JP4319709B2

JP4319709B2 - 半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置

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Publication number: JP4319709B2
Application number: JP20793098A
Authority: JP
Inventors: 眞根本
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Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2009-08-26
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には、半導体デバイスを試験するために使用される半導体デバイス試験装置に関し、詳しく言うと、半導体デバイス試験装置のテストヘッドと呼ばれている部分を、この試験装置のテスト部に装着する際に、所定の高さ位置に移動させて保持するためのテストヘッド位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試験すべき半導体デバイス（一般にＤＵＴと呼ばれる）に所定の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半導体デバイス試験装置（一般にＩＣテスタと呼ばれている）には、半導体デバイスをテスト部に搬送し、このテスト部において半導体デバイスをテストヘッドと呼ばれている部分（試験用の各種の電気信号を供給及び受信する半導体デバイス試験装置の一部分、以下、テストヘッドと称す）に取り付けられたデバイスソケットに電気的に接触させ、テスト終了後に試験済み半導体デバイスをテスト部から搬出し、テスト結果に基づいて試験済み半導体デバイスを良品、不良品に仕分けする半導体デバイス搬送処理装置（一般にハンドラと呼ばれる）を接続したものが多い。本明細書ではこの種の半導体デバイス搬送処理装置（以下、ハンドラと称す）を一体的に接続した形式の半導体デバイス試験装置を単に半導体デバイス試験装置と称す。なお、以下においては、説明を簡単にするために、半導体デバイスの代表例である半導体集積回路（以下、ＩＣと称す）を例に取って説明する。
【０００３】
まず、従来の水平搬送方式と呼ばれるハンドラの一例の概略の構成について、図３を参照して簡単に説明する。
例示のハンドラ６０は、これから試験を行なうＩＣ（被試験ＩＣ）をテストトレイ６４に転送、載置し直すローダ部６１と、ソーク室６６及びテスト部６７を含む恒温槽６５と、テスト部６７での試験が終了した後、テスト部６７からテストトレイ６４に載置されて搬送されて来た試験済みＩＣを除熱又は除冷するためのエグジット室６８（除熱／除冷室とも呼ばれている）と、エグジット室６８からテストトレイ６４に載置されて搬送されて来た試験済みＩＣをテストトレイ６４から汎用トレイ（カストマトレイとも呼ばれる）６３に転送、載置し直すアンローダ部６２とを備えている。
【０００４】
恒温槽６５のソーク室６６及びテスト部６７、並びにエグジット室６８はハンドラ６０の後側にこの順序で図において左右方向（この方向をＸ軸方向とする）の左から右へと配列されており、ローダ部６１及びアンローダ部６２は恒温槽６５及びエグジット室６８の前部にそれぞれ配置され、さらに、被試験ＩＣを載置した汎用トレイ６３ＤＴや、分類された試験済みのＩＣを載置した汎用トレイ６３ＳＴや空の汎用トレイ６３ＥＴ等を格納するトレイ格納部７０がハンドラ６０の最前部に配置されている。
【０００５】
恒温槽６５のソーク室６６はローダ部６１においてテストトレイ６４に積み込まれた被試験ＩＣに所定の高温又は低温の温度ストレスを与えるためのものであり、恒温槽６５のテスト部６７はソーク室６６で所定の温度ストレスが与えられた状態にあるＩＣの電気的試験を実行する部分である。ソーク室６６で被試験ＩＣに与えられた所定の高温又は低温の温度ストレスを、試験中、その温度のままに維持するために、これらソーク室６６及びテスト部６７は内部雰囲気を所定の一定の温度に維持することができる恒温槽６５内に配置されている。
【０００６】
テストトレイ６４は、ローダ部６１→ソーク室６６→テスト部６７→エグジット室６８→アンローダ部６２→ローダ部６１と循環移動される。テストトレイ６４はこの循環経路中に所定の個数だけ配されており、図示しないテストトレイ搬送手段によって図示の矢印の方向に順次に移動される。
ローダ部６１において汎用トレイ６３から被試験ＩＣが積み込まれたテストトレイ６４は、ローダ部６１から恒温槽６５へ送られ、この恒温槽６５の前方側に設けられた挿入口からソーク室６６内へ搬入される。ソーク室６６には垂直搬送機構が装着されており、この垂直搬送機構は複数枚（例えば５枚）のテストトレイ６４を所定の間隔を置いて積層状態で支持できるように構成されている。図示の例ではローダ部６１からのテストトレイが一番上のトレイ支持段に支持され、一番下のトレイ支持段に支持されていたテストトレイがソーク室６６の下部においてＸ軸方向の右側に隣接した状態で連結されているテスト部６７へ搬出される。従って、テストトレイ６４は挿入方向とは直角な方向へ送り出される。
【０００７】
垂直搬送機構は各トレイ支持段に支持されたテストトレイを垂直方向（この方向をＺ軸方向とする）下方の次のトレイ支持段へと順次に移動させる。一番上のトレイ支持段のテストトレイが一番下のトレイ支持段まで順次移動される間に、また、テスト部６７が空くまで待機する間に、被試験ＩＣは高温又は低温の所定の温度ストレスを与えられる。
【０００８】
テスト部６７にはテストヘッド（図示せず）が配置されており、ソーク室６６から一枚づつ搬出されたテストトレイ６４はテストヘッドの上に運ばれ、そのテストトレイに搭載された被試験ＩＣの内の所定数の被試験ＩＣが、テストトレイ６４に搭載されたまま、テストヘッドに取り付けられたデバイスソケット（図示せず）と電気的に接触させられる。テストヘッドを通じて一枚のテストトレイ上の全ての被試験ＩＣの試験が終了すると、テストトレイ６４はテスト部６７から再びＸ軸方向右側へ搬送されてエグジット室６８に送られ、このエグジット室６８で試験済みＩＣの除熱又は除冷が行なわれる。
【０００９】
エグジット室６８も上記ソーク室６６と同様に垂直搬送機構を備えており、この垂直搬送機構により複数枚（例えば５枚）のテストトレイを積層状態で所定の間隔を置いて支持できるように構成されている。図示の例ではテスト部６７からのテストトレイが一番下のトレイ支持段に支持され、一番上のトレイ支持段に支持されていたテストトレイがアンローダ部６２へ搬出される。垂直搬送機構は各トレイ支持段に支持されたテストトレイを垂直方向上方の次のトレイ支持段へと順次に移動させる。一番下のトレイ支持段のテストトレイが一番上のトレイ支持段まで順次移動される間に、試験済みＩＣは除熱又は除冷されて外部温度（室温）に戻される。
【００１０】
一般に、ＩＣの試験はソーク室６６において−５５℃〜＋１２５℃のような広い温度範囲内の任意の温度ストレスをＩＣに与えて実施されるので、エグジット室６８は、ソーク室６６で被試験ＩＣに、例えば＋１２０℃程度の高温を印加した場合には、送風により冷却して室温に戻し、また、ソーク室６６で被試験ＩＣに、例えば−３０℃程度の低温を印加した場合には、温風或いはヒータ等で加熱し、結露が生じない程度の温度に戻している。また、被試験ＩＣを載置するテストトレイ６４は、通常、このような広い温度範囲に耐える、即ち、高／低温に耐える材料より形成されたものを使用しているが、被試験ＩＣを常温で試験する場合には、テストトレイ６４を高／低温に耐える材料より形成する必要はない。
【００１１】
除熱又は除冷後、テストトレイ６４はテスト部６７から送り込まれた方向とは直角な方向（この方向をＹ軸方向とする）で、かつエグジット室６８の前方側へと搬送されてエグジット室６８からアンローダ部６２へ排出される。
アンローダ部６２は試験結果のデータに基づいてテストトレイ６４上の試験済みＩＣをカテゴリ毎に分類して対応する汎用トレイ６３に搭載するように構成されている。この例ではアンローダ部６２はテストトレイ６４を第１及び第２の２つのポジションＡとＢに停止できるように構成されており、これら第１ポジションＡと第２ポジションＢに停止したテストトレイ６４から試験済みＩＣを試験結果のデータに従って分類し、汎用トレイセット位置（停止位置）に停止している対応するカテゴリの汎用トレイ、図示の例では４つの汎用トレイ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ及び６４ｄに格納する。
【００１２】
アンローダ部６２で空になったテストトレイ６４はローダ部６１に搬送され、ここで汎用トレイ６３から再び被試験ＩＣが転送、載置される。以下、同様の動作を繰り返すことになる。
ところで、アンローダ部６２の汎用トレイセット位置に配置できる汎用トレイの数はスペースの関係からこの例では４個が限度となる。従って、リアルタイムに仕分けができるカテゴリは４分類に制限される。一般的には良品を高速応答素子、中速応答素子、低速応答素子の３カテゴリに分類すると共に、不良品の分類を加えて４カテゴリで十分であるが、時としてこれらのカテゴリに属さない試験済みＩＣが発生することがある。このような４カテゴリ以外のカテゴリに入るＩＣが発生した場合には、そのカテゴリを割り当てた汎用トレイをトレイ格納部７０から取り出してアンローダ部６２の汎用トレイセット位置に搬送し、その汎用トレイに格納することになる。その際に、アンローダ部６２に位置する任意の１つの汎用トレイをトレイ格納部７０の所定位置へ搬送、格納する必要もある。
【００１３】
仕分け作業の途中で汎用トレイの入れ替えを行なうと、その間は仕分け作業を中断しなければならない。このため、この例では、テストトレイ６４の停止ポジションＡ、Ｂと汎用トレイ６３ａ〜６３ｄの配置位置との間にバッファ部７１を設置し、このバッファ部７１に、たまにしか発生しないカテゴリに属するＩＣを一時的に預けるように構成されている。バッファ部７１には、例えば２０〜３０個程度のＩＣを格納できる容量を持たせると共に、バッファ部７１の各ＩＣ格納位置に格納されたＩＣが属するカテゴリを記憶する記憶部を設け、この記憶部に、バッファ部７１に一時的に預かったＩＣのカテゴリと位置を各ＩＣ毎に記憶し、仕分け作業の合間、又はバッファ部７１が満杯になった時点でバッファ部７１に預かっているＩＣが属するカテゴリの汎用トレイをトレイ格納部７０からアンローダ部６２へ搬送させ、その汎用トレイに格納する。なお、バッファ部７１に一時的に預けられるＩＣのカテゴリは複数にわたる場合もある。従って、複数のカテゴリにわたる場合には、一度に数種類の汎用トレイをトレイ格納部７０からアンローダ部６２へ搬送させることになる。
【００１４】
ローダ部６１において汎用トレイセット位置（停止位置）に停止している汎用トレイ６３からテストトレイ６４へ被試験ＩＣを転送するのに、通常、可動ヘッド（この技術分野ではピックアンドプレースと呼ばれている）を備えたＸ−Ｙ搬送装置（図示せず）が使用されている。この可動ヘッドの下面に装着されたＩＣ吸着パッド（ＩＣ把持部材）が汎用トレイ６３に載置された被試験ＩＣに当接し、真空吸引作用によりＩＣを吸着、把持して汎用トレイ６３からテストトレイ６４にＩＣを転送する。アンローダ部６２においてテストトレイ６４から汎用トレイ６３へ試験済みＩＣを転送する際にも同様の構成のＸ−Ｙ搬送装置が使用される。通常、可動ヘッドには例えば８個程度の吸着パッドが装着され、一度に８個までのＩＣを転送できるように構成されている。
【００１５】
また、図示しないが、トレイ格納部７０の上部にはトレイ搬送装置が設けられており、ローダ部６１においては、このトレイ搬送装置によって、トレイ格納部７０から被試験ＩＣを載置した汎用トレイ６３ＤＴが汎用トレイセット位置（被試験ＩＣをテストトレイ６４へ転送する位置）に搬送され、空になった汎用トレイ６３はトレイ格納部７０内の所定位置（通常は空の汎用トレイ６３ＥＴが格納されている位置）に格納される。同様に、アンローダ部６２においては、上記トレイ搬送装置によって、対応するカテゴリの汎用トレイがトレイ格納部７０から汎用トレイセット位置（テストトレイ６４から試験済みＩＣを受け取る位置）へそれぞれ搬送され、満杯になった汎用トレイはトレイ格納部７０内の所定位置に格納され、空の汎用トレイ６３ＥＴがトレイ格納部７０から汎用トレイセット位置へ搬送される。
【００１６】
さらに、ローダ部６１において汎用トレイセット位置とテストトレイ６４の停止位置との間にはプリサイサと呼ばれるＩＣの位置修正装置６９が設けられている。このプリサイサ６９は比較的深い複数個の凹部を有し、これら凹部内に汎用トレイ６３からテストトレイ６４へ搬送される被試験ＩＣをいったん落し込む。各凹部の周縁は傾斜面で囲まれており、この傾斜面でＩＣの落下位置が規定される。プリサイサ６９によって８個の被試験ＩＣの相互の位置を正確に規定した後、これら位置が規定されたＩＣを再び可動ヘッドにて把持し、テストトレイ６４へ搬送する。このようなプリサイサ６９を設ける理由は、汎用トレイ６３ではＩＣを保持する凹部はＩＣの形状よりも比較的大きく形成されており、このため、汎用トレイ６３に格納されているＩＣの位置には大きなバラツキがあり、可動ヘッドにて把持したＩＣをそのまま直接テストトレイ６４に搬送すると、テストトレイ６４に形成されたＩＣ収納凹部に直接落し込むことができないＩＣが存在することになる。このためにプリサイサ６９を設け、このプリサイサ６９でテストトレイ６４に形成されたＩＣ収納凹部の配列精度にＩＣの配列精度を合せるようにしているのである。
【００１７】
このような構成のハンドラを接続したＩＣテスタは、図４に示すように、ハンドラ６０のテスト部６７に配置されるテストヘッド８１がＩＣテスタの主要な電気及び電子回路、電源等を収納したテスタ本体８０（この技術分野ではメインフレームと呼ばれている）とは別体に構成され、これらテスタ本体８０とテストヘッド８１との間は例えばケーブルのような信号伝送路８２によって接続されている。テストヘッド８１はその内部に測定回路（ドライバ、コンパレータ等を含む回路）が収納されており、その上部に図示しないパフォーマンスボードが取り付けられ、このパフォーマンスボード上に所定個数のデバイスソケット（この例では半導体デバイスはＩＣであるのでＩＣソケット）が装着されている。
【００１８】
図４から明瞭なように、テストヘッド８１はハンドラ６０のテスト部６７の底面（この例では恒温槽の底面）に取り付けられ、このテスト部６７の底面に形成された開口を通じてテストヘッド８１のＩＣソケットがハンドラ６０のテスト部６７内に露出される。このため、テストヘッド８１をＺ軸方向（鉛直方向）に昇降させて適正な位置に保持するための位置決め装置が必要となる。
【００１９】
この技術分野で良く知られているように、テスト部６７において同時に試験することができるＩＣの個数はテストヘッド８１に装着されるＩＣソケットの個数に依存する。近年、ＩＣテスタの使用効率を高めるために、テスト部において同時に試験又は測定することができるＩＣの個数（同時測定個数又は同測数）の増大が要望されており、テストヘッドに取り付けるＩＣソケットの個数が多くなり、必然的にテストヘッドが大型化している。その結果、テストヘッドの重量は増大する傾向にある。例えば、３００ｋｇにも及ぶ重量の大なるテストヘッドもある。その上、テストヘッドは試験するＩＣの種類、試験内容、テストトレイの寸法等に応じてそれと対応するテストヘッドと交換される。また、メンテナンスも必要であるのでテストヘッドは容易に取り外せることが好ましい。
【００２０】
一方、テストヘッドは、この技術分野でハイフィックス（Ｈｉ−ｆｉｘ）ベース或いはテストフィックスチャと呼ばれている取り付け具によってハンドラのテスト部に取り付けられる。従って、テストヘッドをテスト部に装着する際には、このような重量のあるテストヘッドをハンドラの後部からテスト部の下方の所定の位置に搬送し、この位置からさらに、所定の高さ位置まで鉛直方向に上昇させてその位置に保持し、取り付け具をテスト部に取り付けるという手順を取っている。
【００２１】
重量の大なるテストヘッドをハンドラのテスト部の下方位置から鉛直方向に昇降させて保持する位置決め装置として、従来よりジャッキ機構が使用されている。次に、従来から使用されているこの種のジャッキ機構について図５及び図６を参照して説明する。
図５は比較的重量の大なるテストヘッドを鉛直方向に昇降させるためのジャッキ機構の一例の概略構成を示す側面図である。上述したように、通常、テストヘッドの上部にはパフォーマンスボードが取り付けられ、このパフォーマンスボードに所定個数のＩＣソケットが装着され、ハイフィックスベースのような取り付け具でハンドラのテスト部に取り付けられるが、図５はテストヘッドのジャッキ機構１０を例示するためのものであるのでテストヘッドは単にブロック８１としてのみ図示する。なお、図５にはテストヘッド８１の一方の側面のみを示すが、対向する反対側の側面にも同様の構成のジャッキ機構１０が設けられている。
【００２２】
例示のジャッキ機構１０は、テストヘッド８１の底面より下方の所定の高さ位置においてテストヘッド８１の側面下端縁に沿って水平方向（図５において左右方向）に延在する長尺の送りねじ（この例では雄ねじ）１１と、この送りねじ１１と螺合するねじ山を内部に有し、所定の間隔を置いて送りねじ１１に螺合されている２つの可動ねじ（この例では雌ねじ）１２Ａ及び１２Ｂとよりなる２つのねじ対偶を含む。
【００２３】
これらねじ対偶の可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは、例えばボールねじ（雄ねじと雌ねじの溝を対向させ、螺旋状の溝に鋼球を入れたねじ）により構成することができる。可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは送りネジ１１の回転方向に応じてこの送りねじ１１に沿って図示矢印１９で示す方向及びその逆方向に往復動する。また、これら可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂの側面上部には軸１３Ａ及び１３Ｂがそれぞれ直角方向（図５の紙面を貫通する方向）に外側へ突出した状態に植設されている。
【００２４】
ジャッキ機構１０は、さらに、テストヘッド８１の側面に取り付けられたほぼ長方形の可動支持体２１のほぼ同じ高さ位置に、送りねじ１１の延在する方向に所定の間隔を置いて、それぞれ直角方向に外側へ突出するように植設された２つの結合軸１４Ａ及び１４Ｂと、送りねじ１１と所定の間隔を置いてその外側位置に対向配置された図示しない支持部材のほぼ同じ高さ位置（この例では可動支持体２１より若干下側の位置）に、送りねじ１１の延在する方向に所定の間隔を置いて、それぞれ直角方向に外側へ（テストヘッド側へ）突出するように植設された２つの固定の軸１５Ａ及び１５Ｂと、それぞれの一端が上記可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂに固定された軸１３Ａ及び１３Ｂ（以下、第１固定軸と称す）にそれぞれ回動自在に取り付けられ、それぞれの他端が上記可動支持体２１の結合軸１４Ａ及び１４Ｂにそれぞれ回動自在に取り付けられた２つの駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂと、それぞれの一端が上記支持部材に固定された軸１５Ａ及び１５Ｂ（以下、第２固定軸と称す）にそれぞれ回動自在に取り付けられた２つの従動アーム１８Ａ及び１８Ｂと、対応する駆動アームと従動アームのほぼ中心部を回動自在に結合する枢軸１７Ａ及び１７Ｂとを具備する。
【００２５】
従動アーム１８Ａ及び１８Ｂの他端にはテストヘッド８１側へ突出するスライド軸２２Ａ及び２２Ｂが固定されており、これらスライド軸２２Ａ及び２２Ｂは可動支持体２１の対応する位置に水平方向に形成された長孔２３Ａ及び２３Ｂ中に突出し、従動アーム１８Ａ及び１８Ｂが回動するときにこれら長孔２３Ａ及び２３Ｂ中をそれぞれスライドする。
【００２６】
上記送りねじ１１と対向配置された支持部材は支持基盤５（この例ではハンドラの設置面）に直接固定してもよいし、或いはハンドラのフレームを支持部材として利用してもよい。
なお、第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂは、支持基盤５に固定された別個の（この例では２つの）支持部材にそれぞれ固定されてもよい。また、枢軸１７Ａ及び１７Ｂは駆動アーム又は従動アームの一方に固定した軸でもよい。
【００２７】
送りねじ１１は、支持基盤５に固定された図示しない複数個の支持体によって回転自在に支持されており、かつ送りねじ１１の一端は、同じく支持基盤５に固定されたモータ２７の回転軸に、減速機２６及びカップリング２５を介して接続されている。一方、可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは支持基盤５又は送りねじ１１の支持体に固定され、かつ送りねじ１１に沿う方向に延在する図示しない案内レールに摺動自在に支持されている。
【００２８】
上記従動アーム１８Ａ及び１８Ｂは駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂとほぼ同じ形状及び寸法を有し、枢軸１７Ａ及び１７Ｂによって対応する駆動アームと従動アームはそれぞれＸ字状に結合されている。従って、送りねじ１１の例えば時計方向の回転（正回転）により２つの可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂが図の矢印１９で示す方向に移動し、駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂが図示の位置から直立する方向へ駆動されると、従動アーム１８Ａ及び１８Ｂも図示の位置から直立する方向に移動する。これによって可動支持体２１が図の矢印２０で示す鉛直方向に上昇するので、この可動支持体２１に取り付けられたテストヘッド８１も鉛直方向に上昇することになる。
【００２９】
図５に示す初期状態においては、可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂの第１固定軸１３Ａ及び１３Ｂ、送りねじ１１と対向配置された支持部材の第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂの軸芯はほぼ同じ高さ位置（同一水平面）にあり、可動支持体２１の結合軸１４Ａと送りねじ１１と対向配置された支持部材の第２固定軸１５Ａの軸芯がほぼ同一の鉛直面上にあり、可動支持体２１の結合軸１４Ｂと送りねじ１１と対向配置された支持部材の第２固定軸１５Ｂの軸芯がほぼ同一の鉛直面上にあるように配列したが、このような配列に限定されるものではない。
【００３０】
テストヘッド８１の反対側の側面にもほぼ長方形の可動支持体及び同様構成のジャッキ機構が設けられているので、テストヘッド８１は両側面の一対の可動支持体及び一対のジャッキ機構（送りねじ、可動ねじ、駆動アーム及び従動アーム）によって、図示するように支持基盤５から所定の高さ位置に支持されている。なお、支持基盤５はハンドラのフレームによって構成される場合もある。
【００３１】
次に、上記構成のジャッキ機構１０の動作について説明する。
まず、テストヘッド８１をハンドラのテスト部の下側の所定の位置に搬送し、テストヘッド８１の両側面に可動支持体２１を取り付ける。このとき、ジャッキ機構１０は図５に示す初期状態にある。次に、モータ２７を駆動して送りねじ１１をこの例では時計方向に回転させる。これにより、図５に示す位置にある２つの可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは図示矢印１９の方向に移動するから、これら可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂの第１固定軸１３Ａ及び１３Ｂに回動自在に支持された駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂの一端は第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂに接近する方向にそれぞれ徐々に移動する。よって、これら駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂは、従動アーム１８Ａ及び１８Ｂのそれぞれ一端が第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂに回動自在に支持されているので、枢軸１７Ａ及び１７Ｂを回動点として直立する方向に（反時計方向に）回動し、可動支持体２１に取り付けられた結合軸１４Ａ及び１４Ｂを上方へ押し上げようとする。一方、従動アーム１８Ａ及び１８Ｂは、駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂの直立する方向への回動によって枢軸１７Ａ及び１７Ｂが斜め右上へ上昇するので、第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂを固定の回動点として直立する方向に（時計方向に）回動する。その結果、可動支持体２１の結合軸１４Ａ及び１４Ｂを図示矢印２０で示す鉛直方向へ上昇させる駆動力が発生する。かくして、可動支持体２１が図の矢印２０で示す鉛直方向に上昇するので、この可動支持体２１に取り付けられたテストヘッド８１も同時に鉛直方向へ上昇することになる。
【００３２】
このようにモータ２７によって送りねじ１１を回転させてテストヘッド８１を徐々に鉛直方向へ上昇させ、ハンドラのテスト部に対してテストヘッド８１を精密に位置決めしながら所定の高さ位置まで上昇させる。この高さ位置でモータ２７の駆動を停止し、テストヘッド８１をその高さ位置に保持する。この状態でハイフィックスベースのような取り付け具によりテストヘッド８１をハンドラのテスト部の所定位置に取り付ける。これによってテストヘッド８１に取り付けられたＩＣソケットがテスト部内に露出される。
【００３３】
テストヘッド８１を降下させるときには、取り付け具とハンドラのテスト部との接続を解除し、モータ２７を駆動して送りねじ１１をこの例では反時計方向に回転させる。これにより、２つの可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは図示矢印１９の方向とは反対の方向に移動し、テストヘッド８１が図５に示す初期状態の位置に降下することは明白であるのでこれ以上の説明は省略する。
【００３４】
図６は比較的軽量のテストヘッドを鉛直方向に昇降させるためのジャッキ機構の一例の概略構成を示す正面図であり、ジャッキ機構を手動で昇降できるように構成した事例を示す。なお、図６もテストヘッドのジャッキ機構３０を例示するためのものであるのでテストヘッドは単にブロック８１としてのみ図示する。また、図６ではテストヘッド８１を正面より見ているので（ＩＣテスタの正面から見ると図６は背面図となるが、この発明はテストヘッドが主題であるので図６を正面図とする）、テストヘッド８１の両端は側面となる。
【００３５】
例示のジャッキ機構３０は、テストヘッド８１の底面のほぼ中心部の下方の所定の高さ位置において支持基盤５に回転自在に支持された小径のスプロケット３２と、この小径のスプロケット３２を中心にしてその左右の両側に所定の間隔を置いて対向状態に配置された径の大きい２つのスプロケット３３Ａ及び３３Ｂとを含む。これら大径の２つのスプロケット３３Ａ及び３３Ｂはテストヘッド８１の両側面より若干外側の位置において支持基盤５に回転自在に支持されている。
【００３６】
小径のスプロケット３２にはハンドル３１が同軸状態で固定されており、小径のスプロケット３２と２つの大径のスプロケット３３Ａ及び３３Ｂとはチェーン３４によって連結されている。この場合、ハンドル３１に取り付けられた取っ手３１Ｈによってハンドル３１を回転させ、小径のスプロケット３２を回転させると、２つの大径のスプロケット３３Ａ及び３３Ｂはチェーン３４を通じて小径のスプロケット３２の回転速度よりもかなりゆっくりと、かつ同じ速度で回転するように、これらスプロケット３２、３３Ａ及び３３Ｂの大きさ、歯数等を予め設定しておく。
【００３７】
大径のスプロケット３３Ａ及び３３Ｂには第１傘歯車３５Ａ及び３５Ｂが同軸状態で固定されており、これらスプロケット３３Ａ及び３３Ｂの回転と同時に回転する。また、これら第１傘歯車３５Ａ及び３５Ｂに対しほぼ直角な角度で噛み合う第２傘歯車３６Ａ及び３６Ｂが設けられており、これら第２傘歯車３６Ａ及び３６Ｂは鉛直方向に直立する送りねじ（この例では雄ねじ）３７Ａ及び３７Ｂの下端にそれぞれ固定されている。これら送りねじ３７Ａ及び３７Ｂは支持基盤５或いはハンドラのフレームに回転自在に支持されており、かつテストヘッド８１の両側面の水平方向のほぼ中心部に取り付けられた螺合部３８Ａ及び３８Ｂとそれぞれ螺合している。これら螺合部３８Ａ及び３８Ｂは内部に送りねじ３７Ａ及び３７Ｂと螺合するねじ山を有し、例えばボールねじによって構成することができる。よって、第１傘歯車３５Ａ及び３５Ｂが回転し、これに噛み合う第２傘歯車３６Ａ及び３６Ｂが回転すると、送りねじ３７Ａ及び３７Ｂも同時に回転するので螺合部３８Ａ及び３８Ｂは鉛直方向に移動することになる。
【００３８】
次に、上記構成のジャッキ機構３０の動作について説明する。
まず、テストヘッド８１をハンドラのテスト部の下側の所定の位置に搬送し、テストヘッド８１の両側面に螺合部３８Ａ及び３８Ｂを取り付ける。このとき、ジャッキ機構３０は図６に示す初期状態にある。次に、オペレータは取っ手３１Ｈによってハンドル３１をこの例では時計方向に回転させ、小径のスプロケット３２を時計方向に回転させる。これによって２つの大径のスプロケット３３Ａ及び３３Ｂはチェーン３４を通じてかなりゆっくりと、かつ同じ速度で時計方向に回転するから、これらスプロケット３３Ａ及び３３Ｂに固定された第１傘歯車３５Ａ及び３５Ｂが同時に時計方向に回転し、これに噛み合う第２傘歯車３６Ａ及び３６Ｂは反時計方向に回転する。
【００３９】
この例では、送りねじ３７Ａ及び３７Ｂが反時計方向に回転すると、螺合部３８Ａ及び３８Ｂが鉛直方向の上方へ移動し、送りねじ３７Ａ及び３７Ｂが時計方向に回転すると、螺合部３８Ａ及び３８Ｂが鉛直方向の下方へ移動するように構成されているので、螺合部３８Ａ及び３８Ｂは鉛直方向の上方へ移動する。これによってテストヘッド８１は図示矢印３９で示すように鉛直方向に上昇するから、ハンドラのテスト部に対してテストヘッド８１を精密に位置決めしながら所定の高さ位置まで上昇させる。この高さ位置でハンドル３１の回転を停止し、テストヘッド８１をその高さ位置に保持する。この状態でハイフィックスベースのような取り付け具によりテストヘッド８１をハンドラのテスト部の所定位置に取り付ける。これによってテストヘッド８１に取り付けられたＩＣソケットがテスト部内に露出される。
【００４０】
テストヘッド８１を降下させるときには、取り付け具とハンドラのテスト部との接続を解除し、ハンドル３１を今度は反時計方向に回転させて送りねじ３７Ａ及び３７Ｂを時計方向に回転させる。これにより、２つの螺合部３８Ａ及び３８Ｂが鉛直方向の下方へと降下し、テストヘッド８１が図６に示す初期状態の位置に降下することは明白であるのでこれ以上の説明は省略する。
【００４１】
【発明が解決しようとする課題】
図５を参照して説明した上記ジャッキ機構１０はモータ２７を使用してテストヘッド８１を鉛直方向に昇降させる構成であるので、駆動力やテストヘッドの昇降速度の点では問題が生じない。しかしながら、モータ制御回路を必要とする。その上、安全を確保する見地から、テストヘッド８１を接続するハンドラのテスト部とジャッキ機構１０との間の相互位置関係を正確に把握する必要があり、このための通信連絡が必要となる。さらに、電源遮断事故時にテストヘッド８１が落下するのを防止する対策をも考慮する必要がある等の問題がある。
【００４２】
これに対し、図６に示すジャッキ機構３０では、小径のスプロケット３２と大径のスプロケット３３Ａ及び３３Ｂとの間をチェーン３４により結合してハンドル３１による回転駆動力を減速して増力し、手動によりテストヘッド８１を鉛直方向に昇降できるように構成しているので、制御回路を必要としない。しかしながら、テストヘッド８１の重量が増大すると、ハンドル３１を操作するのに相当の力が必要となる。また、手動でハンドルを回転させるため、ハンドル３１の回転速度に限界があり、さらに、回転駆動力を減速して増力しているため、テストヘッドの昇降速度が遅い等の難点があり、その操作性に種々の問題がある。
【００４３】
この発明の１つの目的は、操作性が良好であり、安全性が高く、かつ廉価に製造することができる手動操作式の半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置を提供することである。
この発明の他の目的は、手動操作式であるにも拘わらず、重量の大きいテストヘッドを容易に昇降させることができる半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置を提供することである。
【００４４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の一面においては、半導体デバイスをテスト部へ搬送し、このテスト部において半導体デバイスを試験し、試験終了後、試験済み半導体デバイスを上記テスト部から所定の場所に搬出する形式の半導体デバイス試験装置において、半導体デバイスに所定の試験パターン信号を印加するテストヘッドを、上記テスト部の所定の位置に昇降させるために使用されるテストヘッド位置決め装置であって、テストヘッドの重量とほぼ同等の駆動力を有するカウンタバランサと、上記テストヘッドを昇降させるための手動操作のジャッキ機構とを具備するテストヘッド位置決め装置が提供される。
【００４５】
上記カウンタバランサは上記テストヘッドの対向する少なくとも２つの位置に設置され、かつこれらカウンタバランサの合計の駆動力が上記テストヘッドの重量とほぼ同等の力に設定されている。また、上記カウンタバランサとして、エアシリンダ、油圧シリンダ、或いはオイルスプリングが使用できる。
上記手動操作のジャッキ機構は上記テストヘッドの対向する側部にそれぞれ設けられ、一方のジャッキ機構をオペレータが手動操作することによって両方のジャッキ機構が同時に動作して上記テストヘッドを上昇及び降下させる。
【００４６】
上記ジャッキ機構のそれぞれは、ほぼ水平方向に配置され、回転自在に支持された送りねじと、この送りねじと螺合した少なくとも１つの可動ねじ部材と、この可動ねじ部材に一端が回転自在に取り付けられ、この可動ねじ部材の上記送りねじに沿っての移動により上記テストヘッドを上昇及び降下させる駆動アームとを有する。
【００４７】
上記ジャッキ機構のそれぞれの送りねじは、これら送りねじに固定されたスプロケット及びこれらスプロケット間を連結するチェーンによって同時に同じ方向に、ほぼ同じ速度で回転するように結合されており、一方のジャッキ機構の送りねじにハンドルが同軸状態で直結されている。
上記ジャッキ機構のそれぞれの送りねじは、これら送りねじに固定された歯車及びこれら歯車間を連結する歯車機構によって同時に同じ方向に、ほぼ同じ速度で回転するように結合されてもよい。
【００４８】
好ましい一実施形態では、上記ジャッキ機構のそれぞれは、上記駆動アームの移動に伴い移動するほぼ同じ形状及び寸法の従動アームをさらに含み、これら駆動アームと従動アームはそれらのほぼ中心が枢軸によって回動自在に結合されており、上記可動ねじ部材の上記送りねじに沿っての移動に伴う上記駆動アームと従動アームの回動によって上記テストヘッドを上昇及び降下させる。
【００４９】
また、上記ジャッキ機構のそれぞれの送りねじには複数個の可動ねじ部材が所定の間隔を置いて螺合しており、これら可動ねじ部材のそれぞれに固定の軸が設けられ、それぞれの固定軸に上記駆動アームの一端が回転自在に取り付けられている。
さらに、上記テストヘッドの対向する側部にそれぞれ可動支持体が設けられ、これら２つの可動支持体に上記ジャッキ機構がそれぞれ装着され、上記テストヘッドはこれら可動支持体に取り付けられている。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明による半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置の一実施形態について図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照して詳細に説明する。この実施形態は図３及び図４を参照して説明したような水平搬送方式のハンドラを一体的に接続したＩＣテスタに適用した事例であるが、この発明は他の種々の構成の水平搬送方式のハンドラや水平搬送方式以外の種々の構成のハンドラを接続したＩＣテスタにも同様に適用できることは言うまでもない。なお、図１、図２Ａ及び図２Ｂにおいて、図５と対応する部分及び部材（素子）には同一符号を付して示し、必要のない限りそれらの説明を省略する。
【００５１】
図１はこの発明による半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置の一実施形態を示す側面図であり、特に、テストヘッドを鉛直方向に昇降させるためのジャッキ機構の構成を詳細に示す。この実施形態においてもテストヘッドは単にブロック８１としてのみ図示する。また、図１にはテストヘッド８１の一方の側面のみを示すが、図１を左側から見た正面図である図２Ａ及び図１を右側から見た背面図である図２Ｂから容易に理解できるように、対向する反対側の側面にも同様の構成のジャッキ機構が設けられている。
【００５２】
例示のジャッキ機構１は、テストヘッド８１の底面より下方の所定の高さ位置においてテストヘッド８１の側面下端縁に沿って水平方向（図１において左右方向）に延在する長尺の送りねじ（この例では雄ねじ）１１と、この送りねじ１１と螺合するねじ山を内部に有し、所定の間隔を置いて送りねじ１１に螺合されている２つの可動ねじ（この例では雌ねじ）１２Ａ及び１２Ｂとよりなる２つのねじ対偶を含む。
【００５３】
これらねじ対偶の可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは例えばボールねじによって構成することができる。可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは送りネジ１１の回転方向に応じてこの送りねじ１１に沿って図示矢印１９で示す方向及びその逆方向に往復動する。また、これら可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂの側面上部には軸１３Ａ及び１３Ｂがそれぞれ直角方向（図１の紙面を貫通する方向）に外側へ突出した状態に植設されている。
【００５４】
ジャッキ機構１は、さらに、テストヘッド８１の側面に取り付けられたほぼ長方形の可動支持体２１のほぼ同じ高さ位置に、送りねじ１１の延在する方向に所定の間隔を置いて、それぞれ直角方向に外側へ突出するように植設された２つの結合軸１４Ａ及び１４Ｂと、送りねじ１１と所定の間隔を置いてその外側位置に対向配置された支持部材２（図２Ａ及び図２Ｂ参照）のほぼ同じ高さ位置（この例では可動支持体２１より若干下側の位置）に、送りねじ１１の延在する方向に所定の間隔を置いて、それぞれ直角方向に外側へ（テストヘッド側へ）突出するように植設された２つの固定の軸１５Ａ及び１５Ｂと、それぞれの一端が上記可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂに固定された軸１３Ａ及び１３Ｂ（以下、第１固定軸と称す）にそれぞれ回動自在に取り付けられ、それぞれの他端が上記可動支持体２１の結合軸１４Ａ及び１４Ｂにそれぞれ回動自在に取り付けられた２つの駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂと、それぞれの一端が上記支持部材２に固定された軸１５Ａ及び１５Ｂ（以下、第２固定軸と称す）にそれぞれ回動自在に取り付けられた２つの従動アーム１８Ａ及び１８Ｂと、対応する駆動アームと従動アームのほぼ中心部を回動自在に結合する枢軸１７Ａ及び１７Ｂとを具備する。
【００５５】
従動アーム１８Ａ及び１８Ｂの他端にはテストヘッド８１側へ突出するスライド軸２２Ａ及び２２Ｂが固定されており、これらスライド軸２２Ａ及び２２Ｂは可動支持体２１の対応する位置に水平方向に形成された長孔２３Ａ及び２３Ｂ中に突出し、従動アーム１８Ａ及び１８Ｂが回動するときにこれら長孔２３Ａ及び２３Ｂ中をそれぞれスライドする。これら従動アーム１８Ａ及び１８Ｂのスライド軸２２Ａ及び２２Ｂにはテストヘッド８１側に抜け止め部材が取り付けられているので、スライド軸２２Ａ及び２２Ｂは長孔２３Ａ及び２３Ｂ中を確実にスライドし、かつテストヘッド８１の重さの一部を支持する。
【００５６】
上記従動アーム１８Ａ及び１８Ｂは駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂとほぼ同じ形状及び寸法を有し、枢軸１７Ａ及び１７Ｂによって対応する駆動アームと従動アームはそれぞれＸ字状に結合されている。
上記送りねじ１１と対向配置された支持部材２は、図２ではハンドラの設置面（床）である支持基盤５に直接固定されているように図示されているが、実際にはハンドラのフレームを支持部材２として利用している場合が多い。また、支持基盤５としてハンドラの底部のフレームを利用する場合もある。
【００５７】
なお、第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂは、支持基盤５に固定された別々の支持部材にそれぞれ固定されてもよい。また、枢軸１７Ａ及び１７Ｂは駆動アーム又は従動アームの一方に固定した軸でもよい。
送りねじ１１は、支持基盤５に固定された図示しない複数個の支持体によって回転自在に支持されており、送りねじ１１の一端にはハンドル３１が同軸状態に取着され、他端にはスプロケット２４Ａが取り付けられている。ハンドル３１はオペレータが回転操作する際に使用する取っ手３１Ｈを備えている。
【００５８】
送りねじ１１に固定されたスプロケット２４Ａは反対側の送りねじ１１Ｂの対応する位置に固定されたスプロケット２４Ｂ（図２Ｂ）とチェーン２８によって結合されており、送りねじ１１の回転によりスプロケット２４Ａが回転すると、他方のスプロケット２４Ｂがチェーン２８を介して同時に回転するので他方の送りねじ１１Ｂも同じ方向に同時に回転する。これらスプロケット２４Ａ及び２４Ｂは同じ径及び同じ歯数を有し、従って、両送りねじ１１、１１Ｂは同じ速度で同じ方向に回転する。
【００５９】
一方、可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは、支持基盤５に固定され、かつ送りねじ１１に沿う方向に延在する図示しない案内レールに摺動自在に支持されている。この場合、送りねじ１１及び案内レールの一方又は両方をハンドラのフレームに取り付けてもよい。この実施形態では送りねじ１１、１１Ｂ及び案内レールとも、別個の支持部材を使用せずに、ハンドラのフレームに、送りねじ１１、１１Ｂは回転自在に取り付けられ、案内レールは固定状態に取り付けられている。
【００６０】
テストヘッド８１の反対側の側面にもほぼ長方形の可動支持体２１Ｂ及び同様構成のジャッキ機構１Ｂが設けられているので、テストヘッド８１は両側面に取り付けられた一対の可動支持体２１、２１Ｂと一対のジャッキ機構１、１Ｂとによって、図示するように支持基盤５（ハンドラの設置面）から所定の高さ位置に支持されている。
【００６１】
この発明では、さらに、支持基盤５（この例ではハンドラの設置面）の所定の位置に、この実施形態ではテストヘッド８１の左右両側部の下方に１つずつ、２つのエアシリンダ４を設置し、これらエアシリンダ４のピストンロッド４Ｒの先端を可動支持体２１、２１Ｂの底部に結合ブロック６を通じてそれぞれ結合する。これらエアシリンダ４の上向きの推力はテストヘッド８１の重量の１／２に設定されており、従って、左右２つのエアシリンダ４のみによってテストヘッド８１は鉛直方向の図示する位置に保持されている。即ち、２つのエアシリンダ４は単にテストヘッド８１の重量を相殺する推力を有するだけであるので、カウンタバランサとしてのみ動作する。従って、２つのエアシリンダ４はテストヘッド８１を上昇させる程の大きな推力を有する必要はないので小型の安価なエアシリンダが使用できる。なお、この実施形態ではエアシリンダ４を使用したが、油圧シリンダ、オイルスプリング等もカウンタバランサとして使用することができる。
【００６２】
次に、上記構成のジャッキ機構１、１Ｂの動作について説明する。
まず、テストヘッド８１をハンドラのテスト部の下側の所定の位置に搬送し、テストヘッド８１の両側面に可動支持体２１、２１Ｂを取り付ける。このとき、ジャッキ機構１、１Ｂは図１に示す初期状態にある。また、テストヘッド８１の重さは全て２つのエアシリンダ４が負担しているので、ジャッキ機構１、１Ｂにはテストヘッド８１の重量は全く加わっていない。
【００６３】
次に、オペレータはハンドル３１を回して送りねじ１１をこの例では時計方向に回転させる。上述したようにジャッキ機構１、１Ｂにはテストヘッド８１の重量が全く加わっていないので、ハンドル３１は簡単に回り、従って、図６に示した従来例のように減速歯車機構を設ける必要はない。これにより、図１に示す位置にある２つの可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは図示矢印１９の方向に移動するから、これら可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂの第１固定軸１３Ａ及び１３Ｂに回動自在に支持された駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂの一端は第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂに接近する方向にそれぞれ徐々に移動する。よって、これら駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂは、従動アーム１８Ａ及び１８Ｂのそれぞれ一端が第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂに回動自在に支持されているので、枢軸１７Ａ及び１７Ｂを回動点として直立する方向に（反時計方向に）回動し、可動支持体２１に取り付けられた結合軸１４Ａ及び１４Ｂを上方へ押し上げようとする。
【００６４】
一方、従動アーム１８Ａ及び１８Ｂは、駆動アーム１６Ａ及び１６Ｂの直立する方向への回動によって枢軸１７Ａ及び１７Ｂが斜め右上へ上昇するので、第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂを固定の回動点として直立する方向に（時計方向に）回動する。その結果、可動支持体２１の結合軸１４Ａ及び１４Ｂを鉛直方向へ上昇させる駆動力が発生する。かくして、可動支持体２１が鉛直方向に上昇するので、この可動支持体２１に取り付けられたテストヘッド８１も同時に鉛直方向へ上昇することになる。
【００６５】
このようにハンドル３１の回転によって一方のジャッキ機構１の送りねじ１１を回転させ、同時にスプロケット２４Ａ、チェーン２８及びスプロケット２４Ｂによって他方のジャッキ機構１Ｂの送りねじ１１Ｂを回転させてテストヘッド８１を徐々に鉛直方向へ上昇させ、ハンドラのテスト部に対してテストヘッド８１を精密に位置決めしながら所定の高さ位置まで上昇させる。この高さ位置でハンドル３１の回転を止め、テストヘッド８１をその高さ位置に保持する。この状態でハイフィックスベースのような取り付け具によりテストヘッド８１をハンドラのテスト部の所定位置に取り付ける。これによってテストヘッド８１に取り付けられたＩＣソケットがテスト部内に露出される。
【００６６】
テストヘッド８１を降下させるときには、取り付け具とハンドラのテスト部との接続を解除し、ハンドル３１を逆回転させて送りねじ１１、１１Ｂをこの例では反時計方向に回転させる。これにより、可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂは図示矢印１９の方向とは反対の方向に移動し、テストヘッド８１が図１に示す初期状態の位置に降下することは明白であるのでこれ以上の説明は省略する。
【００６７】
図１に示す初期状態においては、可動ねじ１２Ａ及び１２Ｂの第１固定軸１３Ａ及び１３Ｂ、送りねじ１１と対向配置された支持部材の第２固定軸１５Ａ及び１５Ｂの軸芯はほぼ同じ高さ位置（同一水平面）にあり、可動支持体２１の結合軸１４Ａと送りねじ１１と対向配置された支持部材の第２固定軸１５Ａの軸芯がほぼ同一の鉛直面上にあり、可動支持体２１の結合軸１４Ｂと送りねじ１１と対向配置された支持部材の第２固定軸１５Ｂの軸芯がほぼ同一の鉛直面上にあるように配列したが、このような配列に限定されるものではない。
【００６８】
なお、送りねじ１１、１１Ｂに螺合する可動ねじを例示の２個よりさらに増加させて可動支持体２１、２１Ｂを支持及び昇降させる駆動アーム及び従動アームの組をさらに増加させれば、テストヘッド８１の昇降動作が円滑になり、また、テストヘッドの重量を各組の駆動アーム及び従動アームで支持するからテストヘッドをより一層確実に保持することができる。
【００６９】
上記実施形態ではジャッキ機構１、１Ｂにより可動支持体２１、２１Ｂを鉛直方向に昇降させ、これら可動支持体２１、２１Ｂに取り付けたテストヘッド８１を鉛直方向に昇降させるように構成したが、ジャッキ機構１、１Ｂにより直接テストヘッド８１を鉛直方向に昇降させるように構成してもよい。この場合には、結合軸１４Ａ、１４Ｂがテストヘッド８１に固定され、テストヘッド８１に従動アーム１８Ａ、１８Ｂのスライド軸２２Ａ、２２Ｂがスライドする水平方向の長孔２３Ａ、２３Ｂを形成することになる。
【００７０】
なお、長孔２３Ａ、２３Ｂの代わりに、テストヘッド８１の側面或いは可動支持体２１、２１Ｂに水平方向に２本の平行なガイドレールを突出形成し、これらガイドレール間の間隔をスライド軸の外径より若干大きくすることによっても、従動アーム１８Ａ、１８Ｂのスライド軸２２Ａ、２２Ｂはこれらガイドレールに沿って水平方向にスライド可能であり、かつ上側のガイドレールを介してテストヘッドの重量を支持することができるので、長孔２３Ａ、２３Ｂを形成した場合と同様の作用効果が得られる。また、上側のガイドレールだけを設けても、テストヘッドの重量を支持することができるので、長孔２３Ａ、２３Ｂを形成した場合と同様の作用効果が得られる。従って、この発明は図面を参照して上述した実施形態の構成及び構造に限定されるものではない。
【００７１】
【発明の効果】
上記構成によれば、ジャッキ機構１、１Ｂにはテストヘッド８１の重量が全く加わっていないので、ハンドル３１が送りねじ１１に直結しているにも拘わらずオペレータはハンドル３１を容易に（小さな力で）回すことができる。このように減速歯車機構を設ける必要がないので、送りねじ１１、１１Ｂをかなりの速度で回転させることができ、テストヘッド８１を速やかに上昇及び降下させることができる。よって、テストヘッドの昇降速度の点で何等問題が生じない。また、テストヘッドの重量が重くなっても、この重量の増加はカウンタバランサであるエアシリンダによって相殺されるので、オペレータのハンドル操作には全く影響を与えない。従って、非常に操作性の良好な手動操作のテストヘッド位置決め装置を提供することができる。
【００７２】
また、テストヘッドを昇降させる動力源はあくまでもオペレータのハンドル操作によって送りねじ１１に入力される手動の軸トルクのみであるので、オペレータはテストヘッドを接続するハンドラのテスト部とジャッキ機構との間の相互位置関係を正確に把握することができ、通信連絡は必要でない。勿論、モータ制御回路も不必要である。
【００７３】
その上、エアシリンダはカウンタバランサとしてのみ使用されているので、小型で安価なエアシリンダが使用でき、ＩＣテスタ全体のコストを殆ど上昇させない。また、ジャッキ機構の各部に掛かる負荷も手動の軸トルクの範囲を超えることはないので、安全で円滑な操作をすることができる。
さらに、電源遮断事故時にテストヘッドが落下するのを防止する対策に関しても、モータ駆動ではなく送りねじと螺合する可動ねじによる駆動であるので、上記実施形態のように可動ねじの数を複数個とすれば静荷重状態における落下荷重を送りねじと可動ねじの摩擦により吸収することができるので、特別の防止対策は必要としない。
【００７４】
なお、エアシリンダのエアが何らかの事故によりオフとなった場合においても、チェックバルブ（逆止弁）をシリンダとエア源との間に挿入しておくことにより、エアシリンダは設定圧力に保持されるので安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図２Ａは図１を左側から見た正面図であり、図２Ｂは図１を右側から見た背面図である。
【図３】この発明が適用できる半導体デバイス試験装置の一例の概略構成を説明するための図である。
【図４】図３に示す半導体デバイス試験装置の主要な構成要素の配置例を説明するための側面図である。
【図５】従来の半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置の一例を示す側面図である。
【図６】従来の半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置の他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
１、１Ｂ：ジャッキ機構
２：支持部材
４：エアシリンダ
５：支持基盤
６：結合ブロック
１１、１１Ｂ：送りねじ
１２Ａ、１２Ｂ：可動ねじ
１３Ａ、１３Ｂ：軸（第１固定軸）
１４Ａ、１４Ｂ：結合軸
１５Ａ、１５Ｂ：軸（第２固定軸）
１６Ａ、１６Ｂ：駆動アーム
１７Ａ、１７Ｂ：枢軸
１８Ａ、１８Ｂ：従動アーム
２１、２１Ｂ：可動支持体
２２Ａ、２２Ｂ：スライド軸
２３Ａ、２３Ｂ：長孔
２４Ａ、２４Ｂ：スプロケット
２８：チェーン
３１：ハンドル
８１：テストヘッド

Claims

半導体デバイスをテスト部へ搬送し、このテスト部において半導体デバイスを試験し、試験終了後、試験済み半導体デバイスを上記テスト部から所定の場所に搬出する形式の半導体デバイス試験装置において、半導体デバイスに所定の試験パターン信号を印加するテストヘッドを、上記テスト部の所定の位置に昇降させるために使用されるテストヘッド位置決め装置であって、
上記テストヘッドの左右両側部の下方に１つずつ配され、上記テストヘッドの重量とほぼ同等の駆動力を有し、エア源との間にチェックバルブ（逆止弁）が挿入されたエアシリンダ又は油圧シリンだからなるカウンタバランサと、
上記テストヘッドを昇降させるための手動操作のジャッキ機構とを具備し、
上記カウンタバランサは、
上記テストヘッドの対向する少なくとも２つの位置に設置され、かつこれらカウンタバランサの合計の駆動力が上記テストヘッドの重量とほぼ同等の力に設定されて上記テストヘッドの重量を相殺し、
上記手動操作のジャッキ機構は、
上記テストヘッドの対向する側部にそれぞれ設けられ、一方のジャッキ機構をオペレータが手動操作することによって両方のジャッキ機構が同時に動作して上記テストヘッドを上昇及び下降させ、
上記ジャッキ機構のそれぞれは、ほぼ水平方向に配置され、回転自在に支持された送りねじと、この送りねじと螺合した少なくとも１つの可動ねじ部材と、この可動ねじ部材に一端が回転自在に取り付けられ、この可動ねじ部材の上記送りねじに沿っての移動により上記テストヘッドを上昇及び降下させる駆動アームとを有し、
かつ、それぞれの上記送りねじに固定されたスプロケット及びこれらスプロケット間を連結するチェーンによって、両方の送りねじは同時に同じ方向に、ほぼ同じ速度で回転するように結合されており、一方のジャッキ機構の送りねじにハンドルが同軸状態で直結されていることを特徴とするテストヘッド位置決め装置。
半導体デバイスをテスト部へ搬送し、このテスト部において半導体デバイスを試験し、試験終了後、試験済み半導体デバイスを上記テスト部から所定の場所に搬出する形式の半導体デバイス試験装置において、半導体デバイスに所定の試験パターン信号を印加するテストヘッドを、上記テスト部の所定の位置に昇降させるために使用されるテストヘッド位置決め装置であって、
上記テストヘッドの左右両側部の下方に１つずつ配され、上記テストヘッドの重量とほぼ同等の駆動力を有し、エア源との間にチェックバルブ（逆止弁）が挿入されたエアシリンダ又は油圧シリンだからなるカウンタバランサと、
上記テストヘッドを昇降させるための手動操作のジャッキ機構とを具備し、
上記カウンタバランサは、
上記テストヘッドの対向する少なくとも２つの位置に設置され、かつこれらカウンタバランサの合計の駆動力が上記テストヘッドの重量とほぼ同等の力に設定されて上記テストヘッドの重量を相殺し、
上記手動操作のジャッキ機構は、
上記テストヘッドの対向する側部にそれぞれ設けられ、一方のジャッキ機構をオペレータが手動操作することによって両方のジャッキ機構が同時に動作して上記テストヘッドを上昇及び下降させ、
上記ジャッキ機構のそれぞれは、ほぼ水平方向に配置され、回転自在に支持された送りねじと、この送りねじと螺合した少なくとも１つの可動ねじ部材と、この可動ねじ部材に一端が回転自在に取り付けられ、この可動ねじ部材の上記送りねじに沿っての移動により上記テストヘッドを上昇及び降下させる駆動アームとを有し、
かつ、それぞれの上記送りねじに固定された歯車及びこれら歯車間を連結する歯車機構によって、両方の送りねじは同時に同じ方向に、ほぼ同じ速度で回転するように結合されており、一方のジャッキ機構の送りねじにハンドルが同軸状態で直結されていることを特徴とするテストヘッド位置決め装置。
上記ジャッキ機構のそれぞれは、上記駆動アームの移動に伴い移動するほぼ同じ形状及び寸法の従動アームを含み、これら駆動アームと従動アームはそれらのほぼ中心が枢軸によって回動自在に結合されており、上記可動ねじ部材の上記送りねじに沿っての移動に伴う上記駆動アームと従動アームの回動によって上記テストヘッドを上昇及び降下させることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１つに記載のテストヘッド位置決め装置。
上記ジャッキ機構のそれぞれの送りねじには複数個の可動ねじ部材が所定の間隔を置いて螺合しており、これら可動ねじ部材のそれぞれに固定の軸が設けられ、それぞれの固定軸に上記駆動アームの一端が回転自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のテストヘッド位置決め装置。