DE112005002693T5

DE112005002693T5 - Prüfgerät für elektronische Bauelemente und Verfahren zur Erkennung schadhafter Klemmen

Info

Publication number: DE112005002693T5
Application number: DE112005002693T
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Ichikawa
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-10-31
Also published as: WO2006059360A1; CN101069100A; TWI276813B; US20080059095A1; WO2006059553A1; TW200622263A; KR20070086747A; JPWO2006059553A1

Abstract

Handhabungsgerät für elektronische Bauelemente (2), zum Zuführen eines elektronischen Bauelements zu einem Kontaktbereich (301) und zum Kontaktieren desselben mit dem Kontaktbereich, um elektrische Eigenschaften des Bauelements zu testen, mit:
einer Speichereinrichtung zum Speichern von Standard-Positionsinformation über jeweilige Klemmen (2a) des Bauelements,
einem Bildaufzeichnungsgerät (320) zur Aufnahme eines Bildes der Klemmen (2a) an einem zu prüfenden Bauelement (29),
einer Auswerteeinrichtung zur Gewinnung von Positionsinformation über die jeweiligen Klemmen anhand der mit dem Bildaufzeichnungsgerät aufgenommenen Bilddaten für die Klemmen des zu prüfenden Bauelements, und
einer Erkennungseinrichtung zur Erkennung einer fehlenden und/oder falsch positionierten Klemme des zu prüfenden Bauelements durch Lesen der Standard-Positionsinformation aus der Speichereinrichtung und Vergleich derselben mit der von der Auswerteeinrichtung bestimmten Positionsinformation über die jeweiligen Klemmen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfgerät für elektronische Bauelemente und ein Verfahren zur Erkennung schadhafter Klemmen, mit dem eine fehlende oder in ihrer Anordnung abweichende Lötkugel, ein Leitungsstift oder dergleichen eines integrierten Bauelements (IC) detektiert werden kann.
STAND DER TECHNIK
Bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen wie etwa ICs wird ein Prüfgerät dazu benutzt, die Leistung und die Funktionen der fertiggestellten Bauelemente zu testen.
Ein Prüfgerät, das als Beispiel für den relevanten Stand der Technik dienen mag, umfaßt eine Prüfsektion zur Ausführung eines Tests an den elektronischen Bauelementen, eine Ladesektion zum Übermitteln ungeprüfter ICs an die Prüfsektion, und eine Entladesektion zur Abnahme der geprüften ICs von der Prüfsektion und zur Klassifizierung derselben. Die Ladesektion umfaßt eine Pufferstation, die in der Lage ist, sich zwischen der Ladesektion und der Prüfsektion vor und zurück zu bewegen, und einen Förderer, der mit einem Saugkopf zum Aufnehmen und Halten der ICs versehen ist und in der Lage ist, sich in einem Bereich von einem Kundentablar zu einer Heizplatte und von der Heizplatte zu der Pufferstation zu bewegen. Außerdem umfaßt die Prüfsektion einen Kontaktarm, der in der Lage ist, ICs aufzunehmen und zu halten und sie gegen Sockel eines Prüfkopfes anzudrücken, und einen Förderer, der in der Lage ist, sich im Bereich der Prüfsektion zu bewegen.
Mit dem Förderer der Ladesektion werden ICs, die auf einem Kundentablar gehalten sind, von dem Saugkopf aufgenommen und gehalten und auf die Heizplatte umgeladen und, wenn die ICs auf der Heizplatte auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt worden sind, wieder von dem Saugkopf aufgenommen und gehalten und auf die Pufferstation umgeladen. Die mit den ICs beladene Pufferstation bewegt sich dann von der Ladesektion zu der Prüfsektion. Als nächstes nimmt der Förderer in der Prüfsektion mit seinem Kontakt arm die ICs von der Pufferstation auf und hält sie und drückt sie gegen die Sockel des Prüfkopfes an, so daß äußere Klemmen (Bauelementklemmen) der ICs mit Kontaktklemmen (Sockelklemmen) der Sockel in Kontakt gebracht werden.
Indem Prüfsignale, die vom Hauptteil des Prüfgerätes über ein Kabel an den Prüfkopf übermittelt werden, an die ICs angelegt werden und von den ICs abgegriffene Antwortsignale über den Prüfkopf und das Kabel an den Hauptteil des Prüfgerätes übermittelt werden, können in diesem Zustand die elektrischen Eigenschaften der ICs gemessen werden.
Wenn bei diesem Gerät der Kontaktarm des Förderers in der Prüfsektion die ICs in der oben erläuterten Weise gegen die Sockel andrückt und dabei die Haltepositionen der ICs an dem Kontaktarm einer Abweichung unterliegen, so kann kein zuverlässiger Kontakt zwischen den Bauelementklemmen und den Sockelklemmen hergestellt werden, und der Test läßt sich nicht präzise ausführen. Folglich müssen die Positionen der ICs an dem Kontaktarm sorgfältig eingestellt werden.
Insbesondere bei ICs, die in mobilen Kommunikationseinrichtungen wie etwa Mobiltelefonen eingesetzt werden, haben in den letzten Jahren die Fläche und die Dicke des Körpers des ICs ständig abgenommen, während die Anzahl der Anschlußklemmen stark zugenommen hat, da der Integrationsgrad immer höher und der Funktionsumfang immer größer wird. Wenn die Anschlußklemmen z.B. Lötkugeln sind, so betragen die Abstände zwischen ihnen nur noch 0,4 mm. Wenn die Teilung der Anschlußklemmen noch enger und feiner wird, so wird es schwierig, die Bauelementklemmen und die Sockelklemmen präzise miteinander in Kontakt zu bringen.
Zur Lösung dieses Problems ist ein Prüfgerät für elektronische Bauelemente entwickelt worden (z.B. WO 03/075025), bei dem die Position des ICs durch Bildverarbeitungstechniken bestimmt wird und es mit den Sockeln des Prüfkopfes ausgerichtet wird. Bei einem solchen Prüfgerät wird das Bild des zu prüfenden ICs während des Transports auf einem Förderer mit Hilfe eines optischen Bildaufzeichnungsgerätes wie etwa einer CCD-Kamera aufgenommen, und das Ausmaß der Positionsabweichung des ICs wird auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes bestimmt. Der Förderer korrigiert die Position des zu prüfenden ICs auf der Grundlage der berechneten Positionsabweichung und transportiert das IC zu den Sockeln. Die Berechnung der Positionsabweichung des ICs geschieht dadurch, daß in dem Bild mit Hilfe von Bildverarbeitungstechniken die Bauelementklemmen detektiert werden und die Mittelpunktkoordinaten der Gesamtanordnung der Bauelementklemmen sowie ein Drehwinkel gemessen werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Damit eine präzise Prüfung an einem IC vorgenommen werden kann, ist es notwendig, daß alle Bauelementklemmen des ICs mit Sockelklemmen in Kontakt gebracht werden. Im Fall eines ICs, bei dem hötkugeln als Bauelementklemmen eingesetzt werden, etwa eines BGA (Ball Grid Array) Package, kann aufgrund von Problemen bei einem Herstellungsschritt, in dem die Lötkugeln angebracht werden, und dergleichen, ein Teil der Lötkugeln fehlen. Bei einem solchen Bauelement wird über die fehlende Klemme kein Signal angelegt oder ausgegeben, und die Prüfung kann nicht korrekt ausgeführt werden. In diesem Fall wird die Prüfung unbrauchbar.
In einigen Fällen weicht aufgrund von Problemen bei der Montage der Lötkugeln auch ein Teil der Lötkugeln von ihrer Montageposition ab. In dem Fall wird der Kontakt zwischen den Bauelementklemmen und den Sockelklemmen unzureichend, und der elektrische Widerstand an der Kontaktstelle nimmt zu, was zu dem Problem führt, das keine genaue Prüfung ausgeführt werden kann.
Außerdem kann eine in einer falschen Position montierte Lötkugel aufgrund einer Querkraft, die durch die Berührung mit einer Sockelklemme erzeugt wird, von dem Package abgerissen werden. In dem Fall besteht nicht nur das Problem, daß das Bauelement schadhaft wird, sondern auch die herabgefallene Lötkugel verbleibt auf dem Sockel und behindert Prüfungen an den später zugeführten ICs. Falls eine Lötkugel erst herausfällt, nachdem die eigentliche Prüfung stattgefunden hat, besteht die Gefahr, daß man nach der Prüfung ein schadhaftes IC erhält, das dann in diesem Zustand versandt wird.
Um diese Probleme zu überwinden, wurde bisher an den Bauelementen vor und nach dem Prüfschritt eine visuelle Inspektion vorgenommen. Die visuelle Inspektion von außen erfordert jedoch viel Zeit, so daß die Produktivität beträchtlich abnimmt und die Herstellungskosten für die ICs zunehmen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben dargestellten Umstände gemacht und hat die Aufgabe, ein Handhabungsgerät für elektronische Bauelemente und ein Verfahren zur Erkennung schadhafter Klemmen zu schaffen, mit denen ein Schaden an einer Klemme eines elektronischen Bauelements detektiert werden kann.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist gemäß der Erfindung zunächst ein Handhabungsgerät für elektronische Bauelemente vorgesehen, zum Zuführen eines elektronischen Bauelements zu einem Kontaktbereich und zum Kontaktieren desselben mit dem Kontaktbereich, um elektrische Eigenschaften des Bauelements zu testen, mit: einer Speichereinrichtung zum Speichern von Standard-Positionsinformation über jeweilige Klemmen des Bauelements, einem Bildaufzeichnungsgerät zur Aufnahme eines Bildes der Klemmen an einem zu prüfenden Bauelement, einer Auswerteeinrichtung zur Gewinnung von Positionsinformation über die jeweiligen Klemmen anhand der mit dem Bildaufzeichnungsgerät aufgenommenen Bilddaten für die Klemmen des zu prüfenden Bauelements, und einer Erkennungseinrichtung zur Erkennung einer fehlenden und/oder falsch positionierten Klemme des zu prüfenden Bauelements durch Lesen der Standard-Positionsinformation aus der Speichereinrichtung und Vergleich derselben mit der von der Auswerteeinrichtung bestimmten Positionsinformation über die jeweiligen Klemmen (Erfindung 1).
Gemäß der obigen Erfindung (der Erfindung 1) wird eine visuelle Inspektion von außen unnötig, und das Fehlen und/oder ein Positionsdefekt einer Klemme des zu prüfenden Bauelements kann automatisch detektiert werden.
Bei der obigen Erfindung (der Erfindung 1) umfaßt das Handhabungsgerät weiterhin einen Förderer, der in der Lage ist, ein zu prüfendes elektronisches Bauelement zu halten und gegen den Kontaktbereich anzudrücken, und das Bildaufzeichnungsgerät nimmt ein Bild der Klemmen eines ungeprüften Bauelements auf, das von dem Förderer gehalten wird (Erfindung 2).
Gemäß der obigen Erfindung (der Erfindung 2) kann ein Klemmendefekt eines zu prüfenden elektronischen Bauelements vor der Ausführung der Prüfung detektiert werden, so daß an einem elektronischen Bauelement, das eine schadhafte Klemme aufweist, kein unbrauchbarer Test ausgeführt zu werden braucht. Da ein elektronisches Bauelement, bei dem eine Klemmenposition defekt ist, von vornherein von der Prüfung ausgeschlossen wird, ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß eine Klemme bei der Prüfung abgerissen wird und auf dem Kontaktbereich verbleibt.
Bei der obigen Erfindung (der Erfindung 2) umfaßt das Handhabungsgerät weiterhin eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung eines Positionskorrekturbetrages für ein zu prüfendes elektronisches Bauelement durch Vergleich der von der Speichereinrichtung gelesenen Standard-Positionsinformation für die jeweiligen Klemmen des Bauelements mit der von der Auswerteeinrichtung erhaltenen Positionsinformation, und der Förderer umfaßt eine Korrektureinrichtung zur Korrektur der Position eines an dem Förderer gehaltenen zu prüfenden Bauelements auf der Grundlage des von der Berechnungseinrichtung berechneten Positionskorrekturbetrages (Erfindung 3).
Gemäß der obigen Erfindung (der Erfindung 3) kann eine Korrektur der Position (der Ausrichtung mit dem Kontaktbereich) eines zu prüfenden elektronischen Bauelements vorgenommen werden, während ein Klemmendefekt des zu prüfenden Bauelements detektiert wird. Folglich kann das zu prüfende Bauelement sicher mit dem Kontaktbereich in Kontakt gebracht werden, und die Klemmenposition kann detektiert werden, ohne daß der Durchsatz beeinträchtigt wird.
Bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 1 bis 3) wird ein zu prüfendes elektronisches Bauelement, für das die Erkennungseinrichtung erkannt hat, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist, von der elektrischen Prüfung ausgeschlossen und/oder als schadhaftes elektronisches Bauelement klassifiziert (Erfindung 4).
Bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 2 und 3) ist der Förderer in der Lage, mehrere zu prüfende elektronische Bauelemente zu halten und zu prüfende elektronische Bauelemente, für welche die Erkennungseinrichtung entschieden hat, daß sie keine Klemme mit Positionsdefekt und keine fehlende Klemme aufweisen, gegen den Kontaktbereich anzudrücken, während ein zu prüfendes elektronisches Bauelement, für das entschieden wurde, daß eine Klemme fehlt oder einen Positionsdefekt aufweist, nicht gegen den Kontaktbereich angedrückt wird (Erfindung 5).
Selbst wenn unter mehreren zu prüfenden elektronischen Bauelementen, die an dem Förderer gehalten sind, eines eine defekte Klemme aufweist, kann gemäß der obigen Erfindung (der Erfindung 5) eine Prüfung an den Bauelementen vorgenommen werden, die einwandfreie Klemmen aufweisen, so daß sich die Prüfung effizient durchführen läßt.
Bei der obigen Erfindung (der Erfindung 1) nimmt das Bildaufzeichnungsgerät ein Bild von Klemmen eines ungeprüften elektronischen Bauelements und von Klemmen eines geprüften elektronischen Bauelements auf (Erfindung 6). Gemäß der Erfindung (der Erfindung 6) kann das Fehlen oder eine Positionsabweichung einer Klemme eines elektronischen Bauelements, die während der Prüfung entstanden ist, detektiert werden, indem die Klemmen des ungeprüften Bauelements mit denen des geprüften Bauelements verglichen werden. Deshalb ist es möglich zu verhindern, daß ein elektronisches Bauelement versandt wird, bei dem ein Klemmendefekt erst während der Prüfung entstanden ist, obgleich die Prüfung normal abgelaufen ist. Wenn nach der Prüfung das Fehlen einer Klemme festgestellt wird, besteht auch die Möglichkeit, daß die Klemme auf dem Kontaktbereich verbleibt, doch läßt sich verhindern, daß nachfolgende zu prüfende Bauelemente gegen den Kontaktbereich angedrückt werden, auf dem sich die Klemme noch befindet, indem ein Alarm ausgelöst wird und der Förderer angehalten wird.
Bei der obigen Erfindung (der Erfindung 6) kann außerdem eine zweite Erkennungseinrichtung vorgesehen sein, zur Erkennung eines Fehlens und/oder eines Positionsdefekts einer Klemme des geprüften Bauelements durch Vergleich der Positionsinformation aus den mit dem Bildaufzeichnungsgerät aufgenommenen Bilddaten der Klemmen der geprüften Bauelements mit der aus der Speichereinrichtung gelesenen Standard-Positionsinformation (Erfin dung 7), oder es kann eine zweite Erkennungseinrichtung vorhanden sein, zur Erkennung eines Fehlens und/oder einer Fehlpositionierung einer Klemme des geprüften Bauelements durch Vergleich der Positionsinformation aus den mit dem Bildaufzeichnungsgerät aufgenommenen Bilddaten der Klemmen des geprüften Bauelements mit der mit Hilfe der Auswerteeinrichtung erhaltenen Positionsinformation über die entsprechenden Klemmen vor der Prüfung des Bauelements (Erfindung 8).
Bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 7 und 8) wird vorzugsweise ein elektronisches Bauelement, für das von der zweiten Erkennungseinrichtung das Fehlen oder eine Fehlpositionierung einer Klemme festgestellt wurde, als schadhaftes Bauelements klassifiziert (Erfindung 9).
Außerdem wird bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 7 bis 9) vorzugsweise ein Alarm ausgelöst, wenn die zweite Erkennungseinrichtung feststellt, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist (Erfindung 10).
Weiterhin weist bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 7 bis 10) das Handhabungsgerät eine Anzeigeeinrichtung auf, und wenn die zweite Erkennungseinrichtung feststellt, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist, wird Information über die schadhafte Klemme auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt (Erfindung 11).
Zweitens ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erkennung von fehlenden und/oder schadhaften Klemmen an einem zu prüfenden elektronischen Bauelement in einem Handhabungsgerät vorgesehen, das die folgenden Schritte umfaßt: Speichern von Standard-Positionsinformation über die jeweiligen Klemmen des Bauelements, Gewinnung von Positionsinformation über die entsprechenden Klemmen aus Bilddaten, die durch Aufnahme eines Bildes der Klemmen an dem zu prüfenden Bauelement gewonnen werden, und Erkennen des Fehlens und/oder einer Fehlpositionierung einer Klemme des zu prüfenden Bauelements durch Lesen der Standard-Positionsinformation und Vergleichen dieser Standard-Positionsinformation mit der Positionsinformation über die entsprechenden Klemmen, die für das zu prüfende Bauelement gewonnen wurde (Erfindung 12).
Bei der obigen Erfindung (der Erfindung 12) erübrigt sich eine visuelle Inspektion von außen, und das Fehlen und/oder die Fehlpositionierung einer Klemme des zu prüfenden Bauelements kann automatisch detektiert werden.
Bei der obigen Erfindung (der Erfindung 12) kann weiterhin ein Schritt vorgesehen sein, in dem ein Korrekturbetrag für die Position des zu prüfenden Bauelements bestimmt wird, durch Vergleich der Standard-Positionsinformation mit der gewonnenen Positionsinformation, und die Position des zu prüfenden Bauelements auf der Grundlage des Korrekturbetrags korrigiert wird (Erfindung 13).
Bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 12 und 13) kann außerdem der Schritt vorgesehen sein, daß ein zu prüfendes elektronisches Bauelement, für das erkannt wurde, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist, von der Prüfung ausgeschlossen wird und/oder als schadhaftes Bauelement klassifiziert wird (Erfindung 14).
Bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 12 bis 14) kann außerdem ein Schritt vorgesehen sein, in dem ein Bild der Klemmen eines geprüften elektronischen Bauelements aufgenommen wird, sowie der Schritt der Erkennung einer fehlenden und/oder falsch positionierten Klemme des geprüften Bauelements durch Vergleich der Positionsinformation aus den an dem geprüften Bauelement aufgenommenen Bilddaten mit der Standard-Positionsinformation für die entsprechenden Klemmen (Erfindung 15). Alternativ können Schritte vorgesehen sein, bei denen ein Bild der Klemmen eines ungeprüften elektronischen Bauelements aufgenommen wird, ein Bild der Klemmen eines geprüften Bauelements aufgenommen wird, und das Fehlen und/oder eine Fehlpositionierung einer Klemme an dem geprüften Bauelement erkannt wird, indem die Positionsinformation über die betreffenden Klemmen, die aus den Bilddaten für das ungeprüfte Bauelement gewonnen wurde, mit der Positionsinformation für die entsprechenden Klemmen verglichen wird, die aus den Bilddaten für das geprüfte Bauelement gewonnen wurde (Erfindung 16).
Bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 15 und 16) kann außerdem der Schritt vorgesehen sein, daß ein zu prüfendes elektronisches Bauelement, für das erkannt wurde, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist, als schadhaftes Bauelement klassifiziert wird (Erfindung 17).
Bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 15 bis 17) kann außerdem der Schritt vorgesehen sein, daß ein Alarm ausgelöst wird, wenn erkannt wird, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist (Erfindung 18).
Bei den obigen Erfindungen (den Erfindungen 15 bis 18) kann außerdem der Schritt vorgesehen sein, daß Information über eine schadhafte Klemme auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, wenn erkannt wird, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist (Erfindung 19).
Mit dem Handhabungsgerät für elektronische Bauelemente und dem Verfahren zur Erkennung schadhafter Klemmen gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Fehlen einer Klemme oder eine Abweichung in der Montageposition einer Klemme eines elektronischen Bauelements detektiert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Grundiß eines Handlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des Handlers gemäß derselben Ausführungsform (längs der Linie I-I in 1).
3 ist eine Seitenansicht eines Kontaktarms und eines Bildaufzeichnungsgerätes, die in dem Handler verwendet werden.
4 ist eine Seitenansicht des Kontaktarms und eines Kontaktbereichs in dem Handler.
5A ist ein F1ußdiagramm und illustriert eine Operation des Handlers.
5B ist ein Flußdiagramm und illustriert eine Operation des Handlers.
6 ist eine Prinzipskizze eines Bildverarbeitungsschrittes in dem Handler (wenn bei den Lötkugeln eines ICs kein Defekt vorliegt).
7 ist eine Prinzipskizze eines Bildverarbeitungsschrittes in dem Handler (wenn ein Defekt bei den Lötkugeln des ICs vorliegt).
BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert werden. 1 ist ein Grundriß eines Handlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Teils des Handlers gemäß dieser Ausführungsform (ein Schnitt längs der Linie I-I in 2); 3 ist eine Seitenansicht eines Kontaktarms und eines Bildaufzeichnungsgerätes, die in dem Handler verwendet werden; 4 ist eine Seitenansicht des Kontaktarms und eines Kontaktbereichs in dem Handler; 5 zeigt Flußdiagramme für eine Operation des Handlers; und 6 und 7 sind Prinzipskizzen eines Bildverarbeitungsschrittes in dem Handler.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein zu prüfendes IC beispielsweise von der Form eines BGA oder eines CSP (Chip Size Package), etc., mit Lötkugeln als Bauelementklemmen, doch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die Form des ICs kann auch ein QFP (Quad Flat Package) oder SOP (Small Outline Package) und dergleichen mit Leitungsstiften als Bauelementklemmen sein.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt ein Prüfgerät 1 in der vorliegenden Ausführungsform einen Handler 10, einen Prüfkopf 300 und einen Tester 20, wobei der Prüfkopf 300 und der Tester 20 durch ein Kabel 21 verbunden sind. Ungeprüfte ICs auf einem Zufuhrtablar, das in einem Zufuhrtablarstapler 401 des Handlers 10 bereitgehalten ist, werden gegen den Kontaktbereich 301 des Prüfkopfes 300 angedrückt, mit Hilfe des Prüfkopfes 300 und des Kabels 21 werden die ICs geprüft, und dann werden die geprüften ICs in Übereinstimmung mit den Testresultaten auf Klassifizierungstablars geladen, die in dem Klassifizierungstablarstapler 402 bereitgehalten werden.
Der Handler 10 umfaßt in der Hauptsache eine Prüfsektion 30, ein IC-Lager 40, eine Ladesektion 50 und eine Entladesektion 60. Nachstehend wird jede Komponente erläutert werden.
IC-Magazin 40
Das IC-Lager 40 ist eine Einrichtung zur Einlagerung von ungeprüften und geprüften ICs und umfaßt in der Hauptsache einen Zufuhrtablarstapler 401, einen Klassifizierungstablarstapler 402, einen Stapler 403 für leere Tablare und einen Tablarförderer 404.
In dem Zufuhrtablarstapler 401 sind mehrere Zufuhrtablare abgelegt, die jeweils mit mehreren ungeprüften ICs beladen sind, und in der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Zufuhrtablarstapler 401 vorgesehen, wie in 1 gezeigt ist.
In dem Klassifizierungstablarstapler 402 sind mehrere Klassifizierungstablare abgelegt, die jeweils mit mehreren geprüften ICs beladen sind, und in der vorliegenden Ausführungsform sind vier Klassifizierungstablarstapler 402 vorgesehen, wie in 1 gezeigt ist. Dadurch, daß vier Klassifizierungstablarstapler vorgesehen sind, ist das System so konfiguriert, daß die ICs in maximal vier Klassen unterteilt werden und entsprechend den Prüfungsergebnissen abgelegt werden können.
Der Stapler 403 für leere Tablare nimmt leere Tablare auf, nachdem alle ungeprüften ICs auf dem Zufuhrtablarstapler 401 zu der Prüfsektion 30 überführt worden sind. Die Anzahl der jeweiligen Stapler 401 bis 403 kann je nach Bedarf gewählt werden.
Bei dem Tablarförderer 404 handelt es sich um eine Fördereinrichtung, die in Richtung der X-Achse und der Z-Achse in 1 beweglich ist und in der Hauptsache eine in X-Richtung verlaufende Schiene 404a, einen beweglichen Kopf 404b und vier Saugkissen 404c umfaßt. Sein Arbeitsbereich schließt die Zufuhrtablarstapler 401, einen Teil der Klassifizierungstablarstapler 402 und den Stapler 403 für leere Tablare ein.
Bei dem Tablarförderer 404 ist die Schiene 404a auf einer Grundplatte 12 des Handlers 10 befestigt, und sie stützt den beweglichen Kopf 404b so ab, daß dieser in Richtung der X-Achse beweglich ist. Der bewegliche Kopf 404b weist einen nicht gezeigten Z-Achsen-Antrieb und, an seinem unteren Ende, die vier Saugkissen 404c auf.
Der Tablarförderer 404 nimmt mit den Saugkissen 404c ein leeres Tablar auf, das am Zufuhrtablarstapler 401 geleert wurde, hält es und überführt es zu dem Stapler 401, indem er es mit dem Z-Achsen-Antrieb anhebt und den beweglichen Kopf 404b auf der Schiene 404a in X-Richtung verschiebt. Wenn ein Klassifizierungstablar im Klassifizierungstablarstapler 402 vollständig mit geprüften ICs beladen worden ist, so wird in gleicher Weise ein leeres Tablar von dem Stapler 403 aufgenommen, gehalten, mit Hilfe des Z-Achsen-Antriebs angehoben und durch Verschiebung des beweglichen Kopfes 404b in X-Richtung auf der Schiene 404a zu dem Klassifizierungstablarstapler 402 zugeführt.
Der Arbeitsbereich des Tablarförderers 404 ist so konfiguriert, daß er, wie in 2 gezeigt ist, in Richtung der Z-Achse nicht mit den Arbeitsbereichen eines Ladeförderers 501 und eines Entladeförderers 601 überlappt, die später beschrieben werden, so daß die Operationen des Tablarförderers 404, des Ladeförderers 501 und des Entladeförderers 601 einander nicht stören.
Ladesektion 50
Die Ladesektion 50 ist eine Einrichtung zum Zuführen von ungeprüften ICs von dem Zufuhrtablarstapler 401 des IC-Magazins 40 zu der Prüfsektion 30 und umfallt in der Hauptsache einen Ladeförderer 501 und zwei Ladepuffer 502 (in Richtung der negativen X-Achse in 1) und eine Heizplatte 503.
Mit Hilfe des Ladeförderers 501 werden ungeprüfte ICs von dem Zufuhrtablarstapler 401 zu der Heizplatte 503 gebracht und, nachdem sie durch die Heizplatte 503 auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt worden sind, wieder mit Hilfe des Ladeförderers 501 zum Ladepuffer 502 bewegt und vom Ladepuffer 502 in die Prüfsektion 30 zugeführt.
Der Ladeförderer 501 ist eine Einrichtung zum Bewegen von ICs von einem Zufuhrtablar des Zufuhrtablarstaplers 401 des IC-Lagers 40 auf die Heizplatte 503 und zum Bewegen der ICs von der Heizplatte 503 zu dem Ladepuffer 502 und umfaßt in der Hauptsache eine in Y-Richtung verlaufende Schiene 501a, eine in X-Richtung verlaufende Schiene 501b, einen beweglichen Kopf 501c und einen Saugkopf 501d. Der Ladeförderer 501 arbeitet in einem Be reich, der den Zufuhrtablarstapler 401, die Heizplatte 503 und die beiden Ladepuffer 502 einschließt.
Wie in 1 gezeigt ist, sind die beiden in Y-Richtung verlaufenden Schienen 501a des Ladeförderers 501 an der Grundplatte 12 des Handlers 10 befestigt, und zwischen ihnen ist die in X-Richtung verlaufende Schiene 502b so abgestützt, daß sie sich in Richtung der Y-Achse verschieben läßt. Die in X-Richtung verlaufende Schiene 502b trägt den beweglichen Kopf 501e, der einen Z-Achsen-Antrieb (nicht gezeigt) aufweist und in Richtung der X-Achse verschiebbar ist.
Der bewegliche Kopf 501c weist vier Saugköpfe 501d auf, die jeweils am unteren Ende ein Saugkissen 501e haben, und ist in der Lage, mit Hilfe des Z-Achsen-Antriebs die vier Saufköpfe 501d getrennt in Richtung der Z-Achse auf und ab zu bewegen.
Jeder der Saugköpfe 501d ist mit einer Unterdruckquelle (nicht gezeigt) verbunden und ist in der Lage, ein IC aufzunehmen und zu halten, indem durch Einsaugen von Luft in das Saugkissen 501e ein Unterdruck erzeugt wird, und das IC loszulassen, indem das Einsaugen von Luft in das Saugkissen 501e beendet wird.
Die Heizplatte 503 ist eine Wärmequelle, mit der die ICs einer vorgeschriebenen thermischen Beanspruchung ausgesetzt werden, und wird z.B. durch eine Wärmeübertragungsplatte aus Metall gebildet, die in ihrem unteren Teil eine (nicht gezeigte) Heizquelle aufweist. In einer oberen Oberfläche der Heizplatte 503 sind mehrere Vertiefungen 503a gebildet, in welche die ICs fallengelassen werden. Anstelle einer Heizquelle könnte auch eine Kühlquelle vorgesehen sein.
Der Ladepuffer 502 ist eine Einrichtung, mit der die ICs zwischen dem Arbeitsbereich des Ladeförderers 501 und dem Arbeitsbereich eines Prüfsektionsförderers 310 vor und zurück bewegt werden, und umfaßt in der Hauptsache eine Pufferstation 502a und einen X-Achsen-Antrieb 502b.
Die Pufferstation 502a ist an einem Ende des X-Achsen-Antriebs 502b gehalten, der an der Grundplatte 12 des Handlers 10 befestigt ist, und weist, wie in 3 und 4 gezeigt ist, an der oberen Oberfläche vier Vertiefungen 502c auf, die im Grundriß eine rechteckige Form haben und in welche die ICs fallengelassen werden. Die Vertiefung 502c weist eine (nicht gezeigte) Saugeinrichtung zum Aufnehmen eines in der Vertiefung 502c abgelegten ICs auf.
Durch Bereitstellen eines Ladepuffers 502 der oben beschriebenen Art wird es möglich, daß der Ladeförderer 501 und der Prüfsektionsförderer 310 gleichzeitig arbeiten, ohne einander zu stören. Ebenso wird es dadurch möglich, die ICs effizient zu dem Prüfkopf 300 zuzuführen und die Arbeitsgeschwindigkeit des Prüfkopfes 300 zu erhöhen. Die Anzahl der Ladepuffer ist nicht auf zwei beschränkt und kann in Anbetracht der zum Prüfen der ICs benötigten Zeit und dergleichen geeignet gewählt werden.
Prüfsektion 30
Die Prüfsektion 30 ist eine Einrichtung zur Detektion eines Defekts an einer äußeren Klemme (Lötkugel) 2a eines zu prüfenden ICs 2 und zur Ausführung einer Prüfung, bei der die Lötkugeln 2a der zu prüfenden ICs 2 mit Kontaktstiften 301b der Sockel 301a des Kontaktbereichs 301 in elektrischen Kontakt gebracht werden, nachdem die Positionen des zu prüfenden ICs 2 korrigiert worden sind.
Vier ungeprüfte ICs, die auf den Ladepuffer 502 geladen sind, werden mit dem Prüfsektionsförderer 310 in eine Position über den Bildaufzeichnungsgeräten 320 gebracht, wo ihre Positionen korrigiert werden, werden dann zu dem Kontaktbereich 301 des Prüfkopfes bewegt und zu vieren auf einmal der Prüfung unterzogen, dann wieder mit dem Prüfsektionsförderer 310 zu dem Entladepufffer 602 bewegt und durch den Entladepuffer 602 zur Entladesektion 60 ausgetragen.
Wie in 1 gezeigt ist, sind die beiden Bildaufzeichnungsgeräte 320 in Richtung der Y-Achse auf beiden Seiten des Kontaktbereichs 301 des Prüfkopfes 300 angeordnet. Als Bildaufzeichnungsgerät 320 kann z.B. eine CCD-Kamera verwendet werden, doch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann irgendein Gerät verwendet werden, sofern es in der Lage ist, mit Hilfe einer Anordnung aus einer großen Anzahl von Bildaufzeichnungselementen ein Bild eines Objektes aufzunehmen, beispielsweise ein MOS-(Metal Oxide Semiconductor) Sensorfeld.
Wie in 3 gezeigt ist, ist jedes Bildaufzeichnungsgerät 320 in einer Vertiefung installiert, die in der Grundplatte 12 des Handlers 10 gebildet ist, und eine Beleuchtungseinrichtung 321, die in der Lage ist, ein über dem Bildaufzeichnungsgerät 320 positioniertes IC 2 gut zu beleuchten, ist in einem oberen Endbereich der Vertiefung angeordnet. Die Bildaufzeichnungsgeräte 320 sind mit einem nicht gezeigten Bildverarbeitungsgerät verbunden.
Wie in 4 gezeigt ist, weist der Kontaktbereich 301 des Prüfkopfes 300 in der vorliegenden Ausführungsform vier Sockel 301a auf, und die vier Sockel 301a sind so angeordnet, daß sie im wesentlichen zu einer Anordnung von Kontaktarmen 315 des beweglichen Kopfes 312 des Prüfsektionsförderers 310 passen. Weiterhin hat jeder Sockel 301a mehrere Kontaktstifte 301b in einer Anordnung, die im wesentlichen der Anordnung der Lötkugeln 2a eines ICs 2 entspricht.
Wie aus 2 hervorgeht, ist in der Prüfsektion 30 eine Öffnung 11 in der Grundplatte 12 des Handlers 10 gebildet, und der Kontaktbereich 301 des Prüfkopfes 300 fährt durch die Öffnung 11 aus, so daß ein IC dagegen angedrückt werden kann.
Der Prüfsektionsförderer 310 ist eine Einrichtung zum Bewegen von ICs zwischen den Ladepuffern 502, den Entladepuffern 602 und dem Prüfkopf 300.
Bei dem Prüfsektionsförderer 310 sind zwei in X-Richtung verlaufende Tragelemente 311a, die in Y-Richtung verschiebbar sind, auf zwei in Y-Richtung verlaufenden Schienen 311 abgestützt, die ihrerseits auf der Grundplatte 12 des Handlers 10 befestigt sind. Der bewegliche Kopf 312 ist in der Mitte jedes Tragelements 311a gehalten, und der Arbeitsbereich des beweglichen Kopfes 312 schließt die Ladepuffer 502, die Entladepuffer 602 und den Prüfkopf 300 ein. Die beweglichen Köpfe 312, die jeweils auf den beiden Tragelementen 311a gehalten sind, die gleichzeitig auf einen Satz der Schienen 311 arbeiten, werden so gesteuert, daß sie einander nicht stören.
Wie in 3 und 4 gezeigt ist, umfaßt jeder der beweglichen Köpfe 312 einen ersten Z-Achsen-Antrieb 313a, dessen oberes Ende an dem Tragelement 311a befestigt ist, einen am unteren Ende des ersten Z-Achsen-Antriebs 313a befestigten Tragkörper 312a, vier zweite Z-Achsen-Antriebe 313b, deren obere Enden an dem Tragkörper 312a befestigt sind, und vier Kontaktarme 315, die an den unteren Enden der zweiten Z-Achsen-Antriebe 313b befestigt sind. Die vier Kontaktarme 315 sind so angeordnet, daß sie der Anordnung der Sockel 301a entsprechen, und die unteren Enden der Kontaktarme 315 sind mit Saugköpfen 317 versehen.
Jeder der Saugköpfe 317 ist mit einer Unterdruckquelle (nicht gezeigt) verbunden und in der Lage, ein IC aufzunehmen und zu halten, indem durch Einsaugen von Luft durch den Saugkopf 317 ein Unterdruck erzeugt wird, und das IC freizugeben, indem das Einsaugen von Luft durch den Saugkopf 317 beendet wird.
Mit dem oben erläuterten beweglichen Kopf 312 können vier ICs 2, die an den Kontaktarmen 315 gehalten sind, in X- und Z-Richtung bewegt und gegen den Kontaktbereich 301 des Prüfkopfes 300 angedrückt werden.
Der Kontaktarm 315 weist in der vorliegenden Ausführungsform einen Korrekturmechanismus auf, der in der Lage ist, die Positionen von ICs zu korrigieren, die von den Saugköpfen 317 aufgenommen und gehalten werden, und der aufgebaut ist aus einem oberen Basisteil 315a und einem unteren beweglichen Teil 315b, der, in der Draufsicht gesehen, in Bezug auf den Basisteil 315a in X-Richtung, Y-Richtung und Drehrichtung (θ)-Richtung beweglich ist.
Nachdem auf der Grundlage eines Positionskorrekturbetrages für die ICs, der von der Bildverarbeitungseinrichtung anhand der von dem Bildaufzeichnungsgerät 320 aufgenommenen Bilddaten berechnet wird, die Positionen der an dem Kontaktarm 315 gehaltenen ICs 2 korrigiert worden sind, ist der Kontaktarm 315 in der Lage, die ICs gegen die Sockel 301a anzudrücken und die Lötkugeln 2a der ICs 2 sicher mit den Kontaktstifen 301b der Sockel 301a in Kontakt zu bringen.
Entladesektion 60
Die Entladesektion 60 ist eine Einrichtung zum Austragen von geprüften ICs aus der Prüfsektion 30 zu dem IC-Lager 40 und umfallt in der Hauptsache einen Entladeförderer 601 und zwei Entladepuffer 602 (in Richtung der positiven X-Achse in 1).
Die geprüften, auf den Entladepuffer 602 geladenen ICs werden aus der Prüfsektion 30 zur Entladesektion 60 ausgetragen und durch den Entladeförderer 601 von den Entladepuffern 602 auf die Klassifizierungstablars des Klassifizierungstablarstaplers 402 umgeladen.
Der Entladepuffer 602 ist eine Einrichtung, mit der die ICs zwischen dem Arbeitsbereich des Prüfsektionsförderers 310 und dem Arbeitsbereich des Entladeförderers 601 vor und zurück bewegt werden, und umfaßt in der Hauptsache eine Pufferstation 602a und einen X-Achsen-Antrieb 602b.
Die Pufferstation 602a ist an einem Ende des X-Achsen-Antriebs 602b gehalten, der seinerseits auf der Grundplatte 12 des Handlers 10 befestigt ist, und in der oberen Oberfläche der Pufferstation 602 sind vier Vertiefungen 602e gebildet, in welche die ICs fallengelassen werden.
Durch Ausbildung des Entladepuffers 602 in der oben beschriebenen Weise wird es möglich, daß der Entladeförderer 601 und der Prüfsektionsförderer 310 gleichzeitig arbeiten, ohne einander zu stören. Ebenso ist es mit Hilfe der beiden Entladepuffer 602 möglich, ICs effizient vom Prüfkopf 300 abzutransportieren und die Arbeitsgeschwindigkeit des Prüfkopfes 300 zu verbessern. Die Anzahl der Entladepuffer 602 ist nicht auf zwei beschränkt, sondern kann in Anbetracht der zum Prüfen der ICs benötigten Zeit und dergleichen geeignet gewählt werden.
Der Entladeförderer 601 ist eine Einrichtung zum Bewegen und Umladen der ICs von dem Entladepuffer 602 auf das Klassifizierungstablar des Klassifizierungstablarstaplers 402 und umfaßt in der Hauptsache eine in Y-Richtung verlaufende Schiene 601a, eine in X-Richtung verlaufende Schiene 601b, einen beweglichen Kopf 601c und einen Saugkopf 601d. Der Arbeitsbereich des Entladeförderers 601 schließt die beiden Entladepuffer 602 und den Klassifizierungstablarstapler 402 ein.
Wie in 1 gezeigt ist, sind die beiden in Y-Richtung verlaufenden Schienen 601a des Entladeförderers 601 an der Grundplatte 12 des Handlers 10 befestigt, und die in X-Richtung verlaufende Schiene 602b ist so zwischen ihnen gehalten, daß sie in Y-Richtung verschiebbar ist. Die Schiene 602b trägt den beweglichen Kopf 602c, der mit einem (nicht gezeigten) Z-Achsen-Antrieb versehen ist und sich in X-Richtung bewegen kann.
Der bewegliche Kopf 601c hat vier Saufköpfe 601d, die jeweils ein Saugkissen an ihrem unteren Ende haben, und ist in der Lage, die vier Saugköpfe 601d mit Hilfe des Z-Achsen-Antriebs unabhägig voneinander in Z-Richtung auf und ab zu bewegen.
Der Handler 10 gemäß dieser Ausführungsform weist eine Speichereinrichtung zum Speichern von Modelldaten für eine Varietät von IC-Bauelementen auf, sowie eine Anzeigeeinrichtung, mit der Bilder der ICs angezeigt werden können, und einen Lautsprecher, einen Summer, eine Warnleuchte oder eine andere Art Warneinrichtung (alle nicht gezeigt). Die Modelldaten der IC-Bauelemente umfassen einen Satz von Koordinaten der jeweiligen Lötkugeln eines Standard-ICs. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei den Koordinatendaten für die Lötkugeln um baryzentrische Positionskoordinaten der Lötkugeln, doch können es auch Daten für die Koordinaten der Mittenposition oder spezifische Positionskoordinaten sein.
Als nächstes soll die Arbeitsweise des oben beschriebenen Handlers erläutert werden.
Zunächst benutzt der Ladeförderer 501 die Saugkissen 501e der vier Saugköpfe 501d zum Aufnehmen und Halten von vier ICs von dem Zufuhrtablar, das sich in der obersten Ebene auf dem Tablarstapler 401 des IC-Lagers 40 befindet.
Der Ladeförderer 501 hebt mit dem Z-Achsen-Antrieb des beweglichen Kopfes 501c vier ICs an und hält diese und bewegt sie durch Verschiebung der in X-Richtung verlaufenden Schiene 501b auf der in Y-Richtung verlaufenden Schiene 501a und Verschiebung des beweglichen Kopfes 501c längs der in X-Richtung verlaufenden Schiene 501b.
Dann führt der Ladeförderer 501 eine Ausrichtung über den Vertiefungen 503a der Heizplatte 503 aus, fährt den Z-Achsen-Antrieb des beweglichen Kopfes 501e aus und löst die Saugkissen 501e, um die ICs in die Vertiefungen 503a der Heizplatte 503 fallenzulassen. Wenn die ICs durch die Heizplatte 503 auf eine vorgeschriebene Temperatur erhitzt worden sind, nimmt der Ladeförderer 501 die ICs wieder auf und bewegt sie über einen der Ladepuffer 502.
Der Ladeförderer 501 führt eine Ausrichtung über der Pufferstation 502a des anderen bereitstehenden Ladepuffers 502 aus, fährt den Z-Achsen-Antrieb des beweglichen Kopfes 501e aus und gibt die von den Saugkissen 501e des Saugkopfes 501d aufgenommenen und gehaltenen ICs frei, um sie in den Vertiefungen 503e der Pufferstation 502a abzusetzen. Die an den Vertiefungen 502c vorgesehene Saugeinrichtung nimmt die in die Vertiefungen 502c eingesetzten ICs auf und hält sie fest.
Während die vier ICs 2 durch die Saugwirkung in den Vertiefungen 502c der Pufferstation 502a gehalten sind, fährt der Ladepuffer 502 den X-Achsen-Antrieb 502b aus und bewegt die vier ICs 2 aus dem Arbeitsbereich des Ladeförderers 501 in der Ladesektion 50 in den Arbeitsbereich des Prüfsektionsförderers 310 in der Prüfsektion 30.
Die Arbeitsweise der Prüfsektion 30 soll nachstehend mit Bezug auf das Fluß-diagramm in 5 erläutert werden.
Wenn sich die mit den ICs 2 beladene Pufferstation 502a in der oben erläuterten Weise in den Arbeitsbereich des Prüfsektionsförderers 310 bewegt, so bewegt sich der bewegliche Kopf 312 des Prüfsektionsförderers 310 über die ICs 2, die in den Vertiefungen 502c der Pufferstation 502a abgesetzt sind (Schritt 01). Dann fährt der erste Z-Achsen-Antrieb 313a des beweglichen Kopfes 312 aus, und die Saugköpfe 317 der vier Kontaktarme 315 des beweglichen Kopfes 312 nehmen die vier in den Vertiefungen 502e der Pufferstation 502a des Ladepuffers 502 abgesetzten ICs auf und halten sie (Schritt 02). Es ist bevorzugt, daß der Sog an den Vertiefungen 502c der Pufferstation 502a zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet wird.
Der bewegliche Kopf 312, der die vier ICs hält, hebt diese mit Hilfe seines ersten Z-Achsen-Antriebs 313a an.
Als nächstes verschiebt der Prüfsektionsförderer 310 das in X-Richtung verlaufende Tragelement 311a, das den beweglichen Kopf 312 trägt, auf der in Y-Richtung verlaufenden Schiene 311, um die vier an den Kontaktarmen 315 des beweglichen Kopfes 312 gehaltenen ICs über das Bildaufzeichnungsgerät 320 zu bringen (Schritt 03, siehe 3).
Das Bildaufzeichnungsgerät 320 nimmt ein Bild einer Seite des ICs 2 auf, die mit den Lötkugeln 2a versehen ist (Schritt 04). Zu diesem Zeitpunkt wird das IC 2 durch die Beleuchtungseinrichtung 321 gut ausgeleuchtet. Die Bildverarbeitungseinrichtung erzeugt anhand der von dem Bildaufzeichnungsgerät 320 aufgenommenen Bilddaten der ICs 2 eine erste Liste von Elementen des zu prüfenden ICs einschließlich eines Satzes von Koordinatendaten der Lötkugeln 2a, die mit den Modelldaten verglichen werden können (einem Satz von Koordinatendaten entsprechender Lötkugeln des Standard-ICs) (Schritt 05).
Die erste Liste von Elementen kann z.B. in der nachstehend dargestellten Weise erzeug werden. Zunächst werden die aufgenommenen Bilddaten der ICs mit Hilfe eines Schwellenwertes binärisiert, und es wird ein möglicher Bereich der Lötkugeln detektiert. Dann werden baryzentrische Koordinaten des möglichen Bereichs der jeweiligen Lötkugeln berechnet, und eine Anordnung derselben (eine tatsächlich gemessene Anordnung von Koordinatendaten der Lötkugeln) wird vorbereitet. Dann wird, während die Modelldaten in X-Richtung und Y-Richtung bewegt und/oder in θ-Richtung gedreht werden, die Anzahl der Elemente gezählt, für die die in den Modelldaten enthaltenen Koordinatendaten im wesentlichen zu den Koordinatendaten der gemessenen Lötkugeln passen, und die Modelldaten werden so lange bewegt und/oder gedreht, bis die maximale Anzahl von Elementen erreicht ist. Dann wird der Betrag der Verschiebung (Δx, Δy) und/oder der Betrag der Drehung (Δθ) der Modelldaten bestimmt, bei dem der Fehler zwischen den in den Modelldaten enthaltenen Koordinatendaten und den gemessenen Koordinatendaten der Lötku geln minimal wird. Auf der Grundlage der so erhaltenen Information wird die erste Liste von Elementen erzeugt, einschließ1ich einer Anordnung von Koordinatendaten der Lötkugeln (einer Anordnung von Koordinatendaten der Lötkugeln, die mit den Modelldaten verglichen werden kann) entsprechend den in den Modelldaten enthaltenen Koordinatendaten.
Die Bildverarbeitungseinrichtung vergleicht die erste Liste von Elementen, die in der oben beschrieben Weise erzeugt wurde, mit den Modelldaten und sucht nach fehlenden Lötkugeln 2a der ICs 2 (Schritt 06). Speziell, wenn die erste Liste von Elementen keine Koordinatendaten enthält, die den Modelldaten entsprechen, wird entschieden, daß die Lötkugeln fehlen.
Wenn entschieden wird, daß die Lötkugeln 2a fehlen (Schritt 07 – ja), informiert die Bildverarbeitungseinrichtung den Steuerteil des Handlers 10 darüber, daß das IC 2 schadhaft ist (Fehlen von Lötkugeln) (Schritt 08), und die Prozedur springt zu dem später erläuterten Schritt 13. Wenn andererseits entschieden wird, daß keine Lötkugeln 2a fehlen (Schritt 07 – nein), so vergleicht die Bildverarbeitungseinrichtung als nächstes die erste Liste von Elementen mit den Modelldaten und berechnet den Betrag der Positionsabweichung der Lötkugeln 2a an den ICs 2 (Schritt 09).
6 und 7 sind Prinzipskizzen, die die oben erläuterten Schritte 04, 05, 06 und 09 illustrieren, und 6 ist eine Prinzipskizze für den Fall, daß die Lötkugeln eines an dem Kontaktarm gehaltenen ICs keine Defekte haben, und 7 ist eine Prinzipskizze für den Fall, daß die Lötkugeln des an dem Kontaktarm 315 gehaltenen ICs Defekte haben (fehlen, Positionsabweichung).
Der in der oben beschriebenen Weise berechnete Betrag der Positionsabweichung und ein zulässiger Betrag (ein vorab eingestellter Standardwert: z.B. die Toleranz der Montagepositionen der Klemmen beim Entwurf eines ICs) werden verglichen, und wenn der Betrag der Positionsabweichung größer ist als der zulässige Betrag (Schritt 10 – ja), so informiert die Bildverarbeitungseinrichtung den Steuerteil des Handlers 10 darüber, daß das IC 2 schadhaft ist (fehlerhafte Montageposition einer Lötkugel) (Schritt 08), und die Prozedur springt zu dem später beschriebenen Schritt 13. Wenn andererseits der Betrag der Positionsabweichung kleiner ist als der zulässige Betrag (Schritt 10 – nein), so berechnet die Bildverarbeitungseinrichtung als nächstes einen Kor rekturbetrag (δx, δy und δθ) für die Position des ICs 2 (Schritt 11). Bei der Berechnung des Korrekturbetrages wird auch die Positionsinformation über die Sockel 301a in Betracht gezogen.
Der Kontaktarm 315 des beweglichen Kopfes 312 bewegt den beweglichen Teil 315b auf der Grundlage des Korrekturbetrages (δx, δy und δθ) für die ICs, der oben berechnet wurde (Schritt 12).
Als nächstes verschiebt der Prüfsektionsförderer 310 das Tragelement 311a, das den beweglichen Kopf 312 trägt, auf der in Y-Richtung verlaufenden Schiene 311 und transportiert die vier ICs 2, die an den Saugköpfen 317 der Kontaktarme 315 des beweglichen Kopfes 312 gehalten sind, über vier Sockel 301a auf dem Kontaktbereich 301 des Prüfkopfes 300 (Schritt 13).
Der Steuerteil des Handlers 10 entscheidet dann, ob jedes der zu diesem Zeitpunkt gehaltenen ICs 2 eine schadhafte Klemme hat oder nicht, und wenn entschieden wird, daß eine schadhafte Klemme vorhanden ist (Schritt 14 – ja), so fährt der bewegliche Kopf 312 den zweiten Z-Achsen-Antriebs 313b, der das IC 2 hält, nicht aus, so daß keine Prüfung an diesem IC 2 vorgenommen wird. Das IC 2 wird später zu einem vorbestimmten Klassifikationstab-lar (für schadhafte ICs) transportiert.
Wenn andererseits entschieden wird, daß die gegenwärtig gehaltenen ICs 2 keinerlei schadhafte Klemmen haben (Schritt 13 – nein), so fährt der bewegliche Kopf 312 den ersten Z-Achsen-Antrieb 313a und die zweiten Z-Achsen-Antriebe 313b aus, die die ICs 2 halten (siehe 4), und bringt die Lötkugeln 2a der jeweiligen ICs 2 mit den Kontaktstiften 301b des Sockels 301 in Kontakt (Schritt 15). Während des Kontaktes werden elektrische Signale über die Kontaktstifte gesendet und empfangen, um eine Prüfung an den ICs 2 vorzunehmen.
Wenn die Prüfung an den ICs abgeschlossen ist, hebt der Prüfsektionsförderer 310 die geprüften ICs 2 an, indem er den ersten Z-Achsen-Antrieb 313a und die zweiten Z-Achsen-Antriebe 313b des beweglichen Kopfes 312 zurückzieht, und er verschiebt das Tragelement 311a, das den beweglichen Kopf 312 trägt, auf der in Y-Richtung verlaufenden Schiene 311, um die vier an den Kontaktarmen 315 des beweglichen Kopfes 312 gehaltenen ICs 2 wieder über das Bildaufzeichnungsgerät 320 zu bringen (Schritt 16).
Dann nimmt das Bildaufzeichnungsgerät 320 wiederum ein Bild von der Seite jedes der ICs 2 auf, die mit den Lötkugeln 2 versehen ist (Schritt 17). Die Bildverarbeitungseinrichtung erzeugt auf der Grundlage der von dem Bildaufzeichnungsgerät 320 aufgenommenen Bilddaten der ICs 2 eine zweite Liste von Elementen einschließlich der Anordnung der Koordinatendaten der Lötkugeln 2 (Schritt 18). Die zweite Liste von Elementen kann mit der gleichen Prozedur erstellt werden, wie sie oben für die erste Liste von Elementen erläutert wurde.
Die Bildverarbeitungseinrichtung vergleicht die zweite Liste von Elementen mit der ersten Liste von Elementen, um festzustellen, ob bei den geprüften ICs Lötkugeln 2 fehlen (Schritt 19). Speziell, wenn die zweite Liste von Elementen keine Koordinatendaten enthält, die der ersten Liste entsprechen, wird entschieden, daß eine Lötkugel fehlt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die zweite Liste und die erste Liste von Elementen verglichen, doch kann die zweite Liste von Elementen auch mit den Modelldaten verglichen werden.
Wenn festgestellt wird, daß eine Lötkugel 2 fehlt (Schritt 20 – ja), so löst der Steuerteil des Handlers 10 mit Hilfe der Alarmeinrichtung einen Alarm aus (Schritt 21) und zeigt den Teil der ICs, an dem eine Lötkugel fehlt, auf der Anzeigeeinrichtung (Schritt 22). Die Anzeigeeinrichtung zeigt z.B. ein Bild des ICs, und eine graphische Darstellung eines Zeigers oder dergleichen, der die Position der fehlenden Lötkugel anzeigt, kann in das Bild des ICs eingeblendet werden.
Wenn andererseits festgestellt wird, daß keine Lötkugeln fehlen (Schritt 20 – nein), so vergleicht die Bildverarbeitungseinrichtung als nächstes die zweite Liste von Elementen mit den Modelldaten und berechnet den Betrag von Positionsabweichungen der Lötkugeln 2 der geprüften ICs 2 (Schritt 23).
Wenn der berechnete Betrag der Positionsabweichung mit dem zulässigen Betrag verglichen wird und wenn der Betrag der Positionsabweichung größer ist als der zulässige Betrag (Schritt 24 – ja), so löst der Steuerteil des Handlers 10 mit Hilfe der Alarmeinrichtung einen Alarm aus (Schritt 21) und zeigt auf der Anzeigeeinrichtung den Teil des ICs, in dem eine Positionsabweichung einer Lötkugel vorliegt (Schritt 22). Zum Beispiel zeigt die Anzeigeeinrichtung ein Bild des ICs, und eine graphische Darstellung eines Zeigers und dergleichen, der die Position der abweichenden Lötkugel angibt, kann in das Bild des ICs eingeblendet werden.
Wenn andererseits der Betrag der Positionsabweichung kleiner ist als der zulässige Betrag (Schritt 24 – nein), muß das IC 2 später in Übereinstimmung mit den Prüfungsergebnissen auf ein vorgeschriebenes Klassifizierungstablar überführt werden.
Als nächstes verschiebt der Prüfsektionsförderer 310 das Tragelement 311a, das den beweglichen Kopf 312 trägt, auf der in Y-Richtung verlaufenden Schiene 311 und bringt die vier gehaltenen ICs über die Pufferstation 602a eines der Entladepuffer 602, der im Arbeitsbereich des Prüfsektionsförderers 310 in Bereitschaft steht.
Der bewegliche Teil 312 fährt den ersten Z-Achsen-Antrieb 313a aus und löst die Saugkissen 317c, um die vier ICs in die Vertiefungen 602c der Pufferstation 602a fallen zu lassen.
Der Entladepuffer 602 betätigt, während er die vier geprüften ICs 4 trägt, den X-Achsen-Antrieb 602b und bewegt die ICs aus dem Arbeitsbereich des Prüfsektionsförderers 310 in der Prüfsektion 30 zu dem Arbeitsbereich des Entladeförderers 601 in der Entladesektion 60.
Als nächstes wird der Z-Achsen-Antrieb des beweglichen Kopfes 601c des Entladeförderers 601 ausgefahren, der sich über dem Entladepuffer 602 befindet, und die vier Saugköpfe 601b des beweglichen Kopfes 601c nehmen auf und halten die vier geprüften ICs, die in den Vertiefungen 602c der Pufferstation 602a des Entladepuffers 602 liegen.
Der Entladeförderer 601 hebt die vier ICs mit Hilfe des Z-Achsen-Antriebs des beweglichen Kopfes 601c an, während er die vier geprüften ICs hält, verschiebt die Schiene 601b auf der in Y-Richtung verlaufenden Schiene 601a und verschiebt den beweglichen Kopf 601c auf der in X-Richtung verlaufen den Schiene 601b, um die ICs über den Klassifizierungstablarstapler 402 im IC-Lager 40 zu bringen. Dann werden die jeweiligen ICs in Übereinstimmung mit den Prüfungsergebnissen auf ein Klassifizierungstablar geladen, das sich in der obersten Position auf dem Klassifizierungstablarstapler 402 befindet.
Dadurch, daß der Handler 10 in der oben beschriebenen Weise arbeitet, ist nicht nur eine Positionskorrektur der an den Kontaktarmen 315 gehaltenen ICs 2 in Bezug auf die Sockel 301a möglich, sondern auch eine Detektion von fehlenden Lötkugeln 2a der ICs 2, bevor die Prüfung vorgenommen wird, so daß keine unbrauchbare Prüfung an einem IC 2 mit einer fehlenden Lötkugel 2a ausgeführt zu werden braucht. Da vor der Ausführung der Prüfung auch eine Abweichung in der Montageposition der Lötkugeln 2 detektiert werden kann, läßt sich durch Ausschluß von ICs 2, bei denen der Betrag der Abweichung in der Montageposition größer als ein zulässiger Betrag ist, von der Prüfung, die Möglichkeit reduzieren, daß eine Lötkugel herausfällt und auf dem Sockel 301a verbleibt.
Weiterhin kann auch eine fehlende oder falsch positionierte Lötkugel 2a an einem geprüften IC 2 detektiert werden, so daß sich verhindern laßt, daß ein IC 2 versandt wird, bei dem durch die Prüfung ein Defekt an den Lötkugeln 2a verursacht wurde, obgleich der Test als solches normal ausgeführt wurde. Wenn nach der Prüfung eine fehlende Lötkugel 2a festgestellt wird, besteht auch die Möglichkeit, daß die Lötkugel 2a auf den Sockeln 301a verbleibt, doch läßt sich durch Auslösen eines Alarms die Situation verhindern, daß ein als nächstes zu prüfendes IC 2 gegen den Sockel 301a angedrückt wird, auf dem die Lötkugel 2a zurückgeblieben ist.
Die oben erläuterten Ausführungsformen werden beschrieben, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und sollen diese Erfindung nicht beschränken. Somit schließen die jeweiligen Elemente, die in den obigen Ausführungsformen dargestellt wurden, alle konstruktiven Abweichungen und Äquivalente ein, die zum technischen Rahmen der vorliegenden Erfindung gehören.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Das Handhabungsgerät für elektronische Bauelemente und das Verfahren zur Erkennung schadhafter Klemmen gemäß der vorliegenden Erfindung sind zweckmäßig zur automatischen Detektion eines Defekts einer Klemme an einem elektronischen Bauelement, ohne daß eine visuelle Inspektion von außen erforderlich ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Standard-Positionsinformation über Klemmen (2a) eines elektronischen Bauelements (2) wird vorab gespeichert, ein Bild der Klemmen (2a) eines zu prüfenden elektronischen Bauelements (2), das an einem Förderer (312) gehalten ist, wird mit einem Bildaufzeichnungsgerät (320) aufgenommen, aus den Bilddaten der Klemmen des Bauelements, dessen Bild aufgenommen wurde, wird Positionsinformation über die Klemmen gewonnen, und durch Vergleich der Standard-Positionsinformation mit der Positionsinformation über die Klemmen des zu prüfenden Bauelements wird festgestellt, ob bei dem zu prüfenden Bauelement eine Klemme fehlt und/oder falsch positioniert ist.
STÜCKLISTE

1: Prüfgerät für elektronische Bauelemente
2: IC (elektronisches Bauelement)
2a: Lötkugel (Klemme)
10: Handhabungsgerät (Handler) für elektronische Bauelemente
30: Prüfsektion
301: Kontaktbereich
301a: Sockel
301b: Kontaktstift
310: Prüfsektionsförderer
315: Kontaktarm
320: Bildaufzeichnungsgerät
50: Ladesektion
60: Entladesektion

Claims

Handhabungsgerät für elektronische Bauelemente (2), zum Zuführen eines elektronischen Bauelements zu einem Kontaktbereich (301) und zum Kontaktieren desselben mit dem Kontaktbereich, um elektrische Eigenschaften des Bauelements zu testen, mit: einer Speichereinrichtung zum Speichern von Standard-Positionsinformation über jeweilige Klemmen (2a) des Bauelements, einem Bildaufzeichnungsgerät (320) zur Aufnahme eines Bildes der Klemmen (2a) an einem zu prüfenden Bauelement (29), einer Auswerteeinrichtung zur Gewinnung von Positionsinformation über die jeweiligen Klemmen anhand der mit dem Bildaufzeichnungsgerät aufgenommenen Bilddaten für die Klemmen des zu prüfenden Bauelements, und einer Erkennungseinrichtung zur Erkennung einer fehlenden und/oder falsch positionierten Klemme des zu prüfenden Bauelements durch Lesen der Standard-Positionsinformation aus der Speichereinrichtung und Vergleich derselben mit der von der Auswerteeinrichtung bestimmten Positionsinformation über die jeweiligen Klemmen.
Handhabungsgerät nach Anspruch 1, mit einem Förderer (310), der in der Lage ist, ein zu prüfendes elektronisches Bauelement zu halten und gegen den Kontaktbereich (301) anzudrücken, bei dem das Bildaufzeichnungsgerät ein Bild der Klemmen (2a) eines ungeprüften Bauelements (2) aufnaimmt, das von dem Förderer (310) gehalten wird.
Handhabungsgerät nach Anspruch 2, mit einer Berechnungseinrichtung zur Berechnung eines Positionskorrekturbetrages für ein zu prüfendes elektronisches Bauelement durch Vergleich der von der Speichereinrichtung gelesenen Standard-Positionsinformation für die jeweiligen Klemmen des Bauelements mit der von der Auswerteeinrichtung erhaltenen Positionsinformation, bie dem der Förderer (310) eine Korrektureinrichtung zur Korrektur der Position eines an dem Förderer gehaltenen zu prüfenden Bauelements auf der Grundlage des von der Berechnungseinrichtung berechneten Positionskorrekturbetrages aufweist.
Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein zu prüfendes elektronisches Bauelement, für das die Erkennungseinrichtung erkannt hat, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist, von der elektrischen Prüfung ausgeschlossen und/oder als schadhaftes elektronisches Bauelement klassifiziert wird.
Handhabungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Förderer (310) in der Lage ist, mehrere zu prüfende elektronische Bauelemente (2) zu halten und zu prüfende elektronische Bauelemente, für welche die Erkennungseinrichtung entschieden hat, daß sie keine Klemme mit Positionsdefekt und keine fehlende Klemme aufweisen, gegen den Kontaktbereich (301) anzudrücken, während ein zu prüfendes elektronisches Bauelement, für das entschieden wurde, daß eine Klemme fehlt oder einen Positionsdefekt aufweist, nicht gegen den Kontaktbereich angedrückt wird.
Handhabungsgerät nach Anspruch 1, bei dem das Bildaufzeichnungsgerät (320) ein Bild von Klemmen (2a) eines ungeprüften elektronischen Bauelements (2) und von Klemmen (2a) eines geprüften elektronischen Bauelements (2) aufnimmt.
Handhabungsgerät nach Anspruch 6, bei dem eine zweite Erkennungseinrichtung dazu vorgesehen ist, ein Fehlen und/oder einen Positionsdefekt einer Klemme des geprüften Bauelements durch Vergleich der Positionsinformation aus den mit dem Bildaufzeichnungsgerät aufgenommenen Bilddaten der Klemmen des geprüften Bauelements mit der aus der Speichereinrichtung gelesenen Standard-Positionsinformation zu erkennen.
Handhabungsgerät nach Anspruch 6, bei dem eine zweite Erkennungseinrichtung dazu vorgesehen ist, ein Fehlen und/oder einen Positionsdefekt einer Klemme des geprüften Bauelements durch Vergleich der Positionsinformation aus den mit dem Bildaufzeichnungsgerät aufgenommenen Bilddaten der Klemmen des geprüften Bauelements mit der mit Hilfe der Auswerteeinrichtung erhaltenen Positionsinfor mation über die entsprechenden Klemmen vor der Prüfung des Bauelements zu erkennen.
Handhabungsgerät nach Anspruch 7 oder 8, bei dem ein elektronisches Bauelement, für das von der zweiten Erkennungseinrichtung das Fehlen oder eine Fehlpositionierung einer Klemme festgestellt wurde, als schadhaftes Bauelements klassifiziert wird.
Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem ein Alarm ausgelöst wird, wenn die zweite Erkennungseinrichtung feststellt, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist.
Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem eine Anzeigeeinrichtung vorhanden ist, und wenn die zweite Erkennungseinrichtung feststellt, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist, wird Information über die schadhafte Klemme auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
Verfahren zur Erkennung von fehlenden und/oder schadhaften Klemmen (2a) an einem zu prüfenden elektronischen Bauelement (2) in einem Handhabungsgerät (10), das die folgenden Schritte umfallt: Speichern von Standard-Positionsinformation über die jeweiligen Klemmen des Bauelements, Gewinnung von Positionsinformation über die entsprechenden Klemmen aus Bilddaten, die durch Aufnahme eines Bildes der Klemmen an dem zu prüfenden Bauelement gewonnen werden, und Erkennen des Fehlens und/oder einer Fehlpositionierung einer Klemme des zu prüfenden Bauelements durch Lesen der Standard-Positionsinformation und Vergleichen dieser Standard-Positionsinformation mit der Positionsinformation über die entsprechenden Klemmen, die für das zu prüfende Bauelement gewonnen wurde.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem ein Korrekturbetrag für die Position des zu prüfenden Bauelements durch Vergleich der Standard-Positionsinformation mit der gewonnenen Positionsinformation bestimmt wird und die Position des zu prüfenden Bauelements auf der Grundlage des Korrekturbetrags korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem ein zu prüfendes elektronisches Bauelement, für das erkannt wurde, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist, von der Prüfung ausgeschlossen wird und/oder als schadhaftes Bauelement klassifiziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, mit den Schritten: Aufnehmen eines Bildes der Klemmen eines geprüften elektronischen Bauelements, Erkennung einer fehlenden und/oder falsch positionierten Klemme des geprüften Bauelements durch Vergleich der Positionsinformation aus den an dem geprüften Bauelement aufgenommenen Bilddaten mit der Standard-Positionsinformation für die entsprechenden Klemmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, mit den Schritten: Aufnehmen eines Bildes der Klemmen eines geprüften elektronischen Bauelements, Aufnehmen eines Bildes der Klemmen eines geprüften Bauelements, und Erkennung des Fehlens und/oder einer Fehlpositionierung einer Klemme an dem geprüften Bauelement durch Vergleich der Positionsinformation über die betreffenden Klemmen, die aus den Bilddaten für das ungeprüfte Bauelement gewonnen wurde, mit der Positionsinformation für die entsprechenden Klemmen, die aus den Bilddaten für das geprüfte Bauelement gewonnen wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem ein zu prüfendes elektronisches Bauelement, für das erkannt wurde, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist, als schadhaftes Bauelement klassifiziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem ein Alarm ausgelöst wird, wenn erkannt wird, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem Information über eine schadhafte Klemme auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, wenn erkannt wird, daß eine Klemme fehlt oder falsch positioniert ist.