(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子テストハンドラ本体の上側に昇降及び水平移動可能に設けられ、半導体素子を吸着する上下に移動可能な複数個のピッカーを備えてハンドラの制御ユニットの命令によってトレイとチェンジキットとの間に半導体素子をピックアップして移送する素子移送装置の一方に上下に昇降可能に設けられる昇降ブロックと、該昇降ブロックに垂直に設置され、下部の対象物体との接触によるタッチプローブの上昇移動を感知するための感知手段と、前記昇降ブロックを上下に駆動させるための駆動手段を含む半導体素子テストハンドラの素子移送装置における作業高さの認識方法であって、
前記ピッカーの下端とタッチプローブの下端間の高さの差によるオフセット値（ΔＺ）と、感知手段自体によるオフセット値（ΔＺ０）とを求めてハンドラ制御ユニットに記憶する段階と、
前記素子移送装置を作業高さの認識対象物の位置へ移動し、駆動手段を作動させて昇降ブロック及びタッチプローブを下降させる段階と、
前記感知手段が前記タッチプローブの上昇を感知するまで素子移送装置を下降する段階と、
前記感知手段が接触部材を感知した時、素子移送装置の垂直位置値（ｈ）を獲得する段階と、
前記垂直位置値（ｈ）に前記測定装置と素子移送装置のピッカーの間に存在するオフセット値を補正して作業位置値（ΔＨ）を算出する段階と、
前記ピッカーの下端とタッチプローブの下端間の高さの差によるオフセット値（ΔＺ）と、感知手段自体によるオフセット値（ΔＺ０）とを求める段階は、ハンドラの本体上に測定用のジグを設置し、素子移送装置を測定用ジグの上部に位置させた後、タッチプローブを下降させる第１段階と、タッチプローブが測定用ジグに接触するまで素子移送装置を下降させ、タッチプローブが測定用ジグと接触する瞬間の垂直位置値（Ｚ１）を獲得する第２段階と、感知手段がタッチプローブを感知するまで素子移送装置を更に下降させ、感知手段がタッチプローブを感知した時の垂直位置値（Ｚ０）を獲得する第３段階と、前記昇降ブロック及びタッチプローブを上昇させ且つピッカーを下降させる第４段階と、ピッカーが測定用のジグと接触するまで前記素子移送装置を下降させ、ピッカーが測定用のジグと接触する瞬間の垂直位置値（Ｚ２）を獲得する第５段階と、前記第２，３，５段階で各々獲得された垂直位置値（Ｚ１，Ｚ０，Ｚ２）によってオフセット値（ΔＺ，ΔＺ０）を計算してハンドラ制御ユニットに記憶する第６段階とを含み、
前記第６段階でオフセット値（ΔＺ，ΔＺ０）はΔＺ０＝｜Ｚ０−Ｚ１｜，ΔＺ＝｜Ｚ２−Ｚ１｜の式により計算される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の作業高さの認識方法。
【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で素子移送装置の作業高さを測定する装置に関し、特に、ハンドラで他の種類の半導体素子をテストする場合、半導体素子の種類及び、交換部品のトレイやチェンジキットに対する素子移送装置の作業高さを迅速且つ正確に測定して再設定可能にした半導体素子テストハンドラの素子移送装置の作業高さの認識装置及び、これを用いて作業高さを測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、生産ラインで生産完了した半導体素子は、出荷前に良品であるか不良品であるかの可否を判別するためのテストを経るようになっている。
ハンドラはかかる半導体素子をテストするのに用いられる装備であって、半導体素子の移送装置を用いて、トレイに入れられた半導体素子を工程の間に自動で移送させつつテストサイトのテストソケットにこれらを装着して所望のテストを実施した後、テスト結果に従って種々の等級に分類して再びトレイにアンローディングする過程を順次に繰り返して行いながらテストを実行するようになっている装備である。
【０００３】
添付の図１は上記のようなハンドラの構成の一例を示す図面であって、ハンドラ本体１の前方にはテストする半導体素子が収納されたトレイが積載されるローディング部２及び、テスト完了した半導体素子をテスト結果に従って良品及び再検査品に分類して再受納を行う複数個のトレイが設けられたアンローディング部３が設けられ、前記ローディング部２の後方にはその内部に加熱手段（図示せず）及び冷却手段（図示せず）を備えて、温度テスト時にテストする半導体素子を所定の温度で加熱又は冷却するソーキング（ｓｏａｋｉｎｇ）プレート７が設けられる。
【０００４】
そして、前記アンローディング部３の後方側には、テストの結果不良品として分類された半導体素子を等級別に収納するように複数個のトレイが積載されたリジェクトマルチスタッカー５が設けられている。
【０００５】
ハンドラ本体１の最後方に位置したテストサイト１０には外部のテスト装備と電気的に連結され且つ半導体素子の性能をテストするテストソケット１１が設けられ、テストソケット１１の上側にはテストソケット１１の両側の待機位置に移送された半導体素子をピックアップしてテストソケット１１に装着すると共に、テストソケット１１のテストされた半導体素子をピックアップして再び両側の待機位置に供給する第１，２インデックスヘッド１２ａ，１２ｂが左右に水平移動可能であるように設けられる。
【０００６】
前記テストサイト１０の直ぐ前方の位置には、ローディング部２又はソーキングプレート７から半導体素子を移送され、テストサイト１０のテストソケット１１の両側の待機位置に供給する第１シャトル８ａ及び第２シャトル８ｂが前後進可能に設けられ、これらの第１シャトル８ａ及び第２シャトル８ｂの各一側にはテストサイト１０でテスト完了した半導体素子を供給され、テストサイト１０の外側に移送する第３シャトル９ａ及び第４シャトル９ｂが前後進可能に設けられている。
【０００７】
そして、ハンドラ本体１の前端部とテストサイト１０の直ぐ前方部の上側にはハンドラ本体を横切る固定フレーム１３がそれぞれ設けられ、その固定フレーム１３には一対の移動フレーム１４ａ，１４ｂが固定フレーム１３に沿って左右に移動可能なように設けられ、移動フレーム１４ａ，１４ｂにはこの移動フレーム１４ａ，１４ｂに沿って前後に移動可能に設けられ且つ半導体素子をピックアップして移送する２つのピックアップ装置１５がそれぞれ設けられ、前記ピックアップ装置１５は一度に複数個の半導体をピックアップして移送できるように複数個のピッカー（図示せず）を備える。
【０００８】
一方、通常、ハンドラは一つの装備でＱＦＰ，ＢＧＡ，ＳＯＰなどの様々な形態の半導体素子をテストできるように構成されるが、一つの種類の半導体素子をテストした後、他の種類の半導体素子をテストしようとする場合、トレイ及び、ソーキングプレート７とシャトル８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂとテストソケット１１などのチェンジキットを、テストしたい半導体素子の種類に合うように交換してテストを行えば良い。
この際、テストする半導体素子の種類によって交換されるチェンジキットはその大きさや厚さが異なるだけでなく、半導体素子もまた種類別にその厚さが異なるため、ピックアップ装置１５の作業高さを再設定しなければならない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来には上記のように交換される半導体素子の種類及びチェンジキットの仕様に基づいた作業高さを測定する場合、作業者がその都度ピックアップ装置１５を素子取出し及び載置（ｐｉｃｋ＆ｐｌａｃｅ）位置に移動させた後、各位置でピックアップ装置１５を上下にゆっくりと動かしながら作業高さを設定しているが、この場合、作業高さの測定においてエラーの発生の確率が高く、作業高さの設定に相当な時間が必要とされるので、一日の生産量が低下し且つ、全般的にテスト作業の効率性を低下させるという問題点を抱えていた。
【００１０】
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あって、簡単な構成で素子移送装置の作業高さを自動的に迅速且つ正確に測定して再設定可能にした、作業高さの認識装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明によれば、半導体素子テストハンドラ本体の上側に昇降及び水平移動可能に設けられ、半導体素子を吸着する上下に移動可能な複数個のピッカーを備えてハンドラの制御ユニットの命令によってトレイとチェンジキットとの間に半導体素子をピックアップして移送する素子移送装置の一方に上下に昇降可能に設けられる昇降ブロックと、該昇降ブロックに垂直に設置され、下部の対象物体との接触によるタッチプローブの上昇移動を感知するための感知手段と、前記昇降ブロックを上下に駆動させるための駆動手段を含む半導体素子テストハンドラの素子移送装置における作業高さの認識方法であって、
前記ピッカーの下端とタッチプローブの下端間の高さの差によるオフセット値（ΔＺ）と、感知手段自体によるオフセット値（ΔＺ０）とを求めてハンドラ制御ユニットに記憶する段階と、
前記素子移送装置を作業高さの認識対象物の位置へ移動し、駆動手段を作動させて昇降ブロック及びタッチプローブを下降させる段階と、
前記感知手段が前記タッチプローブの上昇を感知するまで素子移送装置を下降する段階と、
前記感知手段が接触部材を感知した時、素子移送装置の垂直位置値（ｈ）を獲得する段階と、
前記垂直位置値（ｈ）に前記測定装置と素子移送装置のピッカーの間に存在するオフセット値を補正して作業位置値（ΔＨ）を算出する段階と、
前記ピッカーの下端とタッチプローブの下端間の高さの差によるオフセット値（ΔＺ）と、感知手段自体によるオフセット値（ΔＺ０）とを求める段階は、ハンドラの本体上に測定用のジグを設置し、素子移送装置を測定用ジグの上部に位置させた後、タッチプローブを下降させる第１段階と、タッチプローブが測定用ジグに接触するまで素子移送装置を下降させ、タッチプローブが測定用ジグと接触する瞬間の垂直位置値（Ｚ１）を獲得する第２段階と、感知手段がタッチプローブを感知するまで素子移送装置を更に下降させ、感知手段がタッチプローブを感知した時の垂直位置値（Ｚ０）を獲得する第３段階と、前記昇降ブロック及びタッチプローブを上昇させ且つピッカーを下降させる第４段階と、ピッカーが測定用のジグと接触するまで前記素子移送装置を下降させ、ピッカーが測定用のジグと接触する瞬間の垂直位置値（Ｚ２）を獲得する第５段階と、前記第２，３，５段階で各々獲得された垂直位置値（Ｚ１，Ｚ０，Ｚ２）によってオフセット値（ΔＺ，ΔＺ０）を計算してハンドラ制御ユニットに記憶する第６段階とを含み、
前記第６段階でオフセット値（ΔＺ，ΔＺ０）はΔＺ０＝｜Ｚ０−Ｚ１｜，ΔＺ＝｜Ｚ２−Ｚ１｜の式により計算される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の作業高さの認識方法が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて本発明による素子移送装置の作業高さの認識装置及び、これを用いて作業高さを認識する方法の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図２は本発明による作業高さの認識装置が設けられたハンドラの素子移送装置を示す図面であって、ハンドラの移動フレーム１４ａ（図１参照）に沿って移動可能に設けられた移動ブロック１４１の一側に支持ブロック１４３がリニアモータ（ＬＭ）ガイド１４２のような案内部材を媒介に上下に移動可能に設置され、支持ブロック１４３には半導体素子をピックアップするピックアップ装置１５が固定されて設置される。
【００１６】
支持ブロック１４３は移動ブロック１４１に垂直に設置されるボールスクリュー１４４及び、このボールスクリュー１４４を駆動させる垂直軸のサーボモータ１４５によってＬＭガイド１４２に沿って上下に昇降するようになっている。
そして、ピックアップ装置１５は四角フレーム状のフレーム１５１と、このフレーム１５１の内側に移動可能に設置され、相互間のピッチ変化が可能であるようになった複数個のピッカー１５２を備えるが、各ピッカー１５２はフレーム１５１の内側に結合される空圧シリンダ１５３によって上下に所定の高さで昇降するようになっている。
【００１７】
また、ピックアップ装置１５のフレーム１５１の一方にはピックアップ装置の作業高さを測定するための認識装置が設置されるが、図２乃至図４に示すように、作業高さの認識装置は、フレーム１５１の一方に固定される空圧シリンダ１６１と、その空圧シリンダ１６１のシリンダロード１６２の下端に固定される昇降ブロック１６３と、昇降ブロック１６３に結合されるボールブッシュ（図示せず）を媒介に上下に垂直に移動可能になったタッチプローブ１６４と、昇降ブロック１６３の一方の上端部に設置され、タッチプローブ１６４の上端部の上昇を感知するリミットセンサ１６６とから構成されている。
【００１８】
タッチプローブ１６４は昇降ブロック１６３の下端部で結合される圧縮スプリング１６５によって弾性的に支えられるようになっており、タッチプローブ１６４はピックアップ装置１５が下降して、その下端部がある物体、例えば、測定用のジグと接触するようになると上昇し、接触が解除すると、圧縮ばね１６５が弾性力によって元の位置へ復帰するように構成される。
【００１９】
また、リミットセンサ１６６はビームを放出する発光部１６６ａと、この発光部１６６ａと所定の距離だけ離れて発光部１６６ａから放出するビームが入射される受光部１６６ｂとからなるＬＥＤセンサであって、前記タッチプローブ１６４が上昇して発光部１６６ａと受光部１６６ｂとの間にタッチプローブ１６４の上端が位置すると、ビーム経路が遮断されつつリミットセンサ１６６がタッチプローブ１６４の上昇を感知するようになる。
【００２０】
上記のような本発明の作業高さの認識装置は次のように作動する。
【００２１】
まず、垂直軸のサーボモータ１４５を作動させてピックアップ装置１５を基準の高さにまで上昇させ、ピッカー駆動用の空圧シリンダ１５３を作動させてピッカー１５２を上昇させた後、ピックアップ装置１５を作業高さの測定位置、つまり、トレイ２００及びシャトル８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂのようなチェンジキットの上側に移動させる。
そして、作業高さの認識装置の空圧シリンダ１６１を作動させてシリンダロード１６２を下降させ、タッチプローブ１６４の下端がピッカー１５２の下端より下方に位置するようにする。
【００２２】
次いで、垂直軸のサーボモータ１４５を作動させてピックアップ装置１５を徐々に下降させる。ピックアップ装置１５の下降はタッチプローブ１６４がトレイ２００又はチェンジキット上の半導体素子１００と接触して、センサ１６６がタッチプローブ１６４の上端部を感知するまで行われる。
センサ１６６がタッチプローブ１６４の上端部を感知すると、この感知信号がハンドラの制御ユニット（図示せず）へ伝達され、制御ユニットではこの際のピックアップ装置の位置値を読み込んで作業高さを算出する。
【００２３】
ところが、上記のような高さの測定の過程を通じて得られた位置値はハンドラの本体上に載せられる半導体素子１００と認識装置のタッチプローブ１６４との間の高さに対するものであり、ピッカー１５２と認識装置との間には設置位置の差異によるオフセット値及び、リミットセンサ１６６によってタッチプローブ１６４の上端が感知されるまでのタッチプローブ１６４の上昇量によるオフセット値が存在するので、実際のピッカー１５２の作業高さはこのようなオフセット値を補正して算出されるべきである。
【００２４】
以下、本発明の作業高さの認識装置により行われる作業高さの認識方法について図６を参照してより詳細に説明する。
【００２５】
まず、実際の作業高さを算出する前にハンドラの制御ユニット（図示せず）では上述したオフセット値に対する情報が既入力されているべきであるが、ピッカー１５２とタッチプローブ１６４間の高さのオフセット及び、リミットセンサ１６６のオフセットを次のように求める。
ハンドラ本体上の任意の一地点に測定用のジグ（図示せず）を載せておき（ステップＳ６０１）、ピックアップ装置１５をこの測定用ジグの直ぐ上方に位置させる（ステップＳ６０２）。
【００２６】
そして、ピックアップ装置１５の空圧シリンダ１５３を作動させてピッカー１５２を下降させ、次いで、作業高さの認識装置の空圧シリンダ１６１を下降させてタッチプローブ１６４の下端がピッカー１５２の下端より下方に位置するようにする（ステップＳ６０３）。
【００２７】
次いで、垂直軸のサーボモーター１４５を作動させてピックアップ装置１５を徐々に下降させる（ステップＳ６０４）が、この際、ピックアップ装置１５の下降は作業高さの認識装置のタッチプローブ１６４の下端が測定用ジグの上面に接触する（ステップＳ６０５）瞬間まで行われるし、この瞬間の垂直位置値（Ｚ１）をエンコーディングしてハンドラ制御ユニット（図示せず）に記憶する（ステップＳ６０６）。
【００２８】
次いで、認識装置のリミットセンサ１６６がタッチプローブ１６４を感知するまでピックアップ装置１５を更に下降させ（ステップＳ６０７）、リミットセンサ１６６がタッチプローブ１６４を感知する（ステップＳ６０８）瞬間の垂直位置値（Ｚ０）をエンコーディングして制御ユニットに記憶する（ステップＳ６０９）。
【００２９】
その後、認識装置の空圧シリンダ１６１を作動させてタッチプローブ１６４を上昇させ、ピッカー１５２を下降させる（ステップＳ６１０）ことでピッカー１５２の下端がタッチプローブ１６４の下端より下方に位置するようにした後、ピッカー１５２の下端が測定用ジグの上面に接触する（ステップＳ６１２）までピックアップ装置１５を下降作動（ステップＳ６１１）させ、ピッカー１５２の下端が測定用ジグの上面に触れる瞬間の垂直位置値（Ｚ２）をエンコーディングして記憶する（ステップＳ６１３）。
【００３０】
そして、上記のような過程を通じて得られた垂直位置値（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）によってリミットセンサ１６６のオフセット（ΔＺ０）及び、ピッカー１５２とタッチプローブ１６４間の高さのオフセット（ΔＺ）を計算する（図５、ステップＳ５０１）と次の通りである。
ΔＺ０＝｜Ｚ０−Ｚ１｜
ΔＺ＝｜Ｚ２−Ｚ１｜
このように求められたオフセット値はハンドラの制御ユニットに記憶され（ステップＳ５０２）、認識装置によって実際の作業高さを求める時に使用される。
【００３１】
上記のようにオフセット値が求められると、作業者は交換された半導体素子及びチェンジキットに基づいて作業高さを自動に求めることができる。
例えば、ハンドラのローディング部２（図１参照）でピックアップ装置１５の作業高さを求めようとした場合、ピックアップ装置１５をローディング部２のトレイ（図示せず）の上側に移動した後（ステップＳ５０３）、作業高さの認識装置の空圧シリンダ１６１のシリンダロード１６２を下降動作させ、タッチプローブ１６４を下降させる。
【００３２】
次いで、ピックアップ装置１５を徐々に下降させ（ステップＳ５０４）、タッチプローブ１６４がトレイ上の半導体素子と接触してリミットセンサ１６６がタッチプローブ１６４の上端を感知する（ステップＳ５０５）と、この際の垂直位置値（ｈ）がエンコーディングされ、ハンドラの制御ユニット（図示せず）に記憶される（ステップＳ５０６）。
そして、ハンドラの制御ユニットでは上記のように求められた垂直位置値（ｈ）及びオフセット値に基づいてピックアップ装置１５の実際の作業高さ（ΔＨ）を次のように計算して（ステップＳ５０７）認識する。
ΔＨ＝ｈ＋ΔＺ−ΔＺ０
【００３３】
ハンドラのソーキングプレート７（図１参照）及びシャトル８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ（図１参照）でのピックアップ装置１５の作業高さを認識したい場合には、ソーキングプレート７及びシャトル８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ上に半導体素子が載置されていない状態であるので、ソーキングプレート７とシャトル８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの上面の半導体素子の載置面までの高さを測定した後、その高さから半導体素子の厚さを減算すれば良い。
【００３４】
このような半導体素子の厚さの外にもピックアップ装置１５の作業高さ（ΔＨ）を計算して認識するにおいて、ハンドラの構造及び作業上の様々な要因によって上記した計算式に必要な任意の因子を加減することで正確な高さを認識可能にさせることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、簡単な構成で素子移送装置の作業高さを自動で測定可能になるので、トレイ及びチェンジキットの交換作業の後、素子移送装置の高さを再設定する時に時間が短縮され且つ、正確度が向上するのでテスト効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な半導体素子テスト用のハンドラの構成の一例を示す平面構成図。
【図２】本発明による作業高さの認識装置が設けられたハンドラ用の素子移送装置の斜視図。
【図３】本発明による作業高さの認識装置を示す斜視図。
【図４】図３の作業高さの認識装置及び、これの作動を概略的に示す正面図。
【図５】本発明による作業高さの認識方法の一実施形態を説明するフローチャート。
【図６】図５の作業高さの認識方法を行うためにオフセット値を求める方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１５  ピックアップ装置
１５１  フレーム
１５２  ピッカー
１５３  空圧シリンダ
１６１  空圧シリンダ
１６３  昇降ブロック
１６４  タッチプローブ
１６５  圧縮ばね
１６６  リミットセンサ
【図１】
0003958208.tif 000002
【図２】
0003958208.tif 000003
【図３】
0003958208.tif 000004
【図４】
0003958208.tif 000005
【図５】
0003958208.tif 000006
【図６】
0003958208.tif 000007