(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドラ本体の上部に移動可能に設けられる四角状のフレームと、前記フレームのうち互いに隣接した２つのフレームの内側面にそれぞれ設けられる２つのリニアモータの固定子及び、この固定子に沿って移動するようにされた移動子と、前記リニアモータが互いに出会う位置のフレーム内側のコーナ部に固着され、半導体素子をピックアップする基準ピックアップ部材と、前記各リニアモータの移動子に結合され、フレームに沿って移動可能にされた第１ピックアップ部材及び第２ピックアップ部材と、前記第２ピックアップ部材が設けられたフレーム面に平行に第１ピックアップ部材に固着された第１案内部材と、この第１案内部材と直交するよう第２ピックアップ部材に固着された第２案内部材と、前記第１案内部材と第２案内部材の双方に移動可能に結合され、第１ピックアップ部材及び第２ピックアップ部材の移動によって前記第２案内部材及び前記第１案内部材に沿って同期して移動するようにされた第３ピックアップ部材とを備えたハンドラの半導体素子移送装置。
【請求項２】
前記第１ピックアップ部材及び第２ピックアップ部材は、前記各リニアモータの移動子に固着される移動ブロックと、この移動ブロックに固着され半導体素子をピックアップするピッカーとから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のハンドラの半導体素子移送装置。
【請求項３】
前記各リニアモータの駆動開始前に前記第１ピックアップ部材及び前記第２ピックアップ部材の現位置を感知するための位置感知手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のハンドラの半導体素子移送装置。
【請求項４】
前記位置感知手段は、各リニアモータの前記固定子が設けられた前記フレームの上端部又は下端部に一定の間隔で設けられ、前記移動子の位置を感知する複数個のセンサと、前記移動子の上端部又は下端部に前記センサ側に延出するように設けられ、センサにより感知される感応片とを備えたことを特徴とする請求項３に記載のハンドラの半導体素子移送装置。
【請求項５】
リニアモータの駆動時に前記第１ピックアップ部材と前記第２ピックアップ部材の移動量を感知してリニアモータの各移動子の移動を制御するための制御手段を更に含むことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のハンドラの半導体素子移送装置。
【請求項６】
前記制御手段は、各リニアモータの前記移動子に固着されたリニアスケールと、前記各リニアモータが設けられたフレームに固着された、前記リニアスケールの値をエンコーディングするスキャニングヘッドとを備えたことを特徴とする請求項５に記載のハンドラの半導体素子移送装置。
【請求項７】
前記フレームには前記第１ピックアップ部材と前記第２ピックアップ部材の最終位置をそれぞれ制限するリミットセンサが設けられたことを特徴とする請求項１に記載のハンドラの半導体素子移送装置。
【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移送装置に関し、特に、テストしようとする半導体素子の種類や大きさなどによるトレイ及びチェンジキットに対応して半導体素子をピックアップするピッカーのピッチの変更が容易となるようにした半導体素子テストハンドラの半導体素子移送装置に関する。
【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置であって、トレイに入れられた半導体素子を半導体素子の移送装置として工程間を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複数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置である。
【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、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、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、このテストソケット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および第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】
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ローディングシャトル８ａ及び第２ローディングシャトル８ｂが前後進可能に設けられ、これらの第１ローディングシャトル８ａ及び第２ローディングシャトル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１アンローディングシャトル９ａ及び第２アンローディングシャトル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、これらの移動フレーム１４ａ，１４ｂにはこれらの移動フレーム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ローディング側のピックアップ装置１５とアンローディング側のピックアップ装置１６とがそれぞれ設けられ、ローディング側のピックアップ装置１５とアンローディング側のピックアップ装置１６とはそれぞれ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、ローディングシャトル８ａ，８ｂとアンローディングシャトル９ａ，９ｂ、ソーキングプレート７、テストソケット１１を含むチェンジキットをテストしようとする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半導体素子の載置される載置部の大きさやピッチが共に異なるので、ローディング側のピックアップ装置１５とアンローディング側のピックアップ装置１６の各ピッカーのピッチをこれに合うように可変させなければならない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のローディング側のピックアップ装置１５及びアンローディング側のピックアップ装置１６は機械的なリンク構造、ベルト、ボールスクリュー、サーボモータなどを含む駆動手段を使用してそれぞれのピッカーを可変させるようになっているが、上記のような駆動手段は回転運動を直線運動に変換させるための構造が複雑であり、これによって全体的な大きさが大きくなって所要動力が増加するという問題点があった。
【００１０】
その他にも、ベルトとプーリを使用した場合には、ベルトのテンションを定期的に調整する必要があり、さらにこれらの作動時に粉塵が発生して半導体素子に悪い影響を与えるという問題点もあった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、半導体素子をピックアップするピッカーを可変させるための構造を単純化させると共に、ピッカーの可変が迅速且つ正確に行われるようにしたハンドラの半導体素子移送装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、ハンドラ本体の上部に移動可能に設けられる四角状のフレームと、前記フレームのうち互いに隣接した２つのフレームの内側面にそれぞれ設けられる２つのリニアモータの固定子及び、この固定子に沿って移動するようにされた移動子と、前記リニアモータが互いに出会う位置のフレーム内側のコーナ部に固着され、半導体素子をピックアップする基準ピックアップ部材と、前記各リニアモータの移動子に結合され、フレームに沿って移動可能にされた第１ピックアップ部材及び第２ピックアップ部材と、前記第２ピックアップ部材が設けられたフレーム面に平行に第１ピックアップ部材に固着された第１案内部材と、この第１案内部材と直交するよう第２ピックアップ部材に固着された第２案内部材と、前記第１案内部材と第２案内部材の双方に移動可能に結合され、第１ピックアップ部材及び第２ピックアップ部材の移動によって前記第２案内部材及び前記第１案内部材に沿って移動するようにされた第３ピックアップ部材とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による半導体素子移送装置の望ましい実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明で、本発明の半導体素子移送装置が設けられるハンドラの構成に対しては従来の技術で述べたハンドラの構成を参照し、その詳細な説明は省略する。
【００１４】
図２乃至図３は本発明による半導体素子移送装置の第１実施形態の構成を示し、図４ａ及び図４ｂはこの半導体素子移送装置の動作を説明する図面であって、ハンドラの移動フレーム１４ａ，１４ｂ（図１参照）に四角状のフレーム１０１が固着され、このフレーム１０１のうち互いに隣接した２つのフレーム１０１の内側面には２つのリニアモータ１０２，１０４の固定子１０２ａ，１０４ａ及び移動子１０２ｂ，１０４ｂが設けられ、前記各移動子１０２ｂ，１０４ｂは固定子１０２ａ，１０４ａの上部及び下部でフレーム１０１に水平に設けられたリニアモータ（ＬＭ）ガイド１０３，１０５のリニアモータ（ＬＭ）ブロック１０３ａ，１０５ａに結合され、リニアモータガイド１０３，１０５に沿って移動するようになっている。
リニアモータ１０２，１０４の固定子１０２ａ，１０４ａが互いに出会う地点のフレーム１０１のコーナ部には固定ブロック１１０が固着され、この固定ブロック１１０には半導体素子をピックアップする基準ピッカー１２０が固着される。
【００１５】
そして、リニアモータ１０２，１０４の各移動子１０２ｂ，１０４ｂにはＬ字形の第１移動ブロック１１１及び第２移動ブロック１１２が固着され、前記第１移動ブロック１１１には半導体素子をピックアップする第１可変ピッカー１２１が固着され、第２移動ブロック１１２には半導体素子をピックアップする第２可変ピッカー１２２が設けられる。
【００１６】
また、第１移動ブロック１１１の一側面には第２可変ピッカー１２２が設けられたリニアモータ１０２，１０４と並べられるように第１案内部材１０８が固着され、第２移動ブロック１１２の一側面には第１可変ピッカー１２１が設けられたリニアモータ１０２，１０４と平行に第２案内部材１０９が結合されるが、第１案内部材１０８は第２案内部材１０９よりやや低い高さで設けられ、第１案内部材１０８と第２案内部材１０９とは互いに直交しているものの会うことはないように構成される。
【００１７】
そして、半導体素子をピックアップする第３可変ピッカー１２３が固着されたＬ字形の第３移動ブロック１１３が第１案内部材１０８と第２案内部材１０９とに同時に結合するように構成され、第１移動ブロック１１１の移動時には第３移動ブロック１１３が第２案内部材１０９に沿って移動し、第２移動ブロック１１２の移動時には第３移動ブロック１１３が第１案内部材１０８に沿って移動するようになっている。
【００１８】
基準ピッカー１２０と第１，２，３可変ピッカー１２１，１２２，１２３は全て同一の形態に構成されており、固定ブロック１１０及び各移動ブロック１１１，１１２，１１３に固着されるシリンダー１２０ａ〜１２３ａと、このシリンダー１２０ａ〜１２３ａの下端部に上下に移動可能に設けられ、半導体素子を真空圧により吸着するノズルヘッド部１２０ｂ〜１２３ｂとから構成される。
【００１９】
一方、リニアモータ１０２，１０４の駆動開始前に前記第１可変ピッカー１２１及び第２可変ピッカー１２２の現位置を感知するための手段として、各リニアモータ１０２，１０４の固定子１０２ａ，１０４ａが設けられたフレーム１０１の下端部に磁界センサである複数個のホールセンサ１０６が一定の間隔で設けられ、リニアモータの移動子１０２ｂ，１０４ｂの下端部には前記ホールセンサ１０６側に延出し、ホールセンサ１０６により感知されるように感応片１０７が結合される。
【００２０】
また、リニアモータ１０２，１０４の駆動時に第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２の移動量を感知することで、リニアモータの各移動子１０２ｂ，１０４ｂの移動を正確に制御するために、各リニアモータの移動子１０２ｂ，１０４ｂの上端にリニアスケール１３１，１３３が固着され、各リニアモータ１０２，１０４が設けられたフレーム１０１の上端にはリニアスケール１３１，１３３の値をエンコーディングするスキャニングヘッド１３２，１３４が設けられる。
【００２１】
そして、第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２の最終の移動範囲を制限することで、このピッカーのオーバーランを防止する２つのリミットセンサ１３３，１３４がフレーム１０１の上端に設けられて構成される。
前記リミットセンサ１３３，１３４は移送装置をハンドラに装着した後、最初に第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２及び、これらと連動する第３可変ピッカー１２３を基準ピッカー１２０に最も近接した位置から最も遠い位置へ移動させながら前記ピッカー１２１，１２２，１２３の移動範囲をハンドラ制御ユニット（図示せず）に伝達して設定するホームチェッキング動作を実施する時にも用いられる。
【００２２】
上記のように構成された半導体素子移送装置の動作は次のようである。
【００２３】
上述したように、ある一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には、半導体素子の大きさや種類によって各素子が装着されるチェンジキットを交換する必要があり、半導体素子移送装置の各ピッカー１２０，１２１，１２２，１２３間のピッチも交換されるチェンジキットの素子間のピッチに対応するように可変されなければならない。
【００２４】
従って、ユーザが交換されるチェンジキットの仕様をハンドラ制御ユニット（図示せず）に入力させると、制御ユニットはフレーム１０１に設けられたホールセンサ１０６によって第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２の現在の位置状態を把握した後、リニアモータ１０２，１０４を駆動させ、各可変ピッカー１２１，１２２，１２３を現位置から設定された量だけ移動させ、所望の位置につかせる。
【００２５】
即ち、制御ユニット（図示せず）がホールセンサ１０６によってフレーム１０１上での第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２の現位置を感知した後、リニアモータ１０２，１０４を駆動させると、各リニアモータの移動子１０２ｂ，１０４に結合された第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２がリニアモータ（ＬＭ）ガイド１０３，１０５の案内を受けながら設定された方向に移動し、この際、第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２の移動により第３可変ピッカー１２３が第２案内部材１０９及び第１案内部材１０８に沿って同期して移動するようになる。
【００２６】
上記のように各リニアモータの移動子１０２ｂ，１０４ｂが移動することによって第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２が移動する時、各移動子１０２ｂ，１０４ｂに取り付けられたリニアスケール１３１，１３３の移動量をスキャニングヘッド１３２，１３４がエンコーディングして制御ユニット（図示せず）に伝達するので、制御ユニットは第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２の移動量を持続的にモニタリングすることができ、これにより、第１可変ピッカー１２１と第２可変ピッカー１２２が所望の位置に来た時、制御ユニット（図示せず）がリニアモータ１０２，１０４の動作を中止させることにより、第１，２，３可変ピッカー１２１，１２２，１２３を所望の位置に正確に可変させることができるようになる。
【００２７】
上記のようにリニアモータ１０２，１０４の駆動時に２つのリニアモータ１０２，１０４を同時に駆動させることが時間短縮のためには望ましいが、時間差をおいて順次に駆動させても構わない。
【００２８】
一方、図５は本発明による半導体移送装置の第２実施形態を示すもので、この第２実施形態の移送装置は２つのピッカーが設置されて可変するようにした構成であって、ハンドラの移動フレーム１４ａ，１４ｂに固定されるベース板２０１の一端に固定ブロック２１０が固着され、この固定ブロック２１０には基準ピッカー２２０が固定され、ベース板２０１には前記固定ブロック２１０のサイド側にリニアモータの固定子２０２及び移動子２０３が設けられる。
ここで、前記リニアモータの移動子２０３はベース板２０１の上部及び下部に平行に設けられたリニアモータ（ＬＭ）ガイド２０５に結合され、ベース板２０１に沿って水平に移動可能となっている。
そして、移動子２０３には移動ブロック２１１が固定され、この移動ブロック２１１には可変ピッカー２２１が固定される。
【００２９】
また、上述した第１実施形態の移送装置と同様に、可変ピッカー２２１の移動量を制御するために、移動子２０３の上端にはリニアスケール２３１が結合され、ベース板２０１の上端にはリニアスケール２３１の値をエンコーディングするスキャニングヘッド２３２が設けられる。
【００３０】
なお、可変ピッカー２２１の現位置を感知できるようにベース板２０１の下端部に複数個のホールセンサ（図示せず）が一定の間隔で配置され、移動子２０３の下端部には前記ホールセンサ（図示せず）側に延出され且つホールセンサにより感知される感応片（図示せず）が結合される。
【００３１】
このように構成された移送装置の第２実施形態の動作は、上述した移送装置の第１実施形態の動作に比べ更に簡単に行われ、第２実施形態は一回に２つの半導体素子を移送しようとする場合に容易に適用され得る。
【００３２】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、複数個のピッカーを駆動させるための手段としてリニアモータが用いられ、最小限のリニアモータで複数個のピッカーを同時に連動させるので、移送装置の構造が単純化され、これによって大きさ及び重量を減少させることができる。
また、リニアモータの使用でピッカーを可変させる時に粉塵が発生せず、騒音が減り、維持補修が容易であるだけでなく、ピッカーを所望の位置に迅速且つ正確に可変させることにより、テスト効率も向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な半導体素子テストハンドラの全体構成図。
【図２】本発明による半導体素子移送装置の第１実施形態の構成を示す斜視図であって、フレームの一部を除去して示す図面。
【図３】図２の移送装置のピッカー駆動部を示す斜視図。
【図４ａ】本発明による半導体素子移送装置の動作を示す平面構成図。
【図４ｂ】本発明による半導体素子移送装置の動作を示す平面構成図。
【図５】本発明による半導体素子移送装置の第２実施形態の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１０１  フレーム
１０２，１０４  リニアモータ
１０２ａ，１０４ａ  固定子
１０２ｂ，１０４ｂ  移動子
１０３，１０５  リニアモータガイド
１０６  ホールセンサ
１０７  感応片
１０８，１０９  第１，２案内部材
１１０  固定ブロック
１１１，１１２，１１３  第１，２，３移動ブロック
１２０  基準ピッカー
１２１，１２２，１２３  第１，２，３可変ピッカー
１３１，１３３  リニアスケール
１３２，１３４  スキャニングヘッド
【図１】
0003850789.tif 000002
【図２】
0003850789.tif 000003
【図３】
0003850789.tif 000004
【図４ａ】
0003850789.tif 000005
【図４ｂ】
0003850789.tif 000006
【図５】
0003850789.tif 000007