JP2009085641A - ハンドラー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘って安定した電気的導通を得ることができるハンドラー装置を実現する。
【解決手段】接触端子を有するソケットと、コンタクトヘッドに取付けられたＩＣデバイスをソケットに着脱するアクチュエータと、コンタクトヘッドがソケットを破壊しないように設けられたストッパとを具備するハンドラー装置において、アクチュエータの負荷信号を測定する負荷信号測定手段と、測定手段の信号を演算しＩＣデバイスがソケットの接触端子に触れる位置、ＩＣデバイスがソケットの接触端子を縮め始める位置、コンタクトヘッドがストッパと接触する位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段が検出したソケットの接触端子を縮め始める位置から所定ストローク量加算してＩＣデバイスのコンタクト位置を決定するコンタクト位置決定手段と、コンタクト位置決定手段からの信号によりアクチュエータを制御する制御手段とを具備したことを特徴とするハンドラー装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンドラー装置に関するものである。
更に詳述すれば、デバイスコンタクト高さ位置を決める手段を有するハンドラー装置に関するものである。

ハンドラー装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００１−２１２７８６号公報

図６は従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
図において、ＩＣデバイス１はコンタクトヘッド２に保持されており、コンタクトヘッド２はロッド３を介してモーターアクチュエータ４により上下運動（図中上下矢印Ａ方向）をする。
コンタクトヘッド２が降下し、パフォーマンスボード５上に設置されているソケット６にデバイス１を押し付ける際、デバイス１の電気的特性を測定するのに適した押し込み高さ位置をコンタクト位置という。

ソケット６にはスプリング構造を有した多数の接触端子７が配置されており、各々の接触端子７がＩＣデバイス１の電気端子８に接触した位置を基点として、接触端子７のスプリングを適量縮めることにより、安定な導通をとることができるようになっている。この縮め量をストロークという。

メカニカルストッパ９は接触端子７が押し込み限界を超えソケット６を破損しないように、コンタクトヘッド２の降下を止めるためのものである。
フレーム１１は、コンタクトヘッド２を支える。

このような装置においては、以下の間題点がある。
従来は、最終的に電気的特性の測定ができるようになるまで試行錯誤を繰り返してコンタクト位置を決める方法で行っていたため、以下の問題点があった。
（１）コンタクト位置を決定するまで時間が掛かる。

（２）電気特性の測定が可能な位置を見つけたとしても、そこがコンタクト位置とは異なる場合があり、導通が不安定になる。
（３）必要以上にＩＣデバイス１をソケット６に押し込み過ぎて、ソケット６の寿命を短くしてしまう危険性がある。

（４）接触端子Ｔがどのくらい縮んでいるのか分からないため、ＩＣデバイス１の厚みバラツキに対応できる設定ができない。
（５）接触端子Ｔの寿命や破損による縮み量の異常判断ができない。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、長期に亘って安定した電気的導通を得ることができるハンドラー装置を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１のハンドラー装置においては、
コンタクトヘッドに取付けられたＩＣデバイスをソケットに着脱するアクチュエータと、前記コンタクトヘッドが前記ソケットを破壊しないように設けられたストッパとを具備するハンドラー装置において、前記アクチュエータの負荷信号を測定する負荷信号測定手段と、この測定手段の信号を演算し前記ＩＣデバイスが前記ソケットの接触端子に触れる位置、前記ＩＣデバイスが前記ソケットの接触端子を縮め始める位置、前記コンタクトヘッドが前記ストッパと接触する位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段が検出した前記ソケットの接触端子を縮め始める位置から所定ストローク量加算して前記ＩＣデバイスのコンタクト位置を決定するコンタクト位置決定手段と、コンタクト位置決定手段からの信号により前記アクチュエータを制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項２のハンドラー装置においては、請求項１記載のハンドラー装置において、
前記負荷信号は、前記アクチュエータの負荷電流が使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項３のハンドラー装置においては、請求項１又は請求項２記載のハンドラー装置において、
前記アクチュエータは、モータアクチュエータが使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項４のハンドラー装置においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のハンドラー装置において、
前記位置検出手段は、前記アクチュエータの負荷電流の二次微分演算処理が使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項５のハンドラー装置においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のハンドラー装置において、
前記接触端子に触れる位置から前記接触端子を縮め始める位置までの距離、あるいは前記接触端子に触れる位置から前記接触端子を縮め始める位置までの負荷信号のグラフの傾きの変化から前記接触端子の異常を検出する第１の接触端子異常検出手段を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項６のハンドラー装置においては、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のハンドラー装置において、
前記接触端子を縮め始める位置から前記コンタクトヘッドが前記ストッパに接触した位置までの距離、あるいは前記接触端子を縮め始める位置から前記コンタクトヘッドが前記ストッパに接触した位置までの負荷信号のグラフの傾きの変化から前記接触端子の異常を検出する第２の接触端子異常検出手段を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
ストローク開始位置を正確に検知できるため、そこから適量なストロークだけＩＣデバイスをソケットの接触端子に押し込むことができるので、安定した電気的導通を得ることができるハンドラー装置が得られる。

ＩＣデバイスのソケットへの最適なコンタクト位置を試行錯誤して探すのではなく、ＩＣデバイスを押し込む一連の動作中に最適なコンタクト位置を自動的に決定できるハンドラー装置が得られる。

ソケット接触端子の磨耗やばねへたりなどで、設定ストロークを初期値よりも増やして、安定導通を継続させたい場合、コンタクトヘッドがストッパと接触する位置まで、正確にストロークの増分管理ができるため、長期に亘って安定した電気的導通を得ることができるハンドラー装置が得られる。

本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
負荷信号は、アクチュエータの負荷電流が使用されたので、電気的信号は処理が容易であり、再現性が良く、安価なハンドラー装置が得られる。

本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
アクチュエータは、モータアクチュエータが使用されたので、モータアクチュエータは精度の高い制御が可能な上、市場性があり安価に入手可能なので安価なハンドラー装置が得られる。

本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
位置検出手段は、アクチュエータの負荷電流の二次微分演算処理が使用されたので、負荷信号のグラフの変曲点が客観的にかつ容易に把握出来て、ＩＣデバイスがソケットの接触端子に触れる位置、ＩＣデバイスがソケットの接触端子を縮め始める位置、コンタクトヘッドがストッパと接触する位置を正確に検出できるハンドラー装置が得られる。

本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
接触端子に触れる位置から接触端子を縮め始める位置までの距離、あるいは接触端子に触れる位置から接触端子を縮め始める位置までの負荷信号のグラフの傾きの変化から接触端子の異常を検出する第１の接触端子異常検出手段が設けられたので、テスターの電気測定動作開始前にハンドラー装置の異常検出が容易に出来るハンドラー装置が得られる。

接触端子に触れる位置から接触端子を縮め始める位置までの距離の正常範囲、あるいは接触端子に触れる位置から接触端子を縮め始める位置までの負荷信号のグラフの傾きの正常範囲を外れる直前値に達した場合、接触子の異常が発生し装置稼動が異常停止する前にソケットの保全交換を予め実施することができるハンドラー装置が得られる。

本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
接触端子を縮め始める位置からコンタクトヘッドが前記ストッパに接触した位置までの距離、あるいは接触端子を縮め始める位置からコンタクトヘッドがストッパに接触した位置までの負荷信号のグラフの傾きの変化から前記接触端子の異常を検出する第２の接触端子異常検出手段が設けられたので、テスターの電気測定動作開始前にハンドラー装置の異常検出が容易に出来るハンドラー装置が得られる。

接触端子を縮め始める位置からコンタクトヘッドが前記ストッパに接触した位置までの距離の正常範囲、あるいは接触端子を縮め始める位置からコンタクトヘッドがストッパに接触した位置までの負荷信号のグラフの傾きの正常範囲を外れる直前値に達した場合、接触子の異常が発生し装置稼動が異常停止する前にソケットの保全交換を予め実施することができるハンドラー装置が得られる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２，図３は図１の動作説明図である。
図において、図６と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図６との相違部分のみ説明する。

図１において、負荷信号測定手段２１は、アクチュエータ４の負荷信号を測定する。
この場合は、アクチュエータ４は、モータアクチュエータが使用されている。
負荷信号は、この場合は、アクチュエータ４の負荷電流が使用されている。

位置検出手段２２は、負荷信号測定手段２１の信号を演算し、ＩＣデバイス１がソケット６の接触端子７に触れる位置、ＩＣデバイス１がソケット６の接触端子７を縮め始める位置、コンタクトヘッド２がメカニカルストッパ９と接触する位置を検出する。
位置検出手段２２は、この場合は、アクチュエータ４の負荷電流の二次微分演算処理が使用されている。

コンタクト位置決定手段２３は、位置検出手段２２が検出したソケット６の接触端子７を縮め始める位置から、所定ストローク量加算して、ＩＣデバイス１のコンタクト位置を決定する。
制御手段２４は、コンタクト位置決定手段２３からの信号により、アクチュエータ４を制御する。

以上の構成において、図１，図２，図３に示す如く、
（１）コンタクトヘッド２がＩＣデバイス１を保持しながら、ソケット６に押し込む。
（２）負荷信号測定手段２１は（１）の動作中、連続してモーターアクチュエーター４の電流を測定し続ける。
（３）同時に、位置検出手段２２は測定電流変化の２次微分演算を行い、ソケット６の接触端子７に掛けられた初期圧力に達する位置であるＺｓを検出する。

（４）位置がＺｓ＋設定したストロークにまで達したら、押込みを停止する。
（５）テスタ−装置（図示せず）がＩＣデバイス１の電気特性測定を行う。
（６）電気測定終了後、コンタクトヘッド２がＩＣデバイス１をソケット６から取り出す。
（７）次の測定対象となるＩＣデバイス１をコンタクトヘッド２に装填する。
順次、（１）〜（７）の動作を繰り返す。

所で、コンタクトヘッド２が下降し、ＩＣデバイス１がソケット６に入り、押し込まれてゆく際のＩＣデバイス１の高さ位置Ｚ（横軸）と駆動電流Ｉ（縦軸）が変化する様子を図２に示す。

［区間０〜Ｚｔ］では、
ＩＣデバイス１の接触端子８がソケット６の接触端子７に触れるまで（区間０〜Ｚｔ）は、モーターアクチュエータ４にはソケット６からの反力が掛からないので駆動電流Ｉは殆ど流れない。

［区間Ｚt〜Ｚs］では、
ＩＣデバイス１の電気端子８がソケット６の接触端子７に触れ、モーターアクチュエータ４が押し込み動作を続けると、ソケット６の接触端子７は初期圧力が掛けられているので縮まないが、パフォーマンスボード５とフレーム１１は各々の剛性が持つばね定数に応じて微小な可逆的変形を生じ、この変形を保持するための駆動電流（０〜Ｉｓ）が流れる。

パフォーマンスボード５とフレーム１１のばね係数を各々、α_Pおよびα_Fとすると、合成ばね定数α_１は、１／α_１＝１／α_Ｐ＋１／α_Ｆ で表される。
パフォーマンスボード５とフレーム１１の合成反力Ｆ_１がモーターアクチュエータ４の電流Ｉと比例することから、ｋを定数として次の関係が得られる。
Ｆ_１∝Ｉ＝ｋα_１（Ｚ−Ｚ_ｔ）

［区間Ｚs〜Ｚe］では、
ソケット６の接触端子７に掛けられた初期圧力に達すると、ばね係数α_Ｔを持つ接触端子７からの反力も加えられ始めるので、合成ばね定数α_２は、１／α_２＝１／α_Ｐ＋１／α_Ｆ＋１／α_Ｔ で表される。
パフォーマンスボード５とフレーム１１と接触端子７の合成反力Ｆ_２は、コンタクトヘッド２がメカニカルストッパ９に接触するまでの間、次の関係になる。
Ｆ_２∝Ｉ＝ｋα_２（Ｚ−Ｚ_ｓ）＋Ｉ_ｓ

位置検出手段２２は、負荷信号測定手段２１から電流値Ｉを受け、位置Ｚについての２次微分処理を行い、極大値Ｐｔ，極小値Ｐｓ、極大値Ｐｅを与えるＺ位置から、図２の電流特性の変曲点を与えるＺ位置Ｚｔ，Ｚｓ，Ｚｅを求めることができる。

この結果、
ストローク開始位置を正確に検知できるため、そこから適量なストロークだけＩＣデバイス１をソケット６の接触端子７に押し込むことができるので、安定した電気的導通を得ることができるハンドラー装置が得られる。

ＩＣデバイス１のソケット６への最適なコンタクト位置を試行錯誤して探すのではなく、ＩＣデバイス１を押し込む一連の動作中に最適なコンタクト位置を自動的に決定できるハンドラー装置が得られる。

ソケット接触端子７の磨耗やばねへたりなどで、設定ストロークを初期値よりも増やして、安定導通を継続させたい場合、コンタクトヘッド２がストッパ９と接触する位置まで、正確にストロークの増分管理ができるため、長期に亘って安定した電気的導通を得ることができるハンドラー装置が得られる。

負荷信号は、アクチュエータ４の負荷電流が使用されたので、電気的信号は処理が容易であり、再現性が良く、安価なハンドラー装置が得られる。

アクチュエータ４は、モータアクチュエータが使用されたので、モータアクチュエータは精度の高い制御が可能な上、市場性があり安価に入手可能なので安価なハンドラー装置が得られる。

位置検出手段２２は、アクチュエータ４の負荷電流Ｉの二次微分演算処理が使用されたので、負荷信号のグラフの変曲点が客観的にかつ容易に把握出来て、ＩＣデバイス１がソケット６の接触端子７に触れる位置、ＩＣデバイス１がソケット６の接触端子を縮め始める位置、コンタクトヘッド２がストッパ９と接触する位置を正確に検出できるハンドラー装置が得られる。

図４は、本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
図４において、第１の接触端子異常検出手段３１は、接触端子７に触れる位置から接触端子７を縮め始める位置までの距離、あるいは接触端子７に触れる位置から接触端子７を縮め始める位置までの負荷信号のグラフの傾きの変化から、接触端子７の異常を検出する。

この結果、接触端子７に触れる位置から接触端子７を縮め始める位置までの距離、あるいは接触端子７に触れる位置から接触端子７を縮め始める位置までの負荷信号Ｉのグラフの傾きの変化から接触端子７の異常を検出する第１の接触端子異常検出手段が設けられたので、テスターの電気測定動作開始前にハンドラー装置の異常検出が容易に出来るハンドラー装置が得られる。

要するに、接触端子７の劣化や破損が生じると、動作のグラフの動作位置間隔やグラフの傾きが異常値になるため、正常値を基準として比較することで、テスターの電気測定動作の前にエラー信号を出すことができる。

図５は、本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
図５において、第２の接触端子異常検出手段４１は、接触端子７を縮め始める位置からコンタクトヘッド２がストッパ９に接触した位置までの距離、あるいは接触端子７を縮め始める位置からコンタクトヘッド２がストッパ９に接触した位置までの負荷信号Ｉのグラフの傾きの変化から、接触端子７の異常を検出する。

この結果、
接触端子７を縮め始める位置からコンタクトヘッド２がストッパ９に接触した位置までの距離、あるいは接触端子７を縮め始める位置からコンタクトヘッド２がストッパ９に接触した位置までの負荷信号Ｉのグラフの傾きの変化から、接触端子７の異常を検出する第２の接触端子異常検出手段４１が設けられたので、テスターの電気測定動作開始前にハンドラー装置の異常検出が容易に出来るハンドラー装置が得られる。

要するに、接触端子７の劣化や破損が生じると、動作のグラフの動作位置間隔やグラフの傾きが異常値になるため、正常値を基準として比較することで、テスターの電気測定動作の前にエラー信号を出すことができる。

なお、前述の実施例においては、モータアクチュエータ４が使用されていると説明したが、これに限ることはなく、要するに、ＩＣデバイス１を押し込む負荷特性が、モニターできるアクチュエータであれば良い。

また、本装置の運用モードは次の３通りである。
（１）電流測定および演算処理は、測定する全てのＩＣデバイス１にリアルタイムで実施する。
（２）電流測定および演算処理は、測定する最初に代表ＩＣデバイス１だけに実施する。
（３）電流測定および演算処理は、サンプリング個数おきのＩＣデバイス１にリアルタイムで実施する。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。 図１の動作説明図である。 図１の動作説明図である。 本発明の他の実施例の要部構成説明図である。 本発明の他の実施例の要部構成説明図である。 従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。

符号の説明

１ ＩＣデバイス
２ コンタクトヘッド
３ ロッド
４ モーターアクチュエータ
５ パフォーマンスボード
６ ソケット
７ 接触端子
８ ＩＣデバイスの電気端子
９ メカニカルストッパ
１１ フレーム
２１ 負荷信号測定手段
２２ 位置検出手段
２３ コンタクト位置決定手段
２４ 制御手段
３１ 第１の接触端子異常検出手段
４１ 第２の接触端子異常検出手段
Ａ 矢印

Claims (6)

1. コンタクトヘッドに取付けられたＩＣデバイスをソケットに着脱するアクチュエータと、前記コンタクトヘッドが前記ソケットを破壊しないように設けられたストッパとを具備するハンドラー装置において、
   前記アクチュエータの負荷信号を測定する負荷信号測定手段と、
   この測定手段の信号を演算し前記ＩＣデバイスが前記ソケットの接触端子に触れる位置、前記ＩＣデバイスが前記ソケットの接触端子を縮め始める位置、前記コンタクトヘッドが前記ストッパと接触する位置を検出する位置検出手段と、
   この位置検出手段が検出した前記ソケットの接触端子を縮め始める位置から所定ストローク量加算して前記ＩＣデバイスのコンタクト位置を決定するコンタクト位置決定手段と、
   コンタクト位置決定手段からの信号により前記アクチュエータを制御する制御手段と
   を具備したことを特徴とするハンドラー装置。
2. 前記負荷信号は、前記アクチュエータの負荷電流が使用されたこと
   を特徴とする請求項１記載のハンドラー装置。
3. 前記アクチュエータは、モータアクチュエータが使用されたこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載のハンドラー装置。
4. 前記位置検出手段は、前記アクチュエータの負荷電流の二次微分演算処理が使用されたこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のハンドラー装置。
5. 前記接触端子に触れる位置から前記接触端子を縮め始める位置までの距離、あるいは前記接触端子に触れる位置から前記接触端子を縮め始める位置までの負荷信号のグラフの傾きの変化から前記接触端子の異常を検出する第１の接触端子異常検出手段
   を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のハンドラー装置。
6. 前記接触端子を縮め始める位置から前記コンタクトヘッドが前記ストッパに接触した位置までの距離、あるいは前記接触端子を縮め始める位置から前記コンタクトヘッドが前記ストッパに接触した位置までの負荷信号のグラフの傾きの変化から前記接触端子の異常を検出する第２の接触端子異常検出手段
   を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のハンドラー装置。

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