WO2007148422A1 - 電子部品試験装置のキャリブレーション方法 - Google Patents

電子部品試験装置のキャリブレーション方法 Download PDF

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Description

明 細 書
電子部品試験装置のキャリブレーション方法
技術分野
[0001] 本発明は、 CCDカメラ等の撮像手段を用いて半導体集積回路素子等の各種電子 部品(以下、代表的に ICデバイスとも称する。)をソケットに対して高精度に相対的に 位置決めしてテストするための電子部品試験装置にぉ 、て、 ICデバイスの品種交換 等の後にソケットに対して撮像手段の相対位置を較正するためのキャリブレーション 方法に関する。
背景技術
[0002] ハンドラ(Handler)と称される電子部品試験装置では、トレイに収容された多数の IC デバイスをノヽンドラ内に搬送し、 ICデバイス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、テスタとも称する。 )に試験を実行させる。そして、試験が 終了すると、試験済みの ICデバイス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、良品ゃ不良品と 、つたカテゴリへの仕分けが行われる。
[0003] こうしたハンドラの中でも、 ICデバイスとソケットのミスコンタクトを防止することを目的 として、画像処理技術を用いて、ソケットに接触させる前に ICデバイスをソケットに対 して高精度に相対的に位置決めするものが従来力 知られている(例えば、特許文 献 1参照)。
[0004] 通常、テストヘッド上のソケットは ICデバイスの品種に応じて製作されているので、 I Cデバイスの品種が変わる度に当該 ICデバイスに対応した別のソケットに交換される 。そのため、画像処理技術を用いたノヽンドラでは、交換後のソケットに対して、 CCD カメラの位置を較正する必要がある(例えば、特許文献 2参照)。
[0005] 特許文献 1:国際公開第 03Z075023号パンフレット
特許文献 2:特開 2001 - 51018号公報
発明の開示
[0006] 本発明は、ソケットに対する撮像手段の相対位置を精度良く較正することが可能な 電子部品試験装置のキャリブレーション方法を提供することを目的とする。 [0007] (1)上記目的を達成するために、本発明によれば、ソケットを撮像するソケット撮像 手段、及び、被試験電子部品を撮像するデバイス撮像手段を備えており、ァライメン ト手段により前記被試験電子部品を前記ソケットに対して相対的に位置決めした後に 、移動手段が前記被試験電子部品を前記ソケットに電気的に接触させて、前記被試 験電子部品のテストを行う電子部品試験装置にぉ 、て、前記ソケットに対する前記デ バイス撮像手段の相対位置を較正するためのキャリブレーション方法であって、第 1 の所定位置に治具を載置する載置ステップと、前記第 1の所定位置に載置された前 記治具を前記ソケット撮像手段が撮像する第 1の撮像ステップと、前記第 1の所定位 置に載置された前記治具を前記移動手段が前記ァライメント手段に移動させる第 1 の移動ステップと、前記ァライメント手段に位置する前記治具を前記デバイス撮像手 段が撮像する第 2の撮像ステップと、前記ソケットを前記ソケット撮像手段が撮像する 第 3の撮像ステップと、前記第 1の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づ!/、て 、前記第 1の所定位置に対する前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 1の 認識ステップと、前記第 2の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記 第 1の所定位置に対する前記デバイス撮像手段の相対位置を認識する第 2の認識ス テツプと、前記第 3の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記ソケット に対する前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 3の認識ステップと、前記第 1の認識ステップにて認識された前記第 1の所定位置に対する前記ソケット撮像手段 の相対位置と、前記第 3の認識ステップにて認識された前記ソケットに対する前記ソ ケット撮像手段の相対位置とから、前記ソケットに対する前記第 1の所定位置の相対 的なズレ量を演算する第 1の演算ステップと、前記第 2の認識ステップにて認識され た前記第 1の所定位置に対する前記デバイス撮像手段の相対位置と、前記第 1の演 算ステップにて演算されたズレ量とから、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手 段の相対位置を演算する第 2の演算ステップと、を備えた電子部品試験装置のキヤリ ブレーシヨン方法が提供される (請求項 1参照)。
[0008] 本発明では、第 1の所定位置に対するソケット撮像手段の相対位置と、ソケットに対 するソケット撮像手段の相対位置とから、ソケットに対する第 1の所定位置のズレ量を 演算し、第 1の所定位置に対するデバイス撮像手段の相対位置にこのズレ量を加味 することにより、ソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を演算する。
[0009] 第 1の所定位置に対するデバイス撮像手段の相対位置に、ソケット対する第 1の所 定位置のズレ量を加味して、ソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を演算す るので、ソケット自体を基準としたキャリブレーションと同等の精度でソケットに対する 撮像手段の相対位置の較正を行うことができる。
[0010] 通常、電子部品試験装置では、例えば、室温〜 + 125°C程度の熱ストレスを印加 した状態で ICデバイスのテストを実行する。そのため、品種交換の際に撮像手段の 相対位置の較正を行う場合には、電子部品試験装置の温度を室温に一旦戻した後 に、手動でキャリブレーションを行わなければならず、昇降温を含めて数時間を要す る。これに対し、本発明では、被試験電子部品の品種に依存しない第 1の所定位置 を基準としてキャリブレーションを行うので、キャリブレーションの自動化を図ることが できる。そのため、キャリブレーションの際に電子部品試験装置の昇降温を必要とせ ず、数分間でキャリブレーションを完了することが可能となる。
[0011] また、手動によるキャリブレーションでは、電子部品試験装置を昇降温した後に撮 像手段の較正を行うことが困難であった力 本発明では、キャリブレーションの自動 化を図ることが可能であるので、電子部品試験装置を昇降温した後にも撮像手段の 相対位置の較正を行うことができ、熱膨張等も加味した高精度なキャリブレーションを 実施する可能となる。さらに、始業毎や 2日おき等の一定周期でキャリブレーションを 自動的に実行したり、地震等が発生した際にキャリブレーションを自動的に実行する ことち可會となる。
[0012] また、被試験電子部品の品種に依存しない第 1の所定位置を基準としてキヤリブレ ーシヨンを行うので、キャリブレーション治具の汎用化を図ることもできる。
[0013] 第 1の所定位置としては、ソケット撮像手段が撮像可能な範囲内であり、且つ、被試 験電子部品の品種交換時に電子部品試験装置から取り外されるテストヘッドとは独 立した部分であれば、特に限定されないが、前記ソケットの上方に位置しているソケッ トガイドであることが好ま ヽ (請求項 2参照)。
[0014] 上記発明にお 、ては特に限定されな 、が、前記載置ステップにお 、て、前記移動 手段が前記治具を第 2の所定位置から前記第 1の所定位置に移動させて載置するこ とが好ましい (請求項 3参照)。
[0015] 上記発明においては特に限定されないが、前記移動手段が前記治具を前記ァライ メント手段力 前記第 2の所定位置に移動させる返却ステップをさらに備えていること が好ましい (請求項 4参照)。
[0016] 上記発明においては特に限定されないが、前記ソケット撮像手段を、所定の基準 位置に固定された標示部の上方に移動させる第 2の移動ステップと、前記ソケット撮 像手段が前記標示部を撮像する第 4の撮像ステップと、前記第 4の撮像ステップにて 撮像された画像情報に基づいて、前記標示部に対する前記ソケット撮像手段の相対 位置を認識する第 4の認識ステップと、予め設定されて!ヽる前記標示部に対する前 記ソケット撮像手段の基準相対位置に対する、前記第 4の認識ステップにて認識され た前記標示部に対する前記ソケット撮像手段の相対位置のズレ量を演算する第 3の 演算ステップと、前記第 3の演算ステップにて演算された前記ズレ量に基づいて、前 記第 3の認識ステップにて認識された前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の 相対位置を修正する修正ステップと、をさらに備えて 、ることが好ま ヽ(請求項 5参 照)。
[0017] 画像処理技術を用いたノヽンドラでは、 ICデバイスを撮像するデバイスカメラに加え て、ソケットの位置を計測するためにソケットカメラがコンタクトアームと共に移動可能 にデバイス移動装置に設けられて ヽる。
[0018] 上記の通り、被試験電子部品は所定の熱ストレスを印加した状態で試験が行われ る。そのため、その熱ストレスに伴う熱膨張によりコンタクトアームに対してソケットカメ ラの位置がズレてしま 、、ソケットカメラを用いてソケットの位置を正確に計測すること ができず、 ICデバイスとソケットのミスコンタクトを招来する場合がある。
[0019] また、デバイスカメラは、デバイス移動装置によりコンタクトアームと共に移動可能と なっているため、その移動時に発生する振動等によりコンタクトアームに対してソケッ トカメラの位置がズレてしま 、、この場合にも ICデバイスとソケットのミスコンタクトを招 来する場合がある。
[0020] これに対し、本発明では、電子部品試験装置の所定の基準位置に固定された標示 部に対するソケット撮像手段の相対位置を、予め設定されている標示部に対するソケ ット撮像手段の基準相対位置と比較してズレ量を算出し、そのズレ量に基づいて、ソ ケットに対するソケット撮像手段の相対位置を修正する。
[0021] これにより、熱膨張や振動によりコンタクトアームに対してソケット撮像手段の位置が ズレていても、そのズレ量を把握してソケットの位置計測に反映させることができるの で、被試験電子部品とソケットとのミスコンタクトを防止することができる。
[0022] 上記発明にお 、ては特に限定されな 、が、前記標示部は、前記電子部品試験装 置の非可動部に固定されて 、ることが好まし 、(請求項 6参照)。
[0023] 電子部品試験装置の非可動部は、例えば、ァクチユエータ等により可動せず、電 子部品試験装置のフレームに直接的又は間接的に固定されている部分を挙げること ができる力 より具体的には被試験電子部品試験装置のメインベースを挙げることが できる。
[0024] (2)上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品をソケットに電 気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行う電子部品試験装置であって 、前記ソケットを撮像するソケット撮像手段と、前記被試験電子部品を撮像するデバ イス撮像手段と、前記ソケット撮像手段が取り付けられているとともに、前記被試験電 子部品を移動させる移動手段と、前記デバイス撮像手段が設けられ、前記被試験電 子部品を前記ソケットに対して相対的に位置決めするァライメント手段と、前記ソケッ ト撮像手段及び前記デバイス撮像手段により撮像された画像情報に対して画像処理 を行う画像処理手段と、第 1の所定位置に載置可能なキャリブレーション治具と、を備 え、前記画像処理手段は、前記第 1の所定位置に載置された前記治具を前記ソケッ ト撮像手段が撮像した画像情報に基づ 、て、前記第 1の所定位置に対する前記ソケ ット撮像手段の相対位置を認識する第 1の認識部と、前記ァライメント手段に位置す る前記キャリブレーション治具を前記デバイス撮像手段が撮像した画像情報に基づ V、て、前記第 1の所定位置に対する前記デバイス撮像手段の相対位置を認識する 第 2の認識部と、前記ソケットを前記ソケット撮像手段が撮像した画像情報に基づ!/ヽ て、前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 3の認識部 と、前記第 1の認識部により認識された前記第 1の所定位置に対する前記ソケット撮 像手段の相対位置と、前記第 3の認識部により認識された前記ソケットに対する前記 ソケット撮像手段の相対位置とから、前記ソケットに対する前記第 1の所定位置の相 対的なズレ量を演算する第 1の演算部と、前記第 2の認識部により認識された前記第 1の所定位置に対する前記デバイス撮像手段の相対位置と、前記第 1の演算部によ り演算されたズレ量とから、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の相対位置 を演算する第 2の演算部と、を有する電子部品試験装置が提供される (請求項 7参照
) o
[0025] 本発明では、第 1の所定位置に対するソケット撮像手段の相対位置と、ソケットに対 するソケット撮像手段の相対位置とから、ソケットに対する第 1の所定位置のズレ量を 演算し、第 1の所定位置に対するデバイス撮像手段の相対位置にこのズレ量を加味 することにより、ソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を演算する。
[0026] 第 1の所定位置に対するデバイス撮像手段の相対位置に、ソケットに対する第 1の 所定位置のズレ量を加味して、ソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を演算 するので、ソケット自体を基準としたキャリブレーションと同等の精度でソケットに対す る撮像手段の相対位置の較正を行うことができる。
[0027] また、本発明では、被試験電子部品の品種に依存しない第 1の所定位置を基準と してキャリブレーションを行うので、キャリブレーションの自動化を図ることができる。そ のため、品種交換に伴うキャリブレーションの際に電子部品試験装置の昇降温を必 要とせず、数分間でキャリブレーションを完了することが可能となる。
[0028] また、本発明では、キャリブレーションの自動化を図ることが可能であるので、電子 部品試験装置を昇降温した後にも撮像手段の相対位置の較正を行うことができ、熱 膨張等も加味した高精度なキャリブレーションを実施する可能となる。さらに、始業毎 や 2日おき等の一定周期でキャリブレーションを自動的に実行したり、地震等が発生 した際にキャリブレーションを自動的に実行することも可能となる。
[0029] また、被試験電子部品の品種に依存しない第 1の所定位置を基準としてキヤリブレ ーシヨンを行うので、キャリブレーション治具の汎用化を図ることもできる。
[0030] 第 1の所定位置としては、ソケット撮像手段が撮像可能な範囲内であり、且つ、被試 験電子部品の品種交換時に電子部品試験装置から取り外されるテストヘッドとは独 立した部分であれば、特に限定されないが、前記ソケットの上方に位置しているソケッ トガイドであることが好ま ヽ (請求項 8参照)。
[0031] 上記発明においては特に限定されないが、前記治具を保管する保管手段をさらに 備えて 、ることが好ま 、 (請求項 9参照)。
[0032] 上記発明においては特に限定されないが、前記移動手段の動作範囲内に試験前 の前記被試験電子部品を搬入し、又は、前記移動手段の動作範囲内から試験済み の前記被試験電子部品を搬出する搬送手段をさらに備え、前記移動手段及び前記 搬送手段は、前記治具を前記保管手段から前記第 1の所定位置に移動させることが 好ましい (請求項 10参照)。
[0033] 上記発明においては特に限定されないが、前記移動手段及び前記搬送手段は、 前記治具を前記ァライメント手段力 前記保管手段に移動させることが好ましい (請 求項 11参照)。
[0034] 上記発明にお 、ては特に限定されな 、が、前記キャリブレーション治具は、前記第 1の所定位置に載置されるベース部材と、前記治具の位置及び姿勢が前記ソケット 撮像手段及び前記デバイス撮像手段を用いて認識できるように、前記ベース部材の 両主面のそれぞれ 2点以上に設けられたマーカー部と、を備えていることが好ましい (請求項 12参照)。
[0035] 上記発明においては特に限定されないが、前記マーカー部は、前記ベース部材を 貫通して!/、る貫通孔であることが好ま ヽ(請求項 13参照)。
[0036] マーカー部を貫通孔で構成することにより、ベース部材の表裏面におけるマーカー 部の位置関係を容易〖こ一致させることができる。
[0037] 上記発明においては特に限定されないが、前記ソケット撮像手段により撮像可能に 、所定の基準位置に固定された標示部をさらに備え、前記画像処理手段は、前記標 示部を前記ソケット撮像手段が撮像した画像情報に基づいて、前記標示部に対する 前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 4の認識部と、予め設定されて!ヽる前 記標示部に対する前記ソケット撮像手段の基準相対位置に対する、前記第 4の認識 部により認識された前記標示部に対する前記ソケット撮像手段の相対位置のズレ量 を演算する第 3の演算部と、前記第 3の演算部により演算された前記ズレ量に基づい て、前記第 1の認識部により認識された前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の 相対位置を修正する修正部と、を有することが好ま ヽ (請求項 14参照)。
[0038] 本発明では、電子部品試験装置の所定の基準位置に標示部を固定し、この標示 部に対するソケット撮像手段の相対位置と、予め設定されている標示部に対するソケ ット撮像手段の基準相対位置と、を比較してズレ量を演算し、そのズレ量に基づいて
、ソケットに対するソケット撮像手段の相対位置を修正する。
[0039] これにより、熱膨張や振動によりコンタクトアームに対してソケット撮像手段の位置が 相対的にズレても、そのズレ量を把握してソケットの位置計測に反映させるので、被 試験電子部品とソケットとのミスコンタクトを防止することができる。
[0040] 上記発明においては特に限定されないが、前記標示部は、前記電子部品試験装 置の非可動部に固定されて 、ることが好まし 、(請求項 15参照)。
[0041] 電子部品試験装置の非可動部は、例えば、ァクチユエータ等により可動せず、電 子部品試験装置のフレームに直接的又は間接的に固定されている部分を挙げること ができる力 より具体的には被試験電子部品試験装置のメインベースを挙げることが できる。
[0042] (3)上記目的を達成するために、本発明によれば、ソケットを撮像するソケット撮像 手段、及び、被試験電子部品を撮像するデバイス撮像手段を備えており、ァライメン ト手段により前記被試験電子部品を前記ソケットに対して相対的に位置決めした後に 、移動手段が前記被試験電子部品を前記ソケットに電気的に接触させて、前記被試 験電子部品のテストを行う電子部品試験装置にぉ 、て、前記ソケットに対する前記デ バイス撮像手段の相対位置を較正するために用いられるキャリブレーション治具であ つて、前記電子部品試験装置の第 1の所定位置に載置されるベース部材と、前記治 具の位置及び姿勢が前記ソケット撮像手段及び前記デバイス撮像手段を用いて認 識できるように、前記ベース部材の両主面のそれぞれ 2点以上に設けられたマーカ 一部と、を備えているキャリブレーション治具が提供される (請求項 16参照)。
[0043] 本発明では、ソケットに対するデバイス撮像手段の相対位置を較正するために用い られるキャリブレーション治具を、電子部品試験装置の第 1の所定位置の上に載置す るように構成する。これにより、 ICデバイスの品種に依存しない第 1の所定位置を基 準としてキャリブレーションを行うことが可能となるので、キャリブレーションの自動化が 図れると共に、キャリブレーション治具の汎用ィ匕も図ることができる。
[0044] 前記電子部品試験装置の第 1の所定位置としては、ソケット撮像手段が撮像可能 な範囲内であり、且つ、被試験電子部品の品種交換時に電子部品試験装置力 取り 外されるテストヘッドとは独立した部分であれば特に限定されな 、が、前記ソケットの 上方に位置して 、るソケットガイドであることが好ま 、(請求項 17参照)。
[0045] 上記発明においては特に限定されないが、前記マーカ部は、前記ベース部材を貫 通して 、る貫通孔であることが好ま 、(請求項 18参照)。
[0046] マーカー部を貫通孔で構成することにより、ベース部材の表裏面におけるマーカー 部の位置関係を容易〖こ一致させることができる。
図面の簡単な説明
[0047] [図 1]図 1は、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置を示す平面図である。
[図 2]図 2は、図 1の Π-Π線に沿った断面図である。
[図 3]図 3は、図 2の III部の拡大図である。
[図 4]図 4は、本発明の実施形態におけるコンタクトアーム及びァライメント装置の概 略断面図である。
[図 5]図 5は、本発明の実施形態における標示部を示す平面図である。
[図 6]図 6は、本発明の実施形態における画像処理装置及びその周辺の構成を示す ブロック図である。
[図 7]図 7は、本発明の実施形態における ICデバイスの位置のァライメント方法を示 すフローチャートである。
[図 8]図 8は、本発明の実施形態における基準キャリブレーションの方法を示すフロー チャートである。
[図 9]図 9は、本発明の実施形態に係るキャリブレーション治具を示す平面図である。
[図 10]図 10は、図 9の X-X線に沿った断面図である。
[図 11]図 11は、本発明の実施形態に係るソケットカメラ及びデバイスカメラの相対位 置のキャリブレーション方法を示すフローチャートである。
[図 12]図 12は、本実施形態に係るキャリブレーション治具をソケットガイドに載置した 状態を示す部分平面図である。 [図 13]図 13は、図 12の ΧΠΙ-ΧΠΙ線に沿った断面図である。
[図 14]図 14は、本発明の実施形態におけるソケットカメラの相対位置の修正方法を 示すフローチャートである。
[図 15A]図 15Aは、本発明の実施形態におけるソケットカメラの相対位置の修正方法 を説明するための図であり、ソケットカメラがソケットを撮像している様子を示す概略側 面図である。
[図 15B]図 15Bは、本発明の実施形態におけるソケットカメラの相対位置の修正方法 を説明するための図であり、ソケットカメラが標示部を撮像している様子を示す概略側 面図である。
符号の説明
1…電子部品試験装置
10…ハンドラ
11· ··メインベース
30· ··ローダ部
34· ··保管場所
40· ··テスト部
414…ソケットカメラ
420· ··コンタクトアーム
43· ··ァライメント装置
434· ··デバイスカメラ
44· · '画像処理装置
45…標示部
451· ··シーノレ咅附
452〜454"'第1〜第3のドットパターン部
60…キャリブレーション治具
70· ··テストヘッド
71…ソケット
73…ソケットガイド 発明を実施するための最良の形態
[0049] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[0050] 図 1及び図 2に示すように、本発明の実施形態における電子部品試験装置 1は、ハ ンドラ 10、テストヘッド 70及びテスタ 80を備えており、テストヘッド 70とテスタ 80とはケ 一ブル 81を介して接続されて!、る。
[0051] ハンドラ 10は、格納部 20、ローダ部 30、テスト部 40及びアンローダ部 50から構成 されており、格納部 20からローダ部 30を介してテスト部 40に被試験 ICデバイスを供 給し、コンタクトアーム 420がテストヘッド 70のソケット 71に ICデバイスを押し付けて、 テスタ 80がテストヘッド 70及びケーブル 81を介して ICデバイスのテストを実行した後 、アンローダ部 50が、試験済みの ICデバイスを、テスト結果に従って分類しながら格 納部 20に格納する。
[0052] <格納部 20>
格納部 20は、供給トレィ用ストツ力 21、分類トレィ用ストツ力 22、空トレィ用ストツ力 2 3及びトレィ搬送装置 24を備えており、試験前及び試験後の被試験 ICデバイスを格 納することが可能となって 、る。
[0053] 供給トレィ用ストツ力 21は、複数の供給トレィを積層して収容しており、それぞれの 供給トレイには複数の試験前の ICデバイスが搭載されている。本実施形態では、図 1 に示すように、格納部 20に 2つの供給トレィ用ストツ力 21が設けられている。なお、本 発明にお 、ては供給トレィ用ストツ力の数は特にこれに限定されな!、。
[0054] 分類トレィ用ストツ力 22は、複数の分類トレィを積層して収容しており、それぞれの 分類トレイには複数の試験済みの ICデバイスが搭載されている。本実施形態では、 図 1に示すように、格納部 20に 4つの分類トレィ用ストツ力 22が設けられている。分類 トレィ用ストツ力 22を 4つ設けることにより、試験結果に応じて、最大 4つの分類に IC デバイスを仕分けして格納することが可能となっている。つまり、良品と不良品の分類 のみではなぐ良品の中でも動作速度が高速なもの、中速なもの、低速なもの、或い は、不良の中でも再試験が必要なもの等に仕分けすることが可能となっている。なお 、本発明にお 、ては分類トレィ用ストツ力の数は特にこれに限定されな 、。
[0055] 空トレィ用ストツ力 23は、複数の空トレィを積層して収容している。それぞれの空トレ ィは、供給トレィ上に搭載された全ての ICデバイスがローダ部 30に供給されて空とな つたトレイである。
[0056] なお、供給トレイ、分類トレィ及び空トレイは、特に図示しな!、が、 、ずれも ICデバイ スを収容可能な凹部が複数形成された同一形状のトレイであり、本実施形態では、 便宜上、試験前の ICデバイスを搭載したトレィを供給トレイと称し、試験済みの ICデ バイスを搭載したトレィを分類トレイと称し、 ICデバイスを搭載して 、な 、トレイを空ト レイと称している。
[0057] 各ストツ力 21〜23には、特に図示しないが、 Z軸方向に沿って移動可能なエレべ ータが設けられており、積層した状態の複数のトレィを昇降させることが可能となって いる。
[0058] トレイ搬送装置 24は、図 1に示すように、支持レール 241、可動ヘッド 242及び吸 着ヘッド 243から構成されており、 X軸方向及び Z軸方向に沿ってトレィを移動させる ことが可能となっている。このトレィ搬送装置 24は、供給トレィ用ストツ力 21、空トレイ 用ストツ力 23及び分類トレィ用ストツ力 22を包含する動作範囲を有している。
[0059] 支持レール 241は、ハンドラ 10のメインベース 11上に X軸方向に沿って設けられて いる。可動ヘッド 242は、この支持レール 241に X軸方向に沿って移動可能に支持さ れている。 4つの吸着パッド 243は、可動ヘッド 242に下向きに装着されており、特に 図示しな!ヽァクチユエータにより Z軸方向に沿って移動可能となって 、る。
[0060] トレイ搬送装置 24は、全ての試験前の ICデバイスをローダ部 30に供給して空とな つた空トレイを供給トレィ用ストツ力 21から空トレィ用ストツ力 23に移動させる。また、ト レイ搬送装置 24は、分類トレイが試験済みの ICデバイスで満杯となった場合に、空ト レイ用ストツ力 23から分類トレィ用ストツ力 22に空トレイを移送する。
[0061] <ローダ部 30 >
ローダ部 30は、第 1のデバイス搬送装置 31、ヒートプレート 32及び 2つの第 1のバ ッファ部 33を備えており、格納部 20から試験前の ICデバイスを取り出し、所定の熱ス トレスを印加した後にテスト部 30に供給することが可能となっている。
[0062] 第 1のデバイス搬送装置 31は、図 1に示すように、支持レール 311、可動レール 31 2、可動ヘッド 313及び吸着パッド 314力も構成されており、 4つの ICデバイスを X— Y—Z軸方向に沿って移動させることが可能となっている。この第 1のデバイス搬送装 置 31は、供給トレィ用ストツ力 21、ヒートプレート 32及び第 1のバッファ部 33を包含す る動作範囲を有している。
[0063] 支持レール 311は、ハンドラ 10のメインベース 11上に Υ軸方向に沿って設けられて いる。可動レール 312は、 2本の支持レール 311の間に Υ軸方向に沿って移動可能 に支持されている。可動ヘッド 313は、可動レール 312に X軸方向に沿って移動可 能に設けられている。吸着パッド 314は、可動ヘッド 313に下向きに装着されており、 特に図示しな 、ァクチユエータにより Ζ軸方向に沿って移動可能となって 、る。
[0064] この第 1のデバイス搬送装置 31は、供給トレィ用ストツ力 21の供給トレイカもヒートプ レート 32に一度に 4つの ICデバイスを搬送し、ヒートプレート 32にて ICデバイスに所 定の熱ストレスが印加された後、さらにその ICデバイスをヒートプレート 32から第 1の ノ ッファ部 33に移動させる。
[0065] ヒートプレート 32は、例えば下部に発熱源 (不図示)を有する金属製プレートであり 、試験前の ICデバイスに所定の熱ストレスを印加することが可能となっている。このヒ ートプレート 32の上部表面には、 ICデバイスを収容可能な複数の凹部 321が形成さ れている。
[0066] 第 1のバッファ部 33は、図 1に示すように、ァクチユエータ 331と可動ヘッド 332から 構成されており、 ICデバイスをローダ部 30の領域力もテスト部 40の領域に移動させ ることが可能となっている。
[0067] ァクチユエータ 331は、ハンドラ 10のメインベース 11上に X軸方向に沿って伸縮可 能に設けられている。可動ヘッド 332は、ァクチユエータ 331の駆動軸の先端部に固 定されている。可動ヘッド 332の上面には、 ICデバイスを収容可能な 4つの凹部 333 が形成されている。
[0068] この第 1のバッファ部 33は、第 1のデバイス搬送装置 31により可動ヘッド 332の各 凹部 333に 4つの ICデバイスが落とし込まれると、ァクチユエータ 331を伸長させて、 ローダ部 30の領域力もテスト部 40の領域に 4つの ICデバイスを一度に移動させる。
[0069] さらに、本実施形態では、図 1に示すように、ハンドラ 10の基板 11上において 2つ の第 1のバッファ部 33の間に、キャリブレーション治具 60を保管するための保管場所 34が設けられている。なお、キャリブレーション治具 60については後述する。本実施 形態では、この保管場所 34も第 1のデバイス搬送装置 31の動作範囲に含まれてい る。
[0070] <テスト部 40 >
テスト部 40は、デバイス移動装置 41と 4つのァライメント装置 43を備えており、画像 処理技術を用いて試験前の ICデバイスをソケット 71に対して高精度に相対的に位置 決めした後に、テストヘッド 70のソケット 71に ICデバイスを押し付けることが可能とな つている。
[0071] 図 2に示すように、テスト部 40の下部に空間 12が形成されており、この空間 12にテ ストヘッド 70が挿入され、テスト部 40の下方にテストヘッド 70が位置して!/、る。
[0072] 図 2及び図 3に示すように、テスト部 40におけるハンドラ 10のメインベース 11には開 口 11aが形成されており、テストヘッド 70の上部には、 4つのソケット 71が装着されて いる。各ソケット 71は、 ICデバイスの入出力端子に対応するように配列された多数の コンタクトピン 72を備えている。そして、テストヘッド 70上部に装着されたソケット 71が 、開口 11aを介してハンドラ 10の内部に臨んでいる。
[0073] さらに、図 3に示すように、ソケット 71の上部には、当該ソケット 71を固定するための ソケットガイド 73が設けられている。ソケット 71は、 ICデバイスの品種に応じて専用に 製作されているのに対し、ソケットガイド 73は、 ICデバイスの品種に特に依存してい ない。
[0074] このソケットガイド 73は、ソケット 71のコンタクトピン 72をハンドラ 10の内部に臨ませ るための開口 74を備えている。この開口 74の周囲には、キャリブレーション治具 60 ( 後述)を位置決めするための 2本の位置決めピン 75が、上方に向力つて突出するよう に設けられて 、る。この位置決めピン 75の外周面 76はテーパ状に形成されて 、る。
[0075] デバイス移動装置 41は、図 1及び図 2に示すように、支持レール 411、可動レール 412及び可動ヘッド 413から構成されており、 ICデバイスを X— Y— Z軸方向に沿つ て移動させることが可能となっている。このデバイス移動装置 41は、開口 11aを介し てハンドラ 10内部を臨んでいるソケット 71とァライメント装置 43を包含する動作範囲 を有している。 [0076] 支持レール 411は、ハンドラ 10のメインベース 11上に Y軸方向に沿って設けられて いる。可動レール 412は、 2本の支持レール 411の間に Y軸方向に沿って移動可能 に支持されている。可動ヘッド 413は、可動レール 412に X軸方向に沿って移動可 能に支持されている。
[0077] なお、図 1に示すように、本実施形態では、 2本の支持レール 411の間に 2つの可 動レール 412が独立して移動可能に支持されている。そのため、一方の可動レール 412がァライメント装置 43に移動して ICデバイスの位置のァライメントを行っている間 に、他方の可動レール 412がソケット 71上に移動して ICデバイスのテストを行うことが 可能となっている。
[0078] 可動ヘッド 413は、図 4に示すように、ソケットカメラ 414、ァクチユエータ 415及び 4 つのコンタクトアーム 420を備えている。 4つのコンタクトアーム 420は、テストヘッド 7 0に設けられた 4つのソケット 71の配列に対応するように、可動ヘッド 413に下向きに 装着されている。なお、図 4では、便宜上、一つのコンタクトアーム 420しか図示して いないが、実際には図 1に示すように、 2行 2列の配列で 4つのコンタクトアーム 420 がァクチユエータ 415の駆動軸の先端に装着されている。また、図 4では、一つの可 動ヘッド 413に 1台のソケットカメラ 414しか図示されていないが、実際には、 X軸方 向に沿って、 2台のソケットカメラ 414が設けられて!/、る。
[0079] ソケットカメラ 414は、カメラ支持部材 416を介して可動レール 412に下向きに固定 された例えば CCDカメラであり、テストヘッド 70のソケット 71を撮像することが可能と なっている。このソケットカメラ 414は、ソケット 71の位置及び姿勢を認識するために 使用される。
[0080] ァクチユエータ 415は、 Z軸方向に沿って伸縮可能なように可動レール 412に固定 されており、駆動軸の先端に 4つのコンタクトアーム 420が装着されている。
[0081] 各コンタクトアーム 420は、固定側コンタクトアーム 421、ロックアンドフリー機構 422 及び把持側コンタクトアーム 423から構成されている。
[0082] 固定側コンタクトアーム 421は、その上端でァクチユエータ 415の駆動軸に固定さ れており、その下端で、ロックアンドフリー機構 422を介して、把持側コンタクトアーム
423に連結されている。 [0083] ロックアンドフリー機構 422は、特に図示しないが、加圧エアを利用して、固定側コ ンタクトアーム 421に対する把持側コンタクトアーム 423の XY平面に沿った相対移動 及び Z軸を中心とした相対的な回転を拘束したり、非拘束とすることが可能となってい る。また、このロックアンドフリー機構 422は、固定側コンタクトアーム 421の中心軸と 把持側コンタクトアーム 423の中心軸とを一致させるセンタリング機能も備えている。
[0084] 把持側コンタクトアーム 423は、その下端に ICデバイスを吸着保持するための吸着 ノ ッド 424が設けられていると共に、その周囲を囲うように環状の当接部材 425が設 けられている。
[0085] また、把持側コンタクトアーム 423の内部に、ヒータ 426と温度センサ 427力埋め込 まれている。把持側コンタクトアーム 423の温度を温度センサ 427により検出すること で ICデバイスの温度を間接的に測定し、この測定値に基づ 、てヒータ 426の ONZ OFF制御を行うことにより、ヒートプレート 32にて印加された熱ストレスを維持すること が可能となっている。
[0086] ァライメント装置 43は、図 4に示すように、ステージ 431、ミラー 433及びデバイス力 メラ 434を備えており、ステージ 431に当接している把持側コンタクトアーム 423の位 置や姿勢のァライメントを行うことで、 ICデバイスをソケット 71に対して高精度に位置 決めすることが可能となっている。なお、本実施形態では、デバイス移動装置 41が 2 つの可動ヘッド 413を備えていることに対応して、図 1に示すように、 2組合計 4個の ァライメント装置 43が設けられて 、る。
[0087] ステージ 431は、特に図示しないモータ機構により、 XY平面に沿った移動及び Z 軸を中心とした回転が可能となっている。また、ステージ 431の略中央部には、 ICデ バイスが通過可能であり且つ環状の当接部材 425が当接可能な内径を有する開口 4 32が形成されている。
[0088] そして、ロックアンドフリー機構 422が非拘束な状態において、把持側コンタクトァー ム 423がステージ 431に当接して、ステージ 431が移動した際に把持側コンタクトァ ーム 423がその動きに追従することで、把持側コンタクトアーム 423に保持されている ICデバイスの位置がァライメントされるようになって 、る。
[0089] デバイスカメラ 434は、 XY平面に沿って横置きに設置された例えば CCDカメラで あり、ミラー 433及びステージ 431の開口 432を介して、把持側コンタクトアーム 423 に吸着保持されて ヽる ICデバイスを撮像することが可能となって ヽる。このデバイス カメラ 434は、 ICデバイスをソケット 71に押し付ける前にソケット 71に対して ICデバイ スを位置決めするために、テストの前に毎回使用される。
[0090] さらに本実施形態では、図 1、図 2及び図 4に示すように、ソケット 71及びステージ 4 31を通過する直線上に標示部 45が設けられている。
[0091] この標示部 45は、図 5に示すように、裏面に粘着剤や接着剤が塗布されたシート状 の薄いシール部材 451から構成されている。このシール部材 451の表面には、 16個 のドット(点)が 4行 4列に配列されたドットパターン 452〜454力 左右両端部及び中 央部の計 3箇所に印刷されて 、る。
[0092] この標示部 45は、テスト部 40におけるメインベース 11に貼り付けられて固定されて おり、移動可能なコンタクトアーム 420や交換可能なソケット 71と一緒に動くことがな いようになっている。この標示部 45は、熱膨張や振動によるソケットカメラ 414の位置 のズレを把握するために、ソケットカメラ 414により撮像される。
[0093] 本実施形態に係る電子部品試験装置 1のように、一つの可動ヘッド 413に 2台のソ ケットカメラ 414が設けられている場合には、一方のソケットカメラ 414が、左端に印刷 された第 1のドットパターン 452を撮像し、他方のソケットカメラ 414が、右端に印刷さ れた第 2のドットパターン 452を撮像する。この場合、中央部に印刷された第 3のドット パターン 454は特に使用しない。
[0094] これに対し、一つの可動ヘッド 413にソケットカメラ 414が 1台しか設けられていない タイプの電子部品試験装置に標示部 45を用いる場合には、中央部に印刷されてい る第 3のドットパターン 454をソケットカメラ 414が撮像し、第 1及び第 2のドットパター ン 452、 453ίま特に使用しな!ヽ。
[0095] このように、この標示部 45は、可動ヘッド 1台当たりにソケットカメラ 414が 1台設けら れているタイプ、及び、ソケットカメラ 414が 2台設けられているタイプの両方に対応す ることが可能となっている。
[0096] このデバイスカメラ 434と先述のソケットカメラ 414は、図 6に示すように、画像処理 装置 44に接続されており、撮像した画像情報を画像処理装置 44に送信することが 可能となっている。
[0097] 画像処理装置 44は、特に図示しな!ヽ画像処理プロセッサや ROM、 RAM等から構 成されており、 ICデバイスのテストに際して、デバイスカメラ 434により撮像された画像 情報に対して画像処理を行い、把持側コンタクトアーム 423に吸着保持されている IC デバイスの位置及び姿勢を認識することが可能となっている。さらに、画像処理装置 44は、認識した ICデバイスの位置及び姿勢を、予め設定されたソケット 71の位置及 び姿勢に相対的に一致させるのに必要なァライメント量を算出し、このァライメント量 をァライメント装置 43の制御装置 435に送信する。ァライメント装置 43の制御装置 43 5は、そのァライメント量に基づいて、ァライメント装置 43のモータ機構 (不図示)を制 御して、 ICデバイスの位置や姿勢のァライメントを行う。
[0098] 本実施形態における画像処理装置 44は、図 6に示すように、抽出部 441、認識部 4 42、演算部 443及び修正部 444を機能的に備えている。
[0099] 抽出部 441は、カメラ 414、 434により撮像された画像情報に対して画像処理を行 つて、ソケット 71、治具 60又は標示部 45の位置や姿勢を抽出することが可能となつ ている。
[0100] 認識部 442は、抽出部 441の抽出結果に基づいて、ソケット 71やソケットガイド 73、 標示部 45に対するカメラ 414、 434の相対的な位置を認識することが可能となってい る。
[0101] 演算部 443は、認識部 442の認識結果に基づいてソケット 71に対するソケットガイ ド 73の相対的なズレ量や、ソケット 71に対するデバイスカメラ 434の相対位置を演算 することが可能となっている。また、この演算部 443は、標示部 45に対するソケット力 メラ 414の相対位置を、予め設定されている標示部 45に対するソケットカメラ 414の 基準相対位置と比較してズレ量を演算することも可能となっている。
[0102] 修正部 444は、演算部 443により演算された標示部 45に対するソケットカメラ 414 の相対位置のズレ量に基づいて、認識部 442により認識されたソケット 71に対するソ ケットカメラ 414の相対位置を修正することが可能となっている。
[0103] <アンローダ部 50 >
アンローダ部 50は、図 1に示すように、 2つの第 2のバッファ部 51と第 2のデバイス 搬送装置 52を備えており、テスト部 40から試験済みの ICデバイスを搬出して、それ ら ICデバイスを試験結果に応じて仕分けしながら格納部 20に移動させることが可能 となっている。
[0104] 第 2のバッファ部 51は、第 1のバッファ部 33と同様に、ァクチユエータ 511と可動へ ッド 512から構成されており、 ICデバイスをテスト部 40の領域からアンローダ部 50の 領域に移動させることが可能となって 、る。
[0105] ァクチユエータ 511は、ハンドラ 10のメインベース 11上に X軸方向に沿って伸縮可 能に設けられている。可動ヘッド 512は、ァクチユエータ 511の駆動軸の先端部に固 定されている。可動ヘッド 512の上面には、 ICデバイスを収容可能な 4つの凹部 513 が形成されている。
[0106] この第 2のバッファ部 51は、デバイス移動装置 41により可動ヘッド 512の各凹部 51 3に 4つの ICデバイスが落とし込まれると、ァクチユエータ 511を短縮させて、テスト部 40の領域からアンローダ部 50の領域に 4つの ICデバイスを一度に移動させる。
[0107] 第 2のデバイス搬送装置 52は、第 1のデバイス搬送装置 31と同様に、支持レール 5 21、可動レール 522、可動ヘッド 523及び吸着パッド 524から構成されており、 4つ の ICデバイスを X—Y—Z軸方向に沿って移動させることが可能となっている。この第 2のデバイス搬送装置 52は、第 2のバッファ部 51及び 4つの分類トレィ用ストツ力 22 を包含する動作範囲を有して ヽる。
[0108] 支持レール 521は、ハンドラ 10のメインベース 11上に Y軸方向に沿って設けられて いる。可動レール 522は、 2本の支持レール 521の間に Y軸方向に沿って移動可能 に支持されている。可動ヘッド 523は、可動レール 522に X軸方向に沿って移動可 能に設けられている。吸着パッド 524は、可動ヘッド 523に下向きに装着されており、 特に図示しな 、ァクチユエータにより Z軸方向に沿って移動可能となって 、る。
[0109] この第 2のデバイス搬送装置 52は、試験済みの ICデバイスを第 2のバッファ部 51か ら試験結果に応じた分類トレィ用ストツ力 22の分類トレイに移動させる。
[0110] 以下に、図 7を参照しながら、本実施形態に係る電子部品試験装置 1による ICデバ イスの位置のァライメント方法にっ 、て概説する。
[0111] 格納部 20からローダ部 30を介してテスト部 40に供給された ICデバイスを、デバイ ス移動装置 41のコンタクトアーム 420が吸着保持してァライメント装置 43のステージ 431に移動させる。そして、把持側コンタクトアーム 423をステージ 431に当接させた 状態で、開口 432を介して、把持側コンタクトアーム 423に把持された ICデバイスを デバイスカメラ 434が撮像し、その画像情報を画像処理装置 44に送信する (ステップ S100)。画像処理装置 44は、その画像情報に画像処理を施して、例えば ICデバイ スの入出力端子やパッケージの輪郭等から、 ICデバイスの位置及び姿勢を算出する (ステップ S 110)。
[0112] 次いで、ステップ S 110で算出された ICデバイスの位置及び姿勢を、予め認識され ているソケット 71の位置及び姿勢と比較する (ステップ S120)。この比較において、 I Cデバイスの位置及び姿勢力ソケット 71の位置及び姿勢に相対的に一致している場 合 (ステップ S 120にて YES)には、 ICデバイスの位置及び姿勢のァライメントは終了 する。
[0113] ステップ S120において ICデバイスの位置及び姿勢とソケット 71の位置及び姿勢が 相対的に一致していない場合 (ステップ S120にて NO)には、画像処理装置 44は、 I Cデバイスの位置及び姿勢をソケット 71の位置及び姿勢に相対的に一致させるよう なァライメント量を算出する (ステップ S 130)。
[0114] 次に、ロックアンドフリー機構 422が、固定側コンタクトアーム 421に対する把持側コ ンタクトアーム 423の相対移動のロックを解除し (ステップ S 140)、ァライメント装置 43 のステージ 431がァライメント量を移動して、この移動動作に把持側コンタクトアーム 4 23が追従することにより、 ICデバイスの位置及び姿勢のァライメントが行われる (ステ ップ S 150)。
[0115] 次に、画像処理装置 44は、 ICデバイスの位置及び姿勢と、予め設定されているソ ケット 71の位置及び姿勢とを再度比較し (ステップ S 160)、これらが相対的に一致し ていない場合 (ステップ S 160にて NO)には、ステップ S130に戻って必要なァラィメ ント量の算出を行う。
[0116] ステップ S160の比較において、 ICデバイスの位置及び姿勢と、ソケット 71の位置 及び姿勢が相対的に一致している場合 (ステップ S 160にて YES)には、ロックアンド フリー機構 422が、固定側コンタクトアーム 421に対する把持側コンタクトアーム 423 の相対移動をロックする(ステップ S 170)。
[0117] 以上の ICデバイスの位置及び姿勢のァライメント処理が終了したら、デバイス移動 装置 41は、 ICデバイスをソケット 71に移動させ、 ICデバイスをソケット 71に押し付け て、 ICデバイスの入出力端子とソケット 71のコンタクトピン 72とを電気的に接触させ、 この状態でケーブル 81及びテストヘッド 70を介して、テスタ 80が ICデバイスのテスト を実行する。
[0118] 以下に、図 8を参照しながら、本実施形態に係る電子部品試験装置 1の設置時や 起動時に行うカメラ 414、 434の基準キャリブレーションについて概説する。
[0119] 先ず、キャリブレーション用のゲージ (不図示)をァライメント装置 43のステージ 431 上に載置する。このゲージは、例えば、座標軸が印刷された透明なボードから構成さ れており、座標軸が開口 432に位置してデバイスカメラ 434で撮像することが可能と なっている。そして、デバイスカメラ 434がゲージを撮像する(ステップ S200)。次い で、ソケットカメラ 414をゲージの上方に移動させ、ソケットカメラ 414でもゲージを撮 像する (ステップ S210)。さらに、ソケットカメラ 414を標示部 45上に移動させ、ソケッ トカメラ 414で標示部 45を撮像する (ステップ S220)。
[0120] 次に、画像処理装置 44が、ステップ S200及びステップ S210にて撮像された画像 情報に対して画像処理を行って、ゲージに印刷された座標軸の位置及び姿勢を抽 出して、カメラ 414, 434が共用する基準座標系を設定する (ステップ S230)。
[0121] さらに、ステップ S220にて撮像した画像情報に対して画像処理を行って、標示部 4 5に印刷されたドットパターン 452又は 453の位置及び姿勢に基づいて、画像情報に おける標示部 45の位置及び姿勢を抽出し、この位置及び姿勢に基づ 、て標示部 45 に対するソケットカメラ 414の相対位置が認識される (ステップ S 240)。このステップ S 240で認識される標示部 45に対するソケットカメラ 414の相対位置力 後に説明する 図 14のステップ S560において用いられる基準相対位置として設定される。
[0122] 以下に、図 9〜図 13を参照して、 ICデバイスの品種交換時等に行われるソケット力 メラ及びデバイスカメラの相対位置のキャリブレーション方法について説明する。
[0123] 先ず、そのキャリブレーションに用いられるキャリブレーション治具 60の構成につい て説明する。 [0124] キャリブレーション治具 60は、 ICデバイスの品種交換等に伴ってソケット 71が交換 された場合に、ソケット 71に対してデバイスカメラ 434の相対位置を較正するキヤリブ レーシヨンに用いられる治具であり、図 9および図 10に示すように、ベース部材 61及 びマーカー部 62を備えて 、る。
[0125] ベース部材 61は、例えばポリフエ-レンサルファイド (PPS)榭脂等の合成樹脂ゃァ ルミ-ゥム等の金属力も構成される平板状の部材である。マーカー部 62は、このべ 一ス部材 61の表面力も裏面に向力つて貫通している複数の貫通孔カも構成されて おり、本実施形態では 40個の貫通孔が矩形状に配列されている。
[0126] なお、本発明にお 、て貫通孔の形成位置や配列は特にこれに限定されず、カメラ 4 14、 434を用いて治具 60の位置及び姿勢を認識することができるように、ベース部 材 61の両主面の少なくとも 2箇所に貫通孔が設けられていれば良い。なお、貫通孔 の数が多!、程、治具 60の位置及び姿勢を正確に認識することができる。
[0127] また、マーカー部 62を、印刷したドット(点)で構成しても良いが、ソケットカメラ 414 が治具 60の上面を撮像するのに対し、デバイスカメラ 434は治具 60の下面を撮像す るので、マーカー部 62を貫通孔で構成した方力 表裏面におけるマーカー部 62の 位置を揃え易い。
[0128] 矩形状に配列されたマーカー部 62の両側には、ソケットガイド 73の位置決めピン 7 5が挿入される第 1及び第 2の揷入孔 63、 65が形成されている。図 10に示すように、 第 1の揷入孔 63は、位置決めピン 75のテーパ状の外周面 76に対応した内周面 64 を有している。これに対し、第 2の挿入孔 65は、治具 60の長手方向に沿って拡がつ ている内径を有している。この第 2の揷入孔 65により、揷入孔 63、 65や位置決めピン 75に生じて 、る機械的なピッチ誤差を吸収することができる。
[0129] なお、以上に説明したキャリブレーション治具 60は、通常は、上述したローダ部 30 の保管場所 34 (図 1参照)に保管されている。なお、本発明においては、この保管場 所をテスト部 40やアンローダ部 50に設けても良ぐハンドラのデバイス搬送系の中で あれば特に限定されない。
[0130] 次に、図 11を参照しながら本実施形態に係るソケットカメラ及びデバイスカメラの相 対位置のキャリブレーション方法について説明する。 [0131] 先ず、第 1のデバイス搬送装置 31が保管場所 34からキャリブレーション治具 60を 第 1のバッファ部 33に移動させ、第 1のバッファ部 33は治具 60をローダ部 30の領域 からテスト部 40の領域に移動させ、次いで、デバイス移動装置 41が、治具 60を第 1 のバッファ部 33からソケットガイド 73に移動させて載置する(ステップ S300)。
[0132] 治具 60がソケットガイド 73に載置される際、図 12及び図 13に示すように、治具 60 の第 1の揷入孔 63, 65のテーパ状の内周面 64に沿って、ソケットガイド 73の位置決 めピン 75が案内されるので、治具 60がソケットガイド 73に対して自動的に位置決め される。
[0133] 次に、ソケットカメラ 414が、ソケットガイド 73上に載置された治具 60を撮像する (ス テツプ S310)。
[0134] 次に、デバイス移動装置 41が、ソケットガイド 73からァライメント装置 43のステージ 431に治具 60を移動させ (ステップ S320)、把持側コンタクトアーム 423をステージ 4 31に当接させた状態でデバイスカメラ 434が治具 60を撮像する (ステップ S330)。
[0135] 次に、デバイス移動装置 41は、治具 60がソケットガイド 73に載っていない状態で、 ソケットカメラ 414をソケット 71の上方に移動させて(ステップ S340)、ソケットカメラ 41 4がソケット 71を撮像する(ステップ S350)。
[0136] 画像処理装置 44の抽出部 441が、ステップ S310にてソケットカメラ 314により撮像 された画像情報に画像処理を行って、治具 60に形成されたマーカー部 62の位置及 び配列に基づいて、画像情報における治具 60の位置及び姿勢を抽出する。この位 置及び姿勢に基づいて、認識部 442がソケットガイド 73に対するソケットカメラ 414の 相対的な位置及び姿勢 P1を認識する (ステップ S 360)。
[0137] 次いで、画像処理装置 44の抽出部 441は、ステップ S330にてデバイスカメラ 434 により撮像された画像情報に対して画像処理を行って、治具 60に形成されたマーカ 一部 62の位置及び配列に基づ 、て、画像情報における治具 60の位置及び姿勢を 抽出する。この位置及び姿勢に基づいて、認識部 442がソケットガイド 73に対するデ バイスカメラ 434の相対的な位置及び姿勢 P2を認識する (ステップ S370)。
[0138] 次いで、画像処理装置 44の抽出部 441は、ステップ S350にてソケットカメラ 414に より撮像された画像情報に対して画像処理を行って、ソケット 71に設けられた各コン タクトビン 72の位置及び配列に基づ 、て、画像情報におけるソケット 71の位置及び 姿勢を抽出する。この位置及び姿勢に基づいて、認識部 442がソケット 71に対する ソケットカメラ 414の相対的な位置及び姿勢 P3を認識する(ステップ S380)。
[0139] さらに、画像処理装置 44の演算部 443は、ステップ S360にて認識されたソケットガ イド 73に対するソケットカメラ 414の相対位置 P1と、ステップ S380にて認識されたソ ケット 71に対するソケットカメラ 414の相対位置 P3とから、ソケット 71に対するソケット ガイド 73のズレ量 Δ Ρ (= I P1 -P3 I )を算出し (ステップ S390)、このズレ量 Δ Ρと 、ステップ S370にて認識されたソケットガイド 73に対するデバイスカメラ 434の相対 位置 P2とから、ソケット 71に対するデバイスカメラ 434の相対位置 P4を算出する (ス テツプ S400)。
[0140] このステップ S400にて算出されたソケット 71に対するデバイスカメラ 434の相対位 置 P4に基づ!/、て、図 7のステップ S 120や S 160にて用 ヽられるソケット 71の位置及 び姿勢が設定される。
[0141] なお、以上のキャリブレーションが完了したら、デバイス移動装置 41が、ァライメント 装置 43のステージ 431から第 1のバッファ部 33に治具 60を移動させ、第 1のバッファ 部 33は治具 60をテスト部 40の領域からローダ部 30の領域に移動させ、次いで、第 1 のデバイス搬送装置 31が治具 60を保管場所 34に返却する。
[0142] 以上のように、本実施形態では、ソケットガイド 73に対するデバイスカメラ 434の相 対位置 P2に、ソケット 71に対するソケットガイド 73のズレ量 Δ Ρをカ卩味して、ソケット 7 1に対するデバイスカメラ 434の相対位置を演算するので、ソケット 71自体を基準とし たキャリブレーションと同等の精度でカメラ 414, 434の較正を行うことができる。
[0143] また、本実施形態では、キャリブレーションを自動的に行うことができるので、キヤリ ブレーシヨンの際に電子部品試験装置の昇降温が不要となり、数分間でキヤリブレー シヨンを完了することが可能となる。
[0144] 上述の実施形態では、 ICデバイスの品種交換時に本実施形態に係るキヤリブレー シヨンを実施す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ず、例え ば次のような場合に実施しても良い。
[0145] 例えば、キャリブレーションの自動化により、電子部品試験装置を昇降温した後にも デバイスカメラの相対位置の較正を行っても良い。これにより、熱膨張等も加味した 高精度なキャリブレーションを実施することが可能となる。
[0146] また、始業毎や 2日毎といった一定周期毎にキャリブレーションを自動的に実行す るようにしても良い。さらに、例えば地震等の発生によりァライメント精度のチェック時 に基準値を外れたような場合にも、キャリブレーションを自動的に実行するようにして も良い。
[0147] また、本実施形態では、 ICデバイスの品種に依存しな ヅケットガイドを基準として キャリブレーションを行うので、キャリブレーション治具 60の汎用化を図ることもできる
[0148] さらに、本実施形態では、熱膨張や振動等により生じたソケットカメラのズレを修正 する。以下に、図 14〜図 15Bを参照して、ソケットカメラの相対位置の修正方法につ いて説明する。なお、ソケットカメラの修正の実施頻度は、図 11を参照して説明した キャリブレーションの実施頻度よりも少なくしても良ぐ或いは、キャリブレーションを実 施する度にソケットカメラの修正を行っても良い。また、キャリブレーションを行った後 にソケットカメラの修正を行っても良ぐ或いは、その逆であっても良い。
[0149] 先ず、図 15Aに示すように、ソケットカメラ 414がソケット 71の上方に位置するように 、支持レール 411上を可動レール 412が移動し (ステップ S500)、ソケットカメラ 414 力 Sソケット 71を撮像する (ステップ S510)。なお、ソケットカメラのキャリブレーションを 実施する直前にデバイスカメラのキャリブレーションが実施されている場合には、ステ ップ S 500及びステップ S 510を図 11のステップ S 340及びステップ S350で代用して も良い。
[0150] 次いで、図 15Bに示すように、ソケットカメラ 414が標示部 45の上方に位置するよう に、支持レール 411上を可動レール 412が移動して(ステップ S520)、ソケットカメラ 4 14が標示部 45を撮像する (ステップ S530)。
[0151] 次に、画像処理装置 44の抽出部 441は、ステップ S510にてソケットカメラ 414によ り撮像された画像情報に対して画像処理を行って、ソケット 71が有する複数のコンタ タトピン 72 (図 3参照)の位置及び姿勢に基づいて、画像情報におけるソケット 71の 位置及び姿勢を抽出する。この位置及び姿勢に基づいて、認識部 442がソケット 71 に対するソケットカメラ 414の相対的な位置及び姿勢を認識する (ステップ S540)。な お、ソケットカメラのキャリブレーションを実施する直前にデバイスカメラのキヤリブレー シヨンが実施されている場合には、このステップ S540を図 11のステップ S380で代用 しても良い。
[0152] 次に、画像処理装置 44の抽出部 441は、ステップ S530にてソケットカメラ 414によ り撮像された画像情報に対して画像処理を行って、標示部 45に印刷されたドットバタ ーン 452又は 453の位置及び姿勢に基づいて、画像情報における標示部 45の位置 及び姿勢を抽出する。この位置及び姿勢に基づいて、認識部 442が標示部 45に対 するソケットカメラ 414の相対的な位置及び姿勢を認識する (ステップ S550)。
[0153] 次いで、画像処理装置 44の演算部 443が、ステップ S550にて認識された標示部 4 5に対するソケットカメラ 414の相対的な位置及び姿勢を、基準キャリブレーション時 のステップ S240 (図 8参照)にて認識された基準相対位置と比較し、ステップ S550 にて認識された相対位置の、基準相対位置に対するズレ量を算出する (ステップ S5 60)。
[0154] 次!、で、画像処理装置 44の修正部 444は、ステップ S540にて認識されたソケット 7 1に対するソケットカメラ 414の相対的な位置及び姿勢から、ステップ S560にて演算 されたズレ量を差し引いて、ソケット 71に対するソケットカメラ 414の相対位置及び姿 勢を修正する(ステップ S 570)。
[0155] このステップ S570にて修正されたソケット 71に対するソケットカメラ 414の相対的な 位置及び姿勢に基づいて、例えば、図 7のステップ S120や S160にて用いられるソ ケット 71の位置及び姿勢や、デバイス移動装置 41によるァライメントステージ 431か らソケット 71までのコンタクトアーム 420の移動量が修正される。この修正により、ステ ップ S540にて認識されたソケットに対するソケットカメラの相対位置から、熱膨張や 振動により生じたソケットカメラ 414の位置ズレが取り除かれるので、 ICデバイスとソケ ット 71とのミスコンタクトを防止することができる。
[0156] 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、上述の実施形態では、治具 60を載置する位置としてソケットガイド 73を例 示したが、本発明においては、ハンドラ 10においてソケットカメラ 414が撮像可能な 部分であれば、特にこれに限定されない。また、上述の実施形態では、標示部 45の 固定位置として、ハンドラ 10のメインベース 11を例示した力 本発明においては、電 子部品試験装置の非可動部であれば、特に限定されない。さらに、上述の実施形態 では、位置決めピン 75と揷入孔 63により、ソケットガイド 73と治具 60とを位置決めす るように説明したが、本発明にお 、ては特にこれに限定されな 、。

Claims

請求の範囲
ソケットを撮像するソケット撮像手段、及び、被試験電子部品を撮像するデバイス撮 像手段を備えており、ァライメント手段により前記被試験電子部品を前記ソケットに対 して相対的に位置決めした後に、移動手段が前記被試験電子部品を前記ソケットに 電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行う電子部品試験装置におい て、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の相対位置を較正するためのキヤリ ブレーシヨン方法であって、
第 1の所定位置に治具を載置する載置ステップと、
前記第 1の所定位置に載置された前記治具を前記ソケット撮像手段が撮像する第 1の撮像ステップと、
前記第 1の所定位置に載置された前記治具を前記移動手段が前記ァライメント手 段に移動させる第 1の移動ステップと、
前記ァライメント手段に位置する前記治具を前記デバイス撮像手段が撮像する第 2 の撮像ステップと、
前記ソケットを前記ソケット撮像手段が撮像する第 3の撮像ステップと、
前記第 1の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づ 、て、前記第 1の所定位 置に対する前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 1の認識ステップと、 前記第 2の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づ 、て、前記第 1の所定位 置に対する前記デバイス撮像手段の相対位置を認識する第 2の認識ステップと、 前記第 3の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づ 、て、前記ソケットに対す る前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 3の認識ステップと、
前記第 1の認識ステップにて認識された前記第 1の所定位置に対する前記ソケット 撮像手段の相対位置と、前記第 3の認識ステップにて認識された前記ソケットに対す る前記ソケット撮像手段の相対位置とから、前記ソケットに対する前記第 1の所定位 置の相対的なズレ量を演算する第 1の演算ステップと、
前記第 2の認識ステップにて認識された前記第 1の所定位置に対する前記デバィ ス撮像手段の相対位置と、前記第 1の演算ステップにて演算されたズレ量とから、前 記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の相対位置を演算する第 2の演算ステップ と、を備えた電子部品試験装置のキャリブレーション方法。
[2] 第 1の所定位置は、前記ソケットの上方に位置しているソケットガイドを含む請求項
1記載のキャリブレーション方法。
[3] 前記載置ステップにお!、て、前記移動手段が前記治具を第 2の所定位置から前記 第 1の所定位置に移動させて載置する請求項 1又は 2記載のキャリブレーション方法
[4] 前記移動手段が前記治具を前記ァライメント手段から前記第 2の所定位置に移動 させる返却ステップをさらに備えた請求項 3記載のキャリブレーション方法。
[5] 前記ソケット撮像手段を、所定の基準位置に固定された標示部の上方に移動させ る第 2の移動ステップと、
前記ソケット撮像手段が前記標示部を撮像する第 4の撮像ステップと、
前記第 4の撮像ステップにて撮像された画像情報に基づいて、前記標示部に対す る前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 4の認識ステップと、
予め設定されている前記標示部に対する前記ソケット撮像手段の基準相対位置に 対する、前記第 4の認識ステップにて認識された前記標示部に対する前記ソケット撮 像手段の相対位置のズレ量を演算する第 3の演算ステップと、
前記第 3の演算ステップにて演算された前記ズレ量に基づ 、て、前記第 3の認識ス テツプにて認識された前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の相対位置を修正 する修正ステップと、をさらに備えた請求項 1〜4の何れかに記載のキヤリブレーショ ン方法。
[6] 前記標示部は、前記電子部品試験装置の非可動部に固定されている請求項 5記 載のキャリブレーション方法。
[7] 被試験電子部品をソケットに電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを 行う電子部品試験装置であって、
前記ソケットを撮像するソケット撮像手段と、
前記被試験電子部品を撮像するデバイス撮像手段と、
前記ソケット撮像手段が取り付けられているとともに、前記被試験電子部品を移動さ せる移動手段と、 前記デバイス撮像手段が設けられ、前記被試験電子部品を前記ソケットに対して相 対的に位置決めするァライメント手段と、
前記ソケット撮像手段及び前記デバイス撮像手段により撮像された画像情報に対し て画像処理を行う画像処理手段と、
第 1の所定位置に載置可能なキャリブレーション治具と、を備え、
前記画像処理手段は、
前記第 1の所定位置に載置された前記治具を前記ソケット撮像手段が撮像した画 像情報に基づ 、て、前記第 1の所定位置に対する前記ソケット撮像手段の相対位置 を認識する第 1の認識部と、
前記ァライメント手段に位置する前記キャリブレーション治具を前記デバイス撮像手 段が撮像した画像情報に基づ 、て、前記第 1の所定位置に対する前記デバイス撮 像手段の相対位置を認識する第 2の認識部と、
前記ソケットを前記ソケット撮像手段が撮像した画像情報に基づ 、て、前記ソケット に対する前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 3の認識部と、
前記第 1の認識部により認識された前記第 1の所定位置に対する前記ソケット撮像 手段の相対位置と、前記第 3の認識部により認識された前記ソケットに対する前記ソ ケット撮像手段の相対位置とから、前記ソケットに対する前記第 1の所定位置の相対 的なズレ量を演算する第 1の演算部と、
前記第 2の認識部により認識された前記第 1の所定位置に対する前記デバイス撮 像手段の相対位置と、前記第 1の演算部により演算されたズレ量とから、前記ソケット に対する前記デバイス撮像手段の相対位置を演算する第 2の演算部と、を有する電 子部品試験装置。
[8] 前記第 1の所定位置は、前記ソケットの上方に位置しているソケットガイドを含む請 求項 7記載の電子部品試験装置。
[9] 前記治具を保管する保管手段をさらに備えた請求項 7又は 8記載の電子部品試験 装置。
[10] 前記移動手段の動作範囲内に試験前の前記被試験電子部品を搬入し、又は、前 記移動手段の動作範囲内から試験済みの前記被試験電子部品を搬出する搬送手 段をさらに備え、
前記移動手段及び前記搬送手段は、前記治具を前記保管手段から前記第 1の所 定位置に移動させる請求項 9記載の電子部品試験装置。
[11] 前記移動手段及び前記搬送手段は、前記治具を前記ァライメント手段から前記保 管手段に移動させる請求項 10記載の電子部品試験装置。
[12] 前記キャリブレーション治具は、
前記第 1の所定位置に載置されるベース部材と、
前記治具の位置及び姿勢が前記ソケット撮像手段及び前記デバイス撮像手段を用 いて認識できるように、前記ベース部材の両主面のそれぞれ 2点以上に設けられた マーカー部と、を備えている請求項 7〜: L 1の何れかに記載の電子部品試験装置。
[13] 前記マーカー部は、前記ベース部材を貫通している貫通孔である請求項 12記載 の電子部品試験装置。
[14] 前記ソケット撮像手段により撮像可能に、所定の基準位置に固定された標示部をさ らに備え、
前記画像処理手段は、
前記標示部を前記ソケット撮像手段が撮像した画像情報に基づ!ヽて、前記標示部 に対する前記ソケット撮像手段の相対位置を認識する第 4の認識部と、
予め設定されている前記標示部に対する前記ソケット撮像手段の基準相対位置に 対する、前記第 4の認識部により認識された前記標示部に対する前記ソケット撮像手 段の相対位置のズレ量を演算する第 3の演算部と、
前記第 3の演算部により演算された前記ズレ量に基づいて、前記第 1の認識部によ り認識された前記ソケットに対する前記ソケット撮像手段の相対位置を修正する修正 部と、を有する請求項 7記載の電子部品試験装置。
[15] 前記標示部は、前記電子部品試験装置の非可動部に固定されている請求項 14記 載の電子部品試験装置。
[16] ソケットを撮像するソケット撮像手段、及び、被試験電子部品を撮像するデバイス撮 像手段を備えており、ァライメント手段により前記被試験電子部品を前記ソケットに対 して相対的に位置決めした後に、移動手段が前記被試験電子部品を前記ソケットに 電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行う電子部品試験装置におい て、前記ソケットに対する前記デバイス撮像手段の相対位置を較正するために用いら れるキャリブレーション治具であって、
前記電子部品試験装置の第 1の所定位置に載置されるベース部材と、 前記治具の位置及び姿勢が前記ソケット撮像手段及び前記デバイス撮像手段を用 いて認識できるように、前記ベース部材の両主面のそれぞれ 2点以上に設けられた マーカー部と、を備えているキャリブレーション治具。
[17] 前記第 1の所定位置は、前記ソケットの上方に位置しているソケットガイドを含む請 求項 16記載のキャリブレーション治具。
[18] 前記マーカ部は、前記ベース部材を貫通している貫通孔である請求項 15又は 16 記載のキャリブレーション治具。
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