JP4109368B2

JP4109368B2 - 電子部品試験装置用マッチプレート

Info

Publication number: JP4109368B2
Application number: JP00806299A
Authority: JP
Inventors: 毅山下; 明彦伊藤
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: JP2000206187A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路素子などの各種電子部品（以下、単にＩＣともいう。）をテストするための電子部品試験装置に関し、特に測定部に装着されるマッチプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子部品試験装置は、たとえば試験すべきＩＣに所定パターンのテスト信号を印加して、その電気的特性を測定するものであり、一般にＩＣテスタと称されるが、このＩＣテスタには、ＩＣを測定部に搬送し、この測定部においてＩＣをテストヘッドのコンタクトピンに電気的に接触させ、テスト終了後に試験済みのＩＣを測定部から搬出し、テスト結果に基づいて試験済みＩＣを良品、不良品に分類する搬送処理装置を接続したものが多い。この種の搬送処理装置は一般にハンドラと称されるが、本明細書ではハンドラを一体的に接続した型式の試験装置を単に電子部品試験装置と称する。
【０００３】
このようなハンドラでは、スループットを高めるために測定部において同時に測定するＩＣの数（これを同測数ともいう。）を多くすることが行われている。たとえば３２個のＩＣをテストトレイに搭載して測定部へ搬送し、テストトレイに搭載したまま複数のＩＣを測定部のコンタクトピンへ押し付けて試験が行われる。こうした手法は、測定時間が長いメモリ系ＩＣを試験対象とする場合などに多用されている。
【０００４】
また、この種のハンドラでは、試験対象であるＩＣの形状等に応じたテストトレイのインサートや測定部のソケット、マッチプレートが用いられ、被試験ＩＣの形状等が変更されると、これらチェンジキットも交換される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のハンドラでは、テストトレイに搭載されるＩＣは最大でも３２個程度であったため、これに応じて作製されるマッチプレートもさほど大きく、また重いものではなかった。
【０００６】
しかし、ハンドラのスループットをより高めるためには、測定部におけるＩＣの同測数を二倍程度にすることが有効であるので、そのためにテストトレイへのＩＣ搭載数も二倍にすると、マッチプレートの大きさも二倍となり、当該マッチプレートを交換する際の作業性に問題が生じる。すなわち、従来の二倍の重量物を持って交換する必要があり、安全面においてもまた着脱操作面や保管性においても好ましいものとはいえなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、電子部品試験装置の同測数が増加しても操作性や保管性に優れたマッチプレートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子部品試験装置用マッチプレートは、テストトレイに搭載された複数の被試験電子部品が電気的に接触する複数のソケットと、電子部品試験装置側に設けられ前記被試験電子部品を前記ソケットへ押し付けるＺ軸駆動手段との間であって、前記Ｚ軸駆動手段とともに動作するフレーム部材に着脱可能に設けられたマッチプレートにおいて、少なくとも二つのプレートに分割されており、かつ、分割された各プレートには、前記被試験電子部品を押圧するためのプッシャがそれぞれ設けられており、前記マッチプレートは、少なくとも、前記フレーム部材に対するマッチプレートの着脱方向に対して実質的に直交する方向に沿う分割面を有し、前記分割面には、分割された一方のプレートの分割面に形成された凹部および他方のプレートの分割面に形成された凸部からなり、分割されたマッチプレートを少なくとも前記着脱方向に対して係合させ、分割された各プレートを同時に着脱可能としている係合部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
同測数の増加にともなってマッチプレートも大型化および重量化するが、本発明のマッチプレートでは、これを少なくとも二つに分割しているので、搬送作業や取り外したときの保全作業の際は、分割した状態で取り扱うことができ、小型化および軽量化が図られ、操作性に優れたものとなる。また、分割した状態でも保管できるので必要に応じて保管スペースを選択することができる。
【００１２】
一方、電子部品試験装置に装着すれば、同測数の増加に対応したマッチプレートとして用いることができる。
特に、マッチプレートの着脱方向に対して実質的に直交する方向に分割すれば、フレーム部材に対する差し込み構造が簡素化され、剛性面でも問題がない。
また、分割面の一部に係合部を形成すれば、着脱する際に合体した状態でマッチプレートを取り扱うことができるので操作性もより一層向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明のマッチプレートが適用される電子部品試験装置の一例を示す概略図、図２は図１の電子部品試験装置を背面から見た斜視図である。
【００１４】
まず、本発明のマッチプレートが適用される電子部品試験装置の一例を説明すると、図１に示すように、本実施形態に係る電子部品試験装置は、主としてハンドラ１とテストヘッド５と試験用メイン装置（図示せず）とで構成される。
【００１５】
ハンドラ１は、試験すべき被試験ＩＣ（電子部品の一例）を順次テストヘッド５に設けたＩＣソケットに搬送し、試験が終了した被試験ＩＣをテスト結果に従って分類して所定のトレイＫＳＴに格納する動作を実行する。
【００１６】
テストヘッド５に設けられるＩＣソケット５０は、図外のケーブルを通じて試験用メイン装置に接続され、ＩＣソケット５０に電気的に接触させた被試験ＩＣをケーブルを通じて試験用メイン装置に接続し、試験用メイン装置からの試験用信号により被試験ＩＣをテストする。
【００１７】
図２に示すように、ハンドラ１には主としてハンドラ１内の諸機構を制御するための制御装置が内蔵されているが、その一部に空間部分１ａが設けられている。この空間部分１ａに、テストヘッド５が交換自在に配置され、ハンドラ１に形成された貫通孔を通して被試験ＩＣをテストヘッド５上のＩＣソケット５０に接触させることが可能になっている。
【００１８】
なお、本発明のマッチプレート６０は、あらゆるタイプのテストヘッド５および試験用メイン装置が接続されたハンドラ１に適用でき、全てのテストヘッド５および試験用メイン装置を含む趣旨であるので、これらの詳細な図面は省略する。
【００１９】
本実施形態のハンドラ１は、被試験ＩＣに高温または低温の温度ストレスを与えた状態で被試験ＩＣが適切に動作するかどうかを試験（検査）し、当該試験結果に応じて被試験ＩＣを分類する装置であって、こうした温度ストレスを与えた状態での動作テストは、試験対象となる被試験ＩＣが多数搭載されたトレイ（以下、カスタマトレイＫＳＴともいう。図１参照。）から当該ハンドラ１内を搬送されるテストトレイＴＳＴ（図１参照）に被試験ＩＣを載せ替えて実施される。
【００２０】
このため、本実施形態に係るハンドラ１は、図１および図２に示すように、これから試験を行なう被試験ＩＣを格納し、また試験済のＩＣを分類して格納するＩＣ格納部２００と、ＩＣ格納部２００から送られる被試験ＩＣをチャンバ部１００に送り込むローダ部３００と、テストヘッド５を含むチャンバ部１００と、チャンバ部１００で試験が行なわれた試験済のＩＣを分類して取り出すアンローダ部４００とから構成されている。
【００２１】
ＩＣ格納部２００には、カスタマトレイＫＳＴが積層されて保持される複数のストッカＳＴＫが設けられており、本例では、試験前の被試験ＩＣが満載されたカスタマトレイＫＳＴを格納する試験前ＩＣストッカＳＴＫ−Ｂと、試験の結果に応じて分類された被試験ＩＣが搭載されたカスタマトレイＫＳＴを格納する試験済ＩＣストッカＫＳＴ−１〜８と、空のカスタマトレイＫＳＴを格納する空ストッカＳＴＫ−Ｅとが設けられている。
【００２２】
詳細な図示は省略するが、これらのストッカＳＴＫに格納されたカスタマトレイＫＳＴは、エレベータ機構によって上下に移動され、さらなる移送機構によってローダ部３００の窓部３０６に搬送されたり、アンローダ部４００の窓部４０６から搬入される。
【００２３】
試験前ＩＣが満載されたカスタマトレイＫＳＴが試験前ＩＣストッカＳＴＫ−Ｂからローダ部３００の窓部３０６へ搬送されると、この試験前ＩＣは、ＸＹ搬送装置（図示せず）によって一旦プリサイサ（preciser）３０５に移送され、ここで被試験ＩＣの相互の位置が修正されたのち、再びＸＹ搬送装置により、ローダ部３００に停止しているテストトレイＴＳＴに積み替えられる。
【００２４】
このテストトレイＴＳＴは、チャンバ部１００に送り込まれ、当該テストトレイＴＳＴに搭載された状態で各被試験ＩＣがテストされる。
【００２５】
チャンバ部１００は、テストトレイＴＳＴに積み込まれた被試験ＩＣに目的とする高温又は低温の熱ストレスを与える恒温槽（ソークチャンバ）１０１と、この恒温槽１０１で熱ストレスが与えられた状態にある被試験ＩＣをテストヘッド５に接触させる測定部（テストチャンバ）１０２と、測定部１０２で試験された被試験ＩＣから、与えられた熱ストレスを除去する除熱槽（アンソークチャンバ）１０３とで構成されている。なお、除熱槽１０３は、恒温槽１０１や測定部１０２と熱的に断絶することが好ましく、実際には恒温槽１０１と測定部１０２との領域に所定の熱ストレスが印加され、除熱槽１０３はこれらとは熱的に断絶されているが、便宜的にこれらをチャンバ部１００と称する。
【００２６】
恒温槽１０１には、図１に概念的に示すように垂直搬送装置が設けられており、測定部１０２が空くまでの間、複数枚のテストトレイＴＳＴがこの垂直搬送装置に支持されながら待機する。主として、この待機中において、被試験ＩＣに高温又は低温の熱ストレスが印加される。
【００２７】
測定部１０２には、その中央にテストヘッド５が配置され、テストヘッド５の上にテストトレイＴＳＴが運ばれて、被試験ＩＣの入出力端子をテストヘッド５のコンタクトピンに電気的に接触させることによりテストが行われる。この構造等については後述する。
【００２８】
図５に示すように、テストチャンバ１０２を構成する密閉されたケーシング８０の内部には、温調用送風装置９０が装着されている。この温調用送風装置９０は、ファン９２、加熱用ヒータ９４および液体窒素を噴射するノズル９６を有し、ファン９２によりケーシング内部の空気を吸い込み、加熱用ヒータ９４またはノズル９６を介してケーシング８０の内部に温風または冷風を吐き出すことで、ケーシング８０の内部を、所定の温度条件（高温または低温）にする。これにより、ケーシング内部を、たとえば室温〜１６０℃程度の高温、またはたとえば−６０℃〜室温程度の低温に維持することができるが、ケーシング８０の内部温度は、たとえば温度センサ８２により検出され、ケーシング８０の内部が所定温度に維持されるように、ファン９２の風量および加熱用ヒータ９４による熱量またはノズル９６による吐出量などが制御される。
【００２９】
なお、温調用送風装置９０により発生した温風または冷風は、図５に示すようにケーシング８０の上部をＹ軸方向に沿って流れ、温調用送風装置９０と反対側のケーシング側壁に沿って下降し、マッチプレート６０とテストヘッド５との間の隙間を通して、温調用送風装置９０へと戻り、ケーシング内部を循環するようになっている。
【００３０】
一方、試験が終了したテストトレイＴＳＴは、除熱槽１０３で除熱されて紙面済みＩＣの温度を室温に戻したのち、アンローダ部４００に搬出される。このアンローダ部４００にも、ローダ部３００に設けられたＸＹ搬送装置とほぼ同一の構造をしたＸＹ搬送装置（図示せず）が設けられており、このＸＹ搬送装置によって、アンローダ部４００に運び出されたテストトレイＴＳＴに搭載された試験済みＩＣが、窓部４０６にセットされたカスタマトレイＫＳＴに積み替えられる。
【００３１】
なお、アンローダ部４００において試験済みＩＣが積み替えられて空になったテストトレイＴＳＴは、再びローダ部３００へ返送される。また、図１において「４０５」は、希にしか発生しないカテゴリの被試験ＩＣを一時的に預かるためのバッファ部である。
【００３２】
チャンバ部１００の測定部１０２は以下のように構成されている。
図３はマッチプレートの装着方法を説明するための斜視図、図４は、測定部１０２におけるＺ軸駆動装置７０、マッチプレート６０、テストトレイＴＳＴおよびＩＣソケット５０を示す分解斜視図、図５は同じく測定部１０２を示す断面図、図６は同じく測定部１０２におけるＺ軸駆動装置７０の一例を示す断面図である。
【００３３】
図４および図５に示すように、テストヘッド５の上には、ＩＣソケット５０が、同図に示すテストトレイＴＳＴ（図４においてＹ軸方向に８列、Ｘ軸方向に１６列）に対して、たとえばＹ軸方向に８列、Ｘ軸方向には１つおきに８列というふうに、被試験ＩＣに対応した数（合計６４個）で配置されている。なお、一つ一つのＩＣソケット５０の大きさを小さくすることができれば、テストトレイＴＳＴに保持されている全ての被試験ＩＣを同時にテストできるように、テストヘッド５の上に、８列（Ｙ軸方向）×１６列（Ｘ軸方向）のＩＣソケット５０を配置しても良い。
【００３４】
各ＩＣソケット５０は、複数のコンタクトピンを有し（図示せず）、このコンタクトピンは、スプリングなどによって上方向にバネ付勢されている。したがって、被試験ＩＣを押し付けても、コンタクトピンがＩＣソケット５０の上面まで後退する一方で、被試験ＩＣが多少傾斜して押し付けられても、被試験ＩＣの全ての端子にコンタクトピンが接触できるようになっている。
【００３５】
ＩＣソケット５０が設けられたテストヘッド５の上には、ベルト式コンベアなどの搬送機構４０によってテストトレイＴＳＴが搬送されるが、一度にテストされる被試験ＩＣの間隔に応じた数（上記テストトレイＴＳＴにあっては、Ｘ軸方向に対しては１列おきに合計８列の計６４個）のインサート１６が、対応するＩＣソケット５０の上に位置するようになっている。
【００３６】
テストトレイＴＳＴが搬送される測定部１０２のケーシング８０の上部には、Ｚ軸駆動装置７０が設けられている。なお、ケーシング８０の内壁には、断熱材８４が装着されている。
【００３７】
図６に示すように、二対の駆動軸７８は（同図には一対のみを示し、図４に二対の駆動軸７８を示す。）、ケーシング８０を貫通して、ケーシング８０の上方に伸びており、その上端は、上部プレート１１０に連結されている。ケーシング８０の上部には、一対の軸受け１１２が固定されており、これら軸受け１１２により、駆動軸７８のＺ軸方向移動が許容されている。
【００３８】
上部プレート１１０の略中央部には、ボールネジアダプタ１１４が固定されている。このアダプタ１１４には、雌ネジが形成されており、その雌ネジが主駆動軸１１６の雄ネジに螺合するようになっている。主駆動軸１１６の下端は、ケーシング８０の内部に埋め込まれた回転軸受け１１８により回転自在に保持されており、その上端部は、支持フレーム１３０に装着された回転軸受け１２０により回転自在に保持されている。
【００３９】
支持フレーム１３０は、支持ロッド１３２によりケーシング８０の上部に装着されている。主駆動軸１１６の上端は、支持フレーム１３０から上部に飛び出し、その部分に第１プーリ１２２が固定されている。またこの第１プーリ１２２に対して、所定距離離れて第２プーリ１２６が支持フレーム１３０の上部に配置されており、これらは動力伝達ベルト１２４により連結されている。
【００４０】
第２プーリ１２６の回転軸は、ギアボックス１２８に連結されており、ギアボックス１２８はステップモータ１３４の回転軸に連結され、ステップモータ１３４の回転軸が回転することにより、第２プーリ１２６が回転するようになっている。第２プーリ１２６が回転駆動されると、その回転力は、ベルト１２４を介して第１プーリ１２２へと伝達され、第１プーリ１２２が回転する。そして、第１プーリ１２２が回転すると、主駆動軸１１６も回転し、その結果、アダプタ１１４が駆動軸１１６の回転運動を直線運動に変換し、上部プレート１１０をＺ軸方向に沿って移動させる。上部プレート１１０が移動すると、その駆動力は、駆動軸７８を介して駆動プレート７２へと伝達し、駆動プレート７２をＺ軸方向に沿って移動させる。
【００４１】
なお、同図に示すように、モータ１３４には、センサとしてのエンコーダ１３６が内蔵または別個に装着されており、モータ１３の回転軸の回転量を計測可能になっている。そして、このエンコーダ１３６からの出力信号は、モータ制御装置１４０へ送出され、モータ制御装置１４０は、モータ１３４の駆動を制御するようになっている。
【００４２】
駆動プレート７２の下面には、後述するマッチプレート６０のアダプタ６２に対応する数の押圧部７４が固定（または微動押圧可能）されており、マッチプレート６０に保持されたアダプタ６２の上面を押圧するようになっている。なお、便宜的に図５の駆動プレート７２には４列の押圧部７４が示され、駆動軸７８の数も１本であるが、実際には、図４および図６に示すように、押圧部７４がＹ軸方向に８列、Ｘ軸方向に８列配置され、駆動軸７８の数も４本とされている。ただし、これらの数は特に限定されない。
【００４３】
マッチプレート６０は、テストヘッド５の上部に位置するように、かつ、プッシャ３０とＩＣソケット５０との間にテストトレイＴＳＴが搬入可能となるように装着されている。具体的には、図５および図６に示す駆動プレート７２に垂下して固定されたレールＲ（図３参照）に差し込まれることでセットされ、この着脱操作は、図３に示すように測定部１０２のチャンバに設けられたドアＤを開いて行われる。
【００４４】
マッチプレート６０には、ＩＣソケット５０の数に対応して、複数（本例では８列×８列＝６４個）のアダプタ６２が微動可動に保持されており、このアダプタ６２の下端にプッシャ３０がそれぞれ固定されている。したがって、プッシャ３０は、テストヘッド５またはＺ軸駆動装置７０の駆動プレート７２に対して、Ｚ軸方向に僅かに移動可能とされている。
【００４５】
マッチプレート６０は、試験すべきＩＣの形状などに合わせて、アダプタ６２およびプッシャ３０と共に、交換自在な構造になっている。なお図５において、テストトレイＴＳＴは、紙面に垂直方向（Ｘ軸）から、プッシャ３０とＩＣソケット５０との間に搬送されてくる。テストトレイＴＳＴの搬送移動に際しては、Ｚ軸駆動装置７０の駆動プレート７２は、Ｚ軸方向に沿って上昇しており、プッシャ３０とＩＣソケット５０との間には、テストトレイＴＳＴが搬入される十分な隙間が確保されている。
【００４６】
図７は本発明のマッチプレートの実施形態を示す正面図であり、本実施形態のマッチプレート６０は、Ｘ軸に沿う分割面６４にて２つのマッチプレート６０Ａ，６０Ｂに分割されている。それぞれのマッチプレート６０Ａ，６０Ｂには、上述したアダプタ６２およびプッシャ３０を装着するための装着孔６６が８列（Ｘ軸方向）×４列（Ｙ軸方向）の３２個形成されている。また、分割面６４の中央部には、これら２つのマッチプレート６０Ａ，６０Ｂを少なくともＹ軸方向に係止するための対をなす凹凸部６８が形成されており、図３に示すように測定部１０２への着脱時（特に取り外すとき）に、手前のマッチプレート６０Ａを引き出せば奥のマッチプレート６０Ｂが一緒に引き出せるようになっている。
【００４７】
この凹凸部６８は、マッチプレート６０を測定部１０２へ着脱する際に使用されるもので、測定部１０２から取り外したのちは、この係合を解いてマッチプレート６０を２つに分割し、持ち運んだり保管したりする。図７において「６１」は当該マッチプレート６０Ａ，６０Ｂを持つための把持用孔である。
【００４８】
次に作用を説明する。
マッチプレート６０、テストヘッド５のＩＣソケット５０およびテストトレイＴＳＴのインサートは、試験すべきＩＣの形状などに応じた専用部品（いわゆるチェンジキット）とされている。そして、上述したようなハンドラ１において試験対象の電子部品（ＩＣ）が変わると、それに応じたチェンジキットをたとえば倉庫から持ち出してきて、現在装着されているチェンジキットと交換するといった段取り作業が行われる。
【００４９】
この場合、たとえば図４に示すような同測数の多い試験仕様では、マッチプレート６０もそれに応じて大きくかつ重くなるが、本実施形態のマッチプレート６０は２つに分割されているので、持ち運んだり、保管したりするときは分割することができる一方、装着するときは凹凸部６８を利用して測定部１０２に挿入または引き出すことができる。したがって、持ち運ぶ際には特に重量物として取り扱う必要もなく、また保管する際にも小さくできるので保管性にも優れている。
【００５０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５１】
上述した実施形態では、マッチプレート６０を２つに分割した例のみを示したが、本発明は３つ以上に分割することも含む趣旨である。また、上記実施形態では分割面６４をＸ軸に沿って構成したが、これには限定されずＹ軸やそれ以外の方向に分割しても良い。また、係合部の具体的形状は凹凸部６８にのみ限定される趣旨ではなく、種々の係合形態をも含む趣旨である。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、搬送時、保全時あるいは保管には分割した状態で使用できるので小型化、軽量化が図られる一方で、電子部品試験装置へ装着した状態では同測数の増加に対応できる大きさで使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマッチプレートが適用される電子部品試験装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１の電子部品試験装置を背面から見た斜視図である。
【図３】マッチプレートの装着方法を説明するための斜視図である。
【図４】図１の測定部におけるＺ軸駆動手段、マッチプレート、テストトレイおよびソケットを示す分解斜視図である。
【図５】図１の測定部におけるＺ軸駆動手段、マッチプレート、テストトレイおよびソケットを示す断面である。
【図６】図１の測定部におけるＺ軸駆動手段の一例を示す断面図である。
【図７】本発明のマッチプレートの実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
５０…ソケット
６０…マッチプレート
６０Ａ，６０Ｂ…分割されたマッチプレート
６１…把持用孔
６２…アダプタ
６４…分割面
６６…装着孔
６８…凹凸部（係合部）
７０…Ｚ軸駆動装置（Ｚ軸駆動手段）

Claims

テストトレイに搭載された複数の被試験電子部品が電気的に接触する複数のソケットと、電子部品試験装置側に設けられ前記被試験電子部品を前記ソケットへ押し付けるＺ軸駆動手段との間であって、前記Ｚ軸駆動手段とともに動作するフレーム部材に着脱可能に設けられたマッチプレートにおいて、
少なくとも二つのプレートに分割されており、かつ、分割された各プレートには、前記被試験電子部品を押圧するためのプッシャがそれぞれ設けられており、
前記マッチプレートは、少なくとも、前記フレーム部材に対するマッチプレートの着脱方向に対して実質的に直交する方向に沿う分割面を有し、
前記分割面には、分割された一方のプレートの分割面に形成された凹部および他方のプレートの分割面に形成された凸部からなり、分割されたマッチプレートを少なくとも前記着脱方向に対して係合させ、分割された各プレートを同時に着脱可能としている係合部が形成されていることを特徴とする電子部品試験装置用マッチプレート。