JPH1194904A

JPH1194904A - 半導体デバイス試験装置のテストヘッド位置決め装置

Info

Publication number: JPH1194904A
Application number: JP10207930A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nemoto; 眞根本
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2018-07-23
Also published as: JP4319709B2

Abstract

(57)【要約】【課題】操作性が良好であり、安全性が高く、かつ廉
価な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。【解決手段】テストヘッド８１の対向する２つの位置
にそれぞれエアシリンダ４を設置し、これらエアシリン
ダの合計の駆動力をテストヘッドの重量とほぼ同等の力
に設定し、カウンタバランサとして動作させる。手動操
作のジャッキ機構１、１Ｂをテストヘッドの対向する側
部にそれぞれ設け、各ジャッキ機構を、回転自在に支持
された長尺の送りねじ１１、１１Ｂと、この送りねじと
螺合した２つの可動ねじ部材１２Ａ、１２Ｂと、各可動
ねじ部材に一端が回転自在に取り付けられた駆動アーム
１６Ａ、１６Ｂと、各駆動アームに回転自在に取り付け
られたほぼ同じ形状及び寸法の従動アーム１８Ａ、１８
Ｂとによって構成し、一方の送りねじ１１の手動回転に
より各可動ねじ部材を移動させ、駆動アームと従動アー
ムを回動させてテストヘッドを上昇及び降下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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ＤＵ
Ｔ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６
７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６
７、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６
６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Ｉ
Ｃ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６
２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６
３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７
１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７
１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Ｉ
Ｃ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６
１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６
４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６
４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Ｉ
Ｃ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１
２Ｂ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１２
Ｂ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１８
Ａ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２２
Ｂが固定されており、これらスライド軸２２Ａ及び２２
Ｂ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１８
Ａ及び１８Ｂが回動するときにこれら長孔２３Ａ及び２
３Ｂ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１４
Ｂ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１７
Ａ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１
４Ａ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１
１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３３
Ｂ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３
１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３７
Ａ及び３７Ｂも同時に回転するので螺合部３８Ａ及び３
８Ｂ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３
７Ａ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３
３Ａ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３
１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８
１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１
２Ｂ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１２
Ｂ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２
１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１５
Ａ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２２
Ｂが固定されており、これらスライド軸２２Ａ及び２２
Ｂ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１８
Ａ及び１８Ｂが回動するときにこれら長孔２３Ａ及び２
３Ｂ中をそれぞれスライドする。これら従動アーム１８
Ａ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２３
Ｂ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３
１Ｈを備えている。

【００５８】送りねじ１１に固定されたスプロケット２
４Ａ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、２
１Ｂ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１２
Ｂ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１５
Ａ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２
４Ｂ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１４
Ｂ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２
１、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２３
Ａ、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、１
Ｂ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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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ことを特徴とするテストヘッド位置
決め装置。
【請求項２】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ことを特徴と
する請求項１に記載のテストヘッド位置決め装置。
【請求項３】上記カウンタバランサは、エアシリン
ダ、油圧シリンダ、或いはオイルスプリングであること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のテストヘッ
ド位置決め装置。
【請求項４】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降下さ
せることを特徴とする請求項１に記載のテストヘッド位
置決め装置。
【請求項５】上記カウンタバランサは、エアシリン
ダ、油圧シリンダ、或いはオイルスプリングであること
を特徴とする請求項４に記載のテストヘッド位置決め装
置。
【請求項６】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
とを有することを特徴とする請求項４に記載のテストヘ
ッド位置決め装置。
【請求項７】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ことを特徴とする請求項６に記載の
テストヘッド位置決め装置。
【請求項８】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請求項６に記載のテストヘッド位置
決め装置。
【請求項９】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６乃至８のいずれか１つに記載のテストヘッド位置決
め装置。
【請求項１０】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
６乃至９のいずれか１つに記載のテストヘッド位置決め
装置。
【請求項１１】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ことを特徴とする請求項１に記載
のテストヘッド位置決め装置。
【請求項１２】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
ムとを有することを特徴とする請求項１１に記載のテス
トヘッド位置決め装置。
【請求項１３】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ことを特徴とする請求項１２に記
載のテストヘッド位置決め装置。
【請求項１４】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請求項１２に記載のテストヘッド
位置決め装置。
【請求項１５】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１２乃至１４のいずれか１つに記載のテストヘッド
位置決め装置。
【請求項１６】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
１２乃至１５のいずれか１つに記載のテストヘッド位置
決め装置。
【請求項１７】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ことを特
徴とする請求項１乃至１６のいずれか１つに記載のテス
トヘッド位置決め装置。