JP4331165B2 - 電子部品試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路素子などの各種電子部品（以下、代表的にＩＣチップとも称する。）をテストするための電子部品試験装置に関し、特に多品種の被試験電子部品に容易に対応することが可能な電子部品試験装置に関する。

ハンドラ（Ｈａｎｄｌｅｒ）と称されるＩＣ試験装置（電子部品試験装置）では、トレイに収納した多数のＩＣチップをハンドラ内に搬送し、各ＩＣチップをテストヘッドに電気的に接触させ、電子部品試験装置本体（以下、テスタともいう。）に試験を行わせる。そして、試験が終了すると各ＩＣチップをテストヘッドから払い出し、試験結果に応じたトレイに載せ替えることで、良品や不良品といったカテゴリへの仕分けが行われる。

一般的に、比較的長いテストタイムを必要とするメモリ用のＩＣチップ（以下、メモリＩＣとも称する。）を試験対象とした電子部品試験装置（以下、メモリＩＣ用試験装置とも称する。）では、試験前後において、試験前／試験済のＩＣチップを収納するためのトレイ（以下、カスタマトレイとも称する。）と、電子部品試験装置内を循環搬送されるトレイ（以下、テストトレイとも称する。）との間で多数のＩＣチップを載せ替え、当該ＩＣチップをテストトレイに搭載した状態で、高温又は低温環境下のチャンバ内を通過させて−５５〜１５０℃程度の高温又は低温を印可しながら、テストヘッドに同時に押し付けることによりテストが行われている。

このようなメモリＩＣ用試験装置に用いられるテストトレイとして、各ＩＣチップを保持する複数のインサートを設け、ＩＣチップをテストヘッドに押し付ける際に、各インサートに形成されたガイド孔に、テストヘッドのコンタクト部に設けられたガイドピンを挿入し、ＩＣチップの入出力端子とコンタクト部のコンタクトピンとの正確な位置決めを行うことにより、テスト時のミスコンタクトの防止が図られているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このようなテストトレイに設けられた各インサートは、ＩＣチップの外形形状を基準として当該ＩＣチップの動きを拘束するように設計されており、品種毎のＩＣチップの外形形状に依存した、いわゆる専用品となっている。そのため、ＩＣチップの品種毎に対応したインサートを具備したテストトレイを予め用意しておく必要があり、試験対象であるＩＣチップの品種が切り替わる毎に当該品種に対応したテストトレイに交換する必要がある。従って、このようなテストトレイを用いたメモリＩＣ用試験装置では、ＩＣチップの品種切替時の交換時間の短縮化を図ることが出来ず、特に多品種少量試験においては効率化を図ることが出来ない。

これに対し、メモリＩＣに比して短いテストタイムで済むロジック用のＩＣチップを対象とした電子部品試験装置（以下、ロジックＩＣ用試験装置とも称する。）として、上記のようなテストトレイを用いずに、ＣＣＤカメラ及び画像処理装置等を用いて、各ＩＣチップのコンタクト部に対する相対的位置を演算し、当該演算結果に基づいて、当該ＩＣチップの相対的位置を移動手段により高精度に位置決めすることにより、ＩＣチップの外形形状に依存せずにテスト時のミスコンタクトの防止を図るものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

このようなＩＣチップの外形形状に依存しない画像処理により位置決め手法をメモリＩＣ用試験装置に採用して、テストトレイを不要とすることにより、品種対応の容易化を図ることが一つの対策として考えられる。

しかしながら、メモリＩＣ用試験装置では、ロジックＩＣ用試験装置と異なり、当該装置全体におけるスループットを高めるために、多数のＩＣチップを同時に試験を行う必要があり、即ち、同時に試験可能な数（以下、同時測定数とも称する。）を多く確保する必要があるので、上記の手法をメモリＩＣ用試験装置に採用した場合には、各コンタクト部に対してＣＣＤカメラ及び移動手段等をそれぞれ設置しなければならず、即ち、コンタクト部の数に対応した数のＣＣＤカメラ及び移動手段等が必要となり、当該装置の巨大化を招くと共に設備コストも増大するため、現実的ではない。

また、上記の手法を採用した場合には、高温又は低温の環境下のチャンバ内にＣＣＤカメラを設置することとなり、このような環境下でのＣＣＤカメラの正常な動作は期待出来ず、ミスコンタクトの防止を十分に図ることは出来ない。従って、上記のような画像処理による高精度な位置決め手法を、メモリＩＣ用試験装置に単純に採用することは出来ない。
特開２００１−３３５１９号公報 国際公開第０３／０７５０２３号パンフレット

本発明は、電子部品をテストするための電子部品試験装置に関し、特に、多品種の被試験電子部品に容易に対応することが可能な電子部品試験装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品の入出力端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けて試験を行う電子部品試験装置であって、前記被試験電子部品を保持するための実質的に平滑な保持面が形成された保持部を有し、前記保持部が前記コンタクト部の配列に対応するように微動可能に設けられたテストプレートと、前記被試験電子部品を移動させて、前記保持部の保持面に前記被試験電子部品を載置する移動手段と、前記被試験電子部品を保持した複数の前記テストプレートを、相互に独立して前記テストヘッドに移動させることが可能なプレート移動手段と、前記プレート移動手段を覆い、被試験電子部品に熱ストレスを印加するケーシングと、を備え、前記テストプレートは、前記プレート移動手段によって前記ケーシングの内部のみを移動し、前記保持部が前記被試験電子部品を保持した状態で前記被試験電子部品の試験が行われる電子部品試験装置が提供される。

本発明では、従来のテストトレイに代えて、実質的に平滑な保持面を有するテストプレートを採用し、このフラットな保持面で、被試験電子部品を保持することにより、被試験電子部品の外形形状に依存せずに被試験電子部品を保持することが可能となり、被試験電子部品の品種毎に当該テストプレートを用意する必要がなくなり、品種切替時の交換を不要とすることが出来るので、多品種の被試験電子部品の対応を著しく容易とすることが可能となる。また、このテストプレートの保持面が、コンタクト部の配列に対応した状態で被試験電子部品を把持することにより、同時測定数を多く確保する必要のあるメモリＩＣ用試験装置において、多品種の被試験電子部品の対応を著しく容易とすることが可能となる。

また、テストプレートに保持部を微動可能に設け、当該保持部に被試験電子部品を保持する保持面を形成することにより、テストヘッド及びテストプレートの機械的な撓みや傾き、或いは、被試験電子部品に印加される熱ストレスによる熱膨張／収縮等に起因するコンタクト時の誤差を吸収することが可能になる。

また、移動手段による載置時間、熱ストレスの印加時間及びテストタイムを相互に吸収させることが出来るので、電子部品試験装置におけるスループットの向上を図ることが可能となる。

前記テストプレートの保持面は、前記被試験電子部品を吸着する吸着手段を有することが好ましい。

テストプレートの保持面に吸着手段を設けて、当該吸着手段が被試験電子部品を吸着して保持することにより、被試験電子部品を確実に保持することが可能になると共に、多品種の被試験電子部品に容易に対応可能な電子部品試験装置の構造の簡素化を図ることが可能となる。

また、前記テストプレートの保持面は、前記被試験電子部品の入出力端子が鉛直上向きの状態で、前記被試験電子部品を保持することが好ましい。

被試験電子部品の入出力端子が鉛直上向きに向いた状態で、テストプレートの保持面が被試験電子部品を保持することにより、重力の作用を活用して安定して被試験電子部品を保持することが可能となる。

前記電子部品試験装置は、前記テストプレートの保持部を位置決めする位置決めプレートをさらに備え、前記位置決めプレートが前記テストプレートの保持部を位置決めした状態で、前記移動手段が、前記テストプレートの保持部に前記被試験電子部品を載置することが好ましい。

前記プレート移動手段は、前記移動手段によって前記被試験電子部品が前記保持部に載置される載置位置と、前記被試験電子部品を前記コンタクト部に押し付けるテスト位置と、の間で前記テストプレートを移動させ、前記位置決めプレートは、前記載置位置に設けられていることが好ましい。

前記位置決めプレートは、前記テストプレートの保持部を挿入可能な開口部が、前記テストヘッドのコンタクト部の配列に相対的に対応するように形成されており、前記テストプレートの保持部の側面が前記位置決めプレートの開口部の内壁面に当接した状態で、前記移動手段が、前記テストプレートの保持部に前記被試験電子部品を載置することが好ましい。

テストプレートの保持部を位置決めする位置決めプレートにより、被試験電子部品の保持部への載置時に、当該保持部を位置決めして拘束することにより、テストプレートに揺動可能に設けられた保持部の相互間の相対的な位置関係が規正されるので、移動手段による被試験電子部品の移動作業の作業性を向上させることが可能となる。

前記電子部品試験装置は、前記保持部を前記保持面の平面方向に沿って押圧する押圧手段を備え、前記テストプレートの保持部の側面が前記位置決めプレートの開口部の内壁面に当接するように、前記押圧手段は、前記テストプレートの保持部を押圧することが好ましい。

前記電子部品試験装置に押圧手段を設け、テストプレートの保持部を位置決めプレートの開口部に挿入するに際して、その押圧手段により、テストプレートの保持部を位置決めプレートの開口部の内壁面に当接させることにより、当該保持部と開口部の内壁面とを密着させることが可能となり、コンタクト部に対して被試験電子部品をより正確に位置決めすることが可能となる。

前記コンタクト部の周囲にガイド部が設けられており、前記被試験電子部品を前記コンタクト部に押し付ける際に、前記押圧手段が前記ガイド部に向かって前記保持部を押圧することで、前記保持部が前記ガイド部に案内されることが好ましい。

コンタクト部の周囲にガイド部を設け、コンタクト時に当該ガイド部が保持部を案内することにより、被試験電子部品をコンタクト部に対して正確に位置決めすることが可能となる。

前記ガイド部は、相互に非平行な方向に広がっている少なくとも２つのガイド面を有することが好ましい。

ガイド部に相互に非平行である少なくとも２つの方向に広がっているガイド面を具備させ、被試験電子部品とコンタクト部との接触に際して当該２つのガイド面にテストプレートの保持部を当接させることにより、被試験電子部品をコンタクト部に対して安定して位置決めすることが可能となる。

前記ガイド面に当接する前記保持部の側面から前記被試験電子部品までの距離が、前記コンタクト部の周囲のガイド面から前記コンタクト部までの距離と実質的に同一となるように、前記移動手段が、前記テストプレートの保持部に前記被試験電子部品を載置することが好ましい。

保持部の側面から被試験電子部品までの距離が、コンタクト部の周囲のガイド面からコンタクト部までの距離と実質的に同一となるように、移動手段が、保持部に前記被試験電子部品を載置し、コンタクト時に当該テストプレートの保持部の側面とコンタクト部の周囲のガイド面とが当接することにより、コンタクト部に対して被試験電子部品を正確に位置決めすることが可能となる。

前記押圧手段は、前記保持部の側面が前記ガイド面に当接するように、前記テストプレートの保持部を押圧することが好ましい。

押圧手段により、上述のテストプレートの保持部をコンタクト部のガイド部に対して押圧することにより、当該保持部とガイド部とを密着させることが可能となり、被試験電子部品をコンタクト部に対してより正確に位置決めすることが可能となる。

特に、前記押圧手段は、弾性部材を有しており、前記テストプレートに設けられていることが好ましい。例えばバネなどの弾性部材を有する押圧手段をテストプレートに設けることにより、多品種の被試験電子部品に容易に対応可能な電子部品試験装置の構造を簡素化することが可能となる。

前記電子部品試験装置は、前記移動手段による前記被試験電子部品の前記テストプレートの保持面への載置に際して、撮像手段及び画像処理手段を用いて、前記移動手段が前記被試験電子部品を位置決めすることが好ましい。

特に、前記電子部品試験装置は、前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の入出力端子が導出している前面を撮像する第１の撮像手段と、前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の入出力端子が導出していない背面を撮像する第２の撮像手段と、前記第１の撮像手段及び前記第２の撮像手段により撮像された画像情報から、前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の入出力端子の位置及び姿勢を算出し、当該算出結果に基づいて、前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の入出力端子の前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を認識する画像処理手段と、を少なくとも備え、前記移動手段は、前記被試験電子部品の入出力端子が導出している前面を把持し、前記画像処理手段により認識された前記被試験電子部品の入出力端子の前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢に基づいて、前記被試験電子部品の位置及び姿勢を補正することがより好ましい。

さらに、前記画像処理手段は、前記第１の撮像手段により撮像された画像情報から、前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の外形形状の位置及び姿勢を算出し、前記第１の撮像手段により撮像された画像情報から、前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の入出力端子の位置及び姿勢を算出し、前記第２の撮像手段により撮像された画像情報から、前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の外形形状の位置及び姿勢を算出し、これらの算出結果に基づいて、前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の入出力端子の位置及び姿勢を算出することがより好ましい。

また、前記電子部品試験装置は、前記移動手段に把持される前の状態の前記被試験電子部品の背面を撮像する第３の撮像手段をさらに備え、前記画像処理手段は、前記第１の撮像手段により撮像された画像情報から、前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の入出力端子の位置及び姿勢を算出し、前記第２の撮像手段により撮像された画像情報から、前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の外形形状の位置及び姿勢を算出し、前記第３の撮像手段により撮像された画像情報から、前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の外形形状の位置及び姿勢を算出し、これらの算出結果に基づいて、前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の入出力端子の位置及び姿勢を算出しても良い。

このような画像処理を用いて、被試験電子部品を高精度に位置決めしながらテストプレートの保持面に載置することにより、コンタクト部と被試験電子部品とのミスコンタクトの防止を図ることが可能となる。

前記電子部品試験装置は、記被試験電子部品の平面運動を拘束可能な拘束手段をさらに備え、前記移動手段は、前記拘束手段から前記テストプレートの保持面に前記被試験電子部品を移動させることが好ましい。この拘束手段としては、前記被試験電子部品を収容可能な凹部を例示することが出来、前記凹部の開口周縁は、テーパ状に広がって開口していることが好ましい。また、前記移動手段は、前記被試験電子部品から導出する全ての前記入出力端子を包含する大きさを持つ吸着パッドを有することが好ましく、さらに、前記凹部の底面には、当該凹部に収容された前記被試験電子部品を吸着可能な吸着ノズルが設けられており、前記凹部に収容された前記被試験電子部品を前記吸着ノズルが吸着を維持した状態で、当該被試験電子部品に前記移動手段の前記吸着パッドが当接して吸着し、その後に、前記吸着ノズルの吸着を解除することが好ましい。また、前記拘束手段は、前記テストヘッドのコンタクト部の配列に相対的に対応するように配置されていると共に、前記移動手段の吸着パッドも、前記テストヘッドのコンタクト部の配列に相対的に対応するように配置されていることが好ましい。

凹部等の拘束手段により平面運動が拘束された状態の被試験電子部品を移動手段が把持し、当該移動手段が拘束手段からテストプレートの保持面に被試験電子部品を移動させることにより、上述のような画像処理による位置決めに代えて、被試験電子部品のテストプレートの保持面への載置に際して、拘束手段により被試験電子部品を機械的に位置決めすることが可能となる。この機械的な位置決めにより、テストプレートの保持面への被試験電子部品の迅速な移動が可能となり、テスト効率を向上させることが可能となる。

また、画像処理による位置決め機能と拘束手段による機械的な位置決め機能との両方の機能を一つの電子部品試験装置が具備することにより、例えば、最も数の多い品種の被試験電子部品をテストプレートの保持面に移動させる際には、機械的な手法で迅速に位置決めを行うことによりテスト効率を向上させるのに対し、その他の品種のＩＣチップを移動させる際には、画像処理を用いた位置決めにより多品種のＩＣチップの試験に対応することが可能となる。

［図１］図１は、本発明の第１実施形態に係る電子部品試験装置の概略平面図である。
［図２］図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。
［図３］図３は、図１に示す電子部品試験装置内におけるＩＣチップの搬送経路を示す概念図である。
［図４］図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿うアライメント部の要部断面図である。
［図５］図５は、本発明の第１実施形態に係る電子部品試験装置のＩＣチップの位置決めのための画像処理装置及びその周辺のブロック図である。
［図６］図６は、図１に示す電子部品試験装置における位置決めプレートの全体平面図及び開口部の拡大図である。
［図７］図７は、本発明の第２実施形態に係るアライメント部の要部断面図である。
［図８Ａ］図８Ａは、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿うチャンバ部の要部断面図である。
［図８Ｂ］図８Ｂは、図８Ａに対して直交する方向のチャンバ部の要部断面図である。
［図９］図９は、複数のコンタクト部が配列された、図１に示す電子部品試験装置におけるテストヘッドの全体平面図及びコンタクト部の拡大図である。
［図１０］図１０は、図１に示す電子部品試験装置におけるテストプレートの全体平面図及び保持部の拡大図である。
［図１１］図１１は、図９に示すテストヘッドのコンタクト部に、図１０に示すテストプレートの保持部に保持されたＩＣチップを押し付ける前の状態を示す図である。
［図１２］図１２は、図６に示す位置決めプレートの開口部に、図１０に示すテストプレートの保持部を挿入した状態を示す平面図である。
［図１３］図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図であり、位置決めプレートの開口部にテストプレートの保持部を挿入する前の状態を示す図である。
［図１４］図１４は、画像処理装置及びＩＣ移動装置によるＩＣチップの位置決めの手順を示すフローチャートである。
［図１５］図１５は、第１のカメラがＩＣチップの前面を撮像している状態を示す図である。
［図１６］図１６は、図１５において第１のカメラにより撮像された画像を示す図である。
［図１７］図１７は、ＩＣ移動装置がＩＣチップを把持した状態を示す図である。
［図１８］図１８は、移動手段に把持されたＩＣチップの背面を第２のカメラが撮像している状態を示す図である。
［図１９］図１９は、図１８において第２のカメラにより撮像された画像を示す図である。
［図２０］図２０は、第１のカメラがテストプレートの保持部を撮像している状態を示す図である。
［図２１］図２１は、図２０において第１のカメラにより撮像された画像を示す図である。
［図２２］図２２は、ＩＣ移動装置がＩＣチップを位置決めしている状態を示す図である。
［図２３］図２３は、移動手段がＩＣチップをテストプレートの保持部に載置している状態を示す図である。
［図２４］図２４は、ＩＣチップを保持した状態のテストプレートの保持部の平面図である。
［図２５］図２５は、ＩＣ移動装置がＩＣチップをテストプレートの各保持部に順次載置している状態を示す図である。
［図２６］図２６は、テストプレートに保持された各ＩＣチップを、テストヘッドのコンタクト部に同時に押し付けている状態を示す図である。
［図２７］図２７は、本発明の第３実施形態に係る電子部品試験装置における第２のＩＣ搬送装置及びＩＣ移動装置を示す断面図である。
［図２８Ａ］図２８Ａは、本発明の第３実施形態に係る電子部品試験装置におけるＩＣ移動装置の吸着パッド及び第２のＩＣ装置の凹部の拡大断面図である。
［図２８Ｂ］図２８Ｂは、図２８Ａの上部平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明の第１実施形態の電子部品試験装置１は、複数（本実施形態においては６４個）のＩＣチップ（図１〜図２８Ｂにおいて符号「ＩＣ」で示す。）をテストプレート１１０上に保持した状態で、テストヘッド１５０に設けたコンタクト部１５１に搬送して同時に試験を行い、試験が終了したら各ＩＣチップをテスト結果に従って分類して所定のトレイに格納する動作を実行するものであり、試験すべき部品としてのＩＣチップに、常温よりも高い温度状態（高温）又は低い温度状態（低温）の熱ストレスを与えた状態で試験するための装置である。

図１、図２及び図３に示すように、本実施形態の電子部品試験装置１は、これから試験を行うＩＣチップを格納し、また試験済のＩＣチップを分類して格納するＩＣ格納部２００と、ＩＣ格納部２００から供給される試験前のＩＣチップをアライメント部４００に送り込み、またチャンバ部１００で試験が行われた試験済のＩＣチップを分類してＩＣ格納部２００に払い出すローダ／アンローダ部３００と、ＩＣチップの位置決めを行うと共に当該ＩＣチップをチャンバ部１００に送り込み、またチャンバ部で試験が行われた試験済のＩＣチップをローダ／アンローダ部３００に払い出すアライメント部４００と、テストヘッド１５０を含み、ＩＣチップに熱ストレスを与えた状態で当該ＩＣチップの試験を行うチャンバ部１００と、から構成されている。

なお、ＩＣ格納部２００は、装置基盤１０の下方に位置しているため、図１において図示されていない。また、図３は本実施形態の電子部品試験装置における試験用ＩＣチップの取り廻し方法を理解するための概念図であって、実際には上下方向に並んで配置されている部材を平面的に示した部分もある。

電子部品試験装置１に収容される前のＩＣチップは、カスタマトレイ（不図示）内に多数収容されており、その状態で、図２及び図３に示す電子部品試験装置１のＩＣ収容部２００へ供給される。そして、当該ＩＣ収容部２００のカスタマトレイから試験前のＩＣチップがローダ／アンローダ部３００によりアライメント部４００に順次供給され、当該アライメント部４００においてテストヘッド１５０のコンタクト部１５１に対するＩＣチップの相対的な位置決めがされながら、チャンバ部１００の載置位置１０１にあるテストプレート１１０の各保持部１１２に順次載置される。そして、このテストプレート１１０が、印加位置１０２に移動し、当該テストプレート１１０に保持された状態で各ＩＣチップに高温又は低温の熱ストレスを与えられた後に、当該テストプレート１１０がテスト位置１０３に移動する。そして、当該テスト位置１０３において、テストヘッド１５０により複数のＩＣチップに対して適切に動作するか否かの試験（検査）が同時になされ、当該試験結果に応じて分類される。以下、電子部品試験装置１の内部について、個別に詳細に説明する。

ＩＣ収容部２００
この電子部品試験装置１のＩＣ収容部２００は、図２及び図３に示すように、試験前のＩＣチップを収容したカスタマトレイを格納した試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１と、試験済のＩＣチップを収容するための空のカスタマトレイを格納した空トレイ供給用ストッカ２０２と、試験済のＩＣチップを満載に収容したカスタマトレイを格納する試験済ＩＣトレイ格納用ストッカ２０３と、各ストッカ２０１〜２０３の間でカスタマトレイを搬送するトレイ搬送装置２１０と、を備えている。

このＩＣ格納部２００では、カスタマトレイに収容された試験前のＩＣチップの試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１からローダ／アンローダ部３００への供給と、テストヘッド１５０によるテストが完了した試験済のＩＣチップのローダ／アンローダ部３００から試験結果に応じた試験済ＩＣ収容用ストッカ２０３への払い出しと、が行われる。

図３に示す試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１には、これから試験が行われるＩＣチップが格納されたカスタマトレイが積層されて保持されている。また、試験済ＩＣトレイ格納用ストッカ２０３には、試験を終えて分類されたＩＣチップが収容されたカスタマトレイが積層されて保持されている。これに対し、空トレイ供給用ストッカ２０２には、ＩＣチップを一切収容していない空のカスタマトレイが収容されている。

なお、本実施形態においては、チャンバ部１００において、ＩＣチップの入出力端子ＨＢが鉛直上向きの状態で試験が行われるため、このＩＣ収納部２００において供給／分類される試験前／試験済のＩＣチップは、その入出力端子ＨＢが導出している前面（以下単に、ＩＣチップの前面とも称する。これに対して入出力端子ＨＢが導出していない背面を、以下単に、ＩＣチップの背面とも称する。）が鉛直上向きとなる姿勢でカスタマトレイに収容されており、この姿勢で試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１及び試験済ＩＣトレイ格納用ストッカ２０３に格納されている。

また、これら試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１、空トレイ供給用ストッカ２０２及び試験済ＩＣトレイ格納用ストッカ２０３は、いずれも略同じ構造にしてあるので、例えば、試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１や空トレイ供給用ストッカ２０２の部分を、試験済ＩＣトレイ格納用ストッカ２０３として使用することや、その逆も可能である。従って、本試験装置１では、各ストッカ２０１〜２０３の数を必要に応じて容易に変更することが出来る。

図３に示すように本実施形態では、試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１として、２個のストッカＳＴＫ−Ｂが設けてある。ストッカＳＴＫ−Ｂの隣りには、空トレイ供給用ストッカ２０２として、２個の空ストッカＳＴＫ−Ｅが設けてある。さらにその隣りには、試験済ＩＣトレイ格納用ストッカ２０３として、８個のストッカＳＴＫ−１、ＳＴＫ−２、…、ＳＴＫ−８を設けてあり、試験結果に応じて最大８つの分類に仕分けして格納できるように構成してある。つまり、良品と不良品の別の外に、良品の中でも動作速度が高速のもの、中速のもの、低速のもの、或いは不良の中でも再試験が必要なもの等に仕分けされる。

このＩＣ格納部２００の上方の電子部品試験装置１の装置基盤１０には、試験前のＩＣチップを収容したカスタマトレイが位置する２つの供給用窓部３０１と、試験済のＩＣチップを収容するためのカスタマトレイが位置する４つの払出用窓部３０２が形成されており、当該各窓部３０１、３０２の下方には、カスタマトレイを昇降させるための昇降テーブル（不図示）がそれぞれ設けられている。そして、各供給用窓部３０１には、試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１から供給された、試験前のＩＣチップを搭載したカスタマトレイが、昇降エレベータにより上昇して、ローダ／アンローダ部３００の領域内に位置している。これに対し、各払出用窓部３０２には、空トレイ供給用ストッカ２０２から供給された空のカスタマトレイが、昇降エレベータにより上昇して、ローダ／アンローダ部３００の領域内に位置している。そして、後述するように、ローダ／アンローダ部３００の第１のＩＣ搬送装置３１０により、各供給用窓部３０１に位置するカスタマトレイから、試験前のＩＣチップがローダ／アンローダ部３００に供給され、また各払出用窓部３０２に位置するカスタマトレイに、試験済のＩＣチップがローダ／アンローダ部３００から払い出される。

このＩＣ格納部２００に設けられたトレイ搬送装置２１０は、図２に示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられたＸ軸方向レール２１１と、当該Ｘ軸方レール２１１に沿ってＸ軸方向に摺動可能であり、下端部に装着された吸着パッドをＺ軸方向に昇降可能なＺ軸方向アクチュエータ（不図示）を有する可動ヘッド２１２と、を備えている。

このトレイ搬送装置２１０は、試験前ＩＣトレイ供給用ストッカ２０１から供給用窓部３０１の下方に具備された昇降テーブルに、試験前のＩＣチップを収容したカスタマトレイを搬送したり、当該供給用窓部３０１で全ての試験前のＩＣチップが供給され、空となったカスタマトレイを空トレイ供給用ストッカ２０２に搬送したり、当該空トレイ供給用ストッカ２０２から払出用窓部３０２の下方に具備された昇降テーブルに搬送したり、当該払出用窓部３０２にて試験済のＩＣチップを満載に収容したカスタマトレイを、試験結果に応じて試験済ＩＣトレイ格納用ストッカ２０３に分類・搬送したりして、ＩＣ格納部２００内においてカスタマトレイを循環させる。

ローダ／アンローダ部３００
この電子部品試験装置１のローダ／アンローダ部３００は、図１、図２及び図３に示すように、各窓部３０１、３０２に位置するカスタマトレイとローダ／アンローダ部３００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０との間で試験前／試験済のＩＣチップを順次搬送する第１のＩＣ搬送装置３１０と、ローダ／アンローダ部３００の領域とアライメント部４００の領域との間で試験前／試験済のＩＣチップを搬送する２組の第２のＩＣ搬送装置３２０と、を備えている。

このローダ／アンローダ部３００では、試験前のＩＣチップのＩＣ格納部２００からアライメント部４００への供給と、テストが完了した試験済のＩＣチップのアライメント部４００からＩＣ格納部２００への払い出しと、が行われる。

このローダ／アンローダ部３００に設けられた第１のＩＣ搬送装置３１０は、図１及び図２に示すように、装置基盤１０上に架設された２本のＹ軸方向レール３１１と、この２本のレール３１１によって各窓部３０１、３０２と第２のＩＣ搬送装置３２０との間を往復移動可能な可動アーム３１２と、この可動アーム３１２によってそれぞれ支持され、可動アーム３１２に沿ってＸ軸方向にそれぞれ独立して往復移動可能な２つの可動ヘッド３１３とを備えており、各供給用窓部３０１及び各払出用窓部３０２と、ローダ／アンローダ部３００の領域内にある２組の第２のＩＣ搬送装置３２０と、を包含する範囲を動作範囲としている。

この第１のＩＣ搬送装置３１０の各可動ヘッド３１３には、Ｚ軸方向アクチュエータ（不図示）によりＺ軸方向に昇降可能な複数の吸着パッドが下向きにそれぞれ装着されている。そして、この可動ヘッド３１３の吸着パッドが空気を吸引しながら移動することにより、試験前のＩＣチップにおいては、供給用窓部３０１に位置するカスタマトレイから試験前のＩＣチップの前面を把持し、当該ＩＣチップをいずれかの第２のＩＣ搬送装置３２０に搬送する。また、試験済のＩＣチップにおいては、いずれかの第２のＩＣ搬送装置３２０から試験済のＩＣチップの前面を把持し、試験結果に従って当該ＩＣチップをいずれかの払出用窓部３０２に位置するカスタマトレイに搬送する。こうした吸着パッドは、各可動ヘッド３１３に対して例えば８個程度装着されており、一度に８個のＩＣチップを搬送することが可能となっている。

このローダ／アンローダ部３００に設けられた２組の第２のＩＣ搬送装置３２０は、いずれも装置基盤１０上に架設されたＹ軸方向レール３２１と、このレール３２１に沿ってＹ軸方向に往復移動可能である可動ヘッド３２２とをそれぞれ備えており、後述するアライメント部４００のＩＣ移動装置４１０が有する２組の可動ヘッド４１３に対応するようにそれぞれ設けられている。

各第２のＩＣ搬送装置３２０の可動ヘッド３２２は、試験前のＩＣチップを保持する供給用保持部３２３と、試験済のＩＣチップを保持する払出用保持部３２４と、を備えており、この供給用保持部３２３及び払出用保持部３２４は、周縁に傾斜面がそれぞれ形成された８個の窪み部３２３ｂを有し、８個の被試験ＩＣチップを保持可能となっている。一般的に、カスタマトレイに収容された状態におけるＩＣチップの位置は、大きなバラツキをもっているが、このように、供給用保持部３２３の各窪み部３２３ｂに傾斜面を形成することにより、第１のＩＣ搬送装置３１０の可動ヘッド３１３が試験前のＩＣチップを落とし込むと、当該傾斜面でＩＣチップの落下位置が修正され、これにより、８個の試験前のＩＣチップの相互の位置が定まるように位置及び姿勢が修正される。なお、各保持部３２３、３２４の窪み部３２３ｂは、後述する第３実施形態における凹部３２３ｂ’のようにＩＣチップの平面運動をも拘束するものではなく、ＩＣチップの外形に対して余裕をもって大きく形成されている。

また、各払出用保持部３２４の凹部の底面には、例えば、ヒータ（不図示）等が装着されており、チャンバ部１００内で低温に印加された試験済のＩＣチップが当該チャンバ部１００外に払い出されて常温に曝された際の、当該ＩＣチップの結露や霜の付着が防止されている。

なお、各第２のＩＣ搬送装置３２０の可動ヘッド３２２の各保持部３２３、３２４は、上記のような凹部の代わりに、例えば各保持部３２３、３２４を実質的に平滑な平面にすると共に当該平面に開口した吸着ノズルを具備させて保持するようにしても良く、或いは、窪み部３２３ｂの底面に吸着ノズルを具備しても良い。

このように、本実施形態においては、第１のＩＣ搬送装置３１０に２つの可動ヘッド３１３を設けることにより、例えば、一方の可動ヘッド３１３が、供給用窓部３０１に位置するカスタマトレイから試験前のＩＣチップを把持している間に、他方の可動ヘッド３１３が、払出用窓部３０２に位置するカスタマトレイに試験済のＩＣチップを分類して載置することが出来るので、相互の作業時間を吸収することが可能となり、電子部品試験装置１におけるスループットの向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態においては、２組の第２のＩＣ搬送装置３２０を設けることにより、例えば、一方の第２のＩＣ搬送装置３２０が、アライメント部４００の領域内に位置して、後述するＩＣ移動装置４１０による位置決め及び載置作業が行われている間に、他方の第２のＩＣ搬送装置３２０が、ローダ／アンローダ部３００の領域内に位置して、第１のＩＣ搬送装置３１０による搬送作業を行うことが出来るので、相互の作業時間を吸収することが可能となり、電子部品試験装置１におけるスループットの向上を図ることが可能となっている。

アライメント部４００
この電子部品試験装置１のアライメント部４００は、図１、図２及び図４に示すように、アライメント部４００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０からチャンバ部１００内のテストプレート１１０との間で試験前／試験済のＩＣチップを移動させるＩＣ移動装置４１０（移動手段）と、ＩＣ移動装置４１０に把持された状態の試験前のＩＣチップを撮像する２つの第２のカメラ４２０（第２の撮像手段）と、ＩＣ移動装置４１０により試験前のＩＣチップが載置されるテストプレート１１０の保持部１１３を位置決めする位置決めプレート４３０と、を備えている。

このアライメント部４００では、アライメント部４００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０からチャンバ部１００の載置位置１０１に位置するテストプレート１１０への試験前のＩＣチップの移動と、当該移動中における試験前のＩＣチップの位置決めと、チャンバ部１００にてテストが完了した試験済のＩＣチップのテストプレート１１０からアライメント部４００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０への移動と、が行われる。

このアライメント部４００に設けられたＩＣ移動装置４１０は、装置基盤１０上に架設された２本のＸ軸方向レール４１１と、この２本のレール４１１に沿って、それぞれ独立してＸ軸方向に往復移動可能な２つの可動アーム４１２と、各可動アーム４１２によってそれぞれ支持され、各可動アーム３１２に沿ってＹ軸方向に往復移動可能な２つの可動ヘッド４１３と、を備えており、アライメント部４００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０と、チャンバ部１００の載置位置１０１に位置するテストプレート１１０と、の間を包含する範囲を動作範囲としている。なお、このＩＣ移動装置４１０は、図５に示す制御装置４１６により同一のレール４１１上で可動アーム４１２が相互に干渉することのないよう制御されている。

また、このＩＣ移動装置４１０の各可動ヘッド４１３は、下端部に装着された吸着パッド４１４ａによりＩＣチップの前面を把持する把持部４１４と、光軸が鉛直下向きとなるような姿勢で装着され、ＩＣチップの前面を撮像可能な、例えば、ＣＣＤカメラ等の第１のカメラ４１５（第１の撮像手段）とをそれぞれ有している。

さらに、これら可動ヘッド４１３が有する各把持部４１４は、モータ等によりＺ軸を中心とした回転動作が相互に独立して可能であると共に、Ｚ軸方向アクチュエータ（不図示）により昇降動作が相互に独立して可能となっている。従って、各可動アーム４１２は、第２のＩＣ搬送装置３２０とテストプレート１１０との間の１回の往復移動動作で、２個の試験前ＩＣチップを位置決め・移動させることが可能となっている。なお、本実施形態においては、ＩＣ移動装置４１０の一つの可動ヘッド４１３に対して２つの把持部４１４を設けるように説明したが、本発明においては、特にこれに限定されることなく、当該ＩＣ移動装置４１０に要求される作業時間等に応じて、一つの可動ヘッド４１３に対して一つ或いは３つ以上の把持部４１４を設けても良い。

このように、本実施形態においては、ＩＣ移動装置４２０が相互に独立して移動可能な２つの可動ヘッド４１３を備えていることにより、ＩＣチップの位置決め及び移動動作を相互に独立して遂行することが出来るので、相互の作業時間を吸収することが可能となり、電子部品試験装置１におけるスループットの向上を図ることが可能となっている。

このアライメント部４００に設けられた各第２のカメラ４２０は、例えば、ＣＣＤカメラ等であり、図１及び図４に示すように、その光軸が鉛直上向きとなるような姿勢で、各第２のＩＣ搬送装置３２０と位置決めプレート４３０との間の装置基盤１０内に埋め込まれており、ＩＣ移動装置４１０により把持された状態のＩＣチップの背面を撮像可能となっている。

この第２のカメラ４２０と、ＩＣ移動装置４１０の各可動ヘッド４１３に装着された第１のカメラ４１５とは何れも、図５に示すように、例えば画像処理用プロセッサ等を備えた画像処理装置４５０に接続されており、さらに、当該画像処理装置４５０は、ＩＣ移動装置４１０の動作を制御する制御装置４１６に接続されている。なお、第１のカメラ４１５と第２のカメラ４２０とは、例えば電子部品試験装置１の起動時等に相互に撮像することにより、それぞれの画像上の座標系が相対的に関連付けられている。

このアライメント部４００に設けられた位置決めプレート４３０は、図６に示すように、実質的に平滑な平板状のプレート本体部４３１に、当該プレート本体部４３１を厚さ方向に貫通するような、４行１６列に配列された６４個の開口部４３２が形成されており、図２及び図４に示すように、チャンバ部１００の載置位置１０１の上方の装置基盤１０に固定されている。

なお、この位置決めプレート４３０の各開口部４３２と、テストヘッド１５０の各コンタクト部１５１と、テストプレート１１０の各保持部１１３との相対的位置関係は、後述のチャンバ部１００の説明において詳述するが、当該位置決めプレート４３０の開口部４３２は、テストプレート１１０の保持部１１３を挿入可能な大きさを有しており、ＩＣ移動装置４１０が試験前のＩＣチップをテストプレート１１０に載置する際には、当該テストプレート１１０がチャンバ部１００内の載置位置１０１に位置すると共に上昇して位置決めプレート４３０の背面に接触し、テストプレート１１０の各保持部１１３が、位置決めプレート４３０の対応する開口部４３２に挿入されている。また、当該位置決めプレート４３０の開口部４３２は、テストヘッド１５０のコンタクト部１５１の配列に対応するように配置されている。

このアライメント部４００における試験前のＩＣチップの位置決め及び移動動作は、先ず、第２のＩＣ搬送装置３２０によりアライメント部４００の領域内に搬送されたＩＣチップの上方に、ＩＣ移動装置４１０の可動ヘッド４１３が移動し、当該可動ヘッド４１３に装着された第１のカメラ４１５が、試験前のＩＣチップの前面を撮像し、次に、可動ヘッド４１３が、当該ＩＣチップを把持して第２のカメラ４２０上に移動させ、当該第２のカメラ４２０が、当該ＩＣチップの背面を撮像する。

そして、画像処理装置４５０が、第１のカメラ４１５により撮像された画像情報から、可動ヘッド４１４に把持される前のＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢と、把持される前のＩＣチップの入出力端子ＨＢの位置及び姿勢とを抽出し、当該抽出結果に基づいて、把持される前のＩＣチップの外形形状に対する入出力端子ＨＢの相対的な位置及び姿勢を算出する。この際、画像処理装置４５０は、第１のカメラ４１５自体が独自に有する第１の座標系を基準として、ＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢と、入出力端子ＨＢの位置及び姿勢とを抽出する。

次に、画像処理装置４５０は、第２のカメラ４２０により撮像された画像情報から、可動ヘッド４１４に把持された状態の当該ＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢を抽出する。この際、画像処理装置４５０は、第２のカメラ４２０自体が独自に有する第２の座標系を基準として、ＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢を抽出する。

次に、画像処理装置４５０は、これらの算出結果から、可動ヘッド４１３に把持された状態のＩＣチップの入出力端子ＨＢの位置及び姿勢を判断する。この際、上述の通り、例えば電子部品試験装置１の起動時等に、第１のカメラ４１５の第１の座標系と、第２のカメラ４２０の第２の座標系とが相対的に関連付けられていることにより、各カメラ４１５、４２０が独自に有する座標系を基準としてそれぞれ抽出されたＩＣチップの外形形状及び入出力端子ＨＢの位置及び姿勢から、可動ヘッド４１４に把持された状態の入出力端子ＨＢの位置及び姿勢を算出することが可能となっている。

このように、本実施形態では、第１のカメラ及び第２のカメラにより撮像された画像情報から、ＩＣ移動装置により把持された状態の入出力端子の位置及び姿勢を判断することにより、多品種のＩＣチップの対応の容易化のためにＩＣ移動装置がＩＣチップの前面を保持して移動させるに際して、ＩＣチップの入出力端子と第１のカメラとの間にＩＣ移動装置が介在して、ＩＣ移動装置に把持された状態のＩＣチップの入出力端子の位置及び姿勢を撮像することが出来ないような場合であっても、画像処理によるＩＣチップの高精度な位置決めが可能となる。

次に、第１のカメラ４１５がテストプレート１１０の保持部１１３の上方に位置するように、可動ヘッド４１３が移動し、第１のカメラ４１５が、ＩＣチップを載置するテストプレート１１０の保持面１１４を撮像する。そして、画像処理装置４５０が、当該第１のカメラ４１５に撮像された画像情報から保持面１１４の位置及び姿勢を抽出し、当該保持面１１４の中心位置Ｐ_ＶとＩＣチップの入出力端子ＨＢの重心位置Ｐ_Ｈとが実質的に一致し、且つ、保持面１１４の姿勢とＩＣチップの入出力端子ＨＢの姿勢とが実質的に一致するような補正量を算出し、当該補正量に基づいて、可動ヘッド４１３がＩＣチップを保持部に位置決めして載置する。なお、この画像処理装置４５０を用いた位置決めの手法の詳細については後に詳述する。

このような画像処理によるＩＣチップの高精度な位置決めにより、試験工程におけるＩＣ移動装置による把持・移動等で生じたＩＣチップの位置ズレのみならず、製造工程において生じたＩＣチップの外形形状に対する入出力端子の相対的位置のバラツキ等により発生するミスコンタクトを防止することが可能となる。

なお、上記のアライメント部４００では、第１のカメラ４１５により撮像された画像情報から、ＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢と、入出力端子ＨＢの位置及び姿勢と、の両方を抽出するものとして説明したが、アライメント部４００の第２実施形態として、新たに第３のカメラ４４０を設置し、当該第３のカメラ４４０による画像情報からＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢を抽出するようにしても良い。

より具体的には、図７に示すように、この第２実施形態では、例えば、ＣＣＤカメラ等の第３のカメラ４４０を、その光軸が鉛直上向きとなるような姿勢で、アライメント部４００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０の下方の装置基盤１０に埋め込む。また、当該第３のカメラ４４０によるＩＣチップの背面撮像が可能となるように、第２のＩＣ搬送装置３２０の供給用保持部３２３において、試験前のＩＣチップを保持する保持面３２３ａを透明な部材で構成する。そして、アライメント部４００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０の供給用保持部３２３に保持されているＩＣチップの背面の外形形状を、この第３のカメラ４４０により撮像する。次に、この第３のカメラ４４０により撮像された画像情報から画像処理装置４５０がＩＣ移動装置４１０に把持される前の状態のＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢を抽出し、第１のカメラ４１５により撮像された画像情報は、入出力端子ＨＢの位置及び姿勢の抽出のみに使用する。

このように、第１のカメラ４１５により、第２のＩＣ搬送装置３２０の供給用保持部３２３にあるＩＣチップの前面の外形形状を撮像することで、前面及び背面の外形形状の違いを算出することが可能となるので、第３のカメラ４４０により撮像されたＩＣチップの背面の外形形状の位置及び姿勢の画像情報を介して、第２のカメラ４２０により撮像されたＩＣチップの背面の外形形状の位置及び姿勢の画像情報と、第１のカメラ４１５により撮像されたＩＣチップの前面の外形形状の位置及び姿勢の画像情報とから、ＩＣ移動装置４１０に把持されたＩＣチップの入出力端子ＨＢの位置及び姿勢を高精度で算出することが可能となる。その結果、画像処理によるＩＣチップのより高精度な位置決めが可能となる。

なお、第３のカメラ４４０と第１のカメラ４１５とは、例えば電子部品試験装置１の起動時等に相互に撮像することにより、それぞれの画像上の座標軸が関連付けられている。また、ＩＣの外形形状の位置及び姿勢と入出力端子ＨＢの位置及び姿勢は、第１及び第３のカメラ４１５、４４０自体がそれぞれ有する独自の座標系を基準としてそれぞれ抽出される。

このように、本発明の第２実施形態では、第３のカメラ４４０により、ＩＣ移動装置４１０に把持される前の状態のＩＣチップの背面を撮像し、当該第３のカメラ４４０により撮像された画像情報から把持前のＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢を抽出することにより、製造工程において生じたＩＣチップのバラツキ等によりＩＣチップの前面の外形形状と、背面の外形形状とが相違するような場合であっても、画像処理装置４５０により把持後のＩＣチップの入出力端子ＨＢの位置及び姿勢を正確に判断することが出来、より高精度に位置決めすることが可能となる。

チャンバ部１００
本発明の第１実施形態に係る電子部品試験装置１のチャンバ部１００は、図１、図２、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、テストプレート１１０に保持されたＩＣチップの試験を行うテストヘッド１５０と、アライメント部４００の下方の載置位置１０１から、熱ストレスが印加される印加位置１０２を経由して、テストヘッド１５０の下方に位置するテスト位置１０３にテストプレート１１０を移動させるプレート移動装置１２０（プレート移動手段）と、プレート移動装置１２０を覆うように密閉し、ＩＣチップに熱ストレスを印加するケーシング１３０と、を備えている。

このチャンバ部１００では、テストプレート１１０の保持部１１３に保持された多数のＩＣチップに熱ストレスを印加しながら、当該ＩＣチップをテストヘッド１５０のコンタクト部１５１に同時に押し付けて試験が行われる。

このチャンバ部１００に含まれるテストヘッド１５０は、電子部品試験装置１におけるスループットを向上させるために、図９に示すように４行１６列に配列されたコンタクト部１５１が設けられており、６４個（＝２^６個）のＩＣチップの試験を同時に行うことが可能となっている。また、図１０及び図１１に示すように、このテストヘッド１５０の各コンタクト部１５１の周囲には、相互に実質的に直交するように広がっている２つのガイド面１５２、１５３が設けられており、図９の拡大図に示すように、各コンタクト部１５１の中心位置が、第１のガイド面１５２から距離Ｌ_１に位置し、第２のガイド面１５３から距離Ｌ_２に位置するように、各コンタクト部１５１を構成するコンタクトピンが第１及び第２のガイド面１５２、１５３を基準として配置されている。このテストヘッド１５０は、テストに際して、図１及び図２に示すように、チャンバ部１００のテスト位置１０３の上方に反転して、即ち、各コンタクト部１５１が鉛直下向きとなるような姿勢でセッティングされる。

これに対し、チャンバ部１００内を循環するテストプレート１１０は、上記のように配列されたコンタクト部１５１に対して、６４個のＩＣチップを同時に押付可能なように、図１０に示すように、ＩＣチップを保持する６４個の保持部１１３が、当該コンタクト部１５１の配列に対応するように４行１６列の配列で設けられている。ここで、テストヘッド１５０とテストプレート１１０とは熱膨張率が異なる結果、チャンバ部１００の温度の設定条件により両者の外形寸法が変動してくるが、後述するようにテストプレート１１０に保持部１１３が微動可能に設けられていることにより、両者の相対的な位置合わせを行うことが可能となっている。

テストプレート１１０の各保持部１１３には、図１０及び図１１に示すように、各保持部１１３の上面に位置して、実質的に平滑な平面であり、ＩＣ移動装置４１０によりＩＣチップが載置される保持面１１４と、当該保持面１１４に対して実質的に直交する方向及び相互に直交する方向に広がっている第１及び第２の側面１１３ａ、１１３ｂとが形成されており、保持面１１４の中心位置が第１の側面１１３ａから距離Ｌ_３に位置し、第２の側面１１３ｂから距離Ｌ_４に位置するように、第１及び第２の側面１１３ａ、１１３ｂを基準として形成されている。この距離Ｌ_３及びＬ_４は、上述のテストヘッド１５０の第１及び第２のガイド面１５２、１５３からのコンタクト部１５１の中心位置への距離Ｌ_１、Ｌ_２にそれぞれ実質的に同一となっており（Ｌ_１＝Ｌ_３、Ｌ_２＝Ｌ_４）、図１１に示すように、テスト時に際して、テストヘッド１００の第１及び第２のガイド面１５２、１５３に、テストプレート１１０の第１及び第２の側面１１３ａ、１１３ｂを当接させてガイドさせることにより、コンタクト部１５１を構成するコンタクトピンに対して、ＩＣチップの入出力端子ＨＢが機械的に位置決めされるようになっている。

また、この保持面１１４には、ＩＣチップの背面を保持することが可能な吸着ノズル１１５がその略中心に位置するように具備されていると共に、この保持面１１４は、電子部品試験装置１が試験の対象とする全ての品種のＩＣチップの背面より大きく形成されている。なお、保持面１１４に具備される吸着ノズル１１５の代わりに、例えば、両面テープ、ジェル状のシリコン、或いは、半導体製造工程で用いられている紫外線硬化型粘着テープ等の粘着性を有する部材を用いても良い。

このように、本実施形態においては、複数のＩＣチップを保持した状態でテストを行うテストプレートにおいて、ＩＣチップを保持する保持面を、当該ＩＣチップの背面より大きく、実質的に平滑な平面として、この保持面により、ＩＣチップの入出力端子が導出していない背面を保持することにより、異なる品種のＩＣチップであっても共通のテストプレートを使用することが可能となり、ＩＣチップの外形形状に依存した品種切替作業が不要となるので、多品種のＩＣチップに容易に対応することが可能となる。

また、テストトレイを用いた従来の電子部品試験装置では、ＩＣチップの品種切替において、切替後の品種に対応したテストトレイを予め準備しておき、当該品種切替前の試験により高温又は低温に印加されたチャンバ部内を常温近く迄戻した後に、作業者が、切替前の品種に対応したテストトレイをチャンバ内から取り出して前記切替後の品種に対応したテストトレイに交換し、その後、チャンバ部内を目的温度まで再び加熱／冷却し、所定時間経過して目的温度で安定させる必要がある。このため、品種切替開始から試験を再開する迄に数時間以上の無駄な時間を費やし、特に少量多品種のＩＣチップを試験する場合にはテスト効率が全体として低下する大きな要因となっていた。

これに対し、本実施形態に係る電子部品試験装置では、異なる品種であってもそのままテストプレートを使用することが出来るので、品種切替に伴うテストトレイの交換及びチャンバ内の昇温／冷却作業が不要となり、品種切替に必要とされる時間が大幅に短縮される利点がある。また、本実施形態に係る電子部品試験装置では、一つのテストプレートで多品種のＩＣチップに対応することが出来るので、テストプレートをＩＣチップの品種毎に準備する必要がなくなるので、大量のテストトレイを管理したり、当該テストトレイの収容場所を確保する必要がなくなる。

図１１に示すように、テストプレート１１０のプレート本体部１１１には、保持部１１３の外径に対して若干のクリアランスを有する開口部１１２が形成されており、当該開口部１１２に保持部１１３が挿入されて、各保持部１１３がプレート本体部１１１に微動可能に支持されている。

このように、本実施形態では、テストプレート１１０において、プレート本体部１１１に対して各保持部１１３を微動可能にすることにより、テストヘッド１５０及びテストプレート１１０の機械的な撓みや傾き、或いは、チャンバ部１００内の熱ストレスによる熱膨張／収縮等に起因するコンタクト時の誤差を吸収することが可能になる。

さらに、図１０の拡大図に示すように、第１の側面１１３ａ及び第２の側面１１３ｂにそれぞれ対向する２つの側面には、当該側面に対して実質的に直交する方向に所定の押圧力を付与するように、スプリング１１６がそれぞれ設けられている。なお、スプリング１１６の代わりに、保持部１１３に対して押圧力を付与することが可能な、例えば、バネ、ゴム、エラストマー等の弾性部材を用いても良い。

このチャンバ部１００に設けられたプレート移動装置１２０は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、チャンバ部１００内をＹ軸方向に沿って配置された３段のガイドレール１２１と、Ｙ軸方向アクチュエータ（不図示）により各ガイドレール１２１上でＹ軸方向に往復移動可能であり、それぞれ一枚のテストプレート１１０を保持することが可能な３つのガイドベース１２２と、Ｚ軸方向アクチュエータにより載置位置１０１でテストプレート１１０を昇降させる昇降機構１２４と、Ｚ軸方向アクチュエータによりテスト位置１０３でＩＣチップをコンタクト部１５１に押し付ける押付機構１２５と、を備えている。

このプレート移動装置１２０の各ガイドベース１２２には、昇降機構１２４の上端部及び押付機構１２５の上端部が挿通可能な開口部１２３が形成されており、載置位置１０１及びテスト位置１０３において、昇降機構１２４及び押付機構１２５がガイドベース１２２に干渉せずに昇降動作をすることが可能となっている。

また、このプレート移動装置１２０の押付機構１２５の上部には、適切な押圧力で、コンタクト部１５１にＩＣチップを押し付けると共に、高温に印加された当該ＩＣの温度を一定に保つためのヒータ機能を備えたプッシャ１２６が、テストプレート１１０の保持部１１３に対応するような配列で設けられている。

このプレート移動装置１２０では、一段のガイドレール１２１毎に一枚のテストプレート１１０が割り当てられており、例えば、図８Ａに示すように、最上段のガイドレール１２１に割り当てられたテストプレート１１０が、テスト位置１０３においてコンタクト部１５１に押し付けられてテストを行っている間に、二段目のガイドレール１２１に割り当てられたテストプレート１１０が、印加位置１０２に位置して、保持しているＩＣチップに熱ストレスが印加され、最下段のガイドレール１２１に割り当てられたテストプレート１１０が、載置位置１０１に位置して、昇降機構１２４により上昇されてＩＣ移動装置４１０により試験前／試験済のＩＣチップの載置／払い出し作業を行うことが可能となっており、各段のガイドレール１２１毎に独立した作業を同時に遂行することが可能となっている。これにより、ＩＣ移動装置４１０による載置時間、熱ストレスの印加時間及びＩＣチップのテストタイムを相互に吸収させることが出来るので、電子部品試験装置１におけるスループットの向上を図ることが可能となっている。

このチャンバ部１００に設けられたケーシング１３０は、プレート移動装置１２０を覆うように密閉し、−５５〜１５０℃程度の熱ストレスをＩＣチップに印加することが可能となっている。このケーシング部１３０は、ＩＣチップに高温を印加する場合には、例えば、その密閉空間に温風を送風し、又は、テストプレート１１０の下部をヒータで直接加熱することが可能となっており、これに対し、ＩＣチップに低温を印加する場合には、例えば、その密閉空間の周囲に液体窒素を循環させて吸熱することが可能となっている。

このチャンバ部１００では、先ず、テストプレート１１０がチャンバ部１００内の載置位置１０１に位置すると共に、昇降機構１２４により上昇して位置決めプレート４３０の背面に接触し、テストプレート１１０の各保持部１１３が、位置決めプレート４３０の対応する開口部４３２に挿入される。この挿入の際、図１２及び図１３に示すように、保持部１１３の第１の側面１１３ａが開口部４３２の第１の内壁面４３２ａに倣うように当接すると共に、保持部１１３の第２の側面１１３ｂが開口部４３２の第２の内壁面４３２ｂに倣うように当接する。しかも、それぞれの当接方向にスプリング１１６が弾性力を付与するので、これら各面１１３ａ、１１３ｂ、４３２ａ、４３２ｂが相互に密着し、位置決めプレート４３０の各開口部４３２に対して、テストプレート１１０の対応する保持部１１３が位置決めされ、拘束される。

そして、ＩＣチップがＩＣ移動装置４１０によりテストプレート１１０の各保持部１１３に載置されると、保持部１１３にＩＣチップを保持したテストプレート１１０が、昇降機構１２４により下降して、対応する段のガイドレール１２１に沿って印加位置１０２に移動する。そして、この印加位置１０２で所定時間待機してＩＣチップに所望の熱ストレスが印加されたら、テスト位置１０３に移動し、押付機構１２５により上昇して、テストプレート１１０の各保持部１１３に保持されているＩＣチップが、テストヘッド１５０の対応するコンタクト部１５１に同時に押し付けられて試験が行われる。

この際、上記の保持部１１３の側面１１３ａ、１１３ｂと開口部４３２の内壁面４３２ａ、４３２ｂとの当接動作と同様の要領で、テストプレート１１０の保持部１１３の第１の側面１１３ａが、コンタクト部１５１の周囲の第１のガイド面１５２に倣うように当接すると共に、当該テストプレート１１０の保持部１１３の第２の側面１１３ｂが、当該コンタクト部１５１の周囲の第２のガイド面１５３に倣うように当接し、これと同時に、それぞれの当接方向にスプリング１１６が押圧力を付与するので、これら各面１１３ａ、１１３ｂ、１５２、１５３が相互に密着し、テストヘッド１５０の各コンタクト部１５１に対して、テストプレート１１０の対応する保持部１１３が位置決めされる。

ここで、上述したように、テストプレート１１０上のＩＣチップは、ＩＣ移動装置４１０により、その入出力端子ＨＢの重心位置Ｐ_Ｈ及び姿勢が、保持面１１４の中心位置Ｐ_Ｖと姿勢に実質的に一致するように位置決めされており、さらに、テストヘッド１５０における第１及び第２のガイド面１５２、１５３からコンタクト部１５１の中心位置への距離Ｌ_１、Ｌ_２と、テストプレート１１０における第１及び第２の側面１１３ａ、１１３ｂから保持面１１４の中心位置Ｐ_Ｖへの距離Ｌ_３、Ｌ_４とはそれぞれ同一となっているので、図１１に示すように、テスト時に、コンタクト部１５１を構成するコンタクトピンに対して、ＩＣチップの入出力端子ＨＢの高精度な位置決めが達成される。

また、本実施形態においては、チャンバ部外において、事前に画像処理によりＩＣチップの高精度な位置決めを行い、チャンバ部内において、テストプレートの保持部の側面をテストヘッドのガイド面に当接させて機械的に位置決めすることにより、チャンバ部内にＣＣＤカメラ等を設置せずに、画像処理手法を用いたＩＣチップの高精度な位置決めを実現することが可能となる。

さらに、本実施形態では、テストプレートにおいて、プレート本体部に対して保持部を微動可能としているが、ＩＣ移動装置によるＩＣチップの載置時に、当該保持部を、位置決めプレートにより位置決め・拘束することにより、各保持部の相互間の相対的な位置関係を規正して、各保持面１１４の相互間の相対的な位置関係を一義的に決定することが可能となるので、ＩＣチップを載置する度に、第１のカメラにより保持面を認識する必要がなくなり、ＩＣ移動装置の移動及び位置決め動作の作業速度の向上を図ることが可能となる。

次に、本発明の第１実施形態に係る電子部品試験装置１の作用について、図１４のフローチャート及び図１５〜図２６に従って説明する。

先ず、試験前ＩＣトレイストッカ２０１から供給用窓部３０１に供給されたカスタマトレイに、第１のＩＣ搬送装置３１０の一方の可動ヘッド３１３が接近し、当該可動ヘッド３１３の下端部に具備された吸着ヘッドにより同時に８個の試験前のＩＣチップを吸着して把持する。そして、当該可動ヘッド３１３は、Ｚ軸方向アクチュエータ（不図示）をＺ軸方向に上昇させ、可動アーム３１２及びＹ軸方向レール３１１に沿って摺動して、ローダ／アンローダ部３００の領域内に位置している何れか一方の第２のＩＣ搬送装置３２０に移動し、当該ＩＣチップを第２のＩＣ搬送装置３２０に受け渡す。そして、当該ＩＣチップを保持した第２のＩＣ搬送装置３２０は、Ｙ軸方向レール３２１に沿って可動ヘッド３２２をアライメント部４００の領域内に移動させる。

次に、図１５に示すように、アライメント部４００の領域内に移動した第２のＩＣ搬送装置３２０の上方に、第１のカメラ４１５が位置するように、ＩＣ移動装置４１０の一方の可動ヘッド４１３が移動し（図１４のステップＳ１０）、第１のカメラ４１５がＩＣチップの前面を撮像する（ステップＳ２０）。

次に、画像処理装置４５０が、この第１のカメラ４１５により撮像された画像情報から、図１６に示すように、ＩＣチップの外形形状に対する入出力端子ＨＢの相対的な位置及び姿勢（ｘ_０、ｙ_０、θ_０）を算出する（ステップＳ３０）。

このＩＣチップの外形形状に対する入出力端子ＨＢの相対的な位置の具体的な算出方法としては、画像処理装置４５０が、先ず、第１のカメラ４１５により撮像された画像情報を取り入れ、当該画像情報に対して二値化等の画像処理手法を用いて、ＩＣチップの外形形状及び入出力端子ＨＢを抽出する。次に、第１のカメラ４１５が有する第１の座標系を基準として、抽出された外形形状の中心位置Ｐ_Ｉの座標（ｘ_Ｉ、ｙ_Ｉ）と、抽出された入出力端子ＨＢの重心位置Ｐ_Ｈの座標（ｘ_Ｈ、ｙ_Ｈ）とを算出し、当該中心位置Ｐ_Ｉと重心位置Ｐ_Ｈとを比較することにより、ＩＣチップの外形形状に対する入出力端子ＨＢの相対的な位置（ｘ_０、ｙ_０）が算出される。

また、ＩＣチップの外形形状に対する入出力端子ＨＢの相対的な姿勢の具体的な算出方法としては、画像処理装置４５０が、先ず、抽出したＩＣチップの外形形状を構成する輪郭線の近似直線を算出する。次に、抽出した入出力端子ＨＢから構成される規則的な列を抽出し、当該列を構成する各入出力端子ＨＢの中心を通過する近似直線を各列毎に算出し、さらに当該複数の近似直線の平均直線を算出する。そして、ＩＣチップの外形形状の姿勢を示す近似直線に対して、入出力端子ＨＢの姿勢を示す平均直線が成す角度を算出することにより、ＩＣチップの外形形状に対する入出力端子ＨＢの相対的な姿勢θ_０が算出される。なお、このＩＣチップの外形形状に対する入出力端子ＨＢの相対的な位置及び姿勢（ｘ_０、ｙ_０、θ_０）は、ＩＣチップの製造工程に生じたＩＣチップのバラツキ等に起因するものである。

次に、図１７に示すように、ＩＣ移動装置４１０の一方の可動ヘッド４１３が、一方の把持部４１４を吸着パッド４１４ａにより、ＩＣチップの略中心を吸着して把持する（ステップＳ４０）。そして、当該可動ヘッド４１４は、アライメント部４００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０に保持された他のＩＣチップに対して、再度、ステップＳ１０〜Ｓ４０までの動作を繰り返し、他方の把持部４１４にもう一つのＩＣチップを把持する。

いずれの把持部４１４もがＩＣチップを把持したら、図１８に示すように、一方のＩＣチップが第２のカメラ４２０の上方に位置するように、可動ヘッド４１４が移動し（ステップＳ５０）、第２のカメラ４２０が、当該可動ヘッド４１４に把持された状態のＩＣチップの背面を撮像する（ステップＳ６０）。

そして、画像処理装置４５０が、この第２のカメラ４２０により撮像された画像情報から、図１９に示すように、第２のカメラ４２０が有する第２の座標系を基準として、ＩＣ移動装置４１０の可動ヘッド４１３に把持された状態のＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢（ｘ_Ｉ’、ｙ_Ｉ’、θ_Ｉ’）を算出し、ステップＳ３０で算出したＩＣチップの外形形状に対する入出力端子ＨＢの相対的な位置及び姿勢（ｘ_０、ｙ_０、θ_０）と、把持された状態のＩＣチップの外形形状の位置及び姿勢（ｘ_Ｉ’、ｙ_Ｉ’、θ_Ｉ’）とから、可動ヘッド４１４に把持された状態のＩＣチップの入出力端子ＨＢの位置及び姿勢（ｘ_Ｈ’、ｙ_Ｈ’、θ_Ｈ’）を算出する（ステップＳ７０）。この際、上述の通り、例えば電子部品試験装置１の起動時等に、第１のカメラ４１５の第１の座標系と、第２のカメラ４２０の第２の座標系とが相対的に関連付けられていることにより、各カメラ４１５、４２０が独自に有する座標系を基準としてそれぞれ抽出されたＩＣチップの外形形状及び入出力端子ＨＢの位置及び姿勢から、可動ヘッド４１４に把持された状態の入出力端子ＨＢの位置及び姿勢を算出することが可能となっている。

なお、可動ヘッド４１４による把持前後のＩＣチップの中心位置Ｐ_Ｉの画像上の相違は、可動ヘッド４１４による吸着及び移動時等に生じるズレが主な原因である。

他方のＩＣチップについても、ステップＳ５０〜７０の動作を行ったら、図２０に示すように、第１のカメラ４１５が、テストプレート１１０の載置対象となる保持部１１３の上方に位置するように、一方の可動ヘッド４１４が移動し（ステップＳ８０）、第１のカメラ４１５が、下方に位置する保持面１１４を撮像する（ステップＳ９０）。

なお、この状態において、テストプレート１１０は、チャンバ部１００内の載置位置１０１に位置すると共に、昇降機構１２４により上昇して位置決めプレート４３０の背面に接触し、テストプレート１１０の各保持部１１３が、位置決めプレート４３０の対応する開口部４３２に挿入されており、保持部１１３の第１及び第２の側面１１３ａ、１１３ｂが、開口部４３２の第１及び第２の内壁面４３２ａ、４３２ｂに対して当接し、スプリング１１６により押圧されているので密着しており、位置決めプレート４３０の各開口部４３２に対して、テストプレート１１０の対応する保持部１１３が位置決め・拘束されている。

次に、画像処理装置４５０が、この第１のカメラ４１５により撮像された画像情報から、第１のカメラ４１５が有する第１の座標系を基準として、図２１に示すように、保持面１１４の中心位置Ｐ_Ｖの座標（ｘ_Ｖ、ｙ_Ｖ）と当該保持面の姿勢θ_Ｖと算出し、当該保持面１１４の位置及び姿勢（ｘ_Ｖ、ｙ_Ｖ、θ_Ｖ）と、ステップＳ７０で算出された入出力端子ＨＢの位置及び姿勢（ｘ_Ｈ’、ｙ_Ｈ’、θ_Ｈ’）とを一致させるような補正量を算出する（ステップＳ１００）。この際、上述の通り、例えば電子部品試験装置１の起動時等に、第１のカメラ４１５の第１の座標系と、第２のカメラ４２０の第２の座標系とが相対的に関連付けられていることにより、算出されたＩＣチップの入出力端子ＨＢの位置及び姿勢と、第１のカメラ４１５が独自に有する座標系を基準として算出された保持面１１４の位置及び姿勢とを一致させるような補正量を算出することが可能となっている。

なお、上述のように、テストプレート１１０の各保持部１１３は、位置決めプレート４３０の開口部４３２により位置決め・拘束されており、各保持面１１４の相互間の相対的な位置関係は一義的に決定されているので、ステップＳ９０における保持面１１４の撮像は、例えば品種切替時の初回のみに行い、それ以後は当該初回のデータを用いることにより省略したり、或いは、ＩＣ移動装置４１０と位置決めプレート４３０との機械的な位置関係に基づいて省略することが可能である。

他方のＩＣチップについても、ステップＳ８０〜Ｓ１００の動作を行ったら、図２２に示すように、一方のＩＣチップが、テストプレート１００の載置対象である保持面１１４の上方に位置するように、可動ヘッド４１３が移動し、ステップＳ１００で算出された補正量に基づいて、可動ヘッド４１３が当該ＩＣチップを把持している把持部４１４を独立して駆動させることにより、テストプレート１１０の保持面１１４に対し、ＩＣチップを位置決めする（ステップＳ１１０）。

次に、図２３に示すように、一方の把持部４１４が下降し、当該把持部４１４の吸着パッド４１４ａの吸引を停止してＩＣチップを保持部１１３に載置する（ステップＳ１２０）。この把持部４１４の吸着パッド４１４ａの吸引停止と同時に或いはその前から、テストプレート１１０の保持部１１３の吸着ノズル１１５の吸引を開始して、当該保持部１１３がＩＣチップを保持する。この状態において、図２４に示すように、保持面１１４の中心位置Ｐ_Ｖと姿勢と入出力端子ＨＢの重心位置Ｐ_Ｈ及び姿勢とが実質的に一致するように、ＩＣチップが保持部１１３に保持されている。

他方のＩＣチップについても、ステップＳ１１０〜Ｓ１３０までの動作を行って、他方のＩＣチップをテストプレート１１０に載置したら、ＩＣ移動装置４１０の一方の可動ヘッド４１４は、アライメント部４００の領域内に位置する第２のＩＣ搬送装置３２０に戻り、図２５に示すように、テストプレート１１０上の全ての保持部１１３の上にＩＣチップが保持されるまで、上記の図１４のステップＳ１０〜Ｓ１３０までの動作を繰り返す。このＩＣ移動装置４１０の一方の可動ヘッド４１３がＩＣチップの位置決め移動作業を行っている間、他方の可動ヘッド４１３も、同一のテストプレート１１０に対して同様の作業を行っており、相互の作業時間を吸収され、電子部品試験装置１におけるスループットの向上が図られている。

テストプレート１１０上の全ての保持部１１３にＩＣチップが載置されたら、当該テストプレート１１０は、プレート移動装置１２０の昇降機構１２４により下降してチャンバ部１００内に取り入れられ、対応する段のガイドレール１２１に沿って印加位置１０２に移動される。そして、この印加位置１０２で所定時間待機してＩＣチップに所望の熱ストレスが印加されたら、テスト位置１０３に移動し、押付機構１２５により上昇して、テストプレート１１０の各保持部１１３に保持されているＩＣチップが、図２６に示すように、テストヘッド１５０の対応するコンタクト部１５１に同時に押し付けられて試験が行われる。この試験の結果は、テストプレート１１０に付された例えば識別番号と、テストプレート１１０の内部で割り当てられたＩＣチップの番号で決まるアドレスで、電子部品試験装置１の記憶装置に記憶される。

このコンタクト部１５１へのＩＣチップの押し付けにおいて、テストプレート１１０の保持部１１３の第１の側面１１３ａが、コンタクト部１５１の周囲の第１のガイド面１５２に倣うように当接すると共に、当該テストプレート１１０の保持部１１３の第２の側面１１３ｂが、当該コンタクト部１５１の周囲の第２のガイド面１５３に倣うように当接し、これと同時に、それぞれの当接方向にスプリング１１６が押圧力を付与するので、これら各面１１３ａ、１１３ｂ、１５２、１５３が相互に密着し、テストヘッド１５０の各コンタクト部１５１に対して、テストプレート１１０の対応する保持部１１３が位置決めされる。

従って、本実施形態では、テストヘッド１５０における第１及び第２のガイド面１５２、１５３からコンタクト部１５１の中心位置への距離Ｌ_１、Ｌ_２と、テストプレート１１０における第１及び第２の側面１１３ａ、１１３ｂから保持面１１４の中心位置Ｐ_Ｖへの距離Ｌ_３、Ｌ_４とがそれぞれ同一となっている事と、保持面１１４の中心位置Ｐ_Ｖと姿勢と入出力端子ＨＢの重心位置Ｐ_Ｈ及び姿勢とが実質的に一致するように、ＩＣチップが保持部１１３に保持されている事と、テストプレート１１０の保持部１１３の第１及び第２の側面１１３ａ、１１３ｂが、コンタクト部１５１の周囲の第１及び第２のガイド面１５２により位置決めされている事により、ＩＣチップの入出力端子ＨＢを、テストヘッド１５０のコンタクト部１５１のコンタクトピンに対して相対的に位置決めすることが可能となっている。

テストヘッド１５０でのテストが完了した試験済のＩＣチップは、プレート移動装置１２０によりチャンバ部１００からアライメント部４００に移動され、ＩＣ移動装置４１０によりアライメント部４００からローダ／アンローダ部３００に移動され、ローダ／アンローダ部３００の第１のＩＣ搬送装置３１０により、試験結果に応じた払出用窓部３０２に位置するカスタマトレイに収容される。

以下に、本発明の第３実施形態について説明する。

図２７は本発明の第３実施形態に係る電子部品試験装置における第２のＩＣ搬送装置及びＩＣ移動装置を示す断面図、図２８Ａは本発明の第３実施形態に係る電子部品試験装置におけるＩＣ移動装置の吸着パッド及び第２の搬送装置の凹部の拡大断面図、図２８Ｂは図２８Ａの上部平面図である。

本発明の第３実施形態に係る電子部品試験装置は、テストプレート１１０の保持面１１４への載置におけるＩＣチップを位置決めするための機能として、第１実施形態に係る電子部品試験装置１が備える画像処理を用いた位置決め機能に加えて、後述する凹部３２３ｂ’による機械的な位置決め機能をも備えている。これにより、例えば、試験すべき数が最も多い品種のＩＣチップをテストプレート１１０の保持面１１４に移動させる際には、凹部３２３ｂ’を用いて機械的な手法で迅速に位置決めを行うことによりテスト効率を向上させるのに対し、その他の品種のＩＣチップを移動させる際には、画像処理を用いた位置決めにより多品種のＩＣチップの試験に対応することが可能となっている。

本実施形態に係る電子部品試験装置１は、図２７に示すように、第２のＩＣ搬送装置３２０の供給用保持部３２３’の構造と、ＩＣ移動装置４１０の可動ヘッド４１３’の構造とが、上述の第１実施形態に係る電子部品試験装置１と相違するが、その他の構成は第１実施形態に係る電子部品試験装置１の構成と同一である。以下に、第３実施形態に係る電子部品試験装置について、第１実施形態に係る電子部品試験装置１との相違点のみ説明する。

本実施形態に係る電子部品試験装置の第２のＩＣ搬送装置３２０は、第１実施形態と同様に、装置基盤１０上に架設されたＹ軸方向レール３２１と、このレール３２１に沿ってＹ軸方向に往復移動可能である可動ヘッド３２２とを備えており、可動ヘッド３２２は、試験前のＩＣチップを保持する供給用保持部３２３’と、試験済みのＩＣチップを保持する払出用保持部３２４と、を有しているが、供給用保持部３２３’の構造が第１実施形態と相違する。

本実施形態におけるこの可動ヘッド３２２の供給用保持部３２３’には、図２８Ａ及び図２８Ｂに示すように、例えば、試験すべき数が最も多い品種のＩＣチップを収容可能な凹部３２３ｂ’が形成されている。この凹部３２３ｂ’は、当該凹部３２３ｂ’に収容したＩＣチップの四方向の全側面を同時に覆うことが出来、当該ＩＣチップの平面運動（ＩＣチップの前面又は背面に実質的に直交する方向への運動）を拘束することが可能となっている。この凹部３２３ｂ’は、上述の第１実施形態における供給用保持部３２３に形成された窪み部３２３ｂとは異なり、ＩＣチップの外形に合致するように高精度に形成されている。

同図に示すように、この凹部３２３ｂ’の開口周縁には、テーパ状に広がるテーパ部３２３ｃ’が形成されており、第１のＩＣ搬送装置３１０により第２のＩＣ搬送装置３２０の供給用保持部３２３’に搬送されたＩＣチップを、当該テーパ部３２３ｃ’に倣い動作して、凹部３２３ｂ’に容易に落とし込むことが可能となっている。

また、この凹部３２３ｂ’の底面の略中央には、上方に向かって開口する吸着ノズル３２３ｄ’が埋め込まれている。この吸着ノズル３２３ｄ’により、当該凹部３２３ｄ’に収容されたＩＣチップの背面を吸着して固定することが可能となっている。

さらに、この第２のＩＣ搬送装置３２０の供給保持部３２３’には、第１実施形態と同様に、８個の凹３２３ｂ’が形成されているが（図１参照）、これら各凹部３２３ｂ’同士の間にピッチは、テストヘッド１５０の各コンタクト部１５１同士の間のピッチに実質的に一致しており、各凹部３２３ｂ’が、テストヘッド１５０のコンタクト部１５１の配列に対応するように配置されている。

本実施形態に係る電子部品試験装置のＩＣ移動装置４１０の可動ヘッド４１３’は、図２７に示すように、第１実施形態と同様に、ＩＣチップの前面を把持する把持部４１４’と、光軸が鉛直下向きとなる姿勢で装着された第１のカメラ４１５とを有しているが、本実施形態では、４つの把持部４１４’が設けられている点で第１実施形態と相違する。これら各把持部４１４’同士の間のピッチは、テストヘッド１５０の各コンタクト部１５１同士の間のピッチに実質的に一致しており、各把持部４１４’が、テストヘッド１５０のコンタクト部１５１の配列に対応するように配置されている。なお、本実施形態では、可動ヘッド４１３’が４つの把持部４１４’を有するが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、可動ヘッドが、供給用保持部３２３’の８つの凹部３２３ｂ’に対応するように配列された８つの把持部４１４’を有しても良く、これにより、同時により多くのＩＣチップを移動させることが可能となるので、ＩＣチップの搬送のスループットが大幅に向上する。

各把持部４１４’に先端に設けられた吸着パッド４１４ａ’は、図２８Ａ及び図２８Ｂに示すように、ＩＣチップが有する全ての入出力端子ＨＢを包含可能な大きさのパッド面を持っていると共に、吸着開始前であっても多数の入出力端子ＨＢに当接することが可能となっている。

この吸着パッド４１４ａ’を有するＩＣ移動装置４１０が、第２のＩＣ搬送装置３２０の凹部３２３ｂ’からＩＣチップを受け取る際には、凹部３２３ｂ’に埋め込まれた吸着ノズル３２３ｄ’によりＩＣチップが吸着されて固定されている状態で、吸着パッド４１４ａ’のパッド面を、当該ＩＣチップから導出した多数の入出力端子ＨＢに同時に当接させた後に、当該吸着パッド４１４ａ’による吸着を開始する。吸着パッド４１４ａ’による吸着が安定したら、凹部３２３ｂ’の吸着ノズル３２３ｄ’による吸着を解除し、第２のＩＣ搬送装置３２０の凹部３２３ｂ’からＩＣ移動装置４１０にＩＣチップが受け渡される。

このように、吸着パッド４１４ａ’のパッド面を多数の入出力端子ＨＢに当接させた状態で吸着することにより、出来る限り多くの接触点でＩＣチップを把持することが出来るので、ＩＣチップの入出力端子ＨＢが導出している前面を吸着により把持しても、吸着時や移動時に生じるズレを抑制することが可能となっている。

また、第２のＩＣ搬送装置３２０の凹部３２３ｂ’の底面に吸着ノズル３２３ｄ’を設けることにより、凹部３２３ｂ’に収容されたＩＣチップを吸着パッド４１４ａ’が吸着する際に、当該ＩＣチップを吸着ノズル３２３ｄ’により吸着固定することが可能となるので、吸着パッド４１４ａ’がＩＣチップに当接した際に生じる微動やズレが抑制され、精密な吸着動作が可能となる。

さらに、凹部３２３ｂ’に収容されたＩＣチップを吸着パッド４１４ａ’が吸着する際に、当該ＩＣチップが吸着ノズル３２３ｄ’により吸着固定されていることにより、ＩＣチップに対する吸着パッド４１４ａ’の当接時に、当該吸着パッド４１４ａ’を所望する押圧力で当接させることが出来る。この結果、吸着パッド４１４ａ’の形状や材質、弾性特性等を、当接時の押圧力に特に考慮せずに、吸着ズレを最小とすることに主眼を当てて最適設計をすることが可能となり、これにより、より一層精密な吸着動作が可能となる。

本実施形態に係る電子部品試験装置では、試験すべき数が最も多い品種のＩＣチップが、ＩＣ格納部２００から第１のＩＣ搬送装置３１０を介して第２のＩＣ搬送装置３２０に搬送された場合には、第１及び第２のカメラ４１５、４２０を用いた画像処理による位置決めを行わず、第２のＩＣ搬送装置３２０の凹部３２３ｂ’で平面運動が拘束されることにより位置決めされた状態のＩＣチップを、ＩＣ移動手段４１０が、当該凹部３２３ｂ’からテストプレート１１０の保持面１１４に移動させる。

これに対し、他の品種のＩＣチップが第２のＩＣ搬送装置３２０により搬送された場合には、第１及び第２のカメラ４１５、４２０を用いた画像処理による位置決めを行ってテストプレート１１０の保持面１１４に載置する。

以上のように本発明の第３実施形態に係る電子部品試験装置は、テストプレート１１０の保持面１１４にＩＣチップを位置決めするための機能として、画像処理を用いた位置決め機能と、凹部による機械的な位置決め機能との２通りの位置決め機能を備えている。これにより、例えば、試験すべき数が最も多い品種のＩＣチップをテストプレート１１０の保持面１１４に移動させる際には、機械的な手法で迅速に位置決めを行うことによりテスト効率を向上させるのに対し、その他の品種のＩＣチップを移動させる場合には、画像処理を用いた位置決めにより多品種のＩＣチップの試験に対応することが可能となっており、１台の電子部品試験装置で多品種のＩＣチップの試験に対応することが可能になると共に、テスト効率を向上させることが可能となる。

なお、以上説明した第１〜第３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。

例えば、上記の実施形態においては、電子部品の例としてボール状の入出力端子が導出したＢＧＡタイプのＩＣチップを採用したが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、箔状の入出力端子が導出しているＬＧＡ等の入出力端子が導出していない背面を有し、当該背面に力を印加しても支障のないタイプの電子部品を試験対象とすることが可能である。

また、上記の実施形態においては、ＩＣチップの外形形状に対する入出力端子の相対的な位置及び姿勢を算出したが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、ＩＣチップのパッケージにマーカを埋め込み、当該マーカによりＩＣチップの位置及び姿勢を抽出し、当該マーカに対する入出力端子の相対的な位置及び姿勢を算出しても良い。

さらに、上記の実施形態においては、コンタクト部の周囲の第１及び第２のガイド面と、保持部の第１及び第の側面とを当接させることにより、コンタクト部に対して保持部を位置決めするように説明したが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、コンタクト部にガイドピンを形成すると共に、保持部にガイド孔を形成し、コンタクト時において、ガイドピンをガイド孔に挿入することにより、コンタクト部に対して保持部を位置決めしても良い。

さらに、上記の実施形態においては、画像処理によりテストプレートの保持部に対するＩＣチップの位置決めを行うように説明したが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、レーザ測長器等の他の光学的手段を用いても良い。

また、上記の第１及び第２実施形態に係る電子部品試験装置では、テストプレート１１０の保持面１１４への位置決め機能として、画像処理を用いた位置決め機能を備えており、また、第３実施形態に係る電子部品試験装置では、当該画像処理を用いた位置決め機能に加えて、凹部による機械的な位置決め機能を備えているが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、画像処理を用いた位置決め機能を備えず、凹部による機械的な位置決め機能のみを備えるように構成しても良い。

さらに、第３実施形態では、ＩＣチップの平面運動を拘束するための拘束手段の一例として凹部を例示したが、本発明においては特にこれに限定されず、例えばカンチレバーのようなＩＣチップを挟持することによりＩＣチップ平面運動を拘束するものであっても良い。

Claims (18)

1. 被試験電子部品の入出力端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けて試験を行う電子部品試験装置であって、
   前記被試験電子部品を保持するための実質的に平滑な保持面が形成された保持部を有し、前記保持部が前記コンタクト部の配列に対応するように微動可能に設けられたテストプレートと、
   前記被試験電子部品を移動させて、前記保持部の保持面に前記被試験電子部品を載置する移動手段と、
   前記被試験電子部品を保持した複数の前記テストプレートを、相互に独立して前記テストヘッドに移動させることが可能なプレート移動手段と、
   前記プレート移動手段を覆い、被試験電子部品に熱ストレスを印加するケーシングと、を備え、
   前記テストプレートは、前記プレート移動手段によって前記ケーシングの内部のみを移動し、
   前記保持部が前記被試験電子部品を保持した状態で前記被試験電子部品の試験が行われる電子部品試験装置。
2. 前記テストプレートの保持面は、前記被試験電子部品を吸着する吸着手段を有する請求項１記載の電子部品試験装置。
3. 前記テストプレートの保持部を位置決めする位置決めプレートをさらに備え、
   前記位置決めプレートが前記テストプレートの保持部を位置決めした状態で、前記移動手段が、前記テストプレートの保持部に前記被試験電子部品を載置する請求項１又は２の何れかに記載の電子部品試験装置。
4. 前記プレート移動手段は、前記移動手段によって前記被試験電子部品が前記保持部に載置される載置位置と、前記被試験電子部品を前記コンタクト部に押し付けるテスト位置と、の間で前記テストプレートを移動させ、
   前記位置決めプレートは、前記載置位置に設けられている請求項３記載の電子部品試験装置。
5. 前記位置決めプレートは、前記テストプレートの保持部を挿入可能な開口部が、前記テストヘッドのコンタクト部の配列に相対的に対応するように形成されており、
   前記テストプレートの保持部の側面が前記位置決めプレートの開口部の内壁面に当接した状態で、前記移動手段が、前記テストプレートの保持部に前記被試験電子部品を載置する請求項３又は４記載の電子部品試験装置。
6. 前記保持部を前記保持面の平面方向に沿って押圧する押圧手段を備え、
   前記テストプレートの保持部の側面が前記位置決めプレートの開口部の内壁面に当接するように、前記押圧手段は、前記テストプレートの保持部を押圧する請求項５記載の電子部品試験装置。
7. 前記コンタクト部の周囲にガイド部が設けられており、
   前記被試験電子部品を前記コンタクト部に押し付ける際に、前記押圧手段が前記ガイド部に向かって前記保持部を押圧することで、前記保持部が前記ガイド部によって案内される請求項６記載の電子部品試験装置。
8. 前記ガイド部は、相互に非平行な方向に広がっている少なくとも２つのガイド面を有する請求項７記載の電子部品試験装置。
9. 前記ガイド面に当接する前記保持部の側面から前記被試験電子部品までの距離が、前記コンタクト部の周囲のガイド面から前記コンタクト部までの距離と実質的に同一となるように、前記移動手段が、前記テストプレートの保持部に前記被試験電子部品を載置する請求項８記載の電子部品試験装置。
10. 前記押圧手段は、前記保持部の側面が前記ガイド面に当接するように、前記テストプレートの保持部を押圧する請求項８又は９記載の電子部品試験装置。
11. 前記押圧手段は、弾性部材を有しており、前記テストプレートに設けられている請求項６〜１０の何れかに記載の電子部品試験装置。
12. 前記移動手段による前記被試験電子部品の前記テストプレートの保持面への載置に際して、撮像手段及び画像処理手段を用いて、前記移動手段が前記被試験電子部品を位置決めする請求項１〜１１の何れかに記載の電子部品試験装置。
13. 前記被試験電子部品の平面運動を拘束可能な拘束手段をさらに備え、
    前記移動手段は、前記拘束手段から前記テストプレートの保持面に前記被試験電子部品を移動させる請求項１〜１２の何れかに記載の電子部品試験装置。
14. 前記拘束手段は、前記被試験電子部品を収容可能な凹部である請求項１３記載の電子部品試験装置。
15. 前記凹部の開口周縁は、テーパ状に広がって開口している請求項１４記載の電子部品試験装置。
16. 前記移動手段は、前記被試験電子部品から導出する全ての前記入出力端子を包含する大きさを持つ吸着パッドを有する請求項１３〜１５の何れかに記載の電子部品試験装置。
17. 前記凹部の底面には、当該凹部に収容された前記被試験電子部品を吸着可能な吸着ノズルが設けられており、
    前記凹部に収容された前記被試験電子部品を前記吸着ノズルが吸着を維持した状態で、当該被試験電子部品に前記移動手段の前記吸着パッドが当接して吸着し、その後に、前記吸着ノズルの吸着を解除する請求項１４記載の電子部品試験装置。
18. 前記拘束手段は、前記テストヘッドのコンタクト部の配列に対応するように配置されていると共に、
    前記移動手段の吸着パッドも、前記テストヘッドのコンタクト部の配列に対応するように配置されている請求項１６又は１７記載の電子部品試験装置。

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