(57)【要約】【課題】ワーク移載時間を短縮する。 【解決手段】半導体装置ＳをバーンインボードＢＢとトレイＴとの間で移載する移載装置１において、ＩＣハンドラ５の吸着ノズル５ａで半導体装置Ｓを保持および開放して移載する際に、トレイＴ側において半導体装置Ｓを保持または開放するトレイ側ポイントＰｔと、バーンインボードＢＢ側において半導体装置Ｓを保持または開放するボード側ポイントＰｂとが常に一定位置になるように、トレイ移動機構部３およびバーンインボード移動機構部４を介してそれぞれトレイステージ３ｓおよびボードステージ４ｓを移動させるようにした。これにより、ＩＣハンドラ５の吸着ノズル５ａの移動距離を常に一定にすることができるので、半導体装置Ｓの移載時間を短縮することができる。【選択図】図８
2017199886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが収容される第１の容器を移動させる第１の容器移動手段と、
前記第１の容器移動手段に隣接した状態で設けられ、前記ワークが収容される第２の容器を移動させる第２の容器移動手段と、
前記第１の容器のワーク配置面内において前記ワークの保持または開放を行う第１の位置と、前記第２の容器のワーク配置面内において前記ワークの保持または開放を行う第２の位置との間で往復移動可能な状態で設けられ、前記第１の容器と前記第２の容器との間で前記ワークの移載を行うワーク移載手段と、
前記ワーク移載手段によるワークの移載において、前記第１の容器移動手段を介して前記第１の位置が定位置となるように前記第１の容器の移動位置を制御するとともに、前記第２の移動手段を介して前記第２の位置が定位置となるように前記第２の容器の移動位置を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするワーク移載装置。
【請求項２】
前記第１の容器移動手段は、
前記第１の容器を第１方向に移動させる第１の移動機構部と、
前記第１の容器を前記第１方向に直交する第２方向に移動させる第２の移動機構部と、
を備え、
前記第２の容器移動手段は、
前記第２の容器を第１方向に移動させる第３の移動機構部と、
前記第２の容器を前記第１方向に直交する第２方向に移動させる第４の移動機構部と、
を備え、
前記第１の容器および前記第２の容器は、それらを平面的に重ねることが可能なように段違いの状態で配置されることを特徴とする請求項１記載のワーク移載装置。
【請求項３】
前記ワークが半導体装置であり、前記第１の容器がトレイであり、前記第２の容器がバーンインボードであることを特徴とする請求項１または２記載のワーク移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク移載装置に関し、例えば、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のような半導体装置のバーンイン試験等のような試験装置において半導体装置を移載するワーク移載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の品質や信頼性の向上を図る観点から故障メカニズムに即した試験によって潜在欠陥を有する半導体装置を除去する試験として、例えば、バーンイン試験が知られている。
【０００３】
このバーンイン試験においては、トレイに収容されている試験前の半導体装置をトレイからバーンインボードに移し替えたり、バーンインボードからトレイに移し替えたりする作業が実施されている。
【０００４】
このような半導体装置の移載作業を行う移載装置には、トレイ用のステージと、バーンインボード用のステージとが隣接した状態で設置されており、トレイおよびバーンインボードは、それぞれのステージに載せられて一方向に移動可能な状態で配置される。
【０００５】
また、この移載装置には、トレイとバーンインボードとの間で半導体装置を移動させる吸着ノズルが設置されている。この吸着ノズルは、トレイおよびバーンインボードの主面に沿って移動可能な状態で設置されており、半導体装置は、吸着ノズルによって吸引された状態でトレイとバーンインボードとの間を移動するようになっている。なお、このような移載装置については、例えば、特許文献１に記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７８４９７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０６０５１号公報
【特許文献３】特開２００６−３３７０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、発明者が検討した移載装置においては、トレイとバーンインボードとが一方向にしか移動できず、一方向に直交する他方向への半導体装置の移動は吸着ノズルの移動で行っている。この場合、移載を行う半導体装置に応じてピックアップ位置とドロップオフ位置とが変わるので、吸着ノズルの移動距離が変わる場合があるが、吸着ノズルの移動距離が長くなれば移載時間も長くなるので、全体的な移載時間の短縮が阻害される結果、移載処理の高速化が阻害される、という課題がある。
【０００８】
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、ワーク移載時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のワーク移載装置は、ワークが収容される第１の容器を移動させる第１の容器移動手段と、前記第１の容器移動手段に隣接した状態で設けられ、前記ワークが収容される第２の容器を移動させる第２の容器移動手段と、前記第１の容器のワーク配置面内において前記ワークの保持または開放を行う第１の位置と、前記第２の容器のワーク配置面内において前記ワークの保持または開放を行う第２の位置との間で往復移動可能な状態で設けられ、前記第１の容器と前記第２の容器との間で前記ワークの移載を行うワーク移載手段と、前記ワーク移載手段によるワークの移載において、前記第１の容器移動手段を介して前記第１の位置が定位置となるように前記第１の容器の移動位置を制御するとともに、前記第２の移動手段を介して前記第２の位置が定位置となるように前記第２の容器の移動位置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記第１の容器移動手段は、前記第１の容器を第１方向に移動させる第１の移動機構部と、前記第１の容器を前記第１方向に直交する第２方向に移動させる第２の移動機構部と、を備え、前記第２の容器移動手段は、前記第２の容器を第１方向に移動させる第３の移動機構部と、前記第２の容器を前記第１方向に直交する第２方向に移動させる第４の移動機構部と、を備え、前記第１の容器および前記第２の容器は、それらを平面的に重ねることが可能なように段違いの状態で配置されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、前記ワークが半導体装置であり、前記第１の容器がトレイであり、前記第２の容器がバーンインボードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の容器上においてワークを保持または開放する第１の位置と、第２の容器上においてワークを保持または開放する第２の位置とを常に定位置にすることができ、ワーク移載手段の移動距離を常に一定にすることができるので、ワーク移載時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るワーク移載装置の一例の平面図である。
【図２】図１のワーク移載装置の側面図である。
【図３】所定位置の半導体装置の移載時におけるワーク移載装置の平面図である。
【図４】図３のワーク移載装置の側面図である。
【図５】図３とは異なる位置の半導体装置の移載時におけるワーク移載装置の平面図である。
【図６】図５のワーク移載装置の側面図である。
【図７】本発明者が検討したワーク移載装置での半導体装置の移載動作の概略説明図である。
【図８】本実施の形態のワーク移載装置での半導体装置の移載動作の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
まず、本実施の形態のワーク移載装置の構成の一例について図１および図２を参照して説明する。図１は本実施の形態のワーク移載装置の一例の平面図、図２は図１のワーク移載装置の側面図である。なお、符号Ｘ，Ｙは水平面内の互いに直交する軸方向を示し、符号Ｚは高さ軸方向を示している。
【００１６】
本実施の形態の移載装置１は、トレイ（第１の容器）Ｔとバーンインボード（第２の容器）ＢＢとの間で半導体装置（ワーク）Ｓの移動を行うワーク移載装置であり、例えば、バーンイン試験装置ＢＴの隣接した状態で設置されている。なお、バーンイン試験装置ＢＴは、例えば、高温下においてバーンインボードＢＢ上の複数個の半導体装置Ｓに対して高電圧を印加することにより、固有欠陥および潜在的不良要因を持った半導体装置を除去するための試験装置である。また、半導体装置Ｓは、例えば、パッケージング後のＩＣである。
【００１７】
移載装置１は、架台２上に設けられたトレイ移動機構部（第１の容器移動手段）３と、バーンインボード移動機構部（第２の容器移動手段）４と、ＩＣハンドラ（ワーク移載手段）５（図２参照）とを備えるとともに、移載装置１内に設けられた制御回路部（制御手段）６を備えている。
【００１８】
トレイ移動機構部３は、トレイＴをＹ軸方向およびＸ軸方向に沿って移動させる機構部であり、トレイステージ３ｓと、Ｙ軸移動機構部（第１の移動機構部）３ｙと、Ｘ軸移動機構部（第２の移動機構部）３ｘとを備えている。なお、トレイＴは、複数個の半導体装置Ｓを規則的に並べた状態で収容する平板状の容器である。
【００１９】
Ｙ軸移動機構部３ｙは、トレイステージ３ｓをＹ軸方向に移動させる機構部であり、トレイステージボールネジ３ｙｎと、その一端側に係合されたトレイステージモータ３ｙｍと、トレイステージガイド３ｙｇとを備えている。トレイステージモータ３ｙｍは、トレイステージボールネジ３ｙｎを介してトレイステージ３ｓをＹ軸方向に移動させる駆動源である。トレイステージガイド３ｙｇは、トレイステージ３ｓの移動をガイドする部材であり、Ｙ軸方向に沿って延在した状態で設置されている。
【００２０】
Ｘ軸移動機構部３ｘは、トレイＴをＸ軸方向に移動させる機構部であり、２つのトレイ搬送テーブル３ｘｔ１，３ｘｔ２と、２つのトレイ搬送ベルト３ｘｂ１，３ｘｂ２と、２つのトレイ搬送モータ３ｘｍ１，３ｘｍ２と、共通のトレイ搬送ガイド３ｘｇとを備えている。なお、Ｘ軸移動機構部３ｘは、トレイステージ３ｓとともにＹ軸方向に移動するようになっている。
【００２１】
トレイ搬送テーブル３ｘｔ１，３ｘｔ２は、トレイＴを搭載するテーブルであり、Ｘ軸方向に沿って直列に並んで配置されている。トレイ搬送モータ３ｘｍ１，３ｘｍ２は、それぞれトレイ搬送ベルト３ｘｂ１，３ｘｂ２を介してトレイ搬送テーブル３ｘｔ１，３ｘｔ２をＸ軸方向に移動させる駆動源である。トレイ搬送ガイド３ｘｇは、トレイ搬送テーブル３ｘｔ１，３ｘｔ２の移動をガイドする共通の部材であり、Ｘ軸方向に沿って延在した状態で設置されている。
【００２２】
バーンインボード移動機構部４は、バーンインボードＢＢをＹ軸方向およびＸ軸方向に沿って移動させる機構部であり、ボードステージ４ｓと、Ｙ軸移動機構部（第３の移動機構部）４ｙと、Ｘ軸移動機構部（第４の移動機構部）４ｘとを備えている。
【００２３】
ボードステージ４ｓは、バーンインボードＢＢを搭載するステージであり、ボードステージ４ｓ上のバーンインボードＢＢがトレイステージ３ｓ上のトレイＴと平面的に重ねることが可能なように、トレイステージ３ｓの下方に段違いの状態で設置されている。これにより、ボードステージ４ｓのバーンインボードＢＢは、トレイステージ３ｓ（トレイＴ）の下方に入り込むことが可能な構成になっている。
【００２４】
ボードステージ４ｓ上のバーンインボードＢＢは、複数個の半導体装置Ｓに対して一括してバーンイン試験を実施するために複数個の半導体装置Ｓを搭載する平板状の配線基板である。このバーンインボードＢＢの主面内には、複数個のソケット（図示せず）が縦横方向に沿って規則的に並設されている。また、バーンインボードＢＢには、ソケットと電気的に接続された配線が形成されている。なお、各半導体装置Ｓは、バーンインボードＢＢの各ソケットに着脱可能な状態で装着される。各半導体装置Ｓをソケットに装着すると、ソケットを通じて各半導体装置ＳとバーンインボードＢＢの配線とが電気的に接続される。パッケージング前の半導体装置（ベアチップ）に対してバーンイン試験を実施する場合は、ベアチップを専用のキャリアに収容し、そのキャリアをバーンインボードＢＢのソケットに装着する。
【００２５】
Ｙ軸移動機構部４ｙは、ボードステージ４ｓをＹ軸方向に移動させる機構部であり、Ｙ軸方向に延びる一対のＹ軸ガイド４ｙｇ，４ｙｇと、それらの対の間に配置されＹ軸方向に沿って延びるＹ軸ボールネジ４ｙｎ（図２参照）と、Ｙ軸ボールネジ４ｙｎの一端側に係合されたＹ軸モータ４ｙｍ（図２参照）とを備えている。Ｙ軸モータ４ｙｍは、Ｙ軸ボールネジ４ｙｎを介してボードステージ４ｓをＹ軸方向に移動させる駆動源である。一対のＹ軸ガイド４ｙｇ，４ｙｇは、ボードステージ４ｓの移動をガイドする部材であり、Ｙ軸方向に沿って延在した状態で設置されている。
【００２６】
Ｘ軸移動機構部４ｘは、ボードステージ４ｓをＸ軸方向に移動させる機構部であり、Ｘ軸方向に延びる一対のＸ軸ガイド４ｘｇ，４ｘｇと、それらの対の間に配置されＸ軸方向に沿って延びるＸ軸ボールネジ４ｘｎと、Ｘ軸ボールネジ４ｘｎの一端側に係合されたＸ軸モータ４ｘｍとを備えている。Ｘ軸モータ４ｘｍは、Ｘ軸ボールネジ４ｘｎを介してボードステージ４ｓをＸ軸方向に移動させる駆動源である。一対のＸ軸ガイド４ｘｇ，４ｘｇは、ボードステージ４ｓの移動をガイドする部材であり、Ｘ軸方向に沿って延在し、一対のＹ軸ガイド４ｙｇ，４ｙｇ上に載せられ、一対のＹ軸ガイド４ｙｇ，４ｙｇに沿って移動可能な状態で設置されている。
【００２７】
ＩＣハンドラ５（図２参照）は、トレイＴとバーンインボードＢＢとの間で半導体装置Ｓを移載する機構部であり、吸着ノズル５ａと、これを支持する支持部５ｂとを備えている。吸着ノズル５ａは、半導体装置Ｓを吸着（保持）および開放する部材であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動可能な状態で設置されているとともに、上下動可能な状態で設置されている。この吸着ノズル５ａは、真空発生装置（図示せず）の空気圧回路と連通されており、負圧の発生により半導体装置Ｓを吸着する一方、真空破壊によって半導体装置Ｓを開放するようになっている。
【００２８】
制御回路部６は、移載装置１の全体動作を制御する回路である。本実施の形態において制御回路部６は、トレイＴの半導体装置Ｓの配置面内において半導体装置Ｓの保持または開放を行うトレイ側ポイント（第１の位置）Ｐｔと、バーンインボードＢＢの半導体装置Ｓの配置面内において半導体装置Ｓの保持または開放を行うボード側ポイント（第２の位置）Ｐｂとが常に定位置になるようにトレイ移動機構部３およびバーンインボード移動機構部４の動作を制御する機能を備えている。
そして、半導体装置Ｓの移載に際して制御回路部６は、ＩＣハンドラ５の吸着ノズル５ａをトレイ側ポイントＰｔとボード側ポイントＰｂとの間で往復移動させる機能を備えている。
【００２９】
次に、本実施の形態の移載装置１の移載動作例について図３〜図６を参照して説明する。なお、ここでは、例えば、バーンインボードＢＢ上の試験後の半導体装置ＳをトレイＴに移載する場合について説明する。
【００３０】
図３は所定位置の半導体装置の移載時におけるワーク移載装置の平面図、図４は図３のワーク移載装置の側面図である。
【００３１】
まず、バーンインボードＢＢ上のピックアップ予定の半導体装置Ｓがボード側ポイントＰｂに位置するようにバーンインボード移動機構部４（Ｙ軸移動機構部４ｙおよびＸ軸移動機構部４ｘ）を駆動する。また、トレイＴにおける半導体装置Ｓの載置予定領域がトレイ側ポイントＰｔに位置するようにトレイ移動機構部３（Ｙ軸移動機構部３ｙおよびＸ軸移動機構部３ｘ）を駆動する。
【００３２】
続いて、バーンインボードＢＢのボード側ポイントＰｂの半導体装置ＳをＩＣハンドラ５の吸着ノズル５ａでピックアップ（保持）してトレイＴのトレイ側ポイントＰｔに移動し、そのトレイ側ポイントＰｔでドロップオフ（開放）してトレイＴの載置予定領域に半導体装置Ｓを載せる。
【００３３】
次いで、図５は図３とは異なる位置の半導体装置の移載時におけるワーク移載装置の平面図、図６は図５のワーク移載装置の側面図である。
【００３４】
この場合も、バーンインボードＢＢ上のピックアップ予定の半導体装置Ｓがボード側ポイントＰｂに位置するようにバーンインボード移動機構部４（Ｙ軸移動機構部４ｙおよびＸ軸移動機構部４ｘ）を駆動する。また、トレイＴの載置予定領域がトレイ側ポイントＰｔに位置するようにトレイ移動機構部３（Ｙ軸移動機構部３ｙおよびＸ軸移動機構部３ｘ）を駆動する。図５では、図３に対してバーンインボードＢＢおよびトレイＴがＸ軸方向の上方向に移動している。また、図６では、図４に対してバーンインボードＢＢおよびトレイＴがＹ軸方向の右方向に移動している。ただし、図５および図６においてトレイ側ポイントＰｔおよびボード側ポイントＰｂの位置はそれぞれ図３および図４と同じである。
【００３５】
続いて、バーンインボードＢＢのボード側ポイントＰｂの半導体装置ＳをＩＣハンドラ５の吸着ノズル５ａでピックアップ（保持）してトレイＴのトレイ側ポイントＰｔに移動し、そのトレイ側ポイントＰｔでドロップオフ（開放）してトレイＴの載置予定領域に半導体装置Ｓを載せる。
【００３６】
ここで、図７は本発明者が検討したワーク移載装置での半導体装置の移載動作の概略説明図である。この移載装置５０においては、トレイＴもボードステージ５１もＸ軸方向にしか移動できず、Ｙ軸方向の半導体装置Ｓの移動はＩＣハンドラ５２の吸着ノズル５２ａの移動で行っている。この場合、移載を行う半導体装置Ｓに応じてピックアップ位置とドロップオフ位置とが変わるので、吸着ノズル５２ａの移動距離が変わる場合があるが、吸着ノズル５２ａの移動距離が長くなれば移載時間も長くなるので、全体的な移載時間の短縮が阻害される結果、移載処理の高速化が阻害される、という課題がある。
【００３７】
これに対して、図８は本実施の形態のワーク移載装置での半導体装置の移載動作の概略説明図である。本実施の形態の移載装置１においては、ピックアップの対象の半導体装置Ｓがピックアック位置に位置するように、また、対象の半導体装置Ｓを載置する載置予定領域がドロップオフ位置に位置するように、トレイＴ（トレイステージ３ｓ）およびバーンインボードＢＢ（ボードステージ４ｓ）を移動する。これにより、半導体装置Ｓのピックアップ位置およびドロップオフ位置を常に一定にすることができるので、ＩＣハンドラ５の吸着ノズル５ａの移動距離を常に一定にすることができる。このため、半導体装置Ｓの移載時間を短縮することができる。発明者の検討によれば、ＩＣハンドラ５による半導体装置Ｓの水平移動距離を図７の半分程度にすることができ、従来水平方向の移動に平均０．３０秒程度かかっていた半導体装置Ｓの移載時間を平均０．１３秒程度に短縮することができた。このため、半導体装置Ｓを高速で移載することができるので、半導体装置Ｓの短納期化に対応することができる。
【００３８】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。
【００３９】
例えば、前記実施の形態においては、ワーク移載装置をバーンイン試験装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々適用可能であり、例えば、電気的特性や機能を試験する選別試験装置に適用しても良い。
【００４０】
また、前記実施の形態においては、ワーク移載時のワーク保持方式として真空吸着方式を使用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば、静電吸着方式、ベルヌーイチャック方式または半導体装置等を機械的に挟持する方式を使用しても良い。
【００４１】
また、前記実施の形態においては、バーンインボード上の半導体装置をトレイに移し替える場合に適用したが、その反対に、トレイ上の半導体装置をバーンインボードに移し替える場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上の説明では、本発明のワーク移載装置を半導体装置の移載に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々適用可能であり、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）、機械部品または光学部品など、種々のワークの移載装置として適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  移載装置
２  架台
３  トレイ移動機構部
３ｓ  トレイステージ
３ｙ  Ｙ軸移動機構部
３ｙｎ  トレイステージボールネジ
３ｙｍ  トレイステージモータ
３ｙｇ  トレイステージガイド
３ｘ  Ｘ軸移動機構部
３ｘｔ１，３ｘｔ２  トレイ搬送テーブル
３ｘｂ１，３ｘｂ２  トレイ搬送ベルト
３ｘｍ１，３ｘｍ２  トレイ搬送モータ
３ｘｇ  トレイ搬送ガイド
４  バーンインボード移動機構部
４ｓ  ボードステージ
４ｙ  Ｙ軸移動機構部
４ｙｇ  Ｙ軸ガイド
４ｙｎ  Ｙ軸ボールネジ
４ｙｍ  Ｙ軸モータ
４ｘ  Ｘ軸移動機構部
４ｘｇ  Ｘ軸ガイド
４ｘｎ  Ｘ軸ボールネジ
４ｘｍ  Ｘ軸モータ
５  ＩＣハンドラ
５ａ  吸着ノズル
５ｂ  支持部
６  制御回路部
ＢＴ  バーンイン試験装置
ＢＢ  バーンインボード
Ｔ  トレイ
Ｓ  半導体装置
Ｐｔ  トレイ側ポイント
Ｐｂ  ボード側ポイント
【図１】
2017199886.tif 000003
【図２】
2017199886.tif 000004
【図３】
2017199886.tif 000005
【図４】
2017199886.tif 000006
【図５】
2017199886.tif 000007
【図６】
2017199886.tif 000008
【図７】
2017199886.tif 000009
【図８】
2017199886.tif 000010