JP2005265786A - Pressing method, pressing device, ic handler, and ic inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＩＣデバイスの電気的特性を検査するためのＩＣ検査装置に関し、特に、ＩＣデバイスを検査用ソケットに押圧する際のオーバーシュートを防止する際に好適な押圧方法、押圧装置、ＩＣハンドラ及びこのＩＣハンドラを有するＩＣ検査装置に関するものである。 The present invention relates to an IC inspection apparatus for inspecting the electrical characteristics of an IC device, and in particular, a pressing method, a pressing apparatus, and an IC handler that are suitable for preventing overshoot when an IC device is pressed against an inspection socket. And an IC inspection apparatus having the IC handler.
従来、この種のＩＣ検査装置においては、トレイ上に載置された未検査のＩＣデバイスをデバイスチャックと呼ばれる把持部で吸着保持し、吸着保持したＩＣデバイスをＩＣハンドラによって検査用ソケット上に搬送した後、所定の押圧力で押圧する。これによりＩＣデバイスのリードを検査用ソケットに設けたソケットピンに電気的に接触させ、電気的検査を行っている。この試験の際には、そのＩＣデバイスの品種に応じた最適押圧力、又はその検査目的に応じた最適押圧力で押圧することが必要とされている。このため、従来は、エアシリンダとこのエアシリンダに供給するエアー圧力を制御する電空レギュレータとを設け、エアシリンダ内に昇降動作可能に設けられたピストンに把持部を接続し、エアシリンダのエアー圧を制御することにより把持部で吸着保持したＩＣデバイスを最適押圧力で押圧できるようにした押圧装置が開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。 Conventionally, in this type of IC inspection apparatus, an uninspected IC device placed on a tray is sucked and held by a gripping unit called a device chuck, and the sucked and held IC device is conveyed onto an inspection socket by an IC handler. After that, it is pressed with a predetermined pressing force. As a result, the lead of the IC device is brought into electrical contact with the socket pin provided on the socket for inspection to conduct electrical inspection. In this test, it is necessary to press with the optimum pressing force according to the type of the IC device or with the optimum pressing force according to the inspection purpose. For this reason, conventionally, an air cylinder and an electropneumatic regulator for controlling the air pressure supplied to the air cylinder are provided, and a gripping part is connected to a piston provided in the air cylinder so as to be movable up and down. There has been disclosed a pressing device capable of pressing an IC device sucked and held by a gripping portion with an optimal pressing force by controlling the pressure (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
これらの特許文献１及び特許文献２の技術では、ＩＣデバイスを検査する際、所定のエアー圧が予めエアシリンダに供給され、エアシリンダのピストンが初期位置として伸長側のストローク端に位置した状態となっており、その状態から把持部及びエアシリンダを含む押圧装置全体を下降させて、ピストンに接続された把持部を検査用ソケット上に向けて下降させる。そして、ＩＣデバイスを検査用ソケットにコンタクトさせ、これによりピストンが伸長側のストローク端から上方向へと押し戻された後、その状態で電空レギュレータを介してエアー圧を制御してピストンを下方向に押し進めることによりＩＣデバイスを最適押圧力で押圧するようになっている。 In the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, when inspecting an IC device, a predetermined air pressure is supplied to the air cylinder in advance, and the piston of the air cylinder is positioned at the extension stroke end as an initial position. In this state, the entire pressing device including the gripping part and the air cylinder is lowered, and the gripping part connected to the piston is lowered onto the inspection socket. Then, after the IC device is brought into contact with the socket for inspection and the piston is pushed back upward from the stroke end on the extension side, the piston is moved downward by controlling the air pressure through the electropneumatic regulator in that state. By pushing forward, the IC device is pressed with an optimum pressing force.
しかしながら、この技術では押圧動作を行う際に、既にエアシリンダにエアー圧が供給されていることから、コンタクト時の衝撃によってオーバシュート（設定押圧力よりも大きい押圧力がかかること）が発生する場合がある。そこで、これを防止する技術として、予めエアーシリンダの圧力を抜いておき、エアー圧を抜いた状態でコンタクトさせることによりオーバシュートが発生しないようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。 However, in this technique, when the pressing operation is performed, the air pressure has already been supplied to the air cylinder, and therefore an overshoot (a pressing force larger than the set pressing force) occurs due to an impact at the time of contact. There is. Therefore, as a technique for preventing this, there is a technique in which the pressure of the air cylinder is released in advance and contact is made in a state where the air pressure is released so that overshoot does not occur (see, for example, Patent Document 3).
ところで、近年では、検査対象のＩＣデバイスも多様化され、例えばベアチップのまま実装するＣＳＰ等のＩＣデバイスが登場している。この種のＩＣデバイスは、衝撃に非常に弱くダメージを受け易いことから、従来の樹脂モールドパッケージのものと比べて小さな押圧力で押圧することが求められている。しかしながら、上記特許文献１、２の技術はもとより、特許文献３の技術でも、少なくとも把持部の重量がコンタクト時に押圧力として加わる構成となっており、把持部の重量でさえもオーバーシュートとなる可能性を有する近年のＩＣデバイスの検査に用いることは望ましくなかった。 By the way, in recent years, IC devices to be inspected are also diversified, and for example, IC devices such as CSPs that are mounted as bare chips have appeared. Since this type of IC device is very vulnerable to impact and easily damaged, it is required to press with a smaller pressing force than that of a conventional resin mold package. However, in the techniques of Patent Documents 1 and 2 as well as the technique of Patent Document 3, at least the weight of the gripping part is applied as a pressing force at the time of contact, and even the weight of the gripping part may cause overshoot. Therefore, it has not been desirable to use it for the inspection of recent IC devices having characteristics.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、コンタクト時のオーバーシュートを確実に防止することが可能な押圧方法、押圧装置、ＩＣハンドラ及びＩＣ検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a pressing method, a pressing device, an IC handler, and an IC inspection device that can reliably prevent overshoot during contact.
本発明に係る押圧方法は、エアー圧により押圧されて昇降動作するピストンを備えた押圧手段により、ピストンの下端部に接続された把持部で把持したＩＣデバイスを、そのＩＣデバイスの電気的検査を行うための検査用ソケットに押圧する押圧動作を行う際、予め前記ピストンを伸長側のストローク端よりも上方に引き上げた状態として把持部をその重量に抗して保持しておき、ピストンを上方に引き上げた状態から押圧手段にエアー圧の供給を開始して、そのエアー圧によりピストンを下降させて把持部で把持したＩＣデバイスを検査用ソケットに接触させた後、検査用ソケットに対して所定の押圧力で押圧するものである。
これにより、コンタクト時に衝撃が発生せず、オーバーシュートを確実に防止することが可能となる。
According to the pressing method of the present invention, an IC device gripped by a gripping portion connected to the lower end of a piston is pressed by a pressing means having a piston that is pressed by air pressure to move up and down. When performing a pressing operation to press against the inspection socket for performing, the gripping part is held against its weight in a state where the piston is pulled up above the extension stroke end in advance, and the piston is moved upward. Supply of air pressure to the pressing means is started from the pulled-up state, the piston is lowered by the air pressure, and the IC device gripped by the gripping portion is brought into contact with the inspection socket, and then a predetermined amount is applied to the inspection socket. It is pressed with a pressing force.
Thereby, an impact does not occur at the time of contact, and it is possible to reliably prevent overshoot.
また、本発明に係る押圧装置は、ＩＣデバイスを把持する把持部と、把持部が下端部に接続されエアー圧により押圧されて昇降動作するピストンを備え、ピストンを下降させて把持部で把持したＩＣデバイスをそのＩＣデバイスの電気的検査を行うための検査用ソケットに押圧する押圧動作を行う押圧手段と、押圧手段に供給するエアー圧力を制御する圧力制御手段と、押圧手段によりＩＣデバイスが所定の押圧力で検査用ソケットに押圧されるように圧力制御手段を制御する制御手段とを備え、押圧手段は、予めピストンを伸長側のストローク端よりも上方に引き上げた状態として把持部をその重量に抗して保持しており、制御手段は、押圧手段による押圧動作の際、把持部を上方に引き上げた状態から押圧手段にエアー圧の供給を開始させ、そのエアー圧により把持部を下降させてＩＣデバイスを検査用ソケットに接触させた後、検査用ソケットに対して所定の押圧力で押圧させるように圧力制御手段を制御するものである。
これにより、ＩＣデバイスと検査用ソケットとのコンタクト時に衝撃が発生せず、オーバーシュートを確実に防止することが可能となる。
The pressing device according to the present invention includes a gripping part for gripping the IC device, and a piston that is connected to the lower end part and is moved up and down by being pressed by air pressure. The piston is lowered and gripped by the gripping part. The IC device is predetermined by the pressing means for performing a pressing operation for pressing the IC device against the inspection socket for performing electrical inspection of the IC device, the pressure control means for controlling the air pressure supplied to the pressing means, and the pressing means. Control means for controlling the pressure control means so as to be pressed against the inspection socket by the pressing force of the pressure, and the pressing means sets the weight of the gripping portion in a state in which the piston is pulled up above the stroke end on the extension side in advance. The control means starts supplying air pressure to the pressing means from the state where the gripping part is pulled upward during the pressing operation by the pressing means. After contacting the test socket IC devices lowers the gripper by its air pressure, controls the pressure control means so as to press a predetermined pressing force to the test socket.
As a result, no impact is generated when the IC device contacts the inspection socket, and overshoot can be reliably prevented.
また、本発明に係る押圧装置は、ピストンには、異なる重量の把持部が交換可能に接続可能となっており、ピストンは、把持部をその重量に抗して上方に引き上げて引込側のストローク端に位置した状態を初期位置としており、制御手段は、把持部の重量に関係なく所定の押圧力を生じさせるのに必要なエアー圧に、把持部の重量に応じて予め求められた基準エアー圧を加算したエアー圧を押圧手段に供給すべきエアー圧として決定し、押圧動作の際に、そのエアー圧が押圧手段に供給されるように圧力制御手段を制御し、ピストンを初期位置から下方に移動開始させるようにしたものである。
このように、把持部の重量に応じた基準エアー圧を用いたエアー圧制御を行うことで、把持部が検査対象のＩＣデバイスの種類等に応じて交換された場合であっても、常にコンタクト時のオーバーシュートを防止することが可能な押圧装置を得ることができる。
Further, in the pressing device according to the present invention, gripping portions having different weights can be connected to the piston in a replaceable manner, and the piston lifts the gripping portion upward against the weight, and the stroke on the retracting side The initial position is the state positioned at the end, and the control means sets the reference air pressure determined in advance according to the weight of the gripper to the air pressure necessary to generate a predetermined pressing force regardless of the weight of the gripper. The air pressure obtained by adding the pressure is determined as the air pressure to be supplied to the pressing means, and during the pressing operation, the pressure control means is controlled so that the air pressure is supplied to the pressing means, and the piston is moved downward from the initial position. The movement is started.
In this way, by performing the air pressure control using the reference air pressure according to the weight of the gripping part, it is always possible to contact even when the gripping part is replaced according to the type of IC device to be inspected. It is possible to obtain a pressing device that can prevent overshoot at the time.
また、本発明に係る押圧装置は、ピストンが初期位置から所定のストローク量下降したことを検出する検出手段を備え、制御手段は、押圧動作に先立って、初期設定動作として圧力制御手段を制御してエアー圧を徐々に上昇させながら押圧手段にエアーを供給させ、そのエアー供給によってピストンが初期位置から下降を開始して検出手段によって検出されたときのエアー圧を、把持部の重量に応じた基準エアー圧として求める動作を予め行っておくものである。
このようにして基準エアー圧を求めることができる。
Further, the pressing device according to the present invention includes detection means for detecting that the piston has lowered a predetermined stroke amount from the initial position, and the control means controls the pressure control means as an initial setting operation prior to the pressing operation. The air is supplied to the pressing means while gradually raising the air pressure, and the air pressure when the piston starts to descend from the initial position by the air supply and is detected by the detecting means depends on the weight of the gripping part. The operation for obtaining the reference air pressure is performed in advance.
In this way, the reference air pressure can be obtained.
また、本発明に係る押圧装置は、基準エアー圧を、ピストンに交換可能に接続される把持部毎に予め記憶する記憶手段を備え、制御手段は、押圧動作の際、その押圧動作時にピストンに接続されている把持部に対応する基準エアー圧を記憶手段から読み出し、押圧手段に供給すべきエアー圧を決定する際に利用するものである。
このように、基準エアー圧を把持部毎に予め記憶手段に記憶させておき、その記憶手段内の基準エアー圧に基づいて押圧手段に供給すべきエアー圧を決定するようにしても良い。
Further, the pressing device according to the present invention includes storage means for storing the reference air pressure in advance for each gripping part connected to the piston so as to be exchangeable, and the control means applies the piston to the piston during the pressing operation. The reference air pressure corresponding to the connected gripping portion is read from the storage means and used when determining the air pressure to be supplied to the pressing means.
As described above, the reference air pressure may be stored in advance in the storage unit for each gripping portion, and the air pressure to be supplied to the pressing unit may be determined based on the reference air pressure in the storage unit.
また、本発明に係る押圧装置は、制御手段が、検出手段の検出結果に基づいて異常を検知する異常検知手段を備えたものである。
このように、検出手段の検出結果を利用して異常を検知することができる。
In the pressing device according to the present invention, the control unit includes an abnormality detection unit that detects an abnormality based on a detection result of the detection unit.
Thus, an abnormality can be detected using the detection result of the detection means.
また、本発明に係る押圧装置は、押圧装置が、把持部にて把持したＩＣデバイスが、検出手段で検出が行われたタイミングで検査用ソケットに接触するように位置決めされて使用され、異常検知手段が、押圧手段にエアー供給が開始された後に、検出手段で検出が行われない場合、異常と検知するものである。
例えばＩＣデバイスと検査用ソケットとの間に異物が混入していたり、検査用ソケットの中に検査しようとするもの以外のＩＣデバイスが残っていたり、把持部でＩＣデバイスを２重保持していた場合、エアー供給によって下降を始めたピストンは、正常時の停止位置よりも、異物や余分に保持されたＩＣデバイスの高さ分だけ上方の位置で停止してしまうことになる。押圧装置は、ピストンが正常時の停止位置まで下降したときに検出手段で検出が行われるように位置決めされているので、押圧手段にエアー供給が開始された後に、検出手段で検出が行われない場合、異常と検知することができる。このように検出手段の検出結果を利用して異物混入やＩＣデバイスの２重保持などの異常を検知することができる。なお、検知したい異物の大きさやＩＣデバイスの厚さにより、検出手段による検出位置を最適な位置に調整することも可能な構造となっている。
Further, the pressing device according to the present invention is used by positioning the IC device held by the holding unit so that the IC device held by the holding unit comes into contact with the inspection socket at the timing when detection is performed. The means detects an abnormality when the detection means does not detect after the air supply to the pressing means is started.
For example, foreign matter is mixed between the IC device and the inspection socket, IC devices other than those to be inspected remain in the inspection socket, or the IC device is held twice with the gripping portion. In this case, the piston that has started descending due to the air supply stops at a position that is higher than the normal stop position by the height of the foreign object or the IC device held excessively. The pressing device is positioned so that detection is performed by the detection means when the piston is lowered to the normal stop position, so that detection is not performed by the detection means after the supply of air to the pressing means is started. If it is, it can be detected as abnormal. In this way, the detection result of the detection means can be used to detect abnormalities such as foreign matter contamination and double holding of the IC device. The detection position by the detection means can be adjusted to an optimum position depending on the size of the foreign matter to be detected and the thickness of the IC device.
また、本発明に係る押圧装置は、押圧手段が、エアシリンダ、ダイヤフラム及びベローズの何れかであるものである。
また、本発明に係る押圧装置は、検出手段が、近接センサ又は光電センサであるものである。
また、本発明に係る押圧装置は、圧力制御手段が、電空レギュレータであるものである。
In the pressing device according to the present invention, the pressing means is any one of an air cylinder, a diaphragm, and a bellows.
In the pressing device according to the present invention, the detection means is a proximity sensor or a photoelectric sensor.
In the pressing device according to the present invention, the pressure control means is an electropneumatic regulator.
また、本発明に係るＩＣハンドラは、上記の何れかの押圧装置と、押圧装置全体を昇降動作させるための駆動手段と、ピストンが初期位置に位置していることを検出する初期状態検出手段とを備え、押圧装置は、入力手段を介してオペレータにより入力された所定高さ位置まで駆動手段によって下降して停止した後、押圧動作に入るように構成され、異常検知手段は、押圧動作において押圧手段にエアーの供給が開始された後、ピストンが初期位置から下降開始せずに初期状態検出手段による検出が継続された場合、異常と検知するものである。
正常に動作が行われていれば、押圧装置が所定高さ位置まで下降して停止した後、押圧手段へのエアー供給が開始されると、ピストンが初期位置から下降して初期状態検出手段で検出されなくなるはずであるが、例えばオペレータが、所定高さ位置の入力操作を誤って低く設定しすぎた場合、押圧装置全体が必要以上に下降してピストンが引込側ストローク端に押しつけられた状態となる。この場合、押圧手段へのエアー供給を開始してもピストンが下降できず、初期状態検出手段による検出が継続されることになる。したがって、押圧手段にエアーの供給が開始された後、ピストンが初期位置から下降を開始せずに初期状態検出手段による検出が継続された場合、異常と検知することができる。このように、初期状態検出手段の検出結果を利用して、所定高さ位置の入力ミスによる動作異常を検知することができる。
Further, an IC handler according to the present invention includes any one of the above-described pressing devices, a driving unit for moving the entire pressing device up and down, and an initial state detecting unit that detects that the piston is located at the initial position. The pressing device is configured to enter the pressing operation after being lowered by the driving unit to a predetermined height position inputted by the operator via the input unit and stopped, and the abnormality detecting unit is configured to press in the pressing operation. After the supply of air to the means is started, if the detection by the initial state detection means is continued without the piston starting to descend from the initial position, an abnormality is detected.
If the operation is normally performed, after the pressing device descends to a predetermined height position and stops, when the air supply to the pressing means is started, the piston descends from the initial position and the initial state detecting means Although it should not be detected, for example, when the operator mistakenly sets the input operation at the predetermined height position too low, the entire pressing device is lowered more than necessary and the piston is pressed against the stroke end of the pull-in side It becomes. In this case, even if the air supply to the pressing means is started, the piston cannot be lowered, and the detection by the initial state detecting means is continued. Therefore, when the detection by the initial state detection unit is continued without starting the descent of the piston from the initial position after the supply of air to the pressing unit is started, it can be detected as abnormal. As described above, it is possible to detect an operation abnormality due to an input error at a predetermined height position using the detection result of the initial state detection means.
また、本発明に係るＩＣ検査装置は、上記の何れかの押圧装置を備えたものである。
また、本発明に係るＩＣ検査装置は、上記のＩＣハンドラを備えたものである。
これにより、コンタクト時のオーバーシュートを確実に防止することのできるＩＣ検査装置を得ることができる。
An IC inspection apparatus according to the present invention includes any one of the above-described pressing devices.
Further, an IC inspection apparatus according to the present invention includes the above IC handler.
As a result, it is possible to obtain an IC inspection device that can reliably prevent overshoot during contact.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る押圧装置を備えたＩＣ検査装置の概略図である。
このＩＣ検査装置１は、ＩＣデバイス１３が電気的に接触される後述の図３に示すような検査用ソケット１０を備えたテストヘッド２と、このテストヘッド２に接続され、検査用ソケット１０におけるＩＣデバイス１３のテストを実行するテスター３と、ＩＣデバイス１３を吸着保持してテストヘッド２の検査用ソケット１０上へ搬送し、押圧するためのＩＣハンドラ４とを備えた構成となっている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram of an IC inspection apparatus including a pressing device according to Embodiment 1 of the present invention.
The IC inspection apparatus 1 includes a test head 2 having an
図２は、図１のＩＣハンドラの主要部の構成を示す概略図である。
ＩＣハンドラ４は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能なコンタクトアーム４１を有し、このコンタクトアーム４１には、エンコーダ付きの駆動手段としてのサーボモータ４４が固定されている。サーボモータ４４は、後述のコンプライアンスユニット４２を昇降動作させるもので、サーボモータ４４の回転によってモータ軸４４ａに連結されたプーリ４５が回転し、その回転が連結ベルト４６を介してプーリ４７側に伝達される。そして、プーリ４７に固定されたボールネジ４８が回転し、ボールネジ４８に係合した連結部材４９が摺動部材４９ａと共に案内部材４９ｂに案内されて昇降移動する。これにより、連結部材４９に連結板４３を介して連結されたコンプライアンスユニット４２が昇降動作するようになっている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the main part of the IC handler of FIG.
The IC handler 4 has a
コンプライアンスユニット４２は、ＩＣデバイスを把持（吸着保持）してＩＣデバイス１３を検査用ソケット１０に押圧する押圧装置５１が複数（図２では２つ）取り付け板４２ａに取り付けられてユニット化されたもので、一度に複数のＩＣデバイスを保持搬送するものである。コンプライアンスユニット４２は、連結板４３に着脱自在に連結されており、検査対象のＩＣデバイスの数や配置に応じて適宜交換可能となっている。
The
このように構成されたＩＣハンドラ４は、未検査ＩＣデバイスを複数収納した図示しない供給部と、検査用ソケット１０と、検査結果に応じてＩＣデバイスを分類収納する収納部（図示せず）との間を、コンプライアンスユニット４２をＸＹＺ方向に適宜移動させてＩＣデバイスを搬送する。
The IC handler 4 configured in this manner includes a supply unit (not shown) that stores a plurality of uninspected IC devices, an
以下、本発明の特徴部分である押圧装置５１の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態１の押圧装置の構成を示す図である。
押圧装置５１は、ＩＣデバイス１３を把持するデバイスチャック（把持部）５２と、デバイスチャック５２で把持されたＩＣデバイス１３を検査用ソケット１０に押圧するためのエアシリンダ（押圧手段）５３と、エアシリンダ５３に供給するエアー圧力を制御する電空レギュレータ（圧力制御手段）５４と、電空レギュレータ５４によりＩＣデバイス１３が所定の押圧力で検査用ソケット１０に押圧されるように電空レギュレータ５４を制御する制御手段５５と、エアシリンダ５３内のピストン５３ｄが初期位置から所定のストローク量下降したことを検出する近接センサ（検出手段）５６と、デバイスチャック５２の重量に応じた後述の基準エアー圧を記憶する記憶手段５７とを備えている。なお、本例では検査対象のＩＣデバイス１３を図３に示したようにＢＧＡデバイスとしている。
Hereinafter, the configuration of the
The
デバイスチャック５２は、真空案内路５２ａによって真空配管からの負圧が供給され、ＩＣデバイス１３を吸着保持する既存の構成のもので、エアシリンダ５３の後述のピストン５３ｄの下端部にボルト６０により交換自在に装着されている。
The
エアシリンダ５３は、取り付け板４２ａの下面に固定されており、下方に開口されたシリンダチューブ５３ａとシリンダチューブ５３ａの前記開口の一部を覆うカバー５３ｂとで構成されたシリンダ本体５３ｃと、シリンダ本体５３ｃ内を昇降動作するピストン５３ｄと、ピストン５３ｄの外周部に介装したＯリング５３ｅとを備えている。シリンダチューブ５３ａには、電空レギュレータ５４からのエアーを供給する供給ポート５３ｇが設けられており、供給ポート５３ｇから供給されたエアー圧によりピストン５３ｄがストローク量ｄで昇降動作するようになっている。
The
エアシリンダ５３内には、更に、ピストン５３ｄを上方向に付勢する複数のスプリング５３ｆが設けられており、このスプリング５３ｆにより、デバイスチャック５２がその重量に抗して上方（ピストン５３ｄが伸長側のストローク端に位置したときの位置よりも上方）に引き上げられている。これにより、エアシリンダ５３にエアー圧が供給されていない非動作状態において、ピストン５３ｄが引込側のストローク端に位置して（図３に示した状態）、ピストン５３ｄの受圧面５３ｄ’がシリンダチューブ５３ａの内部上端面５３ａ’に当接した状態となっている。
A plurality of
ここで、デバイスチャック５２は、検査対象のＩＣデバイス１３の種類や配置に応じて適宜交換されるもので、その重量はそれぞれ異なっていることが通常である。このため、スプリング５３ｆには、最も重い重量のデバイスチャック５２が装着された場合でも、そのデバイスチャック５２を上方に引き上げることが可能な付勢力を有するスプリングが選択される。
Here, the
電空レギュレータ５４はエアシリンダ５３に供給するエアー圧力あるいはエアー流量を電気信号に基づいて制御するもので、図示しないコンプレッサからエアーが供給されるようになっている。
The
制御手段５５は、入力手段としての操作パネル（図示せず）上に入力された押圧力（検査対象のＩＣデバイス１３の品種毎に異なる）に基づいて電空レギュレータ５４に設定するエアー圧を算出し、算出結果に応じた電気信号を電空レギュレータ５４に送信してエアー圧を制御する。
The control means 55 calculates the air pressure to be set in the
近接センサ５６は、ピストン５３ｄが引込側のストローク端（初期位置）から所定のストローク量下降したことを電磁的に検出するもので、本例ではピストン５３ｄの受圧面５３ｄ’が、シリンダチューブ５３ａの内部上端面５３ａ’からｄ／２だけ下降した位置を通過したことを検出するようにしている。かかる構成の近接センサ５６は、通過を検出したとき、その検出信号がＯＦＦからＯＮに変化するもので、近接センサ５６のＯＮＯＦＦ信号は制御手段５５に出力されるようになっている。
The
ここで、本例の押圧装置５１は、近接センサ５６で通過検出が成されたタイミングでデバイスチャック５２で把持したＩＣデバイス１３が検査用ソケット１０に接触するように位置決めされて使用される。すなわち、本例では、ピストン５３ｄが初期位置からｄ／２だけ下降したとき、デバイスチャック５２で把持したＩＣデバイス１３が検査用ソケット１０にコンタクトするように、押圧装置５１全体の上下方向の位置決めがなされるようになっている。この位置決めは、図２に示したサーボモータ４４の制御により実現される。なお、この位置設定は、エアシリンダ５３として、図３に示したようにピストン５３ｄをエアー圧による押圧方向と反対方向に付勢するスプリング５３ｆを用いたいわゆる単動式のものを採用した場合には必須の事項であるが、複動式のものを採用した場合には不要である。しかし、どのタイプのエアシリンダを用いた場合でも、ピストン５３ｄのストロークの半分の位置で、コンタクトが行われるように位置設定することが望ましい。
Here, the
以下、本発明の押圧装置５１の動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態１の押圧装置の動作を示すフローチャートである。
押圧装置５１では、上述したように非動作状態において、ピストン５３ｄがスプリング５３ｆにより上方向に付勢されてピストン５３ｄの受圧面５３ｄ’が、シリンダチューブ５３ａの内部上端面５３ａ’に当接した状態にある。このため、ピストン５３ｄを初期位置からスプリング５３ｆの付勢力に抗して下方向に移動開始させるためには、デバイスチャック５２が接続されたピストン５３ｄを上方向に引き上げる力（すなわちスプリング５３ｆによる付勢力（上向きの力）とデバイスチャック５２の重量（下向きの力）との差分）よりも大きい力を、ピストン５３ｄを下方に押し下げる力として加えなければならない。このデバイスチャック５２が接続されたピストン５３ｄを上方向に引き上げる力は、デバイスチャック５２の重量によって変わってくるため、デバイスチャック５２の重量を考慮したエアー圧の制御が必要となってくる。
Hereinafter, the operation of the
In the
そこで、次のような手順により、デバイスチャック５２の重量を考慮したエアー圧を決定するための初期設定動作を行う。なお、本例では、押圧動作開始指示がなされたときに自動的に初期設定動作が行われるものとする。
Therefore, an initial setting operation for determining the air pressure in consideration of the weight of the
操作画面において押圧力Ｆ（ＩＣデバイス１３の品種毎に異なる）が入力され、スタートボタンが押下されるなどの押圧動作開始指示があると（Ｓ１）、制御手段５５は初期設定動作を開始する。初期設定動作では、まず、制御手段５５は電空レギュレータ５４を制御してエアシリンダ５３に供給するエアーのエアー圧を徐々に上昇させていく（Ｓ２）。そして、供給されたエアー圧によってピストン５３ｄに加わる下向きの力が、スプリング５３ｆによってピストン５３ｄを上方に引き上げる付勢力に平衡した直後、初期位置に停止したピストン５３ｄは下降動作を開始する。そして、初期位置から例えばｄ／２だけ下降したとき、近接センサ５６がこれを検知し、ＯＮ信号が制御手段５５に出力される。近接センサ５６からのＯＮ信号を受信した制御手段５５は、そのときのエアー圧を、デバイスチャック５２の重量に応じた基準エアー圧として記憶手段５７に記憶させる（Ｓ３）。以上のステップＳ２及びＳ３が初期設定動作である。
When a pressing force F (different for each type of IC device 13) is input on the operation screen and there is a pressing operation start instruction such as pressing the start button (S1), the control means 55 starts an initial setting operation. In the initial setting operation, first, the control means 55 controls the
この初期設定動作終了後、押圧動作に入る。すなわち、まず、制御手段５５はエアシリンダ５３のエアーを抜いてピストン５３ｄを初期位置に戻し、デバイスチャック５２をその重量に抗して上方に引き上げた状態にしておく（Ｓ４）。そして、デバイスチャック５２の重量に関係なく所定の押圧力を生じさせるのに必要なエアー圧（すなわち、押圧力Ｆを受圧面５３ｄ’の面積で除算した値）に、初期設定動作で得られた基準エアー圧を加算したエアー圧をエアシリンダ５３に供給すべきエアー圧として決定する（Ｓ５）。そして、その決定したエアー圧のエアーが供給されるように電空レギュレータ５４を制御する。これにより、ＩＣデバイス１３が所定の押圧力Ｆで検査用ソケット１０に押圧されることになる（Ｓ６）。
After this initial setting operation, the pressing operation is started. That is, first, the control means 55 removes air from the
ここで、ステップＳ５で決定されたエアー圧の供給を開始し、そして、ピストン５３ｄが初期位置から例えばｄ／２だけ下降したときに、ＩＣデバイス１３が検査用ソケット１０にコンタクトする。このコンタクトの際、デバイスチャック５２は、上方向に付勢されたピストン５３ｄによってその重量が支持され、検査用ソケット１０に下向きの力が加わらない状態となっているので、検査用ソケット１０に対してほとんど衝撃が加わらず、オーバーシュートが発生しないコンタクトが得られるようになっている。また、このときのエアシリンダ５３内は基準エアー圧のエアーが供給された状態となっている。そして、徐々にエアー圧が上昇してピストン５３ｄが下向きに押圧され、前記決定されたエアー圧に達したとき、ＩＣデバイス１３が押圧力Ｆで検査用ソケット１０に押圧された状態となる。
Here, supply of the air pressure determined in step S5 is started, and when the
検査用ソケット１０は、所定のストロークで昇降動作するスプリングピン１１が、検査対象のＢＧＡデバイス１３の各ボール端子に対応した数だけ設けられた構成を有し、ＢＧＡデバイス１３が上方から押圧されたとき、スプリングピン１１の上端に設けられた接触部１２が下方に押し下げられる。これにより、ＩＣデバイス１３の各ボール端子と各接触部１２とが接触し、その状態でテスター３により電気的検査が行われるようになっている。そして、しかる後、デバイスチャック５２により検査済ＩＣデバイス１３が検査用ソケット１０から取り上げられ、検査結果に応じて図示しない収納部へと搬送される。
The
図５は、エアシリンダにエアー供給を開始してから所定押圧力Ｆで押圧されるまでの間にＩＣデバイスに加わる押圧力を測定した結果を示す図で、横軸に時間軸を取り、縦軸にＩＣデバイス１３に加わった押圧力の測定値を取って示したものである。なお、この例では、押圧力Ｆが４５ｋｇの場合を例示している。
図５から明らかなように、ＩＣデバイス１３の検査用ソケット１０に対するコンタクト時（時刻ｔ０時）に衝撃が発生せず、オーバシュートが防止されている。そして、ＩＣデバイス１３に対する押圧力が徐々に高まっていき、最終的に４５ｋｇの押圧力が加わっている。
FIG. 5 is a diagram showing the result of measuring the pressing force applied to the IC device from the start of air supply to the air cylinder until it is pressed with a predetermined pressing force F. The horizontal axis represents the time axis, The measured value of the pressing force applied to the
As is apparent from FIG. 5, no impact is generated when the
このように、本実施の形態１によれば、予め、デバイスチャック５２をその重量に抗してスプリング５３ｆによってピストン５３ｄが伸長側のストローク端に位置したときの位置より上方に引き上げた状態としておき、その状態から下降させてＩＣデバイス１３を検査用ソケット１０にコンタクトさせた後、更にピストン５３ｄを押し進めてＩＣデバイス１３を検査用ソケット１０に所定の押圧力で押圧するようにしたので、ＩＣデバイス１３と検査用ソケット１０とのコンタクト時に衝撃が発生せず、オーバーシュートを確実に防止することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、デバイスチャック５２の重量に応じた基準エアー圧を用いたエアー圧制御を行うようにしているので、デバイスチャック５２が検査対象のＩＣデバイス１３の種類等に応じて交換された場合であっても、常にコンタクト時のオーバーシュートを防止することが可能となっている。
Further, since the air pressure control using the reference air pressure corresponding to the weight of the
なお、本例では、押圧動作開始指示がなされたときに、押圧動作に先立って初期設定動作を行って基準エアー圧を求めるようにしたが、ピストン５３ｄに接続されるデバイスチャック５２毎に、そのデバイスチャック５２の重量に応じた基準エアー圧を予め求めて記憶手段５７に記憶させておき、押圧動作開始指示後、現在、ピストン５３ｄに接続されているデバイスチャック５２に対応する基準エアー圧を記憶手段５７から読み出し、その基準エアー圧と押圧力Ｆとに基づいてエアシリンダ５３に供給すべきエアー圧を決定するようにしてもよい。なお、ピストン５３ｄにどのデバイスチャック５２が接続されているかは、オペレータがデバイスチャック５２の識別番号を入力するなどにより判別できるようにすればよい。
In this example, when a pressing operation start instruction is given, an initial setting operation is performed prior to the pressing operation to obtain a reference air pressure. For each
なお、本例では、初期設定動作において、近接センサ５６でピストン５３ｄが初期位置からｄ／２だけ下降したことを検出し、そのときのエアー圧を基準エアー圧とする例を説明したが、ピストン５３ｄが初期位置から下降を開始したことを検出し、そのときのエアー圧を基準エアー圧とするようにしてもよい。なお、この場合も、ピストン５３ｄがｄ／２だけ下降したときにＩＣデバイス１３が検査用ソケット１０にコンタクトするよう押圧装置５１全体の位置決めが成されることが望ましい。しかしながらそうすると、実際の押圧動作の際に、ＩＣデバイス１３が検査用ソケット１０にコンタクトした際にエアシリンダ５３に供給されているエアー圧は、基準エアー圧よりも大きい圧力となっており、その差分量が誤差となることになるが、ＩＣデバイス１３を押圧する押圧力Ｆはその誤差分に比べて格段に大きいことから、実際の運用上はさほど問題はない。
In this example, in the initial setting operation, the
実施の形態２．
ＩＣデバイス１３と検査用ソケット１０との間に異物が混入していたり、検査用ソケットの中に検査しようとするもの以外のＩＣデバイス１３が残っていたり、デバイスチャック５２でＩＣデバイス１３を２個重なった状態で保持した状態で押圧動作が行われた場合、正しい検査が行われず、不良と判断されてしまう場合がある。本実施の形態はそのような場合に対処できるようにしたものである。
Embodiment 2. FIG.
Foreign matter is mixed between the
図６は、実施の形態２の押圧装置の構成を示すブロック図である。実施の形態２の押圧装置７１は、図３に示した実施の形態１の押圧装置５１の制御手段５５に異常検知手段７２を更に備えたもので、その他の構成は実施の形態１と同様である。
ここで、近接センサ５６は、初期設定動作時のみならず押圧動作の際にも検出動作を行っている。異常検知手段７２は、その近接センサ５６のＯＮＯＦＦ信号に基づいて異常検知を行うものである。なお、本実施の形態２では、押圧装置７１は、近接センサ５６の信号がＯＮになるタイミングでデバイスチャック５２で把持したＩＣデバイス１３が検査用ソケット１０に接触するようにサーボモータ４４（図２参照）により位置決めされているものとする。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the pressing device according to the second embodiment. The
Here, the
この異常検知について具体的に説明する。押圧動作の際、エアシリンダ５３へのエアー供給によってピストン５３ｄが下降していくが、例えばＩＣデバイス１３と検査用ソケット１０との間に異物が混入していた場合、ピストン５３ｄは異物の高さ分だけ近接センサ５６がＯＮになる位置よりも上方の位置で停止してしまい、近接センサ５６がＯＮになる位置まで下降しないことになる。すなわち、制御手段５５は、正常に動作が行われていれば、エアー供給開始後、近接センサ５６からＯＮ信号が受信されるはずであるが、異物混入などの異常の際にはＯＮ信号が受信されないことになる。したがって、異常検知手段７２はエアシリンダ５３にエアー供給が開始された後に、近接センサ５６による検出が行われない場合（制御手段５５にＯＮ信号が受信されない場合）、異常と検知する。
This abnormality detection will be specifically described. During the pressing operation, the
以上のようにして異常検知手段７２によって異常が検知された場合、制御手段５５は、押圧装置７１の動作を中止させ、例えばブザー（図示せず）を鳴動させるなどの制御を行い、オペレータに通知する。
When an abnormality is detected by the
このように、実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の作用効果が得られるとともに、異常検知手段７２によってＩＣデバイス１３と検査用ソケット１０との間の異物混入や、ＩＣデバイス１３の２重保持などの異常を検知することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained, and foreign matter contamination between the
なお、本例の押圧装置７１は、検知したい異物の大きさやＩＣデバイス１３の厚さに応じて近接センサ５６を最適な位置に調整することが可能な構造となっている。
Note that the
なお、近接センサ５６のＯＮＯＦＦ信号に基づいた異常検知は、以上のような異物混入のような場合の他に、以下のような場合も検知可能である。例えば押圧装置７１の上下方向の位置決めの設定ミスによる動作異常を検知することも可能である。まず、近接センサ５６を、ピストン５３ｄが初期位置に位置した状態のときＯＮ信号を出力し、ピストン５３ｄが初期位置から離れて下降を開始したときＯＦＦ信号を出力するように設定しておく（このように設定された近接センサ５６が初期状態検出手段（図示せず）に相当）。また、押圧装置７１は、入力手段（図示せず）を介してオペレータにより入力された所定高さ位置までサーボモータ４４（図２参照）の駆動によって下降して停止した後、押圧動作に入るようになっている。
In addition, the abnormality detection based on the ON / OFF signal of the
このように構成されたＩＣハンドラ４において、正常に動作が行われていれば、押圧装置７１が所定高さ位置まで下降して停止した後、エアシリンダ５３へのエアー供給が開始されると、ピストン５３ｄが初期位置から下降して近接センサ５６の検出信号がＯＦＦになるはずであるが、例えばオペレータが、所定高さ位置の入力操作を誤って低く設定しすぎた場合、押圧装置７１全体が必要以上に下降してピストン５３ｄが引込側ストローク端に押しつけられ、過大な押圧力が加わった状態となる。この場合、エアシリンダ５３へのエアー供給を開始してもピストン５３ｄが下降できず、近接センサ５６はＯＮ状態が続くことになる。したがって、異常検知手段７２は、エアシリンダ５３にエアーの供給が開始された後、ピストン５３ｄが初期位置から下降を開始せずに近接センサ５６による検出が継続された場合（制御手段５５にＯＮ信号が継続して受信された場合）、異常と検知する。
In the IC handler 4 configured as described above, if the operation is normally performed, after the
なお、上記各実施の形態では、ＩＣデバイス１３を押圧する押圧手段としてエアシリンダ５３を例示したが、これに限られたものではなく、例えばエアー圧力にて駆動するダイヤフラムや、ベローズなどとしても良く、結局のところ、エアー圧力を推力に変換する装置であれば、特に制限はない。
In each of the above embodiments, the
なお、図３に示したエアシリンダ５３では、ピストン５３ｄの周囲にスプリング５３ｆが複数配置されているが、図７に示すようにピストン５３ｄを内包するようにスプリング６３ｆを配置した構成としても良い。また、図８に示すように、内部のスプリングを削除してエアシリンダ５３の外部にスプリング７３ｆを取り付けた構成としてもよい。また、スプリング５３ｆの代わりに、ゴムなどの弾性体によりデバイスチャック５２を上方に引き上げるようにしても良い。
In the
また、本例では、検出手段を近接センサ５６で構成した例を説明したが、他に例えば、図７に示すように光電センサで構成するようにしても良い。図７の例では、エアシリンダ５３の外面に、デバイスチャック５２にボルト６７で固定された被検出片６８が進入退出する凹部６６ａを有する部材６６を固定し、その凹部６６ａに、光電センサの投光部６９ａと投光部６９ａからの光を受光する受光部６９ｂとを対向配置して、投光部６９ａからの光の被検出片６８による遮断によってピストン５３ｄの位置を検出するようにしたものである。
Further, in this example, the example in which the detection unit is configured by the
また、本例では、エアシリンダ５３のスプリング５３ｆによる上向きの付勢力のみでデバイスチャック５２の重量を支持するようにしたが、これに加えて、ピストン５３ｄの受圧面５３ｄ’とチューブの内部上端面５３ａ’との間のエアー室に、真空圧（負圧）を加えることにより、上向きの推力を発生させ、デバイスチャック５２の重量を支持するようにしても良い。
In this example, the weight of the
また、本例では、押圧手段として単動式のエアシリンダ５３を図示して説明したが、複動式としても良く、この場合、ピストン５３ｄとカバー５３ｂとの間のエアー室にエアー加えることでデバイスチャック５２の重量を支持することが可能となる。
In this example, the single-acting
また、本発明でいうＩＣデバイス１３とは、CCD(Charge Coupled Device),CIS(CMOS Image Sensor),CSP(Chip Size Package),WLCSP(Wafer Level CSP),BGA(Ball Grid Array),QFP(Quad Flatpack Package)等が含まれる。
The
１ 検査装置、４ ＩＣハンドラ、１０ 検査用ソケット、１３ ＩＣデバイス、４４ サーボモータ、５１，７１ 押圧装置、５２ デバイスチャック、５３ エアシリンダ、５３ｄ ピストン、５３ｆ スプリング、５４ 電空レギュレータ、５５ 制御手段、５６ 近接センサ、５７ 記憶手段、６３ｆ スプリング、６９ａ 光電センサの投光部、６９ｂ 光電センサの受光部、７２ 異常検知手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus, 4 IC handler, 10 Inspection socket, 13 IC device, 44 Servo motor, 51, 71 Press apparatus, 52 Device chuck, 53 Air cylinder, 53d Piston, 53f Spring, 54 Electropneumatic regulator, 55 Control means, 56 proximity sensor, 57 storage means, 63f spring, 69a light emitting part of photoelectric sensor, 69b light receiving part of photoelectric sensor, 72 abnormality detecting means.
Claims (13)
前記押圧手段は、予め前記ピストンを伸長側のストローク端よりも上方に引き上げた状態として前記把持部をその重量に抗して保持しており、前記制御手段は、前記押圧手段による押圧動作の際、前記把持部を前記上方に引き上げた状態から前記押圧手段にエアー圧の供給を開始させ、そのエアー圧により前記把持部を下降させて前記ＩＣデバイスを前記検査用ソケットに接触させた後、前記検査用ソケットに対して前記所定の押圧力で押圧させるように前記圧力制御手段を制御することを特徴とする押圧装置。 A gripping portion for gripping the IC device; and a piston that is connected to a lower end portion of the gripping device and is moved up and down by being pressed by air pressure. The IC device that is gripped by the gripping portion by lowering the piston is attached to the IC device. A pressing unit that performs a pressing operation to press against an inspection socket for performing an electrical inspection, a pressure control unit that controls an air pressure supplied to the pressing unit, and the IC device with a predetermined pressing force by the pressing unit Control means for controlling the pressure control means to be pressed against the inspection socket,
The pressing means holds the grip portion against its weight in a state where the piston is pulled up above the stroke end on the extension side in advance, and the control means performs the pressing operation by the pressing means. The air pressure is started to be supplied to the pressing means from the state where the grip part is pulled upward, and the IC device is brought into contact with the inspection socket by lowering the grip part by the air pressure. A pressing device that controls the pressure control means to press the inspection socket with the predetermined pressing force.
An IC inspection apparatus comprising the IC handler according to claim 11.
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