JP2889781B2 - 自動テストハンドラー用コンタクトアセンブリー - Google Patents

自動テストハンドラー用コンタクトアセンブリー

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JP2889781B2 JP4345639A JP34563992A JP2889781B2 JP 2889781 B2 JP2889781 B2 JP 2889781B2 JP 4345639 A JP4345639 A JP 4345639A JP 34563992 A JP34563992 A JP 34563992A JP 2889781 B2 JP2889781 B2 JP 2889781B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/04Housings; Supporting members; Arrangements of terminals

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路(IC)や半導
体チップ等の電子部品をテストするためのコンタクトア
センブリに関するものであり、とりわけ、被試験電子部
品を搭載するためのテストトレイを用いた、自動テスト
ハンドラーにおいて使用される、テストヘッドコンタク
トメカニズムの生産性と信頼性を向上させるための、電
子部品コンタクトアセンブリーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子産業界においては、集積回路(I
C)や半導体チップ等の電子部品の電気的な機能の密度
を高める一方、その電子部品をより安く、また小型化す
る為の要求が絶えない。それらの電子部品の生産性を高
め、ユニットコストを抑える為の1つの方法は、それら
電子部品を同時に複数個テストすることにより、テスト
スピードを上げることである。多数の電子部品をテスト
トレイに乗せて、多数の対応するテストコンタクター
(試験用接触子)のついたテストヘッドプレイトと位置
合わせして接触させて試験することは、試験技術の標準
になってきた。電子部品は、キャリアーモジュールのシ
ート(空席)に備えられる。それぞれのキャリアーモジ
ュールには1また2以上の電子部品シートが備えられて
いる。テストトレイには多数のキャリアーモジュールが
縦横に配置されている。多数のキャリアーモジュールを
有したテストトレイは、テストフィクスチャに対し垂直
(上部または下部のいずれか)に整列するように配置さ
れる。テストフィクスチャはテストコンタクター(テス
トピン)を備えている。テストコンタクターは被試験電
子部品のピンと接触して試験信号を供給し、その電子部
品からの試験結果信号を受信する。テストトレイ又はテ
ストフィクスチャーが垂直方向に動作すると、キャリア
ーモジュールに備えられた電子部品とテストコンタクタ
ーが接触するように、それぞれのモジュールはテストコ
ンタクターと対応して位置合わせされる。
【0003】コンタクターには多数のテストピンすなわ
ちリードが設けられ、電子部品の試験の為にその電子部
品のリードと電気的接続される。自動テストハンドラー
は電子部品試験システム、例えばICテスター、に電気
的に接続される。電子部品試験システムは、被試験電子
部品にテスト信号を供給するテスト信号発生器と、試験
結果を分析する信号比較器を有している。それらの結果
を基に電子部品は試験の進行に伴って次の位置に移動さ
れ、適切な次の操作のために分類される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、規定時間内
に上記の方法でテストされ得る電子部品の量を増加させ
る為には、電子部品を含むキャリアーとテストコンタク
ター等を有する、コンタクトテストアセンブリーの能率
を最大にすることが望ましい。とはいえ、上記した従来
標準の電子部品テストシステムには多くの欠点がある。
第1に試験する電子部品をそのリードがテストフィクス
チャーのコンタクターに関して正確に接触するように、
電子部品を正確に配置し位置合わせすることは困難であ
る。その結果、電子部品のリードとコンタクターの電気
的接触が、完全とならないという問題が起こる。特に、
テストする電子部品が小さくなり、電子部品のリードの
間隔が小さくなったとき、この問題は著しい。その上、
多数の電子部品がテストトレイに並べられたとき、1個
の電子部品の設置誤差はテストトレイに並べられた電子
部品の数に応じて増える為、重大な誤接触の問題を起こ
す。
【0005】第2に、たとえ多数の電子部品が予め正確
にテストトレイに配置されたとしても、その配置の正確
さはその後、低下し得る。何故なら恒温テストチャンバ
ーへの出し入れ等により、テストトレイの不均一な熱膨
張や熱収縮が起こり、それにより、テストトレイに小さ
な屈曲や歪みを起こすからである。そのような恒温テス
トチャンバーは、特定の電子部品動作温度の模擬実験の
為に広く使われている。そのような場合、コンタクター
とそれに対応するテスト用の電子部品の距離が変わり得
る。その結果、一部の電子部品のリードが、コンタクタ
ーリードと強く接触する一方、他の電子部品において
は、コンタクターリードと電子部品のリードの近接が十
分でない為に、その接触が不完全となる。従って従来、
自動テストハンドラーで同時試験する電子部品数を増大
させる為に、大きなトレイを使うことには問題があっ
た。従って、一度にテスト出来る電子部品の数には制限
があった。
【0006】第3に、電子部品の高周波能力と機能の密
度を高める為に、最近の被試験電子部品はますます小型
となり、それに伴いそのリードの間隔はより小さくなっ
てきており、その結果、そのリードはますます薄くなっ
ている。同時にそのリード長も小さくなっている。この
ような小さな電子部品を自動テストハンドラーでテスト
するにあたって、コンタクターリードと電子部品のリー
ドをしっかりと接触させるのは容易ではない。それは、
双方のリードがしっかりと接触できるような接触力に絶
えるほどに電子部品のリードは物理的には強くなく、そ
の結果破損しやすいからである。
【0007】更に、標準電子部品のチップのサイズや構
造は急速に変化している。例えば、従来のデュアルイン
ラインパッケージ(DIP)タイプに使われている比較
的長いリードに対して、ある高速ICは極めて短いシグ
ナルリードを持っている。例えば、最新のタイプのIC
デバイスは、TSOP(Thin Small Out
line Package)と呼ばれるパッケージでモ
ールドされている。このTSOPの詳細は後に触れる。
そのような電子部品をテストするためにテストトレイを
利用するときには、電子部品のリード間の電気的絶縁を
確保し、且つその電子部品のリードの変形をさける為に
は、新しいキャリアーモジュールを用いる必要がある。
【0008】このように、電子部品テスト産業界には、
上記の問題を克服できるコンタクトアセンブリーが求め
られている。
【0009】
【課題を解決するための手段、および、作用】本発明
は、一定時間内に、多数の電子部品をテストするために
用いることができる、自動テストハンドラー用に改良さ
れたコンタクトアセンブリーにより構成されている。こ
のコンタクトアセンブリーは、様々な構造の電子部品を
確実に保持できる電子部品キャリアーモジュールを1ま
たは2以上有するテストトレイと、キャリアーモジュー
ルを下に押すプッシャーアレンジメントを有する垂直ド
ライブと、試験信号を供給しかつ受信するテストコンタ
クターとにより構成されている。本発明のコンタクトア
センブリーは、テストフィクスチャーにおけるテストコ
ンタクターと最新の電子部品のリード間の電気的接触
を、プッシャーアセンブリーとキャリアーモジュールを
使用することにより効率よく行うことが出来る。本発明
のこの構成は機械的に複雑でなく、大幅に高いテスト密
度を可能にする。
【0010】本発明のプッシャーアレンジメントは、垂
直ドライブの所定制限範囲内に移動できるように、柔軟
に配列されている。このプッシャーが柔軟に即ち「フロ
ーティング」の状態で組立られているので、垂直ドライ
ブが降下してテストトレイに接する際のプッシャーとキ
ャリアーモジュールの位置合わせと結合を容易に行うこ
とができる。更に、プッシャーアレンジメントは、サフ
ァイヤ等の絶縁物質でできたリードプッシャーも有して
おり、被試験電子部品のリードとテストフィクスチャー
のテストコンタクターとの充分な接触を実現させる。
【0011】本発明のキャリアーモジュールは、テスト
トレイ上に緩やかに搭載されており、この為、水平方向
の位置合わせが容易となると同時に、プッシャーに結合
する際の垂直位置調整が可能となる。テストコンタクタ
ーと結合する際に、キャリアーモジュールとプッシャー
の一対の組合せがフローティング状態となり、テストコ
ンタクターをキャリアーモジュールに挿入する為の位置
調節ができるようになる。垂直ドライブには、独自にキ
ャリアーモジュールを押すために、それぞれのキャリア
ーモジュールに対応した複数の個別ドライブが供給され
ている。それによってキャリアーモジュール内の電子部
品のリードは、コンタクターのリードと完全な接触がで
きる。個別ドライブはキャリアーモジュールに、付加的
な個別の動作を与えるために、テストフィクスチャーの
表面の均一性の低下やトレイの屈曲に起因する、電子部
品のリードとコンタクターとの間隔のバラツキを克服す
ることができる。
【0012】本発明のキャリアーモジュールには、シー
トの床部分に複数のスリットを含んでおり、そのためコ
ンタクターリードが、テストの為に電子部品のリードと
接触するように、モジュールの下部からそのスリットを
通じて入り込むことが出来る。キャリアーモジュールの
スリットは、電子部品のリード間の電気絶縁体としても
機能する。このキャリアーモジュールの構造は、特にT
SOPと呼ばれる、より最新の電子部品パッケージに望
ましい。それは、TSOPのリードは極めて薄く、リー
ド間の空間も極めて狭いからである。
【0013】従って、本発明の自動テストハンドラーの
為のコンタクトアセンブリーは、プッシャーと個別ドラ
イブとを有する垂直ドライブと、多数のキャリアーモジ
ュールを柔軟に整列したテストトレイと、テストコンタ
クターを持つテストフィクスチャーとのユニークな組合
せを提供するものである。本発明によれば、本コンタク
トアセンブリーは、迅速に且つ効率良く多くの電子部品
を同時にテスト出来る、改良された機構を供給する。
【0014】
【実施例】本発明のよりよい理解の為に、本発明が組み
入れられる新しい自動テストハンドラーに関する説明を
行うが、本発明によるコンタクトアセンブリーは広い種
類の自動テストハンドラー使用されうることを理解すべ
きである。図1は、本発明によるコンタクトアセンブリ
ーとテストトレイを使用した自動テストハンドラー20
を概説するものである。図1に示した自動テストハンド
ラーを後方から見た図は図2に表されている。
【0015】自動テストハンドラー 電子部品には、例えば,ICメモリチップの最新式の物
のように、メーカーがトレイ(以後、「カスタマートレ
イ」という)に搭載して市場に販売する物がある。カス
タマートレイの寸法や形状は、メーカー毎に異なってい
る。図1の自動テストハンドラー20では、テストする
電子部品は、自動テストハンドラー内での操作を行い易
くする為、最初にカスタマートレイから、テストトレイ
に設けられたキャリアーモジュールに移される。代表的
なキャリアーモジュールとテストトレイは図5および図
6に示されており、より詳細な説明は後に触れる。本質
的には、電子部品の入っている多数のテストトレイは、
電気部品に欠陥が無いかをテストする為に、図1の自動
テストハンドラー20中において、ステージごとに進行
する。本発明の主題は、コンタクトアセンブリーを有す
るテストヘッドステージにある。
【0016】図1、図2の電子部品テストシステムは、
ローダー26、ロードピックアンドプレイス28、アン
ローダー30、ソークチャンバー34、テストチャンバ
ー36a、36b、アンソークチャンバー38及び二つ
のソートピックアンドプレイス32a、32bで構成さ
れている。図1の自動テストハンドラー20には更に、
例えばICテスター等のテストシステムとの入出力接続
の為に、オペレータコントソール35とコントロールモ
ジュール、エレクトロニックモジュール(図には無い)
が含まれている。
【0017】図3は図1の自動テストハンドラー20に
おける電子部品の包括的なテスト進行を要約したもので
あり、主に図1に関する以下の説明に有効に参照でき
る。ローダー26は、1つまたは2つ以上のカスタマー
トレイマガジン40とローダーキャッチャー48、バッ
ファー50、ローダーステージ52a、52b,トラン
スファーアーム54とで成り立っている。カスタマート
レイ42は、電子部品のユーザーに電子部品を提供する
ための複数の電子部品を搭載したトレイである。カスタ
マートレイ42は、その形や大きさ、搭載する電子部品
の量が電子部品メーカーによって異なっている。テスト
すべき電子部品を搭載したカスタマートレイ42は、カ
スタマーマガジン40に設置される。典型的な例では、
カスタマートレイマガジンには、最大数で24個のカス
タマートレイが設置される。カスタマートレイマガジン
40aと40b(図には無いが40aの隣)の下部に設
置されたローダーエレベーター56は、カスタマトレイ
42を1つずつカスタマートレイマガジンの最上部まで
押し上げる。ローダーキャッチャー48は下降して、最
上部のカスタマートレイ42を捕らえる。ローダーキャ
ッチャー48は元の位置まで上昇し、そしてバッファー
50の真上位置にくるように、横方向に移動する。カス
タマートレイはローダーキャッチャーから降ろされバッ
ファ50に搭載される。ローダーキャッチャー48は、
次のカスタマートレイを受ける為に元の位置に戻る。
【0018】図1の中央部に示されたトランスファーア
ーム54は、垂直方向、水平方向に共に移動できる。ト
ランスファーアーム54は、バッファー50上のカスタ
マートレイ42を受取り、そのカスタマートレイ42を
ローダー52へ移送する。したがって、第1図に示され
ているように、カスタマートレイ42はローダーステー
ジ52bの上に置かれる。実際の装置では、次の自動テ
ストハンドラー20における次の進行に備える為に、2
つのカスタマートレイ42aと42bが、それぞれロー
ダーステージ52aと52b上に置かれるようにするの
が好ましい。ロードピックアンドプレイス28は、電子
部品、カスタマートレイ42、及びテストトレイ24の
位置を探知しながら。水平面の上を自由に移動する。ロ
ードピックアンドプレイス28は、カスタマートレイ4
2aと42bからテストする電子部品を1個あるいはそ
れ以上取り上げ、その電子部品をテストトレイ24aに
移送する。例えば、ロードピックアンドプレイス28
は、圧縮空気を使って電子部品を取り上げるための、8
つの真空ヘッド、すなわち吸引部を持つ。
【0019】電子部品44(図5(B)に表示)は、カ
スタマートレイからテストトレイに移される。それは、
自動テストハンドラー20においては、電子部品のリー
ドとテストチャンバー36a、36bのコンタクターと
の十分な接触を保証する為に、より正確で精密な電子部
品の位置決めをする必要があるからである。カスタマー
トレイの主な目的は、パックされた状態で取引先に電子
部品を供給することにあるので、電子部品を保持するた
めのシートのレイアウトは正確である必要は無い。その
為、ロードピックアンドプレイス28は、プリサイサー
58上で停止し、カスタマートレイ42からこのように
して運ばれた電子部品を、プリサイサー58上のシート
59に降ろして、その後再び電子部品を取り上げるのが
好ましい。プリサイサー58の目的は、カスタマートレ
イから取り上げられた電子部品間の間隔を、正確に並べ
修正することにある。空になったカスタマートレイは、
アンローダー30のステージに移動されて、テスト後の
電子部品をテスト結果に応じて受け取る。
【0020】テストトレイ24は、正確に並べた複数の
キャリアーモジュール22(図5(A)、5(B))を
有するが、そのキャリアーモジュールはテストトレイの
フレーム上で、柔軟に動作できる。それの詳細について
は図5、図6で説明する。それぞれのキャリアーモジュ
ール22のシートには、テストする電子部品が、上記し
たロードピックアンドプレイス28の手段により積まれ
る。このように電子部品を充満したテストトレイ24
は、ソークチャンバー34に移される。図2の右側に示
されるように(図1の自動テストハンドラーの後方から
の図)、コントロールモジュールの指示により、テスト
トレイ24は、通路62を経由して、ソークチャンバー
34のチャンバーエレベター60の最上部に搭載され
る。
【0021】テストトレイはソークチャンバー34内を
チャンバーエレベター60により、時間通りに規則正し
く運搬される。ソークチャンバー34では、テストトレ
イがチャンバーを通過し終端部に運搬された時に、電子
部品が所望のテスト温度、即ちテストシステムの外部の
温度に対し選択的に、より低い温度またはより高い温度
に設定される。ソークステージを終了すると、電子部品
を乗せたそれぞれのトレイは、通路64を通ってテスト
チャンバー36aと36bに移る。テストチャンバー3
6aと36bでは電子部品を所望の温度に保つのに適し
たテストヘッドの環境を提供している。テストチャンバ
ー36aと36bはそれぞれ、テストトレイ24を下方
に駆動する垂直ドライブと、テスト信号を電子部品に送
り且つテストコンタクターを通して結果信号を受信する
テストフィクスチャー68により構成されている(図
4)。電子部品44は、起動され、信号が与えられ、そ
の結果のとしての応答は、電子部品44を経てテストフ
ィクスチャー68を経由して電子部品44と通信する電
子部品テスター(図に無し)により、テストの目的の下
に監視される。
【0022】テストが終了すると、それぞれの電子部品
はテストチャンバー36a、36bから通路74を通っ
て、アンソークチャンバー38の下部のエレベター72
に移動する。それぞれのテストトレイは、チャンバーエ
レベーター72を経由して、アンソークステージ内を徐
々に運ばれて行く。この間に、電子部品は熱を受けまた
は放出するような環境にさらされて、このアンソークチ
ャンバーの終了段階では、その電子部品の温度がテスト
システムの外部環境と同一または近似した温度となる。
【0023】テストトレイ24は、その後、通路76を
通りアンソークチャンバー38から取り出され、図2に
示すように、自動テストハンドラー20上の所定の位置
に置かれる。図1の例では、テスト済の電子部品を運ぶ
2つのテストトレイ24bと24cが、2つのソーティ
ングピックアンドプレイス32a、32bがアクセスで
きるように自動テストハンドラー20のフロアー上に設
置される。ソーティングピックアンドプレイス32a、
32bは、テストした電子部品を取上げ、テスト結果に
基づき、アンローダーステージ78上のカスタマートレ
イ42のシートにその電子部品を置く。アンローダー3
0はアンローダーステージ78、トランスファーアーム
54、及びエレベーター81を内蔵する、カスタマート
レイマガジン80により構成されている。図1ではアン
ローダー30に対し、2種類のソートマガジン80しか
示されていないが、実際の装置では、カスタマートレイ
42を受け取る為に、全ての分類位置にソートマガジン
80が並べられる。このように電子部品はテスト結果に
基づき分類され、適切なカスタマートレイに設置され
る。
【0024】本発明のそれぞれの基本要素については更
に後に詳述するが、幾つかの要素は、本出願人が共通に
所有する米国特許出願中の対象であり、参照の為ここに
まとめる。例えば自動テストハンドラーの構成とその方
法については、米国特許出願番号803159に、ロー
ダー/アンローダー装置については、米国特許出願番号
803154において特許適用の対象となっている。加
えてローダー及びアンローダーのピックアンドプレイス
機構については、米国特許出願番号801875で出願
の対象となっている。
【0025】コンタクトアセンブリー 以上は、図1の自動テストハンドラーの全体の簡単な操
作に関するものである。本発明は図1の自動テストハン
ドラーにおける、特にテストチャンバー36のコンタク
トアセンブリーに関するものである。図4に本発明のテ
ストチャンバー36のコンタクトアセンブリーの基本的
な構造が、詳しく示されている。テストチャンバー36
は、垂直ドライブ66とテストフィクスチャー68、及
びテストトレイ24を支えるトレイガイド70で構成さ
れている。テストフィクスチャー68は、垂直ドライブ
66が下降して、その結果テストトレイ24が下方に駆
動されて、テストフィクスチャー68と結合することに
より固定される。垂直ドライブ66が降下すると、トレ
イガイド70のハウンジング71の最上部は垂直ドライ
ブ66のハウンジング84に接触する。エレベーター機
構や圧縮空気メンブレン等、如何なる駆動メカニズムで
も、垂直ドライブの動力源として用いることができる。
テストチャンバー36におけるテストトレイ24の為の
トレイガイド70は、例えば、スプリングで引き上げら
れており、そのため、下部へ力が働いていないときは、
トレイガイド70はトレイ24を通路64と同じ高さに
保つことが出来る。垂直ドライブ66による駆動力によ
って、テストトレイ24とトレイガイド70の両方は、
テストすべき電子部品44のリード46が、テストフィ
クスチャー68のコンタクターリードと、十分に接触出
来るまで下方に押される。電子部品のテストの間、全て
の電子部品のリードはテストフィクスチャー68に電気
的に接続される。テストチャンバー36a,36bの容
量に従って、全ての電子部品のリード、又は電子部品の
所定リードは同時に、コンタクターリードに接触する。
【0026】更に図4において、テストフィクスチャー
68は、テストコンタクター103、テストソケット1
08、ソケットガイド110、コネクションリード11
2、サブソケットボード114、ソケットボード11
6、スペーサー118、及びベース120とで構成され
ている。図7〜図12に詳説するように、テストコンタ
クター103は複数の平行な導電体ピンで構成されてい
る。テストコンタクター103の線間距離は、テストす
る電子部品の線間距離と同一の間隔である。コネクショ
ンリード112は、電子部品にテスト信号を発生する電
子部品テスター(図には無い)との電気的接続の為にソ
ケットボード116上に設けられたインターフェイス電
子回路に、電子部品との入出力信号を伝える。ソケット
ガイド110は、キャリアーモジュールのガイドホール
106に挿入することでキャリアーモジュールの位置を
規定する。
【0027】図5は本発明において、テストする電子部
品をそのシート上に配置する、キャリアーモジュール2
2の例の斜視図である。キャリアーモジュール22は例
えばプラスチックモールド工程で形成され、中心に対し
対象に構成される。キャリアーモジュールはその本体の
中心にシート100、テイパー状の入口105を有した
上部ガイドホール104、スリット102、下部ガイド
ホール106、ストッパーネイル126、及び整合エン
ド128とを含んでいる。この例では、キャリアーモジ
ュール22のそれぞれのシート100には、テストすべ
き電子部品がシートの床上にリード46を向けて設置さ
れる。シート100の床には、電子部品44のリード4
6に対応する複数のスリット102が供給され、それに
より、テストフィクスチャー68内のテストコンタクタ
ー103が、電子部品のリードと接触する為にそのスリ
ットを通して入り込むことができる。したがって、図5
(A)ではリード46の一部はスリット102に挿入さ
れる。電子部品のリード46、スリット102、及びテ
ストコンタクター103との位置関係は、図7〜図12
において更に詳説する。キャリアーモジュール22のシ
ートには、好ましくは、電子部品44が、上記した様に
カスタマートレイからテストトレイ24に、ロードピッ
クアンドプレイス28によって落とされた時、テストす
る電子部品44の位置を規定するように、一対のステッ
プ130が設けられる。
【0028】図5(B)は、ラインA−Aに沿って図5
(A)のキャリアーモジュールを見た、テストする電子
部品を含む断面図である。図5(B)の電子部品パッケ
ージは、最新のICパッケージの1つで、TSOP−T
YPE I(Thin Small Outline
Package)と呼ばれる。TSOPの特徴は、パッ
ケージの長さ方向の終端にリードを持つことと、全体の
高さは1.27ミリメートル未満で、リードの線間距離
は0.8ミリメートル未満、リードの幅は0.4ミリメ
ートル未満であることである。リード線間距離とリード
の幅は極めて狭いので、リード46間の電気的絶縁を確
実にする為に、スリット102がキャリアーモジュール
22内に設けられている。
【0029】テストトレイ24は、縦列横列に並べられ
た複数のキャリアーモジュール22を保持している。テ
ストトレイ24に対するテストフィクスチャー68の位
置が、正確に規定されるように、キャリアーモジュール
22の外形は他のキャリアーモジュールと互いに完全に
同一である。とはいえ正確な外形のキャリアーモジュー
ルを持たなくても、他の設置方法を使うことも出来る。
例えば、キャリアーモジュールに取り付ける為の、接触
手段を有する、縦横に並べられたフレーム等である。図
6の例では、複数のキャリアーモジュール22は、フレ
ーム98で規定された、テストトレイ24のそれぞれの
位置に並べられる。図6は本発明による、テストトレイ
24とトレイガイド70の一例の平面図である。テスト
トレイ24は水平面を保つ為にトレイガイド70により
保持される。トレイガイド70は、テストトレイ24の
両側のフレーム99の凹みと係合する、複数のローター
96を含む。このように、テストトレイ24はローター
96により平面的に支えられ、電子部品のテストの開始
と終了時に、ローター96の回転により、自動テストハ
ンドラーの次の段階へ移動される。
【0030】説明の便宜上、テストトレイ24には3つ
のキャリアーモジュール22しか示していないが、実際
の装置では、キャリアーモジュールの全数、例えば64
個がテストトレイ24に搭載される。テストトレイ24
にはフレーム98とサイドフレーム99があり、その双
方にウィンドウ132が設けられ、そのウィンドウの中
に図5(A)に示されたキャリアーモジュール22のネ
イル126が挿入される。フレーム上の隣接したウィン
ドウ132はインデント134を構成し、その中で図5
(A)で示したキャリアーモジュールの整合エンド12
8が結合される。ストッパーネイル126は、薄く且つ
プラスチックで出来ている為、柔軟性があり、このため
ウインドウ132に容易に挿入出来る。ストッパーネイ
ル126がウィンドウ132に挿入されると、ストッパ
ーネイルはキャリアーモジュール22が、予め決められ
た距離以上に上方に行くのを防ぐストッパーとして機能
する。このようにストッパーネイルが規制する迄、キャ
リアーモジュール22はテストトレイ24から上方に移
動(フローティング)出来る。インデント134はキャ
リアーモジュール22の整合エンドより広く設計されて
おり、その間には小さな間隙156があるので、キャリ
アーモジュール22もテストトレイ24上の水平面上を
柔軟に動くことが出来る。テストトレイ24上のキャリ
アーモジュールが垂直及び水平方向に、フローティング
機能を設けている理由は、キャリアーモジュールがテス
トソケット108と位置合わせするときに、柔軟性を確
保する為である。これについてのより詳細は、図7〜図
12において触れる。
【0031】キャリアーモジュール22は、テストトレ
イ24上でフレーム98で規定された場所に配列され
る。しかし、プッシャー88と同様に、キャリアーモジ
ュール22はかなり上方に動ける(フローティング)
し、水面方向にも僅かに動ける。更に図4において、
ガイドホール104上部のテーパーインレット105を
通して、プッシャー88上のガイド92が導入される。
したがって、プッシャー88とキャリアーモジュール2
2との位置関係は、プッシャーガイド92とガイドホー
ル104により規定される。ガイドホール104と10
6の直径は、各々そのガイドホールの終端が、導入され
るプッシャー88内のガイド92とテストフィクスチャ
ー68内のソケットガイド110に対してのストッパー
として働くように、それぞれ異なる様に選ぶのが好まし
い。下記に記述するように、ガイドホール106はテス
トコンタクター103に対して、キャリアーモジュール
22を正確に位置合わせするのに用いられる。
【0032】図7(A)は本発明のコンタクトアセンブ
リーの好ましい実施例における構造を詳細に表した断面
図である。図7(A)では、説明を簡単にする為に、1
組のプッシャー88とキャリアーモジュール22、テス
トソケット108しか示されていないが、実際の装置で
は、図6に示された様に多数のセット、例えば64組の
そのような組合せが縦横に並んでいる。図4に関して記
述したように、又、図7(A)で更に詳しく記述する
が、垂直ドライブ66は、ハウンジング84と個別ドラ
イブ86、プッシャー88、プッシャーサポート89、
リードプッシャー90、及びプッシャーガイド92とに
より構成されている。個別ドライブ86は、メンブレイ
ン138とピストン140、ピストンサポート141、
スプリング142、メンブレインサポート139、及び
空洞144とで構成されている。空洞144の蓋部14
6は、気密性よく構成されているので、圧縮空気がメン
ブレイン138と蓋部146間に供給されたとき、図1
2(A)に示すように、メンブレイン138が変形し
て、ピストン140をピストンサポート141に沿っ
て、押し下げる。
【0033】図4で簡単に記述したように、テストフィ
クスチャー68は、テストコンタクター103とテスト
ソケット108、ソケットガイド110、接続リード1
12、サブソケットボード114、ソケットボード11
6、スペーサー118、及びベース120とで構成され
ているる。テストコンタクター103は、線間間隔がテ
ストする電子部品44の線間間隔と同一の、平行な複数
の導体ピンで構成される。テストコンタクター103と
接続リード122は、電気伝導材料によって一体的に形
成されるのが望ましい。接続リード112は、テストの
際、テスト信号を発生する電子部品テスター(図には無
い)との電気接続の為、電子部品に行き来する電気信号
を、ソケットボード116上のインターフェイス回路に
伝える。ソケットガイド110は、それをガイドホール
106に挿入することによって、キャリアーモジュール
22の位置を規定する。ソケットガイド110の下部に
は、図9と図10に関して詳説するように、プッシャー
88とキャリアーモジュール22の重量に対抗する、ス
プリング115が設けられている。テストフィクスチャ
ー68の構造により、必要に応じて、テストソケットを
支えるサブソケットボード114や、ソケットボード1
16上の電気回路に確かな隙間を得る為のスペイサー1
18、ソケットボード116とスペイサー116を支え
るベース120等が使われる。自動テストハンドラー2
0の床部には、垂直ドライブ66とトレイガイド70の
下方運動のストッパーとして働くように、レベルアジャ
スター153が供給されている。したがって、本発明に
おける電子部品のリード46とテストコンタクター間の
完全な接触の為の、コンタクターアセンブリーの最終位
置関係を決めるように、レベルアジャスター153が調
節される。
【0034】図7(B)は、図7(A)の状態で、キャ
リアーモジュール22のシート内の電子部品44のリー
ドと、キャリアーモジュールのフロアーのスリット10
2の位置関係を、図5(B)の線A−Aに沿って表示し
た断面図である。この例では上記図5(B)に関して説
明した、TSOP−TYPE Iと呼ばれる最新タイプ
の電子部品パッケージが示されている。休止状態のと
き、即ち電子部品が単にキャリアーモジュールのシート
に置かれている状態のとき、それぞれのリードはコム1
58によって、電気的に絶縁するように、対応するスリ
ット102に挿入される。図7(B)に示したように、
電子部品44のリード46は、スリット102のほぼ中
央、例えばコム158の最上部から0.2ミリメートル
等のように位置付けされる。この例のコム158の縦の
長さは約0.8ミリメートルである。
【0035】図8〜図12は本発明に関する電子部品の
リード46とテストコンタクター103の接触過程を表
す、図7(A)に対応する断面図である。図8(A)
は、図7(A)(静止状態)に示された状態から、垂直
ドライブ66のより一層の降下により、プッシャー88
のガイド92が、キャリアーモジュール22のガイドホ
ール104に挿入されたときの状態を表している。この
挿入は、ガイド92とガイドホール104の端が、テー
パ状の形状の為に、滑らかに行える。更に上記したよう
に、プッシャー88とキャリアーモジュール22は、共
にプッシャーの縁側のスペース95とキャリアーモジュ
ール22の脇のギャップ156によって水平に動けるの
で、プッシャーとキャリアーモジュール間の位置の調整
は容易に行える。プッシャーをキャリアーモジュールに
挿入するのはプッシャー88の重量だけで行われる。こ
の段階では垂直ドライブ66のハウンジング84の下部
とハウジング71の上部に隙間があり、その為、プッシ
ャーはプッシャーサポート89と結合したままである。
テストトレイガイド70にしたがってテストトレイ24
は、例えばスプリング(図示せず)によって引っ張られ
ており、その張力はプッシャー88の重力より充分に大
きいので、テストトレイ24の垂直方向の位置は変化し
ない。
【0036】図8(B)は、図8(A)の状態での電子
部品のリード46とテストコンタクター103、スリッ
ト102、リードプッシャー90間の位置関係を表した
断面図である。図にあるように、スリット102とコム
158に関する電子部品のリード46の垂直位置関係
は、図7(B)のそれと同一になっている。しかしなが
ら、プッシャー88上のプッシャー90はキャリアーモ
ジュールのシートに挿入され、その結果リードプッシャ
ー90はコム158に軽く接触するが、電子部品のリー
ド46の先端とは接触しない。電子部品のリード46は
テストコンタクター103と、接触過程の最終ステージ
で接触する。
【0037】図9(A)は垂直ドライブ66のハウンジ
ング84が、トレイガイド70のハウジング71と接触
し始める時点での状態を表す。トレイガイド70とテス
トトレイ24における上記したスプリングの張力は、プ
ッシャー88の重量より十分に大きいので、プッシャー
は、図8(A)の状態から、垂直ドライブのより下方へ
の運動によってテストトレイを降下させることはでき
ず、その代わりに、プッシャーサポート89上に浮きあ
がる。従ってプッシャー88のテイパー状ヘッド94
は、プッシャーサポート89のテイパードエッジ150
とはもはや結合しない。このようにプッシャー88とキ
ャリアーモジュールの組合せ(合体)は柔軟になり、テ
ストフィクスチャー68内のテストコンタクターの位置
を調節するための準備ができる。図8(A)と同様に、
キャリアーモジュール22はリードプッシャー90及び
キャリアーモジュール22のフレームに接触するプッシ
ャーボディーとを通して、プッシャー88の重力を受け
る。電子部品のリード46とスリット102、コム15
8,リードプッシャー90との位置関係は図8(B)の
場合と同じである。
【0038】図10(A)は、プッシャー88とキャリ
アーモジュール22の組合せが、キャリアーモジュール
22の下部ガイドホール106へのソケットガイド11
0の挿入によって、テストソケット108と結合する状
態を示す。図9(A)にあるプッシャー88の組合せと
共にキャリアーモジュール22は浮いた状態にあるの
で、テストソケット108の位置合わせは、ソケットガ
イド110と下部ガイド106のテイパー部分によって
容易に達成できる。トレイガイド70の底部73は、レ
ベルアジャスター153には達しない。この状態では、
ソケット110のキャリアーモジュール22への挿入
は、プッシャー88とキャリアーモジュール22の重力
によって行われる。よって、図10(B)に表したよう
に、テストコンタクター103はリード46に軽く接触
するが、その接触はリード46が、テスト信号を電子部
品44へ電気通信するに十分な接触ではない。
【0039】図11は、垂直ドライブ66の下方への運
動が、レベルアジャスター153によって停止させられ
た状態を示す。スプリング115のスプリング力は、キ
ャリアーモジュール22とプッシャー88の組合せによ
る重力より大きいので、キャリアーモジュール22とプ
ッシャー88は、図10(A)の状態から少し上昇し、
キャリアーモジュール22とテストトレイ24のフレー
ム99間に隙間155が出来る。垂直方向におけるこの
余裕は、テストトレイやトレイガイド等の歪みや屈曲に
より生じた、テストコンタクター103から対応するテ
ストする電子部品44までの距離の変化を補償するのに
重要である。図11には、電子部品のリード46とリー
ドプッシャー90、コム158、及びテストコンタクタ
ー103との関係を示し、図10(B)のそれと同じで
ある。
【0040】図12は本発明に伴う接触過程の最終段階
を表す。垂直ドライブがレベルアジャスター153によ
り下方運動を停止した後、個別ドライブ86はキャリア
ーモジュール22をさらに降下させ、電子部品44とコ
ンタクター103間の十分な電気接触を達成する。即ち
圧縮空気がメインブレイン138と蓋部146の間に供
給され、その結果メインブレイン138は変形して、ピ
ストンサポート140を通してピストン140を押す。
スプリング115のスプリング力は個別ドライブ86に
より屈伏し、ソケット108は図12(A)に示すよう
に、キャリアーモジュール22へ更に挿入される。電子
部品のリード46の端部は、テストコンクター103の
反発力でリードプッシャーに制限されるまで上昇する。
その為、図12(B)にあるように、電子部品のリード
46はテストコンタクター103とより大きな接触圧力
によって接触する。それは電子部品44のテストの完全
な電気接触の為に理想的である。図12では電子部品の
リード46の端部は、コム158の上部に配置され、リ
ードプッシャー90とテストコンタクター103の両方
によって押される。
【0041】上記した様に、本発明による自動テストハ
ンドラー用コンタクトアセンブリーは、様々な構造のチ
ップを確実に保持できる電子部品キャリアーモジュール
を1または2以上持つテストトレイ、キャリアーモジュ
ールを下方に押すプッシャーアレンジメントを有する垂
直ドライブ、テスト信号の受信発信をするテストコンタ
クターとで構成される。本発明のコンタクトアセンブリ
ーはテストフィクスチャー内のテストコンタクターと最
新の電子部品のリード間との電気接触を、位置合わせの
ため相互に柔軟に配列されたプッシャーアセンブリーと
キャリアーモジュールで能率良く行える。本発明のコン
タクトアセンブリーには、又、垂直ドライブに、キャリ
アーモジュール内の電子部品がコンタクトリードと完全
な接触が出来るよう個々にキャリアーモジュールを押す
ため、それぞれのキャリアーモジュールに対応した複数
の個別ドライブが供給されている。個別ドライブは、ト
レイの屈曲や平面性の劣化により生じた電子部品のリー
ドとコンタクター間の間隔のバラツキを、キャリアーモ
ジュールに対し個別に追加の駆動を印加することによ
り、克服することが出来る。
【0042】本発明は好ましい実施例を基に述べられて
きたが、他の実施例でも本技術分野の通常の技術者にと
り明白な物は同じく発明の範囲内である。従って本発明
の範囲は、添付した特許請求の範囲を参照することによ
ってのみ規定されるものである。
【0043】
【発明の効果】本発明のコンタクトアセンブリーは、迅
速に且つ効率良く多くの電子部品を同時にテスト出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1、本発明のコンタクトアセンブリー機構を
含む自動テストハンドラーの斜視図である。
【図2】図2は、図1の自動テストハンドラーを後ろか
ら見た図である、ソークチャンバーとアンソークチャン
バーと2つのテストチャンバーを示しており、本発明の
コンタクトアセンブリーは、テストヘッドの中に組み入
れられている。
【図3】図3は、図1と図2による自動テストハンドラ
ーの電子部品の全体のテスト過程を説明するための流れ
図である。
【図4】図4は、本発明のコンタクトアセンブリーの断
面図であり、内部に多数のキャリアーモジュールを持つ
テストトレイ、垂直ドライブ、テストフィクスチャーが
垂直関係に並べられ、それぞれのキャリアーモジュール
のシートには自動テストハンドラーでテストする電子部
品、例えば半導体集積回路が備えられる。
【図5】図5(A)は、電子部品のリードの為のスリッ
トとシートを含む本発明のキャリアーモジュールの一例
を表す斜視図であり、図5(B)は、テストする電子部
品をキャリアーモジュールのシートに含む図5(A)の
線A−Aに沿ったキャリアーモジュールの断面図であ
る。
【図6】図6は、本発明による図5(A)と図5(B)
のキャリアーモジュールを含んだ図4のテストトレイの
一例の平面図であり、テストトレイは、図7で詳細を説
明するトレイガイドトランスファで保持されている。
【図7】図7(A)は、本発明のコンタクトアセンブリ
ーの一部断面図であり、垂直ドライブとテストトレイ、
キャリアーモジュール、及びテストフィクスチャーのコ
ンタクターの詳しい構造を示しており、図7(B)は、
図5(B)のラインA−Aに沿った断面図であり、キャ
リアーモジュール中の電子部品のリードとスリットの位
置関係を示している。
【図8】図8(A)は、本発明によるコンタクトアセン
ブリーにおける接触メカニズムの進行過程を表すコンタ
クトアセンブリーの部分断面図であり、垂直ドライブに
おけるプッシャーとキャリアーモジュールとの結合状態
を示し、図8(B)は、図8(A)の状態における電子
部品のリードと、キャリアーモジュールのスリット、及
びリードプッシャーの位置関係を図5(B)のラインA
−Aに沿って表す断面図である。
【図9】図9は、本発明によるコンタクトアセンブリー
における接触メカニズムの進行過程を表すコンタクトア
センブリーの部分断面図であり、図8(A)の状態から
垂直ドライブがさらに垂直方向に進行することにより、
プッシャーとキャリアーモジュールとがフローティング
状態となった様子を示す。
【図10】図10(A)は、本発明によるコンタクトア
センブリーにおける接触メカニズムの進行過程を表すコ
ンタクトアセンブリーの部分断面図であり、図9の状態
からさらに垂直ドライブが垂直方向に進行することによ
り、キャリアーモジュールがテストフィクスチャーのコ
ンタクトリードと接触し始めた様子を示し、図10
(B)は、図10(A)の状態における電子部品のリー
ドと、キャリアーモジュールのスリット、及びリードプ
ッシャーの位置関係を図5(B)のラインA−Aに沿っ
て表す断面図である。
【図11】図11は、本発明によるコンタクトアセンブ
リーにおける接触メカニズムの進行過程を表すコンタク
トアセンブリーの部分断面図であり、図10(A)の状
態からさらに垂直ドライブが垂直方向に進行することに
より、垂直方向の動作が終了位置に達した様子を示す。
【図12】図12(A)は、本発明によるコンタクトア
センブリーにおける接触メカニズムの進行過程の最終段
階を表すコンタクトアセンブリーの部分断面図であり、
電子部品のリードとコンタクターリードの完全な接触を
実現するため個別ドライブがキャリアーモジュールへの
追加の垂直移動を供給する状態を示し、図12(B)
は、図12(A)の接触過程の最終段階における電子部
品のリードと、キャリアーモジュールのスリット、及び
リードプッシャーの位置関係を図5(B)のラインA−
Aに沿って表す断面図である。
【符号の説明】
20・・自動テストハンドラー 22・・キャリアーモジュール 24・・テストトレイ 26・・ローダー 28・・ロードピックアンドプレイス 30・・アンローダー 32a、32b・・ソートピックアンドプレイス 34・・ソークチャンバー 35・・オペレータコントソール 36a、36b・・テストチャンバー 38・・アンソークチャンバー 40・・カスタマートレイマガジン 42・・カスタマートレイ 44・・電子部品 48・・ローダーキャッチャー 50・・バッファー 52a、52b・・ローダーステージ 54・・トランスファーアーム 56・・ローダーエレベーター 58・・プリサイサー 59・・シート 60・・チャンバーエレベター 62・・通路 66・・垂直ドライブ 68・・テストフィクスチャー 70・・トレイガイド 72・・チャンバーエレベーター 78・・アンローダーステージ 80・・カスタマートレイマガジン 81・・エレベーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 念 埼玉県北埼玉郡大利根町新大利根1−5 株式会社アドバンテスト 大利根R& Dセンタ内 (72)発明者 セオドア チャールズ ゲンサー アメリカ合衆国,カリフォルニア,サ ン・ジェゴ,ウッドラッシュ レーン 1125 (56)参考文献 特開 平1−147382(JP,A) 実開 昭61−154575(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 31/26 H01J 21/66

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テスト信号発生器と信号比較器を有し、複
    数の電子部品を同時に試験できるように構成された電子
    部品テストシステムにおける自動テストハンドラーに使
    用されるコンタクトアセンブリーにおいて、被試験 電子部品のリードと接触し、テスト信号発生器
    ら上記電子部品にテスト信号を供給し、且つ上記
    子部品からの結果信号を受信しそれを上記信号比較器に
    供給するテストコンタクターが複数の被試験電子部品
    の各複数のリードに対応して複数設けられたテストフィ
    クスチャーと、複数の被試験電子部品に対応する複数のプッシャー
    と個別ドライブを有し、上記各電子部品の各リードを上
    記テストコンタクターと接触させるように、上記各電子
    部品を垂直方向に駆動する垂直ドライブと、上記被試験 電子部品が個別に配置され各々独立して所定
    の微小な範囲を移動可能なキャリアーモジュールを複数
    有し、前記キャリアーモジュールに配置された上記各電
    子部品を、上記垂直ドライブと上記テストフィクスチャ
    間の対応するテスト位置に運び上記各電子部品が
    前記垂直ドライブの対応する前記プッシャーと接触する
    際、および、当該各電子部品の前記各リードが対応する
    前記テストコンタクターと接触する際に、当該各電子部
    品の位置が個別に調整可能なテストトレイとを有する
    とを特徴とするコンタクトアセンブリー。
  2. 【請求項2】上記テストトレイは、上記プッシャーと上
    記テストコンタクター各々に対して、位置合わせを容易
    にするため、接触の過程で上記キャリアーモジュール
    が、当該キャリアーモジュールが搭載されているフレー
    ム上に浮くように上記キャリアーモジュールが柔軟性を
    もって配列される複数のフレームで構成されている請求
    項1記載のコンタクトアセンブリー。
  3. 【請求項3】上記プッシャーは、テストする上記電子部
    品のリードに十分な圧力を与えて上記電子部品と接触さ
    せるためのリードプッシャーを含む請求項1記載のコン
    タクトアセンブリー。
  4. 【請求項4】上記プッシャーは、キャリアーモジュール
    に対して容易に位置合わせ可能な範囲での移動が出来る
    ように上記垂直ドライブ上に配列された請求項1記載の
    コンタクトアセンブリー。
  5. 【請求項5】上記個別ドライブは、テストする上記電子
    部品とテストコンタクター間の上記接触の最終ステージ
    で、キャリアーモジュールに一層の垂直運動を供給する
    とともに、該個別ドライブは、上記垂直ドライブと独立
    して動作する、請求項1記載のコンタクトアセンブリ
    ー。
  6. 【請求項6】上記個別ドライブは、メンブレインとピス
    トンを含み、そのメンブレインは、圧縮空気の力で変形
    して、上記接触過程において上記キャリアーモジュール
    をより押し下げる為の下方運動をピストンに供給する、
    請求項1記載のコンタクトアセンブリー。
  7. 【請求項7】上記垂直ドライブ上のプッシャーは、先に
    上記キャリアーモジュールに接触し上記テストコンタク
    ターとの位置合わせを容易にするようにテストトレイ上
    に浮遊し、次に上記プッシャーと上記キャリアーモジュ
    ールとの一体組合せが上記テストコンタクターとの位置
    合わせを容易にするようにテストトレイ上に浮上する、
    請求項1記載のコンタクトアセンブリー。
  8. 【請求項8】上記キャリアーモジュールは、上記電子部
    品のリードを分離し、上記テストコンタクターを導入す
    る複数のスリットを含む、請求項1記載のコンタクトア
    センブリー。
  9. 【請求項9】テスト信号を供給して電子部品をテストす
    る為のコンタクトアセンブリーにおける上記電子部品の
    リードと電気的接触をする方法において、 上記コンタクトアセンブリーの下部で複数の上記テスト
    コンタクターを供給し、上記テストコンタクターにはテ
    スト時に上記電子部品に伝える為の上記テスト信号が与
    えられ、 自動テストハンドラー内の対応するテスト位置にテスト
    する電子部品を運ぶ為の複数のキャリアーモジュールを
    有するテストトレイを配置し、そのキャリアーモジュー
    ルはテストする電子部品を設定する為のシートを有し、 テストする上記電子部品に対応する複数の個別ドライブ
    とプッシャーを有する垂直ドライブを設け、その垂直ド
    ライブは、上記電子部品を上記テストコンタクターに接
    触させるように垂直方向に動き、 上記プッシャー、キャリアーモジュール及びテストコン
    タクターが次の様な順序で行われるように下方に上記垂
    直ドライブを駆動し、 a.上記のプッシャーが上記キャリアーモジュールとの
    接触過程の初めに位置合わせの為に浮上し、 b.上記プッシャーと上記キャリアーモジュールの一体
    組合せが上記トレイの上記フレーム上に浮上し、 c.上記プッシャーとキャリアーモジュールの上記組み
    合わせが互いに接触し、 d.上記垂直ドライブが更に少し下方へ移動して停止
    し、 上記個別ドライブにより上記キャリアーモジュールにさ
    らに下方運動の与えることを特徴とする電子部品の接触
    方法。
  10. 【請求項10】上記リードプッシャーはサファイアによ
    り構成される、請求項3記載のコンタクトアセンブリ
    ー。
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