(57)【要約】【課題】フローティングプレートを用いることなく、プローブの先端部の短小化やバンプの小型化にかかわらずパッケージを位置決め可能なトレイ、これを用いたパッケージ検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】トレイ２０は、パッケージ６０のバンプ６１が入ることでパッケージ６０を位置決めするバンプ収納凹部２２と、パッケージ６０をプローブヘッドに移載するＬＩＤとの間の位置関係を規定する位置決めピン２６，２７とを備える。トレイ２０で位置決めされたパッケージ６０をＬＩＤでプローブヘッド上に移載してバンプ６１をプローブに接触させて検査を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブが設けられたプローブヘッドと重ならない位置でパッケージが載置されるトレイであって、
前記パッケージのバンプが挿入されて前記パッケージを位置決めするバンプ収納凹部と、前記パッケージを前記プローブヘッドに移載する移載手段との間の位置関係を規定する位置決め部と、を備えることを特徴とするトレイ。
【請求項２】
前記パッケージの複数のバンプが挿入される前記バンプ収納凹部を有することを特徴とする請求項１に記載のトレイ。
【請求項３】
バンプを有するパッケージが載置されるトレイと、
プローブが設けられたプローブヘッドと、
前記トレイに載置されたパッケージを前記プローブヘッド上に移載して前記バンプを前記プローブに接触させる移載手段と、を備え、
前記トレイは、前記バンプが挿入されて前記パッケージを位置決めするバンプ収納凹部と、前記移載手段との間の位置関係を規定する第１の位置決め部とを有し、
前記プローブヘッドは、前記移載手段との間の位置関係を規定する第２の位置決め部を有することを特徴とするパッケージ検査装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の位置決め部は、それぞれ前記移載手段の同一部分を基準として位置決めすることを特徴とする請求項３に記載のパッケージ検査装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の位置決め部は、それぞれ位置決め用凸部と位置決め用凹部との組からなることを特徴とする請求項３又は４に記載のパッケージ検査装置。
【請求項６】
前記移載手段は、前記パッケージのバンプ配置面の反対面または両側面を保持することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載のパッケージ検査装置。
【請求項７】
バンプ収納凹部が設けられたトレイに、パッケージのバンプが前記バンプ収納凹部に挿入されるように前記パッケージを載置するパッケージ位置決め工程と、
前記パッケージ位置決め工程で位置決めされたパッケージを、移載手段によって、プローブが設けられたプローブヘッド上に移載して、前記バンプを前記プローブに接触させる検査工程と、を備え、
前記トレイと前記移載手段間の位置関係は第１の位置決め部で規定され、前記移載手段と前記プローブヘッド間の位置関係は第２の位置決め部で規定されていることを特徴とするパッケージ検査方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の位置決め部は、それぞれ前記移載手段の同一部分を基準として位置決めすることを特徴とする請求項７に記載のパッケージ検査方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の位置決め部は、それぞれ位置決め用凸部と位置決め用凹部との組からなることを特徴とする請求項７又は８に記載のパッケージ検査方法。
【請求項１０】
前記移載手段は、前記パッケージのバンプ配置面の反対面を保持することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のパッケージ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等を含んでパッケージングされた電気部品のパッケージを所定位置に位置決めするトレイ、これを用いるパッケージ検査装置及び検査方法に係り、とくにバンプを有するパッケージの位置決めに好適なトレイ、これを用いるパッケージ検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のパッケージの検査において、パッケージに設けられたバンプ（別名：半田ボール）とプローブの先端とを確実に接触させるためには、高い精度でパッケージが所定の位置に配置されることが必要である。
【０００３】
従来のパッケージの検査は、図８に示すように、プローブ１１を有するプローブヘッド１０上にフローティングプレート１５を用いて、パッケージ６０のバンプ６１の位置を高い精度で決定し、パッケージ６０を上部より押すことで、バンプ６１とプローブ１１の先端とを接触させていた。プローブヘッド１０とフローティングプレート１５の位置合わせは位置決めピン１６，１７で行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４０９７５号公報  特許文献１はフローティングプレートを用いてパッケージのバンプ位置を位置決めする図８と同様の構成を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、プローブの先端部の短小化、及びバンプの小型化が顕著になっている。従って、フローティングプレートもより薄くすることが必要となるが、これに伴い、フローティングプレートの製作が困難になってきている。
【０００６】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、フローティングプレートを用いることなく、プローブの先端部の短小化やバンプの小型化にかかわらずパッケージを位置決め可能なトレイ、これを用いたパッケージ検査装置及び検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様はトレイである。このトレイは、プローブが設けられたプローブヘッドと重ならない位置でパッケージが載置される構成であって、
前記パッケージのバンプが挿入されて前記パッケージを位置決めするバンプ収納凹部と、前記パッケージを前記プローブヘッドに移載する移載手段との間の位置関係を規定する位置決め部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第１の態様において、前記パッケージの複数のバンプが挿入される前記バンプ収納凹部を有するとよい。
【０００９】
本発明の第２の態様はパッケージ検査装置である。このパッケージ検査装置は、バンプを有するパッケージが載置されるトレイと、プローブが設けられたプローブヘッドと、前記トレイに載置されたパッケージを前記プローブヘッド上に移載して前記バンプを前記プローブに接触させる移載手段と、を備え、
前記トレイは、前記バンプが挿入されて前記パッケージを位置決めするバンプ収納凹部と、前記移載手段との間の位置関係を規定する第１の位置決め部とを有し、
前記プローブヘッドは、前記移載手段との間の位置関係を規定する第２の位置決め部を有することを特徴とする。
【００１０】
第２の態様において、前記第１及び第２の位置決め部は、それぞれ前記移載手段の同一部分を基準として位置決めするとよい。
【００１１】
第２の態様において、前記第１及び第２の位置決め部は、それぞれ位置決め用凸部と位置決め用凹部との組からなるとよい。
【００１２】
第２の態様において、前記移載手段は、前記パッケージのバンプ配置面の反対面または両側面を保持するとよい。
【００１３】
本発明の第３の態様はパッケージ検査方法である。このパッケージ検査方法は、バンプ収納凹部が設けられたトレイに、パッケージのバンプが前記バンプ収納凹部に挿入されるように前記パッケージを載置するパッケージ位置決め工程と、
前記パッケージ位置決め工程で位置決めされたパッケージを、移載手段によって、プローブが設けられたプローブヘッド上に移載して、前記バンプを前記プローブに接触させる検査工程と、を備え、
前記トレイと前記移載手段間の位置関係は第１の位置決め部で規定され、前記移載手段と前記プローブヘッド間の位置関係は第２の位置決め部で規定されていることを特徴とする。
【００１４】
第３の態様において、前記第１及び第２の位置決め部は、それぞれ前記移載手段の同一部分を基準として位置決めするとよい。
【００１５】
第３の態様において、前記第１及び第２の位置決め部は、それぞれ位置決め用凸部と位置決め用凹部との組からなるとよい。
【００１６】
前記移載手段は、前記パッケージのバンプ配置面の反対面を保持するとよい。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フローティングプレートを用いることなく、プローブの先端部の短小化やバンプの小型化にかかわらずパッケージを位置決め可能なトレイを実現でき、また、このトレイで位置決めされたパッケージを、プローブを有するプローブヘッドに所定の位置関係を保って移載することで、パッケージの電気特性の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１であって、バンプを有するパッケージを位置決めするトレイを示す正断面図。
【図２】実施の形態１においてトレイで位置決めされたパッケージを移載手段としてのＬＩＤ（蓋体）で保持した状態の正断面図。
【図３】ＬＩＤで保持したパッケージのバンプを、プローブヘッドに設けられたプローブに対向させた状態の正断面図。
【図４】本発明の実施の形態２であって、トレイで位置決めされたパッケージをＬＩＤで保持した状態の正断面図。
【図５】実施の形態２において、ＬＩＤで保持したパッケージのバンプを、プローブヘッドに設けられたプローブに対向させた状態の正断面図。
【図６】本発明の実施の形態３であって、トレイで位置決めされたパッケージをＬＩＤで保持した状態の正断面図。
【図７】実施の形態３において、ＬＩＤで保持したパッケージのバンプを、プローブヘッドに設けられたプローブに対向させた状態の正断面図。
【図８】従来のパッケージ検査装置を示す正断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
図１乃至図３は、本発明の実施の形態１であって、バンプ６１を有するパッケージ６０を位置決めするためのトレイ２０、このトレイを利用したパッケージ検査装置１及び検査方法を示す。図１に示すように、半導体を含む電気部品のパッケージ６０はバンプ配置面にバンプ６１を有するものであり、そのパッケージ６０を位置決めするためのトレイ２０は、パッケージ載置面（上面）２１にバンプ６１が入る（嵌まり込む）ことでパッケージ６０を位置決めするバンプ収納凹部（ボールガイド）２２を有する。パッケージ６０が複数のバンプ６１を有する場合、複数のバンプ６１がそれぞれ個別に入る複数のバンプ収納凹部２２が設けられる。バンプ収納凹部２２は非貫通穴である場合を図示したが、貫通穴であってもよい。トレイ２０には、位置決め用凸部としての位置決めピン２６，２７が固定されており、パッケージ載置面２１から垂直に突出している。位置決めピン２６，２７は、パッケージ６０をプローブヘッド４０に移載する移載手段としてのＬＩＤ（蓋体）３０と、トレイ２０との間の位置関係を規定する位置決め部である。
【００２２】
図２及び図３に示すように、ＬＩＤ３０はパッケージ６０を位置ずれ無く保持する保持面３１をトレイ２０への対向面に有している。また、トレイ２０側の位置決めピン２６，２７と嵌合する位置決め用凹部となる位置決め孔３６，３７を有する。位置決め孔３６，３７は、保持面３１に垂直に形成され、トレイ２０及びプローブヘッド４０との間の位置関係を規定する位置決め部となる。ＬＩＤ３０は、保持面３１にて、トレイ２０で位置決めされたパッケージ６０を位置ずれ無く保持する機能を有する。保持面３１には、例えば粘着保持のために粘着シートが貼られたり、粘着剤が塗布されている。あるいは、保持面３１に、負圧で吸着保持するための吸引孔が形成された構成であってもよい。さらに
ＬＩＤ３０にパッケージ６０の両側面から挟持する保持機構を設けても良い。
【００２３】
プローブヘッド４０はパッケージ６０のバンプ６１に電気的に接触するためのプローブ４１を有する。プローブ４１の先端部はパッケージ６０に対向するパッケージ載置面４２から僅かに突出する向きに付勢されている。プローブヘッド４０には、ＬＩＤ３０の位置決め孔３６，３７に嵌合する位置決めピン４６，４７が固定されており、パッケージ載置面４２から垂直に突出している。位置決めピン４６，４７は、プローブヘッド４０とＬＩＤ３０との間の位置関係を規定する位置決め部である。位置決めピン４６，４７とプローブ４１との位置関係は、トレイ２０における位置決めピン２６，２７とバンプ収納凹部２２との位置関係と同じになるように設定されている。従って、トレイ２０でバンプ位置が位置決めされたパッケージ６０を、ＬＩＤ３０でプローブヘッド４０上に移載し、位置合わせして押し下げればバンプ６１は対応するプローブ４１に電気的に接触し、パッケージ６０の電気特性の検査が可能となる。
【００２４】
パッケージ検査装置１を用いたパッケージ６０の検査手順を説明する。まず、図１に示すトレイ２０を用いたパッケージ位置決め工程では、バンプ収納凹部２２が設けられたトレイ２０に、パッケージ６０のバンプ６１がそれぞれバンプ収納凹部２２に入って（嵌まり込んで）位置決めされるようにパッケージ６０を載置する。
【００２５】
検査工程では、図２の移載手段としてのＬＩＤ３０の位置決め孔３６，３７にトレイ２０側の位置決めピン２６，２７を嵌合し、トレイ２０とＬＩＤ３０とを位置合わせした状態としてＬＩＤ３０をピン２６，２７をガイドとして摺動降下させ、保持面３１でパッケージ６０のバンプ配置面の反対面を保持（粘着保持、吸着保持等）、または両側面を保持して図３のプローブヘッド４０上に移載する。そして、ＬＩＤ３０の位置決め孔３６，３７にプローブヘッド４０側の位置決めピン４６，４７を嵌合し、プローブヘッド４０とＬＩＤ３０とを位置合わせした状態としてＬＩＤ３０を降下させ、保持面３１で保持されたパッケージ６０のバンプ６１をそれぞれプローブ４１先端に電気的に接触させ、所要の電気的特性の検査を行う。
【００２６】
なお、トレイ２０は、プローブ４１が設けられたプローブヘッド４０と重ならない位置で、パッケージ６０を受けるようにするか、あるいはプローブヘッド４０と重なった位置でパッケージ６０を受けた後、パッケージ６０を保持したＬＩＤ３０がプローブヘッド４０に向けて降下する動作の妨げとならないように、プローブヘッド４０と重ならない位置に移動（退避）する構成とする。
【００２７】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００２８】
(1) トレイ２０は、パッケージ６０のバンプ６１が入る（嵌まり込む）ことでパッケージ６０を位置決めするバンプ収納凹部２２を有するから、バンプ６１の小型化にかかわらずパッケージ６０を高精度に位置決め可能である。また、パッケージ６０の検査工程時においてはプローブヘッド４０とパッケージ６０間にトレイ２０は介在しないため、トレイ２０の厚みに関係なく、プローブ４１の先端部の短小化に対応した検査が可能となる。また、パッケージ６０を移載手段としてのＬＩＤ３０で所定の位置関係を保ったままプローブヘッド４０に移載することで、パッケージ６０のプローブヘッド４０への配置も高精度で行うことが可能である。
【００２９】
(2) 検査装置１は、トレイ２０と、移載用のＬＩＤ３０と、プローブヘッド４０とを具備し、トレイ２０は、ＬＩＤ３０間の位置関係を規定する第１の位置決め部の位置決めピン２６，２７を有し、プローブヘッド４０は、ＬＩＤ３０との間の位置関係を規定する第２の位置決め部の位置決めピン４６，４７を有しているため、トレイ２０で位置決めされたパッケージ６０を、プローブヘッド４０上へ位置ずれ無く移載可能である。また、第１の位置決め部の位置決めピン２６，２７及び第２の位置決め部の位置決めピン４６，４７は、それぞれＬＩＤ３０の同一部分（位置決め孔３６，３７）を基準として位置決めする構造であり、位置決め構造が簡単である。
【００３０】
前述の実施の形態１ではトレイ２０と、移載用のＬＩＤ３０と、プローブヘッド４０と間の相互の位置合わせのために、トレイ２０及びプローブヘッド４０側に位置決めピン２６，２７及び４６を，４７、ＬＩＤ３０側に位置決め孔３６，３７をそれぞれ設けたが、それ以外の位置決め手段を採用可能であり、その場合を以下の実施の形態２，３で説明する。
【００３１】
図４及び図５は本発明の実施の形態２を示す。この場合、検査装置２のトレイ２０Ａは一方（上方）に開口した位置決め用の嵌合凹部２５を有し、移載手段としてのＬＩＤ３０Ａの外形の一部が嵌合凹部２５の内側の側面に摺動自在に嵌合する位置決め用の凸部となり、同様にプローブヘッド４０Ａは一方（上方）に開口した位置決め用の嵌合凹部４５を有し、ＬＩＤ３０Ａの外形の一部が嵌合凹部４５の内側の側面に摺動自在に嵌合する位置決め用の凸部となる構成である。これにより、トレイ２０ＡとＬＩＤ３０Ａとプローブヘッド４０Ａの間の位置決めが可能となる。その他の構成及び作用効果は前述の実施の形態１と同様である。
【００３２】
図６及び図７は本発明の実施の形態３を示す。この場合、検査装置３の移載手段としてのＬＩＤ３０Ｂは一方（トレイ２０Ｂに対向する下方）に開口した位置決め用の嵌合凹部３５を有し、トレイ２０Ｂの外形の一部が嵌合凹部３５の内側の側面に摺動自在に嵌合する位置決め用の凸部となり、同様にプローブヘッド４０Ｂの外形の一部も嵌合凹部３５の内側の側面に摺動自在に嵌合する位置決め用の凸部となる構成である。これにより、トレイ２０ＢとＬＩＤ３０Ｂとプローブヘッド４０Ｂとの間の位置決めが可能となる。その他の構成及び作用効果は前述の実施の形態１と同様である。
【００３３】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００３４】
本発明におけるトレイとＬＩＤとプローブヘッド間の相互の位置決め部は、実施の形態１，２，３の構成に限定されず、三者の形状に応じて適宜変更可能であることは明らかである。
【００３５】
また、トレイとプローブヘッド間の移載手段は、パッケージを位置ずれ無く保持できれば、保持の態様は問わない。つまり、粘着や吸着による保持に限定されず、機械的な保持であってもよい。
【００３６】
パッケージのバンプの配置によっては、複数のバンプに対し１つのバンプ収納凹部が対応するトレイ構成も可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１，２，３  検査装置
１０，４０，４０Ａ，４０Ｂ  プローブヘッド
１１，４１  プローブ
１６，１７，２６，２７,４６，４７  位置決めピン
２０，２０Ａ，２０Ｂ  トレイ
２２  バンプ収納凹部
２５，３５  嵌合凹部
３０，３０Ａ，３０Ｂ  ＬＩＤ
３６，３７  位置決め孔
６０  パッケージ
６１  バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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