(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドラの本体の上側に設けられた設置台に水平移動可能に設けられ、ハンドラの一方でデバイスをピックアップして他方に移送する素子移送装置において、
前記設置台に移動可能に設けられる移動ブロックと、前記移動ブロックの両側に互いに対向するよう垂直に設けられる第１垂直ブロック及び第２垂直ブロックと、前記第１および第２垂直ブロックの各々に複数個ずつ対を成すように垂直に設けられる第１案内部材及び第２案内部材と、両端が前記第１垂直ブロックの第１案内部材と前記第２垂直ブロックの第１案内部材とに結合され、上下に昇降する第１昇降ブロックと、両端が前記第１垂直ブロックの第２案内部材と前記第２垂直ブロックの第２案内部材とに結合され、上下に昇降する第２昇降ブロックと、半導体素子をピックアップ及び解除する複数個のピッカーと、前記第１昇降ブロック及び前記第２昇降ブロックに着脱可能に結合された第１ピッカーブロック及び第２ピッカーブロックと、前記第１ピッカーブロックと前記第２ピッカーブロックとが連動して相互に反対方向の昇降運動を行うようにするための駆動手段とを備え、
前記駆動手段は前記移動ブロックに固設されたサーボモータと、前記サーボモータの駆動軸に結合され回動する駆動プーリと、前記第１垂直ブロックの上端に回転可能に設けられた動力伝達プーリと、前記駆動プーリと前記動力伝達プーリとに巻回されて結合され、前記駆動プーリの回転力を前記動力伝達プーリへ伝達する動力伝達ベルトと、前記動力伝達プーリの一方に結合され、前記動力伝達プーリと共に回転する第１上部プーリと、前記第１垂直ブロックの下端に回転可能に設けられた第１下部プーリと、前記第１上部プーリと前記第１下部プーリとに巻回されて結合された第１昇降ベルトと、一端が前記第１上部プーリに固定され、他端が前記第２垂直ブロックの上端に位置する連結軸と、前記連結軸の他端に固定される第２上部プーリと、前記第２垂直ブロックの下端に回転可能に結合される第２下部プーリと、前記第２上部プーリと前記第２下部プーリとに巻回されて結合された第２昇降ベルトとを備えるとともに、前記第１昇降ベルト及び前記第２昇降ベルトと前記第１昇降ブロックとを連結する第１連結部材と、前記第１連結部材が連結された前記第１昇降ベルト及び前記第２昇降ベルトの連結位置の反対側と前記第２昇降ブロックとを連結する第２連結部材とを含むことを特徴とする半導体素子テストハンドラの素子移送装置。
【請求項２】
前記第１ピッカーブロックのピッカーと前記第２ピッカーブロックのピッカーはピッチや数が異なることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラの素子移送装置。
【請求項３】
前記第１および第２垂直ブロックのうちいずれか一方に前記第１および第２昇降ブロックの昇降位置を感知する複数個のセンサが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラの素子移送装置。
【請求項４】
前記センサは前記第１および第２昇降ブロックの一部分が前記センサの付近に近接すると、これを感知するような近接センサであることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子テストハンドラの素子移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子をテストするハンドラにおいて半導体素子をピックアップして移送する装置に関し、特に、一つの素子移送装置に半導体素子をピックアップするピッカーが２列に設置され、互いに反する昇降運動を行うように構成することで、一回の移送時に２倍の半導体素子が移送可能であると共に、半導体素子を相異したピッチで移送できるようにした半導体素子テストハンドラの素子移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、メモリ或いは非メモリ半導体素子及び、これらを適切に一つの基板上に回路的に構成したモジュールは、生産後に様々なテスト過程を経た後に出荷されるが、ハンドラとは前記のような半導体素子及びモジュールなどを自動で所望の工程に移送し、テストできるようにした装置を云う。
【０００３】
通常、ハンドラはトレイに収納された半導体素子を平板状のシャトルやバッファプレートの方へ、或いはその反対方向に移送する工程を経るようになっている。このためにハンドラの本体の上部には、Ｘ−Ｙ方向に線形運動を行い且つ、半導体素子を真空圧でピックアップして所定の位置に移送する素子移送装置が備えられている。
【０００４】
図１〜図３は上記のようにハンドラ上で半導体素子を移送する従来の素子移送装置の一例を示す。
図１〜図３に示すように、従来の素子移送装置はハンドラの上側に水平に設けられたフレーム（図示せず）に沿って移動するように設けられた移動ブロック１０１と、この移動ブロック１０１に固着された垂直ブロック１０２と、この垂直ブロック１０２の前面部の両側に上下方向に設けられるリニアモータ（ＬＭ）ガイド１０３に結合され、上下に移動するように設けられた昇降ブロック１０４と、この昇降ブロック１０４に結合され、真空圧によって半導体素子を吸着する複数個のノズルピッカー１０５ａを備えたピッカーブロック１０５とを備えている。
【０００５】
そして、垂直ブロック１０２の後方には昇降ブロック１０４を昇降させるための駆動手段が設けられている。垂直ブロック１０２の後方部の上端にはサーボモータ１１１及び、これにより回動する駆動プーリ１１２が設置され、垂直ブロック１０２の下部には駆動プーリ１１２と動力伝達ベルト１１４を媒介に結合され回動する動力伝達プーリ１１３が設けられる。動力伝達プーリ１１３の回転軸１１３ａの他端には、動力伝達プーリ１１３の回転により回動を行う下部プーリ１１５が設置され、この下部プーリ１１５は乗降ベルト１１７を媒介に上部プーリ１１６と結合されている。
そして、昇降ベルト１１７の一方には昇降ブロック１０４と固定される連結片１１８が結合される。
【０００６】
一方、垂直ブロック１０２の前方には一端が移動ブロック１０１の下部に固定され、他端が昇降ブロック１０４に固定された引張スプリング１２５が結合され、垂直ブロック１０２の上部の中央には昇降ブロック１０４の上端部の両側に結合されるセンサプラグ１２１ａ，１２１ｂを感知する一対のリミットセンサ１２２ａ，１２２ｂが設けられる。引張スプリング１２５は昇降ブロック１０４の上昇時に重力の反対方向に昇降ブロック１０４に弾性力を提供することでサーボモータ１１１の力を減ずるような役割を果たす。
【０００７】
従って、サーボモータ１１１の作動によって駆動プーリ１１２が正方向又は逆方向に回動すると、駆動プーリ１１２と動力伝達ベルト１１４を媒介に連結された動力伝達プーリ１１３及び、これに結合された下部プーリ１１５が回動を行い、これによって昇降ベルト１１７及び上部プーリ１１６が連動することで、昇降ベルト１０４と連結片１１８を媒介に連結された昇降ブロック１０４が上下に移動を行う。
【０００８】
上記のように昇降ブロック１０４が上下に昇降することにより、センサプラグ１２１ａ，１２１ｂがリミットセンサ１２２ａ，１２２ｂにより感知されつつ昇降ブロック１０４の上下移動量がハンドラの制御ユニット（図示せず）へ伝達され、制御ユニットではリミットセンサ１２２ａ，１２２ｂから伝達される信号に従ってサーボモータの作動を制御する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の素子移送装置はノズルピッカー１０５ａが一定のピッチで構成された一つのピッカーブロック１０５が昇降しながら半導体素子をピックアップ及び解除するように構成されているため、一つのハンドラ内で相異なったピッチと半導体素子の個数を有するように配置されたトレイやシャトルに対しては作業を行えないという問題点があった。
【００１０】
例えば、テスト対象の半導体素子を受納するユーザトレイと、テストを経て良品に分類された半導体素子が再受納される出荷用の顧客トレイは、様々な要因によって１列の素子間のピッチ及び半導体素子の個数が異なるように設計され得るが、上記のような従来の素子移送装置を使用してテストを行う場合には、ユーザトレイと顧客トレイの１列の素子間のピッチ及び素子の個数を同一にしてテストするしかなかった。
【００１１】
尚、従来の素子移送装置は昇降ブロック１０４及びピッカーブロック１０５の上昇時に引張スプリング１２５によってサーボモータ１１１の力を減ずるようになっているが、逆に昇降ブロック１０４及びピッカーブロック１０５の下降時には引張スプリング１２５が抵抗体として作用してサーボモータ１１１の動力を増加させる要因となるような問題点があった。
【００１２】
これと共に、ピッカーブロック１０５に半導体素子がピックアップされた状態で何らかの要因によってサーボモータ１１１が一時的に停止し、引張スプリング１２５が破損又は分離される場合には昇降ブロック１０４が自重によって下降するようになるが、この際、もし素子移送装置の移動ブロック１０１が水平移動を行うと、ピックアップされていた半導体素子がハンドラ本体の何処かの一部分にぶつかって破損する虞れがあった。
【００１３】
そこで、本発明は上記のような問題点を解決するために成されたもので、一つの装置内に素子をピックアップするピッカーを互いに相反する運動を行うよう複数対に構成することで一度に移送可能な素子の数量を増加させると共に、一度に相異なったピッチで対象物体に移送して装着できるようにした半導体素子テストハンドラの素子移送装置を提供することにその目的がある。
【００１４】
本発明の他の目的は、ピッカーの上下昇降運動時に駆動要素及び構造物に無理な力が加えられずに半導体素子のピックアップ及び移送作動が円滑に行われるようにすることにある。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明によれば、ハンドラの本体の上側に設けられた設置台に水平移動可能に設けられ、ハンドラの一方でデバイスをピックアップして他方に移送する素子移送装置において、
前記設置台に移動可能に設けられる移動ブロックと、前記移動ブロックの両側に互いに対向するよう垂直に設けられる第１垂直ブロック及び第２垂直ブロックと、前記第１および第２垂直ブロックの各々に複数個ずつ対を成すように垂直に設けられる第１案内部材及び第２案内部材と、両端が前記第１垂直ブロックの第１案内部材と前記第２垂直ブロックの第１案内部材とに結合され、上下に昇降する第１昇降ブロックと、両端が前記第１垂直ブロックの第２案内部材と前記第２垂直ブロックの第２案内部材とに結合され、上下に昇降する第２昇降ブロックと、半導体素子をピックアップ及び解除する複数個のピッカーと、前記第１昇降ブロック及び前記第２昇降ブロックに着脱可能に結合された第１ピッカーブロック及び第２ピッカーブロックと、前記第１ピッカーブロックと前記第２ピッカーブロックとが連動して相互に反対方向の昇降運動を行うようにするための駆動手段とを備え、前記駆動手段は前記移動ブロックに固設されたサーボモータと、前記サーボモータの駆動軸に結合され回動する駆動プーリと、前記第１垂直ブロックの上端に回転可能に設けられた動力伝達プーリと、前記駆動プーリと前記動力伝達プーリとに巻回されて結合され、前記駆動プーリの回転力を前記動力伝達プーリへ伝達する動力伝達ベルトと、前記動力伝達プーリの一方に結合され、前記動力伝達プーリと共に回転する第１上部プーリと、前記第１垂直ブロックの下端に回転可能に設けられた第１下部プーリと、前記第１上部プーリと前記第１下部プーリとに巻回されて結合された第１昇降ベルトと、一端が前記第１上部プーリに固定され、他端が前記第２垂直ブロックの上端に位置する連結軸と、前記連結軸の他端に固定される第２上部プーリと、前記第２垂直ブロックの下端に回転可能に結合される第２下部プーリと、前記第２上部プーリと前記第２下部プーリとに巻回されて結合された第２昇降ベルトとを備えるとともに、前記第１昇降ベルト及び前記第２昇降ベルトと前記第１昇降ブロックとを連結する第１連結部材と、前記第１連結部材が連結された前記第１昇降ベルト及び前記第２昇降ベルトの連結位置の反対側と前記第２昇降ブロックとを連結する第２連結部材とを含むことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明によるハンドラ用素子移送装置の一実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
図４〜図７に示すように、ハンドラの本体の上側に水平に設けられたフレーム（図示せず）上に素子移送装置の移動ブロック１がフレームに沿って移動可能なように結合され、移動ブロック１の両側には第１垂直ブロック２及び第２垂直ブロック３が互いに対向するように垂直に設置され、第１および第２垂直ブロック２および３の各々にはＬＭガイドのような第１案内部材４及び第２案内部材５が複数個ずつ対を成すように垂直に設けられる。
【００１９】
第１案内部材４と第２案内部材５には第１昇降ブロック６及び第２昇降ブロック７の両端が結合され、上下に昇降可能であるように構成されており、第１昇降ブロック６及び第２昇降ブロック７の下部には半導体素子をピックアップ及び解除する複数個のノズルピッカー８ａ，９ａを備えた第１ピッカーブロック８及び第２ピッカーブロック９がそれぞれ固定されるように結合される。
ここで、第１，２ピッカーブロック９はネジ（図示せず）のような締結手段によって第１，２昇降ブロック６，７に結合されるが、締結手段を解除することによって第１，２昇降ブロック６，７から簡単に分離可能である。
【００２０】
一方、移動ブロック１の一方にはサーボモータ１２が設けられたモータブロック１１が固定され、サーボモータ１２の駆動軸には駆動プーリ１３が結合される。
そして、第１垂直ブロック２の上端には動力伝達プーリ１４が回転可能に設置され、駆動プーリ１３と動力伝達プーリ１４には駆動プーリ１３の回転力を動力伝達プーリ１４へ伝達する動力伝達ベルト１５が巻回されている。
【００２１】
動力伝達プーリ１４の内側には動力伝達プーリ１４と共に回転するように第１上部プーリ１６が結合されており、第１上部プーリ１６は第１垂直ブロック２の下端に回転可能に設置された第１下部プーリ１７と第１昇降ベルト１８を介して結合される。
【００２２】
また、第１上部プーリ１６には前記第１，２垂直ブロック２，３の上端部を横切る連結軸１９が固定され、その連結軸１９の他端には第２上部プーリ２０が固定されるように結合されるが、第２上部プーリ２０は第２垂直ブロック３の上側に位置する。そして、第２垂直ブロック３の下端部に第２下部プーリ２１が回転可能なように設置され、第２上部プーリ２０と第２下部プーリ２１に第２昇降ベルト２２が掛かっている。
従って、サーボモータ１２が作動し始まると、駆動プーリ１３の回転力が動力伝達ベルト１５を介して動力伝達プーリ１４へ伝達され、次いで、第１上部プーリ１６及び、この第１上部プーリ１６と連結軸１９を介して連結された第２上部プーリ２０が回転を行い、これによって第１昇降ベルト１８と第２昇降ベルト２２が上下に運動するようになる。
【００２３】
一方、第１昇降ブロック６及び第２昇降ブロック７の両側端部の各々には第１連結部材２３及び第２連結部材２４の一端がそれぞれ結合される。
そして、第１連結部材２３と第２連結部材２４の他端は第１昇降ベルト１８及び第２昇降ベルト２２の何れか一方に各々結合されるが、この際、第１連結部材２３及び第２連結部材２４は第１昇降ベルト１８と第２昇降ベルト２２の互いに反対方向に運動する方に各々結合される。
従って、第１連結部材２３を介して第１昇降ベルト１８に連結された第１昇降ブロック６が上昇すると、第２昇降ブロック７は逆に下降する運動を行い、これと反対に、第１昇降ブロック６が下降すると、第２昇降ブロック７は上昇するような運動を行う。
【００２４】
一方、前記第２垂直ブロック３の外側には前記第２連結部材２４の昇降位置を感知することで第１，２ピッカーブロック９の位置を検出する複数個の近接センサ３１，３２，３３，３４が上下方向に配列されている。
【００２５】
上記のように構成された素子移送装置は次のように作動する。
【００２６】
素子移送装置の移動ブロック１がハンドラ本体の上側のフレーム（図示せず）に沿って移動して半導体素子をピックアップする位置で停止すると、サーボモータ１２が作動して駆動プーリ１３及び動力伝達プーリ１４が回転を行い、これにより、第１上部プーリ１６及び第１下部プーリ１７、第１上部プーリ１６及び第２下部プーリ２１が回転しながら第１昇降ベルト１８及び第２昇降ベルト２２を駆動させる。
【００２７】
第１昇降ベルト１８及び第２昇降ベルト２２の駆動によって第１昇降ブロック６は下降すると同時に第２昇降ブロック７は上昇する。下降した第１ピッカーブロック８のノズルピッカー８ａが半導体素子を吸着すると、サーボモータ１２が逆に作動して動力伝達プーリ１４を逆回転させ、これにより、第１昇降ブロック６は上昇し且つ第２昇降ブロック７は下降する。
【００２８】
この際、第２昇降ブロック７に連結された第２連結部材２４が近接センサ３１，３２，３３，３４のうち中間の第２近接センサ３２により感知されると、第１ピッカーブロック８と第２ピッカーブロック９が大体に同一の中間地点に位置したことに検出され、サーボモータ１２の作動が中止し、第１，２昇降ブロック６，７はその位置で停止する。
【００２９】
次いで、工程順序に応じてサーボモータ１２が再び作動して第２昇降ブロック７を下降させ、半導体素子をピックアップするかピックアップした半導体素子をトレイ（図示せず）又はシャトル（図示せず）に載置させる作業を行うか、或いは移動ブロック１が次の工程位置へ移動することによって素子移送装置が移動を行う。
【００３０】
一方、上記のように第１昇降ブロック６及び第２昇降ブロック７が互に反対方向に昇降作動を行う時、前記近接センサ３１，３２，３３，３４のうちリミットセンサの最上端の第１近接センサ３１と最下端の第４近接センサ３４とが第２連結部材２４を感知すると、第１ピッカーブロック８又は第２ピッカーブロック９が最下端の位置まで下降したことを意味するので、サーボモータ１２が逆に動作して最下端まで下降した第１昇降ブロック６又は第２昇降ブロック７を第２近接センサ３２が感知するまで上昇させる。
【００３１】
素子移送装置で一度にピックアップする素子のピッチや個数が異なるようにしたい場合には、第１ピッカーブロック８と第２ピッカーブロック９を選択的に第１，２昇降ブロック６，７から分離させた後、所望のノズルピッカーのピッチや個数を有するピッカーブロックを第１，２昇降ブロック６，７に結合させて使用すれば良い。
【００３２】
例えば、半導体素子をハンドラのテストサイト（図示せず）に入力させる時は５配列の１０mmピッチで整列し、テストサイト（図示せず）から出力する時には７配列の８mmピッチで整列して移送したい場合、第１昇降ブロック６にはノズルピッカー８ａの個数及びピッチが５配列の１０mmのピッカーブロック８を結合させ、第２昇降ブロック７にはノズルピッカー９ａの個数及びピッチが７配列の８mmのピッカーブロック９を結合させて使用することができる。
【００３３】
また、本発明の半導体素子移送装置は前記第１昇降ブロック６と第２昇降ブロック７が第１昇降ベルト１８及び第２昇降ベルト２２に結合され、互いに反対方向の昇降運動を行うので、上昇する昇降ブロックに作用する重力の反対方向の力を、下降する他方の昇降ブロックが補償することにより、サーボモータ１２の受ける負荷が常に一定に維持されるようになって昇降動作時に発生する振動を顕著に減少できるという利点が得られる。
【００３４】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、一つの素子移送装置に２つのピッカーブロックが互いに反対方向の昇降運動を行うように構成されるので、一度に移送できる素子の数が倍加してテストの進行速度が向上すると共に、一度に相異なったピットや素子の個数で移送が可能となり、テスト時にトレイ及びシャトルなどに対してユーザの選択の幅が広くなり且つ作業の効率も向上するという効果がある。
これと共に、下降する昇降ブロック及びピッカーブロックの荷重により上昇する昇降ブロック及びピッカーブロックの荷重が相殺されるので、サーボモータに加えられる負荷の負担を軽減できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の素子移送装置の正面から見た斜視図。
【図２】図１の素子移送装置を後面から見た斜視図。
【図３】図１の素子移送装置の正面図。
【図４】本発明による素子移送装置の後面から見た斜視図。
【図５】図４の素子移送装置の後面図。
【図６】図４の素子移送装置の側面図。
【図７】図４の素子移送装置の構造を示すために一部の構成部を除去して示す斜視図。
【符号の説明】
１  移動ブロック
２，３  第１，２垂直ブロック
４，５  第１，２案内部材
６，７  第１，２昇降ブロック
８，９  第１，２ピッカーブロック
８ａ，９ａ  ノズルピッカー
１２  サーボモータ
１３  駆動プーリ
１４  動力伝達プーリ
１５  動力伝達ベルト
１６，２０  第１，２上部プーリ
１７，２１  第１，２下部プーリ
１８，２２  第１，２昇降ベルト
１９  連結軸
２３，２４  第１，２連結部材
３１〜３４  近接センサ
【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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