ０４）。同様に、ＴＣＰハンドラ２の画像処理部は、第４カメラ６ｄの下側を撮影した画像（第１下画像）に基づいて、当該第１下画像に含まれる複数のプローブ８１の先端部のそれぞれの座標データ（Ｘｐｂ１，Ｙｐｂ１）を取得する（ステップＳ０４）。なお、本動作で得られる各座標データは、カメラステージ６２の座標系にマッピングするものとする。【００６８】
次に、ＴＣＰハンドラ２は、カメラステージ６２によって第４カメラ６ｄを移動させて、第４カメラ６ｄによって、ＴＣＰにおいて多数のテストパッドの中の別の端部に位置する複数のテストパッドを撮影するとともに、それらのテストパッドに対応する複数のプローブ８１の先端部を撮影する（ステップＳ０５）。【００６９】
ＴＣＰハンドラ２の画像処理部は、第４カメラ６ｄの上側を撮影した画像（第２上画像）に基づいて、当該第２上画像に含まれる複数のテストパッドの中心部のそれぞれの座標データ（Ｘｐｄ２，Ｙｐｄ２）を取得する（ステップＳ０６）。同様に、ＴＣＰハンドラ２の画像処理部は、第４カメラ６ｄの下側を撮影した画像（第２下画像）に基づいて、当該第２下画像に含まれる複数のプローブ８１の先端部のそれぞれの座標データ（Ｘｐｂ２，Ｙｐｂ２）を取得する（ステップＳ０６）。【００７０】
ここで、第４カメラ６ｄは、キャリアテープ５（ＴＣＰ）に近い位置からＴＣＰのテストパッドを撮影するため、テストパッドの中心部の座標データ（Ｘｐｄ１，Ｙｐｄ１）（Ｘｐｄ２，Ｙｐｄ２）を高い精度で取得することができる。また、第４カメラ６ｄは、プローブ８１の先端部（テストパッドとの接触面）を直接撮影するため、プローブ８１の接触面の座標データ（Ｘｐｂ１，Ｙｐｂ１）（Ｘｐｂ２，Ｙｐｂ２）を高い精度で取得することができる。これにより、ＴＣＰのテストパッドとプローブカード８のプローブ８１との位置合わせを、極めて正確に行うことができる。【００７１】
ＴＣＰハンドラ２の画像処理部は、取得したテストパッドの中心部の座標データ（Ｘｐｄ１，Ｙｐｄ１）および（Ｘｐｄ２，Ｙｐｄ２）に基づいて、第１上画像に含まれるテストパッドの中心部の位置座標および第２上画像に含まれるテストパッドの中心部の位置座標を通る直線（テストパッドの配列）のＸ軸方向の直線との角度（第１の角度θｐｄ１）を演算する（ステップＳ０７）。【００７２】
また、ＴＣＰハンドラ２の画像処理部は、取得したプローブ８１の接触面の座標データ座標データ（Ｘｐｂ１，Ｙｐｂ１）および（Ｘｐｂ２，Ｙｐｂ２）に基づいて、第１下画像に含まれるプローブ８１の先端部の位置座標および第２下画像に含まれるプローブ８１の先端部の位置座標を通る直線（プローブ８１の配列）のＸ軸方向の直線との角度（第２の角度θｐｂ２）を演算する（ステップＳ０７）。【００７３】
次に、ＴＣＰハンドラ２は、ステップＳ０７で得られた第１の角度θｐｄ１および第２の角度θｐｂ２の差分値Δθを演算する（ステップＳ０８）。そして、得られた差分値Δθの絶対値が所定値Ｄよりも大きい場合には（ステップＳ０９，Ｙｅｓ）、ＴＣＰハンドラ２は、差分値Δθに基づいてプローブカードステージ７を回転移動させ（ステップＳ１０）、差分値Δθの絶対値が所定値Ｄ以下になった場合に（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、プローブカードステージ７の回転移動を停止する（ステップＳ１２）。一方、ステップＳ０９において、差分値Δθの絶対値が所定値Ｄ以下である場合には（ステップＳ０９，Ｎｏ）、プローブカードステージ７を回転移動させずに、ステップＳ１３に進む。【００７４】
次に、ＴＣＰハンドラ２は、カメラステージ６２によって第４カメラ６ｄを移動させて、第４カメラ６ｄにより、上記第１下画像に含まれる複数のプローブ８１を再度撮影する（ステップＳ１３）。これにより、ステップＳ１０でプローブカード８が垂直軸回りに移動して、目的とするプローブ８１が第４カメラ６ｄの視野から外れた場合であっても、再度撮影することができる。ＴＣＰハンドラ２の画像処理部は、撮影された画像（第３下画像）に基づいて、当該第３下画像に含まれる複数のプローブ８１の座標データ（Ｘｐｂ３，Ｙｐｂ３）を取得する（ステップＳ１４）。【００７５】
同様に、ＴＣＰハンドラ２は、カメラステージ６２によって第４カメラ６ｄを移動させて、第４カメラ６ｄにより、上記第２下画像に含まれる複数のプローブ８１の先端部を再度撮影する（ステップＳ１５）。ＴＣＰハンドラ２の画像処理部は、撮影された画像（第４下画像）に基づいて、当該第４下画像に含まれる複数のプローブ８１の先端部の座標データ（Ｘｐｂ４，Ｙｐｂ４）を取得する（ステップＳ１６）。【００７６】
続いて、ＴＣＰハンドラ２は、テストパッドの２箇所の座標データ（Ｘｐｄ１，Ｙｐｄ１）および（Ｘｐｄ２，Ｙｐｄ２）と、プローブ８１の先端部の２箇所の座標データ（Ｘｐｂ３，Ｙｐｂ３）および（Ｘｐｂ４，Ｙｐｂ４）とから、テストパッドとプローブ８１の接触面とのＸ成分およびＹ成分の差分値ΔＸ，ΔＹを演算する（ステップＳ１７）。そして、得られた差分値ΔＸ，ΔＹの絶対値が所定値Ｐよりも大きい場合に（ステップＳ１８，Ｙｅｓ）、ＴＣＰハンドラ２は、差分値ΔＸ，ΔＹに基づいてプローブカードステージ７をＸ軸方向および／またはＹ軸方向に移動させ（ステップＳ１９）、差分値ΔＸ，ΔＹの絶対値が所定値Ｐ以下になった場合に（ステップＳ２０，Ｙｅｓ）、プローブカードステージ７の移動を停止し（ステップＳ２１）、プローブカードステージ７のその位置を登録する（ステップＳ２２）。一方、ステップＳ１８において、差分値ΔＸ，ΔＹの絶対値が所定値Ｐ以下である場合には（ステップＳ１８，Ｎｏ）、プローブカードステージ７を移動させることなく、その位置を登録する（ステップＳ２２）。なお、この位置状態における各プローブ８１の先端部を第４カメラ６ｄによって撮影し、基準画像として記憶しておくことが好ましい。【００７７】
そして、カメラステージ６２を駆動し、第４カメラ６ｄをキャリアテープ５とプローブカード８との間から退出させる（ステップＳ２３；図６（ａ））。このようにして、ＴＣＰハンドラ２は初期設定を終了する。【００７８】
以上のように、本実施形態に係るＴＣＰハンドラ２によれば、ＴＣＰのテストパッドとプローブカード８のプローブ８１との位置合わせを自動的に、かつ特徴部８４を利用して極めて正確に行うことができる。特に本実施形態では、垂直軸回りの位置合わせとＸ軸方向・Ｙ軸方向の位置合わせとを、別々に順次行うことで、ＴＣＰのテストパッドとプローブカード８のプローブ８１との位置合わせをより正確に行うことができる。したがって、ＴＣＰハンドラ２の初期設定を短時間で効率良く行うことができる。【００７９】
以上の初期設定が終了したら、ＴＣＰハンドラ２は実稼動を開始する。すなわち、ＴＣＰハンドラ２は、キャリアテープ５を搬送して複数のＴＣＰを順次試験に付す。【００８０】
ＴＣＰハンドラ２は、実稼動中においても、ＴＣＰのテストパッドとプローブカード８のプローブ８１との位置合わせを行うことが好ましい。この場合には、第４カメラ６ｄではなく、第２カメラ６ｂを使用してＴＣＰのテストパッドおよび／またはプローブカード８のプローブ８１を撮影することが好ましい。第４カメラ６ｄを使用する場合、ＴＣＰの試験毎にカメラステージ６２を駆動して第４カメラ６ｄをキャリアテープ５とプローブカード８との間に挿入したり、それらの間から退出させたりする必要があり、スループットが低下することになるからである。【００８１】
ＴＣＰハンドラ２は、実稼動中に、コンタクトミスが発生したとき、またはコンタクト率が低下したときに、カメラステージ６２を駆動して第４カメラ６ｄをキャリアテープ５とプローブカード８との間に挿入し、コンタクトミスが発生したプローブ８１またはコンタクト率が低下しているプローブ８１の先端部を第４カメラ６ｄによって撮影するようにしてもよい。この撮影により取得した画像と、登録時に記憶した基準画像とを比較することにより、当該プローブ８１が変形しているか否かを判断することが可能である。これにより、プローブカード８を逐一テストヘッド１０から外してプローブ８１の先端曲がり等を目視で判断する必要がなくなる。【００８２】
なお、このような実稼動中におけるプローブ８１の先端部の撮影は、試験回数を指標にして定期的に行うようにしてもよい。これにより、コンタクトミスやコンタクト率の低下を未然に防止することができる。【００８３】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。【００８４】
例えば、第２カメラ６ｂは省略され、第４カメラ６ｄだけを利用して位置合わせを行ってもよい。このような構成によれば、第２カメラ６ｂによる撮影のためにテストヘッド１０にスペースや穴を設ける必要がない。【００８５】
また、例えば、上記実施形態では、ＴＣＰおよびプローブカード８の垂直軸回りの位置合わせと平面方向の位置合わせとを、別々に行うようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、両者を同時に行ってもよい。具体的には、ステップＳ０３，Ｓ０５で取得したテストパッドの座標データ（Ｘｐｄ１，Ｙｐｄ１）および（Ｘｐｄ２，Ｙｐｄ２）と、プローブ８１の先端部の座標データ（Ｘｐｂ１，Ｙｐｂ１）および（Ｘｐｂ２，Ｙｐｂ２）とに基づいて、垂直軸回りの位置ずれ量ならびにＸ軸方向およびＹ軸方向の位置ずれ量を求め、それらの位置ずれ量に基づいて、プローブカードステージ７を垂直軸回り／Ｘ軸方向／Ｙ軸方向に移動させて、テストパッドとプローブ８１との位置合わせを行ってもよい。これにより、ＴＣＰとプローブカード８との位置ずれ補正の作業時間が、より短縮される。【００８６】
さらに、上記実施形態では、ＴＣＰおよびプローブカード８の位置合わせを、プローブカードステージ７によるプローブカード８の移動によって行うようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、プッシャステージ４によるプッシャユニット３・キャリアテープ５の移動によって行うようにしてもよいし、プローブカードステージ７によるプローブカード８の移動およびプッシャステージ４によるプッシャユニット３・キャリアテープ５の移動の両者によって行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、ＴＣＰハンドリング装置の初期設定時において、測定部（プローブカード）の接続端子とＴＣＰの外部端子との位置合わせ作業を正確に行うのに有用である。
【図１】
2008126173.tif 000003
【図２】
2008126173.tif 000004
【図３】
2008126173.tif 000005
【図４】
2008126173.tif 000006
【図５】
2008126173.tif 000007
【図６】
2008126173.tif 000008
【図７Ａ】
2008126173.tif 000009
【図７Ｂ】
2008126173.tif 000010
【図７Ｃ】
2008126173.tif 000011
【国際調査報告】
2008126173.tif 000012
2008126173.tif 000013