JP3494828B2 - 水平搬送テストハンドラ - Google Patents

水平搬送テストハンドラ

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    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B65G43/08—Control devices operated by article or material being fed, conveyed or discharged
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
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    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理により、
デバイスのタイプ、存在、位置、トレイの形状認識等を
自動で行う水平搬送テストハンドラに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の例について、図６〜図８を参
照して説明する。水平搬送テストハンドラは、半導体の
試験を行うとき、被試験デバイスを水平搬送して、自動
的に供給、試験、分類、収納を行うロボットである。
【０００３】図６に示すように、従来の水平搬送テスト
ハンドラの機構部の構成は、デバイス搬送機構１３と、
デバイス搬送機構１３がＹ方向に移動できる可動アーム
１２と、可動アーム１２がＸ方向に移動できるＸ方向レ
ール１１と、ローダ部２２のトレイ４３と、アンローダ
部２３と、ソート部２４、２５と、加熱部２７と、空ト
レイ部２６と、チェンジキット４１、４２とで構成して
いる。
【０００４】また、図７に示すように、デバイス搬送機
構１３には、トレイ４３に収納されたデバイス１０を空
気圧で吸着・開放する吸着パッド１６と、吸着パッド１
６をＺ軸方向に可動自在とする吸着アーム１５とがあ
る。
【０００５】さらに、図６に示すように、水平搬送テス
トハンドラは、半導体試験装置（以下ＩＣテスタと記
す）のＩＣテスタ本体５１に電気接続されたテストヘッ
ド５０と、結合させている。テストヘッド５０には、デ
バイス１０とのインタフェースとなるＩＣソケット４０
を搭載している。
【０００６】また、図８に示すように、水平搬送テスト
ハンドラの制御部の構成は、制御プログラムとデータの
入出力ができる入出力手段６１と、制御プログラムとデ
ータを解釈し実行するコントローラ６２と、コントロー
ラ６２により制御されるデバイス搬送機構ドライブ手段
６３とで構成している。そして、デバイス搬送機構ドラ
イブ手段６３により可動アーム１２をＸ軸方向に駆動
し、デバイス搬送機構１３をＹ軸方向に駆動し、吸着ア
ーム１５をＺ軸方向に駆動する各パルスモータを制御し
ている。
【０００７】水平搬送テストハンドラは、デバイス１０
を水平搬送して、テストヘッド５０に搭載されたＩＣソ
ケット４０の接触端子にデバイス１０のリードピンを接
触させ、ＩＣテスタの電気信号により試験して合否判定
し、試験の結果に基づいてデバイス１０をソート（分
類）することを自動で行う。
【０００８】テストヘッド５０に搭載されたＩＣソケッ
ト４０は、デバイス１０を測定する場合に、デバイスの
各ピンに対応して接触端子に押圧させて、それぞれの端
子からデバイスのピンに電気信号を受け渡しする接触部
品である。
【０００９】チェンジキットは、デバイス１０のパッケ
ージ形状や寸法が変わる場合に，それに関係する部分の
みを交換して、各種のデバイス１０に迅速容易に適合す
ることができるようにする機構部品の一群である。ま
た、チェンジキットの種類には、トレイ４３の種類に応
じて変更できるチェンジキット４２と、デバイスの種類
に応じてＩＣソケット４０を位置決めするチェンジキッ
ト４１などがある。
【００１０】デバイス１０の種類としては、ＩＣやＬＳ
Ｉ等がある。ＩＣやＬＳＩは、同一の機能であっても、
実装される用途に応じて各種形状のパッケージに封入さ
れて供給される。例えば、パッケージの種類としては、
ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＱＦＰ（Quad Fla
t Package ）、ＢＧＡ（Ball Grid Array Package ）他
の多種類がある。
【００１１】また、各種のパッケージに封入されたＩＣ
やＬＳＩの外部の電極に接続するピン数も数ピンから数
百ピンまで各種の種類がある。それらのピン間距離すな
わちピンのピッチは、例えば０．２５〜０．８ｍｍと狭
間隔となっている。
【００１２】トレイ４３は、個々のデバイスの４辺がテ
ーパで位置決めされるホールにデバイス１０を収納す
る。例えば、図６に示すトレイ４３では、４×６＝２４
個が収納できる。トレイのサイズは、例えば縦１００mm
〜１４０mm、横２０６〜３３０mmの大きさがある。
【００１３】ローダ部２２において、トレイ４３は、チ
ェンジキット４２で位置決めして装着されている。ま
た、チェンジキット４１は、テストヘッド５０のＩＣソ
ケット４０に対応して選択して機械的な精度で位置決め
をおこなう。
【００１４】次に、水平搬送テストハンドラの操作方法
と動作について説明する。試験前のデバイス１０は、ト
レイ４３に収納してローダ部２２に搭載する。入出力手
段６１に、試験しようとするデバイス１０の試験に必要
なデータを入力する。試験に必要なデータとしては、デ
バイスの種類、デバイスのパッケージの種類、デバイス
のピン数、トレイのサイズ等を入力している。
【００１５】トレイ４３に収納しているデバイス１０
は、吸着アーム１５がＺ軸方向に移動自在に制御され
て、吸着パッド１６がデバイス１０を吸着して、可動ア
ーム１２とデバイス搬送機構１３とがＸ軸、Ｙ軸方向に
制御されて、デバイス１０のリードピンをＩＣソケット
４０の接触端子に結合させる。
【００１６】ＩＣテスタ本体５１とテストヘッド５０と
で構成するＩＣテスタによるデバイス１０の試験が終了
すると、デバイス１０は試験の結果に基づき、デバイス
搬送機構１３が移動して、良品はアンローダ部２３のト
レイに搬送し、不良品は不良モード別にソート部２４ま
たはソート部２５のトレイにデバイス１０をソーティン
グする。また、デバイス１０がすべて搬送されて空にな
ったトレイ４３は、空トレイ部２６へ搬送される。
【００１７】上記説明のように、デバイス１０のパッケ
ージの種類が多く、そのパッケージの種類に対応して収
容するトレイ４３もサイズが各種あり、その都度オペレ
ータが入出力手段６１からデータ入力していた。そのた
め、入力ミスによってエラーが発生するなど実用上の不
便があった。
【００１８】また、被試験デバイスの狭間隔ピッチのリ
ードピンをＩＣソケット４０の接触端子へ押圧させて電
気的接続するために、メカニカルな機構の高精度な位置
決めが必要であり、精度をあげる為にトレイのテーパ部
とデバイスとの遊びを少なくすると裕度が少なくなり、
チェンジキットの位置決めを正確にするには加工精度が
必要になるなどの問題があった。
【００１９】尚、デバイス１０の温度試験をする場合
に、加熱部２７の加熱プレートにデバイス１０を搭載し
て温度を印加させた後、デバイス１０の試験を行うが、
温度試験の動作は説明を簡略するために省略している。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、被
試験デバイスのパッケージの種類が多く、そのパッケー
ジの種類に対応して収容するトレイもサイズが各種あ
り、その都度オペレータがデータ入力していた。そのた
め、入力ミスによってエラーが発生するなど実用上の不
便があった。また、被試験デバイスをＩＣソケットへ押
圧してコンタクトするために、メカニカルな機構の高精
度の位置決めが必要になるなどの問題があった。
【００２１】そこで、本発明は、こうした問題に鑑みな
されたもので、その目的は、画像入力手段によって、人
為的に入力するデータを少なくし、チェンジキット交換
の際の位置決めの自動化による信頼性と操作性を向上さ
せた水平搬送テストハンドラを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決する為の手段】即ち、上記目的を達成する
ためになされた第１の発明は、デバイス搬送機構により
デバイスを搬送する水平搬送テストハンドラにおいて、
前記デバイス搬送機構に画像入力手段を装着し、該画像
入力手段の画像データを入力データとすることを特徴と
した水平搬送テストハンドラを要旨としている。
【００２３】また、上記目的を達成するためになされた
第２の発明は、画像入力手段の画像データによりデバイ
スのタイプ、存在、位置、トレイの形状認識を自動で行
う第１の発明の水平搬送テストハンドラを要旨としてい
る。
【００２４】さらに、上記目的を達成するためになされ
た第３の発明は、第１の発明の水平搬送テストハンドラ
において、デバイス搬送機構に装着した画像入力手段
と、該画像入力手段の画像データを処理する画像処理コ
ントローラと、データを入出力する入出力手段と、該入
出力手段のデータと前記画像処理コントローラのデータ
とにより制御するコントローラと、該コントローラによ
り前記デバイス搬送機構をドライブするデバイス搬送機
構ドライブ手段と、を具備したことを特徴とした水平搬
送テストハンドラを要旨としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、下記の実
施例において説明する。
【００２６】
【実施例】本発明の実施例について、図１〜図５を参照
して説明する。構成は、図１に示すように、デバイス搬
送機構１３と、デバイス搬送機構１３がＹ方向に移動で
きる可動アーム１２と、可動アーム１２がＸ方向に移動
できるＸ方向レール１１と、ローダ部２２のトレイ４３
と、アンローダ部２３と、ソート部２４、２５と、加熱
部２７と、空トレイ部２６と、チェンジキット４１、４
２との従来構成に、画像入力手段のＣＣＤカメラ１４
と、基準点１７とを追加した構成になっている。
【００２７】図１、図２に示すように、画像入力手段の
ＣＣＤカメラ１４は、Ｘ、Ｙ方向に移動するデバイス搬
送機構１３に装着している。また、図１に示すように、
基準点１７は、水平搬送テストハンドラ本体側の任意の
固定位置に設けている。
【００２８】また、図３に示すように、水平搬送テスト
ハンドラの制御部の構成は、制御プログラムとデータの
入出力ができる入出力手段６１と、制御プログラムとデ
ータを解釈し実行するコントローラ６２と、コントロー
ラ６２により制御されるデバイス搬送機構ドライブ手段
６３との従来構成に、画像入力手段のＣＣＤカメラ１４
の画像データを演算処理してコントローラ６２の入力デ
ータとする、画像データ処理コントローラ６４を追加し
た構成となっている。そして、デバイス搬送機構ドライ
ブ手段６３により可動アーム１２をＸ軸方向に駆動し、
デバイス搬送機構１３をＹ軸方向に駆動し、吸着アーム
１５をＺ軸方向に駆動するパルスモータを制御してい
る。
【００２９】次に、本発明の水平搬送テストハンドラの
動作例について、図４と図５のフローチャートを参照し
て箇条書きで説明する。尚、水平搬送テストハンドラの
一般の動作は、従来技術の説明と同じであるので、説明
を省略している。
【００３０】（１）図４のフローチャートに示すよう
に、デバイス搬送機構１３を、Ｘ、Ｙ方向に移動させて
（ステップ１００）、ＣＣＤカメラ１４で画像データを
取り込み、図１に示す基準点１７を０点として、ＩＣソ
ケット４０の４角の画像データの中心点における位置を
演算により求める位置決めのキャリブレーションを行う
（ステップ１１０）。
【００３１】（２）次に、トレイ４３の画像データによ
るサイズが、試験プログラムのトレイのサイズと照合し
て一致するかどうか判断する（ステップ１２０）。
【００３２】（３）トレイ４３のサイズが試験プログラ
ムのトレイと異なる場合は、入出力手段６１の表示部に
エラーを表示させる（ステップ１３０）。その場合オペ
レータは、トレイ４３を正しいサイズのトレイと交換す
る（ステップ１４０）。
【００３３】（４）トレイ４３のサイズが一致している
場合は、トレイ４３に収容されているデバイス１０が有
るかどうかを端から順にみていく（ステップ１５０）。
【００３４】（５）トレイ４３に収納されているデバイ
ス１０が無い場合は、デバイス搬送機構１３を、Ｘ、Ｙ
方向に移動させて次のデバイスが有る位置へ移動させる
（ステップ１６０）。
【００３５】（６）デバイス１０の画像データによるタ
イプとＩＣソケット４０とが一致するかどうかを判定す
る（ステップ１７０）。
【００３６】（７）デバイス１０のタイプとＩＣソケッ
ト４０とが一致しない場合は、入出力手段６１の表示部
にエラーを表示させる（ステップ１８０）。そして、被
試験デバイスを交換するか、ＩＣソケット４０の交換を
おこなう（ステップ１９０）。
【００３７】（８）デバイス１０のタイプとＩＣソケッ
ト４０とが一致する場合は、デバイス１０の位置をデバ
イスの４角から中心点位置を演算して求め（ステップ２
００）、Ｘ、Ｙ位置の補正移動する（ステップ２１
０）。
【００３８】（９）デバイス搬送機構１３の位置が補正
されたあと、吸着アーム１５がＺ軸方向に移動して、吸
着パッド１６の真空圧で、デバイス１０を吸着して持ち
上げる（ステップ２３０）。
【００３９】（１０）図５のフローチャートに示すよう
に、デバイス１０を吸着して持ち上げたデバイス搬送機
構１３をＸ、Ｙ移動してＩＣソケット４０の位置へ搬送
する（ステップ２４０）。
【００４０】（１１）吸着アーム１５がＺ軸方向に移動
して（ステップ２５０）、デバイス１０を押し下げて、
デバイス１０のリードピンがＩＣソケット４０の接触端
子と押圧して接触させる（ステップ２６０）。
【００４１】（１２）ＩＣソケット４０にピンが押圧さ
れたデバイス１０を、ＩＣテスタで試験する（ステップ
２７０）。
【００４２】（１３）デバイス１０の試験結果の合否判
定をおこなう（ステップ２８０）。
【００４３】（１４）合否判定で不合格の場合は、その
不良原因に応じてソート部２４またはソート部２５のト
レイへデバイス１０を分類搬送して、吸着パッド１６か
らデバイス１０を開放する（ステップ２９０）。そし
て、ステップ１５０へ戻る。
【００４４】（１５）合否判定で合格の場合は、デバイ
ス１０をアンローダ部２３のトレイに搬送して、吸着パ
ッド１６からデバイス１０を開放する（ステップ３０
０）。
【００４５】（１６）試験を継続するかどうかを判断し
て、継続する場合は、ステップ１５０へ戻る（ステップ
３１０）。
【００４６】（１７）試験を継続しない場合は試験の終
了となる（ＳＴＯＰ）。
【００４７】そして、フローチャートには示していない
が、デバイス１０がすべて搬送して試験されて空になっ
たトレイ４３は、空トレイ部２６へ搬送される。
【００４８】以上の一連のステップで、デバイスのタイ
プ、存在、位置、トレイの形状認識を画像入力手段によ
って行ったので、人為的に入力するデータを少なくする
ことができた。従って、チェンジキット交換の際の位置
決めの自動化と、データ設定の自動化による信頼性と操
作性を向上させることができた。
【００４９】ところで、本実施例においては、画像入力
手段としてＣＣＤカメラ１４としたが、電気的データ出
力が得られればよいので、デジタルカメラや他の画像入
力手段を使用してもよい。また、画像入力データの明る
さや、コントラストが不足する場合は、画像入力手段に
照明手段を装着して画像データの処理を容易にすること
ができる。さらに、画像入力手段により取り込むデータ
は、対象物の一辺とすれば、長さや角度等も入力データ
として利用することができる。
【００５０】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、
デバイス搬送機構１３に設けた画像入力手段によって、
多品種のデバイスを試験する場合に起きやすい、人為的
に入力するデータのミスによる誤動作を少なくし、チェ
ンジキット交換の際の位置決めの自動化と、データ設定
の自動化による信頼性と操作性の向上する効果が大き
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水平搬送テストハンドラと、ＩＣテス
タ本体とテストヘッドの図である。
【図２】本発明のデバイス搬送機構の関連図である。
【図３】本発明の制御関係のブロック図である。
【図４】本発明のフローチャートの第１の図である。
【図５】本発明のフローチャートの第２の図である。
【図６】従来の水平搬送テストハンドラと、ＩＣテスタ
本体とテストヘッドの図である。
【図７】従来のデバイス搬送機構の関連図である。
【図８】従来の制御関係のブロック図である。
【符号の説明】
１０ デバイス １１ Ｘ方向レール １２ 可動アーム １３ デバイス搬送機構 １４ ＣＣＤカメラ １５ 吸着アーム １６ 吸着パッド １７ 基準点 ２２ ローダ部 ２３ アンローダ部 ２４、２５ ソート部 ２６ 空トレイ部 ２７ 加熱部 ４０ ＩＣソケット ４１、４２ チェンジキット ４３ トレイ ５０ テストヘッド ５１ ＩＣテスタ本体 ６１ 入出力手段 ６２ コントローラ ６３ デバイス搬送機構ドライブ手段 ６４ 画像データ処理コントローラ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デバイス搬送機構によりデバイスを搬送
    する水平搬送テストハンドラにおいて、 前記デバイス搬送機構に画像入力手段を装着し、 該画像入力手段の画像データから取得したデータを自動
    で入力データとし、 該画像入力手段で取得した画像データのうち、デバイス
    のパッケージの種類、デバイスのピン数、トレイのサイ
    ズを入力データとする、 ことを特徴とした水平搬送テス
    トハンドラ。
  2. 【請求項２】 デバイス搬送機構によりデバイスを搬送
    する水平搬送テストハンドラにおいて、 前記デバイス搬送機構に画像入力手段を装着し、 該画像入力手段の画像データから取得したデータを自動
    で入力データとし、 該 画像入力手段の画像データによりデバイスのタイプ、
    存在、位置、トレイの形状認識を行う、ことを特徴とし
    た水平搬送テストハンドラ。
  3. 【請求項３】 デバイス搬送機構によりデバイスを搬送
    する水平搬送テストハンドラにおいて、 （１）デバイス搬送機構に装着した画像入力手段でトレ
    イの画像データを取り込むステップと、 （２）画像データから入力されたトレイのサイズが、試
    験プログラムのトレイのサイズと一致するかどうか照合
    するステップと、 （３）画像データから入力されたトレイのサイズと試験
    プログラムのトレイのサイズが、一致しない場合は、エ
    ラー表示するステップと、 （４）画像データから入力されたトレイのサイズと試験
    プログラムのトレイのサイズが、一致する場合は、トレ
    イにデバイスが収容されているかどうかを端から順にみ
    ていくステップと、 （５）デバイス搬送機構に装着した画像入力手段でデバ
    イスの画像データを取り込むステップと、 （６）画像データから入力されたデバイスの種類とＩＣ
    ソケットとが一致するかどうかを判定するステップと、 （７）画像データから入力されたデバイスの種類とＩＣ
    ソケットとが一致しない場合は、エラーを表示するステ
    ップと、を有することを特徴とした水平搬送テストハン
    ドラの入力データ自動入力方法。
  4. 【請求項４】 デバイス搬送機構によりデバイスを搬送
    する水平搬送テストハンドラにおいて、 （１）デバイス搬送機構に装着した画像入力手段でＩＣ
    ソケットの画像データを取り込むステップと、 （２）取り込んだ画像データから、水平搬送テストハン
    ドラの基準点を原点としたＩＣソケットの中心点位置を
    演算して求めるステップと （３）デバイス搬送機構に装着した画像入力手段でトレ
    イの画像データを取り込むステップと、 （４）画像データから入力されたトレイのサイズが、試
    験プログラムのトレイのサイズと一致するかどうか照合
    するステップと、 （５）画像データから入力されたトレイのサイズと試験
    プログラムのトレイのサイズが、一致しない場合は、エ
    ラー表示するステップと、 （６）画像データから入力されたトレイのサイズと試験
    プログラムのトレイのサイズが、一致する場合は、トレ
    イにデバイスが収容されているかどうかを端から順にみ
    ていくステップと、 （７）デバイス搬送機構に装着した画像入力手段でデバ
    イスの画像データを取り込むステップと、 （８）画像データから入力されたデバイスの種類とＩＣ
    ソケットとが一致するかどうかを判定するステップと、 （９）画像データから入力されたデバイスの種類とＩＣ
    ソケットとが一致しない場合は、エラーを表示するステ
    ップと、 （１０）画像データから入力されたデバイスの種類とＩ
    Ｃソケットとが一致する場合は、取り込んだ画像データ
    から、デバイスの中心点位置を演算して求めるステップ
    と、 （１１）ＩＣソケットの中心点位置とデバイスの中心点
    位置を補正するステップと、を有することを特徴とした
    水平搬送テストハンドラの入力データ自動入力及び位置
    自動補正方法。
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