JP2532900B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、検査技術、特に、所望の温度条件で被検査
物につき電気的特性試験を実行する検査技術に関し、例
えば、半導体集積回路装置（以下、ICという。）につき
良品、不良品の選別検査を実施するのに利用して有効な
ものに関する。

〔従来の技術〕

ICの製造工程において、ICにつき良品、不良品の選別
検査を実施する装置（ICオートハンドラと称される）と
して、ICに対して電気的特性試験を実施するテスタと、
テスタとの接続部である測子装置に対してICを着脱させ
る着脱操作装置とを備えており、着脱操作装置により被
検査物としてのICを測子装置に装着してICとテスタとを
電気的に接続した後、ICとテスタとの間でテスト信号を
交信することにより、電気的特性試験が実施されるよう
に構成されているものがある。

このようなICの選別検査装置においては、ICの選別検
査を実施する際、高温度（例えば、120℃）、常温およ
び低温度（例えば、−40℃）の温度条件で、電気的特性
試験がそれぞれ実施される場合がある。

なお、ICの選別検査技術（ICオートハンドラ）を述べ
てある例としては、株式会社工業調査会発行「電子材料
1981年11月号別冊」昭和56年11月10日発行 P226〜P23
0、がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなICの選別検査装置においては、異なる温度
条件で選別検査を実施する場合、次のような問題点があ
ることが、本発明者によってあきらかにされた。

（１） 低温度条件で選別検査を実施する場合、低温度
雰囲気が作り出された恒温槽内で電気的特性試験による
検査が実施されることになるが、低温度状態のまま恒温
槽を開くと、室内湿度の影響で恒温槽内がたちまち結露
してしまい、電流リークの問題が発生し、そのままでは
次回の検査に入ることができない。

（２） 前記（１）の場合、電流リークの他、恒温槽内
におけるIC搬送のトラブル、およびIC製品の種類変更
（段取り替え）等に対処するため、恒温槽内が結露しな
いように、恒温槽を一度加熱しておく必要がある。

（３） 被検査物の品種変え作業において、高温度から
低温度まで、およびその逆に低温度から高温度まで温度
変更する際、恒温槽内の装置が全て新しい温度になるま
でに長時間を要するため、検査装置の休止時間が長くな
る。

例えば、恒温槽内の全てが120℃から−40℃までに温
度変更される際、１時間程度必要になる場合がある。

（４） そこで、高温度、常温および低温度の各温度条
件にそれぞれ対応した専用装置を複数台宛設備すること
が考えられるが、設備投資が増大化してしまうばかりで
なく、汎用性に劣るため、新製品開発、多品種少量生
産、およびフレキシブル生産等に対処することが困難に
なる。

本発明の目的は、前記問題点を解決し、所望の温度条
件で被検査物につき電気的特性試験を作業性よく実行す
ることができる検査技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を説明すれば、次の通りである。

すなわち、被検査物に対して電気的試験を実施するテ
スタを有する装置本体と、テスタとの電気的接続部に対
して被検査物を着脱する着脱操作装置とを備えている検
査装置において、前記着脱操作装置を複数台用意すると
ともに、この着脱操作装置を前記装置本体に対して結合
自在に構成し、らに、これら着脱操作装置は前記被検査
物につき所要の温度状態を作るように構成したものであ
る。

〔作用〕

前記した手段によれば、着脱操作装置が複数台用意さ
れ、これら着脱操作装置がテスタに対して着脱自在に構
成されているため、例えば、ある着脱操作装置がテスタ
と結合されて稼働されている間に、他の着脱操作装置に
おいて次の試験が実行される温度条件を予め作り出して
おき、前の試験終了と同時に、当該予め準備した着脱操
作装置を前の着脱操作装置と交換してテスタと結合する
ことにより、直ちに次の試験に入ることができる。

着脱操作装置毎に各製品に対応するように改造するこ
とにより、専用の検査装置を設備する場合に比べて汎用
性を高めることができるため、新製品の開発や多品種少
量生産に比較的用意に対処することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるICの選別検査装置を
示す一部切断平面図、第２図はその一部切断正面図、第
３図はその側面断面図、第４図はその着脱操作装置を示
す平面図、第５図は同じく正面図、第６図および第７図
は作用を説明するための部分斜視図および拡大部分断面
図である。

本実施例において、このICの選別検査装置はICにつき
良品、不良品の選別検査を実施するように構成されてお
り、ここでは表面実装形パッケージを備えているICの一
例であるプラスチック・リードレス・チップ・キャリア
形パッケージ・IC（以下、PLCC・IC、または単にICとい
うことがある。）を被検査物とする場合につき説明す
る。

この被検査物としてのPLCC・IC1は略正方形の平盤形
状に形成されている樹脂封止形のパッケージ２を備えて
おり、パッケージ２の４側面には複数本のアウタリード
３が周方向に略間隔に配されて、その下面にかけてそれ
ぞれ形成されている。このIC1はアウタリード３が外部
機器の端子と電気的に接続されることにより、パッケー
ジ２に樹脂封止されているペレット（図示せず）に作り
込まれた集積回路と外部機器とを電気的に接続されるよ
うになっている。

このICの選別検査装置は、IC1に対して電気的特性試
験を実施するためのテスタ４を備えており、テスタ４は
コンピュータや各種測定装置等（図示せず）からなる本
体５と、データ収集手段の一種であるテストヘッドボッ
クス（以下、ボックスという。）６とを備えている。ボ
ックス６は検査すべき製品の種類（PLCC・ICに限定され
ない。）に対応して交換し得るように構成されており、
コード７により本体５と電気的に接続されるようになっ
ている。ボックス６は台車８により移動し易いようよう
に構成されており、必要に応じて交換され、検査が実施
される場所に設置されるようになっている。

このICの選別検査装置は、テスタとの電気的接続部に
対してICを着脱するための着脱操作装置10を備えてお
り、着脱操作装置10は複数台が用意されている。着脱操
作装置10は架台11を備えており、架台11は略長方形の平
板形状に形成されているベース12に４本の脚13がその４
隅に配されて立設されている。各脚13にはキャスタ14が
取り付けられており、着脱操作装置10は架台11で移動さ
れて前記ボックス６を跨ぐように設置される。架台11の
ベース12上には略長方形の中空直方体形状に形成されて
いる恒温槽15が設置されており、恒温槽15は断熱材等
（図示せず）を被着されることにより、その内部に恒温
室16を構成するようになっている。

恒温槽15にはダクト17が形成されており、ダクト17に
は吸込口18および吹出口19が前後部にそれぞれ配されて
開設されている。ダクト17内には送風機20およびヒータ
21がそれぞれ設備されており、ダクト17には冷却手段と
しての低温ガス供給管22が低温ガスとしての窒素ガスを
供給し得るように接続されている。

恒温室16内にはテスタとの電気的接続部としての測子
装置23が一対、その床壁の前部において互いに前後で隣
り合うように配されて着脱自在に嵌め込まれており、測
子装置23は架台11のベース12下面において前記ボックス
６と電気的に接続されることにより、テスタ４と電気的
に連携されるようになっている。測子装置23は複数の端
子24を備えており、この測子装置23にPLCC・IC1が装着
された状態において、そのアウタリード３に端子24がそ
れぞれ電気的に接続されるようになっている。

架台11のベース12下面にはサーボモータ、減速装置お
よびバレルカム等を備えている間欠回転駆動装置25が、
後部に配されて据え付けられており、この間欠回転駆動
装置25の出力軸26は恒温槽15の恒温室16に垂直に配され
て上向きに挿入されている。恒温室16内には略円板形状
に形成されたテーブル27が、室内の底面後部において水
平に配されて回転自在に支持されており、テーブル27は
出力軸26の挿入上端部に同心的に配されて一体回転する
ように装着されている。テーブル27には保持凹部28が多
数個、２列の同心円上において周方向に等間隔に配され
てそれぞれ没設されており、この凹部28はPLCC・IC1を
位置決めして保持し得るように構成されている。

恒温槽15の天井壁上には梁部材30が架設されており、
梁部材30には操作軸31が垂直方向に挿通されて回転かつ
摺動自在に支承されている。操作軸31はサーボモータ等
を備えている間欠回転駆動装置32により間欠回転される
ように構成されているとともに、シリンダ装置等を備え
ている上下動装置33により上下動されるように構成され
ている。操作軸31の下単部は恒温槽15の恒温室16に垂直
に配されて下向きに挿入されており、操作軸31の挿入下
端部にはアーム34が水平に配されて、その中央部におい
て固定的に装着されている。アーム33にはIC保持手段と
しての真空吸着コレット35が一対２組、その両端部に配
されてそれぞれ下向きに取り付けられている。各コレッ
ト35には負圧供給源に連通される吸引路36がそれぞれ接
続されており、コレット35はPLCC・IC1をそのパッケー
ジ２の上面に吸着して保持し得るように構成されてい
る。前記間欠回転駆動装置32〜コレット35によりPLCC・
IC1を前記テーブル27と測子装置23との間で受け渡すIC
受け渡し装置29が実質的に構成されている。

恒温槽15の天井壁には略長方形に形成された窓孔37が
テーブル27におけるアーム34近傍位置に対向するように
配されて開設されており、窓孔37にはゲート38が窓孔37
を開閉するように取り付けられている。

さらに、このICの選別装置はローディング・アンロー
ディング装置40を備えており、この装置40は各種駆動装
置や制御機器が設置されている機台41を備えている。機
台41上にはこれから検査すべきPLCC・IC1を供給する供
給部42が設けられており、供給部42はIC1を縦横に規則
的に配列されたトレー内に収容するようになっている。
機台41上の他の箇所には検査済みの良品IC1を収容する
ための良品収容部43と、不良品IC1を収容するための不
良品収容部44とが隣り合わせにそれぞれ設けられてお
り、両収容部は良品および不良品のIC1をトレー内に縦
横に整列させてそれぞれ収容するように構成されてい
る。

また、機台41上にはロボット45が略中央部に配されて
設備されており、ロボット45のアーム46の先端部には真
空吸着コレット47が取り付けられている。コレット47に
は負圧供給源（図示せず）に連通される吸引路48が接続
されており、コレット47はPLCC・IC1をそのパッケージ
２の上面に吸着して保持し得るように構成されている。
ロボット45はアーム46の先端部に取り付けられている真
空吸着コレット47を操作することにより、供給部42のIC
1を恒温室16内のテーブル27上に供給するとともに、テ
ーブル27上のIC1を良品収容部43または不良品収容部44
に排出するように構成されている。

次に作用を説明する。

PLCC・IC1につき高温度状態で選別検査を実施する場
合、これに用いようとする着脱操作装置10はテスタ４お
よびローディング・アンローディング装置40から分離さ
れた状態で、その恒温槽15の恒温室16内をヒータ21によ
り加熱された空気をファン20によって循環されることに
より予め加熱される。

このようにして、恒温槽15を予熱された着脱操作装置
10は高温度状態での選別検査実施時にローディング・ア
ンローディング装置40に結合されるとともに、テスタ４
における所定のボックス６を結合される。ボックス６が
着脱操作装置10における架台11の下に設置されると、着
脱操作装置10における測子装置23にボックス６が電気的
に接続され、測子装置23はボックス６およびコード７を
介してテスタ本体５に電気的に連携される。着脱操作装
置10がローディング・アンローディング装置40にセット
された後、ロボット45の操作による真空吸着コレット47
により供給部42のPLCC・IC1がピックアップされる。ピ
ックアップされたIC1はロボット45の操作により、恒温
槽15の天井壁に開設されている窓孔37を通じて、恒温室
16内におけるテーブル27に２列（説明簡単化のため、以
下の説明では単数にて説明する。）に配された保持凹部
28上に供給される。

テーブル27が間欠回転されるのに伴って、保持凹部28
に供給されたPLCC・IC1は約360度回動されて、アーム34
の一端部に取り付けられた真空吸着コレット35の対向位
置まで移送される。この間、恒温室16が所定の高温度に
維持されているため、IC1は所定の温度（例えば、約120
℃）まで加熱されることになる。

恒温室16の温度維持は、恒温室16内の温度を温度セン
サ等（図示せず）により検出しながら、ヒータ21で加熱
された空気が送風機20により吹出口19から恒温室16に吹
き出され、恒温室16の空気が送風機20により吸込口18か
らダクト17内に回収され、再加熱されて循環されること
により、実行されている。

真空吸着コレット35の対向位置に移送されたPLCC・IC
1はコレット35によって吸着保持される。続いて、アー
ム34が180度反転された後、下降されると、IC1は測子装
置23にアウタリード３が端子24に接続されるように整合
されて装着される。

PLCC・IC1が測子装置23に装着されると、テスタ４の
本体５とIC1との間においてテスト信号がボックス６お
よび測子装置23を介して交信されることにより、所定の
電気的特性試験が実行される。この試験により、被検査
物としてのIC1が不良品であると認定された場合、テス
タ本体５のコンピュータまたはICの選別検査装置を統括
するコンピュータ（図示せず）により不良品と認定され
たIC1は記憶される。

所定の試験が終了すると、PLCC・IC1はコレット35に
より持ち上げられて測子装置23から脱装された後、アー
ム34の180度回転によりテーブル27上に移送される。続
いて、操作軸31の下降、およびコレット35の吸着保持解
除により、検査済みのIC1はテーブル27上における元の
保持凹部28内に戻される。

テーブル27が所定のピッチ間欠回転されることによ
り、検査済みのPLCC・IC1が窓孔36の対向位置まで移送
されると、ロボット45の操作によりアーム46先端のコレ
ット47が窓孔37から挿入され、コレット47により検査済
みのIC1が吸着保持される。コレット47により保持され
たIC1は前記コンピュータの指令に基づくロボット45の
操作により、良品および不良品毎に良品収容部43および
不良品収容部44にそれぞれ移送されて収容される。

前記作動が繰り返されることにより、所定のPLCC・IC
1につき電気的特性試験による良品、不良品の選別検査
が所定の高温度下で順次実施されて行く。

次いで、同一のPLCC・IC1群につき良品・不良品の選
別検査が低温度下で実施される場合、前記高温度下によ
る選別検査中、ボックス６およびローディング・アンロ
ーディング装置40から切り離されている他の着脱操作装
置10が、恒温槽15の恒温室16を所定の低温度に、予め冷
却される。

すなわち、冷却ガスとしての窒素ガスが供給管22を通
じてダクト17内に供給される。供給された窒素ガスは送
風機20によりダクト17の吹出口19から恒温室16に吹き出
され、恒温室16を低温度雰囲気にさせる。この低温度雰
囲気は送風機20により低温度ガスをダクト17および恒温
室16間で循環されることにより、均一化される。恒温室
16の低温度状態は温度センサ等により温度検出しなが
ら、窒素ガスの供給を制御することにより、維持され
る。

そして、前回の選別検査が終了し、高温度状態に設定
されている着脱操作装置10がボックス６およびローディ
ング・アンローディング装置40から切り離されると、前
述したようにして低温度状態を予め作り出された着脱操
作装置10がローディング・アンローディング装置40に直
ちに結合される。ボックス６の交換が不必要な場合には
当該ボックス６が新たな着脱操作装置10における測子装
置23に電気的に接続され、それが必要な場合には、それ
に適合する他のボックス６が着脱操作装置10の架台11下
に搬入されて設置された後、測子装置23に電気的に接続
される。

このようにして、交換された新たな着脱操作装置10は
恒温室16が予冷されているため、短時間にて、所定の低
温度（例えば、−40℃）条件における検査に入ることが
できる。試験中の低温度維持は前述と同様に、窒素ガス
の供給を温度検出に基づいて制御することにより、実施
される。

なお、被検査物としてのPLCC・IC1の取り扱い、その
他検査作業は前述した高温度下におけるそれと同様であ
るので、説明は省略する。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１） 着脱操作装置を複数台用意しておくことによ
り、ある着脱操作装置による検査中、他の着脱操作装置
においてその恒温室を予冷または予熱しておくことがで
きるため、低温度条件下における検査作業から高温度条
件下における検査作業への移行、またはその逆への移行
を短時間に実行することができ、検査作業全体としての
作業性を大幅に向上させることができる。

（２） 低温度雰囲気を予め作り出しておくことによ
り、結露による電流リークの発生や着脱操作装置の作動
不良の発生等を防止することができるため、低温度条件
下の検査を正確かつ安全に実行することができる。

（３） 被検査物の種類に対応させて着脱操作装置を複
数台用意しておくことにより、ある被検査物から他の被
検査物への検査作業の移行を短時間に実行することがで
きるため、前記（１）に加えて検査全体としての作業性
を大幅に向上させることができる。

（４） 前記（１）、（３）によって汎用性を高めるこ
とにより、全ての条件に対応して専用の検査装置を設備
しなくて済むため、設備投資を節約することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

例えば、着脱操作装置は高温度および低温度条件を作
り出すように構成するに限らず、常温度条件のみを作り
出すように構成してもよい。この場合、恒温槽、加熱手
段、冷却手段および送風機等は省略してもよい。

被検査物としてはPLCC・ICに限らず、他の表面実装形
パッケージを備えているIC、挿入実装形パッケージを備
えているIC、さらには、トランジスタ、ダイオード、お
よび光デバイス等々のような電子部品および電子機器全
般が被検査物の対象となる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるICの選別検査技術
に適用した場合について説明したが、それに限定される
ものではなく、環境試験検査技術等のような検査技術全
般に適用することができる。特に、本発明は各種の温度
条件で電気的特許試験が実行される検査技術に適用して
優れた効果が得られる。

〔発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りであ
る。

着脱操作装置を複数台用意しておくことにより、ある
着脱操作装置による検査中、他の着脱操作装置において
その恒温室を予冷または予熱しておくことができるた
め、低温度条件下における検査作業から高温度条件下に
おける検査作業への移行、またはその逆への移行を短時
間に実行することができ、検査作業全体としての作業性
を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるICの選別検査装置を示
す一部切断平面図、 第２図はその一部切断正面図、 第３図はその側面断面図、 第４図はその着脱操作装置を示す平面図、 第５図は同じく正面図、 第６図および第７図は作用を説明するための部分斜視図
および拡大部分断面図である。 １……PLCC・IC（被検査物）、２……樹脂封止パッケー
ジ、３……アウタリード、４……テスタ、５……テスタ
本体、６……テストヘッドボックス、７……コード８…
…キャスタ、10……着脱操作装置、11……架台、12……
ベース、13……脚、14……キャスタ、15……恒温槽、16
……恒温室、17……ダクト、18……吸込口、19……吹出
口、20……送風機（送風手段）、21……ヒータ（加熱手
段）、22……冷却ガス（窒素ガス）供給管（冷却手
段）、23……測子装置（電気的接続部）、24……端子、
25……間欠回転駆動装置、26……出力軸、27……テーブ
ル、28……保持凹部、29……IC受け渡し装置、30……梁
部材、31……操作軸、32……間欠回転駆動装置、33……
上下動装置、34……アーム、35……真空吸着コレット、
36……負圧供給路、37……窓孔、38……ゲート、40……
ローディング・アンローディング装置、41……機台、42
……供給部、43……良品収容部、44……不良品収容部、
45……ロボット、46……アーム、47……真空吸着コレッ
ト、48……負圧供給路。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−2987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−53040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−102568（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査物に対して電気的試験を実施するテ
   スタを有する装置本体と、テスタとの電気的接続部に対
   して被検査物を着脱する着脱操作装置とを備えている検
   査装置において、前記着脱操作装置が複数台用意されて
   いるとともに、前記検査装置本体に対して結合自在に構
   成されており、さらに、これら着脱操作装置は前記被検
   査物につき所要の温度状態を作るように構成されている
   ことを特徴とする検査装置。
2. 【請求項２】着脱操作装置が、恒温室を備えており、こ
   の恒温室の温度を制御し得るように構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の検査装置。
3. 【請求項３】着脱操作装置の恒温室が、加熱手段と、冷
   却手段と、送風手段とを備えており、温風および冷風を
   循環されることにより温度制御するように構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の検査装
   置。
4. 【請求項４】着脱操作装置が、被検査物と電気的に接続
   自在な測子装置を備えており、この測子装置がテスタに
   電気的に接続自在に構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の検査装置。
5. 【請求項５】着脱操作装置が、複数個の被検査物を保持
   して間欠回転するテーブルと、テスタとの接続部とこの
   テーブルとの間で被検査物を受け渡す受け渡し装置とを
   備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の検査装置。