(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形のデバイスを載置する搭載部と、
前記搭載部に載置されたデバイスを、４方向からガイドして位置決めを行う４つのガイド機構と、
前記ガイド機構を駆動するカム機構と、
を有し、
前記カム機構は、
モータにより回転可能に設けられ、前記４つのガイド機構に共通のカムプレートと、
前記カムプレートの外周に形成されたカム曲線と、
前記４つのガイド機構にそれぞれ設けられ、前記カム曲線に当接するカムフォロワと、
を有し、
前記４つのガイド機構は、前記カム機構によって、それぞれ独立して駆動可能に設けられ、
前記カムプレートの回転に従って、前記４つのガイド機構が個別に駆動されるように、前記カム曲線は、前記カムプレートの径が大きい箇所に対応する広径部分と径が小さい箇所に対応する狭径部分とを有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記４つのガイド機構が一つずつ、前記デバイスの側面に接離するように、前記カム曲線における前記狭径部分が、周上に一箇所のみ形成されていることを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
【請求項３】
隣り合う２つのガイド機構が組になって、組ごとに交互に、前記デバイスの側面に接離するように、前記カム曲線における前記広径部分及び前記狭径部分が交互に形成されていることを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記モータは、サーボモータ又はステッピングモータであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品等のデバイスに工程処理を行うテストハンドラの一工程処理部を形成し、搬送されるデバイスの位置補正を行う位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイシング、マウンティング、ボンディング、シーリングの各組立工程を経た半導体装置や電子部品等のデバイスは、テストハンドラと呼ばれる複合テスト装置に供給される。そして、テストハンドラに設けられた保持機構によって保持され、テストハンドラ内を搬送されながら、デバイスの電気特性測定、分類、マーキング、外観検査、梱包（テープ梱包）等の各工程処理が施される。
【０００３】
デバイスの組立工程からテストハンドラへの供給方法には、ウェーハリング上の粘着シート（ＵＶシートなど）に貼り付けられダイシングで個片化されたデバイスを供給する方法や、個片のデバイスをリードフレームに搭載しリードフレーム供給ユニットによって供給する方法又は振動式パーツフィーダによって一定の方向及び姿勢に整列して供給する方法等がある。このうち、特に、ベアチップやＷＬＣＳＰ（ウェハレベルチップスケールパッケージ）など小型、薄型のデバイスでは、ウェーハリングからのダイシングによる供給が主となる。
【０００４】
これらの供給方法では、例えば、ウェーハリングでも突き上げピンによりピックアップされたデバイスはテストハンドラのコレットや吸着ノズルに吸着された状態で位置ずれが発生する。また、リードフレーム供給でも金型で個片化した後は姿勢が変化するおそれがあり、パーツフィーダの供給においてもパーツフィーダの振動等によってデバイスが必ずしも正確な姿勢で供給されるとは限らない。
【０００５】
しかしながら、テストハンドラでは、各処理工程においてデバイスに正確な処理を施すために、コレットや吸着ノズルによるデバイスの正確な保持が要求される。具体的には、（１）電気テストにおいてデバイスの電極をコンタクターの位置に正確に接触させること、（２）マーキングの位置を正確に保つこと、（３）テープ梱包時にテープのポケットに正確な姿勢でデバイスを挿入すること等である。
【０００６】
このような場合には、デバイスは、正確な位置に保持されていない状態のまま各処理工程を経ることとなり、各処理工程においてデバイスに正確な処理が施されず、結果として半導体製造装置の処理精度の低下や稼動率の低下を招くこととなっていた。
【０００７】
また、テストハンドラのコレットや吸着ノズルに保持され各工程処理間を搬送されるデバイスにおいて位置ずれが起きる要因は、上記のテストハンドラへの供給時に限られない。例えば、搬送中のデバイスの各工程処理機構への受渡し時やデバイスへの接触（電気テスト）時、さらには搬送自体が位置ずれの要因となる。そこで電気テスト、マーキング、テープポケット挿入などの各処理点（加工点）の前に、位置補正機構をつけて各処理の精度を保証する必要があった。
【０００８】
このような機構として、本出願人は、保持機構に保持されたデバイスを、回転軸を備えたガイドに挿入して２方向の方向補正を行うとともに、デバイスを位置規制機構により挟持し固定することにより、反転処理と位置決め処理とを一つの処理工程で行うようにした技術を提案した（特許文献１参照）。
【０００９】
しかしながら、従来の２方向固定ガイドと位置矯正機構によるデバイスの反転、位置決め方式では、デバイスが小さい場合には、２方向固定ガイドとデバイス間のクリアランス（隙間）がデバイスに対して相対的に大きくなり、その結果デバイスのシータ方向のずれが大きくなるという課題があった。また、２方向固定ガイドでは、矯正可能な位置ズレの大きさに限界があった。
【００１０】
このような課題に対応すべく、出願人は、カムプレートに位置により径の異なる略円状のガイド溝を設けて、ここに４方向からデバイスの位置決めを行うガイドを設け、このガイドが溝に沿って回転することによって、４方向ガイドが径の大小の位置でデバイスに対して開閉するようにし、デバイスの位置決めを４方向から同時に行う技術を提案した（特許文献２参照）。これにより、デバイスの位置ズレにおける矯正可能な範囲の拡大を図っていた。
【特許文献１】特開２００４−１８６３２８号公報
【特許文献２】特開２００７−９５７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上記従来の位置決め装置では、対向する方向からデバイスを挟み込むため、ガイドの爪の挟み込みにより、デバイスが割れる可能性があった。特に、ベアチップやＷＬＣＳＰなど衝撃に弱いデバイスにおいては、位置決めガイドにより対向する２方向又は４方向からデバイスを同時に挟み込むことによりチッピングやクラックなどのダメージを与え易かった。
【００１２】
このようなデバイスに対する衝撃を防ぐためには、位置決めガイドとデバイスとの間にクリアランスを設ける必要があった。しかしながら、このクリアランスを設ける分、位置決めガイドによるデバイスの位置決め精度が落ちるという課題があり、この２つの相反する課題を両立するような技術が潜在的に切望されていた。
【００１３】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、半導体装置又は電子部品等のデバイスに対する位置決め時におけるガイドの挟み込みによる衝撃を防ぐとともに、ガイドとデバイスとの間のクリアランスを設けずに位置決め精度を高めた位置決め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、方形のデバイスを載置する搭載部と、前記搭載部に載置されたデバイスを、４方向からガイドして位置決めを行う４つのガイド機構と、前記ガイド機構を駆動するカム機構と、を有し、前記カム機構は、モータにより回転可能に設けられ、前記４つのガイド機構に共通のカムプレートと、前記カムプレートの外周に形成されたカム曲線と、前記４つのガイド部にそれぞれ設けられ、前記カム曲線に当接するカムフォロワと、を有し、前記４つのガイド機構は、前記カム機構によって、それぞれ独立して駆動可能に設けられ、前記カムプレートの回転に従って、前記４つのガイド機構が個別に駆動されるように、前記カム曲線は、前記カムプレートの径が大きい箇所に対応する広径部分と径が小さい箇所に対応する狭径部分とを有することを特徴とする位置決め装置。
【００１５】
以上のような態様では、４方向のガイド機構により同時にデバイスを挟み込むことがないため、ベアチップやＷＬＣＳＰなど、衝撃に弱いデバイスに対してもチッピングやクラックなどのダメージを与えない。また、カム機構のカム曲線の調整とモータ回転速度の制御によりガイドの開閉速度を自由に設定することができ、ガイド機構がデバイスに接触する際の衝突エネルギー、衝撃荷重を小さくすることができる。
【００１６】
また、４方向のガイド機構により一度にデバイスを挟み込むことがないため、ガイド部の先端面とデバイスとの間にクリアランスを設ける必要がなく、ガイド部が閉じた状態において、デバイスの正規の載置位置におけるデバイスの側面位置まで、ガイド部の側面が移動するように構成することが可能である。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記４つのガイド機構が一つずつ、前記デバイスの側面に接離するように、前記カム曲線における前記狭径部分が、周上に一箇所のみ形成されていることを特徴とする。
【００１８】
以上のような態様では、請求項１の発明の効果に加え、ハンドリングユニットよる載置状態のズレがより大きなデバイスの位置決めを行うにあたって、ガイド部でデバイスが挟み込んでしまうようなことがなくダメージレスな位置補正が可能となる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、隣り合う２つのガイド機構が組になって、組ごとに交互に、前記デバイスの側面に接離するように、前記カム曲線における前記広径部分及び前記狭径部分が交互に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
以上のような態様では、カムプレートの回転に伴い、ガイド機構は、隣り合う２つが組として開閉させることができるため、対向する２方向のガイドによりデバイスを挟むようなことはなく、デバイスに挟み込みによるダメージを与えることなく、同時にデバイスの位置決めを効率よく行うことができる。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記モータは、サーボモータ又はステッピングモータであることを特徴とする。
【００２２】
以上のような態様では、モータの回転速度をより自由に制御可能となるので、さらにガイド機構の開閉速度、開閉回数を容易に調整することが可能となる。また、本発明を、テストハンドラの一工程機構として適用した場合に、テストハンドラのインデックスタイム、すなわちテストハンドラのターンテーブルＴが１つの処理位置から隣接する処理位置まで移動を開始し、その次の処理位置まで移動するまでの時間（［処理位置移動時間］＋［処理時間］）にあわせて、タイミング調整を任意に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のような本発明によれば、半導体装置又は電子部品等のデバイスに対する位置決め時におけるガイドの挟み込みによる衝撃を防ぐとともに、ガイドとデバイスとの間のクリアランスを設けずに位置決め精度を高めた位置決め装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態とする）を、図１〜図４を参照して説明する。なお、本実施形態として示すカムプレートのカム曲線を、説明の便宜上、図面において強調して記載するが、本実施形態の位置決め装置において扱われる主たるデバイスは、例えば、実装面積が０．６ｍｍ×０．３ｍｍのいわゆる０６０３サイズから最大で縦横１０ｍｍ程度のものであり、カム曲線も０．５ｍｍから数ｍｍ程度の出力変位から構成される真円に近いものである。
【００２５】
［１−１．概略的構成並びに作用］
まず、本実施形態の位置決め装置のテストハンドラに組み込まれた際の役割を、一例として図１に示す。図１に示すテストハンドラＨは、ターンテーブルＴの円周等配位置に、極性・位置判別装置、位置決め装置、テストコンタクト装置、マーキング装置、テーピング装置等、複数の工程処理機構を備える。デバイスＳは、パーツフィーダ等の部品供給装置から供給され、ハンドリングユニットの吸着ノズルに保持されながら、ターンテーブルＴの図中時計方向に間欠的に回転に伴って、順次上記工程処理機構を移動し、上記工程処理を受けることになる。
【００２６】
本実施形態の位置決め装置１は、このようなテストハンドラＨの工程処理機構の一つをなすものであり、一例としては、図１に示すとおりデバイスＳの出発点である部品供給装置の下流２つ目の工程処理機構として設けられるものである。その作用は、部品供給装置よりハンドリングユニットによって正規の方向からずれて保持されたような場合に、テストコンタクト装置における電気検査等のその後の工程処理を正確に実施するために、正方向に位置決めあるいは反転させるものである。
【００２７】
次に、本実施形態の位置決め装置１の概略的構成並びに作用について図２を用いて説明する。図２（ａ）に示すように、位置決め装置１は、概略的には、テストハンドラＨのハンドリングユニットにより、搬送されてくるデバイスＳを受け取り受け渡すための搭載部２と、デバイスＳを４方向からガイドし位置補正を行うガイド機構３ａ〜３ｄとからなる。ガイド機構３ａ〜３ｄは、その先端部分に、デバイスＳの側面に当接して、デバイスＳの位置補正を行う爪３０がそれぞれ設けられている。
【００２８】
このような位置決め装置１においては、４方向のガイド機構３ａ〜３ｄが、後述するカムフォロワ３１を介して搭載部２の下部に設けられたカムプレートにより開閉するように構成されるものである。より具体的には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように遷移するものである。まず、図２（ａ）に示すように、図示しないハンドリングユニットにより、デバイスＳが搭載部２に載置される際には、ガイド機構３ａ〜３ｄが開いた状態となっている。このとき、例えば、デバイスＳが、その中心が図中交線の中心Ｏに位置する正規の載置位置から、角度、位置ともに、ずれて載置されたものとする。
【００２９】
その後、同図（ｂ）に示すように、ガイド機構のうち、隣合う２つのガイド機構、すなわちガイド機構３ａ，３ｂが同時に閉じる。これにより、デバイスＳは正規の載置位置に近づくように修正される。さらに、同図（ｃ）に示すように、残りの２つのガイド機構３ｃ，３ｄが同時に閉じるとともに、ガイド機構３ａ，３ｂが元の位置に戻る。これにより、デバイスＳは正規の載置位置に位置補正され、位置決めされる。
【００３０】
［１−２．概略的な効果］
以上のような概略構成及び作用からなる位置決め装置１においては、４方向に設けられたガイドにより一度にデバイスＳを挟み込むことがないため、ガイド機構の爪の先端面とデバイスＳとの間にクリアランスを設ける必要がなく、ガイド機構が閉じた状態において、デバイスの正規の載置位置におけるデバイスの側面位置まで、爪の側面が移動するように構成することが可能である。
【００３１】
［２−１．具体的構成並びに作用］
次に、図３及び図４を用いて、本実施形態の位置決め装置１の具体的な構成について説明する。図３に点線で示すように、搭載部２及びガイド機構３ａ〜３ｄを備えた載置台４の下部には、回転するカム機構５とこれにベルトを介して接続され、カム機構５の回転を制御するサーボモータやステッピングモータからなるモータ６とが設けられている。
【００３２】
モータ６によって回転駆動するカム機構５の構成を説明する。図４に示すように、カム機構５は、９０°ごとに正転及び反転するカムプレート５１が設けられている。
【００３３】
ガイド機構３ａ〜３ｄは、それぞれの下側に設けられたカムフォロワ３１ａ〜３１ｄがこのカム機構５の回動することにより、カム曲線に接触し、図中一点鎖線方向に移動して開閉動作を行う。
【００３４】
より具体的には、カムプレート５１は、周上９０°おきに広径の部分と、狭径の部分とを備え、この広径の部分と、狭径の部分とは、直径上に位置する。そして、ガイド機構３ａ〜３ｄのカムフォロワ３１ａ〜３１ｄが、広径の部分に接した場合にはガイド機構３ａ〜３ｄは開いた状態となり、狭径の部分に接した場合にはガイド機構３ａ〜３ｄは閉じた状態となる。なお、カムフォロワ３１ａ〜３１ｄは、図示しないバネ等の付勢手段により、カムプレート５１の内側に向けて付勢されている。これにより、カムフォロワ３１ａ〜３１ｄがカムプレート５１の狭径部分に接した際に、カムプレート５１の内側に移動するようになっている。
【００３５】
なお、ガイド機構３ａ〜３ｄは１つ１つが独立して駆動できるように構成されており、開閉の量や開閉の順序を決定するのはカムの曲線とモータの回転（正転／逆転）である。つまり、本発明は、本質的には４つのガイド機構を個別に自在に開閉駆動できることにあり、本実施形態はその１例として隣り合う２つのガイドを組にして開閉した態様を開示したものである。４つのガイド機構を個別に開閉するカムの構成については後述する。
【００３６】
以上のような構成のカム機構５は、図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、カムプレート５１の正転及び反転に伴って遷移するものである。まず、図４（ａ）に示すように、図示しないハンドリングユニットにより、デバイスＳが搭載部２に載置される際には、カムフォロワ３１ａ〜３１ｄはともにカムプレート５１の広径と狭径の箇所に位置し、これに伴いガイド機構３ａ〜３ｄが開いた状態となっている。
【００３７】
その後、同図（ｂ）に示すように、カムプレート５１が図中反時計方向に９０°回転することにより、カムフォロワ３１ａ，３１ｂはカムプレート５１の狭径の位置に当接して内周方向に移動し、これに伴いガイド機構３ａ，３ｂが閉じる。一方、カムフォロワ３１ｃ，３１ｄはカムプレート５１の広径の位置に当接しており、このときガイド機構３ｃ，３ｄは（ａ）に示した初期位置のままである。そして、これにより、デバイスＳは正規の載置位置に近づくように修正される。
【００３８】
さらに、カムプレート５１が図中時計方向に逆転すると、同図（ｃ）に示すように、今度は、カムフォロワ３１ａ，３１ｂがカムプレート５１の広径部分に当接して、外周方向に移動し、これにより閉じていたガイド機構３ａ，３ｂが開く。一方、カムフォロワ３１ｃ，３１ｄはカムプレート５１の狭径部分に当接して、内周方向に移動し、これによりガイド機構３ｃ，３ｄは閉じる。これにより、デバイスＳは正規の載置位置に位置補正され、位置決めされる。このように、カムプレート５１の回転に伴い、ガイド機構３ａ〜３ｄは、隣り合う２つが順次開閉するようになる。
【００３９】
［２−２．効果］
以上のような本実施形態の位置決め装置１においては、対向する２方向又は４方向のガイド機構により一度にデバイスＳを挟み込むことがないため、ベアチップやＷＬＣＳＰなど、衝撃に弱いデバイスに対してもチッピングやクラックなどのダメージを与えない。また、モータ制御とカム機構のカム曲線の調整によりガイドの開閉速度を自由に設定することができ、ガイド機構がデバイスに接触する際の衝突エネルギー、衝撃荷重を小さくすることができる。
【００４０】
４方向のガイド機構により一度にデバイスＳを挟み込まないため、ガイド機構の爪の先端面とデバイスＳとの間にクリアランスを設ける必要がなく、ガイド機構が閉じた状態において、デバイスの正規の載置位置におけるデバイスの側面位置まで、爪の側面が移動するように構成することが可能である。
【００４１】
また、カムの回転角をモータで可変できるため、ガイドの開閉量を電気的に調整でき、ことなる大きさのデバイスで同一のガイドの爪を使用することができる。同様に、モータの回転速度を制御することによって、ガイド機構の開閉速度、開閉回数を容易に調整することができる。したがって、本実施形態の位置決め装置を、テストハンドラの一工程機構として設けた場合に、テストハンドラのインデックスタイム、すなわちテストハンドラのターンテーブルＴが１つの処理位置から隣接する処理位置まで移動を開始し、その次の処理位置まで移動するまでの時間（［処理位置移動時間］＋［処理時間］）にあわせて、タイミング調整を任意に行うことができる。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、カムプレートの回転に伴い、ガイド部は、隣り合う２つを組として開閉させることができるため、対向する２方向のガイドによりデバイスを挟むようなことはなく、デバイスに挟み込みによるダメージを与えることなく、同時にデバイスの位置決めを効率よく行うことができる。
【００４３】
［３．他の実施形態］
上記実施形態において示した、４つのガイド機構を個別に自在に開閉駆動される態様について図５を用いて説明する。図５に示すように、４つのガイド機構を順次開閉するためのカム機構７のカムプレート７１は、周上に１箇所のみ、狭径部分を備えたカムであり、これが直進回転することにより、図５の（ａ）〜（ｄ）に示す状態を変移するものである。
【００４４】
すなわち、図５（ａ）に示すように、図示しないハンドリングユニットにより、デバイスＳが搭載部２に載置される際には、カムフォロワ３１ａ〜３１ｄはともにカムプレート５１の広径部分に位置し、これに伴いガイド機構３ａ〜３ｄが開いた状態となっている。その後、同図（ｂ）に示すように、カムプレート５１が図中時計方向に４５°程度回転することにより、カムフォロワ３１ａはカムプレート７１の狭径の位置に当接して内周方向に移動し、これに伴いガイド機構３ａ，３ｂが閉じる。一方、カムフォロワ３１ｃ，３１ｄはカムプレート７１の広径部分に当接しており、このときガイド機構３ｃ，３ｄは（ａ）に示した初期位置のままである。
【００４５】
さらに、カムプレート７１が図中時計方向に９０°程度回転すると、同図（ｃ）に示すように、このとき、カムフォロワ３１ａがカムプレート７１の広径部分に当接して、外周方向に移動し、同時にガイド機構３ａが開く。一方、カムフォロワ３１ｂはカムプレート７１の狭径部分に当接して、内周方向に移動し、これによりガイド機構３ｂは閉じる。
【００４６】
カムプレート７１が図中時計方向に９０°程度さらに回転すると、同図（ｄ）に示すように、カムフォロワ３１ｂはカムプレート７１の広径部分に当接して、外周方向に移動し、同時にガイド機構３ａが開く。一方、カムフォロワ３１ｃはカムプレート７１の狭径部分に当接して、内周方向に移動し、これによりガイド機構３ｃは閉じる。
【００４７】
このような本実施形態の位置決め装置１においても、本実施形態と同様の効果を奏するとともに、これに加え、ハンドリングユニットよる載置状態のズレがより大きなデバイスを挟み込む際において、本実施形態においては２つのガイドが同時に閉じる場合に爪でデバイスが挟んでしまうような場合であってもこのような懸念なくダメージレスな位置補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態における位置決め装置をテストハンドラの一部として構成した一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態におけるガイド機構の構成を示す図。
【図３】本発明の実施形態における位置決め装置の部分拡大図。
【図４】本発明の実施形態におけるカム機構の構成及び作用を示す模式図。
【図５】本発明の他の実施形態におけるカム機構の構成及び作用を示す模式図。
【符号の説明】
【００４９】
１…位置決め装置
２…搭載部
３ａ〜３ｄ…ガイド機構
３０…爪
３１ａ〜３１ｄ…カムフォロワ
４…載置台
５，７…カム機構
５１，７１…カムプレート
６…モータ
Ｈ…テストハンドラ
Ｓ…デバイス
Ｔ…ターンテーブル
【図１】
0004911714.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004911714.tif 000005
【図５】
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