(57)【要約】【課題】被試験電子部品とテストヘッドのコンタクト部とのミスコンタクトを防止することが可能な電子部品試験装置を提供することを目的とする。【解決手段】電子部品試験装置１は、ＩＣデバイスを保持するコンタクトアーム４２０と、コンタクトアーム４２０を移動させる移動装置と、コンタクトアーム４２０に保持されたＩＣデバイスの、ソケット５０に対する相対位置を認識する位置認識手段と、位置認識手段により認識されたＩＣデバイスの相対位置に基づいてコンタクトアーム４２０の位置を補正する位置補正手段と、位置認識手段によるＩＣデバイスの相対位置の認識の際に、コンタクトアーム４２０を装置基台１１に拘束するための位置決めシャフト４１４及び嵌合部材４３６と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験電子部品を保持してテストヘッドのコンタクト部に前記被試験電子部品を接触させるコンタクトアームと、
装置基台側に設けられて前記コンタクトアームを移動させる移動手段と、を備えた電子部品試験装置であって、
前記コンタクトアームに保持された前記被試験電子部品の、前記コンタクト部に対する相対位置を認識する位置認識手段と、
前記位置認識手段により認識された前記被試験電子部品の相対位置に基づいて、前記被試験電子部品を保持した前記コンタクトアームの位置を補正する位置補正手段と、
前記位置認識手段による前記被試験電子部品の相対位置の認識の際に、前記コンタクトアームを前記装置基台に拘束する第１の拘束手段と、をさらに備えた電子部品試験装置。
【請求項２】
前記テストヘッドの前記コンタクト部に前記被試験電子部品を接触させる際に、前記コンタクトアームを前記テストヘッドに拘束する第２の拘束手段を更に備えた請求項１に記載の電子部品試験装置。
【請求項３】
被試験電子部品を保持してテストヘッドのコンタクト部に前記被試験電子部品を接触させるコンタクトアームと、
装置基台側に設けられて前記コンタクトアームを移動させる移動手段と、を備え、
前記コンタクトアームは、
前記移動手段に固定された固定側アームと、
前記被試験電子部品を保持し、前記固定側アームに相対移動可能に連結された保持側アームと、を有する電子部品試験装置であって、
前記保持側アームに保持された前記被試験電子部品の、前記コンタクト部に対する相対位置を認識する位置認識手段と、
前記位置認識手段により認識された前記被試験電子部品の相対位置に基づいて、前記被試験電子部品を保持した前記保持側アームの位置を補正する位置補正手段と、
前記位置補正手段による前記保持側アームの位置補正の際に、前記固定側アームを前記装置基台に拘束する第１の拘束手段と、をさらに備えた電子部品試験装置。
【請求項４】
前記テストヘッドの前記コンタクト部に前記被試験電子部品を接触させる際に、前記固定側アームを前記テストヘッドに拘束する第２の拘束手段を更に備えた請求項３に記載の電子部品試験装置。
【請求項５】
前記第１及び／又は第２の拘束手段は、少なくとも前記コンタクト部に実質的に平行なＸ−Ｙ平面における前記固定側アームの平面運動を拘束する請求項４に記載の電子部品試験装置。
【請求項６】
前記コンタクトアームは、前記保持側アームと前記固定側アームの間に、コンタクト部に実質的に平行なＸ−Ｙ平面における、前記固定側アームに対する前記保持側アームの平面運動を拘束又は非拘束とするロックアンドフリー機構をさらに有する請求項３〜５のいずれかに記載の電子部品試験装置。
【請求項７】
前記第１の拘束手段は、
前記コンタクトアーム側に設けられた第１の凸状又は凹状部材と、
前記装置基台側に設けられた第２の凹状又は凸状部材と、から構成され、
前記第１の凸状又は凹状部材が、前記第２の凹状又は凸状部材に嵌合することで前記コンタクトアームが前記装置基台に拘束される請求項１〜６のいずれかに記載の電子部品試験装置。
【請求項８】
前記第１の凸状又は凹状部材の外周面又は内周面、及び、前記第２の凹状又は凸状部材の内周面又は外周面は、それぞれテーパ状である請求項７に記載の電子部品試験装置。
【請求項９】
前記第２の拘束手段は、
前記第１の凸状又は凹状部材と、
前記テストヘッド側に設けられた第３の凹状又は凸状部材と、から構成され、
前記第３の凹状又は凸状部材は、前記第２の凹状又は凸状部材と同一形状である請求項７又は８に記載の電子部品試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路素子などの各種電子部品（以下、代表的にＩＣデバイスとも称する。）をテストするための電子部品試験装置に関する。
【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、トレイに収納した多数の被試験電子部品（以下、ＩＣデバイスとも称する。）をハンドラ内に搬送し、各ＩＣデバイスをテストヘッドのコンタクト部（以下、ソケットとも称する。）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。）に試験を行わせる。そして、試験が終了すると各ＩＣデバイスをテストヘッドから追い出し、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】
こうしたハンドラを用いてＩＣデバイスの試験を行う場合に、ＩＣデバイスが小さかったり入出力端子のピッチが狭いと、テスト時にＩＣデバイスとテストヘッドのコンタクト部との接触が正確に行われず、しばしばテストを適切に行えないことがある。そこで、ＩＣデバイスとテストヘッド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ＩＣデバイスをコンタクト部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。
【０００４】
具体的には、撮像手段によりコンタクトアームに保持されたＩＣデバイスを撮像し、撮像された画像情報に基づき、位置認識手段がコンタクトアームに保持されたＩＣデバイスのコンタクト部に対する相対位置を認識し、前記認識に基づいてコンタクトアーム位置補正手段がコンタクトアームの位置の補正を行うことにより、ＩＣデバイスとコンタクト部との正確な接触を達成する電子部品試験装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような電子部品試験装置では、作業の効率化のため、複数のコンタクトアームが相互に独立して移動可能となっており、例えば、一方のコンタクトアームが試験を行っている間に、他方のコンタクトアームの位置の補正を行う場合がある。
【０００６】
しかしながら、このような２つのコンタクトアームを用いる電子部品試験装置においては、一方のコンタクトアームの位置補正時に、当該コンタクトアームが他方のコンタクトアームの動作により振動を受け、補正に誤差が生じる恐れがある。また、電子部品試験装置では、コンタクトアームの動作による振動の影響以外にも、コンタクトアームの位置補正時に同時に動作する、トレイを搬送するトレイ搬送装置や、ＩＣデバイスを搬送するデバイス搬送装置などの動作により位置補正中のコンタクトアームが振動を受けることもある。
【０００７】
このような振動の影響によりコンタクトアームの位置補正に誤差が生じることで、試験時にＩＣデバイスとテストヘッドのコンタクト部とが適切に接触することができない場合がある。
【特許文献１】国際公開第０３／０７５０２３号パンフレット
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、被試験電子部品とテストヘッドのコンタクト部とのミスコンタクトを防止することが可能な電子部品試験装置を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品を保持してテストヘッドのコンタクト部に前記被試験電子部品を接触させるコンタクトアームと、装置基台側に設けられて前記コンタクトアームを移動させる移動手段と、を備えた電子部品試験装置であって、前記コンタクトアームに保持された前記被試験電子部品の、前記コンタクト部に対する相対位置を認識する位置認識手段と、前記位置認識手段により認識された前記被試験電子部品の相対位置に基づいて、前記被試験電子部品を保持した前記コンタクトアームの位置を補正する位置補正手段と、前記位置認識手段による前記被試験電子部品の相対位置の認識の際に、前記コンタクトアームを前記装置基台に拘束する第１の拘束手段と、をさらに備えた電子部品試験装置が提供される（請求項１参照）。
【００１０】
本発明では、被試験電子部品の相対位置を認識する位置認識手段、コンタクトアームの位置を補正する位置補正手段、及び、コンタクトアームを装置基台に拘束する第１の拘束手段、を電子部品試験装置に設ける。
【００１１】
そして、位置認識手段によりコンタクト部に対する被試験電子部品の相対位置を認識し、認識された被試験電子部品の相対位置に基づいて、位置補正手段がコンタクトアームの位置を、テスト時に被試験電子部品がテストヘッドのコンタクト部に正確に接触するように補正する。
【００１２】
また、相対位置の認識中に位置補正を受けるコンタクトアームが他の部分の動作により生じる振動の影響を受けて位置がずれないように、第１の拘束手段がコンタクトアームを装置基台に拘束する。これにより、振動による影響を抑え、正確な位置補正が可能となり、ＩＣデバイスとテストヘッドのコンタクト部とのミスコンタクトを防止することが可能となる。
【００１３】
上記発明においては特に限定されないが、前記テストヘッドの前記コンタクト部に前記被試験電子部品を接触させる際に、前記コンタクトアームを前記テストヘッドに拘束する第２の拘束手段を更に備えることが好ましい（請求項２参照）。
【００１４】
コンタクトアームが被試験電子部品をテストヘッドのコンタクト部に接触させて試験を行う際、第２の拘束手段があることにより、被試験電子部品が、試験中ずっとテストヘッドに拘束されることになる。そのため、振動による影響が抑えられ、被試験電子部品がコンタクト部の所定の位置でコンタクト部と正確に接触した状態が保たれる。これにより、被試験電子部品とコンタクト部とのミスコンタクトを防止することができる。
【００１５】
（２）上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品を保持してテストヘッドのコンタクト部に前記被試験電子部品を接触させるコンタクトアームと、装置基台側に設けられて前記コンタクトアームを移動させる移動手段と、を備え、前記コンタクトアームは、前記移動手段に固定された固定側アームと、前記被試験電子部品を保持し、前記固定側アームに相対移動可能に連結された保持側アームと、を有する電子部品試験装置であって、前記保持側アームに保持された前記被試験電子部品の、前記コンタクト部に対する相対位置を認識する位置認識手段と、前記位置認識手段により認識された前記被試験電子部品の相対位置に基づいて、前記被試験電子部品を保持した前記保持側アームの位置を補正する位置補正手段と、前記位置補正手段による前記保持側アームの位置補正の際に、前記固定側アームを前記装置基台に拘束する第１の拘束手段と、をさらに備えた電子部品試験装置が提供される（請求項３参照）。
【００１６】
本発明では、保持側アームに保持された被試験電子部品の相対位置を認識する位置認識手段、保持側アームの位置を補正する位置補正手段、及び、固定側アームを装置基台に拘束する第１の拘束手段、を電子部品試験装置に設ける。
【００１７】
そして、位置認識手段により、保持側アームに保持された被試験電子部品の、コンタクト部に対する相対位置を認識し、認識された被試験電子部品の相対位置に基づいて、位置補正手段が、テスト時に被試験電子部品がテストヘッドのコンタクト部に正確に接触するように保持側アームの位置を補正する。
【００１８】
また、補正中に振動を受けて固定側アームの位置がずれないように、第１の拘束手段が固定側アームを装置基台に拘束する。これにより、振動による影響を抑え、正確な位置補正が可能となり、ＩＣデバイスとテストヘッドのコンタクト部とのミスコンタクトを防止することが可能となる。
【００１９】
上記発明においては特に限定されないが、前記テストヘッドの前記コンタクト部に前記被試験電子部品を接触させる際に、前記固定側アームを前記テストヘッドに拘束する第２の拘束手段を備えることが好ましい（請求項４参照）。
【００２０】
コンタクトアームが被試験電子部品をテストヘッドのコンタクト部に接触させる際、第２の拘束手段により、固定側アームが、試験中にずっとテストヘッドに拘束されることになる。そのため、振動による影響が抑えられ、保持側アームに保持された被試験電子部品がコンタクト部の所定の位置でコンタクト部と正確に接触した状態が保たれる。これにより、被試験電子部品とコンタクト部とのミスコンタクトを防止することができる。
【００２１】
上記発明においては特に限定されないが、前記第１及び／又は第２の拘束手段は、少なくとも前記コンタクト部に実質的に平行なＸ−Ｙ平面における前記固定側アームの平面運動を拘束することが好ましい（請求項５参照）。
【００２２】
上記発明においては特に限定されないが、前記コンタクトアームは、前記保持側アームと前記固定側アームの間に、コンタクト部に実質的に平行なＸ−Ｙ平面における、前記固定側アームに対する前記保持側アームの平面運動を拘束又は非拘束とするロックアンドフリー機構をさらに有することが好ましい（請求項６参照）。
【００２３】
上記発明においては特に限定されないが、前記第１の拘束手段は、前記コンタクトアーム側に設けられた第１の凸状又は凹状部材と、前記装置基台側に設けられた第２の凹状又は凸状部材と、から構成され、前記第１の凸状又は凹状部材が、前記第２の凹状又は凸状部材に嵌合することで前記コンタクトアームが前記装置基台に拘束されることが好ましい（請求項７参照）。
【００２４】
上記発明においては特に限定されないが、前記第１の凸状又は凹状部材の外周面又は内周面、及び、前記第２の凹状又は凸状部材の内周面又は外周面は、それぞれテーパ状であることが好ましい（請求項８参照）。
【００２５】
第１の凸状又は凹状部材の外周面又は内周面、及び、第２の凹状又は凸状部材の内周面又は外周面がそれぞれテーパ状であることにより、第１の凸状又は凹状部材が、第２の凹状又は凸状部材に嵌合する際にガイド機能が発揮され、嵌合が容易になる。
【００２６】
上記発明においては特に限定されないが、前記第２の拘束手段は、前記第１の凸状又は凹状部材と、前記テストヘッド側に設けられた第３の凹状又は凸状部材と、から構成され、前記第３の凹状又は凸状部材は、前記第２の凹状又は凸状部材と同一形状であることが好ましい（請求項９参照）。
【００２７】
装置基台側に設けられた第３の凹状又は凸状部材が、テストヘッドが有する前記コンタクト部の周囲の第２の凹状又は凸状の位置決め部と同一の形状であることにより、位置決めに用いる部品数を減らすことができ、装置の大型化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
＜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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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及び吸着パッド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。
【００３８】
支持レール２４１は、ハンドラ１０の装置基台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。
【００３９】
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。
【００４０】
＜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。
【００４１】
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。
【００４２】
支持レール３１１は、ハンドラ１０の装置基台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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
アクチュエータ３３１は、ハンドラ１０の装置基台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。
【００４７】
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。
【００４８】
＜テスト部４０＞
テスト部４０は、デバイス移動装置（以下、移動手段とも称する。）４１と４つのアライメント装置（以下、位置補正手段とも称する。）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。
【００４９】
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。
【００５０】
テスト部４０におけるハンドラ１０の装置基台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、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７２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。また、テストヘッド７０の上部において各ソケット７１の周囲には、後述する２本の位置決めシャフト４１４と嵌合するための、２つの位置決め部７３が設けられている（図３参照）。
【００５１】
位置決め部７３は、図５に示すように、内孔７３ｂを有する筒体７３ｃから構成されている。内孔７３ｂは、後述する位置決めシャフト４１４が挿入可能な内径を有しており、内孔７３ｂの上部には、上に向かうに従って径がテーパ状に大きくなっているテーパ７３ａが形成されている。そして、後述するように、位置決め部７３に位置決めシャフト４１４が嵌合する際には、このテーパ７３ａと、位置決めシャフト４１４のテーパ４１４ａとがガイド機能を発揮することで、嵌合がスムーズに行われる。また、内孔７３ｂにおいて、テーパ７３ａよりも下側の内壁面には、複数のベアリング７３ｄが、回転可能に埋め込まれている。そのため、内孔７３ｂへの位置決めシャフト４１４の進入がスムーズに行われる。この位置決め部７３を構成する材料としては、例えばステンレス鋼等の金属等を挙げることができる。なお、位置決めシャフト４１４と、位置決め部７３の嵌合時のクリアランスは、例えば１０μｍ程度となっている。
【００５２】
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。
【００５３】
支持レール４１１は、ハンドラ１０の装置基台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。
【００５４】
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。
【００５５】
可動ヘッド４１３は、図４に示すように、２本の位置決めシャフト４１４及びコンタクトアーム４２０を備えている。コンタクトアーム４２０は、テストヘッド７０に設けられたソケット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。同様に、２本の位置決めシャフト４１４も、テストヘッド上に設けられた２つの位置決め部７３及びステージ上に設けられた２つのアライメント用の嵌合部材４３６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。位置決めシャフト４１４と位置決め部７３は、後述するように、コンタクトアーム４２０をテストヘッド７０側に固定する。また、位置決めシャフトと嵌合部材４３６は、後述するようにコンタクトアーム４２０のアライメント時に固定側アーム４２１を装置基台１１側に固定する。なお、図４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、図示しないアクチュエータの駆動軸の先端に装着されている。
【００５６】
２本の位置決めシャフト４１４は、シャフト支持部材４１６に下向きに固定された円柱状の部材であり、位置決め部７３及び後述するアライメント用の嵌合部材４３６に嵌合可能な形状となっており、先端が球面又は斜面等から構成されるテーパ４１４ａとなっている。この位置決めシャフト４１４は、例えば、ステンレス鋼に焼き入れ処理を行うことで構成されている。位置決めシャフト４１４をシャフト支持部材４１６に取り付ける手法としては、例えばボルト締結等を挙げることができる。あるいは、位置決めシャフト４１４とシャフト支持部材４１６を一体に形成してもよい。
【００５７】
各コンタクトアーム４２０は、固定側アーム４２１、ロックアンドフリー機構４２２及び保持側アーム４２３から構成されている。
【００５８】
固定側アーム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、保持側アーム４２３に連結されている。
【００５９】
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、固定側アーム４２１に対する保持側アーム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、非拘束したり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、固定側アーム４２１の中心軸と保持側アーム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。
【００６０】
保持側アーム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。
【００６１】
また、保持側アーム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。保持側アーム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。
【００６２】
図３及び図４に示すように、装置基台１１においてアライメント装置４３のために形成された開口の周囲には、当該開口の径方向内側に向かって突出するように設けられた略Ｌ字形状のアングル１３が設けられており、このアングル１３上には、上述した２本の位置決めシャフト４１４が嵌合する、アライメント用の嵌合部材４３６が２つ設けられている。アングル１３を構成する材料としては、大きな力が加わるため強度が求められることから、装置基台１１と同じく金属材料等を挙げることができる。装置基台１１へのアングル１３の取り付け手法としては、例えばボルト締結等を挙げることができる。あるいは、装置基台１１とアングル１３を一体として形成しても良い。
【００６３】
嵌合部材４３６は、図５に示すように、内孔４３６ｂを有する筒体４３６ｃから構成されている。内孔４３６ｂは、位置決めシャフト４１４が挿入可能な内径を有しており、内孔４３６ｂの上部には、上に向かうに従って径がテーパ状に大きくなっているテーパ４３６ａが形成されている。そして、後述するように、嵌合部材４３６に位置決めシャフト４１４が嵌合する際には、このテーパ４３６ａと、位置決めシャフト４１４のテーパ４１４ａとがガイド機能を発揮することで、嵌合がスムーズに行われる。また、内孔４３６ｂにおいて、テーパ４３６ａよりも下側の内壁面には、複数のベアリング４３６ｄが回転可能に埋め込まれている。そのため、内孔７３ｂへの位置決めシャフト４１４の進入がスムーズに行われる。この嵌合部材４３６を構成する材料としては、例えばステンレス鋼等の金属を挙げることができる。なお、位置決めシャフト４１４と、嵌合部材４３６の嵌合時のクリアランスは、例えば１０μｍ程度となっている。
【００６４】
アライメント装置４３は、図４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に当接している保持側アーム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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、保持側アーム４２３がステージ４３１に当接して、ステージ４３１が移動した際に保持側アーム４２３がその動きに追従することで、保持側アーム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。
【００６７】
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、保持側アーム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。
【００６８】
このデバイスカメラ４３４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。以下、デバイスカメラ４３４と画像処理装置４４とをあわせ、位置認識手段４５とも言う。
【００６９】
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、保持側アーム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、ステージ４３１のモータ機構を制御して、ＩＣデバイスの位置や姿勢のアライメントを行う。
【００７０】
さらに、本実施形態における画像処理装置４４は、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って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、抽出結果に基づいて、予め設定されたソケット７１の位置と比較することで、ＩＣデバイスのソケット７１に対する相対的な位置及び姿勢の差異の有無を認識する認識部４４２と、認識結果に基づいてＩＣデバイスのアライメント量を算出する演算部４４３と、を備えている。アライメント時の画像処理装置４４の機能の詳細については後述する。
【００７１】
＜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。
【００７２】
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。
【００７３】
アクチュエータ５１１は、ハンドラ１０の装置基台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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
支持レール５２１は、ハンドラ１０の装置基台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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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、保持側アーム４２３が、当接部材４２５を介してステージ４３１に当接する。
【００８０】
このとき、図８に示すように、コンタクトアーム４２０に設けられた位置決めシャフト４１４が、装置基台１１側のアングル１３に設けられたアライメント用の嵌合部材４３６に嵌合することで、固定側アーム４２１が装置基台１１に固定（拘束）される。この際、位置決めシャフト４１４のテーパ４１４ａ及び嵌合部材４３６のテーパ４３６ａがガイド機能を発揮することで嵌合がスムーズに行われる。また、嵌合部材４３６に回転可能に設けられたベアリング４３６ｄにより、嵌合部材４３６内への位置決めシャフト４１４の進入がスムーズに行われる。
【００８１】
そして、保持側アーム４２３をステージ４３１に当接させた状態で、開口４３２を介して、保持側アーム４２３に保持された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）
この撮像時に、固定側アーム４２１が装置基台１１側に固定されていることで、アライメントが終了し、ＩＣデバイスのテスト動作に移っている他方のコンタクトアーム４２０や、トレイ搬送装置２４、第１のデバイス搬送装置３１、第２のデバイス搬送装置５２、第１のバッファ部３３、第２のバッファ部５１などの動作による振動を受けずに、位置認識手段４５による正確な撮像及び補正位置の認識が可能となる。
【００８２】
そして、画像処理装置４４の抽出部４４１が、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抽出する（ステップＳ２１０）。
【００８３】
次いで、画像処理装置の認識部４４が、ステップＳ２１０で算出された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比較することで、ＩＣデバイスのソケット７１に対する相対的な位置及び姿勢の差異の有無を認識する（ステップＳ２２０）。なお、ソケット７１の位置及び姿勢は、例えば、ＩＣデバイスの品種交換の際等に、可動ヘッド４１３に設けられたソケットカメラ（不図示）でソケット７１を撮像する等して予め設定されている。
【００８４】
この比較・認識において、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。
【００８５】
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の演算部４４が、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に、ＩＣデバイスのアライメント量を算出する（ステップＳ２３０）。
【００８６】
次に、ロックアンドフリー機構４２２が、固定側アーム４２１に対する保持側アーム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、この移動動作に保持側アーム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）。この際にも、ステップＳ２００において形成された、位置決めシャフト４１４が嵌合部材４３６に嵌合し、固定側アーム４２１が装置基台１１側に固定された状態が維持されている。そのため、振動によりアライメント時にコンタクトアーム４２１がずれることに起因する、ＩＣデバイスとソケット７１とのミスコンタクトを防止することができる。
【００８７】
次に、認識部４４２は、上述したステップ２２０と同様に、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差異の有無を認識する（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、演算部が必要なアライメント量の算出を行う。
【００８８】
ステップＳ２６０の比較・認識において、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、固定側アーム４２１に対する保持側アーム４２３の相対移動をロックする（ステップＳ２７０）。
【００８９】
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。
【００９０】
このテストヘッド７０には、位置決め部７３が設けられている。この嵌合部材７３は、アライメント用の嵌合部材４３６と同じ形状であるので、コンタクトアーム４２０に位置決めシャフト４１４と異なる新たな位置決め用のシャフトを設ける必要がない。そのため、部品数を少なく抑えることができ、電子部品試験装置１の大型化を防止することができる。
【００９１】
上述した本実施形態にかかる電子部品試験装置１では、コンタクトアーム４２０に保持されたＩＣデバイスと、テストヘッド７０のソケット７１とのミスコンタクトを効果的に防止することができる。具体的には、従来の電子部品試験装置においては、ＩＣデバイスとソケット７１との最終的なコンタクト位置に最大で１００μm程度のずれが発生する。一方、本発明の電子部品試験装置１においては、発生する位置ずれは最大で２５μm程度と、位置決め精度が大幅に改善される。そして、２５μm程度の位置ずれであれば、ミスコンタクトとはならず、試験を確実に行うことができる。
【００９２】
また、アライメント時に位置決めされたコンタクトアームがずれることがないため、位置決めをやり直す必要がなくなる。そのため、アライメント時に位置決めに要する時間を短縮することができ、作業効率が向上する。
【００９３】
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。
【００９４】
例えば、本実施形態では固定手段として位置決めシャフト及び嵌合部材を用いたが、これに限られず、例えば永久磁石や粘着剤を用いてコンタクトアームを装置基台に固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【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、本発明の実施形態におけるコンタクトアーム、位置補正手段及びテストヘッドの概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態におけるコンタクトアームと位置補正手段の概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態における嵌合部材の断面図である。
【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おけるコンタクトアームの位置決めシャフトと位置補正手段の嵌合部材とが嵌合した状態を示した図である。
【符号の説明】
【００９６】
１…電子部品試験装置
１０…ハンドラ
１１…基台
４０…テスト部
４１…デバイス移動装置
４１４…位置決めシャフト
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
４３６…嵌合部材
４４…画像処理装置
７０…テストヘッド
７１…ソケット
７２…コンタクトピン
７３…位置決め部
【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】
2007064991.tif 000007
【図６】
2007064991.tif 000008
【図７】
2007064991.tif 000009
【図８】
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