JPWO2004106945A1 - 電子部品試験装置 - Google Patents
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Abstract
ICチップ(IC)の入出力端子(HB)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、ICチップ(IC)の入出力端子(HB)が導出している前面を把持部(414)により把持して移動させるIC移動装置410と、把持される前のICチップ(IC)の前面を撮像する第1のカメラ(415)と、把持されたICチップ(IC)の背面を撮像する第2のカメラ(420)と、第1のカメラ(415)及び第2のカメラ(420)により撮像された画像情報から、IC移動装置(410)に把持されたICチップ(IC)の入出力端子(HB)の位置を算出し、当該算出結果に基づいて、IC移動装置(410)に把持されたICチップ(IC)の入出力端子(HB)のコンタクト部に対する相対的位置を特定する画像処理装置と備え、IC移動装置410は、画像処理装置により特定されたICチップ(IC)の入出力端子(HB)のコンタクト部に対する相対的位置に基づいて、ICチップの位置を補正する。
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、多品種のICチップに容易に対応可能なメモリIC用試験装置として、上述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、この平滑な保持面で、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ものが考えられる。これにより、ICチップの外形形状に依存せずにICチップを保持することが可能となるので、ICチップの品種毎に当該テストトレイを用意する必要がなくなり、品種切替時の交換を不要となるので、多品種のICチップに容易に対応可能なメモリIC用試験装置を実現する有効な手段と考えられる。
一方、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が図られているものが知られている(例えば、特許得文献2参照)。
このような画像処理を用いた手法は、製造工程に生じるICチップの外形に対する入出力端子の相対的位置のバラツキ等をも許容してICチップの高精度な位置決めを行うことが可能であるので、上述のテストプレートを用いたメモリIC用試験装置に応用して、ミスコンタクトの防止を図ることが有効と考えられる。しかしながら、テストプレートの保持面にICチップの入出力端子が導出していない背面を保持させるに当たり、移動手段によりICチップの入出力端子が導出している前面を把持する必要があるため、CCDカメラによる撮像に際して、当該移動手段が障害となって、当該ICチップの入出力端子を正確に撮像することが困難であり、ICチップの高精度な位置決め出来ず、ミスコンタクトの防止を十分に図ることが出来ない。このことは、近年のフラッシュメモリ等に代表される超小型のICチップにおいては特に顕著である。
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、多品種の電子部品に容易に対応することが可能である電子部品試験装置に関し、特に、被試験電子部品のテストヘッドへのミスコンタクトを防止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。
(1)上記目的を達成するために、本発明の第1の観点によれば、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把持して移動させる移動手段と、前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の一方の主面を撮像する第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他方の主面を撮像する第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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定する特定手段と、を少なくとも備え、前記移動手段は、前記特定手段により特定された前記被試験電子部品の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電子部品試験装置が提供される。
(1)上記目的を達成するために、本発明の第1の観点によれば、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把持して移動させる移動手段と、前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の一方の主面を撮像する第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他方の主面を撮像する第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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定する特定手段と、を少なくとも備え、前記移動手段は、前記特定手段により特定された前記被試験電子部品の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電子部品試験装置が提供される。
また、前記特定手段は、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における前記一方の主面の外形形状の位置及び姿勢と、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とを算出し、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における前記他方の主面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ように構成することが出来る。
本発明では、移動手段が被試験電子部品を把持する前後において、第1及び第2の撮像手段により被試験電子部品の両主面をそれぞれ撮像し、特定手段により当該撮像された画像情報から撮像不可能な把持後の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、コンタクト部に対する被試験電子部品の相対的な位置及び姿勢を特定し、移動手段が当該特定結果に基づいて被試験電子部品の位置及び姿勢を補正する。これにより、多品種の電子部品に容易に対応可能とするために、例えば上述のテストプレート等の採用に伴って、移動手段が被試験電子部品の入出力端子が導出している面を把持して移動させるような場合であっても、移動手段による把持後の被試験電子部品の入出力端子の位置及び姿勢を判断す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高精度に位置決めすることが可能となり、テスト時のミスコンタクトの発生を防止することが可能となる。
前記電子部品試験装置は、前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の前記他方の主面を撮像する第3の撮像手段をさらに備え、前記特定手段は、前記第1の撮像手段、前記第2の撮像手段、及び、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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定するように構成することが出来る。
また、前記特定手段は、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における前記他方の主面の外形形状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における前記他方の主面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ように構成することが出来る。
本発明では、さらに第3の撮像手段を設け、この第3の撮像手段により、移動手段に把持される前の状態の被試験電子部品の他方の主面を撮像し、特定手段が、当該画像情報も考慮に入れて、移動手段に把持された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。これにより、製造工程における被試験電子部品のバラツキにより、被試験電子部品の両主面の外形形状が若干相違するような場合であっても、被試験電子部品のコンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を正確に特定することが可能となる。
前記移動手段は、前記被試験電子部品を吸着して把持する吸着手段を有するように構成することが出来る。移動手段が被試験電子部品を吸着して把持することにより、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。
前記電子部品試験装置は、前記被試験電子部品の入出力端子が導出していない前記他方の主面を保持するための実質的に平滑な保持面を有するテストプレートをさらに備え、前記移動手段は、前記コンタクト部の配列に相対的に対応するように前記被試験電子部品を前記テストプレートの保持面に載置し、前記コンタクト部の配列に対応した位置関係で前記テストプレートの保持面により前記被試験電子部品が保持された状態で、前記被試験電子部品の入出力端子が前記テストヘッドの対応するコンタクト部に電気的に接触するように構成することが出来る。
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、被試験電子部品の入出力端子が導出していない主面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る。これにより、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に著しく容易に対応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に著しく容易に対応す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の前記他方の主面を吸着する吸着手段を有するように構成することが出来る。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の入出力端子が導出していない主面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ように構成することが出来る。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。
前記テストプレートは、揺動可能に設けられた保持部を有し、前記テストプレートの保持面は、前記保持部に形成されているように構成することが出来る。テストプレートに保持部を揺動可能に設け、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。
前記コンタクト部の周囲にガイド部が設けられており、前記テストプレートの保持部が、前記ガイド部に案内されるように構成することが出来る。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相対的に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ように構成することが出来る。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相対的に安定して位置決めすることが可能となる。
前記電子部品試験装置は、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の位置及び姿勢を補正して載置するように構成することが出来る。
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、被試験電子部品の位置及び姿勢を補正しながら、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相対的に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。
前記電子部品試験装置は、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押圧手段をさらに備えるように構成することが出来る。
電子部品試験装置に押圧手段をさらに設け、当該押圧手段により、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の位置及び姿勢を補正して載置するように構成することが出来、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、前記移動手段は、前記テストプレートの保持部に前記被試験電子部品の位置及び姿勢を補正して載置するように構成することが出来る。
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を規正されるので、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ように構成することが出来る。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、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当接させるために用いる押圧手段により、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相対的により正確に位置決めすることが可能となる。
前記移動手段は、把持した前記被試験電子部品を任意の方向に移動可能であると共に所定方向に回転可能であるように構成することが出来る。これにより、テストプレートの保持面に被試験電子部品を載置する際に、当該保持面の所望する位置及び所望する姿勢で被試験電子部品を載置することが出来る。
(2)上記目的を達成するために、本発明の第2の観点によれば、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の試験方法であって、前記被試験電子部品を把持して移動させる移動手段に、前記被試験電子部品が把持される前に、前記被試験電子部品の一方の主面を撮像する第1の撮像ステップと、前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の他方の主面を撮像する第2の撮像ステップと、前記第1の撮像ステップ及び前記第2の撮像ステップで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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定する特定ステップと、前記特定ステップにて特定された前記被試験電子部品の相対的な位置及び姿勢に基づいて、前記移動手段により前記被試験電子部品の位置及び姿勢を補正する補正ステップと、を少なくとも備えた電子部品の試験方法が提供される。
また、前記特定ステップにおいて、前記第1の撮像ステップで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における前記一方の主面の外形形状の位置及び姿勢と、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とを算出し、前記第2の撮像ステップで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における前記他方の主面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ように構成することが出来る。
本発明では、移動手段が被試験電子部品を把持する前後において、第1及び第2の撮像ステップで被試験電子部品の両主面をそれぞれ撮像し、特定ステップで当該撮像された画像情報から撮像不可能な把持後の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、コンタクト部に対する被試験電子部品の相対的な位置及び姿勢を特定し、補正ステップで移動手段により当該特定結果に基づいて被試験電子部品の位置及び姿勢を補正する。これにより、多品種の電子部品に容易に対応可能とするために、例えば上述のテストプレート等の採用に伴って、移動手段が被試験電子部品の入出力端子が導出している面を把持して移動させるような場合であっても、移動手段による把持後の被試験電子部品の入出力端子の位置及び姿勢を判断す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高精度に位置決めすることが可能となり、テスト時のミスコンタクトの発生を防止することが可能となる。
本発明に係る電子部品の試験方法は、前記移動手段により前記被試験電子部品が把持される前に前記被試験電子部品の他方の主面を撮像する第3の撮像ステップと、さらに備え、前記特定ステップにおいて、前記第1の撮像ステップ、前記第2の撮像ステップ、及び、前記第3の撮像ステップで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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定するように構成することが出来る。
また、前記特定ステップにおいて、前記第1の撮像ステップで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3の撮像ステップで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における前記他方の主面の外形形状の位置及び姿勢を算出し、前記第2の撮像ステップで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における前記他方の主面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ように構成することが出来る。
本発明では、移動手段に把持される前の状態の被試験電子部品の他方の主面を撮像する第3の撮像ステップをさらに設け、特定ステップにおいて、当該画像情報も考慮に入れて、移動手段に把持された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。これにより、製造工程における被試験電子部品のバラツキにより、被試験電子部品の両主面の外形形状が若干相違するような場合であっても、被試験電子部品のコンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を正確に特定することが可能となる。
[図1]図1は、本発明の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、本発明の他の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に対し直交する方向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、本発明の他の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に対し直交する方向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。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本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26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。)を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、本実施形態では、ICチップの前面が本発明における被試験電子部品の一方の主面に相当し、当該ICチップの背面が本発明における被試験電子部品の他方の主面に相当する。
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個の凹部を有し、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の各凹部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。
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、凹部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、サーボモータ等により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410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。
なお、本実施形態では、IC移動装置410が本発明における移動手段の一例に相当する。従って、本発明における移動手段は、被試験電子部品を把持及び解放可能であると共に、被試験電子部品をX−Y−Z軸方向へ移動可能となっており、さらに、被試験電子部品をZ軸中心に回転させることが可能となっている。これにより、テストプレートの保持面に被試験電子部品を載置する際に、当該保持面の所望する位置及び所望する姿勢で被試験電子部品を位置決めすることが出来る。
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(特定手段)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軸が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PVとICチップの入出力端子HBの重心位置PH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、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
この電子部品試験装置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(=26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L1に位置し、第2のガイド面153から距離L2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151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。
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L3に位置し、第2の側面113bから距離L4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L3及びL4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L1、L2にそれぞれ実質的に同一となっており(L1=L3、L2=L4)、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、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に揺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を揺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PH及び姿勢が、保持面114の中心位置PV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L1、L2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PVへの距離L3、L4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揺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(x0、y0、θ0)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PIの座標(xI、yI)と、抽出された入出力端子HBの重心位置PHの座標(xH、yH)とを算出し、当該中心位置PIと重心位置PH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(x0、y0)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θ0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(x0、y0、θ0)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、図19に示すように、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(xI’、yI’、θI’)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(x0、y0、θ0)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(xI’、yI’、θI’)とから、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(xH’、yH’、θH’)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PI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PVの座標(xV、yV)と当該保持面の姿勢θVと算出し、当該保持面114の位置及び姿勢(xV、yV、θV)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(xH’、yH’、θH’)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PVと姿勢と入出力端子HBの重心位置PH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L1、L2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PVへの距離L3、L4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PVと姿勢と入出力端子HBの重心位置PH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。
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。
本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、本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、本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。
Claims (23)
- 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把持して移動させる移動手段と、
前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の一方の主面を撮像する第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他方の主面を撮像する第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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定する特定手段と、を少なくとも備え、
前記移動手段は、前記特定手段により特定された前記被試験電子部品の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電子部品試験装置。 - 前記特定手段は、
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における前記一方の主面の外形形状の位置及び姿勢と、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とを算出し、
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における前記他方の主面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請求項1記載の電子部品試験装置。 - 前記移動手段に把持される前の前記被試験電子部品の前記他方の主面を撮像する第3の撮像手段をさらに備え、
前記特定手段は、
前記第1の撮像手段、前記第2の撮像手段、及び、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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定する請求項1記載の電子部品試験装置。 - 前記特定手段は、
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における前記他方の主面の外形形状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における前記他方の主面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請求項3記載の電子部品試験装置。 - 前記移動手段は、前記被試験電子部品を吸着して把持する吸着手段を有する請求項1〜4の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記第1の撮像手段は、前記移動手段に設けられている請求項1〜5の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記被試験電子部品の入出力端子が導出していない前記他方の主面を保持するための実質的に平滑な保持面を有するテストプレートをさらに備え、
前記移動手段は、前記コンタクト部の配列に相対的に対応するように前記被試験電子部品を前記テストプレートの保持面に載置し、
前記コンタクト部の配列に対応した位置関係で前記テストプレートの保持面により前記被試験電子部品が保持された状態で、前記被試験電子部品の入出力端子が前記テストヘッドの対応するコンタクト部に電気的に接触する請求項1〜6の何れかに記載の電子部品試験装置。 - 前記テストプレートの保持面は、前記被試験電子部品の前記他方の主面を吸着する吸着手段を有する請求項7記載の電子部品試験装置。
- 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請求項7又は8記載の電子部品試験装置。
- 前記テストプレートは、揺動可能に設けられた保持部を有し、
前記テストプレートの保持面は、前記保持部に形成されている請求項7〜9の何れかに記載の電子部品試験装置。 - 前記コンタクト部の周囲にガイド部が設けられており、
前記テストプレートの保持部が、前記ガイド部に案内される請求項10記載の電子部品試験装置。 - 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11記載の電子部品試験装置。
- 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の位置及び姿勢を補正して載置する請求項12記載の電子部品試験装置。
- 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押圧手段をさらに備えた請求項12又は13記載の電子部品試験装置。
- 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14記載の電子部品試験装置。
- 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の位置及び姿勢を補正して載置する請求項10〜15の何れかに記載の電子部品試験装置。 - 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、前記移動手段は、前記テストプレートの保持部に前記被試験電子部品の位置及び姿勢を補正して載置する請求項16記載の電子部品試験装置。 - 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17記載の電子部品試験装置。
- 前記移動手段は、把持した前記被試験電子部品を任意の方向に移動可能であると共に所定方向に回転可能である請求項1〜18の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 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の試験方法であって、
前記被試験電子部品を把持して移動させる移動手段に、前記被試験電子部品が把持される前に、前記被試験電子部品の一方の主面を撮像する第1の撮像ステップと、
前記移動手段に把持された前記被試験電子部品の他方の主面を撮像する第2の撮像ステップと、
前記第1の撮像ステップ及び前記第2の撮像ステップで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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定する特定ステップと、
前記特定ステップにて特定された前記被試験電子部品の相対的な位置及び姿勢に基づいて、前記移動手段により前記被試験電子部品の位置及び姿勢を補正する補正ステップと、を少なくとも備えた電子部品の試験方法。 - 前記特定ステップにおいて、
前記第1の撮像ステップで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における前記一方の主面の外形形状の位置及び姿勢と、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とを算出し、
前記第2の撮像ステップで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における前記他方の主面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請求項20記載の電子部品の試験方法。 - 前記移動手段により前記被試験電子部品が把持される前に前記被試験電子部品の他方の主面を撮像する第3の撮像ステップと、さらに備え、
前記特定ステップにおいて、
前記第1の撮像ステップ、前記第2の撮像ステップ、及び、前記第3の撮像ステップで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前記コンタクト部に対する相対的な位置及び姿勢を特定する請求項20記載の電子部品の試験方法。 - 前記特定ステップにおいて、
前記第1の撮像ステップで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3の撮像ステップで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における前記他方の主面の外形形状の位置及び姿勢を算出し、
前記第2の撮像ステップで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における前記他方の主面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請求項22記載の電子部品の試験方法。
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