JPWO2008102581A1 - 電子部品押圧装置および電子部品試験装置 - Google Patents

Abstract

この発明は、電子部品のダイと基板に対する押圧荷重を個別に管理でき、その際に電子部品のダイに対する押圧荷重を必要に応じてきめ細かに管理でき、かつ、電子部品のダイに対する押圧部材の密着度を高めることができる電子部品押圧装置などを提供する。この発明は、被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けるための電子部品押圧装置であって、ＩＣデバイス８のダイ８１を押圧する第１押圧部材５１と、ＩＣデバイス８の基板８２押圧する第２押圧部材５２と、第１押圧部材５１がＩＣデバイス８の基板８２を押圧する際に、第１押圧部材５１をそのダイ８１に対して密着させるジンバル機構５４とを備えている。４つの空気圧シリンダ５６は、ジンバル機構５４に対して押圧荷重を付与するとともに、その押圧荷重を任意に設定、またはその微調整を行うことができる。

Description

本発明は、集積回路化されたＩＣデバイスなどの各種の電子部品の試験をするために、被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押しつけるための電子部品押圧装置、およびその電子部品押圧装置を備えた電子部品試験装置に関するものである。

電子部品試験装置による電子部品の試験は、例えば、以下のように行われる。
ソケットが取り付けられたテストヘッドの上方にＩＣデバイスを搬送した後、電子部品押圧装置によってＩＣデバイスを押圧してソケットに装着することにより、ソケットの接続端子とＩＣデバイスの外部端子とを接触させる。この結果、ＩＣデバイスは、ソケット、テストヘッドおよびケーブルを通じてテスタ本体に電気的に接続される。そして、テスタ本体からケーブルを通じてテストヘッドに供給されるテスト信号をＩＣデバイスに供給し、そのＩＣデバイスから読み出される応答信号をテストヘッドおよびケーブルを通じてテスタ本体に送ることにより、ＩＣデバイスの電気的特性を測定する。

上記の試験は、ＩＣデバイスに熱ストレスを与えて行うことが多い。ＩＣデバイスに熱ストレスを与える方法として、例えば、ＩＣデバイスをテストヘッドに搬送する前に、予め所定の設定温度に加熱している。さらに、加熱したＩＣデバイスの温度が搬送途中で低下しないように、ＩＣデバイスを搬送する装置にヒータを設け、そのヒータによりＩＣデバイスを加熱している。

また、ＩＣデバイスの種類によっては、集積回路が構成されるダイ（ＩＣチップ）の部分については、押圧時の過荷重によって集積回路を破壊しないようにし、またＩＣデバイスの基板部分についてはある程度大きな荷重によってＩＣデバイスの外部接続端子とソケットの接続端子との接触不良を防止する必要がある。すなわち、ＩＣデバイスのダイ部分とその他の基板部分とでは、押圧時の荷重を変えなくてはならない場合がある。

このような要求を満たす従来の電子部品押圧装置として、例えば、特許文献１に記載の装置（以下、従来装置という）が知られている。
この従来装置は、図８に示すように、ロッド（図示せず）の先端部に取り付けられてＺ軸方向（上下方向）に駆動されるサポート部材１と、サポート部材１の下側周囲部に設けられたジョイント部材２と、サポート部材１の下側中央部に設けられたヒートブロック３と、ヒートブロック３の下側に設けられ、ＩＣデバイス８のダイ８１の部分を押圧する第１プッシャ５と、ジョイント部材２の下側に設けられ、ＩＣデバイス８の基板８２を押圧する第２プッシャ６と、を備えている。

サポート部材１とヒートブロック３との間には、第１スプリング４、４が設けられている。この第１スプリング４、４は、サポート部材１とヒートブロック３とを互いに離隔する方向に付勢している。
第１プッシャ５の凸部５１と第２プッシャ６の凸部６１との間には、第２スプリング７、７が設けられている。この第２スプリング７、７は、第１プッシャ５と第２プッシャ６とを互いに離隔する方向に付勢している。

このような構成の従来装置では、第１プッシャ５および第２プッシャ６によって、ＩＣデバイス８のダイ８１に対する押圧荷重、およびＩＣデバイス８の基板８２に対する押圧の荷重を別々に管理できる。すなわち、ＩＣデバイス８のダイ８１については集積回路にダメージを与えない荷重で押圧し、ＩＣデバイス８の基板８２についてはＩＣデバイス８の外部接続端子とソケットの接続端子との接触不良を防止できる。

また、従来装置では、第１スプリング４、４がヒートブロック３を下方に付勢するとともに、第２スプリング７、７が第１プッシャ５を上方に、第２プッシャ６を下方に付勢する。このため、ヒートブロック３下面と第１プッシャ５上面との面倣い、および第１プッシャ５下面とのＩＣデバイス８のダイ８１上面との面ならいのいずれもが確保される。
国際公開第２００４／０５１２９２号

ところが、従来装置では、以下のような不具合が挙げられる。
（１）第１プッシャ５がＩＣデバイス８のダイ８１を押圧し、第２プッシャ６がＩＣデバイス８の基板８２を押圧するので、その押圧荷重を別々に管理できる。しかし、第１プッシャ５の押圧荷重は、第１スプリング４、４および第２スプリング７、７の付勢力に基づいているので、その制約を受けて、任意の調整、微調整などができない。このため、その２つの押圧荷重の別々に管理する際に、その第１プッシャ５の押圧荷重を必要に応じてきめ細かに管理できない。

（２）第１プッシャ５の押圧荷重について、任意の調整、微調整などができないので、試験対象である電子部品の種類などを変更する場合には、その変更に伴って第１スプリング４、４および第２スプリング７、７をいちいち交換する必要がある。
（３）第１スプリング４、４がヒートブロック３を下方に付勢するとともに、第２スプリング７、７が第１プッシャ５を上方に、第２プッシャ６を下方に付勢している。このため、第１プッシャ５下面とのＩＣデバイス８のダイ８１上面との面倣いを実現できる。しかし、その面倣い機構は、第１スプリング４、４および第２スプリング７、７を用いているので、その機構としては十分ではなかった。

（４）ＩＣデバイスは、実際の使用において温度が問題となるのは、ＩＣデバイスのダイの部分であるため、試験中において、熱ストレスは特にそのダイに対して付与するのが好ましい。その一方、ＩＣデバイスは、小型化するとともに、試験中の発熱も大きくなっている。そこで、その試験中の発熱を抑えるために、試験中に、ＩＣデバイスを冷却するのが好ましい。しかし、ＩＣデバイスのダイ部分への加熱、冷却のための構造が適切でなく、その適切な構造の出現が望まれる。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、電子部品のダイと基板に対する押圧荷重を個別に管理でき、その際に電子部品のダイに対する押圧荷重を必要に応じてきめ細かに管理でき、かつ、電子部品のダイに対する押圧部材の密着度を高めることができる電子部品押圧装置、および電子部品試験装置を提供することにある。

本発明の電子部品押圧装置は、被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けるための電子部品押圧装置であって、前記被試験電子部品の所定の第１の部位を押圧する第１押圧部材と、前記被試験電子部品の前記第１の部位以外の所定の第２の部位を押圧する第２押圧部材と、前記第１押圧部材が前記被試験電子部品の第１の部位を押圧する際に、前記第１押圧部材を前記第１の部位に対して密着させるジンバル機構と、前記ジンバル機構に対して押圧荷重を付与する第１押圧荷重付与手段と、前記第２押圧部材に対して押圧荷重を付与する第２押圧荷重付与手段と、を備えている。

これによれば、電子部品のダイと基板に対する押圧荷重を個別に管理でき、その際に電子部品のダイに対する押圧荷重を必要に応じてきめ細かに管理でき、かつ、電子部品のダイに対する押圧部材の密着度を高めることができる。
本発明の実施態様として、前記第１押圧部材は、前記被試験電子部品の中央部を押圧するように構成し、前記第２押圧部材は、前記被試験電子部品の中央部以外の所定部分を押圧するように構成し、前記第１押圧荷重付与手段は、第１アクチュエータで構成し、前記第２押圧荷重付与手段は、第２アクチュエータで構成するようにした。

これによれば、電子部品の基板に対して大きな押圧荷重を加えることができ、一方、電子部品のダイに対する押圧荷重については、任意の押圧荷重を加えたり、その押圧荷重の微調整ができる。
本発明の実施態様として、前記第１押圧部材は、温度が制御できるサーマルヘッドを含むようにした。これによれば、試験中に、試験対象の電子部品に対して、所望の熱を加えることができる。

本発明の実施態様として、前記ジンバル機構は、押圧される方向に貫通する開口部を有し、前記開口部には、前記サーマルヘッドを冷却または加熱するための冷却物質または加熱物質を供給、回収する管が挿通されている。
これによれば、サーマルヘッドの冷却物質または加熱物質の配管がコンパクトに実現できる上に、その配管の管理が容易になる。
本発明の実施態様として、前記ジンバル機構は、同一平面内で互いに直交する仮想的な２つの軸を有し、その２つの軸により、２方向への角運動が与えられる部材を含んでいる。これによれば、第１押圧部材の押圧面と電子部品のダイの表面との密着度を高めることができるジンバル機構を提供できる。

本発明の実施態様として、前記ジンバル機構は、押圧荷重が付与される第１部材と、前記第１押圧部材に取り付けられる第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に介在される中間部材とを備え、前記第１部材、前記中間部材、および前記第２部材は順に重ねて配置されるとともに、その重ねた方向に移動自在となっており、かつ、前記中間部材は、同一平面内で互いに直交する仮想的な第１軸および第２軸を有し、その軸まわりの各運動に対して自由度を有するようになっている。

本発明の実施態様として、前記中間部材は、前記第１部材と対向する第１の面側に形成される一対の第１凹部と、前記第２部材と対向する第２の面側に形成される一対の第２凹部とを有し、前記第１部材は、前記中間部材の第１の面と対向する面側に、前記一対の第１凹部内に収容される一対の第１凸部を有し、前記第２部材は、前記中間部材の第２の面と対向する面側に、前記一対の第２凹部内に収容される一対の第２凸部を有する。
これによれば、第１押圧部材の押圧面と電子部品のダイの表面との密着度を高めることができるジンバル機構を、比較的簡易な構成で実現できる。

本発明の実施態様として、前記第１部材、前記第２部材、および前記中間部材は、その中央部にそれぞれ貫通孔を有し、前記各貫通孔には、前記サーマルヘッドを冷却または加熱するための冷却物質または加熱物質を供給、回収する管が挿通されている。
これによれば、さらに、サーマルヘッドの冷却物質または加熱物質の配管がコンパクトに実現できる上に、その配管の管理が容易になる。
本発明の電子部品試験装置は、被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けるための電子部品押圧装置を含んでいる電子部品試験装置において、前記電子部品押圧装置は、上記の発明のうちのいずれかの電子部品押圧装置からなるようにした。
これによれば、上記の発明に係る電子部品押圧装置の各効果を取り込んだ、電子部品試験装置が実現できる。

本発明では、以下のような効果を奏することができる。
（１）電子部品のダイと基板に対する押圧荷重を個別に管理でき、その際に電子部品のダイに対する押圧荷重を必要に応じてきめ細かに管理でき、かつ、電子部品のダイに対する押圧部材の密着度を高めることができる。
（２）電子部品の基板に対して大きな押圧荷重を加えることができ、一方、電子部品のダイに対する押圧荷重については、任意の押圧荷重を加えたり、その押圧荷重の微調整ができる。
（３）試験中に、試験対象の電子部品に対して、所望の熱を加えることができる。また、サーマルヘッドを冷却するための配管がコンパクトに実現できる上に、その配管の管理が容易になる。

本発明の電子部品試験装置の実施形態の構成を示す平面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図１に示す電子部品押圧装置の構成を示す要部の概略断面図である。 その電子部品押圧装置の要部の分解斜視図である。 その電子部品押圧装置の要部の組み立てた状態の斜視図である。 ジンバル機構の要部の断面図である。 ジンバル機構の構成を概念的に説明する説明図である。 従来装置の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（電子部品試験装置の実施形態）
図１は、本発明の電子部品試験装置の実施形態の構成を示す平面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
この実施形態に係る電子部品試験装置は、図１および図２に示すように、ハンドラ１０、テストヘッド２０、およびテスタ３０を備え、テストヘッド２０とテスタ３０とはケーブル４０を介して電気的に接続されている。

この電子部品試験装置では、ハンドラ１０の供給トレイ１０２に搭載された試験前のＩＣデバイスをＸＹ搬送装置１０４、１０５によってテストヘッド２０のコンタクト部２０１に押し当て、このテストヘッド２０およびケーブル４０を介してＩＣデバイスのテストを実行し、テストが終了したＩＣデバイスをテスト結果に従って分類トレイ１０３に格納する。
ハンドラ１０には、基板１０９が設けられ、この基板１０９上にＩＣデバイスのＸＹ搬送装置１０４、１０５が設けられている。また、基板１０９には開口部１１０が形成され、図２に示すように、ハンドラ１０の背面側に配置されたテストヘッド２０のコンタクト部２０１には、開口部１１０を通じてＩＣデバイスが押し当てられる。

ハンドラ１０の基板１０９上には、２組のＸＹ搬送装置１０４、１０５が設けられている。このうちのＸＹ搬送装置１０４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿ってそれぞれ設けられたレール１０４ａ、１０４ｂによって、取り付けベース１０４ｃに取り付けられた電子部品吸着装置１０４ｄが、分類トレイ１０３から、供給トレイ１０２、空トレイ１０１、ヒートプレート１０６および２つのバッファ１０８、１０８に至る領域までを移動可能に構成されている。さらに、その電子部品吸着装置１０４ｄのパッドは、図示しないＺ軸アクチュエータによってＺ軸方向、すなわち、上下方向にも移動可能となっている。そして、取り付けベース１０４ｃに設けられた２つの２つの電子部品吸着装置１０４ｄによって、一度に２個のＩＣデバイスを吸着、搬送、および解放することができるようになっている。

これに対して、ＸＹ搬送装置１０５は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿ってそれぞれ設けられたレール１０５ａ、１０５ｂによって、取り付けベース１０５ｃに取り付けられた電子部品押圧装置５０が、２つのバッファ部１０８、１０８とテストヘッド２０との間の領域を移動可能に構成されており、さらにその電子部品押圧装置５０の先端部は、図示しないＺ軸アクチュエータによってＺ軸方向（上下方向）にも移動可能となっている。そして、取り付けベース１０５ｃに設けられた２つの２つの電子部品押圧装置５０によって、一度に２個のＩＣデバイスを吸着、押圧、搬送、および解放することができるようになっている。

２つのバッファ部１０８、１０８は、レール１０８ａおよび図示しないアクチュエータによって、２つのＸＹ搬送装置１０４、１０５の動作領域の間を往復移動する。図１おいて、上側のバッファ部１０８は、ヒートプレート１０６から搬送されてきたＩＣデバイスをテストヘッド２０へ移送する作業を行う。下側のバッファ部１０８は、テストヘッド２０でテストの終了したＩＣデバイスを払い出す作業を行う。これら２つのバッファ部１０８、１０８の存在により、２つのＸＹ搬送装置１０４、１０５は互いに干渉し合うことなく同時に動作できることになる。

ＸＹ搬送装置１０４の動作領域には、これから試験を行うＩＣデバイスが搭載された供給トレイ１０２と、試験済みのＩＣデバイスをテスト結果に応じたカテゴリに分類して格納される４つの分類トレイ１０３と、空のトレイ１０１とが配置されており、さらにバッファ部１０８に近接した位置にヒートプレート１０６が設けられている。
そのヒートプレート１０６は、例えば金属プレートであって、ＩＣデバイスを落とし込む複数の凹部１０６１が形成されており、この凹部１０６１に供給トレイ１０２からの試験前のＩＣデバイスがＸＹ搬送装置１０４により移送される。ヒートプレート１０６の下面には、ＩＣデバイスに所定の熱ストレスを印加するための発熱体（図示せず）が設けられており、ＩＣデバイスは、ヒートプレート１０６を介して伝達される発熱体からの熱によって所定の温度に加熱されたのち、一方のバッファ部１０８を介してテストヘッド２０のコンタクト部２０１に押し付けられる。

（電子部品押圧装置の実施形態）
次に、本発明に係る電子部品押圧装置５０の具体的な構成について、図３〜図５を参照して説明する。
図３は、図１に示す電子部品押圧装置５０の具体的な構成を示す概略断面図である。図４は、その電子部品押圧装置５０の要部の分解斜視図である。図５は、その電子部品押圧装置５０の要部の組み立てた状態の斜視図である。

この電子部品押圧装置５０は、図３および図４に示すように、第１押圧部材５１と、第２押圧部材５２と、サーマルヘッド５３と、ジンバル機構５４と、４つの吸着・押圧用パイプ５５と、４つの空気圧シリンダ５６と、冷却用管５７ａ、５７ｂとを備え、これらの各構成要素はロッド５８に取り付けられたフレーム５９に対して後述のように適宜手段で保持されている。
そして、この電子部品押圧装置５０は、被試験対象であるＩＣデバイス８を吸着できるようになっており、かつ、そのＩＣデバイス８の外部端子をテストヘッド２０のコンタクト部２０１に押し付けることができるようになっている。

第１押圧部材５１は、その下面の一部がＩＣデバイス８のダイ８１の上面全体と接触し、そのダイ８１の上面全体を押圧するようになっている。この第１押圧部材５１は、中央寄りの４箇所に貫通孔５１１をそれぞれ有し（図４参照）、その４つの各貫通孔５１１に第２押圧部材５２の４つの凸部５２２がそれぞれ挿通できるようになっている。
さらに、第１押圧部材５１は、その上面側が、サーマルヘッド５３の下面側に交換自在に４つのネジなどで取り付けられている。このため、第１押圧部材５１は、試験対象であるＩＣデバイス８の品種などが変更されたときには、その変更に応じて予め用意されている新たな第１押圧部材（図示せず）と容易に交換できる。

第２押圧部材５２は、その下面の一部が、ＩＣデバイス８の基板８２上と接触し、その基板８２上を押圧するようになっている。この第２押圧部材５２の中央部には開口部５２１が開口され、試験の際に、その開口部５２１内にＩＣデバイス８のダイ８１の部分が位置するようになっている。また、第２押圧部材５２の開口部５２１の周囲には、４つの凸部５２２が設けられ、この４つの凸部５２２の各下部側がＩＣデバイス８の基板８２上を押圧するようになっている。

さらに、第２押圧部材５２は、その周縁部５２３の全体が凸条に補強され（図４参照）、その補強された周縁部５２３の４箇所が、フレーム５９の下端部に交換自在にネジ５２４で取り付けられている。このため、第２押圧部材５２は、試験対象であるＩＣデバイス８の品種などが変更されたときには、その変更に応じて予め用意されている新たな第２押圧部材（図示せず）と容易に交換できる。

サーマルヘッド５３は、第１押圧部材５１を加熱することができる加熱源であり、ヒートプレート１０６で加熱したＩＣデバイス８の温度が搬送途中で下がらないように、ＩＣデバイス８を所定の温度に維持するものである。このサーマルヘッド５３は、図示しないコントローラによって、その発熱温度が制御できるようになっている。
サーマルヘッド５３は、押圧される方向に４箇所の貫通孔５３１を有し、その各貫通孔５３１には４つの吸着・押圧用パイプ５５がそれぞれ貫通するようになっている。また、サーマルヘッド５３には、冷却用管５７ａ、５７ｂによって冷却物質が供給され、排出されるようになっている。このため、サーマルヘッド５３は、その冷却物質の冷却により、温度制御を適正に行うことができる。
ここで、上記の冷却物質（冷却材）としては、液体（冷却液）や気体（ガス）が使用される。

ジンバル機構５４は、第１押圧部材５１がＩＣデバイス８のダイ８１の上面を押圧する際に、その第１押圧部材５１の押圧下面をダイ８１の上面全体に密着させ、サーマルヘッド５３からダイ８１への熱の伝導を効率的に行うものである。
このため、ジンバル機構５４は、上側プレート５４１と、サーマルヘッド５３に取り付けられた下側プレート５４３と、この両プレート５４１、５４３の間に介在される中間プレート５４２とを備え（図３および図４参照）、これらは重ねて配置されるとともに、４つの案内棒５４４に案内されて上下方向（重ねた方向）の移動ができるようになっている。また、上側プレート５４１には、４つの空気圧シリンダ５６で下向きの押圧荷重が付与されるようになっており、下側プレート５４３にはサーマルヘッド５３が取り付けられている（図３および図５参照）。

また、ジンバル機構５４は、図６および図７に示すように、同一平面内で互いに直交する仮想的な２つ軸５４５、５４６を有し、中間プレート５４２が、その２つの軸５４５、５４６の各軸まわりの方向への角運動を与えられるようになっている。すなわち、中間プレート５４２は、同一平面内で互いに直交する仮想的な２つの軸５４５、５４６の軸まわりの各運動に対して自由度を有するようになっている。
さらに、ジンバル機構５４は、その中央部であって押圧される方向に貫通する開口部５４ａを有し、この開口部５４ａ内に４つの吸着・押圧用パイプ５５と、冷却用管５７ａ、５７ｂとがそれぞれ貫通する形態で配置されている（図３参照）。

次に、ジンバル機構５４の具体的な構成について、図４〜図７を参照して説明する。
図４に示すように、中間プレート５４２は、その上面側であって対向する２つの所定位置に、一対の凹部５４２１、５４２２が、その上面よりも窪むようにそれぞれ形成されている。その凹部５４２１、５４２２は、例えば半円筒状からなる。また、中間プレート５４２は、その下面側であって対向する２つの所定位置に、一対の凹部５４２３、５４２４が、その下面よりも窪むようにそれぞれ形成されている（図６、図７参照）。

上側プレート５４１の下面側の所定位置には、上記の一対の凹部５４２１、５４２２に収容される一対の凸部５４１１、５４１２が、その下面よりも突出するようにそれぞれ形成されている。その凸部５４１１、５４１２は、例えば半円筒状からなる。また、上側プレート５４１の上面の所定位置には、４つの空気圧シリンダ５６の各ロッドが接触して押圧する４つの押圧部５４１３が設けられている。
下側プレート５４３の下面側の所定位置には、上記の一対の凹部５４２３、５４２４に収容される一対の凸部５４３１、５４３２が、その下面よりも突出するようにそれぞれ形成されている。下側プレート５４３の下面側は、サーマルヘッド５３の上面側に取り付けられるようになっている。

図４に示すように、上側プレート５４１、中間プレート５４２、および下側プレート５４３は、その中央側に、４つの吸着・押圧用パイプ５５および冷却用管５７ａ、５７ｂがそれぞれ貫通する貫通孔５４１５、５４２５、５４３５がそれぞれ形成されている。ここで、貫通孔５４１５、５４２５、５４３５が、上記の開口部５４ａを形成する（図３参照）。
また、その貫通孔５４１５の近傍には、４つの案内棒５４４が挿通される４つ案内孔５４１６がそれぞれ形成されている。同様に、貫通孔５４２５、５４３５の各近傍には、４つの案内棒５４４が挿通される、４つの案内孔５４２６と４つの案内孔５４３６とがそれぞれ形成されている。

このような形態からなる上側プレート５４１、中間プレート５４２、および下側プレート５４３は、図５に示すように、上下方向に対応する３つを一組とする案内孔５４１６、５４２６、５４３６に１つの案内棒５４４が挿通され、全体で４つの案内棒５４４が挿通されている。従って、３つのプレート５４１〜５４３は、その４つの案内棒５４４で自由に動ける状態で支持されるとともに、上下方向に案内されるようになっている。
また、上側プレート５４１、中間プレート５４２、および下側プレート５４３の貫通孔５４１５、５４２５、５４３５には、４つの吸着・押圧用パイプ５５および冷却用管５７ａ、５７ｂがそれぞれ貫通するように配置されている。

このような構成からなるジンバル機構５４では、中間プレート５４２の一対の凹部５４２１、５４２２は、図７に示すように、その底部が仮想的な軸５４５上に位置するとともに、その長手方向が軸５４５に沿う方向になる。他方、その一対の凹部５４２３、５４２４は、その底部が仮想的な軸５４６上に位置するとともに、その長手方向が軸５４６に沿う方向になる。また、中間プレート５４２の凹部５４２１、５４２２内には、上側プレート５４１の凸部５４１１、５４１２が図７に示すように収容される。さらに、中間プレート５４２の凹部５４２３、５４２４内には、下プレート５４３の凸部５４３１、５４３２が図７に示すように収容される。また、このときには、中間プレート５４２は、上側プレート５４１および下側プレー５４３との間に、所定間隔の隙間ができるようになっている（図６参照）。

このため、中間プレート５４２は、同一平面内で互いに直交する仮想的な２つの軸５４５、５４６を有し、その軸まわりの各運動に対して自由度を有するようになる。換言すると、中間プレート５４２は、軸５４５と軸５４６とが直交する交点Ｏを中心に自由な運動ができるようになっている。
従って、ジンバル機構５４と一体の第１押圧部材５１の下面と、ＩＣデバイス８のダイ８１の上面との面ならいが確実となる。この結果、ＩＣデバイス８のダイ８１に対して正確な荷重をそのダイ８１の面内で均一に押圧することができるとともに、サーマルヘッド５３から第１押圧部材５１を介したＩＣデバイス８のダイ８１への伝熱性が優れ、ダイ８１の温度制御が確実に行える。

４つの空気圧シリンダ５６は、それぞれジンバル機構５４に対して押圧荷重を付与する押圧付与手段として機能するアクチュエータである。その４つの空気圧シリンダ５６は、それぞれフレーム５９に取り付けられ、その各ロッドがジンバル機構５４を構成する上側プレート５４１の４つの押圧部５４１３と接触するようになっている。
また、４つの空気圧シリンダ５６は、それぞれ、その空気圧を任意に設定でき、またはその空気圧の微調整ができるようになっている。すなわち、その４つの空気圧シリンダ５６は、ジンバル機構５４を介することにより第１押圧部材５１に付与する押圧荷重を、任意に設定または微調整できるようになっている。

４つの吸着・押圧用パイプ５５は、フレーム５９に下向きに付与される荷重を利用し、第２押圧部材５２に対して押圧荷重を付与する押圧付与手段の一部として機能するものである。このため、その４つの吸着・押圧用パイプ５５は、その上部側がフレーム５９にそれぞれ一体に取り付けられ、その下端側が第２押圧部材５２の凸部５２２とそれぞれ接触するようになっている。
なお、４つの吸着・押圧用パイプ５５は、吸引することができるようになっており、この吸引の場合には、図示しない手段によって被試験対象であるＩＣデバイス８を吸着できるようになっている。

冷却用管５７ａ、５７ｂは、サーマルヘッド５３を冷却する冷却物質を供給し、それを回収するものであり、ジンバル機構５４の開口部５４ａに挿通する形態で配置されるとともに、一端側がサーマルヘッド５３とそれぞれ接続されている。例えば、冷却用パイプ５７ａは冷却物質をサーマルヘッド５３に供給するために使用され、冷却用パイプ５７ｂはサーマルヘッド５３から回収される冷却物質を排出するために使用されるようになっている。
このように、サーマルヘッド５３を冷却する冷却用管５７ａ、５７ｂをジンバル機構５４の開口部５４ａに挿通する形態で配置するようにしたので、サーマルヘッド５３を冷却するための配管がコンパクトに実現できる上に、その配管の管理が容易になる。

また、フレーム５９は、ロッド５８を介してサーボモータ（図示せず）に取り付けられ、そのサーボモータはフレーム５９を下方に降下できるようになっている。そのサーボモータは、下向きの押圧力を任意に設定でき、またはその押圧力の微調整ができるようになっている。すなわち、サーボモータは、４つの吸着・押圧用パイプ５５を介することにより第２押圧部材５２に付与する押圧荷重を付与する押圧付与手段として機能するアクチュエータであり、その押圧力が任意にそれぞれ設定または各微調整できるようになっている。

（電子部品試験装置の動作例）
次に、ＩＣデバイス８を高温条件下で試験する場合を例に、電子部品試験装置の動作を説明する。
Ｘ−Ｙ搬送装置１０４の電子部品吸着装置１０４ｄは、ハンドラ１０の供給トレイ１０２に搭載された試験前のＩＣデバイス８を吸着保持してヒートプレート１０６の凹部１０６１まで搬送し、その凹部１０６１上でＩＣデバイス８を解放する。ＩＣデバイス８は、ヒートプレート１０６で所定時間だけ放置されることにより、所定の温度に加熱される。Ｘ−Ｙ搬送装置１０４の電子部品吸着装置１０４ｄは、ヒートプレート１０６で所定の温度に加熱されたＩＣデバイス８を吸着保持し、図１のレール１０８ａの左端に位置しているバッファ部１０８に移送して、バッファ部１０８上でＩＣデバイス８を解放する。

ＩＣデバイス８が載置されたバッファ部１０８は、レール１０８ａの右端まで移動する。Ｘ−Ｙ搬送装置１０５の電子部品押圧装置５０は、移動してきたバッファ部１０８上のＩＣデバイス８を吸着保持し、テストヘッド２０のコンタクト部２０１に移送する。そして、Ｘ−Ｙ搬送装置１０５の電子部品押圧装置５０は、基板１０９の開口部１１０を通じてＩＣデバイス８をコンタクト部２０１のソケットに押し付ける。

このとき、電子部品押圧装置５０は、第１押圧部材５１によってＩＣデバイス８のダイ８１を押圧し、第２押圧部材５２によってＩＣデバイス８の基板８２を押圧するので、ＩＣデバイス８のダイ８１および基板８２を異なる荷重で押圧できる。また、第１押圧部材５１によるダイ８１に対する押圧荷重は４つの空気圧シリンダ５６で与えられるので、その押圧荷重をそれぞれ任意に設定したり、またはその各押圧荷重の微調整ができる。
ここで、その任意に設定できる各押圧荷重は、例えば０〜４００Ｎである。

しかも、電子部品押圧装置５０は、第１押圧部材５１と一体のジンバル機構５４を備えているので、第１押圧部材５１の下面と、ＩＣデバイス８のダイ８１の上面との面ならい（面接触）が確実となる。この結果、ＩＣデバイス８のダイ８１に対して正確な荷重をそのダイ８１の面内で均一に押圧することができるとともに、サーマルヘッド５３から第１押圧部材５１を介したＩＣデバイス８のダイ８１への伝熱性が優れ、ダイ８１の温度制御が確実に行える。

電子部品押圧装置５０が、ＩＣデバイス８をコンタク部２０１のソケットに押し付け、ＩＣデバイス８の外部端子がソケットのプローブピンに接続すると、ＩＣデバイス８にはテスタ３０からテストヘッド２０を通じてテスト信号が印加される。ＩＣデバイス８から読み出された応答信号は、テストヘッド２０を通じてテスタ３０に送られ、これによりＩＣデバイス８の性能や機能などが試験される。

ＩＣデバイス８の試験が終了すると、Ｘ−Ｙ搬送装置１０５の電子部品押圧装置５０は、試験済みのＩＣデバイス８をレール１０８の右端に位置しているバッファ部１０８に移送し、バッファ部１０８は、図１の左端まで移動する。Ｘ−Ｙ搬送装置１０４の電子部品吸着装置１０４ｄは、試験済みのＩＣデバイス８をバッファ部１０８から吸着保持し、試験結果に従って分類トレイ１０３に格納する。

（変形例）
上記の第１押圧部材５１は、サーマルヘッド５３を含む構成となっているが、試験対象のＩＣデバイス８の種類やその特性試験などによっては、サーマルヘッド５３と一体で使用する必要はない。サーマルヘッド５３が不要な場合には、サーマルヘッド５３に相当する部分まで第１押圧部材５１として構成すれば良い。なお、サーマルヘッド５３を含まない場合には、冷却用管５７ａ、５７ｂは使用しない。

また、上記の実施形態では、ジンバル機構５４に対して押圧荷重を付与する押圧荷重付与手段として機能するアクチュエータとして空気圧シリンダ５６を使用するようにしたが、これに代えて電気式または油圧式のアクチュエータを使用するようにしても良い。
さらに、上記の実施形態では、第２押圧部材５２に対して押圧荷重を付与する押圧荷重付与手段として機能するアクチュエータとしてサーボモータを使用するようにしたが、これに代えて空気式または油圧式のアクチュエータを使用するようにしても良い。

また、上記の実施形態では、冷却用パイプ５７ａ、５７ｂには冷却液などの冷却物質を使用してサーマルヘッド５３を冷却するようにした。しかし、サーマルヘッド５３は、冷却がされるだけでなく、加熱が必要な場合もある。この場合には、冷却用パイプ５７ａ、５７ｂに供給し、回収される物質は、サーマルヘッド５３を加熱する加熱物質が使用される。したがって、冷却用パイプ５７ａ、５７ｂには、必要に応じて冷却物質と加熱物質を選択的に使用することができ、この点で冷却物質と加熱物質はサーマルヘッドの温度を調整（上下）するための温度調整用の物質として機能する。

産業上の利用の可能性

本発明によれば、電子部品のダイと基板に対する押圧荷重を個別に管理でき、その際に電子部品のダイに対する押圧荷重を必要に応じてきめ細かに管理でき、かつ、電子部品のダイに対する押圧部材の密着度を高めることができる。
また、本発明によれば、電子部品の基板に対して大きな押圧荷重を加えることができ、一方、電子部品のダイに対する押圧荷重については、任意の押圧荷重を加えたり、その押圧荷重の微調整ができる。
さらに、本発明によれば、試験中に、試験対象の電子部品に対して、所望の熱を加えることができる。また、サーマルヘッドを冷却するための配管がコンパクトに実現できる上に、その配管の管理が容易になる。

Claims (9)

1. 被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けるための電子部品押圧装置であって、
   前記被試験電子部品の所定の第１の部位を押圧する第１押圧部材と、
   前記被試験電子部品の前記第１の部位以外の所定の第２の部位を押圧する第２押圧部材と、
   前記第１押圧部材が前記被試験電子部品の第１の部位を押圧する際に、前記第１押圧部材を前記第１の部位に対して密着させるジンバル機構と、
   前記ジンバル機構に対して押圧荷重を付与する第１押圧荷重付与手段と、
   前記第２押圧部材に対して押圧荷重を付与する第２押圧荷重付与手段と、
   を備えていることを特徴とする電子部品押圧装置。
2. 前記第１押圧部材は、前記被試験電子部品の中央部を押圧するように構成し、
   前記第２押圧部材は、前記被試験電子部品の中央部以外の所定部分を押圧するように構成し、
   前記第１押圧荷重付与手段は、第１アクチュエータで構成し、
   前記第２押圧荷重付与手段は、第２アクチュエータで構成することを特徴とする請求項１に記載の電子部品押圧装置。
3. 前記第１押圧部材は、温度が制御できるサーマルヘッドを含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品押圧装置。
4. 前記ジンバル機構は、押圧される方向に貫通する開口部を有し、
   前記開口部には、前記サーマルヘッドを冷却または加熱するための冷却物質または加熱物質を供給、回収する管が挿通されていることを特徴とする請求項３に記載の電子部品押圧装置。
5. 前記ジンバル機構は、同一平面内で互いに直交する仮想的な２つの軸を有し、その２つの軸により、２方向への角運動が与えられる部材を含んでいることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の電子部品押圧装置。
6. 前記ジンバル機構は、
   押圧荷重が付与される第１部材と、
   前記第１押圧部材に取り付けられる第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材との間に介在される中間部材とを備え、
   前記第１部材、前記中間部材、および前記第２部材は順に重ねて配置されるとともに、その重ねた方向に移動自在となっており、
   かつ、前記中間部材は、同一平面内で互いに直交する仮想的な第１軸および第２軸を有し、その軸まわりの各運動に対して自由度を有するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の電子部品押圧装置。
7. 前記中間部材は、前記第１部材と対向する第１の面側に形成される一対の第１凹部と、前記第２部材と対向する第２の面側に形成される一対の第２凹部とを有し、
   前記第１部材は、前記中間部材の第１の面と対向する面側に、前記一対の第１凹部内に収容される一対の第１凸部を有し、
   前記第２部材は、前記中間部材の第２の面と対向する面側に、前記一対の第２凹部内に収容される一対の第２凸部を有することを特徴とする請求項６に記載の電子部品押圧装置。
8. 前記第１部材、前記第２部材、および前記中間部材は、その中央部にそれぞれ貫通孔を有し、前記各貫通孔には、前記サーマルヘッドを冷却または加熱するための冷却物質または加熱物質を供給、回収する管が挿通されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電子部品押圧装置。
9. 被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けるための電子部品押圧装置を含んでいる電子部品試験装置において、
   前記電子部品押圧装置は、請求項１乃至請求項８のうちのいずれかに記載の電子部品押圧装置からなることを特徴とする電子部品試験装置。

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