(57)【要約】【課題】ソケットに対する撮像手段の相対位置を精度良く較正することが可能なキャリブレーション方法を提供する。【解決手段】キャリブレーション方法は、コンタクトピン７２を挿入孔６２に挿入しながら、ソケット７１に治具６０を載置する載置ステップと、治具６０をアライメント装置４３に移動させる移動ステップと、アライメント装置４３に位置している治具６０をデバイスカメラ４３４が撮像する第１の撮像ステップと、ソケット７１をソケットカメラ４１４が撮像する第２の撮像ステップと、第１のステップにて撮像された画像情報に基づいて、ソケット７１に対するデバイスカメラ４３４の相対位置を認識する第１の認識ステップと、第２の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、ソケット７１に対するソケットカメラ４１４の相対位置を認識する第２の認識ステップと、を備えている。【選択図】図１２
2007333697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットを撮像するソケット撮像手段、及び、被試験電子部品を撮像するデバイス撮像手段を備えており、アライメント手段により前記被試験電子部品を前記ソケットに対して位置決めした後に、移動手段が前記被試験電子部品を前記ソケットに電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行う電子部品試験装置において、前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段及び前記デバイス撮像手段の相対位置を較正するためのキャリブレーション方法であって、
前記ソケットに治具を載置する載置ステップと、
前記ソケットに載置された前記治具を前記移動手段が前記アライメント手段に移動させる移動ステップと、
前記被試験電子部品に印加する温度を第１の温度に設定した状態で、前記アライメント手段に位置している前記治具を前記デバイス撮像手段が撮像する第１の撮像ステップと、
前記被試験電子部品に印加する温度を第１の温度に設定した状態で、前記ソケットを前記ソケット撮像手段が撮像する第２の撮像ステップと、
前記第１のステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の第１の相対位置を認識する第１の認識ステップと、
前記第２の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の第１の相対位置を認識する第２の認識ステップと、を備え、
前記載置ステップにおいて、前記ソケットが有するコンタクトピンを、前記治具に形成された挿入孔に挿入しながら、前記治具を前記ソケットに載置するキャリブレーション方法。
【請求項２】
前記挿入孔は、前記ソケットが有するコンタクトピンの配列に対応するように前記治具に形成されている請求項１記載のキャリブレーション方法。
【請求項３】
前記被試験電子部品に印加する温度を前記第１の温度とは異なる第２の温度に設定した状態で、前記アライメント手段に位置している前記治具を前記デバイス撮像手段が撮像する第３の撮像ステップと、
前記第３の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の第２の相対位置を認識する第３の認識ステップと、をさらに備えた請求項１又は２記載のキャリブレーション方法。
【請求項４】
前記第１及び第３の認識ステップにてそれぞれ認識された前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の第１及び第２の相対位置に基づいて、前記被試験電子部品に印加する温度を前記第１及び第２の温度とは異なる第３の温度に設定した場合における前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の第３の相対位置を演算する第１の演算ステップをさらに備えた請求項３記載のキャリブレーション方法。
【請求項５】
前記被試験電子部品に印加する温度を前記第１の温度とは異なる第２の温度に設定した状態で、前記ソケットを前記ソケット撮像手段が撮像する第４の撮像ステップと、
前記第４の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の第２の相対位置を認識する第４の認識ステップと、をさらに備えた請求項１〜４の何れかに記載のキャリブレーション方法。
【請求項６】
前記第２及び前記第４の認識ステップにてそれぞれ認識された前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の第１及び第２の相対位置に基づいて、前記被試験電子部品に印加する温度を前記第１及び第２の温度とは異なる第３の温度に設定した場合における前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の第３の相対位置を演算する第２の演算ステップをさらに備えた請求項５記載のキャリブレーション方法。
【請求項７】
ソケットを撮像するソケット撮像手段、及び、被試験電子部品を撮像するデバイス撮像手段を備えており、アライメント手段により前記被試験電子部品を前記ソケットに対して位置決めした後に、移動手段が前記被試験電子部品を前記ソケットに電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行う電子部品試験装置において、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の相対位置を較正するために用いられるキャリブレーション治具であって、
前記ソケットに載置されるベース部材を備え、
前記ソケットが有するコンタクトピンを挿入可能な挿入孔が、前記コンタクトピンの配列に対応するように、前記ベース部材に形成されているキャリブレーション治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いて半導体集積回路素子等の各種電子部品（以下、代表的にＩＣデバイスとも称する。）をソケットに対して高精度に位置決めしてテストするための電子部品試験装置において、ＩＣデバイスの品種交換等の後にソケットに対して撮像手段の相対位置を較正するためのキャリブレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハンドラ（Handler）と称される電子部品試験装置では、トレイに収容された多数のＩＣデバイスをハンドラ内に搬送し、ＩＣデバイスをテストヘッドに電気的に接触させ、電子部品試験装置本体（以下、テスタとも称する。）に試験を実行させる。そして、試験が終了すると、試験済みのＩＣデバイスをテストヘッドから払い出し、試験結果に応じたトレイに載せ替えることで、良品や不良品といったカテゴリへの仕分けが行われる。
【０００３】
こうしたハンドラの中でも、ＩＣデバイスとソケットとのミスコンタクトを防止することを目的として、画像処理技術を用いてソケットに接触させる前にＩＣデバイスをソケットに対して高精度に位置決めするものが従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
通常、テストヘッド上のソケットはＩＣデバイスの品種に応じて製作されているので、ＩＣデバイスの品種が変わる度に当該ＩＣデバイスに対応した別のソケットに交換される。そのため、画像処理技術を用いたハンドラでは、交換後のソケットに対して、ＣＣＤカメラの位置を較正する必要がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０３／０７５０２３号パンフレット
【特許文献２】特開２００１−５１０１８号公報
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、ソケットに対する撮像手段の相対位置を精度良く較正することが可能な電子部品試験装置のキャリブレーション方法を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ソケットを撮像するソケット撮像手段、及び、被試験電子部品を撮像するデバイス撮像手段を備えており、アライメント手段により前記被試験電子部品を前記ソケットに対して位置決めした後に、移動手段が前記被試験電子部品を前記ソケットに電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行う電子部品試験装置において、前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段及び前記デバイス撮像手段の相対位置を較正するためのキャリブレーション方法であって、前記ソケットに治具を載置する載置ステップと、前記ソケットに載置された前記治具を前記移動手段が前記アライメント手段に移動させる移動ステップと、前記被試験電子部品に印加する温度を第１の温度に設定した状態で、前記アライメント手段に位置している前記治具を前記デバイス撮像手段が撮像する第１の撮像ステップと、前記被試験電子部品に印加する温度を第１の温度に設定した状態で、前記ソケットを前記ソケット撮像手段が撮像する第２の撮像ステップと、前記第１のステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の第１の相対位置を認識する第１の認識ステップと、前記第２の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の第１の相対位置を認識する第２の認識ステップと、を備え、前記載置ステップにおいて、前記ソケットが有するコンタクトピンを、前記治具に形成された挿入孔に挿入しながら、前記治具を前記ソケットに載置するキャリブレーション方法が提供される（請求項１参照）。
【０００８】
本発明では、ソケットが有するコンタクトピンを治具の挿入孔に挿入しながらソケット上に治具を載置し、この治具を移動手段がアライメント手段に移動させ、デバイス撮像手段がその治具を撮像し、その画像情報からソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を認識する。この際、ソケットのコンタクトピンそのものを基準としてソケットに対して位置決めした治具に基づいて、ソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を認識するので、精度の良いキャリブレーションを行うことができる。
【０００９】
上記発明においては特に限定されないが、前記挿入孔は、前記ソケットが有するコンタクトピンの配列に対応するように前記治具に形成されていることが好ましい（請求項２参照）。
【００１０】
上記発明においては特に限定されないが、前記被試験電子部品に印加する温度を前記第１の温度とは異なる第２の温度に設定した状態で、前記アライメント手段に位置している前記治具を前記デバイス撮像手段が撮像する第３の撮像ステップと、前記第３の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の第２の相対位置を認識する第３の認識ステップと、をさらに備えていることが好ましい（請求項３参照）。
【００１１】
被試験電子部品に印加する温度を、第１の温度とは異なる第２の温度に設定した状態で、ソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を認識することにより、キャリブレーションに熱膨張の影響を反映させることができ、精度の高いキャリブレーションが可能となる。
【００１２】
上記発明においては特に限定されないが、前記第１及び第３の認識ステップにてそれぞれ認識された前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の第１及び第２の相対位置に基づいて、前記被試験電子部品に印加する温度を前記第１及び第２の温度とは異なる第３の温度に設定した場合における前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の第３の相対位置を演算する第１の演算ステップをさらに備えていることが好ましい（請求項４参照）。
【００１３】
被試験電子部品に印加する温度を、第１及び第２の温度とは異なる第３の温度に設定した状態における、ソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を演算することにより、キャリブレーションに熱膨張の影響をより詳細に反映させることができる。
【００１４】
上記発明においては特に限定されないが、前記被試験電子部品に印加する温度を前記第１の温度とは異なる第２の温度に設定した状態で、前記ソケットを前記ソケット撮像手段が撮像する第４の撮像ステップと、前記第４の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の第２の相対位置を認識する第４の認識ステップと、をさらに備えていることが好ましい（請求項５参照）。
【００１５】
被試験電子部品に印加する温度を、第１の温度とは異なる第２の温度に設定した状態で、ソケットに対するソケット撮像手段の相対位置を認識することにより、キャリブレーションに熱膨張の影響を反映させることができ、精度の高いキャリブレーションが可能となる。
【００１６】
上記発明においては特に限定されないが、前記第２及び前記第４の認識ステップにてそれぞれ認識された前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の第１及び第２の相対位置に基づいて、前記被試験電子部品に印加する温度を前記第１及び第２の温度とは異なる第３の温度に設定した場合における前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の第３の相対位置を演算する第２の演算ステップをさらに備えていることが好ましい（請求項６参照）。
【００１７】
被試験電子部品に印加する温度を、第１及び第２の温度とは異なる第３の温度に設定した状態における、ソケットに対するソケット撮像手段の相対位置を演算することにより、キャリブレーションに熱膨張の影響をより詳細に反映させることができる。
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ソケットを撮像するソケット撮像手段、及び、被試験電子部品を撮像するデバイス撮像手段を備えており、アライメント手段により前記被試験電子部品を前記ソケットに対して位置決めした後に、移動手段が前記被試験電子部品を前記ソケットに電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行う電子部品試験装置において、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の相対位置を較正するために用いられるキャリブレーション治具であって、前記ソケットに載置されるベース部材を備え、前記ソケットが有するコンタクトピンを挿入可能な挿入孔が、前記コンタクトピンの配列に対応するように、前記ベース部材に形成されているキャリブレーション治具が提供される（請求項７参照）。
【００１９】
本発明では、キャリブレーション用の治具を、ソケットのコンタクトピンそのものを基準としてソケットに位置決めするので、精度の良いキャリブレーションを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態における電子部品試験装置１は、ハンドラ１０、テストヘッド７０及びテスタ８０を備えており、テストヘッド７０とテスタ８０とはケーブル８１を介して接続されている。
【００２２】
ハンドラ１０は、格納部２０、ローダ部３０、テスト部４０及びアンローダ部５０から構成されており、格納部２０からローダ部３０を介してテスト部４０に被試験ＩＣデバイスを供給し、コンタクトアーム４２０がテストヘッド７０のソケット７１にＩＣデバイスを押し付けて、テスタ８０がテストヘッド７０及びケーブル８１を介してＩＣデバイスのテストを実行した後、アンローダ部５０が、試験済みのＩＣデバイスを、テスト結果に従って分類しながら格納部２０に格納する。
【００２３】
＜格納部２０＞
格納部２０は、供給トレイ用ストッカ２１、分類トレイ用ストッカ２２、空トレイ用ストッカ２３及びトレイ搬送装置２４を備えており、試験前及び試験後の被試験ＩＣデバイスを格納することが可能となっている。
【００２４】
供給トレイ用ストッカ２１は、複数の供給トレイを積層して収容しており、それぞれの供給トレイには複数の試験前のＩＣデバイスが搭載されている。本実施形態では、図１に示すように、格納部２０に２つの供給トレイ用ストッカ２１が設けられている。なお、本発明においては供給トレイ用ストッカ２１の数は特にこれに限定されない。
【００２５】
分類トレイ用ストッカ２２は、複数の分類トレイを積層して収容しており、それぞれの分類トレイには複数の試験済みのＩＣデバイスが搭載されている。本実施形態では、図１に示すように、格納部２０に４つの分類トレイ用ストッカ２２が設けられている。分類トレイ用ストッカ２２を４つ設けることにより、試験結果に応じて、最大４つの分類にＩＣデバイスを仕分けして格納することが可能となっている。つまり、良品と不良品の分類のみではなく、良品の中でも動作速度が高速なもの、中速なもの、低速なもの、或いは、不良の中でも再試験が必要なもの等に仕分けすることが可能となっている。なお、本発明においては分類トレイ用ストッカの数は特にこれに限定されない。
【００２６】
空トレイ用ストッカ２３は、複数の空トレイを積層して収容している。それぞれの空トレイは、供給トレイ上に搭載された全てのＩＣデバイスがローダ部３０に供給されて空となったトレイである。
【００２７】
なお、供給トレイ、分類トレイ及び空トレイは、特に図示しないが、いずれもＩＣデバイスを収容可能な凹部が複数形成された同一形状のトレイであり、本実施形態では、便宜上、試験前のＩＣデバイスを搭載したトレイを供給トレイと称し、試験済みのＩＣデバイスを搭載したトレイを分類トレイと称し、ＩＣデバイスを搭載していないトレイを空トレイと称している。
【００２８】
各ストッカ２１〜２３には、特に図示しないが、Ｚ軸方向に沿って移動可能なエレベータが設けられており、積層した状態の複数のトレイを昇降させることが可能となっている。
【００２９】
トレイ搬送装置２４は、図１に示すように、支持レール２４１、可動ヘッド２４２及び吸着ヘッド２４３から構成されており、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿ってトレイを移動させることが可能となっている。このトレイ搬送装置２４は、供給トレイ用ストッカ２１、空トレイ用ストッカ２３及び分類トレイ用ストッカ２２を包含する動作範囲を有している。
【００３０】
支持レール２４１は、ハンドラ１０の基台１１上にＸ軸方向に沿って設けられている。可動ヘッド２４２は、この支持レール２４１にＸ軸方向に沿って移動可能に支持されている。４つの吸着パッド２４３は、可動ヘッド２４２に下向きに装着されており、特に図示しないアクチュエータによりＺ軸方向に沿って移動可能となっている。
【００３１】
トレイ搬送装置２４は、全ての試験前のＩＣデバイスをローダ部３０に供給して空となった空トレイを供給トレイ用ストッカ２１から空トレイ用ストッカ２３に移動させる。また、トレイ搬送装置２４は、分類トレイが試験済みのＩＣデバイスで満杯となった場合に、空トレイ用ストッカ２３から分類トレイ用ストッカ２２に空トレイを移送する。
【００３２】
＜ローダ部３０＞
ローダ部３０は、第１のデバイス搬送装置３１、ヒートプレート３２及び２つの第１のバッファ部３３を備えており、格納部２０から試験前のＩＣデバイスを取り出し、所定の熱ストレスを印加した後にテスト部３０に供給することが可能となっている。
【００３３】
第１のデバイス搬送装置３１は、図１に示すように、支持レール３１１、可動レール３１２、可動ヘッド３１３及び吸着パッド３１４から構成されており、４つのＩＣデバイスをＸ−Ｙ−Ｚ軸方向に沿って移動させることが可能となっている。この第１のデバイス搬送装置３１は、供給トレイ用ストッカ２１、ヒートプレート３２及び第１のバッファ部３３を包含する動作範囲を有している。
【００３４】
支持レール３１１は、ハンドラ１０の基台１１上にＹ軸方向に沿って設けられている。可動レール３１２は、２本の支持レール３１１の間にＹ軸方向に沿って移動可能に支持されている。可動ヘッド３１３は、可動レール３１２にＸ軸方向に沿って移動可能に設けられている。吸着パッド３１４は、可動ヘッド３１３に下向きに装着されており、特に図示しないアクチュエータによりＺ軸方向に沿って移動可能となっている。
【００３５】
この第１のデバイス搬送装置３１は、供給トレイ用ストッカ２１の供給トレイからヒートプレート３２に一度に４つのＩＣデバイスを搬送し、ヒートプレート３２にてＩＣデバイスに所定の熱ストレスが印加された後、さらにそのＩＣデバイスをヒートプレート３２から第１のバッファ部３３に移動させる。
【００３６】
ヒートプレート３２は、例えば下部に発熱源（不図示）を有する金属製プレートであり、試験前のＩＣデバイスに所定の熱ストレスを印加することが可能となっている。このヒートプレート３２の上部表面には、ＩＣデバイスを収容可能な複数の凹部３２１が形成されている。
【００３７】
第１のバッファ部３３は、図１に示すように、アクチュエータ３３１と可動ヘッド３３２から構成されており、ＩＣデバイスをローダ部３０の領域からテスト部４０の領域に移動させることが可能となっている。
【００３８】
アクチュエータ３３１は、ハンドラ１０の基台１１上にＸ軸方向に沿って伸縮可能に設けられている。可動ヘッド３３２は、アクチュエータ３３１の駆動軸の先端部に固定されている。可動ヘッド３３２の上面には、ＩＣデバイスを収容可能な４つの凹部３３３が形成されている。
【００３９】
この第１のバッファ部３３は、第１のデバイス搬送装置３１により可動ヘッド３３２の各凹部３３３に４つのＩＣデバイスが落とし込まれると、アクチュエータ３３１を伸長させて、ローダ部３０の領域からテスト部４０の領域に４つのＩＣデバイスを一度に移動させる。
【００４０】
＜テスト部４０＞
テスト部４０は、デバイス移動装置４１と４つのアライメント装置４３を備えており、画像処理技術を用いて試験前のＩＣデバイスをソケット７１に対して高精度に位置決めした後に、テストヘッド７０のソケット７１にＩＣデバイスを押し付けることが可能となっている。
【００４１】
図２に示すように、テスト部４０の下部に空間１２が形成されており、この空間１２にテストヘッド７０が挿入され、テスト部４０の下方にテストヘッド７０が位置している。
【００４２】
図２及び図３に示すように、テスト部４０におけるハンドラ１０の基板１１には開口１１ａが形成されている。また、テストヘッド７０の上部には、４つのソケット７１が装着されている。各ソケット７１は、図４に示すように、ＩＣデバイスの入出力端子に対応するように配置された多数のコンタクトピン７２２を備えている。そして、テストヘッド７０上部に装着されたソケット７１が、開口１１ａを介してハンドラ１０の内部に臨んでいる。
【００４３】
デバイス移動装置４１は、支持レール４１１、可動レール４１２及び可動ヘッド４１３から構成されており、ＩＣデバイスをＸ−Ｙ−Ｚ軸方向に沿って移動させることが可能となっている。このデバイス移動装置４１は、開口１１ａを介してハンドラ１０内部を臨んでいるソケット７１とアライメント装置４３とを包含する動作範囲を有している。
【００４４】
支持レール４１１は、ハンドラ１０の基台１１上にＹ軸方向に沿って設けられている。可動レール４１２は、２本の支持レール４１１の間にＹ軸方向に沿って移動可能に支持されている。可動ヘッド４１３は、可動レール４１２にＸ軸方向に沿って移動可能に支持されている。
【００４５】
なお、図１に示すように、本実施形態では、２本の支持レール４１１の間に２つの可動レール４１２が独立して移動可能に支持されている。そのため、一方の可動レール４１２がアライメント装置４３に移動してＩＣデバイスの位置のアライメントを行っている間に、他方の可動レール４１２がソケット７１上に移動してＩＣデバイスのテストを行うことが可能となっている。
【００４６】
可動ヘッド４１３は、図５に示すように、ソケットカメラ４１４、アクチュエータ４１５及び４つのコンタクトアーム４２０を備えている。４つのコンタクトアーム４２０は、テストヘッド７０に設けられた４つのソケット７１の配列に対応するように、可動ヘッド４１３に下向きに装着されている。なお、図５では、便宜上、一つのコンタクトアーム４２０しか図示していないが、実際には図１に示すように、２行２列の配列で４つのコンタクトアーム４２０がアクチュエータ４１５の駆動軸の先端に装着されている。
【００４７】
ソケットカメラ４１４は、カメラ支持部材４１６を介して可動レール４１２に下向きに固定された例えばＣＣＤカメラであり、テストヘッド７０のソケット７１を撮像することが可能となっている。このソケットカメラ４１４は、ソケット７１の位置及び姿勢を認識するために使用される。
【００４８】
アクチュエータ４１５は、Ｚ軸方向に沿って伸縮可能なように可動レール４１２に固定されており、駆動軸の先端に４つのコンタクトアーム４２０が装着されている。
【００４９】
各コンタクトアーム４２０は、固定側コンタクトアーム４２１、ロックアンドフリー機構４２２及び把持側コンタクトアーム４２３から構成されている。
【００５０】
固定側コンタクトアーム４２１は、その上端でアクチュエータ４１５の駆動軸に固定されており、その下端で、ロックアンドフリー機構４２２を介して、把持側コンタクトアーム４２３に連結されている。
【００５１】
ロックアンドフリー機構４２２は、特に図示しないが、加圧エアを利用して、固定側コンタクトアーム４２１に対する把持側コンタクトアーム４２３のＸＹ平面に沿った相対移動及びＺ軸を中心とした相対的な回転を拘束したり、非拘束とすることが可能となっている。また、このロックアンドフリー機構４２２は、固定側コンタクトアーム４２１の中心軸と把持側コンタクトアーム４２３の中心軸とを一致させるセンタリング機能も備えている。
【００５２】
把持側コンタクトアーム４２３は、その下端にＩＣデバイスを吸着保持するための吸着パッド４２４が設けられていると共に、その周囲を覆うように環状の当接部材４２５が設けられている。
【００５３】
また、把持側コンタクトアーム４２３の内部に、ヒータ４２６及び温度センサ４２７が埋め込まれている。把持側コンタクトアーム４２３の温度を温度センサ４２７により検出することでＩＣデバイスの温度を間接的に測定し、この測定値に基づいてヒータ４２６のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことにより、ヒートプレート３２にて印加された熱ストレスを維持することができる。
【００５４】
アライメント装置４３は、図５に示すように、ステージ４３１、ミラー４３３及びデバイスカメラ４３４を備えており、ステージ４３１に当接している把持側コンタクトアーム４２３の位置や姿勢のアライメントを行うことで、ＩＣデバイスをソケット７１に対して高精度に位置決めすることが可能となっている。なお、本実施形態では、デバイス移動装置４１が２つの可動ヘッド４１３を備えていることに対応して、図１に示すように、２組合計４個のアライメント装置４３が設けられている。
【００５５】
ステージ４３１は、特に図示しないモータ機構により、ＸＹ平面に沿った移動及びＺ軸を中心とした回転が可能となっている。また、ステージ４３１の略中央部には、ＩＣデバイスが通過可能であり且つ環状の当接部材４２５が当接可能な内径を有する開口４３２が形成されている。
【００５６】
そして、ロックアンドフリー機構４２２が非拘束な状態において、把持側コンタクトアーム４２３がステージ４３１に当接して、ステージ４３１が移動した際に把持側コンタクトアーム４２３がその動きに追従することで、把持側コンタクトアーム４２３に保持されているＩＣデバイスの位置がアライメントされるようになっている。
【００５７】
デバイスカメラ４３４は、ＸＹ平面に沿って横置きに設置された例えばＣＣＤカメラであり、ミラー４３３及びステージ４３１の開口４３２を介して、把持側コンタクトアーム４２３に吸着保持されているＩＣデバイスを撮像することが可能となっている。このデバイスカメラ４３４は、ＩＣデバイスをソケット７１に押し付ける前にソケット７１に対してＩＣデバイスを位置決めするために、テストの前に毎回使用される。
【００５８】
このデバイスカメラ４３４と先述のソケットカメラ４１４は、図６に示すように、画像処理装置４４に接続されており、撮像した画像情報を画像処理装置４４に送信することが可能となっている。
【００５９】
画像処理装置４４は、特に図示しない画像処理プロセッサやＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されており、ＩＣデバイスのテストに際して、デバイスカメラ４３４により撮像された画像情報に対して画像処理を行い、把持側コンタクトアーム４２３に吸着保持されているＩＣデバイスの位置及び姿勢を認識することが可能となっている。さらに、画像処理装置４４は、認識したＩＣデバイスの位置及び姿勢を、予め設定されたソケット７１の位置及び姿勢に相対的に一致させるのに必要なアライメント量を算出し、このアライメント量をアライメント装置４３の制御装置４３５に送信する。アライメント装置４３の制御装置４３５は、そのアライメント量に基づいて、アライメント装置４３のモータ機構（不図示）を制御して、ＩＣデバイスの位置や姿勢のアライメントを行う。
【００６０】
さらに、本実施形態における画像処理装置４４は、カメラ４１４、４３４により撮像された画像情報に対して画像処理を行ってソケット７１やＩＣデバイスの位置や姿勢を抽出することが可能な抽出部４４１と、抽出部４４１の抽出結果に基づいてソケット７１に対するカメラ４１４、４３４の相対的な位置を認識することが可能な認識部４４２と、ＩＣデバイスへの印加温度の変化量に応じた、ソケット７１に対するカメラ４１４、４３４の相対位置の変化量を演算する演算部４４４と、を備えている。これら抽出部４４１、認識部４４２及び演算部４４３を用いてＩＣデバイスの品種交換時に行われるキャリブレーション方法については後に詳述する。
【００６１】
なお、電子部品試験装置１の設置時や起動時に、ソケットカメラ４１４とデバイスカメラ４３４とが共通で使用する基準座標系を設定する基準キャリブレーションを行っても良い。この基準キャリブレーションは、例えば、透明のボードに座標軸が印刷されたゲージを、ソケットカメラ４１４及びデバイスカメラ４３４でそれぞれ撮像することにより実施される。
【００６２】
＜アンローダ部５０＞
アンローダ部５０は、図１に示すように、２つの第２のバッファ部５１と第２のデバイス搬送装置５２を備えており、テスト部４０から試験済みのＩＣデバイスを搬出して、それらＩＣデバイスを試験結果に応じて仕分けしながら格納部２０に移動させることが可能となっている。
【００６３】
第２のバッファ部５１は、第１のバッファ部３３と同様に、アクチュエータ５１１と可動ヘッド５１２から構成されており、ＩＣデバイスをテスト部４０の領域からアンローダ部５０の領域に移動させることが可能となっている。
【００６４】
アクチュエータ５１１は、ハンドラ１０の基台１１上にＸ軸方向に沿って伸縮可能に設けられている。可動ヘッド５１２は、アクチュエータ５１１の駆動軸の先端に固定されている。可動ヘッド５１２の上面には、ＩＣデバイスを収容可能な４つの凹部５１３が形成されている。
【００６５】
この第２のバッファ部５１は、デバイス移動装置４１により可動ヘッド５１２の各凹部５１３に４つのＩＣデバイスが落とし込まれると、アクチュエータ５１１を短縮させて、テスト部４０の領域からアンローダ部５０の領域に４つのＩＣデバイスを一度に移動させる。
【００６６】
第２のデバイス搬送装置５２は、第１のデバイス搬送装置３１と同様に、支持レール５２１、可動レール５２２、可動ヘッド５２３及び吸着パッド５２４から構成されており、４つのＩＣデバイスをＸ−Ｙ−Ｚ軸方向に沿って移動させることが可能となっている。この第２のデバイス搬送装置５２は、第２のバッファ部５１及び４つの分類トレイ用ストッカ２２を包含する動作範囲を有している。
【００６７】
支持レール５２１は、ハンドラ１０の基台１１上にＹ軸方向に沿って設けられている。可動レール５２２は、２本の支持レール５２１の間にＹ軸方向に沿って移動可能に支持されている。可動ヘッド５２３は、可動レール５２２にＸ軸方向に沿って移動可能に設けられている。吸着パッド５２４は、可動ヘッド５２３に下向きに装着されており、特に図示しないアクチュエータによりＺ軸方向に沿って移動可能となっている。
【００６８】
この第２のデバイス搬送装置５２は、試験済みのＩＣデバイスを第２のバッファ部５１から試験結果に応じた分類トレイ用ストッカ２２の分類トレイに移動させる。
【００６９】
以下に、図７を参照しながら、本実施形態に係る電子部品試験装置１によりＩＣデバイスの位置のアライメント方法について概説する。
【００７０】
格納部２０からローダ部３０を介してテスト部４０に供給されたＩＣデバイスを、デバイス移動装置４１のコンタクトアーム４２０が吸着保持してアライメント装置４３のステージ４３１に移動させる。そして、把持側コンタクトアーム４２３をステージ４３１に当接させた状態で、開口４３２を介して、把持側コンタクトアーム４２３に把持されたＩＣデバイスをデバイスカメラ４３４が撮像し、その画像情報を画像処理装置４４に送信する（ステップＳ２００）。画像処理装置４４は、その画像情報に画像処理を施して、ＩＣデバイスの位置及び姿勢を算出する（ステップＳ２１０）。
【００７１】
次いで、ステップＳ２１０で算出されたＩＣデバイスの位置及び姿勢を、予め認識されているソケット７１の位置及び姿勢と比較する（ステップＳ２２０）。この比較において、ＩＣデバイスの位置及び姿勢がソケット７１の位置及び姿勢に相対的に一致している場合（ステップＳ２２０にてＹＥＳ）には、ＩＣデバイスの位置及び姿勢のアライメントは終了する。
【００７２】
ステップＳ２２０においてＩＣデバイスの位置及び姿勢とソケット７１の位置及び姿勢が相対的に一致していない場合（ステップＳ２２０にてＮＯ）には、画像処理装置４４は、ＩＣデバイスの位置及び姿勢をソケット７１の位置及び姿勢に相対的に一致させるようなアライメント量を算出する（ステップＳ２３０）。
【００７３】
次に、ロックアンドフリー機構４２２が、固定側コンタクトアーム４２１に対して把持側コンタクトアーム４２３の相対移動のロックを解除し（ステップＳ２４０）、アライメント装置４３のステージ４３１がアライメント量を移動して、この移動動作に把持側コンタクトアーム４２３が追従することにより、ＩＣデバイスの位置及び姿勢のアライメントが行われる（ステップＳ２５０）。
【００７４】
次に、画像処理装置４４は、ＩＣデバイスの位置及び姿勢と、予め設定されているソケット７１の位置及び姿勢とを再度比較し（ステップＳ２６０）、これらが相対的に一致していない場合（ステップＳ２６０にてＮＯ）には、ステップＳ２３０に戻って必要なアライメント量の算出を行う。
【００７５】
ステップＳ２６０の比較において、ＩＣデバイスの位置及び姿勢と、ソケットの位置及び姿勢が相対的に一致している場合（ステップＳ２６０にてＹＥＳ）には、ロックアンドフリー機構４２２が、固定側コンタクトアーム４２１に対する把持側コンタクトアーム４２３の相対移動をロックする（ステップＳ２７０）。
【００７６】
以上のＩＣデバイスの位置及び姿勢のアライメント処理が終了したら、デバイス移動装置４１は、ＩＣデバイスをソケット７１に移動させ、ＩＣデバイスをソケット７１に押し付けて、ＩＣデバイスの入出力端子とソケット７１のコンタクトピン７２とを電気的に接触させ、この状態でケーブル８１及びテストヘッド７０を介して、テスタ８０がＩＣデバイスのテストを実行する。
【００７７】
以下に、本実施形態に係るキャリブレーション方法について説明する。
【００７８】
先ず、そのキャリブレーションに用いられるキャリブレーション治具６０の構成について説明する。
【００７９】
キャリブレーション治具６０は、ＩＣデバイスの品種交換等に伴ってソケット７１が交換された場合に、ソケット７１に対してデバイスカメラ４３４の相対位置を較正するキャリブレーションに用いられる治具である。
【００８０】
このキャリブレーション治具６０は、図８及び図９に示すように、ソケット７１に載置されるベース部材６１を備えている。ベース部材６１を構成する材料としては、液晶プラスティック（ＬＣＰ：Liquid Crystal Plastic）等の耐熱性に優れた合成樹脂材料を挙げることができる。
【００８１】
このベース部材６１には、多数の挿入孔６２が形成されている。各挿入孔６２は、ソケット７１のコンタクトピン７２の外径よりも１０μｍ程度大きな内径を有しており、コンタクトピン７２を挿入可能となっている。この多数の挿入孔６２は、ソケット７１におけるコンタクトピン７２の配列に対応するようにベース部材６１に配置されている。
【００８２】
なお、ベース部材６１に挿入孔６２を形成する際には、ソケット７１のコンタクトピン７２との高い一致性が要求されるので、ソケット７１の製造工程でベース部材６１を加工して挿入孔６２を形成することが好ましい。
【００８３】
次に、図１０を参照しながら本実施形態に係るキャリブレーション方法について説明する。
【００８４】
本実施形態における電子部品試験装置１では、ローダ部３０に設けられたヒートプレート３２やコンタクトアーム４２０にヒータ４２６が埋め込まれているため、ＩＣデバイスに例えば常温〜＋１２５℃程度の熱ストレスを印加した状態で、ＩＣデバイスのテストを実行することが可能となっている。そのため、ＩＣデバイスに印加した熱ストレスにより、コンタクトアーム等の電子部品試験装置の機械要素に熱膨張が生じて、ソケット７１に対するカメラ４１４、４３４の相対位置に誤差が生じる場合がある。
【００８５】
そこで、本実施形態では、ＩＣデバイスの品種交換時に、先ず、ＩＣデバイスに印加する温度を２５℃に設定した状態で、以下に説明するステップＳ１０１〜Ｓ１０８までのキャリブレーション処理を行って、ソケット７１に対するカメラ４１４、４３４の基準となる相対位置を設定する。
【００８６】
印加温度２５℃でのキャリブレーションでは、先ず、作業者がテストヘッド７０のソケット７１に治具６０を載置する（ステップＳ１０１）。この際、治具６０の各挿入孔６２に、ソケット７１のコンタクトピン７２がそれぞれ挿入されることにより、治具６０がソケット７１に対して高精度に位置決めされる。
【００８７】
次に、デバイス移動装置４１が、ソケット７１からアライメント装置４３のステージ４３１に治具６０を移動させ（ステップＳ１０２）、把持側コンタクトアーム４２３をステージ４３１に当接させた状態でデバイスカメラ４３４が治具６０を撮像する（ステップＳ１０３）。
【００８８】
次に、デバイス移動装置４１は、治具６０がソケット７１に載っていない状態で、ソケットカメラ４１４をソケット６１上に移動させて（ステップＳ１０４）、ソケットカメラ４１４がソケット７１を撮像する（ステップＳ１０５）。
【００８９】
画像処理装置４４の抽出部４４１は、ステップＳ１０３にてデバイスカメラ４４により撮像された画像情報に対して画像処理を行って、治具６０に形成された各挿入孔６２の位置及び配列に基づいて、画像情報における治具６０の位置及び姿勢を抽出する。この位置及び姿勢に基づいて、認識部４４２がソケット７１に対するデバイスカメラ４３４の相対的な位置及び姿勢を認識する（ステップＳ１０６）。
【００９０】
次いで、画像処理装置４４の抽出部４４１は、ステップＳ１０５にてソケットカメラ４１４により撮像された画像情報に対して画像処理を行って、ソケット７１に設けられた各コンタクトピンの位置及び配列に基づいて、画像情報におけるソケット７１の位置及び姿勢を抽出する。この位置及び姿勢に基づいて、認識部４４２がソケット７１に対するソケットカメラ４１４の相対的な位置及び姿勢を認識する（ステップＳ１０７）。
【００９１】
ステップＳ４０にて認識されたソケット７１に対するデバイスカメラ４３４の相対位置に基づいて、図７のステップＳ２２０やステップＳ２６０にて用いられるソケット７１の位置及び姿勢が設定される。
【００９２】
さらに、本実施形態では、ＩＣデバイスに印加する温度を５０℃、７５℃、１００℃及び１２５℃にそれぞれ設定した状態でも、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７のキャリブレーション処理を順次実施して、各印加温度におけるソケット７１に対するカメラ４１４、４３４の相対的な位置及び姿勢を認識する（ステップＳ１１０〜Ｓ１４０）。
【００９３】
次いで、画像処理装置４４の演算部４４３は、ステップＳ１００〜Ｓ１４０における認識結果に基づいて、ＩＣデバイスへの印加温度の変化量に応じた、ソケット７１に対するカメラ４１４、４３４の相対位置の変化量を演算する（ステップＳ１５０）。
【００９４】
具体的には、ステップＳ１００にて認識された印加温度２５℃における相対位置を基準として、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０にてそれぞれ認識された相対位置の基準に対する差分を算出することにより、印加温度に応じた相対位置の変化量を演算して記憶しておく。
【００９５】
以上のステップＳ１００〜Ｓ１５０を経てキャリブレーション処理が終了する。実際の試験において、ＩＣデバイスの印加温度を２５℃に設定した場合には、図１０のステップＳ１００にて認識されたソケット７１に対するカメラ４１４、４３４の相対位置に基づいてデバイス移動装置４１やアライメント装置４３が駆動する。
【００９６】
これに対し、ＩＣデバイスの印加温度を５０℃、７５℃、１００℃又は１２５℃に変更した場合には、画像処理装置４４に記憶されている印加温度に応じた相対位置の変化量を呼び出して、その変化量に基づいてコンタクトアーム４２０の位置やステージ４３１のアライメント量を調整する。
【００９７】
さらに、ＩＣデバイスの印加温度を例えば８０℃に設定した場合には、画像処理装置４４は、印加温度７５℃設定時の変化量と、印加温度１００℃設定時の変化量と、から直線補完等の手法を用いて、印加温度を８０℃に設定した場合の相対位置の変化量を算出して、この変化量に基づいてコンタクトアーム４２０の位置やステージ４３１のアライメント量を調整する。
【００９８】
以上のように、本実施形態では、ソケット７１のコンタクトピン７２そのものを基準としてソケット７１に対して位置決めしたキャリブレーション治具６０に基づいて、ソケット７１に対するデバイスカメラ４３４の相対位置を認識するので、精度の良いキャリブレーションを行うことができる。
【００９９】
また、本実施形態では、ＩＣデバイスへの印加温度を２５℃に設定した場合の相対位置に加えて、印加温度を５０℃、７５℃、１００℃及び１２５℃に設定してキャリブレーションを行って、温度変化に応じた相対位置の補正量を算出するので、キャリブレーションに熱膨張の影響を反映させることができ、より精度の良いキャリブレーションを行うことができる。
【０１００】
なお、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、上記の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。
【０１０１】
上述の実施形態では、ＩＣデバイスの品種交換の度に、印加温度を変えて複数回キャリブレーションを実行するように説明したが、本発明においては特にこれに限定されない。例えば、電子部品試験装置１の設置時や起動時に、印加温度２５℃、５０℃、７５℃、１００℃及び１２５℃に設定してキャリブレーションを行って、温度変化に応じた相対位置の変化量を予め把握しておき、ＩＣデバイスの品種交換時には印加温度２５℃のキャリブレーションのみを実行しても良く、これにより、キャリブレーション時間を短縮することができる。
【０１０２】
また、上述の実施形態では、キャリブレーションを行う印加温度として、２５℃から２５℃刻みに合計５パターンを設定したが、本発明においては特にこれに限定されない。例えば、２５℃から１０℃刻みに合計１１パターンを設定しても良い。キャリブレーションのパターン数を多くする程、熱膨張の影響をキャリブレーションに正確に反映することができる。
【０１０３】
また、本実施形態では、ＩＣデバイスの印加温度を２５℃〜１２５℃と説明したが、本発明においては特にこれに限定されず、ＩＣデバイスに低温を印加する場合にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。
【図３】図３は、図２のIII部の拡大図である。
【図４】図４は、ソケットを上部から見た平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態におけるコンタクトアーム及びアライメント装置の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態における画像処理装置及びその周辺の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態におけるＩＣデバイスの位置のアライメント方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係るキャリブレーション治具を示す平面図である。
【図９】図９は、図８のIX-IX線に沿った断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係るキャリブレーション方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係るキャリブレーション治具をソケットに載置した状態を示す部分平面図である。
【図１２】図１２は、図１１のXII-XII線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…電子部品試験装置
１０…ハンドラ
４０…テスト部
４１…デバイス移動装置
４１４…ソケットカメラ
４２０…コンタクトアーム
４３…アライメント装置
４３１…ステージ
４３４…デバイスカメラ
４４…画像処理装置
６０…キャリブレーション治具
６１…ベース部材
６２…挿入穴
７０…テストヘッド
７１…ソケット
７２…コンタクトピン
【図１】
2007333697.tif 000003
【図２】
2007333697.tif 000004
【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】
2007333697.tif 000009
【図８】
2007333697.tif 000010
【図９】
2007333697.tif 000011
【図１０】
2007333697.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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