WO2015083238A1 - Ｉｃハンドラ - Google Patents

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WO2015083238A1
WO2015083238A1 PCT/JP2013/082483 JP2013082483W WO2015083238A1 WO 2015083238 A1 WO2015083238 A1 WO 2015083238A1 JP 2013082483 W JP2013082483 W JP 2013082483W WO 2015083238 A1 WO2015083238 A1 WO 2015083238A1
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socket
handler
displacement meter
contact displacement
test
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PCT/JP2013/082483
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祥平 松本
光雄 小泉
文章 富樫
上野　聡
啓太郎 原田
政好 横尾
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東北精機工業株式会社
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    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation

Definitions

  • the present invention relates to an IC handler that transports an IC device to a test head that tests the IC device.
  • a test apparatus that conducts an IC device energization test in an IC device manufacturing process is referred to as an IC tester.
  • a transport device that transports an IC device for an energization test by an IC tester is referred to as an IC handler.
  • the IC tester is configured to energize the IC device by pressing an IC device attached to the test head through a test socket against the test head.
  • the device that presses the IC device in the socket in this way is called a contact head.
  • the contact head is attached to a robotic arm that operates to load an IC device into a socket.
  • Patent Document 1 a fiber sensor that irradiates a light beam crossing the socket is installed in the socket, and an IC device is placed in the socket depending on whether or not the light beam of the fiber sensor is blocked.
  • a technique for determining whether it remains is disclosed.
  • an imaging device such as a line sensor or an area sensor is installed above the socket, and the IC device remains in the socket by analyzing the image data of the socket acquired by the imaging device.
  • Techniques for determining whether or not are disclosed. More specifically, in Patent Document 2, it is determined whether or not an IC device remains in the socket by comparing reference data prepared in advance for each type of socket and image data acquired in the imaging apparatus. ing.
  • an IC handler that transports an IC device to a test head that tests the IC device, the test head having a mounting surface on which the IC device is mounted.
  • a socket for attaching the IC device mounted on the test head to the test head, and the IC handler includes a non-contact displacement meter disposed away from the socket in a direction perpendicular to the mounting surface.
  • An IC handler is provided in which the meter measures the distance from the non-contact displacement meter to the IC device mounted on the mounting surface by firing a beam toward the mounting surface.
  • the present invention it is possible to determine the risk of two IC devices overlapping each other based on the measurement distance of a non-contact displacement meter that emits a beam toward the mounting surface of the socket. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent two IC devices from being stacked without requiring a large-scale preparation work when the type of the socket or the IC device is changed.
  • FIG. 1 is a plan view of an IC test system including an IC handler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, showing an operation when the robot arm of the IC handler of this embodiment loads an IC device into a socket.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 2, showing an operation when the robot arm of the IC handler of the present embodiment ejects the IC device from the socket. It is the elements on larger scale of Drawing 1, and shows the state when the displacement measuring unit of the IC handler of this embodiment exists in a storing position. It is the elements on larger scale similar to FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 5. It is a figure for demonstrating the 2 overlap determination process by the IC handler of this embodiment. It is a figure for demonstrating the threshold value used for the 2 overlap determination process by the IC handler of this embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of an IC test system 1 including an exemplary IC handler 4 according to this embodiment.
  • the IC test system 1 includes a table-like base 10, a test head 2 mounted on the base 10, and a plurality of sockets 3 arranged on the test head 2.
  • the test head 2 performs an energization test of the IC device loaded in the socket 3.
  • Each socket 3 has a mounting surface 3 a on which an IC device is mounted, and the IC device mounted on the mounting surface 3 a is attached to the test head 2.
  • the structure of the individual socket 3 is also shown in FIG.
  • the IC handler 4 of this embodiment is a transport device that transports an IC device for an energization test by the test head 2 of the IC test system 1.
  • the IC test system 1 according to the example of FIG. 1 includes a pair of IC handlers 4, 4, and these IC handlers 4, 4 are a pair of shifts that are movable in the direction of arrow A 10 along the upper surface of the base 10. Plates 5 and 5 and a pair of robot arms 6 and 6 disposed above the base 10 are provided.
  • the direction parallel to the movement direction of the shift plates 5 and 5 is the X direction
  • the direction orthogonal to the X direction on the upper surface of the base 10 is the Y direction (the same applies to other drawings). Is).
  • the test head 2 has two rows of sockets 3 arranged in the Y direction, and each row includes eight sockets 3 arranged in the X direction. That is, a total of 16 sockets are arranged in the test head 2 according to this example.
  • the mounting surfaces 3a of these sockets 3 are oriented so as to be parallel to both the X direction and the Y direction.
  • a printed board called a performance board is disposed between the test head 2 and the socket 3. Generally, the number and arrangement of the sockets 3 in the test head 2 are determined according to the circuit pattern of the performance board.
  • the pair of IC handlers 4 and 4 are arranged symmetrically with respect to each other in the Y direction so as to sandwich the socket 3, and the respective IC handlers 4 have the same configuration. Therefore, only one IC handler 4 will be described below.
  • the shift plate 5 of the IC handler 4 has a carry-in area 5a and a carry-out area 5b arranged side by side in the X direction, and is moved in the X direction by a drive mechanism (not shown).
  • the carry-in area 5a is an area in which an IC device before testing to be loaded in the socket 3 is placed. The IC device before the test is placed in the carry-in area 5a by a carry-in robot (not shown).
  • the carry-out area 5b is an area on which the IC device after the test discharged from the socket 3 is placed.
  • the IC device placed in the carry-out area 5b is carried out to a tray corresponding to the result of the energization test by a carry-out robot (not shown).
  • the shift plate 5 is movable in the X direction between a carry-in position in which the carry-in area 5a is adjacent to the socket 3 and a carry-out position in which the carry-out area 5b is adjacent to the socket 3. is there.
  • the shift plate 5 at the carry-out position is indicated by a solid line
  • the shift plate 5 at the carry-in position is indicated by a one-dot chain line.
  • the shift plate 5 according to this example transports the IC device before the test placed in the carry-in area 5 a to the vicinity of the socket 3 by moving from the carry-out position to the carry-in position. Then, the IC device before the test is loaded into the socket 3 by the robot arm 6 of the IC handler 4.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and shows the operation when the robot arm 6 loads the IC device before the test into the socket 3.
  • 2 is a direction perpendicular to both the X direction and the Y direction in FIG. 1, that is, a direction perpendicular to the mounting surface of the socket 3 (the same applies to other drawings).
  • the robot arm 6 includes a contact head 61 that presses the IC device D against the test head 2 during an energization test of the IC device D.
  • the contact head 61 adsorbs the IC device D.
  • a suction nozzle 62 for gripping.
  • the number and arrangement of the suction nozzles 62 in the contact head 61 correspond to the number and arrangement of the sockets 3 in the test head 2.
  • the robot arm 6 according to this example loads the IC device D before the test into the socket 3 by moving the contact head 61 according to the following procedure.
  • the shift plate 5 is moved from the carry-out position to the carry-in position.
  • the contact head 61 is moved in the Y direction and the Z direction, whereby the suction nozzle 62 is moved to the IC on the carry-in area 5a. It is brought into contact with the device D.
  • the suction nozzle 62 sucks and holds the ID device D
  • the IC device D is lifted from the carry-in area 5a by moving the contact head 61 in the Z direction as indicated by an arrow A21 in FIG. .
  • the IC device D is aligned with the socket 3 in the Y direction by moving the contact head 61 in the Y direction.
  • the IC device D is placed on the placement surface 3 a of the socket 3 by moving the contact head 61 in the Z direction. Thereby, the loading of the IC device D into the socket 3 is completed.
  • the state at this time is shown by a broken line in FIG.
  • the contact head 61 is further moved in the Z direction, whereby the IC device D in the socket 3 is pressed against the test head 2.
  • the IC device D in the socket 3 is electrically connected to the test head 2, and the energization test of the IC device D is started.
  • the robot arm 6 according to the present example further executes an operation of pressing the IC device D in the socket 3 against the test head 2.
  • the shift plate 5 is moved from the carry-in position to the carry-out position.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 2, and shows the operation when the robot arm 6 ejects the IC device D after the test from the socket 3.
  • the robot arm 6 according to the present example ejects the IC device D after the test from the socket 3 by moving the contact head 61 according to the following procedure.
  • the suction nozzle 62 sucks and grips the IC device in the socket 3 again.
  • the IC device D is lifted from the mounting surface 3 a of the socket 3 by moving the contact head 61 in the Z direction.
  • the contact head 61 is moved in the Y direction, whereby the IC device D is positioned with respect to the carry-out area 5b in the Y direction.
  • the contact head 61 is moved in the Z direction, whereby the IC device D is placed in the carry-out area 5b.
  • the state at this time is indicated by a broken line in FIG.
  • the suction state of the suction nozzle 62 is released, the discharge of the IC device D from the socket 3 is completed.
  • the series of steps shown in FIGS. 2 and 3 may be hereinafter referred to as IC device loading / discharging step.
  • the IC handler 4 includes a displacement measuring unit 7 mounted on the lower surface of the shift plate 5 so as to move in the X direction together with the shift plate 5.
  • the displacement measurement unit 7 has a non-contact displacement meter 71, and measures the distance from the non-contact displacement meter 71 to the measurement object by emitting a beam toward the measurement object.
  • the non-contact displacement meter 71 can be, for example, a laser displacement meter that emits a laser beam, or an ultrasonic displacement meter that emits an ultrasonic beam.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view showing the vicinity of the displacement measuring unit 7 in the IC handler 4 of FIG.
  • the support rod 72 supports the non-contact displacement meter 71 at one end 72a.
  • the support rod 72 is attached to the shift plate 5 so as to be slidable in the Y direction by a guide member 5 c fixed to the lower surface of the shift plate 5.
  • a Z-direction pin hole into which the first joint pin 75 is inserted is formed in the other end 72 b of the support rod 72.
  • the link member 73 according to the present example is substantially perpendicular to the first extension portion 731 from the first extension portion 731 extending in the longitudinal direction of the link member 73 and one end portion 731a of the first extension portion 731. And a second extending portion 732 extending in the direction.
  • the link member 73 is attached to the shift plate 5 so as to be rotatable around the rotation axis R in the Z direction located at the end 731a.
  • a Z-direction pin hole into which the first joint pin 75 is inserted is formed in the other end portion 731 b of the first extending portion 731. That is, the end 72 b of the support rod 72 and the end 731 b of the first extending portion 731 are connected by the first joint pin 75 so as to be rotatable around the rotation axis in the Z direction.
  • a Z-direction pin hole into which the second joint pin 76 is inserted is formed in the other end 732 b of the second extending portion 732.
  • the air cylinder 74 includes a cylinder tube 741 that generates compressed air energy, a piston rod 742 that linearly moves in the X direction by the compressed air energy, and an operating member attached to the tip of the piston rod 742. 743.
  • the actuating member 743 is formed with a Z-direction pin hole into which the second joint pin 76 is inserted, and the end 732 b of the second extending portion 732 and the actuating member 743 are moved in the Z direction by the second joint pin 76. It is connected so that it can rotate around the axis of rotation.
  • the operating member 743 reciprocates between a rear position close to the cylinder tube 741 and a front position spaced from the cylinder tube 741.
  • the displacement measuring unit 7 can move in the Y direction between a storage position (see FIG. 4) corresponding to the rear position of the operating member 743 and a measurement position corresponding to the front position of the operating member 743. It is.
  • the displacement measuring unit 7 in the storage position as shown in FIG. 4 does not interfere with the robot arm 6 that executes the above-described loading / discharging process.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view similar to FIG. 4 and shows the displacement measuring unit 7 at the measurement position.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • the non-contact displacement gauge 71 when the displacement measuring unit 7 is moved to the measurement position, the non-contact displacement gauge 71 is aligned with the socket 3 in the Y direction and spaced apart from the socket 3 in the Z direction. It becomes like this. Therefore, the non-contact displacement meter 71 at the measurement position can measure the distance to the measurement object existing in the beam traveling direction by emitting the laser beam toward the mounting surface 3 a of the socket 3. The distance measured in this way is hereinafter referred to as measurement distance d. Further, the non-contact displacement meter 71 at the measurement position can measure the measurement distance d at a plurality of measurement points in the socket 3 by moving in the X direction together with the shift plate 5.
  • the IC handler 4 executes a process of determining a risk that the two IC devices D are overlapped based on the measurement distance d of the non-contact displacement meter 71.
  • this process is referred to as a double overlap determination process.
  • the IC handler 4 of this embodiment includes a control unit 8 that controls the operation of each unit of the IC handler 4 and executes various arithmetic processes.
  • the control unit 8 according to this example includes a storage unit 81 that stores various data, a determination unit 82 that executes the above-described two-layer determination process, a notification unit 83 that notifies the operator of various messages, It has.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view similar to FIG. 6 showing the vicinity of the non-contact displacement meter 71 and the socket 3 at the measurement position.
  • the determination unit 82 first acquires measurement distances d for a plurality of measurement points in the socket 3 from the non-contact displacement meter 71.
  • the determination unit 82 acquires the distance from the non-contact displacement meter 71 to the placement surface 3 a of the socket 3 from the storage unit 81.
  • this distance may be referred to as a reference distance d 0 .
  • the reference distance d 0 can be measured in advance by the non-contact displacement meter 71 and stored in the storage unit 81. Similarly to the measurement distance d, the reference distance d 0 can be measured at a plurality of measurement points.
  • the determination unit 82 acquires the threshold t for the double overlap determination process from the storage unit 81.
  • This threshold value t can be set in advance by an operator and stored in the storage unit 81.
  • An example of the threshold value t will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIGS. 6 and 7 showing the vicinity of the non-contact displacement meter 71 and the socket 3 at the measurement position.
  • the threshold value t according to this example represents the maximum allowable value of the variation amount of the distance from the non-contact displacement meter 71 at the measurement position to the placement surface 3a. Such a variation in distance may occur due to, for example, repeated operation of each part of the IC handler 4, thermal deformation of each part accompanying a high temperature test, and the like. Therefore, the threshold value t according to this example is determined based on the repeatability of the movable parts of the shift plate 5 and the displacement measuring unit 7, the deformation amount of the socket 3, the shift plate 5 and the displacement measuring unit 7 associated with
  • the determination unit 82 compares the difference ⁇ calculated for each measurement point with the threshold value t. Next, the determination unit 82 calculates a ratio of measurement points where the difference ⁇ is greater than the threshold value t (that is, measurement points where ⁇ > t) to all measurement points. A measurement point where the difference ⁇ is larger than the threshold value t is hereinafter referred to as an abnormal measurement point. Next, the determination unit 82 determines whether or not the ratio of abnormal measurement points exceeds a certain level. The certain level here is, for example, 75% of all measurement points. When the ratio of the abnormal measurement points exceeds a certain level, the determination unit 82 determines that the state in the socket 3 is abnormal.
  • the determination unit 82 determines that there is a possibility that two or more IC devices D may be stacked and loaded in the socket 3 because at least one IC device D is already loaded in the socket 3. In this case, the notification unit 83 of the control unit 8 notifies the worker of a warning message. On the other hand, when the ratio of the abnormal measurement points does not exceed a certain level, the determination unit 82 determines that the state in the socket 3 is normal. That is, the determination unit 82 determines that there is no possibility that two or more IC devices D are stacked and loaded in the socket 3 because the IC device D does not exist in the socket 3.
  • the non-contact displacement meter 71 according to the present example is supported by the support rod 72 so as to move in the X direction together with the shift plate 5. Therefore, when the shift plate 5 is moved from the carry-out position toward the carry-in position, the non-contact displacement meter 71 is moved in the direction indicated by the arrow A50 in FIG. As a result, the non-contact displacement meter 71 sequentially emits laser light toward the mounting surfaces 3a of the eight sockets 3 arranged in the X direction, and thereby reaches the IC devices D loaded in the sockets 3. The distance can be measured.
  • the IC handler 4 can execute the double overlap determination process for the plurality of sockets 3 arranged in the X direction by the single non-contact displacement meter 71. Further, since the non-contact displacement meter 71 is moved in the X direction by the drive mechanism of the shift plate 5, it is not necessary to mount a separate drive mechanism for moving the non-contact displacement meter 71 in the IC test system 1.
  • the displacement measuring unit 7 can be held at the storage position as shown in FIG. 4 while the robot arm 6 is executing the IC device loading / unloading process.
  • the displacement measurement unit 7 is moved to the measurement position as shown in FIG. 5, and the double overlap determination process by the determination unit 82 can be started. Therefore, according to the IC handler 4 of this example, the risk of the double stacking state of the IC devices D can be determined before the once stopped IC device D loading / discharging process is restarted. It is possible to reliably prevent the overlapping state.
  • the IC device loading / unloading process can be automatically stopped when a sensor provided in each part of the IC test system 1 detects any abnormality, and an operator can check the test head 2 or the socket 3 or the like. Can be stopped manually.
  • the IC handler 4 of the present embodiment it is determined whether two IC devices overlap based on the measurement distance d of the non-contact displacement meter 71 that emits a laser beam toward the mounting surface 3a of the socket 3. Processing can be performed. Therefore, according to the IC handler 4 of the present embodiment, even if the type of the socket 3 or the IC device D is changed, it is only necessary to store the new reference distance d 0 or the threshold value t in the storage unit 81, and the IC device D It becomes possible to determine the danger of the two-layered state. As a result, according to the IC handler 4 of the present embodiment, a large-scale preparation work when the type of the socket 3 or the IC device D is changed becomes unnecessary.
  • the laser displacement meter has a resolution of micron units, according to the IC handler 4 of the present embodiment, even when a thin IC device D having a thickness of less than 0.5 mm is tested, the IC It becomes possible to accurately determine the danger of the device D being overlapped. This reliably prevents the two IC devices D from being overlapped.

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Abstract

　本発明のＩＣハンドラ４はテストヘッド２にＩＣデバイスＤを搬送する。テストヘッド２は、ＩＣデバイスＤが載置される載置面３ａを有していて載置面３ａに載置されたＩＣデバイスＤをテストヘッド２に取り付けるソケット３を備える。ＩＣハンドラ４は、載置面３ａに垂直な方向においてソケット３から離間して配置される非接触変位計７１を備える。非接触変位計７１は、ソケット３の載置面３ａに向かってレーザビームを発射することによって非接触変位計７１から載置面３ａに載置されたＩＣデバイスＤまでの距離を測定する。

Description

ＩＣハンドラ
　本発明は、ＩＣデバイスを試験するテストヘッドにＩＣデバイスを搬送するＩＣハンドラに関する。
　ＩＣデバイスの製造工程においてＩＣデバイスの通電試験を行う試験装置をＩＣテスタと称する。また、ＩＣテスタによる通電試験のためにＩＣデバイスを搬送する搬送装置をＩＣハンドラと称する。ＩＣテスタは、試験用のソケットを介してテストヘッドに取り付けられたＩＣデバイスをテストヘッドに対して押圧することによってＩＣデバイスに通電するようになっている。このようにしてソケット内のＩＣデバイスを押圧する装置をコンタクトヘッドと称する。近年のＩＣハンドラにおいて、コンタクトヘッドは、ＩＣデバイスをソケットに装填するように動作するロボットアームに取り付けられる。
　ところで、試験用のソケットに装填されたＩＣデバイスが何らかの事情によってソケットから排出されずに放置された場合には、新たに装填されるＩＣデバイスがソケット内に残存するＩＣデバイスの上に積み重ねられることになる。このような事態は、例えば、作業者が抵抗測定用のダミーデバイスをソケットに装填してテストヘッドの点検を行った後に、ダミーデバイスをソケットから排出し忘れた場合に発生しうる。２つのＩＣデバイスがソケット内に積み重ねられると、ソケット内に残存するＩＣデバイスがテストヘッドと電気的に接触し続けるので、新たに装填されたＩＣデバイスの正確な試験結果を得ることができなくなる。また、ソケット内に重ねて装填されたＩＣデバイスがコンタクトヘッドによって押圧されると、それらＩＣデバイス又はコンタクトヘッドが破損することもある。従って、２つのＩＣデバイスが試験用のソケット内に重ねて装填された状態を適切に防止する技術が必要とされている。このような状態を以下ではＩＣデバイスの２個重ね状態と称する。
　これに関連して、特許文献１には、ソケットを横断する光線を照射するファイバセンサをソケットに設置しておき、ファイバセンサの光線が遮断されるか否かに応じてＩＣデバイスがソケット内に残存するかどうかを判定する技術が開示されている。また、特許文献２には、ラインセンサ又はエリアセンサ等の撮像装置をソケットの上方に設置しておき、撮像装置において取得したソケットの画像データを解析することによってＩＣデバイスがソケット内に残存するかどうかを判定する技術が開示されている。より具体的に、特許文献２では、ソケットの種類ごとに予め準備された基準データと、撮像装置において取得した画像データとを比較することによって、ＩＣデバイスがソケット内に残存するかどうかを判定している。
　しかしながら、特許文献１のようなファイバセンサを使用した簡易な手法によると、試験対象のＩＣデバイスが薄型であるときに（例えば、ＩＣデバイスの厚さが０．５ｍｍ以下であるときに）ソケット内に残存するＩＣデバイスを正確に検知できないことがある。さらに、特許文献１の手法によると、ＩＣデバイスの寸法が変更される都度、ファイバセンサの光軸をソケットに対して精密に位置決めする必要があるので、作業者による準備作業の負担が大きかった。また、特許文献２の手法によると、ＩＣデバイス又はソケットの色や形状等が変更される都度、ソケットを照らす照明の位置又は光量等を調節したり、新たな基準データを生成したりする必要があるので、やはり作業者による準備作業の負担が大きかった。
特開平６－５８９８６号公報 特開２００９－１４５１５３号公報
　テストヘッドのソケット又は試験対象のＩＣデバイスの種類が変更されたとしても大掛かりな準備作業を必要とせずにＩＣデバイスの２個重ね状態を防止できるＩＣハンドラが求められている。
　本発明の一態様によれば、ＩＣデバイスを試験するテストヘッドにＩＣデバイスを搬送するＩＣハンドラであって、テストヘッドが、ＩＣデバイスが載置される載置面を有していて載置面に載置されたＩＣデバイスをテストヘッドに取り付けるソケットを備えており、ＩＣハンドラが、載置面に垂直な方向においてソケットから離間して配置される非接触変位計を備えており、非接触変位計が、載置面に向かってビームを発射することによって非接触変位計から載置面に載置されたＩＣデバイスまでの距離を測定する、ＩＣハンドラが提供される。
　本発明の一態様によれば、ソケットの載置面に向かってビームを発射する非接触変位計の測定距離に基づいて、ＩＣデバイスが２個重ね状態になる危険性を判定できる。従って、本発明によれば、ソケット又はＩＣデバイスの種類が変更されたときの大掛かりな準備作業を必要とせずにＩＣデバイスの２個重ね状態を防止できる。
本発明の一実施形態のＩＣハンドラを含むＩＣ試験システムの平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図であり、本実施形態のＩＣハンドラのロボットアームがＩＣデバイスをソケットに装填する際の動作を示している。 図２と同様の断面図であり、本実施形態のＩＣハンドラのロボットアームがＩＣデバイスをソケットから排出する際の動作を示している。 図１の部分拡大図であり、本実施形態のＩＣハンドラの変位測定ユニットが格納位置にあるときの状態を示している。 図４と同様の部分拡大図であり、本実施形態のＩＣハンドラの変位測定ユニットが測定位置に在るときの状態を示している。 図５のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 本実施形態のＩＣハンドラによる２個重ね判定処理について説明するための図である。 本実施形態のＩＣハンドラによる２個重ね判定処理に用いられる閾値について説明するための図である。
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。それら図面において、同様の構成要素には同様の符号が付与されている。なお、以下の記載は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲や用語の意義等を限定するものではない。
　図１～図８を参照して、本発明の一実施形態によるＩＣハンドラについて説明する。図１は、本実施形態による例示的なＩＣハンドラ４を含むＩＣ試験システム１の平面図である。図１のように、ＩＣ試験システム１は、テーブル状の基台１０と、基台１０に実装されるテストヘッド２と、テストヘッド２に配列される複数のソケット３と、を備えている。テストヘッド２は、ソケット３に装填されたＩＣデバイスの通電試験を行う。個々のソケット３は、ＩＣデバイスが載置される載置面３ａを有していて、載置面３ａに載置されたＩＣデバイスをテストヘッド２に取り付けるようになっている。個々のソケット３の構造は図６にも示されている。
　本実施形態のＩＣハンドラ４は、ＩＣ試験システム１のテストヘッド２による通電試験のためにＩＣデバイスを搬送する搬送装置である。図１の例によるＩＣ試験システム１は、一対のＩＣハンドラ４，４を備えており、それらＩＣハンドラ４，４は、基台１０の上面に沿って矢印Ａ１０の方向に移動可能な一対のシフトプレート５，５と、基台１０の上方に配置される一対のロボットアーム６，６と、を備えている。なお、図１の例では、シフトプレート５，５の移動方向と平行な方向をＸ方向としており、基台１０の上面においてＸ方向に直交する方向をＹ方向としている（他の図面においても同様である）。本例によるテストヘッド２は、Ｙ方向に並べられた２列のソケット３を有しており、各列には、Ｘ方向に並べられた８個のソケット３が含まれている。すなわち、本例によるテストヘッド２には、合計１６個のソケットが配列されている。これらソケット３の載置面３ａは、Ｘ方向及びＹ方向の双方と平行になるように方向付けされている。なお、テストヘッド２とソケット３との間には、パフォーマンスボードと呼ばれるプリント基板が配置されている。一般に、テストヘッド２におけるソケット３の個数及び配列は、パフォーマンスボードの回路パターンに応じて決定される。
　図１の例において、一対のＩＣハンドラ４，４はソケット３を挟むようにＹ方向において互いに対称に配置されており、各々のＩＣハンドラ４は互いに同様の構成を有している。そのため、以下では一方のＩＣハンドラ４のみについて説明する。図１の例において、ＩＣハンドラ４のシフトプレート５は、Ｘ方向に並べて配置された搬入領域５ａと搬出領域５ｂとを有しており、図示しない駆動機構によってＸ方向に移動される。ここで、搬入領域５ａは、ソケット３に装填されるべき試験前のＩＣデバイスが載置される領域である。試験前のＩＣデバイスは図示しない搬入ロボットによって搬入領域５ａに載置される。また、搬出領域５ｂは、ソケット３から排出された試験後のＩＣデバイスが載置される領域である。搬出領域５ｂに載置されたＩＣデバイスは、図示しない搬出ロボットによって通電試験の結果に応じたトレイに搬出される。
　図１の矢印Ａ１０によって示されるように、シフトプレート５は、搬入領域５ａがソケット３に隣接する搬入位置と、搬出領域５ｂがソケット３に隣接する搬出位置との間をＸ方向に移動可能である。図１の例では、搬出位置に在るシフトプレート５が実線で示されており、搬入位置に在るシフトプレート５が一点鎖線で示されている。本例によるシフトプレート５は、搬出位置から搬入位置まで移動することによって、搬入領域５ａに載置された試験前のＩＣデバイスをソケット３の近傍まで搬送する。そして、試験前のＩＣデバイスは、ＩＣハンドラ４のロボットアーム６によってソケット３内に装填される。
　図１の例において、ＩＣハンドラ４のロボットアーム６は、試験前のＩＣデバイスをソケット３に装填する動作と、試験後のＩＣデバイスをソケット３から排出する動作を連続的に実行する。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図であり、ロボットアーム６が試験前のＩＣデバイスをソケット３に装填する際の動作を示している。なお、図２のＺ方向は、図１のＸ方向及びＹ方向の双方に垂直な方向、すなわち、ソケット３の載置面に垂直な方向である（他の図面においても同様である）。
　図２の例において、ロボットアーム６は、ＩＣデバイスＤの通電試験の際にＩＣデバイスＤをテストヘッド２に対して押圧するコンタクトヘッド６１を備えており、コンタクトヘッド６１は、ＩＣデバイスＤを吸着して把持する吸着ノズル６２を備えている。コンタクトヘッド６１における吸着ノズル６２の個数及び配列は、テストヘッド２におけるソケット３の個数及び配列に対応している。本例によるロボットアーム６は、以下の手順に従ってコンタクトヘッド６１を移動することによって、試験前のＩＣデバイスＤをソケット３に装填する。なお、図２の例において、シフトプレート５は搬出位置から搬入位置まで移動されているものとする。
　先ず、図２の実線で示されるように、シフトプレート５が搬入位置に在るときに、コンタクトヘッド６１がＹ方向及びＺ方向に移動されることによって、吸着ノズル６２が搬入領域５ａ上のＩＣデバイスＤに当接させられる。次いで、吸着ノズル６２がＩＤデバイスＤを吸着して把持したら、図２の矢印Ａ２１で示されるように、コンタクトヘッド６１がＺ方向に移動されることによって、ＩＣデバイスＤが搬入領域５ａから持ち上げられる。さらに、図２の矢印Ａ２２で示されるように、コンタクトヘッド６１がＹ方向に移動されることによって、ＩＣデバイスＤがＹ方向においてソケット３と整列される。次いで、図２の矢印Ａ２３で示されるように、コンタクトヘッド６１がＺ方向に移動されることによって、ＩＣデバイスＤがソケット３の載置面３ａに載置される。これによりＩＣデバイスＤのソケット３への装填が完了する。このときの状態が図２の破線で示されている。
　その後、図２の矢印Ａ２４で示されるように、コンタクトヘッド６１がＺ方向にさらに移動されることによって、ソケット３内のＩＣデバイスＤがテストヘッド２に対して押圧される。これにより、ソケット３内のＩＣデバイスＤがテストヘッド２と電気的に接続されて、ＩＣデバイスＤの通電試験が開始される。このように、本例によるロボットアーム６は、ソケット３内のＩＣデバイスＤをテストヘッド２に対して押圧する動作をさらに実行する。ＩＣデバイスＤの通電試験が開始されると、シフトプレート５が搬入位置から搬出位置まで移動される。
　図３は、図２と同様の断面図であり、ロボットアーム６が試験後のＩＣデバイスＤをソケット３から排出する際の動作を示している。本例によるロボットアーム６は、以下の手順に従ってコンタクトヘッド６１を移動することによって、試験後のＩＣデバイスＤをソケット３から排出する。先ず、図３の実線で示されるように、ソケット３内のＩＣデバイスＤの通電試験が終了したら、吸着ノズル６２がソケット３内のＩＣデバイスを再び吸着して把持する。次いで、図３の矢印Ａ３１で示されるように、コンタクトヘッド６１がＺ方向に移動されることによって、ＩＣデバイスＤがソケット３の載置面３ａから持ち上げられる。さらに、図３に矢印Ａ３２で示されるように、コンタクトヘッド６１がＹ方向に移動されることによって、ＩＣデバイスＤがＹ方向において搬出領域５ｂに対して位置決めされる。次いで、図３の矢印Ａ３３で示されるように、コンタクトヘッド６１がＺ方向に移動されることによって、ＩＣデバイスＤが搬出領域５ｂに載置される。このときの状態が図３の破線で示されている。そして、吸着ノズル６２の吸着状態が解除されることによって、ＩＣデバイスＤのソケット３からの排出が完了する。図２及び図３に示される一連の工程を以下ではＩＣデバイスの装填排出工程と称することがある。
　なお、説明の簡略化のために、図２及び図３には、一方のＩＣハンドラ４のシフトプレート５及びロボットアーム６のみを示しているが、他方のＩＣハンドラ４のシフトプレート５及びロボットアーム６もこれらと同様に動作しうる。すなわち、一対のＩＣハンドラ４，４におけるシフトプレート５，５及びロボットアーム６，６は、上述した装填排出工程を交互に実行しうる。これによりソケット３におけるＩＣデバイスの入れ替え頻度が増大するので、テストヘッド２の稼働率が向上しうる。
　図１～図３を参照すると、本例によるＩＣハンドラ４は、シフトプレート５と一緒にＸ方向に移動するようにシフトプレート５の下面に装着される変位測定ユニット７を備えている。変位測定ユニット７は非接触変位計７１を有しており、測定対象物に向かってビームを発射することによって非接触変位計７１から測定対象物までの距離を測定する。非接触変位計７１は、例えば、レーザビームを発射するレーザ変位計、又は超音波ビームを発射する超音波変位計等でありうる。図４は、図１のＩＣハンドラ４における変位測定ユニット７の近傍を示す部分拡大図である。図４の例による変位測定ユニット７は、非接触変位計７１としてのレーザ変位計と、非接触変位計７１を支持する支持ロッド７２と、支持ロッド７２によって支持された非接触変位計７１をシフトプレート５に対して相対移動させるＬ字状のリンク部材７３と、リンク部材７３を作動させるようにシフトプレート５の下面に固定されるエアシリンダ７４と、を備えている。
　図４の例による支持ロッド７２は、一方の端部７２ａにおいて非接触変位計７１を支持している。支持ロッド７２は、シフトプレート５の下面に固定されたガイド部材５ｃによってＹ方向に摺動可能にシフトプレート５に装着されている。支持ロッド７２の他方の端部７２ｂには、第１継手ピン７５が挿入されるＺ方向のピン穴が形成されている。また、本例によるリンク部材７３は、リンク部材７３の長手方向に延在する第１延在部７３１と、第１延在部７３１の一方の端部７３１ａから第１延在部７３１に概ね垂直に延在する第２延在部７３２とを有している。リンク部材７３は、上記の端部７３１ａに位置するＺ方向の回転軸線Ｒ回りに回転可能にシフトプレート５に装着されている。そして、第１延在部７３１の他方の端部７３１ｂには、第１継手ピン７５が挿入されるＺ方向のピン穴が形成されている。すなわち、支持ロッド７２の端部７２ｂと第１延在部７３１の端部７３１ｂは、第１継手ピン７５によってＺ方向の回転軸線回りに回転可能に連結されている。また、第２延在部７３２の他方の端部７３２ｂには、第２継手ピン７６が挿入されるＺ方向のピン穴が形成されている。
　また、本例によるエアシリンダ７４は、圧縮空気のエネルギーを発生させるシリンダチューブ７４１と、圧縮空気のエネルギーによってＸ方向に直線移動するピストンロッド７４２と、ピストンロッド７４２の先端部に取り付けられた作動部材７４３と、を備えている。作動部材７４３には、第２継手ピン７６が挿入されるＺ方向のピン穴が形成されており、第２延在部７３２の端部７３２ｂと作動部材７４３は、第２継手ピン７６によってＺ方向の回転軸線回りに回転可能に連結されている。そして、作動部材７４３は、シリンダチューブ７４１に近接する後方位置と、シリンダチューブ７４１から離間した前方位置との間を往復移動するようになっている。図４には、後方位置に在る作動部材７４３が示されている。以上の構造を有する支持ロッド７２、リンク部材７３、及びエアシリンダ７４が連携することによって、作動部材７４３のＸ方向の往復運動が、回転軸線Ｒ回りに回転するリンク部材７３を介して非接触変位計７１のＹ方向の往復運動に変換されることになる。これにより、本例による変位測定ユニット７は、作動部材７４３の後方位置に対応する格納位置（図４参照）と、作動部材７４３の前方位置に対応する測定位置との間をＹ方向に移動可能である。図４のような格納位置に在る変位測定ユニット７は、上述した装填排出工程を実行するロボットアーム６と干渉することはない。
　図５は、図４と同様の部分拡大図であり、測定位置に在る変位測定ユニット７を示している。また、図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。図５及び図６のように、変位測定ユニット７が測定位置に移動されると、非接触変位計７１がＹ方向においてソケット３と整列されるとともにＺ方向においてソケット３から離間して配置されるようになる。従って、測定位置に在る非接触変位計７１は、ソケット３の載置面３ａに向かってレーザビームを発射することによって、ビームの進行方向に存在する測定対象物までの距離を測定できる。このようにして測定した距離を以下では測定距離ｄと称する。また、測定位置に在る非接触変位計７１は、シフトプレート５と一緒にＸ方向に移動することによってソケット３内の複数の測定点において測定距離ｄを測定できる。
　本実施形態によるＩＣハンドラ４は、非接触変位計７１の測定距離ｄに基づいて、ＩＣデバイスＤが２個重ね状態になる危険性を判定する処理を実行する。この処理のことを以下では２個重ね判定処理と称する。ここで、再び図１を参照すると、本実施形態のＩＣハンドラ４は、ＩＣハンドラ４の各部の動作を制御するとともに、種々の演算処理を実行する制御ユニット８を備えている。特に、本例による制御ユニット８は、種々のデータを格納する記憶部８１と、上記の２個重ね判定処理を実行する判定部８２と、種々のメッセージを作業者に通知する通知部８３と、を備えている。
　続いて、図７を参照して、制御ユニット８の判定部８２による２個重ね判定処理について説明する。図７は、測定位置に在る非接触変位計７１及びソケット３の近傍を示す図６と同様の断面図である。２個重ね判定処理において、判定部８２は、先ず、非接触変位計７１からソケット３内の複数の測定点についての測定距離ｄを取得する。次いで、判定部８２は、非接触変位計７１からソケット３の載置面３ａまでの距離を記憶部８１から取得する。この距離を以下では基準距離ｄ0と称することがある。基準距離ｄ0は予め非接触変位計７１によって測定されて記憶部８１に格納されうる。基準距離ｄ0も測定距離ｄと同様に複数の測定点について測定されうる。次いで、判定部８２は、基準距離ｄ0と測定距離ｄの間の差分δ（δ＝ｄ0－ｄ）を各測定点について計算する。図７から分かるように、ソケット３内にＩＣデバイスＤ等の測定対象物が存在する場合、この差分δは測定対象物のＺ方向の厚さを表すことになる。
　次いで、判定部８２は、２個重ね判定処理用の閾値ｔを記憶部８１から取得する。この閾値ｔは、作業者によって予め設定されて記憶部８１に格納されうる。図８を参照して、閾値ｔの一例について説明する。図８は、測定位置に在る非接触変位計７１及びソケット３の近傍を示す図６及び図７と同様の断面図である。本例による閾値ｔは、測定位置に在る非接触変位計７１から載置面３ａまでの距離の変動量の最大許容値を表している。このような距離の変動は、例えば、ＩＣハンドラ４の各部の繰り返し動作、及び高温試験に伴う各部の熱変形等に起因して発生しうる。従って、本例による閾値ｔは、シフトプレート５及び変位測定ユニット７の可動部の繰り返し精度、並びに高温試験に伴うソケット３、シフトプレート５、及び変位測定ユニット７の変形量等に基づいて決定されうる。
　再び図７を参照すると、判定部８２は、各測定点について計算した差分δと閾値ｔを比較する。次いで、判定部８２は、差分δが閾値ｔよりも大きい測定点（すなわちδ＞ｔである測定点）の全測定点に占める割合を算出する。差分δが閾値ｔよりも大きい測定点を以下では異常測定点と称する。次いで、判定部８２は、異常測定点の割合が一定水準を超えるかどうかを判定する。ここでいう一定水準とは、例えば、全測定点の７５％である。そして、異常測定点の割合が一定水準を超える場合、判定部８２は、ソケット３内の状態が異常であると判定する。すなわち、判定部８２は、ソケット３内に少なくとも１つのＩＣデバイスＤが既に装填されているので、ソケット３内に２つ以上のＩＣデバイスＤが重ねて装填される可能性があると判定する。この場合、制御ユニット８の通知部８３が作業者に警告メッセージを通知する。他方、異常測定点の割合が一定水準を超えない場合、判定部８２は、ソケット３内の状態が正常であると判定する。すなわち、判定部８２は、ソケット３内にＩＣデバイスＤが存在しないので、ソケット３内に２つ以上のＩＣデバイスＤが重ねて装填される可能性はないと判定する。
　再び図５を参照すると、本例による非接触変位計７１は、シフトプレート５と一緒にＸ方向に移動するように支持ロッド７２によって支持されている。そのため、シフトプレート５が搬出位置から搬入位置に向かって移動されると、非接触変位計７１が図５の矢印Ａ５０で示される方向に移動されることになる。その結果、非接触変位計７１は、Ｘ方向に並べられた８個のソケット３の載置面３ａに向かってレーザ光を順次発射することによって、それらソケット３に装填されたＩＣデバイスＤまでの距離を測定できるようになる。従って、本例によるＩＣハンドラ４は、１つの非接触変位計７１によってＸ方向に並べられた複数のソケット３に対する２個重ね判定処理を実行できる。また、非接触変位計７１はシフトプレート５の駆動機構によってＸ方向に移動されるので、非接触変位計７１を移動させるための別途の駆動機構をＩＣ試験システム１に実装する必要はない。
　なお、本例によるＩＣハンドラ４において、ロボットアーム６がＩＣデバイスの装填排出工程を実行している間は、変位測定ユニット７が図４のような格納位置に保持されうる。他方、ＩＣデバイスの装填排出工程が何らかの理由で停止されたときには、変位測定ユニット７が図５のような測定位置に移動されて、判定部８２による２個重ね判定処理が開始されうる。従って、本例のＩＣハンドラ４によると、一旦停止されたＩＣデバイスＤの装填排出工程が再開される前に、ＩＣデバイスＤの２個重ね状態の危険性を判定できるので、ＩＣデバイスＤの２個重ね状態を確実に防止できる。なお、ＩＣデバイスの装填排出工程は、ＩＣ試験システム１の各部に設けられたセンサが何らかの異常を検知したときに自動的に停止されうるし、テストヘッド２又はソケット３等の点検のために作業者によって手動で停止されうる。
　以上のように、本実施形態のＩＣハンドラ４によれば、ソケット３の載置面３ａに向かってレーザビームを発射する非接触変位計７１の測定距離ｄに基づいてＩＣデバイスの２個重ね判定処理が実行されうる。従って、本実施形態のＩＣハンドラ４によれば、ソケット３又はＩＣデバイスＤの種類が変更されたとしても、新たな基準距離ｄ0又は閾値ｔを記憶部８１に格納するだけで、ＩＣデバイスＤの２個重ね状態の危険性を判定できるようになる。その結果、本実施形態のＩＣハンドラ４によれば、ソケット３又はＩＣデバイスＤの種類が変更されたときの大掛かりな準備作業が不要になる。また、一般にレーザ変位計はミクロン単位の分解能を有するので、本実施形態のＩＣハンドラ４によると、厚さが０．５ｍｍ未満である薄型のＩＣデバイスＤが試験される場合であっても、ＩＣデバイスＤの２個重ね状態の危険性を正確に判定できるようになる。これによりＩＣデバイスＤの２個重ね状態が確実に防止される。
　本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々改変されうる。また、上述した各部の寸法、形状、材質等は一例にすぎず、本発明の効果を達成するために多様な寸法、形状、材質等が採用されうる。
　１　　ＩＣ試験システム
　１０　　基台
　２　　テストヘッド
　３　　ソケット
　３ａ　　載置面
　４　　ＩＣハンドラ
　５　　シフトプレート
　５ａ　　搬入領域
　５ｂ　　搬出領域
　５ｃ　　ガイド部材
　６　　ロボットアーム
　６１　　コンタクトヘッド
　６２　　吸着ノズル
　７　　変位測定ユニット
　７１　　非接触変位計
　７２　　支持ロッド
　７３　　リンク部材
　７３１　　第１延在部
　７３２　　第２延在部
　７４　　エアシリンダ
　７４１　　シリンダチューブ
　７４２　　ピストンロッド
　７４３　　作動部材
　７５　　第１継手ピン
　７６　　第２継手ピン
　８　　制御ユニット
　８１　　記憶部
　８２　　判定部
　８３　　通知部
　ｄ　　測定距離
　ｄ0　　基準距離
　Ｄ　　ＩＣデバイス
　δ　　差分
　ｔ　　閾値

Claims (5)

  1. 　ＩＣデバイスを試験するテストヘッドに前記ＩＣデバイスを搬送するＩＣハンドラであって、
    　前記テストヘッドは、前記ＩＣデバイスが載置される載置面を有していて前記載置面に載置された前記ＩＣデバイスを前記テストヘッドに取り付けるソケットを備えており、
    　前記ＩＣハンドラは、前記載置面に垂直な方向において前記ソケットから離間して配置される非接触変位計を備えており、
    　前記非接触変位計は、前記載置面に向かってビームを発射することによって前記非接触変位計から前記載置面に載置された前記ＩＣデバイスまでの距離を測定する、ＩＣハンドラ。
  2. 　複数の前記ソケットが第１の方向に沿って前記テストヘッドに配列されており、
    　前記非接触変位計は、複数の前記ソケットにおける各々の前記載置面に向かってビームを順次発射するように前記第１の方向と平行に移動可能である、請求項１に記載のＩＣハンドラ。
  3. 　前記第１の方向と平行に移動して前記ＩＣデバイスを搬送する搬送部をさらに備えており、
    　前記非接触変位計は、前記搬送部と一緒に前記第１の方向と平行に移動するように前記搬送部に支持される、請求項２に記載のＩＣハンドラ。
  4. 　前記非接触変位計によって測定された距離に基づいて、前記載置面に２つ以上の前記ＩＣデバイスが重ねて載置される可能性があるかどうかを判定する判定部をさらに備える、請求項１に記載のＩＣハンドラ。
  5. 　前記非接触変位計がレーザビームを発射するレーザ変位計である、請求項１に記載のＩＣハンドラ。
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