JP4537400B2 - 電子部品ハンドリング装置の編成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体集積回路素子などの各種電子部品をテストするための電子部品ハンドリング装置の編成方法に関し、特にテスタの最大試験可能ピン数と被試験電子部品のピン数との関係から最大同時測定数がフレキシブルに変更された場合でも、試験装置全体の効率がハンドラの性能によって低下しないように最適化することができる電子部品ハンドリング装置の編成方法に関する。
半導体デバイスの製造工程においては、最終的に製造されたICチップなどの電子部品を試験する電子部品試験装置が必要となる。この種の電子部品の試験は、試験環境を常温、高温または低温といった温度環境にした状態で、ICチップにテストパターンを入力して動作させ、その応答パターンを検査する。ICチップの特性として、常温または高温もしくは低温でも良好に動作することの保証が必要とされるからである。
従来の一般的な電子部品試験装置は、テストパターンを送出するとともに応答パターンを検査するためのプログラムが格納されたテスタと、このテスタと被試験電子部品(DUT)とを電気的に接続するためのコンタクト端子を備えたテストヘッドと、多数の被試験電子部品をテストヘッドのコンタクト端子へ順次搬送し、テストを終了した被試験電子部品をテスト結果に応じて物理的に分類するハンドラとで構成されている。そして、被試験電子部品をハンドラにセットしてテストヘッド上へ搬送し、そこで被試験電子部品をテストヘッドのコンタクト端子に押圧して電気的に接続することで目的とする動作試験が行われる。
ところで、テスタが有する性能の一つに最大試験可能ピン数がある。これはそのテスタから出力及び入力できる信号端子数であり、この最大試験可能ピン数と被試験電子部品のピン数(端子数)との関係から同時に試験できる最大デバイス数が定まる。たとえば、テスタの最大試験可能ピン数が100ピンで、被試験電子部品の端子数が20ピンの場合には、最大同時測定数は100÷20=5個となる。
一方、ハンドラが有する性能の一つにスループットがある。これはそのハンドラが単位時間当たりにハンドリングできる被試験電子部品数である。すなわち、試験前の被試験電子部品をセットしてから、テストヘッド前に整列させ、これをテストヘッド上に搬送してコンタクト端子へ押し付けたのち、試験結果に応じて分類して整列させるといった機械的動作スピードを示す性能であり、スループットが大きければ大きいほど生産性が高いハンドラということになる。ただし、スループットが大きいハンドラであっても、被試験電子部品をコンタクト端子へ押し付けて動作信号のやり取りを行っている時間(以下、テスト時間ともいう。)が長いと、搬送系にいわゆる待ち時間が生じることから、必ずしも最大スループットが発揮されるわけではない。すなわち、テスト時間との関係で最大スループットが発揮されたり発揮されなかったりすることがある。一方で、搬送系を高速化するほど、装置コストが増大する難点が存在する。
以上のとおり、電子部品試験装置においては、被試験電子部品の端子数(ピン数)が異なると最大同時測定数も変動するので、所望の生産性を得るためには最大測定可能ピン数が異なるテスタが必要となるが、テスタのハードウェアを共用化する場合にはスループットが異なる仕様のハンドラが必要となる。しかしながら、テスト時間との関係から最適スループットのハンドラを選定しないと非効率的でもある。また、目的とする試験温度(低温、常温、高温)や試験可能な温度範囲によっては、断熱構造や構成要素の異なる恒温装置(チェンバ)や温度調節装置が必要となる。
尚、電子部品試験装置は、被試験電子部品の品種によって異なる外形やICピン形状が存在するが、チェンジキットと称される品種対応器具を交換することで、共通のテストトレイで搬送可能にしている。
また、テストヘッドを備えるテスタ側は、多様な試験デバイスに対応して複数種類のシステム構成のテスタが存在する。従って、テストヘッドに備える最大試験可能ピン数(テスタチャンネル数)は、例えば256/512/1024チャンネル等、のように大きく異なる。
本発明は、テスタの最大試験可能ピン数と被試験電子部品のピン数との関係から最大同時測定数がフレキシブルに変更された場合でも、試験装置全体の効率をハンドラの性能によって低下させることなく、最適なシステム構成に編成/変更することができる電子部品ハンドリング装置の編成方法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、被被試験電子部品をテストヘッドのコンタクト部に電気的に接触させる電子部品試験装置であって、前記電子部品試験装置を構成するユニットのうちの少なくとも一つが交換、追加又は再編成可能にモジュール化されている電子部品試験装置が提供される(請求項1参照)。
上記発明において、前記電子部品試験装置を構成するユニットは、試験前後の被試験電子部品を格納するストッカユニット、前記被試験電子部品を搬出するローダユニット、被試験電子部品を目的とする温度にするソークユニット、前記被試験電子部品をコンタクト部へ電気的に接触させるコンタクトユニット、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を一時的に保有するイグジットユニット、又は、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類するアンローダユニット、のうちの少なくとも一つのユニットを含み、さらに当該ユニットのうちの少なくとも一つのユニットが交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる(請求項2参照)。
上記発明においては、前記ユニットのうちの少なくとも一つのユニットがそれぞれ交換、追加又は再編成可能にモジュール化され、又は、前記ユニットのうちの2つ以上のユニットを組み合わせて構成される組合せユニットが交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる。
上記発明において、前記電子部品試験装置を構成するユニットは、ハンドリングユニットとテストユニットを含み、前記ハンドリングユニットは、試験前後の被試験電子部品を格納し、当該格納された被試験電子部品を取り出して前記テストユニットへ搬出し、前記テストユニットにて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類し、前記テストユニットは、前記ハンドリングユニットから搬入された被試験電子部品を目的とする温度にするとともに、テストパターンが出力され応答パターンが入力されるテストヘッドのコンタクト部へ前記被試験電子部品を電気的に接触させ、前記ハンドリングユニット又は前記テストユニットのうちの少なくとも一方が交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる(請求項3参照)。
上記発明において、前記ハンドリングユニットは、前記試験前後の被試験電子部品を格納するストッカユニットと、前記ストッカユニットに格納された被試験電子部品を取り出して前記テストユニットへ搬出するローダユニットと、前記テストユニットにて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類するアンローダユニットと、を有するように構成することができる(請求項4参照)。
上記発明において、前記ストッカユニット、前記ローダユニット及び前記アンローダユニットの少なくとも一つは、当該ユニットを制御するための制御部を独自に又は共通的に有し、前記電子部品試験装置は、前記各制御部を集中的に管理する集中管理手段をさらに有するように構成することができる(請求項5参照)。
上記発明において、前記テストユニットは、前記ハンドリングユニットから搬入された被試験電子部品を目的とする温度にするソークユニットと、前記温度を維持した状態で前記被試験電子部品をコンタクト部へ電気的に接触させるコンタクトユニットと、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を一時的に保有するイグジットユニットと、を有するように構成することができる(請求項6参照)。
上記発明において、前記ソークユニット、前記コンタクトユニット及び前記イグジットユニットの少なくとも一つは、当該ユニットを制御するための制御部を独自に又は共通的に有し、前記電子部品試験装置は、前記各制御部を集中的に管理する集中管理手段をさらに有するように構成することができる(請求項7参照)。
上記発明において、前記ストッカユニット、前記ローダユニット、前記ソークユニット、前記コンタクトユニット、前記イグジットユニット又は前記アンローダユニットの何れかのユニットが有する構成要素は、当該ユニットにおいて交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる(請求項8参照)。
上記目的を達成するために、本発明によれば、試験前後の被試験電子部品を格納するストッカユニット、被試験電子部品を搬出するローダユニット、被試験電子部品を目的とする温度にするソークユニット、前記温度を維持した状態で前記被試験電子部品をコンタクト部へ電気的に接触させるコンタクトユニット、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を一時的に保有するイグジットユニット、又は、前記コンタクトユニットにて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類するアンローダユニット、のうちの少なくとも一つを有する電子部品試験装置であって、何れかの前記ユニットが有する構成要素は、当該ユニットにおいて交換、追加又は再編成可能にモジュール化されている電子部品試験装置が提供される(請求項9参照)。
上記発明において、前記ローダユニット及び/又は前記アンローダユニットは、構成要素として、被試験電子部品を把持して移動させる移動手段の把持部を有し、前記把持部は、前記ローダユニット及び/又は前記アンローダユニットにおいて交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる(請求項10参照)。
上記発明において、前記把持部は、当該把持部を制御するための制御部を有し、前記集中管理手段は、前記制御部を管理するように構成することができる(請求項11参照)。
上記発明において、前記コンタクトユニットは、構成要素として、複数の前記被試験電子部品をコンタクト部に同時に押圧する押圧手段を有し、前記押圧手段は、前記コンタクトユニットにおいて交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる(請求項12参照)。
上記発明において、前記押圧手段は、当該押圧手段を制御するための制御部を有し、前記集中管理手段は、前記制御部を管理するように構成することができる(請求項13参照)。
上記発明において、前記ローダユニット、前記ソークユニット、前記コンタクトユニット、前記イグジットユニット又は前記アンローダユニットの少なくとも一つは、被試験電子部品を搭載したテストトレイ又は被試験電子部品自体を、隣接するユニットに受け渡すユニット間搬送手段を有するように構成することができる(請求項14参照)。
上記発明において、前記ユニット間搬送手段が有する構成要素は、前記ユニット間搬送手段において交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる(請求項15参照)。
上記発明において、前記ユニット間搬送手段の構成要素は、隣接するユニット間を移動往復する移動機構に支持され、被試験電子部品を保持するシャトルであるように構成することができる(請求項16参照)。
上記発明において、前記シャトルは、当該シャトルを制御するための制御部を有し、前記集中管理手段は、前記制御部を管理するように構成することができる(請求項17参照)。
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品をテストヘッドのコンタクト部に電気的に接触させる電子部品試験装置を構成するユニットのうちの少なくとも一つが交換、追加又は再編成可能にモジュール化されており、前記モジュール化されたユニットを、仕様が異なる複数種のユニットの中から選択して電子部品試験装置を編成する電子部品試験装置の編成方法が提供される(請求項18参照)。
上記発明において、前記電子部品試験装置を構成するユニットは、試験前後の被試験電子部品を格納するストッカユニット、被試験電子部品を搬出するローダユニット、被試験電子部品を目的とする温度にするソークユニット、前記被試験電子部品をコンタクト部へ電気的に接触させるコンタクトユニット、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を一時的に保有するイグジットユニット、又は、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類するアンローダユニット、のうちの少なくとも一つのユニットを含み、さらに当該ユニットのうちの少なくとも一つのユニットが交換、追加又は再編成可能にモジュール化されており、前記モジュール化されたユニットを、仕様が異なる複数種のユニットの中から選択して電子部品試験装置を編成するように構成することができる(請求項19参照)。
上記発明において、前記電子部品試験装置を構成するユニットは、試験前後の被試験電子部品を格納し、当該格納された被試験電子部品を取り出してテストユニットへ搬出し、前記テストユニットにて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類する、スループットが異なる複数種のハンドリングユニットと、前記ハンドリングユニットから搬入された被試験電子部品を目的とする温度にするとともに、テストパターンが出力され応答パターンが入力されるテストヘッドのコンタクト部へ前記被試験電子部品を電気的に接触させる、同時測定数及び/又は試験温度が異なる複数種のテストユニットと、を含み、前記ハンドリングユニット又は前記テストユニットのうちの少なく一方が交換、追加又は再編成可能にモジュール化されており、前記テストパターンを出力するとともに応答パターンを検査するテスタが備える最大測定可能ピン数、被試験電子部品の端子数及びテスト時間に基づいて、対応する種類の前記ハンドリングユニットのスループット又は、対応する種類の前記テストユニットの同時測定数及び/又は試験温度、の少なくとも一方を選定して前記電子部品試験装置を編成するように構成することができる。
上記発明において、前記複数のハンドリングユニットは、前記被試験電子部品を搬送する際の同時把持数及び/又はその搬送スピードが異なることでスループットが相違するように構成することができる。
上記発明において、前記ハンドリングユニットは、前記試験前後の被試験電子部品を格納するストッカユニットと、前記ストッカユニットに格納された被試験電子部品を取り出して前記テストユニットへ搬出するローダユニットと、前記テストユニットにて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類するアンローダユニットと、を有するように構成することができる。
上記発明において、前記テストユニットは、前記ハンドリングユニットから搬入された被試験電子部品を目的とする温度にするソークユニットと、前記温度を維持した状態で前記被試験電子部品をコンタクト部へ電気的に接触させるコンタクトユニットと、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を一時的に保有するイグジットユニットと、を有するように構成することができる。
上記発明において、前記複数のテストユニットは、前記コンタクトユニットにおいて前記被試験電子部品をコンタクト部へ同時に接触させる数が相違するように構成することができる。
上記発明において、前記複数のテストユニットは、前記ソークユニット及びイグジットユニットにおいて前記被試験電子部品を目的温度にする性能が相違するように構成することができる。
上記発明において、前記ストッカユニット、前記ローダユニット、前記ソークユニット、前記コンタクトユニット、前記イグジットユニット又は前記アンローダユニットの何れかのユニットが有する構成要素は、当該ユニットにおいて交換、追加又は再編成可能にモジュール化されており、仕様が異なる複数種の前記構成要素の中から前記ユニットに装着する構成要素を選択するように構成することができる。
上記発明において、前記ローダユニット及び/又は前記アンローダユニットは、構成要素として、被試験電子部品を移動させる移動手段を有し、前記被試験電子部品を把持する把持部が、前記移動手段において交換、追加又は再編成可能にモジュール化されており、仕様が異なる複数種の前記把持部の中から前記移動手段に装着される把持部を選択するように構成することができる(請求項20参照)。
上記発明において、前記コンタクトユニットは、構成要素として、複数の前記被試験電子部品をコンタクト部に同時に押圧する押圧手段を有し、前記押圧手段は、前記コンタクトユニットにおいて交換、追加又は再編成可能にモジュール化されており、仕様の異なる複数種の前記押圧手段の中から前記コンタクトユニットに装着される押圧手段を選択するように構成することができる(請求項21参照)。
上記発明において、前記ローダユニット、前記ソークユニット、前記コンタクトユニット、前記イグジットユニット又は前記アンローダユニットの少なくとも一つは、被試験電子部品を搭載したテストトレイ又は被試験電子部品自体を、隣接するユニットに受け渡すユニット間搬送手段を有し、前記ユニット間搬送手段が有する構成要素は、前記ユニット間搬送手段において交換、追加又は再編成可能にモジュール化されており、仕様の異なる複数種の構成要素の中から、前記ユニット間搬送手段に装着される構成要素を選択するように構成することができる(請求項22参照)。
上記発明において、前記ユニット間搬送手段の構成要素は、隣接するユニット間を移動往復する移動機構に支持され、被試験電子部品を保持するシャトルであるように構成することができる(請求項23参照)。
上記発明において、前記それぞれのハンドリングユニット及び前記それぞれのテストユニットの定位置に、機械的インターフェース、電気的インターフェース、ソフトウェアインターフェース及び電源接続部が形成されているように構成することができる(請求項24参照)。
本発明の電子部品試験装置及び電子部品試験装置の編成方法では、電子部品試験装置をユニット単位でモジュール化する。これにより、電子部品試験装置をユニット単位で要求仕様に合わせて個別に選択することができるので、テスタの最大試験可能ピン数と被試験電子部品のピン数との関係から最大同時測定数がフレキシブルに変更された場合でも、試験装置全体の効率をハンドラの性能によって低下させることなく、最適なシステム構成に編成/変更することができる。
例えば、電子部品試験装置をハンドリングモジュールとテストモジュールとにモジュール化した場合には、ハンドリングモジュールにおいて、被試験電子部品を搬送する際の同時把持数及び/又はその搬送スピードが異なることでスループットが相違する複数のハンドリングモジュールを用意しておく。また、テストモジュールにおいては、たとえば同時測定数や試験温度(被試験電子部品に対する温調機能)が相違する複数のテストモジュールを用意しておく。
そして、テスタの最大測定可能ピン数、被試験電子部品の端子数及びテスト時間に基づいて、最適なスループットを有するハンドリングモジュールと、最適な同時測定数及び/又は試験温度を有するテストモジュールとを選定し、組み合わせることで電子部品試験装置を編成する。
これにより、テスタの最大試験可能ピン数と被試験電子部品のピン数との関係から最大同時測定数がフレキシブルに変更された場合でも、試験装置全体の効率をハンドラの性能によって低下させることなく、電子部品試験装置のシステム構成を最適化することができる。その結果、試験仕様や試験条件が変更されても必要最小限のモジュールのみを変更すれば足りるので、設計開発時間及び製造コストの低減を図ることができる。
上記目的を達成するために、本発明によれば、電子部品試験装置を構成するユニットのうち少なくとも一つが交換、追加又は再編成可能にモジュール化され、異なる仕様の複数種の前記ユニットが存在し、前記複数種の各ユニットには、各種類を認識するID情報が付与され、 前記電子部品試験装置は、複数種の各ユニットの中から所定のユニットを選択してシステムを編成し、各ユニットから前記ID情報を読出し、当該読み出したID情報に基づいて、各ユニットに対応した運転制御を行う電子部品試験装置が提供される(請求項25参照)。
上記発明において、前記電子部品試験装置を構成するユニットは、試験前後の被試験電子部品を格納するストッカユニット、被試験電子部品を搬出するローダユニット、被試験電子部品を目的とする温度にするソークユニット、前記被試験電子部品をコンタクト部へ電気的に接触させるコンタクトユニット、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を一時的に保有するイグジットユニット、又は、前記コンタクトユニットでの試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類するアンローダユニット、のうちの少なくとも一つのユニットを含み、さらに当該ユニットのうちの少なくとも一つのユニットが交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる(請求項26参照)。
上記発明において、前記電子部品試験装置を構成するユニットは、ハンドリングユニットとテストユニットを含み、前記ハンドリングユニットは、試験前後の被試験電子部品を格納し、当該格納された被試験電子部品を取り出して前記テストユニットへ搬出し、前記テストユニットにて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類し、前記テストユニットは、前記ハンドリングユニットから搬入された被試験電子部品を目的とする温度にするとともに、テストパターンが出力され応答パターンが入力されるテストヘッドのコンタクト部へ前記被試験電子部品を電気的に接触させ、前記ハンドリングユニット又は前記テストユニットのうちの少なくとも一方が交換、追加又は再編成可能にモジュール化されているように構成することができる(請求項27参照)。
上記発明において、前記ID情報に対応して、各ユニット毎に固有なユニット固有情報を備えているように構成することができる(請求項28参照)。
上記発明において、編成された当該システム構成に対応して、各ユニットの運転を制御する制御ソフトウエアを備えるように構成することができる(請求項29参照)。
上記発明において、システムを編成する第1ユニットと第2ユニットとの間において、両者間を接続する接続部位は、被試験電子部品が搬送可能に機械的な接続が行われ、被試験電子部品が試験可能に電気的な接続が行われように構成することができる(請求項30参照)。
上記発明において、当初に編成したシステム構成とは異なる仕様の第1ユニット又は異なる仕様の第2ユニットに随時交換して運用するように構成することができる(請求項31参照)。
図1は、本発明に係るテストモジュールの第1実施形態を示す模式図である。 図2は、本発明に係るハンドリングモジュールの第1実施形態を示す模式図(正面視)である。 図3は、本発明に係るハンドリングモジュールの第1実施形態を示す模式図(背面視)である。 図4は、本発明に係るハンドリングモジュール及びテストモジュールの種類と組み合わせを説明するための図である。 図5は、本発明に係る電子部品試験装置内における被試験電子部品とトレイの取り廻し方法を示す概念図である。 図6は、本発明に係るテストモジュールの同時測定数に基づく選定方法を説明するための図である。 図7は、本発明に係るハンドリングモジュールのスループットとテストモジュールの同時測定数とに基づく選定方法を説明するための図である。 図8は、本発明に係るハンドラの第2実施形態を示す分解斜視図である。 図9は、本発明に係るハンドラの第2実施形態を示す斜視図である。 図10は、本発明の第2実施形態におけるプッシャモジュールを示す拡大断面図である。 図11Aは、プッシャモジュールのバリエーションを示す平面図であり、256個のプッシャを有するタイプを図である。 図11Bは、プッシャモジュールのバリエーションを示す平面図であり、128個のプッシャを有するタイプを示す図である。 図12は、コンタクトアームモジュールを示す側面図である。 図13Aは、コンタクトアームモジュールのバリエーションを示す側面図であり、4つのコンタクトアームを有するタイプを示す図である。 図13Bは、コンタクトアームモジュールのバリエーションを示す側面図であり、6つのコンタクトアームを有するタイプを示す図である。 図13Cは、コンタクトアームモジュールのバリエーションを示す側面図であり、6つのコンタクトアームを有するタイプを示す図である。 図14は、本発明の第2実施形態におけるXYZ搬送装置の把持ヘッドモジュールを示す側面図である。 図15Aは、把持ヘッドモジュールのバリエーションを示す側面図であり、第1のタイプを示す図である。 図15Bは、把持ヘッドモジュールのバリエーションを示す側面図であり、第2のタイプを示す図である。 図15Cは、把持ヘッドモジュールのバリエーションを示す側面図であり、第3のタイプを示す図である。 図15Dは、把持ヘッドモジュールのバリエーションを示す側面図であり、第4のタイプを示す図である。 図16は、図8に示すハンドラにローダ/アンローダモジュールを装着した場合の分解斜視図である。 図17は、図16に示すハンドラを組み立てた斜視図である。 図18は、本発明の第2実施形態におけるコンタクトモジュール及びイグジットモジュールを示す分解斜視図である。 図19は、図18に示すコンタクトモジュール及びイグジットモジュールを示す正面図である。 図20は、本発明の第3実施形態におけるコンタクトモジュール及びイグジットモジュールの内部を示す概略斜視図である。 図21は、図20に示すコンタクトモジュール及びイグジットモジュールの内部を示す平面図である。 図22は、本発明の第2実施形態に係るハンドラの電気配線等を示す分解斜視図である。 図23は、本発明の第2実施形態に係るハンドラの制御システムの全体構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1は本発明に係るテストモジュールの第1実施形態を示す模式図、図2は本発明に係るハンドリングモジュールの第1実施形態を示す模式図(正面視)、図3は同じく模式図(背面視)、図4は本発明に係るハンドリングモジュール及びテストモジュールの種類と組み合わせを説明するための図、図5は本発明に係る電子部品試験装置内における被試験電子部品とトレイの取り廻し方法を示す概念図、図6は本発明に係るテストモジュールの同時測定数に基づく選定方法を説明するための図、図7は本発明に係るハンドリングモジュールのスループットとテストモジュールの同時測定数とに基づく選定方法を説明するための図である。なお、図5は本実施形態の電子部品試験装置における被試験電子部品及びトレイの取り廻し方法を理解するための図であって、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。したがって、その機械的(三次元的)構造は図1〜図3を参照して説明する。
本実施形態に係る電子部品試験装置は、被試験電子部品に所望の高温または低温の温度ストレスを与えた状態または温度ストレスを与えない常温で被試験電子部品が適切に動作するかどうかを試験し、当該試験結果に応じて被試験電子部品を良品/不良品/カテゴリ別に分類する装置であり、被試験電子部品を順次テストヘッドに設けられたコンタクト端子へ搬送し、試験を終了した被試験電子部品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ハンドラと、所定のテストパターンを送出してその応答信号に基づいて被試験電子部品を試験評価するテスタ(不図示)と、コンタクト端子を有しハンドラとテスタとのインターフェースとして機能するテストヘッド8(図5参照)とから構成されている。テスタとテストヘッド8、及びハンドラとテスタはケーブルなどの信号線を介して電気的に接続されている。なお、コンタクト端子は、被試験電子部品の駆動端子に接触するコンタクト端子と、被試験電子部品の入出力端子に接触するコンタクト端子があり、これらを総称してコンタクト端子ともいう。また、コンタクト端子は、テストヘッドに設けられたソケット及び配線基板を介してテスタからの各種信号を入出力する。
本発明に関する試験装置は主としてハンドラの部分であり、本実施形態では、このハンドラは、図1に示すテストモジュール1と、図2及び図3に示すハンドリングモジュール2とから構成されている。
テストモジュール1は、ハンドリングモジュール2から搬入された被試験電子部品を目的とする温度にするとともに、テストパターンが出力され応答パターンが入力されるテストヘッドのコンタクト部へ被試験電子部品を電気的に接触させるものである。
図1及び図5に示すように、本例のテストモジュール1は、ハンドリングモジュール2から搬入された被試験電子部品を目的とする温度に昇温又は降温させるソークユニット11と、温度を維持した状態で被試験電子部品をコンタクト部へ電気的に接触させるコンタクトユニット12と、コンタクトユニット12での試験を終了した被試験電子部品を一時的に保有するイグジットユニット13とで構成され、互いのユニットが着脱可能に形成されている。すなわち、テストモジュール1を構成する各ユニット12,13,14の骨格を構成するフレームが定型とされ、このフレームを介して互いに着脱可能とされている。
また、被試験電子部品をテストモジュール1内において取り廻すのは、たとえば図5に示すテストトレイ91であり、このテストトレイ91は、図外のコンベアにより同図に矢印で示すようにテストモジュール1及びハンドリングモジュール2内を循環するようになっている。そして、後述するローダユニット21においてカスタマトレイ(C−Tray)10に搭載された被試験電子部品をテストトレイ91に移載し、このテストトレイ91をソークユニット11→コンタクトユニット12→イグジットユニット13→アンローダユニット22と取り廻しながら被試験電子部品の試験を行う。
本例のテストモジュール1は、図4に示すようにコンタクトユニット12における同時測定数が256個のタイプと128個のタイプの2種類が用意され、また試験温度が−40℃〜135℃の範囲で可能なタイプと、室温〜135℃の範囲で可能なタイプの2種類が用意され、これらをあわせて4種類のテストモジュールが用意されている。すなわち、同図に示すように同時測定数が256個で試験温度が−40℃〜135℃のタイプ1A,同時測定数が256個で試験温度が室温〜135℃のタイプ1B,同時測定数が128個で試験温度が−40℃〜135℃のタイプ1C,および同時測定数が128個で試験温度が室温〜135℃のタイプ1Dである。
同時測定数が256個と128個のものの違いは、コンタクトユニット12におけるコンタクト部に被試験電子部品を押し付けるプッシャの数が256個に設定されているか128個に設定されているかであり、上述したコンタクトユニット12の骨格を構成するフレームの形状は何れも同じ(定型)ように形成されている。図6の上に示すレイアウトが256個同時測定用のプッシャの配列であり、同図の下に示すレイアウトが128個同時測定用のプッシャの配列である。勿論、テストヘッドのコンタクト部の仕様もソケット数が256個と128個の2種類が用意されている。
試験温度の範囲が−40℃〜135℃のタイプと室温〜135℃のタイプの違いは、被試験電子部品を−40℃程度の極低温まで冷却できるかどうかである。前者のタイプではソークユニット11に被試験電子部品を−40℃まで冷却できる冷却装置が設けられ、またイグジットユニット13にはこのような低温まで冷却された被試験電子部品に結露が生じるのを防止するための結露防止装置が設けられている。また、この冷却装置及び結露防止装置に加えて、被試験電子部品を室温〜135℃まで加熱する加熱装置が設けられている。これに対して、後者のタイプのテストモジュール1では被試験電子部品を室温〜135℃まで加熱する加熱装置のみが設けられている。極低温まで冷却する冷却装置としてはソークユニットをチャンバで構成し、このチャンバ内に窒素ガスなどの冷却ガスを流す構成とされている。また、結露防止装置としては、低温に維持された被試験電子部品を室温近傍にまで加温する装置を例示することができる。
ただし、ソークユニット11及びイグジットユニット13の骨格を構成するフレームは何れも同じ形状(定型)とされ、どのタイプのユニットであっても隣り合うユニットと着脱可能に構成されている。
図1に示すように、ソークユニット11の手前側(後述するハンドリングモジュール2が組み付けられる面)に多数の被試験電子部品を搭載したテストトレイが搬入される入口開口部111が形成されている。また、イグジットユニット13の手前側にはコンタクトユニット12で試験を終了してイグジットユニット13に到着したテストトレイをハンドリングモジュール2へ搬出するための出口開口部131が形成されている。そしてこれら入口開口部111及び出口開口部131の位置及び形状(大きさ)は定型とされ、どのタイプのソークユニット11、イグジットユニット13も同じ位置及び同じ形状とされている。また、この入口開口部111に対応して、ハンドリングモジュール2のローダユニット21には、図3に示すように同じ位置及び形状の出口開口部219が形成され、同様にハンドリングモジュール2のアンローダユニット22には同図に示すように同じ位置及び形状の入口開口部229が形成されている。そして、テストモジュール1とハンドリングモジュール2を組み付けると、ソークユニット11の入口開口部111とローダユニット21の出口開口部219とが接合し、イグジットユニット13の出口開口部131とアンローダユニット22の入口開口部229とが接合し、これによりテストトレイの受け渡しが行われる。
なお、図3に示すように、テストモジュール1とハンドリングモジュール2とを組み付ける際に両者の機械的位置決めを行う部材23を少なくとも何れか一方のモジュール1,2に設けておくことが望ましい。
図1に戻り、テストモジュール1のフレーム下部には、当該テストモジュール1にて使用する電源に関するブレーカユニット14と、端子電源ユニット及び制御ユニット15が設けられている。また、テストモジュール1の手前側(ハンドリングモジュール2との組み付け面)の定位置には、各種流体圧シリンダなどの作動回路を構成するエアー配管の機械的インターフェース16と、電源コネクタ17と、モジュールやユニットを認識するためのIDデータや温度制御用データの交信を行うためのソフトウェアインターフェース18と、電気モータやセンサなどの電気的インターフェース19が設けられている。尚、前記要素を各モジュール個々に備えるようにしても良い。
ここで、各モジュールを運転制御するソフトウエアは、各モジュールを認識するIDデータを各々読み出すことで、各々のIDデータに対応するソフトウエアを適用させることが可能である。
また、組み合わせ可能なモジュールに対応するソフトウエアを、予め準備しておくことが望ましい。この場合には、被試験電子部品に対応して電子部品試験装置のシステム構成の編成を即座に変更して運用することが可能となる。
また、IDデータに対応させて、例えば動作補正データ、メンテナンスカウント等のような各モジュール毎に固有な情報を備えることが望ましい。
ここで、動作補正データを説明する。各モジュール毎に機械的な位置誤差や移動量等のばらつきが存在する。そこで、予め、機械的な位置や移動量等を測定して、各モジュール毎の動作補正データとして、IDデータに対応付けして保存しておく。そして、モジュールが交換された場合に、そのIDデータに対応する動作補正データを適用して補正を加える。これにより、交換したモジュールの機械的誤差を意識すること無く、同一の論理的な制御データにより、一元的に各モジュールを制御できる大きな利点が得られる。従って、異なる仕様のモジュールに入れ替えることが、生産現場で随時できる利点が得られる。
次に、メンテナンスカウントを説明する。メンテナンスカウントは、各モジュールにおいて、個々の運動要素(吸着パッド、AIRシリンダ等)毎の動作回数やコンタクト端子へのコンタクト回数を、IDデータに対応付けて記録する。これにより、各モジュールが有する各運動要素や消耗部品の機械的な負荷情報が得られる結果、メンテナンスの時期や、寿命部品の交換時期等を的確に管理することができる。
これら機械的インターフェース16、電源コネクタ17、ソフトウェアインターフェース18及び電気的インターフェース19は、テストモジュール1とハンドリングモジュール2とを組み付けた際に、それぞれ図3に示す機械的インターフェース26、電源コネクタ27、ソフトウェアインターフェース28及び電気的インターフェース29に対応して接続することができる位置及び形状とされている。
図2及び図3は、本実施形態に係るハンドリングモジュール2であり、図2はハンドラとして組み付けた場合の正面視、図3はその背面視であって前述したテストモジュール1との組み付け面を主として示す図である。ハンドリングモジュール2は、試験前後の被試験電子部品を格納し、当該格納された被試験電子部品を取り出してテストモジュール1へ搬出し、テストモジュール1にて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類するものである。
図2,3,5に示すように、本例のハンドリングモジュール2は、試験前後の被試験電子部品を格納するストッカユニット24と、ストッカユニット24に格納された被試験電子部品を取り出してテストモジュール1へ搬出するローダユニット21と、テストモジュール1にて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類するアンローダユニット22とで構成され、互いのユニット21,22,24が着脱可能に形成されている。すなわち、ハンドリングモジュール2を構成する各ユニット21,22,24の骨格を構成するフレームが定型とされ、このフレームを介して互いに着脱可能とされている。
本例のハンドリングモジュール2は、図7に示すように最大スループットが11000個/時間であるタイプ2Aと、6000個/時間であるタイプ2Bの2種類が用意されている。これら2つのタイプの違いは、ローダユニット21及びアンローダユニット22のそれぞれに設けられた被試験電子部品のXYZ搬送装置211、221(いわゆるピックアンドプレイス搬送装置、図5参照)の動作スピードや同時に把持できる被試験電子部品の数である。最大スループットが11000個/時間と大きいほうは、XYZ軸搬送装置211,221の動作スピードが速く、また一度に把持できる被試験電子部品の数も多い。前記仕様の違いに伴って、装置価格が大きく異なってくる。
ストッカユニット24は、図5に示すように試験前の複数の被試験電子部品を搭載したカスタマトレイ92を積み重ねて格納するストッカ部24Aと、試験終了後の複数の被試験電子部品を試験結果に応じて分類されたカスタマトレイ92を積み重ねて格納するストッカ部24Bとを有する。そして、トレイ搬送装置24Cを用いて試験前の被試験電子部品が格納されたストッカ部24Aからローダユニット21へ順次カスタマトレイ92を搬出し、カスタマトレイ92に搭載された被試験電子部品を上述したローダユニット21のXYZ軸搬送装置211を用いてテストトレイ91に移載する。このため、ストッカユニット24とローダユニット21との間には、カスタマトレイ92を受け渡しするための開口部が設けられている。同様に、XYZ搬送装置221を用いて試験後の被試験電子部品が搭載されたテストトレイ91から試験結果に応じたカスタマトレイ92へ被試験電子部品を移載し、このカスタマトレイ92を、トレイ搬送装置24Cを用いてストッカユニット24のストッカ部24Bへ搬送する。このため、ストッカユニット24とアンローダユニット22との間には、カスタマトレイ92を受け渡しするための開口部が設けられている。
ストッカユニット24はカスタマトレイの種類や形状により異なるストッカユニットに交換する必要性が生じる場合がある。この場合には、対応したストッカユニット24に交換することが本願では可能であるからして、電子部品試験装置の更なる汎用化が図れる。
図2に戻り、ハンドリングモジュール2のフレーム下部には、当該ハンドリングモジュール2にて使用する主電源25と、制御ユニット30が設けられている。
以上のように構成された本実施形態に係る電子部品試験装置においては、図4に示す2種類のハンドリングモジュール2と、4種類のテストモジュール1から所望のタイプを選定し、これを組み合わせる。ハンドリングモジュール2には最大スループットが11000個/時間のタイプ2Aと、6000個/時間のタイプ2Bがあるので、そのラインに必要な仕様を選定する。ただし、被試験電子部品の試験時間によって最大スループットが発揮できる場合とそうでない場合があるので留意する。
この点について説明すると、図7は本例のハンドラについて、縦軸にスループット、横軸に試験時間をプロットしたグラフであり、同図のXは最大スループットが11000個/時間であるハンドリングモジュール2Aを編成したときのスループットを示す。すなわち、被試験電子部品の試験時間がA´時間以下であるときは、11000個/時間の能力が発揮され、試験時間がA´を超えるとスループットは減少する。これに対して、同図のYは最大スループットが6000個/時間であるハンドリングモジュール2Bを編成したときのスループットを示し、試験時間がB以下であるときは最大スループットである6000個/時間が発揮されるが、試験時間がBを超えるとスループットは減少する。ここで、ある半導体製造ラインにおける試験時間がBを超える場合には、ハンドリングモジュールとして2Aタイプのものを編成しても、2Bタイプのものを編成してもスループットは同じなので、コストパフォーマンスの観点からはハンドリングモジュール2Bを採用することが適切であるといえる。同様に、試験時間がA´以下である場合には、ハンドリングモジュール2Aの方が、最大スループットが発揮されるので、生産性の観点から当該ハンドリングモジュール2Aを採用することが適切であるといえる。そして、試験時間がA´〜Bの間のA時間であるときは、同図にZで示すようにスループットに差はあるものの、このスループットの差がコスト差を補って余りある場合にはハンドリングモジュール2Aを採用するのが適切であるが、そうでない場合にはハンドリングモジュール2Bを採用することもコスト的には適切である。こうした観点からハンドリングモジュール2A,2Bを選定する。このように、本願では、性能の異なるモジュールを組み合わせて構成できる。これにより、当初設置時のシステム構成に対して、接続するテストヘッドが変更されたり、試験対象のデバイス品種が変わっても、デバイスに対応した最適なシステム構成に再構成し直すことができる大きな利点が得られる。従って、電子部品試験装置を柔軟に有効利用できる大きな利点が得られる。更に、従来のように、新規デバイスに対応して個別の電子部品試験装置を開発製造する代わりに、該当するモジュールのみを開発製造し、他は共用すれば良いので、短期間に目的とする電子部品試験装置を実現できる。また、装置システムのコストも安価にできる。更に、故障したモジュールの修理やメンテナンスを行う一時停止期間において、同一性能又は異なる性能の代替えモジュールに一時的に交換して被試験電子部品を試験実施することも可能であるからして、システムの一時停止期間が大幅に短縮できる結果、稼働時間が実質的に向上できる。
これに対して、テストモジュール1には、同図に示す4つのタイプ1A〜1Dがあるので、同時測定数と試験温度を考慮し、ラインに必要な仕様を選定する。たとえば、試験温度が−40℃といった極低温試験を必要とする場合には、タイプ1Aか1Cを選定する。
図4の右端に、組み合わせ例を示す。同図の右端の上図は、最大スループットが11000個/時間であるハンドリングモジュール2Aと、同時測定数が256個で試験温度が−40℃〜135℃のテストモジュール1Aとを編成して構成された電子部品試験装置であり、同じく下図は、最大スループットが6000個/時間であるハンドリングモジュール2Bと、同時測定数が128個で試験温度が室温〜135℃のテストモジュール1Dとを編成して構成された電子部品試験装置である。前者の試験装置は対応できる試験範囲が広く試験効率も良いが、その分だけコストが高いといった欠点があり、後者の試験装置はその逆である。したがって、半導体製造ラインが必要としている試験仕様に応じて性能とコストのバランスを取ることが重要であるが、本実施形態の電子部品試験装置は、一度ある組み合わせで試験装置を構成しても、これを構成するテストモジュール1とハンドリングモジュール2とをその後に編成しなおすことができる。その際に各モジュール1,2を構成するユニットの幾つかが交換されることになる。
このように、本実施形態の電子部品試験装置では、テスタの最大試験可能ピン数と被試験電子部品のピン数との関係から最大同時測定数がフレキシブルに変更された場合でも、試験装置全体の効率をハンドラの性能によって低下させることなく、電子部品試験装置を最適化することができる。その結果、試験仕様や試験条件が変更されても必要最小限のモジュールのみを変更すれば足りるので、設計開発時間及び製造コストの低減を図ることができる。
以上に説明した第1実施形態ではテストモジュール1とハンドリングモジュール2を互いに分離及び接続可能に構成し、互いに編成可能にしたが、テストモジュール1の中ではソークユニット11、コンタクトユニット12、イグジットユニット13、ハンドリングモジュール2の中ではストッカユニット24、ローダユニット21、アンローダユニット22をさらにモジュール化することができる、また、各ユニット内のたとえばXYZ搬送装置の吸着ヘッドやコンタクト部に対するプッシャなどをさらにモジュール化することもできる。
以下の第2実施形態では、テストモジュール1とハンドリングモジュール2の下位ユニットをモジュール化し、それらを編成してハンドラを構成する場合について説明する。
[第2実施形態]
図8は本発明に係るハンドラの第2実施形態を示す分解斜視図、図9は図8に示すハンドラを組み立てた斜視図である。
本実施形態に係るハンドラは、コンタクトモジュール3、イグジットモジュール4、ロードモジュール5、アンローダモジュール6、及び、ストッカモジュール7から構成されている。これら各モジュール3〜7は、第1実施形態におけるテストモジュール1及びハンドリングモジュール2の下位ユニット11〜13、21、22及び24をモジュール化したものである。ここで、モジュール化とは、電子部品試験装置を構成するユニットを、それに隣接するユニットに対して分離及び接続可能(交換可能)に形成すると共に、その交換可能なユニットとして少なくとも2以上の異なる仕様のユニットが準備されていることをいう。
図10は本発明の第2実施形態におけるプッシャモジュールを示す側面図、図11A及び図11Bはプッシャモジュールのバリエーションを示す平面図、図12はコンタクトアームモジュールを示す側面図、図13A〜図13Cはコンタクトアームモジュールのバリエーションを示す平面図である。
コンタクトモジュール3は、第1実施形態におけるソークユニット11及びコンタクトユニット12を一体的にモジュール化したものである。このコンタクトモジュール3のバリエーションとしては、例えば、第1実施形態と同様に、試験温度範囲が相違する2種類を挙げることができる。
このコンタクトモジュール3には、図10に示すように、同時測定数に対応した数のプッシャ32が設けられており、各プッシャ32が被試験電子部品をコンタクト部81に向かって同時に押圧することによりテストが行われる。本実施形態では、同時測定数分のプッシャ32がベース部材311に取り付けられ、プッシャモジュール31としてサブモジュール化されている。このプッシャモジュール3は、コンタクトモジュール3から分離及び接続可能となっている。
このプッシャモジュール31のバリエーションとしては、例えば、図11Aに示すような256個のプッシャ32を備えるタイプ31Aと、図11Bに示すような128個のプッシャ32を備えるタイプ31Bが用意されている。
なお、ロジックIC用試験装置では、プッシャに代えて、図12に示すように、複数個のコンタクトアーム301をベース部材302に取り付け、コンタクトヘッドモジュール300としてモジュール化しても良い。コンタクトアームモジュール300のバリエーションとしては、例えば、図13A〜図13Cに示すように、コンタクトアームの数が4個、6個或いは8個等のように異なるタイプ300A〜300Cを挙げることができる。なお、コンタクトアームの形状(大きさ)、配列、機構等を変えることによりコンタクトアームモジュールの仕様を変えても良い。
本実施形態では、先ず、要求される試験温度に基づいて2つのタイプの何れかのコンタクトモジュール3が選択される。次いで、要求される同時測定数に基づいて、何れかのタイプ31A、31Bのプッシャモジュールが選択される。そして、当該選択されたプッシャモジュールがコンタクトモジュール3に装着される。
このように、コンタクトモジュール3において複数のプッシャ32をプッシャモジュール31としてサブモジュール化することにより、コンタクトモジュール3全体を変更することなく最適なシステム構成により柔軟に編成/変更することができる。
イグジットモジュール4は、第1実施形態におけるイグジットユニット13をモジュール化したものである。このイグジットモジュール4のバリエーションとしては、例えば、加熱装置のみを設けたタイプと、加熱装置及び結露防止装置を設けたタイプの2種類を挙げることができる。
本実施形態では、図8及び図9に示すように、コンタクトモジュール3及びイグジットモジュール4が、第1のメインフレーム10上に設けられている。この第1のメインフレーム10のベース101上には複数のガイド孔102が所定ピッチで形成されている。これに対し、コンタクトモジュール3の下面四隅には、下方に向かって突出している複数のガイドピン33が設けられている。このガイドピン33は、ガイド孔102のピッチの整数倍(図8に示す例では2倍)の間隔で設けられている。同様に、イグジットモジュール4の下面四隅にも、下方に向かって突出している複数のガイドピン41が設けられている。このガイドピン41も、ガイド孔102のピッチの整数倍(図8に示す例では4倍)の間隔で設けられている。そして、ガイドピン33、41がガイド孔102に嵌合することにより、コンタクトモジュール3及びイグジットモジュール4が第1のメインフレーム10に対して位置決めされる。この位置決めの後に、例えばボルト締結やクランプ、磁力等によりコンタクトモジュール3及びイグジットモジュール4が第1のメインフレーム10に固定される。
仕様が異なるタイプのモジュールも第1のメインフレーム10のガイド孔102のピッチを基準として製作され規格化されている。また、新規にモジュールを製作する場合にもガイド孔102のピッチを基準として製作され規格化される。
図14は本発明の第2実施形態におけるXYZ搬送装置の把持ヘッドモジュールを示す側面図、図15A〜図15Dは把持ヘッドモジュールのバリエーションを示す側面図である。
ローダモジュール5及びアンローダモジュール6は、第1実施形態におけるロードユニット21及びアンローダユニット22をそれぞれモジュール化したものであり、被試験電子部品を搬送するためのXYZ搬送装置(図5中の符号211、221に相当する)がそれぞれのモジュール5、6に設けられている。そのため、これらのモジュール5、6は、テスト時間が比較的短く、迅速なロード及びアンロードが要求される場合に適している。
各モジュール5、6が備えるXYZ搬送装置211、221はX−Y−Z軸方向に移動可能な可動ヘッド212、222を有している。この可動ヘッド212、222は、図14に示すように、被試験電子部品を吸着パッド215により吸着して把持可能な複数個の把持ヘッド214と、複数の把持ヘッド213が装着されるベース部材213と、を有している。
ベース部材213には、各把持ヘッドモジュールへ電気、駆動源等を個別に供給するための接続ポートと、各モジュールがそれぞれ有するI/O制御部が接続されるバスラインと、が設けられている。
本実施形態では、把持ヘッド214が把持ヘッドモジュールとしてサブモジュール化されており、XYZ搬送装置211、221から分離及び接続可能となっている。把持ヘッドモジュールのバリエーションとしては、図15A〜図15Dに示すタイプを挙げることができる。
図15Aに示すバリエーションは、一つ或いは複数個(図15Aに示す例では1つ)の吸着パッド215を一単位とした第1のタイプ214Aである。図15Aに示す例では、4つの把持ヘッドモジュール214Aがベース部材213にボルトで固定されている。図15Bに示すバリエーションは、サイズの大きな被試験電子部品に対応するために、把持パッド215の形状(大きさ)が大きな第2のタイプ214Bである。
図15Cに示すバリエーションは、緩衝機構としてエアシリンダ216を用いた第3のタイプ214Cである。図15Dに示すバリエーションは、緩衝機構としてモータ217及びラックアンドピニオン機構218を用いた第4のタイプ214Dである。図15Cに示すタイプの把持ヘッドモジュール214Cは抵コストであるが緩衝能力に劣るため低速処理に適している。これに対し、図15Dに示すタイプの把持ヘッドモジュール214Dは、高コストであるが、緩衝性能に優れるため高速処理に適している。なお、第3及び第4のタイプの把持ヘッドモジュール214C、214Dでは、4つの吸着パッド215が一単位となっている。
以上のようなバリエーションの把持ヘッドモジュール214A〜214Cを、被試験電子部品の大きさやテストタイム等に応じて交換することで、ローダモジュール5やアンローダモジュール6全体を変更することなく、システム構成をより柔軟に編成/変更することができる。
図8及び図9に示すように、ローダモジュール5及びアンローダモジュール6は、第2のメインフレーム20上に設けられている。この第2のメインフレーム20のベース201上には複数のガイド孔202が所定ピッチで形成されている。これに対し、ローダモジュール5及びアンロードモジュール6の下面四隅に、下方に向かって突出している複数のガイドピン51、61が設けられている。このガイドピン51、61は、ガイド孔202のピッチの整数倍(図8に示す例ではいずれも4倍)の間隔で設けられている。そして、ガイドピン51、61がガイド孔202に勘合することにより、ローダモジュール5及びアンローダモジュール6が第2のメインフレームに位置決めされる。この位置決めの後に、例えばボルト締結やクランプ、磁力等によりローダモジュール5及びアンローダモジュール6が第2のメインフレーム20に固定される。
仕様が異なるタイプのモジュールも第2のメインフレーム20のガイド孔202のピッチを基準として製作され規格化されている。また、新規にモジュールを製作する場合にもガイド孔202のピッチを基準として製作され規格化される。
ストッカモジュール7は、第1実施形態におけるストッカユニット24をモジュール化したものであり、本実施形態では、第2のメインフレーム20内に設けられている。このストッカモジュール7は、ベース21に形成された開口部(不図示)を介してローダモジュール21及びアンローダモジュール22にカスタマトレイを受け渡す。ストッカモジュール7はカスタマトレイの種類や形状により異なるストッカモジュールに交換する必要性が生じる場合がある。この場合には、対応したストッカモジュール7に交換することが本願では可能であるので、電子部品試験装置の更なる汎用化が図れる。
さらに、図8及び図9に示すように、コンタクトモジュール3及びイグジットモジュール4が固定された第1のメインフレーム10と、ローダモジュール5及びアンローダモジュール6が固定された第2のメインフレーム20と、が固定される。第1のメインフレーム10には、第2のメインフレームに対向する面の四隅にガイドピン103が設けられている。これに対し、第2のメインフレームには、ガイドピン103に対向する位置にガイド孔203が形成されている。そして、ガイドピン102がガイド孔202に勘合することで、第1のメインフレーム10と第2のメインフレームとが位置決めされる。この位置決めの後に、例えばボルト締結、クランプ、磁力等によりメインフレーム10、20同士が固定される。
図16は図8に示すハンドラにローダ/アンローダモジュールを装着した場合の分解斜視図、図17は図16に示すハンドラを組み立てた斜視図である。
本実施形態では、図16及ぶ図17に示すように、上記のモジュール5、6とは仕様の異なるタイプのローダモジュール5’も準備されている。このローダモジュール5’は、図14及び図15に示すように、ローダユニット21とアンローダユニット22を一体的にモジュール化したものであり、一つのXYZ搬送装置をローダ側とアンローダ側で兼用するように構成されている。従って、テスト時間が比較的長く、素早いロード及びアンローダが要求されない場合に、上述したローダモジュール5及びアンローダモジュール6がローダモジュール5’に交換される。
このローダモジュール5’の下面四隅にもガイドピン51’がガイド孔202のピッチの整数倍(図16に示す例では7倍)の間隔で設けられており、ローダモジュール5’を第2のメインフレーム20に位置決めすることが可能となっている。
図18は本発明の第2実施形態におけるコンタクトモジュール及びイグジットモジュールを示す分解斜視図、図19は図18に示すコンタクトモジュール及びイグジットモジュールを示す正面図である。
以上のようにモジュール3〜7から構成されるハンドラでは、モジュール間で被試験電子部品の受け渡しを行う必要がある。この各モジュール間で被試験電子部品を受け渡す方法として、被試験電子部品を搭載したテストトレイ91を受け渡す方法と、被試験電子部品自体を受け渡す方法と、を挙げることができる。
本実施形態では前者の方法を採用しており、テストトレイ91を、ローダモジュール5→コンタクトモジュール3→イグジットモジュール4→アンローダモジュール6→ローダモジュール5、と取り廻しながら被試験電子部品の試験を行う。
本実施形態では、各モジュール間でテストトレイ91を受け渡すために、図18及び図19に示すように、コンタクトモジュール3の手前側(ローダモジュール5が組み付けられる面)にテストトレイ91が搬入される入口開口部34が形成されている。また、イグジットモジュール4の手前側にはテストトレイが搬出される出口開口部42が形成されている。そして、これら開口部34、42の位置は、図19に示すように、第1のメインフレーム10に設けられたガイドピン103を基準として形成されている。また、これら開口部34、42の形状(大きさ)は定型とされている。
特に図示しないが、コンタクトモジュール3の入口開口部34に対応して、ローダモジュール5にも同じ位置及び形状の出口開口部が形成され、同様に、イグジットモジュール4の出口開口部52に対応してアンローダモジュール6にも同じ位置及び形状の入口開口部が形成されている。
さらに、図18に示すように、コンタクトモジュール3の一方の側面(イグジットモジュール4が組み付けられる面)にテストトレイが搬出される出口開口部35が形成されている。また、この出口開口部35に対応して、イグジットモジュール4には同じ位置及び形状の入口開口部43が形成されている。そして、コンタクトモジュール3とイグジットモジュール4とを組み付けると、開口部35、43が連通する。特に図示しないが、アンローダモジュール6とローダモジュール5との間にも連通した開口部がそれぞれ形成されている。
そして、各モジュール間には、連通した開口部を跨ぐようにベルトコンベア(不図示)が設けられている。このベルトコンベアにより前工程(先のモジュール)から次工程(後のモジュール)へテストトレイ91が受け渡される。なお、モジュール間においてテストトレイ91を搬送する機構としては、ベルトコンベアの他に、エアシリンダやボールねじ機構等を挙げることができる。
図20は本発明の第3実施形態におけるコンタクトモジュール及びイグジットモジュールの内部を示す概略斜視図、図21は図22に示すコンタクトモジュールとイグジットモジュールの内部の平面図である。
次に、テストトレイを用いずに被試験電子部品自体をモジュール間で受け渡す、本発明の第3実施形態について説明する。本発明の第3実施形態では、図20及び図21に示すように、例えば、コンタクトモジュール3とイグジットモジュール4の間を跨ぐようにシャトルユニット36が設けられ、その両側にそれぞれXYZ搬送装置37、44が設けられている。
シャトルユニット36は、モジュール3、4間を往復移動可能なベース361と、ベース36上に着脱可能に設けられたシャトル362と、を有している。ベース361は、例えばベルトコンベア、エアシリンダ、ボールねじ機構等から構成されている。また、このベース361には、各シャトル362へ電気、駆動源等を個別に供給するための接続ポートと、各シャトル362がそれぞれ有するI/O制御部が接続されるためのバスラインと、が設けられている。シャトル362には、被試験電子部品を保持する凹状ポケット362が複数(図21に示す例では4つ)形成されている。ベース361に対するシャトル362の位置決めはガイドピン等を用いて行われる。
そして、コンタクトモジュール3において試験を完了した被試験電子部品をXYZ搬送装置37がシャトル362に移載し、次いでベース361がイグジットモジュール4に移動し、XYZ搬送装置44がシャトル36からアンソーク位置に被試験電子部品を移載することにより、被試験電子部品がモジュール3、4間で引き渡される。
本実施形態では、シャトルユニット36においてシャトル362がモジュール化されており、ポケット363の数が異なる別のタイプのシャトルに交換したり、シャトル362自体の数を増減することが可能となっている。
なお、以上の構成のシャトルユニット36は、コンタクトモジュール3及びイグジットモジュール4間に限られず、ローダモジュール5とコンタクトモジュール3の間、イグジットモジュール4とアンローダモジュール6との間にも設けられている。
被試験電子部品自体をモジュール間で受け渡す他の方法として、シャトルユニット36を介在させずに、コンタクトモジュール3側のXYZ搬送装置37が所定位置に被試験電子部品を移動させ、当該被試験電子部品をイグジットモジュール4側のXYZ搬送装置44が受け取るようにしても良い。
図22は本発明の第2実施形態に係るハンドラの電気配線等を示す分解斜視図、図23は本発明の第2実施形態に係るハンドラの制御システムの全体構成を示すブロック図である。
図22に示すように、コンタクトモジュール3及びイグジットモジュール4にはそれぞれ接続パネル38、45が設けられている。また、第1のメインフレーム10にもメイン接続パネル104が設けられている。そして、接続パネル38、45とメイン接続パネル104との間が電源ケーブル、I/Oケーブル、エア配管で接続されることにより、各モジュール3、4に電源やエアが供給されるようになっている。
同様に、特に図示しないが、ローダモジュール5、アンローダモジュール6及びストッカモジュール7にも接続パネルが設けられている。また、第2のメインフレーム20にもメイン接続パネル204が設けられている。そして、各接続パネルとメイン接続パネルとの間が、電源ケーブル、I/Oケーブル及びエア配管で接続されることにより、各モジュール5〜7に電源やエアが供給されるようになっている。
図23に示すように、各モジュール3〜7は、当該モジュール3〜7自身を制御するための制御部39〜79を有している。各制御部39〜79は接続パネル及びI/Oケーブルを通じてメイン制御装置105(集中管理手段)に接続され、メイン制御装置105は各制御部39〜79を集中的に管理している。メイン制御装置105は、図22に示すように、第1のメインフレーム10の内部に設けられている。
メイン制御装置105は、各モジュールを運転制御するソフトウェアを有しており、各モジュールを認識するIDデータを各々読み出すことで、各々のIDデータに対応するソフトウェアを適用させることが可能となっている。これにより、被試験電子部品に対応して電子部品試験装置のシステム構成の編成を即座に変更して運用することが可能となる。
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。
例えば、電子部品を載置して外部との授受を行うトレイが、内部で使用するテストトレイ91と同一の場合には、ストッカユニット24のモジュールを外して、テストトレイ91を外部と直接授受できる形態の搬入/搬出モジュールに交換すれば良い。
また、外部搬送システムが、自走台車(例えばモノレール式自走台車、軌道式台車、無軌道式台車(AGV))を適用する形態に変更される場合にも、ストッカユニット24を外して、自走台車との間でトレイを授受できる形態の搬入/搬出モジュールのみを交換すれば良い。これに対し、作業者による搬入/搬出に戻したい場合には、元のストッカユニット24に交換すれば良く、外部搬送の形態の変更に迅速に対応できる。従って、現有の電子部品試験装置の有効活用ができ、また、設備の陳腐化が防止できる結果、設備コストの大幅な低減メリットも得られる。
また、多数台の電子部品試験装置を設備して運用している場合には、生産現場で異なる仕様のモジュールに随時入れ替えることもかのうであり、その結果、最良のスループットとなるように、設備全体のシステム構成を編成できる。特に、大量生産される電子部品(例えばメモリデバイス)の品種が変更された場合には、モジュールを入れ替えて設備全体を再構築することで、スループットの改善が図れる。
また、電子部品試験装置に故障が発生した場合、故障したモジュールを、同一仕様のモジュール、又は仕様は異なるが代替え可能な代替えモジュールに交換することで、短時間で運転再開することが可能である。一方で、故障したモジュールは、随時修理すれば足りる。

Claims (7)

  1. 被試験電子部品をテストヘッドのコンタクト部に電気的に接触させる電子部品ハンドリング装置を構成するユニットが交換、追加又は再編成可能にモジュール化されており、
    前記ユニットは、
    試験前後の被試験電子部品を格納し、当該格納された被試験電子部品を取り出してテストユニットへ搬出し、前記テストユニットにて試験を終了した被試験電子部品を試験結果に応じて分類する、スループットが異なる複数種のハンドリングユニットと、
    前記ハンドリングユニットから搬入された被試験電子部品を目的とする温度にするとともに、前記コンタクト部に前記被試験電子部品を電気的に接触させる、同時測定数及び/又は試験温度が異なる複数種のテストユニットと、を含み、
    テスタが備える最大測定可能ピン数、被試験電子部品の端子数、及びテスト時間に基づいて、前記複数種のハンドリングユニットの中から、対応するスループットのハンドリングユニットを一つ選択すると共に、前記複数種のテストユニットの中から、対応する同時測定数及び試験温度のテストユニットを一つ選択して電子部品ハンドリング装置を編成し、
    前記複数種のユニットに付与されたID情報を、前記選択されたユニットから読み出し、当該読み出したID情報に基づいて、前記選択されたユニットに対応した運転制御を行う電子部品ハンドリング装置の編成方法。
  2. 前記各ユニットを運転制御するためのソフトウェアを備えており、前記選択されたユニットから前記ID情報を読み出すことで、前記選択されたユニットに対応したソフトウェアを適用する請求項記載の電子部品ハンドリング装置の編成方法。
  3. 各ユニット毎に固有のユニット固有情報を、前記ID情報に対応付けて保存する請求項記載の電子部品ハンドリング装置の編成方法。
  4. 前記ユニット固有情報は、動作補正データ又はメンテナンスカウントを含む請求項記載の電子部品ハンドリング装置の編成方法。
  5. 前記複数のハンドリングユニットは、前記被試験電子部品を搬送する際の同時把持数及び/又はその搬送スピードが異なることでスループットが相違する請求項記載の電子部品ハンドリング装置の編成方法。
  6. 前記複数のテストユニットは、前記コンタクトユニットにおいて前記被試験電子部品を前記コンタクト部に同時に接触させる数が相違する請求項1又は5記載の電子部品ハンドリング装置の編成方法。
  7. 前記複数のテストユニットは、前記ソークユニット及びイグジットユニットにおいて前記被試験電子部品を目的温度にする性能が相違する請求項記載の電子部品ハンドリング装置の編成方法。
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