CN105940311B

CN105940311B - Ic处理机

Info

Publication number: CN105940311B
Application number: CN201380081368.9A
Authority: CN
Inventors: 松本祥平; 小泉光雄; 富樫文章; 上野聪; 原田启太郎; 横尾政好
Original assignee: Tohoku Seiki Ind Ltd
Current assignee: Tohoku Seiki Ind Ltd
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2020-02-21
Anticipated expiration: 2033-12-03
Also published as: MY190245A; KR102122325B1; KR20160093034A; JPWO2015083238A1; US20160356843A1; JP6478920B2; WO2015083238A1; US10222413B2; CN105940311A

Abstract

本发明的IC处理机(4)向测试头(2)搬送IC器件(D)。测试头(2)具备具有载置IC器件(D)的载置面(3a)且将在载置面(3a)中所载置的IC器件(D)安装到测试头(2)的插座(3)。IC处理机(4)具备在与载置面(3a)垂直的方向上离开插座(3)地配置的非接触变位计(71)。非接触变位计(71)通过朝向插座(3)的载置面(3a)发射激光波束，测定从非接触变位计(71)至在载置面(3a)所载置的IC器件(D)的距离。

Description

IC处理机

技术领域

本发明涉及向对IC器件进行试验的测试头搬送IC器件的IC处理机。

背景技术

将在IC器件的制造工序中进行IC器件的通电试验的试验装置称为IC测试机。另外，将为了通过IC测试机进行通电试验而搬送IC器件的搬送装置称为IC处理机。IC测试机通过针对测试头按压经由试验用的插座安装到测试头的IC器件而对IC器件通电。将这样插座内的按压IC器件的装置称为接触头(contact head)。在近年来的IC处理机中，接触头被安装到以将IC器件装填到插座的方式动作的机械臂。

但是，在试验用的插座中所装填的IC器件因某种情况从插座不能排出而被放置的情况下，新装填的IC器件层叠到在插座内残留的IC器件上。这样的事态在例如作业者将电阻测定用的虚拟器件装填到插座来进行测试头的检查之后，忘记从插座排出虚拟器件的情况下可能发生。当在插座内层叠2个IC器件后，在插座内残留的IC器件持续与测试头电气地接触，所以无法得到新装填的IC器件的正确的试验结果。另外，当在插座内重叠装填了的IC器件被接触头按压后，这些IC器件或者接触头有时还会破损。因此，需要适合地防止在试验用的插座内重叠装填了2个IC器件的状态的技术。以下，将这样的状态称为重叠了2个IC器件的状态。

与此相关联地在专利文献1中，公开有预先将照射横穿插座的光线的光纤传感器设置到插座，根据光纤传感器的光线是否被切断来判定IC器件是否残留于插座内的技术。另外，在专利文献2中，公开有预先将线传感器或者区段传感器等摄像装置设置于插座的上方，通过解析在摄像装置中取得的插座的图像数据来判定IC器件是否残留于插座内的技术。更具体而言，在专利文献2中，通过比较针对插座的每个种类预先准备的基准数据和在摄像装置中取得的图像数据，判定IC器件是否残留于插座内。

但是，根据专利文献1那样的使用了光纤传感器的简易的手法，在试验对象的IC器件是薄型时(例如IC器件的厚度是0.5mm以下时)，有时无法正确地探测在插座内残留的IC器件。进而，根据专利文献1的方法，每当IC器件的尺寸被变更时，需要使光纤传感器的光轴针对插座精密地定位，所以由作业者实施的准备作业的负担大。另外，根据专利文献2的方法，每当IC器件或者插座的颜色、形状等被变更时，需要调节照射插座的照明的位置或者光量等、或者生成新的基准数据，所以由作业者实施的准备作业的负担仍然大。

专利文献1：日本特开平6-58986号公报

专利文献2：日本特开2009-145153号公报

发明内容

要求即便测试头的插座或者试验对象的IC器件的种类被变更，仍无需繁琐的准备作业，而能够防止2个IC器件的重叠状态的IC处理机。

根据本发明的一个方案，提供一种IC处理机，向对IC器件进行试验的测试头搬送IC器件，其特征在于，测试头具备具有载置IC器件的载置面且将在载置面中载置了的IC器件安装到测试头的插座，IC处理机具备在与载置面垂直的方向上离开插座地配置的非接触变位计，非接触变位计通过朝向载置面发射波束，测定从非接触变位计至在载置面中载置了的IC器件的距离。

根据本发明的一个方案，能够根据朝向插座的载置面发射波束的非接触变位计的测定距离，判定IC器件成为2个重叠状态的危险性。因此，根据本发明，无需插座或者IC器件的种类被变更了时的繁琐的准备作业而能够防止2个IC器件的重叠状态。

附图说明

图1是包括本发明的一个实施方式的IC处理机的IC试验系统的平面图。

图2是沿着图1的II-II线的剖面图，示出本实施方式的IC处理机的机械臂将IC器件装填到插座时的动作。

图3是与图2同样的剖面图，示出本实施方式的IC处理机的机械臂将IC器件从插座排出时的动作。

图4是图1的部分放大图，示出本实施方式的IC处理机的变位测定单元处于储存位置时的状态。

图5是与图4同样的部分放大图，示出本实施方式的IC处理机的变位测定部件处于测定位置时的状态。

图6是沿着图5的IV-IV线的剖面图。

图7是用于说明本实施方式的IC处理机进行的2个重叠判定处理的图。

图8是用于说明本实施方式的IC处理机进行的2个重叠判定处理中使用的阈值的图。

(符号说明)

1：IC试验系统；10：基台；2：测试头；3：插座；3a：载置面；4：IC处理机；5：移动板；5a：搬入区域；5b：搬出区域；5c：引导部件；6：机械臂；61：接触头；62：吸附喷嘴；7：变位测定部件；71：非接触变位计；72：支撑杆；73：链接部件；731：第1延伸部；732：第2延伸部；74：气缸；741：缸筒；742：活塞杆；743：动作部件；75：第1连接销；76：第2连接销；8：控制部件；81：存储部；82：判定部；83：通知部；d：测定距离；d₀：基准距离；D：IC器件；δ：差分；t：阈值。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。在这些附图中，对同样的构成要素赋予了同样的符号。另外，以下的记载不限定权利要求书记载的发明的技术的范围、用语的意义等。

参照图1～图8，说明本发明的一个实施方式的IC处理机。图1是包括本实施方式的例示性的IC处理机4的IC试验系统1的平面图。如图1那样，IC试验系统1具备平台状的基台10、在基台10上装载的测试头2、以及在测试头2中排列的多个插座3。测试头2进行在插座3中装填的IC器件的通电试验。各个插座3具有载置IC器件的载置面3a，将在载置面3a上载置的IC器件安装到测试头2。在图6中也示出了各个插座3的构造。

本实施方式的IC处理机4是为了IC试验系统1的测试头2进行的通电试验而搬送IC器件的搬送装置。图1的例子的IC试验系统1具备一对IC处理机4、4，这些IC处理机4、4具备可沿着基台10的上表面在箭头A10的方向上移动的一对移动板5、5、和在基台10的上方配置的一对机械臂6、6。另外，在图1的例子中，将与移动板5、5的移动方向平行的方向设为X方向，将在基台10的上表面中与X方向正交的方向设为Y方向(在其他附图中也是同样的)。本例子的测试头2具有在Y方向上排列的2列插座3，在各列中，包括在X方向上排列的8个插座3。即，在本例子的测试头2中，排列有合计16个插座。针对这些插座3的载置面3a附加有方向，以使其与X方向以及Y方向这双方成为平行。另外，在测试头2与插座3之间，配置有被称为性能板的印刷基板。一般，根据性能板的电路图案，决定测试头2中的插座3的个数以及排列。

在图1的例子中，以夹持插座3的方式在Y方向上相互对称地配置有一对IC处理机4、4，各个IC处理机4具有相互相同的结构。因此，以下，仅说明一方的IC处理机4。在图1的例子中，IC处理机4的移动板5具有在X方向上排列配置的搬入区域5a和搬出区域5b，通过未图示的驱动机构在X方向上移动。此处，搬入区域5a是载置应装填到插座3的试验前的IC器件的区域。试验前的IC器件通过未图示的搬入机器人被载置到搬入区域5a。另外，搬出区域5b是载置从插座3排出的试验后的IC器件的区域。在搬出区域5b中载置的IC器件通过未图示的搬出机器人被搬出到与通电试验的结果对应的盘中。

如图1的箭头A10所示，移动板5能够在搬入区域5a与插座3邻接的搬入位置、和搬出区域5b与插座3邻接的搬出位置之间在X方向上移动。在图1的例子中，用实线表示处于搬出位置的移动板5，用单点划线表示处于搬入位置的移动板5。本例子的移动板5通过从搬出位置移动至搬入位置，将在搬入区域5a中载置的试验前的IC器件搬送至插座3的附近。然后，试验前的IC器件通过IC处理机4的机械臂6被装填到插座3内。

在图1的例子中，IC处理机4的机械臂6连续地执行将试验前的IC器件装填到插座3的动作、和从插座3排出试验后的IC器件的动作。图2是沿着图1的II-II线的剖面图，示出机械臂6将试验前的IC器件装填到插座3时的动作。另外，图2的Z方向是与图1的X方向以及Y方向这双方垂直的方向、即与插座3的载置面垂直的方向(在其他附图中也是同样的)。

在图2的例子中，机械臂6具备在IC器件D的通电试验时针对测试头2按压IC器件D的接触头61，接触头61具备吸附并把持IC器件D的吸附喷嘴62。接触头61中的吸附喷嘴62的个数以及排列与测试头2中的插座3的个数以及排列对应。本例子的机械臂6通过依照以下的步骤使接触头61移动，将试验前的IC器件D装填到插座3。另外，在图2的例子中，设为移动板5从搬出位置移动至搬入位置。

首先，如图2的实线所示，在移动板5处于搬入位置时，通过接触头61在Y方向以及Z方向上移动，吸附喷嘴62抵接到搬入区域5a上的IC器件D。接下来，如果吸附喷嘴62吸附并把持ID器件D，则如图2的箭头A21所示，接触头61在Z方向上移动，从而IC器件D从搬入区域5a被举起。进而，如图2的箭头A22所示，接触头61在Y方向上移动，从而IC器件D在Y方向上与插座3排列。接下来，如图2的箭头A23所示，接触头61在Z方向上移动，从而IC器件D被载置到插座3的载置面3a。由此，IC器件D向插座3的装填完成。用图2的虚线表示此时的状态。

之后，如图2的箭头A24所示，接触头61在Z方向上进一步移动，从而针对测试头2按压插座3内的IC器件D。由此，插座3内的IC器件D与测试头2电连接，而开始IC器件D的通电试验。这样，本例子的机械臂6还执行针对测试头2按压插座3内的IC器件D的动作。当IC器件D的通电试验开始后，移动板5从搬入位置移动至搬出位置。

图3是与图2同样的剖面图，示出了机械臂6从插座3排出试验后的IC器件D时的动作。本例子的机械臂6通过依照以下的步骤使接触头61移动，从插座3排出试验后的IC器件D。首先，如图3的实线所示，如果插座3内的IC器件D的通电试验结束，则吸附喷嘴62再次吸附并把持插座3内的IC器件。接下来，如图3的箭头A31所示，接触头61在Z方向上移动，从而IC器件D从插座3的载置面3a被举起。进而，如图3的箭头A32所示，接触头61在Y方向上移动，从而在Y方向上针对搬出区域5b定位IC器件D。接下来，如图3的箭头A33所示，接触头61在Z方向上移动，从而IC器件D被载置到搬出区域5b。用图3的虚线表示此时的状态。另外，吸附喷嘴62的吸附状态被解除，从而IC器件D从插座3的排出完成。以下，有时将图2以及图3所示的一连串的工序称为IC器件的装填排出工序。

另外，为了简化说明，在图2以及图3中，仅示出了一方的IC处理机4的移动板5以及机械臂6，但另一方的IC处理机4的移动板5以及机械臂6也与它们同样地动作。即，一对IC处理机4、4中的移动板5、5以及机械臂6、6可交替地执行上述装填排出工序。由此，插座3中的IC器件的交替频度增大，所以测试头2的工作率提高。

在参照图1～图3时，本例子的IC处理机4具备以与移动板5一起在X方向上移动的方式在移动板5的下表面上安装的变位测定部件7。变位测定部件7具有非接触变位计71，通过朝向测定对象物发射波束，测定从非接触变位计71至测定对象物的距离。非接触变位计71是例如发射激光波束的激光变位计、或者发射超声波波束的超声波变位计等。图4是示出图1的IC处理机4中的变位测定部件7的附近的部分放大图。图4的例子的变位测定部件7具备作为非接触变位计71的激光变位计、支撑非接触变位计71的支撑杆72、使通过支撑杆72支撑的非接触变位计71针对移动板5相对移动的L字状的链接部件73、以及以使链接部件73动作的方式在移动板5的下表面上固定的气缸74。

图4的例子的支撑杆72在一方的端部72a中支撑非接触变位计71。通过在移动板5的下表面固定的引导部件5c可在Y方向上滑动地在移动板5上安装有支撑杆72。在支撑杆72的另一方的端部72b处，形成有插入第1连接销75的Z方向的销孔。另外，本例子的链接部件73具有在链接部件73的长度方向上延伸的第1延伸部731、和从第1延伸部731的一方的端部731a与第1延伸部731大致垂直地延伸的第2延伸部732。可绕位于上述端部731a的Z方向的旋转轴线R旋转地在移动板5上安装有链接部件73。另外，在第1延伸部731的另一方的端部731b处，形成有插入第1连接销75的Z方向的销孔。即，支撑杆72的端部72b和第1延伸部731的端部731b通过第1连接销75可绕Z方向的旋转轴线旋转地连结。另外，在第2延伸部732的另一方的端部732b处，形成有插入第2连接销76的Z方向的销孔。

另外，本例子的气缸74具备发生压缩空气的能量的缸筒741、通过压缩空气的能量在X方向上直线移动的活塞杆742、以及在活塞杆742的前端部安装的动作部件743。在动作部件743形成有插入第2连接销76的Z方向的销孔，第2延伸部732的端部732b和动作部件743通过第2连接销76可绕Z方向的旋转轴线旋转地连结。另外，动作部件743在接近缸筒741的后方位置、和离开缸筒741的前方位置之间往返移动。在图4中，示出有处于后方位置的动作部件743。通过具有以上的构造的支撑杆72、链接部件73、以及气缸74合作，动作部件743的X方向的往返运动经由绕旋转轴线R旋转的链接部件73被变换为非接触变位计71的Y方向的往返运动。由此，本例子的变位测定部件7能够在与动作部件743的后方位置对应的储存位置(参照图4)、和与动作部件743的前方位置对应的测定位置之间在Y方向上移动。图4那样的处于储存位置的变位测定部件7不会与执行上述装填排出工序的机械臂6干涉。

图5是与图4同样的部分放大图，示出了处于测定位置的变位测定部件7。另外，图6是沿着图5的VI-VI线的剖面图。如图5以及图6那样，当变位测定部件7移动到测定位置后，非接触变位计71在Y方向上与插座3排列并且在Z方向上离开插座3地配置。因此，处于测定位置的非接触变位计71通过朝向插座3的载置面3a发射激光波束，能够测定直至在波束的行进方向上存在的测定对象物的距离。以下，将这样所测定的距离称为测定距离d。另外，处于测定位置的非接触变位计71通过与移动板5一起在X方向上移动，能够在插座3内的多个测定点测定测定距离d。

本实施方式的IC处理机4执行根据非接触变位计71的测定距离d判定IC器件D成为2个重叠状态的危险性的处理。以下，将该处理称为2个重叠判定处理。此处，在再次参照图1时，本实施方式的IC处理机4具备控制IC处理机4的各部的动作并且执行各种运算处理的控制部件8。特别是，本例子的控制部件8具备储存各种数据的存储部81、执行上述2个重叠判定处理的判定部82、以及对作业者通知各种消息的通知部83。

接下来，参照图7，说明控制部件8的判定部82进行的2个重叠判定处理。图7是示出处于测定位置的非接触变位计71以及插座3的附近的与图6同样的剖面图。在2个重叠判定处理中，判定部82首先从非接触变位计71取得关于插座3内的多个测定点的测定距离d。接下来，判定部82从存储部81取得从非接触变位计71至插座3的载置面3a的距离。以下，有时将该距离称为基准距离d₀。能够预先通过非接触变位计71测定并在存储部81中储存基准距离d₀。基准距离d₀也与测定距离d同样地能够针对多个测定点进行测定。接下来，判定部82针对各测定点计算基准距离d₀与测定距离d之间的差分δ(δ＝d₀-d)。如从图7可知，在插座3内存在IC器件D等测定对象物的情况下，该差分δ表示测定对象物的Z方向的厚度。

接下来，判定部82从存储部81取得2个重叠判定处理用的阈值t。能够由作业者预先设定并在存储部81中储存该阈值t。参照图8，说明阈值t的一个例子。图8是示出处于测定位置的非接触变位计71以及插座3的附近的与图6以及图7同样的剖面图。本例子的阈值t表示处于测定位置的非接触变位计71至载置面3a的距离的变动量的最大容许值。这样的距离的变动起因于例如IC处理机4的各部的重复动作、以及与高温试验相伴的各部的热变形等而可能发生。因此，本例子的阈值t能够根据移动板5以及变位测定部件7的可动部的反复精度、以及与高温试验相伴的插座3、移动板5、以及变位测定部件7的变形量等决定。

在再次参照图7时，判定部82比较针对各测定点计算出的差分δ和阈值t。接下来，判定部82计算差分δ大于阈值t的测定点(即δ>t的测定点)在全部测定点中所占的比值。以下，将差分δ大于阈值t的测定点称为异常测定点。接下来，判定部82判定异常测定点的比值是否超过一定水准。此处所称的一定水准是指，例如全部测定点的75％。另外，在异常测定点的比值超过一定水准的情况下，判定部82判定为插座3内的状态是异常。即，由于在插座3内已经装填了至少一个IC器件D，所以判定部82判定为有在插座3内重叠装填2个以上的IC器件D的可能性。在该情况下，控制部件8的通知部83对作业者通知警告消息。另一方面，在异常测定点的比值不超过一定水准的情况下，判定部82判定为插座3内的状态正常。即，由于在插座3内不存在IC器件D，所以判定部82判定为没有在插座3内重叠装填2个以上的IC器件D的可能性。

再次参照图5，本例子的非接触变位计71以与移动板5一起在X方向上移动的方式被支撑杆72支撑。因此，当移动板5从搬出位置朝向搬入位置移动后，非接触变位计71向用图5的箭头A50表示的方向移动。其结果，非接触变位计71通过朝向在X方向上排列了的8个插座3的载置面3a依次发射激光，能够测定直至在这些插座3中装填了的IC器件D的距离。因此，本例子的IC处理机4能够通过1个非接触变位计71执行针对在X方向上排列的多个插座3的2个重叠判定处理。另外，非接触变位计71通过移动板5的驱动机构在X方向上移动，所以无需将用于使非接触变位计71移动的其他驱动机构载置到IC试验系统1。

另外，在本例子的IC处理机4中，在机械臂6执行IC器件的装填排出工序的期间，变位测定部件7可保持于图4那样的储存位置。另一方面，在IC器件的装填排出工序由于某种理由而停止了时，变位测定部件7移动到图5那样的测定位置，而能够开始利用判定部82的2个重叠判定处理。因此，根据本例子的IC处理机4，能够在临时停止的IC器件D的装填排出工序再次开始之前，判定IC器件D的2个重叠状态的危险性，所以能够可靠地防止IC器件D的2个重叠状态。另外，关于IC器件的装填排出工序，既能够在IC试验系统1的各部中所设置的传感器探测到某种异常时自动地停止、也能够为了测试头2或者插座3等的检查而由作业者手动地停止。

如以上那样，根据本实施方式的IC处理机4，能够根据朝向插座3的载置面3a发射激光波束的非接触变位计71的测定距离d，执行IC器件的2个重叠判定处理。因此，根据本实施方式的IC处理机4，即使插座3或者IC器件D的种类被变更，也能够仅通过将新的基准距离d₀或者阈值t储存到存储部81，判定IC器件D的2个重叠状态的危险性。其结果，根据本实施方式的IC处理机4插座3或者IC器件D的种类被变更时的繁琐的准备作业变得不需要。另外，一般，激光变位计具有微米单位的分辨率，所以根据本实施方式的IC处理机4，即使在试验厚度小于0.5mm的薄型的IC器件D的情况下，也能够正确地判定IC器件D的2个重叠状态的危险性。由此，可靠地防止IC器件D的2个重叠状态。

本发明不仅限于上述实施方式，能够在权利要求书记载的范围内进行各种变更。另外，上述各部的尺寸、形状、材质等仅为一个例子，为了达成本发明的效果可采用各种尺寸、形状、材质等。

Claims

1.一种IC处理机，向具备插座的测试头搬送IC器件，所述插座具有载置所述IC器件的载置面，其特征在于，

所述IC处理机具备：

移动板，支撑多个IC器件而移动；

机械臂，把持被所述移动板支撑的IC器件而装填到所述插座；以及

测定部件，被安装到所述移动板，

所述测定部件具备：

非接触变位计；以及

移动装置，使所述非接触变位计在与执行IC器件的装填的所述机械臂不干涉的储存位置和在与所述载置面垂直的方向上从所述插座离开的测定位置之间移动，

所述非接触变位计通过在所述测定位置朝向所述载置面发射波束，测定从所述非接触变位计至在波束行进方向上存在的对象物的距离，

沿着第1方向在所述测试头中排列有多个所述插座，

所述非接触变位计以朝向多个所述插座中的各个所述载置面依次发射波束的方式能够与所述第1方向平行地移动。

2.根据权利要求1所述的IC处理机，其特征在于，

所述移动板与所述第1方向平行地移动，

所述非接触变位计和所述移动板一起与所述第1方向平行地移动。

3.根据权利要求1所述的IC处理机，其特征在于还包括：

判定部，基于由所述非接触变位计所测定的距离，判定是否有在所述载置面重叠载置2个以上的所述IC器件的可能性。

4.根据权利要求1所述的IC处理机，其特征在于，

所述非接触变位计是发射激光波束的激光变位计。