JP4008886B2 - 電子部品試験装置 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、半導体集積回路素子などの各種電子部品(以下、代表的にICとも称する。)をテストするための電子部品試験装置に関し、特にミスコンタクトを減少させた電子部品試験装置に関する。
【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、トレイに収納した多数の被試験ICをハンドラ内に搬送し、各被試験ICをテストヘッドに電気的に接触させ、電子部品試験装置本体(以下、テスタともいう。)に試験を行わせる。そして、試験が終了すると各被試験ICをテストヘッドから払い出し、試験結果に応じたトレイに載せ替えることで、良品や不良品といったカテゴリへの仕分けが行われる。
【0003】
従来のハンドラにおいて、テストヘッドのコンタクト部に被試験電子部品を接触させるコンタクトアームは、複数のアクチュエータを具備しており、当該アクチュエータを制御することにより被試験電子部品のコンタクト部に対する位置決めが行われている。
【0004】
しかしながら、このような構成のコンタクトアームは、比較的重量を有しているため、高速な移動が困難である。このような問題は、同時測定数の増加に伴って、コンタクトアームの本数が増えた場合には、特に顕著である。
【0005】
一方、被試験電子部品のコンタクト部に対する位置決めが適切に行われなければ、被試験電子部品のコンタクト部へのミスコンタクトという大きな問題が生じてしまう。
【発明の開示】
【0006】
本発明は、被試験電子部品のコンタクト部への位置決めを正確且つ確実に行い、ミスコンタクトの発生頻度を減少させると共に、被試験電子部品を把持、搬送するコンタクトアームの高速移動が可能な電子部品試験装置を提供することを目的とする。
【0007】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品を把持してテストヘッドのコンタクト部に被試験電子部品を接触させる第1のコンタクトアームと、前記第1のコンタクトアームを前記コンタクト部に対向した所定対向位置に移動させる移動手段と、を備えた電子部品試験装置であって、前記第1のコンタクトアームは、前記被試験電子部品を把持する把持側アームと、前記移動手段に固定された固定側アームと、前記固定側アームに対する前記把持側アームの相対移動を拘束又は非拘束とするロックアンドフリー手段と、を有しており、前記電子部品試験装置は、前記固定側アームに対して前記把持側アームを相対移動させる位置補正手段と、前記移動手段、前記ロックアンドフリー手段及び前記位置補正手段の動作を制御する制御手段と、をさらに備え、前記移動手段は、前記第1のコンタクトアームを前記位置補正手段に対向するように移動させることが可能であり、前記制御手段は、前記ロックアンドフリー手段により前記把持側アームの相対移動を非拘束とした状態で前記位置補正手段が前記把持側アームを相対移動させ、前記ロックアンドフリー手段により前記把持側アームの相対移動を拘束した状態で前記移動手段が前記位置補正手段から前記所定対向位置に移動させるように、前記移動手段、前記ロックアンドフリー手段及び前記位置補正手段を制御する電子部品試験装置が提供される。
【0008】
また、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位置補正手段は、前記第1のコンタクトアームに対向する基台に設けられていることがより好ましい。
【0009】
第1のコンタクトアームが、把持側アームと、ロックアンドフリー手段と、固定側アームとを有し、当該ロックアンドフリー手段により固定側アームに対する前記把持側アームの相対移動を拘束又は非拘束とすることによって、第1のコンタクトアームが位置補正手段を具備する必要がなくなり、コンタクトアームの重量が軽減し、移動手段の高速な移動が可能になるとともにミスコンタクトの発生頻度が減少する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1は、本発明の電子部品試験装置の第1実施形態を示す平面図である。
図2は、図1のI−I部の断面図である。
図3は、本発明の第1実施形態におけるYZ移動装置の第1のコンタクトアーム及びアライメント装置の概略断面図である。
図4は、本発明の第1実施形態の他の例におけるYZ移動装置の第1のコンタクトアーム及びアライメント装置の概略断面図である。
図5は、本発明の第1実施形態におけるロックアンドフリー機構の上部平面図である。
図6は、図5のIII−III部の断面図である。
図7は、図5のIV−IV部の断面図である。
図8は、本発明の第1実施形態におけるアライメント可動部駆動装置の上部平面図である。
図9は、図8のV−V部の断面図である。
図10は、図8のVI−VI部の要部断面図である。
図11は、本発明の第1実施形態における被試験ICのアライメントのための画像処理手段及びその周辺のブロック図である。
図12は、本発明の第1実施形態における被試験ICの位置のアライメントの処理のフローチャートである。
図13は、本発明の第1実施形態のアライメントの動作における2行1列及び2行2列の2つの被試験ICをアライメント装置の上方に位置決めした状態を示す概略断面図である。
図14は、本発明の第1実施形態のアライメントの動作における2行1列及び2行2列の2つの被試験ICをアライメント装置に挿入した状態を示す概略断面図である。
図15は、本発明の第1実施形態のアライメントの動作における2行1列及び2行2列の2つの被試験ICのアライメントが完了した状態を示す概略断面図である。
図16は、本発明の第1実施形態のアライメントの動作における4つの被試験ICをアライメント装置の上方に上昇させた状態を示す概略断面図である。
図17は、本発明の第1実施形態のアライメントの動作における1行1列及び1行2列の2つの被試験ICをアライメント装置の上方に位置決めした状態を示す概略断面図である。
図18は、本発明の第1実施形態のアライメントの動作における1行1列及び1行2列の2つの被試験ICをアライメント装置に挿入した状態を示す概略断面図である。
図19は、本発明の第1実施形態のアライメントの動作における1行1列及び1行2列の2つの被試験ICのアライメントが完了した状態を示す概略断面図である。
図20は、本発明の第1実施形態のアライメントの動作における4つの被試験ICをアライメント装置の上方に上昇させた状態を示す概略断面図である。
図21は、本発明の第1実施形態のアライメントの完了後において、4つの被試験ICをコンタクト部に接触させた状態を示す概略断面図である。
図22A及び図22Bは、本発明の第1実施形態におけるロックアンドフリー機構による第1のコンタクトアームのセンタリング動作を示す図である。
図23は、本発明の第1実施形態におけるアライメント装置による被試験ICの位置のアライメント前の画像の例を示す図である。
図24は、本発明の第1実施形態におけるアライメント装置による被試験ICの位置のアライメント後の画像の例を示す図である。
図25は、本発明の第2実施形態におけるYZ移動装置の第1のコンタクトアームの側面概念図である。
図26は、本発明の第2実施形態における第1のコンタクトアームによる被試験ICの倣い動作の動きを説明するための図である。
図27は、本発明の第2実施形態における第1のコンタクトアームの平面倣い機構の分解斜視図である。
図28は、本発明の第2実施形態における第1のコンタクトアームのX軸を中心とした回転による倣い動作を説明するための図であり、図28Aは倣い動作前の状態を示し、図28Bは倣い動作中の状態を示す。
図29は、本発明の第2実施形態における第1のコンタクトアームのY軸を中心とした回転による倣い動作を説明するための図であり、図29Aは倣い動作前の状態を示し、図29Bは倣い動作中の状態を示す。
図30は、本発明の第2実施形態における第1のコンタクトアームの他の例を示す側面概念図である。
図31は、本発明の第3実施形態におけるYZ移動装置の第1のコンタクトアームの側面概念図である。
図32は、本発明の第3実施形態における第1のコンタクトアームの配列の例を示す平面概念図であり、図32Aは4行2列の配列を示し、図32Bは2行2列の配列を示し、図32Cは2行1列の配列を示す。
図33は、本発明の第4実施形態における第2のコンタクトアームの側面概念図である。
図34は、本発明の第4実施形態における第3のコンタクトアームの側面概念図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
[第1実施形態]
図1及び図2に示すように、本発明の第1実施形態における電子部品試験装置1は、ハンドラ10と、テストヘッド300と、テスタ20とを備え、テストヘッド300とテスタ20とはケーブル21を介して接続されている。そして、ハンドラ10の供給トレイ用ストッカ401に格納された供給トレイ上の試験前の被試験ICをYZ移動装置310(移動手段)によってテストヘッド300のコンタクト部301に押し当て、このテストヘッド300及びケーブル21を介して被試験ICのテストを実行した後、テストが終了した被試験ICをテスト結果に従って分類トレイ用ストッカ402に格納された分類トレイ上に搭載する。
【0013】
ハンドラ10は、主にテスト部30と、IC格納部40と、ローダ部50と、アンローダ部60とから構成される。
【0014】
IC格納部40
IC格納部40は、試験前及び試験後の被試験ICを格納する手段であり、主に供給トレイ用ストッカ401と、分類トレイ用ストッカ402と、空トレイ用ストッカ403と、トレイ搬送装置404とから構成される。
【0015】
供給トレイ用ストッカ401は、試験前の複数の被試験ICが搭載された複数の供給トレイが積載されて収納されており、本実施形態においては、図1に示すように、2つの供給トレイ用ストッカ401が具備されている。
【0016】
分類トレイ用ストッカ402は、試験後の複数の被試験ICが搭載された複数の分類トレイが積載されて収納されており、本実施形態においては、図1に示すように4つの分類トレイ用ストッカ402が具備されている。これら4つの分類トレイ用ストッカ402を設けることにより、試験結果に応じて、最大4つの分類に被試験ICを仕分けして格納できるように構成されている。つまり、良品と不良品の分類のみではなく、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される。なお、例えば、図1の4つの分類トレイ用ストッカ402において、テスト部30に近い2つの分類トレイ用ストッカ402は比較的発生頻度の低い試験結果の被試験ICが分類され、テストヘッドから遠い2つの分類トレイ用ストッカ402には比較的発生頻度の高い試験結果の被試験ICが分類されても良い。
【0017】
空トレイ用ストッカ403は、供給トレイ用ストッカ401に搭載されていた全ての試験前の被試験ICがテスト部30に供給された後の、空トレイを格納する。
【0018】
トレイ搬送装置404は、図1においてX軸、Z軸方向に移動可能な搬送手段であり、主にX軸方向レール404aと、可動ヘッド部404bと、4つの吸着パッド404cとから構成されており、供給トレイ用ストッカ401と、一部の分類トレイ用ストッカ402と、空トレイ用ストッカ403とを包含する範囲を動作範囲とする。
【0019】
そして、当該トレイ搬送装置404は、ハンドラ10の基台12上に固定されたX軸方向レール404aがX軸方向に移動可能に可動ヘッド部404bを片持ち支持しており、当該可動ヘッド部404bには図示しないZ軸方向アクチュエータと、先端部に4つの吸着パッド404cが具備されている。
【0020】
当該トレイ搬送装置404は、供給トレイ用ストッカ401にて空になった空トレイを吸着パッド404cにより吸着し保持し、Z軸方向アクチュエータにより上昇させ、X軸方向レール404a上で可動ヘッド部404bを摺動させることにより空トレイ用ストッカ401に移送する。同様に、分類トレイ用ストッカ402において分類トレイ上に試験後の被試験ICが満載された場合に、空トレイ用ストッカ403から空トレイを吸着し保持し、Z軸方向アクチュエータにより上昇させ、X軸方向レール404a上を可動ヘッド部404bを摺動させることにより、分類トレイ用ストッカ402に移送する。
【0021】
なお、図示は省略するが、各ストッカ401、402、403には、Z軸方向に昇降可能なエレベータが具備されており、当該トレイ搬送装置404の動作範囲が、図2に示すように、後述する第1のXYZ移動装置501及び第2のXYZ移動装置601の動作範囲とZ軸方向上で重複しないように設けられているため、トレイ搬送装置404の動作と、第1のXYZ移動装置501及び第2のXYZ移動装置601の動作とが互いに干渉することはない。
【0022】
なお、以上に述べたストッカの数は、それぞれの数を必要に応じて適宜数を設定することが可能である。
【0023】
ローダ部50
ローダ部50は、IC格納部40の供給トレイ用ストッカ401から被試験ICをテスト部30に供給するための手段であり、主に第1のXYZ移動装置501と、2つのローダ用バッファ部502(図1においてX軸負方向の2つ)と、ヒートプレート(加熱板)503とから構成される。
【0024】
第1のXYZ移動装置501は、IC格納部40の供給トレイ用ストッカ401の供給トレイ上の被試験ICをヒートプレート503に移動させる手段であり、主にY軸方向レール501aと、X軸方向レール501bと、可動ヘッド部501cと、吸着パッド501dとから構成されており、供給トレイ用ストッカ401と、ヒートプレート503と、2つのローダ用バッファ部502とを包含する範囲の動作範囲を有している。
【0025】
図1に示すように、当該第1のXYZ移動装置501の2つのY軸方向レール501aは、ハンドラ10の基台12上に固定されており、それらの間にX軸方向レール501bがY軸方向に摺動可能に支持されている。当該X軸方向レール501bは、Z軸方向アクチュエータ(不図示)を有する可動ヘッド部501cをX軸方向に摺動可能に支持している。さらに、当該可動ヘッド部501cは、下端部に4つの吸着パッド501dを有しており、具備されたZ軸方向アクチュエータを駆動させることにより、当該4つの吸着パッド501dをZ軸方向に昇降させる。
【0026】
第1のXYZ移動装置501は、当該4つの吸着パッド501dを供給トレイ上の4つの被試験IC上に位置させ、一度に4つの被試験ICを吸着し、ヒートプレート503上に移動させ、ヒートプレート503の表面に形成された凹部503aに位置決めし、解放する。なお、1つの吸着パッド501dは1つの被試験ICを吸着することが可能である。
【0027】
ヒートプレート503は、被試験ICに所定の熱ストレスを印加するための加熱源であり、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る。当該ヒートプレート503の上部表面には、被試験ICを落とし込む複数の凹部503aが形成されており、試験前の被試験ICが第1のXYZ移動装置501により供給トレイ用ストッカ401からこの凹部503aに移動される。そして、被試験ICが、当該ヒートプレート503にて所定の温度に加熱された後、第1のXYZ移動装置501によりローダ用バッファ部502に移動される。
【0028】
なお、後述するように試験前にアライメント装置320により被試験ICの位置のアライメントが行われるため、ヒートプレート503上に凹部503aを具備させずに、当該ヒートプレート503の表面を単なる平面とし、当該平面に第1のXYZ移動装置501が被試験ICを載置するようにしても良い。また、ヒートプレート503の表面を、鉛直上向きに吸着面が向いた吸着パッドを具備した平面とし、当該吸着パッド上に第1のXYZ移動装置501が被試験ICを載置し、当該ヒートプレート503に具備された吸着パッドにより吸着しても良い。
【0029】
ローダ用バッファ部502は、被試験ICを第1のXYZ移動装置501の動作範囲と、YZ移動装置310の動作範囲との間を往復移動させる手段であり、主に可動部502aと、X軸方向アクチュエータ502bとから構成されている。
【0030】
ハンドラ10の基台12上に固定されたX軸方向アクチュエータ502bの片側端部に可動部502aが支持されており、当該可動部502aの上部表面には、被試験ICを落とし込む4つの凹部502cが形成されている。第1のXYZ移動装置501が、ヒートプレート503上の所定の温度に加熱された試験前の4つの被試験ICを一度に吸着して保持し、移動させ、ローダ用バッファ部502の凹部502cに被試験ICを解放する。4つの被試験ICを保持したローダ用バッファ部502は、X軸方向アクチュエータ502bを伸長させることにより、被試験ICを第1のXYZ移動装置501の動作範囲からYZ移動装置310の動作範囲内に被試験ICを移動させる。なお、後述するように試験前にアライメント装置320により被試験ICの位置のアライメントが行われるため、可動部502a上に凹部502cを具備させずに、例えば、当該可動部502aの表面を、鉛直上向きに吸着面が向いた吸着パッドを具備した平面としても良い。吸着パッドを可動部502aの表面に具備させた場合、当該吸着パッド上に第1のXYZ移動装置501が被試験ICを載置し、当該可動部502aに具備された吸着パッドにより吸着し、X軸方向アクチュエータ502bを伸長させ、YZ移動装置310の動作範囲内への移動が完了したら吸着を開放し、YZ移動装置310が当該被試験ICを保持する。
【0031】
以上のように、ローダ用バッファ部502を設置することにより、第1のXYZ移動装置501とYZ移動装置310とが互いに干渉することなく同時に動作することが可能となる。また、本実施形態のように、2つのローダ用バッファ部502を具備させることにより、テストヘッド300に効率良く被試験ICを供給し、テストヘッド300の稼働率を高めることが可能となる。なお、ローダ用バッファ部502の数は2つに限定されず、後述する被試験ICの位置のアライメントに要する時間と、被試験ICのテストに要する時間等から適宜に設定することが可能である。
【0032】
テスト部30
テスト部30は、被試験ICの位置のアライメントを行い、被試験ICの入出力端子HBをコンタクト部301のコンタクトピン302に電気的に接触させることによりテストを行う手段であり、主にYZ移動装置310と、4つのアライメント装置320(コンタクトアーム位置補正手段)とから構成されている。
【0033】
テストヘッド300は、本実施形態においては、4つのコンタクト部301の集合で構成されており、当該コンタクト部301は、YZ移動装置310の可動ヘッド部312に具備された第1のコンタクトアーム315a1の配列に実質的に一致するような配列で配置されている。さらに各コンタクト部301には、被試験ICの入出力端子HBの配列に実質的に一致するような配列の複数のコンタクトピン302が具備されている。なお、被試験ICのロットの変更などにより被試験ICの形状や入出力端子HBの配列が変更されたような場合には、当該テストヘッド300を被試験ICに適切な他のテストヘッド300と交換することにより、電子部品試験装置1内において限られた同時測定数の最適化を図ることが可能となる。
【0034】
図2に示すように、テスト部30において、ハンドラ10の基台12に開口部11が形成されており、ハンドラ10の背面側に配置されたテストヘッド300のコンタクト部301には、開口部11を通じて被試験ICが押し当てられる。
【0035】
YZ移動装置310は、アライメント装置320と、テストヘッド300との間の被試験ICの移動を行う手段であり、アライメント装置320において被試験ICの位置のアライメントの支援を行うとともに、テストヘッド300において被試験ICのテストの支援を行う。
【0036】
図2に示すように、本実施形態においては、YZ移動装置310には、2つの可動ヘッド部312が具備されている。従って、一方の可動ヘッド部312がテストを遂行している間に、他方の可動ヘッド部312が後述する被試験ICの位置のアライメントを行うことによりテストヘッド300の稼働率を高めることが可能となる。
【0037】
当該YZ移動装置310は、ハンドラ10の基台12上に固定された2つのY軸方向レール311にY軸方向に摺動可能に2つのX軸方向支持部材311aを支持している。さらに、各X軸方向支持部材311aの実質的に中央部には、可動ヘッド部312が支持されており、後述するアライメント装置320と、テストヘッド300とを包含する範囲を動作範囲とする。なお、一組のY軸方向レール311上で同時に動作する2つのX軸方向支持部材311aに支持される可動ヘッド部312は、互いの動作が干渉することがないように制御されている。
【0038】
各可動ヘッド部312は主に、Z軸方向アクチュエータ313と、コンタクト部301の配列に対応した4つの第1のコンタクトアーム315a1とを具備しており、当該第1のコンタクトアーム315a1に保持された4つの被試験ICをY軸方向及びZ軸方向に移動させることが可能となっている。なお、当該4つの被試験ICは、図1において、Y軸正方向に位置する2つの第1のコンタクトアーム315a1を1行目、Y軸負方向に位置する2つの第1のコンタクトアーム315a1を2行目とし、X軸負方向に位置する2つの第1のコンタクトアーム315a1を1列目、X軸正方向に位置する2つの第1のコンタクトアーム315a1を2列目とし、以下この2行2列の配列に従って説明する(特に図13から図21において同じ。)。
【0039】
図3に示すように、当該可動ヘッド部312は、カメラ支持部材312aと、コンタクト部認識用CCDカメラ312b(第2の撮像手段)と、1つのZ軸方向アクチュエータ313と、1つの基底部314と、4つの第1のコンタクトアーム315a1とを具備している。さらに、各第1のコンタクトアーム315a1は、把持側コンタクトアーム317と、ロックアンドフリー機構318と、基底側コンタクトアーム316(固定側コンタクトアーム)とを有している。
【0040】
Z軸アクチュエータ313の本体部313aの一端は、X軸方向支持部材311aに固定されており、その他端にはカメラ支持部材312aが支持されている。そして、当該カメラ支持部材312aは、テストヘッド300に近い側の端部に光軸がZ軸の負の方向になるようにコンタクト部認識用CCDカメラ312bが設置されている。なお、上記の設置方法に限定されず、Z軸方向アクチュエータ313の可動ロッド部313bの先端に支持された基底部314のテストヘッド300に近い側の端部にコンタクト部認識用CCDカメラ312bを取り付けても良い。コンタクト部認識用CCDカメラ312bをZ軸方向アクチュエータ313でZ軸方向に移動可能することにより、当該CCDカメラ312bのフォーカスの変更や、当該CCDカメラ312bが照明を具備している場合の照度の調整が可能となる。
【0041】
また、Z軸アクチュエータ313の可動ロッド部313bの先端には、基底部314が固定されており、当該Z軸アクチュエータ313の駆動に従って、基底部314がZ軸方向に昇降する。そして、基底部314にはテストヘッド300の4つのコンタクト部301に対応するようなピッチで、Z軸負方向に4つの基底側コンタクトアーム316が固定されており、各基底側コンタクトアーム316の下端面には、ロックアンドフリー機構318を介して把持側コンタクトアーム317が取り付けられている。
【0042】
各把持側コンタクトアーム317は、その底面中央部に被試験ICを吸着するための吸着パッド317cを有している。また、当該把持側コンタクトアーム317には、ヒータ317aと温度センサ317bとが埋め込まれており、印加された高温の熱ストレスをヒータ317aで維持し、温度センサ317bが把持側コンタクトアーム317の温度を検出することで被試験ICの温度を間接的に検出し、ヒータ317aのON/OFF制御などに供される。
【0043】
さらに、各把持側コンタクトアーム317の底面端部には、吸着パッド317cの長さより短い長さでZ軸負方向に突出する環状の当接用部材317dが具備されており、これにより可動ヘッド部312によるアライメント可動部321への所定の圧力の印加時に把持側コンタクトアーム317が支持され、ロックアンドフリー機構318が非拘束状態の際に、当該把持側コンタクトアーム317をアライメント可動部321の運動に追従させることが可能となる。また、当接用部材317dの形状の環状とすることにより、アライメント可動部321への接触面積を増やすことが出来、所定の圧力の確保が容易となる。
【0044】
なお、当接用部材317dは、被試験ICの位置のアライメント時において、把持側コンタクトアーム317のアライメント可動部321への位置決め、固定及び追従を容易にするために、本発明の他の実施形態として、図4に示すように、当接用部材317dの先端部に凹部317eを形成し、アライメント可動部321の第1の開口部321aの周囲に当該凹部317eに対応した凸部321dを形成し、凹部317eと凸部321dとを係合させることにより、位置決め、固定及び追従を行っても良い。或いは、例えば、当接用部材317dの先端部及びアライメント可動部321の第1の開口部321aの周囲に吸着パッド、磁石を設けても良い。
【0045】
ロックアンドフリー機構318は、被試験ICを吸着し保持したままの把持側コンタクトアーム317を、基底側コンタクトアーム316に対して、コンタクト部301と実質的に平行な平面上における平面運動、即ちX軸、Y軸方向及びZ軸を中心としたθ回転の運動を非拘束な状態にし、或いは拘束な状態にする手段である。さらに、図22A及び図22Bに示すように、被試験ICの解放後に、把持側コンタクトアーム317の中心線CLが基底側コンタクトアーム316の中心線OLに実質的に一致するように、把持側コンタクトアーム317をX軸、Y軸方向及びZ軸を中心としたθ回転に復帰させるセンタリング機能を備えている。
【0046】
図5、図6、図7に示すように、当該ロックアンドフリー機構318は、主にロックアンドフリー固定部3181と、ロックアンドフリー可動部3182と、拘束用ピストン3183と、センタリング用ピストン3184と、センタリング用ボール3185とから構成されている。
【0047】
ロックアンドフリー固定部3181は、概略四角柱の外形を有し、ロックアンドフリー可動部3182の一部を受け入れるために、その下側内部に中空部が形成されている。また、受け入れたロックアンドフリー可動部3182を平面運動可能に保持するために当該ロックアンドフリー固定部3181の下面中央部には円形状の開口部3181aが具備されている。
【0048】
さらに、当該ロックアンドフリー固定部3181の内部には、2つの拘束用ピストン3183と、2つのセンタリング用ピストン3184と、2つのセンタリング用ボール3185とを取り付けるための中空部が形成されている。そして、当該ロックアンドフリー固定部3181の一側面には拘束用ピストン3183にエアーを供給するための拘束用エアー供給口3181bが形成されており、当該拘束用エアー供給口3181bから2つの拘束用ピストン3183までの間に拘束用エアー通路3181cが形成されている。また同様に、ロックアンドフリー固定部3181の一側面にセンタリング用ピストン3184にエアーを供給するためのセンタリング用エア供給口3181dが形成されており、当該センタリング用エアー供給口3181dから2つのセンタリング用ピストン3184までの間にセンタリング用エアー通路3181eが形成されている。なお、拘束用エアー通路3181cとセンタリング用エアー通路3181eとがそれぞれが交わることはない。
【0049】
ロックアンドフリー可動部3182は、側面中間部が括れた概略円柱の形状を有しており、当該括れた部分から上の部分がロックアンドフリー固定部3181の下側内部の中空部に受け入れられ、当該括れた部分が開口部3181aに位置することにより、ロックアンドフリー可動部3182がロックアンドフリー固定部3181に保持され、Z軸方向の運動が抑制され、X軸、Y軸方向及びZ軸を中心としたθ回転方向の運動が許容される。
【0050】
また、当該ロックアンドフリー可動部の上部にはセンタリング用ボール3185を支持するための、上部表面が凹円弧形状の2つのボール受け部3182aが形成されている。これらのボール受け部3182aの凹円弧形状の中心は、センタリング時において、センタリング用ピストン3184の中心線と一致するように設けられている。
【0051】
拘束用ピストン3183は、ロックアンドフリー固定部3181の内部に形成された中空部に取り付けられ、当該拘束用ピストン3183の下端面はロックアンドフリー可動部3182の上面に接触している。
【0052】
また、センタリング用ピストン3184は、ロックアンドフリー固定部3181の内部に形成された中空部に取り付けられており、その下部でセンタリング用ボール3185と当接している。
【0053】
センタリング用ボール3185は、実質的に球体の形状を有し、ロックアンドフリー固定部3181にX軸、Y軸方向の運動を拘束されている。そして、当該センタリング用ボール3185の上部はセンタリング用ピストン3184と当接しており、その下部はロックアンドフリー可動部3182のボール受け部3182aと当接している。
【0054】
ロックアンドフリー機構318を非拘束にする場合は、全てのピストン、即ち2つの拘束用ピストン3183及び2つのセンタリング用ピストン3184へのエアーの供給を行わず、ロックアンドフリー可動部3182をロックアンドフリー固定部3181に対して平面運動可能な状態にする。
【0055】
ロックアンドフリー機構318を拘束する場合は、2つの拘束用ピストン3183にエアーを供給して、ロックアンドフリー可動部3182をロックアンドフリー固定部3181に対して固定する。なお、2つのセンタリング用ピストン3184へのエアーの供給は行わない。
【0056】
ロックアンドフリー機構318をセンタリングする場合は、2つの拘束用ピストン3183へのエアーの供給を止め、ロックアンドフリー可動部3182を一旦非拘束な状態にし、次に2つのセンタリング用ピストン3184へエアーを供給してセンタリング用ボール3185を押圧し、ボール受け部3182aの上部表面に形成された凹円弧形状に倣わせ、当該凹円弧形状の中心に位置するように移動させる。2つのセンタリング用ボール3185の動作により、ロックアンドフリー可動部3182は、ロックアンドフリー固定部3181と中心を一致するようにセンタリングされる。
【0057】
なお、ロックアンドフリー固定部3181の上端面が基底側コンタクトアーム316の下端面に取り付けられており、ロックアンドフリー可動部3182の下端面が把持側コンタクトアーム317の上端面に取り付けられる。
【0058】
以上のようなロックアンドフリー機構318を基底側コンタクトアーム316と、被試験ICを保持する把持側コンタクトアーム317との間に具備することにより、各把持側コンタクトアーム317に被試験ICの位置のアライメントのための駆動部を具備させる必要がなくなり、YZ移動装置310の可動ヘッド部312の重量を軽減することが出来、高速の移動を可能にするとともにミスコンタクトの発生頻度を減少させることが可能となる。
【0059】
コンタクト部認識用CCDカメラ312bは、テストヘッド300の各コンタクト部301の画像を撮像する撮像手段であり、被試験ICのロットの変更等の際に行われる各コンタクト部301の位置及び姿勢の認識に使用される。
【0060】
当該CCDカメラ312bに撮像された画像は、画像処理手段70に画像情報として送信される。そして、画像処理手段70が、当該画像情報より複数のコンタクトピン302の位置を抽出し、当該抽出された位置からコンタクト部301の中心位置及び当該コンタクト部301におけるXY座標軸を算出することにより、当該CCDカメラ312bにより撮像された画像上におけるコンタクト部301の位置及び姿勢を算出する。なお、このコンタクト部301の中心位置及びXY座標軸の算出は、上述の複数のコンタクトピン302の抽出に限定されず、例えばアライメント用簡易型マーカをコンタクト部301に設け、当該マーカを抽出することによって、当該画像上のコンタクト部301の位置の算出が遂行されても良い。
【0061】
アライメント装置320は、把持側コンタクトアーム317の位置のアライメントを行うことにより、被試験ICの位置のアライメントを行う手段であり、図1に示すように、本実施形態においては、1つの可動ヘッド部312に対して1組の2つのアライメント装置320が具備されており、ハンドラ10に合計2組の4つのアライメント装置320が具備されている。従って、1つの可動ヘッド部312に保持された4つの被試験ICの内、同時に2つの被試験ICの位置のアライメントを行い、結果的に2回のアライメントで4つの被試験ICのアライメントが行われる。例えば、YZ移動装置310の一方の可動ヘッド部312がテストを遂行している間に、他方の可動ヘッド部312により1組の2つのアライメント装置320が2行1列及び2行2列の2つの被試験ICの位置のアライメントを行い、次いで1行1列及び1行2列の2つの被試験ICの位置のアライメントを行うことによりテストヘッド300に効率良くアライメント済みの被試験ICを供給し、テストヘッド300の稼働率を高めることが可能となる。なお、アライメント装置320の数は上記の数に限定されず、被試験ICのアライメントに要する時間と、被試験ICのテストに要する時間、コンタクト部の数等から適宜に設定することが可能である。
【0062】
当該アライメント装置320は、図3に示すように、主にアライメント可動部321と、アライメント可動部駆動装置322と、被試験IC側照明323と、アライメント用反射鏡324(反射手段)と、CCDカメラ側照明325と、アライメント用CCDカメラ326(第1の撮像手段)とから構成されている。
【0063】
アライメント用CCDカメラ326の光軸OP(以下、単に光軸OPともいう。)がアライメント用反射鏡324に反射して、光軸OPがZ軸正方向に向くように、アライメント用CCDカメラ326と、アライメント用反射鏡324とが設置されている。このように、アライメント用CCDカメラ326の光軸OP上にアライメント用反射鏡324を設けることにより、アライメント用CCDカメラ326をXZ平面に対して横置きで設置することが可能となり、ハンドラ10自体の高さを低く抑えることが可能となる。
【0064】
そして、被試験ICの入出力端子HBを視認するのに十分な明るさを確保するために、環状の被試験IC側照明323及び環状のCCDカメラ側照明325が、光軸OPの進行を妨げず、且つアライメント用CCDカメラ326が少なくとも被試験ICの全ての入出力端子HBを視認可能なような視認範囲を確保するように設置されている。
【0065】
なお、ハンドラ10の製造時等に、先述のコンタクト部認識用CCDカメラ312bとアライメント用CCDカメラ326同士でキャリブレーションが行われる。
【0066】
このキャリブレーションの具体的な方法としては、例えば、被試験ICの形状を有するX、Y座標軸が描かれた透明なキャリブレーション用ゲージをアライメント用CCDカメラ326が視認可能な範囲に位置するようにアライメント装置320に置き、アライメント用CCDカメラ326にて撮像し、当該キャリブレーション用ゲージに描かれたXY座標軸及びその中心位置を読み取る。次に、コンタクト部認識用CCDカメラ312bを当該ゲージの上方に位置させ、当該ゲージの撮像し、XY座標軸及び中心位置を読み取る。このキャリブレーション用ゲージのXY座標軸が、2つのCCDカメラ326、312b同士における基準のX−Y座標系となる。
【0067】
さらに、被試験IC側照明323の上部には、第1の開口部321aを有するアライメント可動部321が具備されている。アライメント可動部321に具備された第1の開口部321aは、被試験ICが通過するのに十分な大きさで、且つ、上述の可動ヘッド部312の各把持側コンタクトアーム317の底面端部に具備された当接用部材317dを通過させない大きさである。そして、当該第1の開口部321aが、当該光軸OPの進行を妨げず、且つ、アライメント用CCDカメラ326が少なくとも被試験ICの全ての入出力端子HBを視認可能なような視認範囲を確保するように、アライメント可動部321が設置されている。
【0068】
アライメント可動部321は、アライメント可動部支持部材321bを介して、後述するアライメント可動部駆動装置322の可動平面3224に接続されており、X軸、Y軸方向の移動及びZ軸を中心としたθ回転の回転が可能となっている。アライメント可動部支持部材321bには、光軸OPの進行を妨げず、且つアライメント用CCDカメラ326が少なくとも被試験ICの全ての入出力端子HBを視認可能なような視認範囲を確保するように第2の開口部321cが具備されている。
【0069】
なお、被試験IC側照明323、アライメント用反射鏡324、CCDカメラ側照明325、アライメント用CCDカメラ326は、アライメント可動部駆動装置322の駆動により可動しないように、アライメント可動部321、可動部支持部材321b、アライメント可動部駆動装置322とは別個独立に支持されている。
【0070】
被試験ICを保持した把持側コンタクトアーム317は、ロックアンドフリー機構318が非拘束な状態で、且つ可動ヘッド部312のZ軸アクチュエータ313によりアライメント可動部321に所定の圧力で印加された状態で、アライメント可動部駆動装置322の駆動動作に追従してX軸、Y軸方向及びZ軸を中心とするθ回転のアライメントが可能となる。
【0071】
図8に示すように、アライメント可動部駆動装置322(駆動手段)は、アライメント可動部321をXY平面上でX軸及びY軸方向に移動させ、Z軸を中心としたθ回転させる手段であり、主に3つの駆動用モータ3221、3222、3223と、可動平面3224と、可動平面支持部材3225と、基盤3226から構成されている。
【0072】
3つの駆動用モータ3221、3222、3223は基盤3226に設けられており、第1の駆動用モータ3221は、第1の偏心軸3221aを有しており、当該第1の偏心軸3221aの偏心側の中心(x0、y0)は、第1の駆動用モータ3221の駆動軸の中心(xa、ya)から距離Lの位置にある。同様に、第2の駆動用モータ3222は、第2の偏心軸3222aを有しており、当該第2の偏心軸3222aの偏心側の中心(x1、y1)は、第2の駆動用モータ3222の駆動軸の中心(xb、yb)から距離Lの位置にある。また、第3の駆動用モータ3223は、第3の偏心軸3223aを有しており、当該第3の偏心軸3223aの偏心側の中心(x2、y2)は、第3の駆動用モータ3223の駆動軸の中心(xc、yc)から距離Lの位置にある。
【0073】
可動平面3224は、例えば矩形の平面であり、その中心部にX軸方向に長辺を有する矩形の第2の開口部3222bが設けられている。さらに、当該可動平面3224のY軸中心線上の一方の端部に、Y軸方向に長辺を有する矩形の第1の開口部3221bが設けられている。また、当該可動平面3224のY軸中心線上の他方の端部に、Y軸方向に長辺を有する矩形の第3の開口部3223bが設けられている。
【0074】
図9から分かるように、第1の開口部3221bの中心部には、第1の駆動用モータ3221の第1の偏心軸3221aが移動及び回転可能に挿入されている。同様に、第2の開口部3222bの中心部には、第2の駆動用モータ3222の第2の偏心軸3222aが移動及び回転可能に挿入されており、第3の開口部3223bの中心部には、第3の駆動用モータ3223の第3の偏心軸3223aが移動及び回転可能に挿入されている。このように、3つの偏心軸3221a、3222a、3223aが移動及び回転可能に挿入されることにより、可動平面3224のX−Y平面における運動が可能となる。
【0075】
さらに、X−Y−θ運動する可動平面3224を支持するために、基盤3226上の図8に示すような位置に3つの可動平面支持部材3225が設けられており、当該可動平面3224を支持している。図10に示すように、可動平面3224の各可動平面支持部材3225が設けられる位置には、可動平面支持部材3225の外周より小さな円周の支持用開口部3224aが設けられており、当該支持用開口部3224aには可動平面支持部材3225の括れた部分が位置するように構成されている。これにより、駆動用モータ3221、3222、3223の駆動により移動及び回転する可動平面3224を安定して支持することが出来る。
【0076】
図8において、アライメント可動部駆動装置322の可動平面3224をX軸正方向に可動させる場合は、第1の駆動用モータ3221を−θ方向に回転駆動させるとともに、第3の駆動用モータ3223を+θ方向に回転駆動させ、第2の駆動用モータ3222は駆動させない。また、可動平面3224をX軸負方向に可動させる場合には、第1の駆動用モータ3221を+θ方向に回転駆動させるとともに、第3の駆動用モータ3223を−θ方向に回転駆動させれば良い。この場合も第2の駆動用モータ3222は駆動させない。
【0077】
図8において、アライメント可動部駆動装置322の可動平面3224をY軸正方向に可動させる場合は、第1の駆動用モータ3221及び第3の駆動用モータ3223を駆動させずに、第2の駆動用モータ3222のみを+θ方向に回転駆動させれば良い。また、可動平面3224をY軸負方向に可動させる場合には、第1の駆動用モータ3221及び第3の駆動用モータ3223を駆動させずに、第2の駆動用モータ3222のみを−θ方向に回転駆動させれば良い。
【0078】
図8において、アライメント可動部駆動装置322の可動平面3224を第2の偏心軸3222aを中心とした+θ方向に回転させる場合は、第1の駆動用モータ3221を+θ方向に回転駆動させるとともに、第3の駆動用モータ3223を+θ方向に回転駆動させ、第2の駆動用モータ3222は駆動させない。また、可動平面3224を第2の偏心軸3222aを中心とした−θ方向に回転させる場合は、第1の駆動用モータ3221を−θ方向に回転駆動させるとともに、第3の駆動用モータ3223を−θ方向に回転駆動させ、第2の駆動用モータ3222は駆動させない。
【0079】
なお、以下の式で算出されるθ0、θ1、θ2に従って、第1の駆動用モータ3221、第2の駆動用モータ3222、第3の駆動用モータ3223を回転駆動させることにより、可動平面3224を目標位置x、yに移動させ、目標姿勢θに回転させることが可能となる。なお、目標姿勢θの回転の中心は、第2の偏心軸3222aの中心(x1、y1)である。
【0080】
θ=0の場合、第1の駆動用モータ3221には、
【数1】 第2の駆動用モータ3222には、
【数2】 第3の駆動用モータ3223には、
【数3】 の回転駆動をさせれば良い。
【0081】
また、θ>0の場合は、第1の駆動用モータ3221には、
【数4】 第2の駆動用モータ3222には、
【数5】 第3の駆動用モータ3223は、
【数6】 の回転駆動をさせれば良い。
【0082】
また、θ<0の場合は、第1の駆動用モータ3221には、
【数7】 第2の駆動用モータ3222には、
【数8】 第3の駆動用モータ3223には、
【数9】 の回転駆動をさせれば良い。但し、上記の式中におけるa、b、c、nは、
【数10】 【数11】 【数12】 【数13】 である。
【0083】
また、例えば、図8において、3つの駆動用モータ3221、3222、3223の駆動軸の中心を、(xa、ya)=(0、50)、(xb、yb)=(−10、0)、(xc、yc)=(0、−50)とした場合に、可動平面3224の回転θの中心を、第2の偏心軸の中心(x1、y1)=(0、0)から(10、10)に移動させるためには、(xa、ya)=(−10、40)、(xb、yb)=(−20、−10)、(xc、yc)=(−10、−60)として上述の式に代入することで、可動平面3224の回転中心を(10、10)とした場合のX−Y−θ運動が可能となる。
【0084】
以上のような可動部駆動装置322を用いることにより、被試験ICを保持する把持側コンタクトアーム317の位置を移動させることが可能となり、被試験ICの位置のアライメントが達成される。
【0085】
当該アライメント可動部駆動装置322の3つの駆動用モータ3221、3222、3223を支持する基盤3226は、ハンドラ10の基台12側に固定されている。また、可動平面3224は、アライメント可動部支持部材321bを介してアライメント可動部321に接続されており、図8に示すような初期状態において第2の駆動軸2222の中心軸の中心とアライメント用CCDカメラの光軸OPとが一致するように設置されている。
【0086】
なお、請求の範囲において言及される第1の駆動部、第2の駆動部、第3の駆動部は、それぞれ上述の可動平面3224のX軸方向動作、Y軸方向動作、Z軸を中心としたθ回転動作に相当する機能的な表現であり、第1の駆動用モータ3221、第2の駆動用モータ3222、第3の駆動用モータ3223に相当するものではない。
【0087】
次に、図11に示されるアライメント用CCDカメラ326による被試験ICのアライメントのためのシステムのブロック図について説明する。
【0088】
当該システムは、主にコンタクト部認識用CCDカメラ312bと、アライメント用CCDカメラ326と、画像処理装置70と、YZ移動装置310の制御を行うYZ移動装置用制御装置80と、アライメント可動部駆動装置322の制御を行う可動部駆動装置用制御装置90とから構成されている。
【0089】
コンタクト部認識用CCDカメラ312bとアライメント用CCDカメラ326とは、撮像した画像情報を画像処理装置70に送信するように接続されている。
【0090】
画像処理装置70は、コンタクト部認識用CCDカメラ312b及びアライメント用CCDカメラ326により撮像された画像情報に対して画像処理を行い、画像上におけるコンタクト部301及び被試験ICの位置及び姿勢を認識し、被試験ICのアライメント量を算出する手段である。
【0091】
被試験ICのロットの変更等の際に、画像処理装置70が、コンタクト部認識用CCDカメラ312bにより撮像され送信された画像情報に、各コンタクト部301の複数のコンタクトピン302の位置を抽出する画像処理を行い、当該抽出された位置からコンタクト部301の中心位置及び当該コンタクト部301におけるXY座標軸を算出することにより、当該CCDカメラ312bにより撮像された画像上におけるコンタクト部301の位置及び姿勢を算出する。これによりテストヘッド300の変更等により生ずるコンタクト部301の位置の変化を認識することが可能となる。
【0092】
さらに、当該画像処理装置70は、アライメント用CCDカメラ326から受信した画像情報に対して、画像処理を行い、画像上における被試験ICの位置及び姿勢を認識する。そして当該画像上における被試験ICの位置及び姿勢を、認識されたコンタクト部301の位置及び姿勢に一致させるように、被試験ICの必要なX軸、Y軸方向及びZ軸を中心としたθ回転のアライメント量を算出する。なお、コンタクト部認識用CCDカメラ312b及びアライメント用CCDカメラ326により撮像される画像上の座標系は、上述したように当該CCDカメラ312b、326同士のキャリブレーションにより対応付けされている。
【0093】
さらに、画像処理装置70は、YZ移動装置用制御装置80と可動部駆動装置用制御装置90に送受信可能なように接続されており、当該算出されたアライメント量は、接続された可動部駆動装置用制御装置90に送信される。可動部駆動装置用制御装置90は、送信されたアライメント量に基づいてアライメント可動部駆動装置322の各アクチュエータの制御を行い、被試験ICの位置のアライメントが遂行される。
【0094】
アンローダ部60
アンローダ部60は、テスト部30から試験済みの被試験ICをIC格納部40に排出するための手段であり、主に第2のXYZ移動装置601と、2つのアンローダ用バッファ部602(図1においてX軸正方向の2つ)とから構成される。
【0095】
アンローダ用バッファ部602は、YZ移動装置310の動作範囲と被試験ICを第2のXYZ移動装置601の動作範囲との間を往復移動する手段であり、主に可動部602aと、X軸方向アクチュエータ602bとから構成されている。ハンドラ10の基台12上に固定されたX軸方向アクチュエータ602bの先端部に可動部602aが支持されており、当該可動部602aの上部表面には、被試験ICを落とし込む4つの凹部602cが形成されている。
【0096】
YZ移動装置310の動作範囲内に位置するアンローダ用バッファ部602の可動部602aの凹部602cにYZ移動装置310が試験済みの被試験ICを落とし込み、アンローダ用バッファ部602はX軸方向アクチュエータ602bを縮めることにより可動部602aを第2のXYZ移動装置601の動作範囲内に移動される。なお、可動部602a上に凹部602cを具備させずに、例えば、当該可動部602aの表面を、鉛直上向きに吸着面が向いた吸着パッドを具備した平面としても良い。吸着パッドを可動部602aの表面に具備した場合、当該吸着パッド上にYZ移動装置310が試験済みの被試験ICを載置し、当該吸着パッドが当該被試験ICを吸着し、可動部602aがX軸方向アクチュエータ602bを縮め、第2のXYZ移動装置601の動作範囲内への移動が完了したら吸着を開放し、第2のXYZ移動装置601が当該試験済みの被試験ICを保持する。
【0097】
以上のようにアンローダ用バッファ部602を設けることにより、第2のXYZ移動装置601とYZ移動装置310とが互いに干渉することなく同時に動作することが可能となる。また、2つのアンローダ用バッファ部602を具備することにより、テストヘッド300に効率良く被試験ICを供給し、テストヘッド300の稼働率を高めることが可能となる。なお、アンローダ用バッファ部602の数は2つに限定されず、後述する被試験ICのアライメントに要する時間と、被試験ICのテストに要する時間等から適宜に設定することが可能である。
【0098】
第2のXYZ移動装置601は、アンローダ用バッファ602上の被試験ICを分類トレイ用ストッカ402の分類トレイに移動させ搭載する手段であり、主に、Y軸方向レール601aと、X軸方向レール601bと、可動ヘッド部601cと、吸着パッド601dとから構成されており、2つのアンローダ用バッファ部602と、分類トレイ用ストッカ402とを包含する動作範囲を有している。
【0099】
図1に示すように、当該第2のXYZ移動装置601の2つのY軸方向レール601aは、ハンドラ10の基台12上に固定されており、その間にX軸方向レール601bがY軸方向に摺動可能に支持されている。当該X軸方向レール601bは、Z軸方向アクチュエータ(不図示)を具備した可動ヘッド部601cをX軸方向に摺動可能に支持している。さらに、当該可動ヘッド部601cは、下端部に4つの吸着パッド601dを有しており、具備されたZ軸方向アクチュエータを駆動させることにより、当該4つの吸着パッド601dをZ軸方向に昇降させる。
【0100】
第2のXYZ移動装置601は、当該4つの吸着パッド601dをアンローダ用バッファ部602上の被試験IC上に位置させ、一度に4つの被試験ICを吸着し、分類トレイ用ストッカ402の分類トレイ上に移動させ、位置決め後に分類トレイ上に被試験ICを解放する。
【0101】
次に、作用について説明する。
【0102】
図1及び図12から図24を参照して以下に電子部品試験装置1における被試験ICのテストについて説明する。
【0103】
図12は、本発明の第1実施形態における被試験ICの位置のアライメントの処理のフローチャートである。また、図13から図21は、本発明の第1実施形態における被試験ICの位置のアライメントの動作を示す概略断面図であり、図22A及び図22Bは、ロックアンドフリー機構318による把持側コンタクトアーム317のセンタリング動作を示す図である。さらに、図23及び図24は、アライメント装置320による被試験ICの位置のアライメントの画像を示す図であり、図23はアライメント前の画像を示し、図24がアライメント後の画像を示す。なお、図13から図21は、図1において、テスト部30に対してX軸上を正の側に視点を置き、X軸上の負方向に向かって見た場合の概略断面図であり、可動ヘッド部312は図1中のY軸正方向の可動ヘッド部312を図示し、アライメント装置320は図1中のY軸正方向の1組の2つのアライメント装置320を図示している。また、図13から図21において図中右側に示される被試験ICが1行1列及び1行2列の被試験ICを示し、図中左側に示される被試験ICが2行1列及び2行2列の被試験ICを示す(第1のコンタクトアーム315a1において同じ。)。但し、1行1列及び2行1列の被試験ICは、1行2列及び2行2列に重なっているため、図示されていない。同様に図示されたアライメント装置320の向こう側に重なったもう一つのアライメント装置320が具備されているが重なっているため図示されていない。
【0104】
第1のXYZ移動装置501が、4つの吸着パッド501dにより、IC格納部40の供給トレイ用ストッカ401の最上段に位置する供給トレイ上の4つの被試験ICを吸着し、保持する。
【0105】
次に、第1のXYZ移動装置501は、4つの被試験ICを保持したまま可動ヘッド部501cに具備されたZ軸方向アクチュエータにより当該4つの被試験ICを上昇させ、Y軸方向レール501a上でX軸方向レール501bを摺動させ、X軸方向レール501b上で可動ヘッド部501cを摺動させてローダ部50に移動させる。そして、当該第1のXYZ移動装置501は、ヒートプレート503の凹部503aの上方で位置決めをし、可動ヘッド部501cのZ軸方向アクチュエータを伸長させ、吸着パッド501dを解放して被試験ICを当該凹部503aに落とし込む。ヒートプレート503が当該被試験ICを所定の温度まで加熱したら、再度、第1のXYZ移動装置501が加熱された4つの被試験ICを保持して、待機している一方のローダ用バッファ502の上方に移動する。そして、当該第1のXYZ移動装置501は、待機している一方のローダ用バッファ部502の可動部502aの上方で位置決めしたら、可動ヘッド部501cのZ軸方向アクチュエータを伸長させ、吸着パッド501dを解放することにより当該可動部502aの上部表面に形成された凹部502cに4つの被試験ICを落とし込む。
【0106】
次に、当該ローダ用バッファ部502は、4つの被試験ICを保持したまま、具備されたX軸方向アクチュエータ502bを伸長させ、ローダ部50の第1のXYZ移動装置501の動作範囲からテスト部30のYZ移動装置310の動作範囲へ4つの被試験ICを移動させる。
【0107】
次に、当該ローダ用バッファ部502の上方に位置するYZ移動装置310の一方の可動ヘッド部312に具備されたZ軸方向アクチュエータ313が伸長し、当該可動ヘッド部312に具備された4つの吸着パッド317cにより、ローダ用バッファ部502の可動部502aの凹部502cに位置する4つの被試験ICを吸着し、保持する。
【0108】
次に、当該可動ヘッド部312は、可動ヘッド部312に具備されたZ軸方向アクチュエータ313により4つの被試験ICを保持したまま上昇する。
【0109】
次に、図13に示すように、当該YZ移動装置310は、2行1列及び2行2列の2つの把持側コンタクトアーム317の中心線CLと、2つのアライメント装置320の光軸OPとが実質的に一致するように、Y軸方向レール311上で可動ヘッド部312を支持するX軸方向支持部材311aを摺動させて、2つの被試験ICをアライメント装置320の上方で位置決めする。
【0110】
次に、図14に示すように、可動ヘッド部312は、Z軸方向アクチュエータ313を伸長させることにより、2つ1組のアライメント装置320のアライメント可動部321の第1の開口部321aに2行1列及び2行2列の2つの被試験ICを挿入し、把持側コンタクトアーム317の底面端部に形成された当接用部材317dをアライメント可動部321に当接させ、所定の圧力で印加する。
【0111】
次に、図12のステップS100において、Z軸方向アクチュエータ313による所定の圧力が維持された状態で、アライメント装置320のアライメント用CCDカメラ326により、2行1列及び2行2列の2つの被試験ICが撮像される。アライメント用CCDカメラ326に撮像された画像情報は、画像処理装置70に送信される。
【0112】
次に、図12のステップS200において、画像処理装置70は、当該画像情報から画像処理により被試験ICの各入出力端子HBの位置を抽出する。
【0113】
次に、ステップS300において、画像処理装置70は、抽出された各入出力端子HBの位置から、被試験IC中心位置CP及び被試験ICにおけるXY座標軸のうちの一方の座標軸ALを算出し、アライメント用CCDカメラ326により撮像された画像上における被試験ICの位置及び姿勢を算出する。なお、被試験ICの一方の座標軸ALの算出方法としては、例えば、ステップS200において抽出された入出力端子HBの中で長い列を形成する入出力端子HBの中心を通過する近似直線を各列毎に算出し、当該複数の近似直線の平均直線を算出することにより行われる。なお、被試験ICの製造上発生する入出力端子HBの位置のバラツキ等に対して被試験ICの位置及び姿勢の精度を向上させるために、上記の一方の座標軸ALの算出方法と類似の方法により、他方の座標軸の算出等をしても良い。
【0114】
次にステップS400において、画像処理装置70は、画像上におけるコンタクト部301の位置及び姿勢と、被試験ICの位置及び姿勢とを比較する。このステップS400の比較において、位置及び姿勢が一致している場合(ステップS400においてYES)は、アライメントは終了する。なお、画像上のコンタクト部301の位置及び姿勢は、ロットの変更時等に予めコンタクト部認識用CCDカメラ312bに撮像され画像処理により認識された画像上のコンタクト部301の位置及び姿勢を、アライメント用CCDカメラ326の画像上の位置及び姿勢に対応付けたものである。図23にアライメント前の被試験ICの抽出された各入出力端子HBと、算出された被試験IC中心位置CPと、被試験ICの一方の座標軸ALとを便宜上表示した画像の例を示す(図24において同じ)。なお、画像上におけるコンタクト部301の中心位置及びXY座標軸は、説明の便宜上、画像上の原点、即ち光軸OP及びXY座標軸に一致している。
【0115】
画像上におけるコンタクト部301の位置及び姿勢と、被試験ICの位置及び姿勢とが一致していない場合(ステップS400においてNO)は、ステップS500において、画像処理装置70は、被試験ICの位置及び姿勢をコンタクト部301の位置及び姿勢に一致させるようなX軸、Y軸方向及びZ軸を中心としたθ回転における必要なアライメント量を算出する。図23の場合の必要なアライメント量は、X軸方向に+x分、Y軸方向に−y分の移動と、Z軸を中心としたθ回転方向に−α分の回転である。
【0116】
次に、ステップS600において、画像処理装置70は、YZ移動装置用制御装置80に2行1列及び2行2列の被試験ICを保持しているロックアンドフリー機構318を非拘束状態にする指令を送信する。YZ移動装置用制御装置80は、当該指令に基づき、当該ロックアンドフリー機構318の拘束用ピストン3183へのエアの供給を止める制御を行い、当該ロックアンドフリー機構318が非拘束状態になったら、その完了の信号を画像処理装置70に送信する。
【0117】
なお、例えば、本発明の他の実施形態における当接用部材317dに凹部317eが形成され、アライメント用可動部321に凹部321cが形成されているような場合には、当該凹部317eと凸部321cとの係合を容易にするために、係合前に当該ロックアンドフリー機構318を非拘束な状態としても良い。
【0118】
次に、ステップS700において、画像処理装置70が当該完了信号を受信したら、ステップS500において算出されたアライメント量を可動部駆動装置用制御装置90に送信する。そして、可動部駆動装置用制御装置90は、送信されたアライメント量に基づいてアライメント可動部駆動装置322の第1の駆動用モータ3221と、第2の駆動用モータ3222、第3の駆動用モータ3223とを駆動させ、被試験ICの位置のアライメントを行う。可動部駆動装置用制御装置90は、当該駆動が完了したら、その完了の信号を画像処理装置70に送信する。
【0119】
アライメント可動部駆動装置322の駆動が完了したら、ステップS800において、画像処理装置70は、再度、被試験ICの位置及び姿勢と、コンタクト部301の位置及び姿勢との比較を行い、一致していないと判断した場合(ステップS800においてNO)は、ステップS500に戻り必要なアライメント量の算出を行う。なお、このステップS800における比較を行わずに、ステップS700からステップS900に進んでも良く、これにより、図12に示すフローチャートの処理速度を向上させることができる。
【0120】
ステップS800の比較において、被試験ICの位置及び姿勢と、コンタクト部301の位置及び姿勢とが一致していると判断した場合(ステップS800においてYES)は、ステップS900において、画像処理装置70はYZ移動装置用制御装置80に、2行1列及び2行2列の被試験ICを保持しているロックアンドフリー機構318を拘束状態にする指令を送信する。YZ移動装置用制御装置80は、当該指令に基づき、当該ロックアンドフリー機構318の拘束用ピストン3183にエアを供給する制御を行い、当該アライメントが終了する。
【0121】
図15は、上記のアライメントの処理により2行1列及び2行2列の被試験ICのアライメントが完了した状態を示す概略断面図である。図15において、アライメント可動部駆動装置322の駆動により被試験ICを保持する把持側コンタクトアーム317及びアライメント可動部321が共に移動し、光軸OPと把持側コンタクトアーム317の中心線CLとが一致しないことが分かる。図24にアライメント後の被試験ICの抽出された各入出力端子HBと、算出された被試験IC中心位置CPと、被試験ICの一方の座標軸ALとを便宜上表示した画像の例を示す。なお、この場合も、画像上におけるコンタクト部301の中心位置及びXY座標軸は、説明の便宜上、画像上の原点である光軸OP及びXY座標軸に一致している。
【0122】
なお、2行1列及び2行2列の2つの被試験ICに対して、2つのアライメント装置320が上記のアライメントの動作を実質的に同時に遂行する。
【0123】
アライメント装置320による2行1列及び2行2列の2つの被試験ICの位置のアライメントが完了したら、図16に示すように、可動ヘッド部312のZ軸方向アクチュエータ313により、4つの被試験ICを保持したまま上昇させる。Z軸方向アクチュエータ313の駆動により被試験ICがアライメント装置320から離遠したら、アライメント可動部駆動装置322により、アライメント可動部321が初期状態に戻される。
【0124】
次に、図17に示すように、YZ移動装置310は、可動ヘッド部312を、1行1列の基底側コンタクトアーム中心線OLと2行1列の基底側コンタクトアーム中心線OLとの間のピッチ分Y軸負方向に移動させ、1行1列及び1行2列の2つの把持側コンタクトアーム中心線CLと、2つのアライメント装置の光軸OPとが実質的に一致するように、アライメントが未完了の1行1列及び1行2列の2つの被試験ICを当該2つ1組のアライメント装置320の上方で位置決めする。
【0125】
次に、図18に示すように、可動ヘッド部312は、Z軸方向アクチュエータ313を伸長させることにより、2つ1組のアライメント装置320のアライメント可動部321の第1の開口部321aに1行1列及び1行2列の2つの被試験ICを挿入し、把持側コンタクトアーム317の底面端部に形成された当接用部材317dをアライメント可動部321に当接させ、所定の圧力で印加する。
【0126】
次に、図19に示すように、Z軸アクチュエータ313により所定の圧力が維持された状態で、画像処理手段70とYZ移動装置用制御装置80と可動部駆動装置用制御装置90とにより上述の図12のフォローチャートのステップS100からステップS900までの処理が行われ、アライメント装置320による1行1列及び1行2列の2つの被試験ICの位置のアライメントが行われる。
【0127】
なお、1行1列及び1行2列の2つの被試験ICに対して、2つのアライメント装置320が上述のアライメントの動作を実質的に同時に遂行する。
【0128】
アライメント装置320による1行1列及び1行2列の2つの被試験ICの位置のアライメントが完了したら、図20に示すように、可動ヘッド部312のZ軸方向アクチュエータ313により、4つの被試験ICを保持したまま上昇させる。Z軸方向アクチュエータ313の駆動により被試験ICがアライメント装置320から離遠したら、アライメント可動部駆動装置322により、アライメント可動部321が初期状態に戻される。
【0129】
以上のように、2つ1組のアライメント装置320により4つの被試験ICに対して合計2回のアライメントが行われる。
【0130】
YZ移動装置310の一方の可動ヘッド部312が上記の被試験ICのアライメントの間に、他方の可動ヘッド部312がテストヘッド300において試験を行う。
【0131】
次に、YZ移動装置310は、可動ヘッド部312を支持するX軸方向支持部材311aをY軸方向レール311上で摺動させ、可動ヘッド部312の先端の吸着パッド317cに保持された4つの被試験ICが、テストヘッド300の4つのコンタクト部301の上方に位置決めする。
【0132】
次に、図21に示すように、可動ヘッド部312は、Z軸方向アクチュエータ313を伸長させ、4つの被試験ICの各入出力端子HBを、4つのコンタクト部301の各コンタクトピン302に接触させる。この接触の間に、各コンタクトピン302を介して電気的な信号の送受信が行われることにより、4つ被試験ICのテストが同時に遂行される。
【0133】
4つの被試験ICのテストが完了したら、YZ移動装置310は、可動ヘッド部312に具備されたZ軸方向アクチュエータ313により、試験済みの4つの被試験ICを保持したまま上昇させ、可動ヘッド部312を支持するX軸方向支持部材311aをY軸方向レール311上で摺動させて、保持された4つの被試験ICを当該YZ移動装置310の動作範囲内で待機している一方のアンローダ用バッファ部602の可動部602aの上方に位置決めする。
【0134】
次に、可動ヘッド部312は、Z軸アクチュエータ313を伸長させ、吸着パッド317cを解放することにより当該可動部602aの上部表面に形成された凹部602cに4つの被試験ICを落とし込む。
【0135】
なお、図22A及び図22Bに示すように、試験済みの被試験ICを払い出した後、YZ移動装置310の可動ヘッド部312は、各保持側コンタクトアーム317の中心線CLを、基底側コンタクトアーム中心線OLに一致させるように、ロックアンドフリー機構216の拘束用ピストン3183のエアーの供給を止め、センタリング用ピストン3184にエアーを供給することにより把持側コンタクトアーム317のセンタリングを行う。図22Aはセンタリング前の第1のコンタクトアーム315a1を示し、図22Bはセンタリング後の第1のコンタクトアーム315a1を示す。
【0136】
次に、アンローダ用バッファ部602は、試験済みの4つの被試験ICを保持したまま、具備されたX軸アクチュエータ602bを駆動させ、テスト部30のYZ移動装置310の動作範囲から、アンローダ部60の第2のXYZ移動装置601の動作範囲へ当該被試験ICを移動させる。
【0137】
次に、アンローダ用バッファ部602の上方に位置する第2のXYZ移動装置601の可動部602cに具備されたZ軸方向アクチュエータを伸長させ、当該可動部602cに具備された4つの吸着パッド601dにより、アンローダ用バッファ部602の可動部602aの凹部602cに位置する試験済みの4つの被試験ICを吸着し、保持する。
【0138】
次に、第2のXYZ移動装置601は、試験済みの4つの被試験ICを保持したまま可動ヘッド部601cに具備されたZ軸方向アクチュエータにより当該4つの被試験ICを上昇させ、Y軸方向レール601a上でX軸方向レール601bを摺動させ、X軸方向レール601b上で可動ヘッド部601cを摺動させてIC格納部40の分類トレイ用ストッカ402上に移動させる。ここで、各被試験ICの試験結果に従って、上述したような当該試験結果に対応した各分類トレイ用ストッカ402の最上段に位置する分類トレイ上に各被試験ICが搭載される。
【0139】
以上のように、アライメント用CCDカメラがコンタクトアームに把持された被試験電子部品を撮像し、画像処理手段が当該撮像された画像情報に基づいてコンタクトアームに把持された被試験ICのコンタクト部に対する相対位置を認識し、アライメント装置が当該認識に基づいて被試験ICを把持したコンタクトアームの位置の補正を行うことにより、ミスコンタクトの発生頻度を減少させることが可能となる。
【0140】
コンタクトアームが、把持側コンタクトアームと、ロックアンドフリー機構と、基底側コンタクトアームとを有し、把持側コンタクトアームと基底側コンタクトアームとの間にロックアンドフリー機構を設け、当該ロックアンドフリー機構によりコンタクト部に実質的に平行なX−Y平面において、基底側コンタクトアームに対する把持側コンタクトアームの平面運動を拘束又は非拘束とするのに対し、基底側コンタクトアームをYZ移動装置に固定することにより、コンタクトアームが位置補正手段を具備する必要がなくなり、コンタクトアームの重量が軽減し、移動手段の高速な移動が可能になるとともにミスコンタクトの発生頻度が減少する。
【0141】
さらに、4つのコンタクト部を有するテストヘッドに対して、4つのコンタクトアームを有する2つの可動ヘッド部を具備したYZ移動装置と、4つのアライメント用CCDカメラと、4つのアライメント装置とを有する電子部品試験装置を用いて、1つのコンタクト部に対してYZ移動装置の一方の可動ヘッド部が被試験ICの位置の補正を行うと同時に、他方の可動ヘッド部が試験を遂行することにより試験効率を向上させることが可能になり、また、4つのコンタクト部に対して同時に4つの被試験ICの試験を遂行することにより、最適な同時測定数を確保することが可能となる。
【0142】
[第2実施形態]
以下に、本発明の第2実施形態として、コンタクト部が若干傾斜している場合に、当該コンタクト部に平行な平面に対してコンタクトアームを倣わせて被試験ICを無理なくコンタクト部に接触させる平面倣い機構をコンタクトアームに具備させた実施形態について説明する。
【0143】
なお、コンタクトアーム以外の電子部品試験装置の構成は、上述の第1実施形態の場合と同様であるため、コンタクトアーム以外の電子部品試験装置の構成の説明については省略し、第1実施形態と同一の構成については同一の符号を用いる。
【0144】
本実施形態における電子部品試験装置1は、図25に示すように、テスト部30のYZ移動装置310の可動ヘッド部312に、2行2列の4つの第1のコンタクトアーム315a2を保持するベース部材340が取り付けられている。なお、図25において、図中右側に示される第1のコンタクトアーム315a2は、図1における1行1列及び1行2列の第1のコンタクトアーム315a2を示し、図中左側に示される第1のコンタクトアーム315a2が、図1における2行1列及び2行2列の第1のコンタクトアーム315a2を示している。但し、1行1列及び2行1列の第1のコンタクトアーム315a2は、1行2列及び2行2列の第1のコンタクトアーム315a2に重なっているため、図示されていない。
【0145】
ベース部材340は、可動ヘッド部312の基底部314より若干小さな外形を有する平板形状の部材であり、例えばボルトなどにより、基底部314に着脱可能に取り付けられている。当該ベース部材340の下面には、テストヘッド300の4つのコンタクト部301に対応するようなピッチで、且つ、吸着パッド317cが当該コンタクト部301と向かい合うような方向で、4つの第1のコンタクトアーム315a2が取り付けられている。これら4つの第1のコンタクトアーム315a2とベース部材340とは、一つのユニットを構成しており、コンタクト部の数及び配列などに応じて、このユニットを交換することにより、品種変更に容易に対応することが可能となっている。
【0146】
このベース部材340の一方の端部には、ロックアンドフリー機構318のセンタリング用及び拘束用エアーや吸着パッド317cの吸着用エアー等の、可動ヘッド部312に取り付けられた4つの第1のコンタクトアーム315a2に必要とされる全てのエアーを流通させるための第1のエアー通路340aが、上面から下面に貫通して形成されている。
【0147】
また、本実施形態におけるYZ移動装置310の基底部314には、ベース部材340の第1のエアー通路340aに対応した位置で、第2のエアー通路314aが上面から下面に貫通して形成されている。ベース部材340が基底部314に取り付けられると、第1のエアー通路340aと第2のエアー通路314aとが連通し、特に図示しないエアー供給手段から、当該エアー通路340a、314aを介して、各第1のコンタクトアーム315a2のロックアンドフリー機構318や吸着パッド317cにエアーが適宜供給される。なお、第1のエアー通路340a及び第2のエアー通路314aには、吸着用、センタリング用及び拘束用などのように用途に応じたエアーの通路がそれぞれ形成されている。
【0148】
さらに、この基底部314には、第1のコンタクトアーム315a2のヒータ317aや温度センサ317b等の、可動ヘッド部312に取り付けられた4つの第1のコンタクトアーム315a2に必要とされる全ての電気を供給するためのコネクタ314bが、第2のエアー通路314aの近傍に設けられている。
【0149】
ベース部材340に保持されている各第1のコンタクトアーム315a2は、第1実施形態において説明した第1のコンタクトアーム315a1に平面倣い機構330を具備させたタイプのものであり、平面倣い機構330と、基底側コンタクトアーム316と、ロックアンドフリー機構318と、把持側コンタクトアーム317とからそれぞれ構成されており、ベース部材340の下面に、平面倣い機構330の上面が取り付けられており、平面倣い機構330の下面に、基底側コンタクトアーム316、ロックアンドフリー機構318、及び把持側コンタクトアーム317の順で取り付けられている。
【0150】
なお、図30に示すように、第1のコンタクトアーム315a2を、基底側コンタクトアーム316、ロックアンドフリー機構318、平面倣い機構330、及び把持側コンタクトアーム317の順で構成しても良い。
【0151】
各把持側コンタクトアーム317は、第1実施形態と同様の構成であり、各把持側コンタクトアーム317が有する各吸着パッド317cから伸びている吸着エアー供給用のエアー配管は、ベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されている。また、各把持側コンタクトアーム317に埋め込まれているヒータ317a及び温度センサ317bから伸びている電気配線は、基底部314のコネクタ314bに接続されている。
【0152】
ロックアンドフリー機構318及び基底側コンタクトアーム316の構成は第1実施形態と同様であり、ロックアンドフリー機構318から伸びているセンタリング用及び拘束用のエアー配管は、ベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されている。なお、図25において特に図示しないが、同図中にて右側に示されている第1のコンタクトアーム315a2から伸びている全てのエアー配管もベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されており、当該第1のコンタクトアーム315a2から伸びている電気配線も、基底部314に設けられたコネクタ314bに接続されている。
【0153】
各第1のコンタクトアーム315a2に具備された平面倣い機構330は、若干傾斜しているコンタクト部301に被試験ICが接触する際に、吸着パッド317cに保持している被試験ICを、コンタクト部301に平行なX−Y平面に対して倣い動作をさせる吊り下げ型の平面倣い手段であり、図26に示すように、コンタクト部301に平行なX−Y平面に実質的に平行なX軸を中心としたα回転と、当該平面に実質的に平行なY軸を中心としたβ回転とを可能としている。
【0154】
この平面倣い機構330は、図27に示すように、Y軸を中心とした倣い動作を行うY軸回転受け部材331及びY軸回転倣い部材332と、X軸を中心とした倣い動作を行うX軸回転受け部材333及びX軸回転倣い部材334と、これらを相互に摺動可能に固定するボルト335及びナット336と、適切な弾性力を付与してセンタリングを行うためのスプリング337と、ベース部材340と当該平面倣い機構330とを連結する連結部材338と、から構成されている。
【0155】
図27に示すように、Y軸回転受け部材331は、その下面に、Y軸を中心とした周方向に沿った第1の凹型円弧形状331aが形成されていると共に、その略中央部に、ボルト335が貫通する第1の貫通孔331bが形成されている。これに対し、Y軸回転倣い部材332は、その上面に、Y軸回転受け部材331の第1の凹型円弧形状331aと勘合する第1の凸型円弧形状332aが形成されていると共に、その略中央部に、ボルト335が貫通する第2の貫通孔332bが形成されている。
【0156】
Y軸回転受け部材331の第1の凹型円弧形状331aと、Y軸回転倣い部材332の第1の凸型円弧形状332aとは、被試験ICの中心を回転させるために、図29A及び図29Bに示すように、これら円弧形状の延長である円C2の中心CO2が、被試験ICの中心位置と実質的に一致するように設定されている。
【0157】
Y軸回転受け部材331の第1の貫通孔331bは、スプリング337の内径より小さな直径を有し、当該貫通孔331bに挿入されたボルト335とY軸回転受け部材331との間にスプリング337を介在させることが可能となっている。
【0158】
Y軸回転受け部材331とY軸回転倣い部材332との間には、摺動動作を円滑にするために、例えばテフロンなどの合成樹脂からなる柔軟なスペーサ332cと、複数のベアリング332dとが設けられている。当該スペーサ332cの略中央部には、ボルト335を貫通させるために、第3の貫通孔332eが形成されている。
【0159】
図27に示すように、Y軸回転倣い部材332の上面には、第1の凸型円弧形状332aの周方向に沿って、複数の溝332fが形成されている。また、スペーサ332cには、Y軸回転倣い部材332に形成された複数の溝332fに対応する所定位置で、複数のベアリング332dが挿入される複数の小径孔332gが形成されている。さらに、Y軸回転受け部材331の下面には、Y軸回転倣い部材332の複数の溝332fに対向する位置に複数の溝331cが形成されている。
【0160】
そして、Y軸回転受け部材331及びY軸回転倣い部材332の円弧形状331a、332aが嵌合すると、Y軸回転受け部材331の溝331cと、Y軸回転倣い部材332の溝332fとの間に、スペーサ332cの小径孔332gに挿入された複数のベアリング332dが介在し、当該溝332fに沿って、各ベアリング332dが回動することにより、Y軸回転受け部材331に対してY軸回転倣い部材332が円滑に摺動する。上述のようにこれらの部材331、332の第1の円弧形状331a、332aは、その回転中心CO2と被試験ICの中心とが一致しているため、上記の摺動動作により、Y軸を中心とした被試験ICのβ回転が達成される。
【0161】
図27に示すように、上述のY軸回転倣い部材332の下面には、X軸回転受け部材333が取り付けられている。このX軸回転受け部材333は、その下面に、X軸を中心とした周方向に沿った第2の凹型円弧形状333aが形成されていると共に、その略中央部に、ボルト335が貫通する第4の貫通孔333bが形成されている。これに対し、X軸回転倣い部材334は、その上面に、X軸回転受け部材333の第2の凹型円弧形状333aと勘合する第2の凸型円弧形状334aが形成されていると共に、その略中央部に、ボルト335が貫通する第5の貫通孔334bが形成されている。
【0162】
X軸回転受け部材333の第2の凹型円弧形状333a及びX軸回転倣い部材334の第2の凸型円弧形状334aは、被試験ICの中心を回転させるために、図28A及び図28Bに示すように、これら円弧形状の延長である円C1の中心CO1が、被試験ICの中心位置と実質的に一致するように設定されている。
【0163】
X軸回転受け部材333とX軸回転倣い部材334との間には、摺動動作を円滑にするために、例えばテフロンなどの合成樹脂からなる柔軟なスペーサ334cと、複数のベアリング334dとが設けられている。このスペーサ334cの略中央部には、ボルト335を貫通させるために、第6の貫通孔334eが形成されている。
【0164】
図27に示すように、X軸回転倣い部材334の上面には、第2の凸型円弧形状334aの周方向に沿って、複数の溝334fが形成されている。また、スペーサ334cには、X軸回転倣い部材334に形成された複数の溝334fに対応する所定位置で、複数のベアリング334dが挿入される複数の小径孔334gが形成されている。さらに、X軸回転受け部材333の下面には、X軸回転倣い部材334の複数の溝334fに対向する位置で複数の溝333cが形成されている。
【0165】
そして、X軸回転受け部材333及びX軸回転倣い部材334の円弧形状333a、334aが嵌合すると、X軸回転受け部材333の溝333cと、X軸回転倣い部材334の溝334fとの間に、スペーサ334cの小径孔334gに挿入された複数のベアリング334dが介在し、当該溝334fに沿って、各ベアリング334dが回動することにより、X軸回転受け部材333に対してX軸回転倣い部材334が円滑に摺動する。上述のようにこれらの部材333、334の第2の円弧形状333a、334aは、その回転中心CO1と被試験ICの中心とが一致しているため、上記の摺動動作により、被試験ICのX軸を中心としたα回転が達成される。
【0166】
当該X回転倣い部材334の下面に基底側コンタクトアーム316の上面が取り付けられる。なお、本実施形態においては、Y軸回転倣い部材332とX軸回転受け部材333とが別個独立した部材で構成されており、例えばボルト締め等の方法により相互に固定されているが、これは加工制約上の理由に基づくものであり、これに限定されることなく、Y軸回転倣い部材332とX軸回転受け部材333とを一体で形成しても良い。
【0167】
以上のように構成される各部材331、332、333、334は、第1の円弧形状331a、332bと、第2の円弧形状333b、334とが相互の円弧の軸を90度ずらすように組み合わせられ、Y軸回転受け部材321の上面にスプリング337を介在させ、各貫通孔331b、332b、333b、334bにボルト335が挿入されて、X軸回転倣い部材334の下面において、ナット336で締結されることにより組み立てられている。なお、ボルト335は、スプリング337に充分な弾性力を付与できる程度にY軸回転受け部材331の上面から突出している。
【0168】
さらに、Y軸回転受け部材331の上面には、当該Y軸回転受け部材331の上面から突出するボルト335及びスプリング337を収容するのに十分な大きさの内部空間が形成された連結部材338が、例えばボルトなどにより取り付けられており、当該連結部材338により、ベース部材340と各部材331、332、333、334とが連結されている。
【0169】
以下に、第1のコンタクトアーム315a2に具備された平面倣い機構330の動作について説明する。
【0170】
まず、図28A及び図28Bに示すように、X軸を中心としたα回転による平面倣い動作について説明する。
【0171】
図28Aに示すように、例えばテスト実行前のような被試験ICがコンタクト部301に接触していない状態においては、被試験ICに外力が印加されていないため、スプリング337の弾性力により、X軸回転倣い部材334が、X軸回転受け部材333に対して、互いに軸を揃えるようにセンタリングされている。この状態において、把持側コンタクトアーム317の中心線CLは、鉛直方向(図28A及び図28BにてZ軸方向)と一致している。
【0172】
これに対し、図28Bに示すように、テスト実行時に、α0°傾斜した平面PL上のコンタクト部301に被試験ICが接触すると、接触時の押圧力を実質的に均等にする方向に、X軸回転倣い部材334が、X軸回転受け部材333に対して相対的に摺動する。この摺動動作により、当該X軸回転倣い部材334に取り付けられた基底側コンタクトアーム316、ロックアンドフリー機構318及び把持側コンタクトアーム317が、被試験ICの中心位置CO1を中心として回転し、傾斜したコンタクト部301に対する被試験ICの倣い動作が行われる。この状態において、把持側コンタクトアーム317の中心線CLは、鉛直方向に対してα0°傾斜している。また、この状態において、スプリング337は、X軸回転倣い部材334の摺動動作により収縮されており、テスト実行後に被試験ICとコンタクト部301とが非接触状態になると、当該スプリング337が弾性力により伸長し、X軸回転倣い部材334のセンタリング、すなわち原点復帰が行われる。
【0173】
次に、図29A及び図29Bに示すように、Y軸を中心としたβ回転による平面倣い動作について説明する。
【0174】
図29Aに示すように、テスト実行前のような被試験ICがコンタクト部301に接触していない状態においては、上述の図28Aの場合と同様に、被試験ICに外力が印加されていないため、スプリング337の弾性力により、Y軸回転倣い部材332が、Y軸回転受け部材331に対して、互いに軸を揃えるようにセンタリングされている。この状態において、把持側コンタクトアーム317の中心線CLは、鉛直方向(図29A、図29BにてZ軸方向)と一致している。
【0175】
これに対し、図29Bに示すように、テスト実行時に、β0°傾斜した平面PL上のコンタクト部301に被試験ICが接触すると、接触時の押圧力を実質的に均等にする方向に、Y軸回転倣い部材332が、Y軸回転受け部材331に対して相対的に摺動する。この摺動動作により、当該Y軸回転倣い部材332に取り付けられたX軸回転受け部材333、X軸回転倣い部材334、基底側コンタクトアーム316、ロックアンドフリー機構318及び把持側コンタクトアーム317が、被試験ICの中心位置CO2を中心として回転し、傾斜したコンタクト部301に対する被試験ICの倣い動作が行われる。この状態において、把持側コンタクトアーム317の中心線CLは、鉛直方向に対してβ0°傾斜している。また、この状態において、スプリング337は、Y軸回転倣い部材332の摺動動作により収縮されており、テスト実行後に被試験ICとコンタクト部301とが非接触状態になると、当該スプリング337が弾性力により伸長し、Y軸回転倣い部材332のセンタリングが行われる。
【0176】
X軸を中心としてα0°、Y軸を中心としてβ0°傾斜している平面PL上のコンタクト部301に、被試験ICが接触した場合には、Y軸回転受け部材331に対してY軸回転倣い部材332が相対的に摺動すると共に、当該摺動したY軸回転倣い部材332に取り付けられたX軸回転受け部材333に対してX軸回転倣い部材334が相対的に摺動して、コンタクト部301に実質的に平行な平面に対する被試験ICの倣い動作が行われる。
【0177】
なお、上記に説明した第1のコンタクトアームの倣い動作以外の電子部品試験装置1における動作は、第1実施形態と同様である。
【0178】
以上のように、被試験ICとコンタクト部との接触時において、傾斜したコンタクト部に実質的に平行な平面に対してコンタクトアームが倣い動作を行うことにより、コンタクト部が傾斜している場合であっても、ミスコンタクトを少なくすることができると共に、被試験ICの入出力端子やコンタクト部のコンタクトピンの損傷を抑えることが可能となる。
【0179】
また、コンタクト部に対する被試験ICのアライメント時において、アライメント装置の可動平面が若干傾斜しているような場合であっても、コンタクトアームが当該可動平面の傾斜に対して倣い動作を行うことができ、より正確なアライメントが可能となる。
【0180】
[第3実施形態]
上述の第2実施形態では、テスト部において、4つの第1のコンタクトアームを有するYZ移動装置を2台設置した場合について説明したが、以下に、第3実施形態として、この2台のYZ移動装置に、任意の数の第1のコンタクトアームを設けることが可能な電子部品試験装置について説明する。
【0181】
なお、第1のコンタクトアームの数が異なる以外は、上述の第2実施形態における電子部品試験装置の構成と同様であるため、第1のコンタクトアームの数以外の電子部品試験装置の構成の説明については省略し、第2実施形態と同一の構成については同一の符号を用いる。
【0182】
本実施形態における電子部品試験装置1は、第2実施形態と同様に、テスト部30のYZ移動装置310の可動ヘッド部312に、ベース部材340及び当該ベース部材340に保持される任意の数の第1のコンタクトアーム315a2から構成されるユニットが、着脱可能に取り付けられている。
【0183】
一般的に、テストヘッド300上のコンタクト部301の数及びその配列は、当該被試験ICの形状、入出力端子数等から決定され、被試験ICの品種毎に変更される。これに対し、本実施形態では、被試験ICの品種毎に対応した数及び配列の第1のコンタクトアーム315a2を有する複数のユニットが予め準備されており、被試験ICの品種変更時における、テストヘッド300の交換と共に、当該被試験ICに対応したユニットに交換される。
【0184】
図31及び図32Aは、予め準備されたユニットの一例として、例えば4行2列の8つの第1のコンタクトアーム315a2を有する第1のユニット100aを示している。なお、図31において、図中最右側に示される第1のコンタクトアーム315a2が、図1における1行1列及び1行2列のコンタクトアームに相当し、図31の最右側に隣接して示されるコンタクトアーム315a2が、図1における2行1列及び2行2列のコンタクトアームに相当し、図31の最左側に隣接して示される第1のコンタクトアーム315a2が、図1にて図示されていない3行1列及び3行2列のコンタクトアームに相当し、図31の最左側に示される第1のコンタクトアーム315a2が、図1に図示されていない4行1列及び4行2列のコンタクトアームに相当する。但し、図31において、1行1列、2行1列、3行1列及び4行1列の4つの第1のコンタクトアーム315a2は、1行2列、2行2列、3行2列及び4行2列の4つの第1のコンタクトアーム315a2に重なっているため、図示されていない。
【0185】
図31に示すように、テスト部30のYZ移動装置310の可動ヘッド部312に、第1のユニット100aのベース部材340が取り付けられている。
【0186】
ベース部材340は、可動ヘッド部312の基底部314より若干小さな外形を有する平板形状の部材であり、例えばボルトなどにより、基底部314に着脱可能に取り付けられている。当該ベース部材340の下面には、図32に示すように、テストヘッド300の8つのコンタクト部301に対応するような配列で、且つ、吸着パッド317cが当該コンタクト部301と向かい合うような方向で、4行2列の8つの第1のコンタクトアーム315a2が取り付けられている。
【0187】
このベース部材340の一方の端部には、第2実施形態と同様に、8つの第1のコンタクトアーム315a2に必要とされる全てのエアーを流通させるための第1のエアー通路340aが上面から下面に貫通して形成されている。また、YZ移動装置310の基底部314には、第2のエアー通路314aが形成されており、ベース部材340が基底部314に取り付けられると、第1のエアー通路340aと第2のエアー通路314aとが連通し、特に図示しないエアー供給手段から、当該エアー通路340a、314aを介して、各第1のコンタクトアーム315a2のロックアンドフリー機構318や吸着パッド317cにエアーが適宜供給される。
【0188】
さらに、この基底部314には、第1のコンタクトアーム315a2のヒータ317aや温度センサ317b等の、8つの第1のコンタクトアーム315a2に必要とされる全ての電気を供給するためのコネクタ314bが第2のエアー通路314aの近傍に設けられている。
【0189】
ベース部材340に保持されている各第1のコンタクトアーム315a2の構成は、第2実施形態と同様であり、平面倣い機構330、基底側コンタクトアーム316、ロックアンドフリー機構318及び把持側コンタクトアーム317が、この順序でベース部材340の下面に取り付けられている。
【0190】
各把持側コンタクトアーム315aの吸着パッド317c及び各ロックアンドフリー機構318から伸びている全てのエアー配管は、ベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されており、各把持側コンタクトアーム315aに埋め込まれているヒータ317a及び温度センサ317bから伸びている全ての電気配線は、基底部314のコネクタ314bに接続されている。なお、図31において特に図示しないが、同図中にて右側の1〜3番目に位置する第1のコンタクトアーム315a2から伸びている全てのエアー配管もベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されており、当該第1のコンタクトアーム315a2から伸びている電気配線も、基底部314に設けられたコネクタ314bに接続されている。
【0191】
図32Bは、予め準備されたユニットの他の例として、例えば、2行2列の4つの第1のコンタクトアーム315a2を有する第2のユニット100bを示している。また、図32Cは、予め準備されたユニットのさらに他の例として、例えば、1行2列の2つの第1のコンタクトアーム315a2を有する第3のユニット100cを示している。
【0192】
これらのユニット100b、100cの各第1のコンタクトアーム315a2及びベース部材340は、図31及び図32Aに示す第1のユニット100aの第1のコンタクトアーム315a2及びベース部材340と同様の構成であり、第1のコンタクトアーム315a2の数及びその配列が異なるのみである。なお、ベース部材340の形状も実質的に同一であり、当該ベース部材340に設けられた第1のエアー通路340aも実質的に同一の位置に形成されている。
【0193】
これらのユニット100a、100b、100cは、当該被試験ICの形状や入出力端子HBの数などにより決定されるテストヘッド300のコンタクト部301の数やその配列に応じて、被試験ICの品種変更時に適宜交換される。
【0194】
例えば、テストヘッド300に8つのコンタクト部301が4行2列で配列されている場合には、品種変更時に、第1のユニット100aが、YZ移動装置310の可動ヘッド部312の基底部314に取り付けられる。これに対し、テストヘッド300に4つのコンタクト部301が2行2列で配列されている場合には、品種変更時に、第2のユニット100bに交換される。また、テストヘッド300に2つのコンタクト部301が1行2列で配列されている場合には、品種交換時に、第3のユニット100cに交換される。このような交換が、被試験ICの品種変更時に、電子部品試験装置1に具備された2つのYZ移動装置310に対してそれぞれ行われる。
【0195】
なお、ユニットの交換時において、各ユニット100a、100b、100cが、実質的に同一の形状で、実質的に同一位置に第1のエアー通路340aが形成されたベース部材340を有しているため、ボルトを緩めて基底部314からベース部材340を取り外し、新たなユニットのベース部材340を取り付けるだけで、ベース部材340の第1のエアー通路340aが、YZ移動装置310の可動ヘッド部312の基底部314の第2のエアー通路314aに連通し、各第1のコンタクトアーム315a2へのエアーが供給されるようになっている。また、ユニットが具備する各第1のコンタクトアーム315a2から導出する電気配線も、基底部314のコネクタ314bに接続するだけで容易に電気が供給される。
【0196】
このように、被試験ICの品種に対応した数及び配列のコンタクトアームを有するユニットに適宜交換可能とすることにより、電子部品試験装置における同時測定数の最適化を図ることができ、被試験ICのテスト効率を向上させることが可能となる。
【0197】
図31に示す4行2列の8つの第1のコンタクトアーム315a2が把持している被試験ICのアライメント動作は、第1実施形態と同様の手順で行われ、まず、図31の最左側に位置する4行1列及び4行2列の2つの被試験ICのアライメントが行われ、次に、3行1列及び3行2列の2つの被試験ICのアライメントが行われ、次に、2行1列及び2行2列の2つの被試験ICのアライメントが行われ、最後に、図31の最右側に位置する1行1列及び1行2列の2つの被試験ICのアライメントが行われる。全ての被試験ICのアライメントが終了したら、YZ移動装置310が移動し、8つの被試験ICをコンタクト部301に同時に接触させてテストを行う。なお、上記の8つの被試験ICのアライメントが実行されている間に、他のYZ移動装置310によりテストが実行されている。このアライメント動作以外の電子部品試験装置1における動作は、第2実施形態と同様である。
【0198】
なお、本実施形態では、一つのユニットに対して2、4及び8つのコンタクトアームが具備されている場合について説明したが、本発明では特にこれに限定されることなく、1、3、5〜7つ及び9つ以上のコンタクトアームを具備させても良い。また、アライメント装置の同時アライメント数を多くすることにより、より迅速なアライメントが可能となる。
【0199】
[第4実施形態]
上述の第2実施形態では、画像処理によりコンタクト部に対する被試験ICの位置のアライメントを行うために、ロックアンドフリー機構が具備されたタイプの第1のコンタクトアームを有する電子部品試験装置について説明したが、以下に、第4実施形態として、当該コンタクトアームを、画像処理による被試験ICの位置のアライメントを行わずに被試験ICをコンタクト部に接触させる2つのタイプのコンタクトアームと適宜交換可能な電子部品試験装置について説明する。
【0200】
なお、異なるタイプのコンタクトアームに交換可能である点以外は、上述の第2実施形態における電子部品試験装置の構成と同様であるため、コンタクトアーム以外の電子部品試験装置の構成の説明については省略し、第2実施形態と同一の構成については同一の符号を用いる。
【0201】
本実施形態における電子部品試験装置1のYZ移動装置310の可動ヘッド部312には、以下の3種類のコンタクトアーム315a、315b、315cを有するユニットが交換可能に取り付けられるようになっている。
【0202】
第1のコンタクトアーム315a2は、第2実施形態と同様に、画像処理によりコンタクト部に対する被試験ICの位置のアライメントを行うタイプのものであり、コンタクト部301と被試験ICとのコンタクト時に高精度の位置決めが要求される品種の被試験ICに対応するためのコンタクトアームである。
【0203】
これに対し、第2のコンタクトアーム315b及び第3のコンタクトアーム315cは、画像処理による被試験ICの位置のアライメントを行わないものであり、前記第1のコンタクトアーム315a2程の位置決め精度が要求されない品種の被試験ICに対応するためのコンタクトアームである。
【0204】
この第2のコンタクトアーム315bは、コンタクト部301と被試験ICとのコンタクト時の押圧力を、YZ移動装置310の可動ヘッド部312をZ軸方向に沿って昇降させるZ軸方向アクチュエータ313のストローク制御により管理するタイプである。これに対し、第3のコンタクトアーム315cは、当該コンタクトアームに具備されたダイヤフラムシリンダ361のエアー圧の圧力制御により、コンタクト時の押圧力の管理を行うタイプである。
【0205】
従って、第3のコンタクトアーム315cは、コンタクト部301と被試験ICとのコンタクト時における高い精度の押圧力の管理が要求される品種の被試験ICに対応するためのものであり、第2のコンタクトアーム315bは、第3のコンタクトアーム315c程の押圧力管理が要求されない品種の被試験ICに対応するためのものである。
【0206】
以下に、各コンタクトアームについて説明する。
【0207】
まず、第1のコンタクトアーム315aは、図25に示すように、第2実施形態と同様の構造のコンタクトアームであり、平面倣い機構330と、基底側コンタクトアーム316と、ロックアンドフリー機構318と、把持側コンタクトアーム317とから構成されており、この順でベース部材340の下面に取り付けられている。この第1のコンタクトアーム315a2は、画像処理によりコンタクト部301に対する被試験ICの位置のアライメントが可能となっていると共に、被試験ICとコンタクト部301との接触時におけるコンタクト部301に実質的に平行な平面に対して倣い動作が可能となっている。
【0208】
このように構成される4つの第1のコンタクトアーム315a2がベース部材340に保持されて一つのユニットを構成しており、各コンタクトアーム315a2から導出する全てのエアー配管は、当該ベース部材340に形成された第1のエアー通路340aに接続されている。
【0209】
次に、第2のコンタクトアーム315bは、図33に示すように、上述の平面倣い機構330と把持側コンタクトアーム317とから構成されており、この順でベース部材340の下面に取り付けられている。当該第2のコンタクトアーム315bの平面倣い機構330及び把持側コンタクトアーム317の構造は、把持側コンタクトアーム317の下端面に、把持する被試験ICの品種の形状等に対応したチェンジキット350が取り付けられている以外は、第2実施形態と同様である。
【0210】
図33に示すように、このように構成される4つの第2のコンタクトアーム315bが、ベース部材340に保持されて一つのユニットを構成しており、各コンタクトアーム315bから導出する全ての吸着用のエアー配管は、当該ベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されている。なお、図33において、図中右側に示される第2のコンタクトアーム315bは、図1における1行1列及び1行2列のコンタクトアームに相当し、図中左側に示される第2のコンタクトアーム315bが、図1における2行1列及び2行2列のコンタクトアームに相当する。但し、1行1列及び2行1列の第2のコンタクトアーム315bは、1行2列及び2行2列のコンタクトアーム315bに重なっているため、図示されていない。また、図33において特に図示しないが、同図中にて右側に示されている第2のコンタクトアーム315bから伸びている全てのエアー配管がベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されている。
【0211】
第2のコンタクトアーム315bを保持するベース部材340の形状は、第1のコンタクトアーム315a2が保持されているものと実質的に同一の形状であり、第1のエアー通路340aも実質的に同一の位置に形成されているが、この第2のコンタクトアーム315bにはロックアンドフリー機構318が具備されていないため、ベース部材340にはセンタリング用及び拘束用のエアーを供給するためのエアー通路は形成されていない。
【0212】
この第2のコンタクトアーム315bが対応する品種の被試験ICは、被試験ICのテストの実行時に当たってアライメントを必要としないため、YZ移動装置310が、ローダ部50のローダバッファ部502からコンタクト部301に被試験ICを直接移動させる。そして、コンタクト部301上に被試験ICが位置すると、YZ移動装置310が、YZ移動装置310の可動ヘッド部312を下降させ、コンタクト部301の端子または上面を検出する。このコンタクト部301の端子または上面の検出は、可動ヘッド部312を上下動させるZ軸方向アクチュエータ313のトルクリミッタでも、或いは近接センサでも良い。
【0213】
コンタクト部301の端子又は上面を検出したら、コンタクト部301の端子又は上面までのストロークに対して、予め設定された端子変位量を加えてコンタクト部301へ押し付けて、4つの被試験ICのテストを同時に実行する。因みに、このテスト実行中にコンタクトミスが発生した場合は、コンタクトミスが生じないところまで、コンタクトストローク量をそれまでの値より少しずつ増加させる。このとき、トータルのコンタクトストローク量が上限値を超えたら、その時点で以上警報を発する。なお、コンタクト部301に対する被試験ICの位置決めは、チェンジキット350の先端部に形成された凹部を、コンタクト部301の近傍に具備された特に図示しない凸部と係合させることにより行われる。
【0214】
次に、第3のコンタクトアーム315cは、図34に示すように、ダイヤフラム部360と、上述の平面倣い機構330と、把持側コンタクトアーム317とから構成されており、この順序でベース部材340の下面に取り付けられている。当該第3のコンタクトアーム315cの平面倣い機構330、把持側コンタクトアーム317の構造は、把持側コンタクトアーム317の下端面に、把持する被試験ICの品種の形状等に対応したチェンジキット350が取り付けられている以外は、第2実施形態と同様である。
【0215】
この第3のコンタクトアーム315cのダイヤフラム部360は、ダイヤフラムシリンダ361と、ロッド362と、これらを収容するケース363とから構成されており、ケース363に2つの開口部364が形成されて、各開口部364にロッド362が僅かな隙間を介して挿入されている。ロッド362の上端は開口部364より大径とされているので、ロッド362は、ケース363に支持されることになるが、開口部364との間には上述の隙間が形成されているので、ロッド362はケース363に対して揺動可能となっている。
【0216】
各ロッド362の上端に押圧力を付与するダイヤフラムシリンダ361がケース363の内部に設けられている。図34に示す例では、2本のロッド362のそれぞれにダイヤフラムシリンダ361が設けられ、各ダイヤフラムシリンダ361はそれぞれ設けられた精密レギュレータ365にて制御される。すなわち、本例では、各ダイヤフラムシリンダ361を制御することで各ロッド362に対する押圧力が調整可能とされている。なお、図34には一つの精密レギュレータ365が示されているが、実際にはダイヤフラムシリンダ361の数に応じた精密レギュレータ365が設けられている。
【0217】
図34に示すように、このように構成される4つの第3のコンタクトアーム315cが、ベース部材340に保持されて一つのユニットを構成しており、各コンタクトアーム315cから導出する全ての吸着用のエアー配管は、当該ベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されていると共に、各コンタクトアーム315cのダイアフラムユニット360から導出するダイヤフラムシリンダ361の押圧用のエアー配管が、ベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されている。なお、図34において、図中右側に示される第3のコンタクトアーム315cは、図1における1行1列及び1行2列のコンタクトアームに相当し、図中左側に示される第2のコンタクトアーム315bが、図1における2行1列及び2行2列のコンタクトアームに相当する。但し、1行1列及び2行1列の第3のコンタクトアーム315cは、1行2列及び2行2列のコンタクトアーム315cに重なっていため、図示されていない。また、図34において特に図示しないが、同図中にて右側に示されている第3のコンタクトアーム315cから伸びている全てのエアー配管がベース部材340の第1のエアー通路340aに接続されている。
【0218】
第3のコンタクトアーム315cを保持するベース部材340の形状は、第1のコンタクトアーム315a2が保持されているものと実質的に同一の形状であり、第1のエアー通路340aも実質的に同一の位置に形成されているが、この第3のコンタクトアーム315cには、ロックアンドフリー機構318が具備されていないため、ベース部材340にはロックアンドフリー機構318にエアーを供給するためのエアー通路は形成されていない。これに対し、第3のコンタクトアーム315cには、ダイヤフラムユニット360が具備されているため、ベース部材340にはダイヤフラムユニット360にエアーを供給するためのエアー通路が形成されている。
【0219】
この第3のコンタクトアーム315cが対応する品種の被試験ICは、第2のコンタクトアーム315bの場合と同様に、被試験ICのテストの実行時に当たってアライメントを必要としないため、YZ移動装置310が、ローダ部50のローダバッファ部502からコンタクト部301に被試験ICを直接移動させる。そして、コンタクト部301上に被試験ICが位置すると、YZ移動装置310が、各精密レギュレータ365から各ダイヤフラムシリンダ361に最大のエアー圧を供給しながら、可動ヘッド部312を下降させ、コンタクト部301の端子または上面を検出する。
【0220】
コンタクト部301の端子又は上面を検出したら、コンタクト部301の端子又は上面までのストロークに対して、僅かに可動ヘッド部312を下降させ、コンタクト部301の端子の反力にあわせて予め設定されたエアー圧を、各精密レギュレータ365から各ダイヤフラムシリンダ361に供給して、4つの被試験ICのテストを同時に実行する。このときの設定エアー圧はコンタクト部301の配列や数、及びコンタクトアーム315cに吸着される被試験ICの配列や数に応じた値とされる。因みに、このテスト実行中にコンタクトミスが発生した場合は、コンタクトミスが生じないところまで少しずつダイヤフラムシリンダ361に供給するエアー圧を増加させる。このとき、エア圧が上限値を超えたら、その時点で以上警報を発する。なお、コンタクト部301に対する被試験ICの位置決めは、チェンジキット350の先端部に形成された凹部を、コンタクト部301の近傍に具備された特に図示しない凸部と係合させることにより行われる。
【0221】
本実施形態のYZ移動装置310の基底部314には、各タイプのコンタクトアーム315a2、315b、315cを有するユニットのベース部材340に形成された第1のエアー配管314aに対応した位置で、第2のエアー通路314aが上面から下面に貫通して形成されている。この第2のエアー通路314aは、吸着用、センタリング用、拘束用及び押圧用等の基底部314に取付可能な全てのタイプのコンタクトアーム315a2、315b、315cに必要な全てのエアーの通路が具備されており、一つの基底部314で全てのタイプのコンタクトアーム315a2、315b、315cに対応可能となっている。さらに、この基底部314には、コンタクトアーム315a2のヒータ317aや温度センサ317b等の、可動ヘッド部312に取り付けられた4つのコンタクトアーム315a2に必要とされる全ての電気を供給するためのコネクタ314bが、第2のエアー通路314aの近傍に設けられている。なお、図33及び図34において特に図示しないが、同図中にて右側に示されているコンタクトアーム315b、315cから伸びている全ての電気配線が、基底部314に設けられたコネクタ314bに接続されている。
【0222】
以上のように、被試験ICの品種毎に要求されるコンタクト時の位置決め精度及び押圧力管理の精度に応じて、適切なコンタクトアームを有するユニットに交換可能とすることにより、コンタクトアームに要求される機能の最適化を行うことができる。
【0223】
例えば、コンタクト時に高精度の位置決めが要求される品種の被試験ICに対応する場合には、YZ移動装置310の基底部314に、4つの第1のコンタクトアーム315a2を有するユニットが取り付けられて、当該被試験ICの品種対応が行われる。この品種対応時において、4つの第1のコンタクトアーム315a2を有するユニットのベース部材340が基底部314に取り付けられると、当該ユニットのベース部材340の吸着用、センタリング用及び拘束用の第1のエアー通路340aが、基底部314の吸着用、センタリング用及び拘束用の第2のエアー通路314aと連通する。なお、当該ユニットのベース部材340には、押圧用の第1のエアー通路340aが形成されていないため、基底部314の押圧用の第2のエアー通路314aは塞がれた状態となっている。第2のエアー通路314aの下端部に、第1のエアー通路340aとの連通に伴って開閉するバルブなどが設けられていても良い。
【0224】
これに対し、コンタクト時の位置決め精度がそれ程要求されず、且つコンタクト時の押圧力の管理が厳格に要求されない品種の被試験ICに対応する場合には、例えばボルトを緩めて基底部314から、4つの第1のコンタクトアーム315a2を有するユニットのベース部材340を取り外し、4つの第2のコンタクトアーム315bを有するユニットのベース部材340を取り付けることにより、当該被試験ICの品種対応が行われる。この品種対応時において、4つの第2のコンタクトアーム315bを有するユニットのベース部材340が基底部314に取り付けられると、当該ユニットのベース部材340の吸着用の第1のエアー通路340aのみが、基底部314の吸着用の第2のエアー通路314aに連通する。なお、当該ユニットのベース部材340には、センタリング用、拘束用及び押圧用の第1のエアー通路340aが形成されていないため、基底部314の押圧用の第2のエアー通路314aは塞がれた状態となる。
【0225】
また、コンタクト時の位置決め精度がそれ程要求されず、且つ、コンタクト時の押圧力の管理が厳格に要求される品種の被試験ICに対応する場合には、例えばボルトを緩めて基底部314から、品種変更前の4つの第1のコンタクトアーム315a2を有するユニットのベース部材340、又は、4つの第2のコンタクトアーム315bを有するユニットのベース部材340を取り外し、4つの第3のコンタクトアーム315cを有するユニットのベース部材340を取り付けることにより、当該被試験ICの品種対応が行われる。この品種対応時において、4つの第3のコンタクトアーム315cを有するユニットのベース部材340が基底部314に取り付けられると、当該ユニットのベース部材340の吸着用及び押圧用の第1のエアー通路340aが、基底部314の吸着用及び押圧用の第2のエアー通路314bと連通する。なお、当該ユニットのベース部材340には、センタリング用及び拘束用の第1のエアー通路340aが形成されていないため、基底部314のセンタリング用及び拘束用の第2のエアー通路314aは塞がれた状態となる。
【0226】
このように、コンタクト時の位置決め精度がそれ程要求されない品種の被試験ICのテストにおいて、第1のコンタクトアーム315a2を有するユニットを、第2のコンタクトアーム315bを有するユニット、又は第3のコンタクトアーム315cを有するユニットに交換することにより、コンタクトアームに要求される機能の最適化が図れる。また、上述の第1〜3実施形態の場合と比較して、同一の電子部品試験装置で対応可能な被試験ICの品種の幅が顕著に広がる。
【0227】
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。
Claims (31)
- 被試験電子部品を把持してテストヘッドのコンタクト部に被試験電子部品を接触させる第1のコンタクトアームと、前記第1のコンタクトアームを前記コンタクト部に対向した所定対向位置に移動させる移動手段と、を備えた電子部品試験装置であって、
前記第1のコンタクトアームは、
前記被試験電子部品を把持する把持側アームと、
前記移動手段に固定された固定側アームと、
前記固定側アームに対する前記把持側アームの相対移動を拘束又は非拘束とするロックアンドフリー手段と、を有しており、
前記電子部品試験装置は、
前記固定側アームに対して前記把持側アームを相対移動させる位置補正手段と、
前記移動手段、前記ロックアンドフリー手段及び前記位置補正手段の動作を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記移動手段は、前記第1のコンタクトアームを前記位置補正手段に対向するように移動させることが可能であり、
前記制御手段は、前記ロックアンドフリー手段により前記把持側アームの相対移動を非拘束とした状態で前記位置補正手段が前記把持側アームを相対移動させ、前記ロックアンドフリー手段により前記把持側アームの相対移動を拘束した状態で前記移動手段が前記位置補正手段から前記所定対向位置に移動させるように、前記移動手段、前記ロックアンドフリー手段及び前記位置補正手段を制御する電子部品試験装置。 - 前記第1のコンタクトアームに把持された状態の被試験電子部品を撮像する第1の撮像手段と、
前記第1の撮像手段により撮像された画像情報から、前記第1のコンタクトアームに把持された状態の前記被試験電子部品の位置及び姿勢を認識し、前記移動手段により前記第1のコンタクトアームが前記コンタクト部に対向した際に前記被試験電子部品の位置及び姿勢が前記コンタクト部の位置及び姿勢に一致するような前記被試験電子部品のアライメント量を算出する画像処理手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記アライメント量に基づいて、前記被試験電子部品を把持している前記把持側アームを前記固定側アームに対して相対移動させるように前記位置補正手段を制御する請求項1記載の電子部品試験装置。 - 前記コンタクト部を撮像する第2の撮像手段をさらに備え、
前記第2の撮像手段は、前記移動手段に固定されており、
前記画像処理手段が、前記第2の撮像手段により撮像された画像情報から前記コンタクト部の位置及び姿勢を認識する請求項2記載の電子部品試験装置。 - 前記ロックアンドフリー手段は、前記把持側アームと前記固定側アームとの間に設けられ、前記コンタクト部に実質的に平行なX−Y平面において、前記固定側アームに対する前記把持側アームの平面運動を拘束又は非拘束とする請求項1〜3の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記第1のコンタクトアームは、前記コンタクト部に実質的に平行なX軸を中心として前記被試験電子部品を回転させると共に、前記コンタクト部に実質的に平行で且つ前記X軸に平行なY軸を中心として前記被試験電子部品を回転させることが可能な平面倣い手段をさらに有する請求項4記載の電子部品試験装置。
- 前記移動手段及び前記位置補正手段は、前記第1のコンタクトアームに対向する基台に設けられている請求項1〜5の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記位置補正手段は、前記ロックアンドフリー手段により非拘束状態とされた把持側アームを、前記コンタクト部に実質的に平行なX−Y平面において任意の位置に移動させる駆動手段を含む請求項4〜6の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記駆動手段は、前記コンタクト部に実質的に平行なX−Y平面において、前記把持側コンタクトアームをX方向に移動させる第1の駆動部と、前記把持側コンタクトアームをY方向に移動させる第2の駆動部と、前記把持側コンタクトアームをX−Y平面内の任意の点を中心に回転させる第3の駆動部とを含む請求項7記載の電子部品試験装置。
- 前記把持側アームは、前記位置補正手段と接触する1又は2以上の当接用部材を有する請求項1〜8の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記当接用部材は、当該当接用部材の先端部に形成された凸部又は凹部の一方を有し、
前記位置補正手段は、前記凸部又は凹部の一方と係合する凸部又は凹部の他方を有する請求項9記載の電子部品試験装置。 - 前記第1の撮像手段の光軸上に、画像を反射させる反射手段を有する請求項1〜10の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記第1のコンタクトアームは、前記移動手段に対して着脱可能であり、
前記ロックアンドフリー手段を有しない第2のコンタクトアームと交換可能である請求項4又は5記載の電子部品試験装置。 - 前記第1のコンタクトアームは、前記移動手段に対して着脱可能であり、
前記ロックアンドフリー手段を有さず、前記コンタクト部に対する前記被試験電子部品の相対的な押圧力を調整する流体圧シリンダを有する第3のコンタクトアームと交換可能である請求項4、5又は12の何れかに記載の電子部品試験装置。 - 被試験電子部品を把持してテストヘッドのコンタクト部に前記被試験電子部品を接触させる2以上の第1のコンタクトアームと、1又は2以上の前記第1のコンタクトアームを前記コンタクト部に対向する所定対向位置に移動させる1又は2以上の移動手段と、を備えた電子部品試験装置であって、
前記各第1のコンタクトアームは、
前記被試験電子部品を把持する把持側アームと、
前記移動手段に固定された固定側アームと、
前記固定側アームに対する前記把持側アームの相対移動を拘束又は非拘束とするロックアンドフリー手段と、をそれぞれ有し、
前記電子部品試験装置は、
前記固定側アームに対して前記把持側アームを相対移動させる1又は2以上の位置補正手段と、
前記移動手段、前記ロックアンドフリー手段及び前記位置補正手段の動作を制御する制御手段と、をさらに備えており、
前記1又は2以上の移動手段は、前記各第1のコンタクトアームを前記位置補正手段に対向するように移動させることが可能であり、
前記制御手段は、前記ロックアンドフリー手段により前記把持側アームの相対移動を非拘束とした状態で前記位置補正手段が前記把持側アームを相対移動させ、前記ロックアンドフリー手段により前記把持側アームの相対移動を拘束した状態で前記移動手段が前記位 置補正手段から前記所定対向位置に移動させるように、前記移動手段、前記ロックアンドフリー手段及び前記位置補正手段を制御する電子部品試験装置。 - 前記各第1のコンタクトアームに把持された状態の被試験電子部品を撮像する2以上の第1の撮像手段と、
前記各撮像手段により撮像された画像情報から、前記第1のコンタクトアームに把持された状態の前記被試験電子部品の位置及び姿勢を認識し、前記移動手段により前記第1のコンタクトアームが前記コンタクト部に対向した際に前記被試験電子部品の位置及び姿勢が前記コンタクト部の位置及び姿勢に一致するような前記被試験電子部品のアライメント量を算出する1又は2以上の画像処理手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記アライメント量に基づいて、前記被試験電子部品を把持している前記把持側アームを前記固定側アームに対して相対移動させるように前記位置補正手段を制御する請求項14記載の電子部品試験装置。 - 前記コンタクト部を撮像する1又は2以上の第2の撮像手段をさらに備え、
前記第2の撮像手段は、前記移動手段に固定されており、
前記各画像処理手段が、前記第2の撮像手段により撮像された画像情報から前記コンタクト部の位置及び姿勢を認識する請求項15記載の電子部品試験装置。 - 前記各ロックアンドフリー手段は、前記把持側アームと前記固定側アームとの間に設けられ、前記2以上のコンタクト部に実質的に平行なX−Y平面において、前記固定側アームに対する前記把持側アームの平面運動を拘束又は非拘束とする請求項14〜16の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記各第1のコンタクトアームは、前記コンタクト部に実質的に平行なX軸を中心として前記被試験電子部品を回転させると共に、前記コンタクト部に実質的に平行で且つ前記X軸に平行なY軸を中心として前記被試験電子部品を回転させることが可能な平面倣い手段をさらに有する請求項17記載の電子部品試験装置。
- 前記各移動手段に着脱可能に取り付けられたベース部材をさらに有し、
前記各第1のコンタクトアームが、前記ベース部材を介して、前記移動手段に固定されている請求項14〜18の何れかに記載の電子部品試験装置。 - 前記各移動手段及び前記各位置補正手段は、前記第1のコンタクトアームに対向する基台に設けられている請求項14〜19の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記各位置補正手段は、前記ロックアンドフリー手段により非拘束状態とされた把持側アームを、前記コンタクト部に実質的に平行なX−Y平面において任意の位置に移動させる駆動手段を含む請求項17〜20の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記駆動手段は、前記コンタクト部に実質的に平行なX−Y平面において、前記把持側コンタクトアームをX方向に移動させる第1の駆動部と、前記把持側コンタクトアームをY方向に移動させる第2の駆動部と、前記把持側コンタクトアームをX−Y平面内の任意の点を中心に回転させる第3の駆動部とを含む請求項21記載の電子部品試験装置。
- 前記把持側アームは、対応する前記アーム位置補正手段と接触する1又は2以上の当接用部材を有する請求項14〜22の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記当接用部材は、当該当接用部材の先端部に形成された凸部又は凹部の一方を有し、
前記各位置補正手段は、前記凸部又は凹部の一方と係合する凸部又は凹部の他方を有する請求項23記載の電子部品試験装置。 - 前記各第1の撮像手段の光軸上に、画像を反射させる反射手段を有する請求項14〜24の何れかに記載の電子部品試験装置。
- 前記各第1のコンタクトアームは、前記移動手段に対して着脱可能であり、
前記ロックアンドフリー手段を有しない第2のコンタクトアームと交換可能である請求項17〜19の何れかに記載の電子部品試験装置。 - 前記各第1のコンタクトアームは、前記移動手段に対して着脱可能であり、
前記ロックアンドフリー手段を有せず、前記コンタクト部に対する前記被試験電子部品の相対的な押圧力を調整する流体圧シリンダを有する第3のコンタクトアームと交換可能である請求項17〜19又は26の何れかに記載の電子部品試験装置。 - 請求項1〜27の何れかに記載の電子部品試験装置を用いた電子部品の試験方法であって、
前記被試験電子部品の試験を行う前に、前記ロックアンドフリー手段により前記固定側アームに対して前記把持側アームを非拘束とした状態で、前記第1のコンタクトアームに対向した前記位置補正手段により、前記被試験電子部品を把持している前記把持側アームを、前記固定側アームに対して相対移動させた後に、前記ロックアンドフリー手段により前記固定側アームに対して前記把持側アームを拘束する補正ステップを備えた電子部品の試験方法。 - 前記第1のコンタクトアームに把持された状態の被試験電子部品を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにて撮像された画像情報から、前記第1のコンタクトアームに把持された状態の前記被試験電子部品の位置及び姿勢を認識し、前記移動手段により前記第1のコンタクトアームが前記コンタクト部に対向した際に前記被試験電子部品の位置及び姿勢が前記コンタクト部の位置及び姿勢に一致するような前記被試験電子部品のアライメント量を算出する認識ステップと、をさらに備え、
前記補正ステップにおいて、前記アライメント量に基づいて、前記被試験電子部品を把持している前記把持側アームを前記固定側アームに対して相対移動させる請求項28記載の電子部品の試験方法。 - 前記認識ステップにおいて、前記第2の撮像手段により撮像された画像情報から前記コンタクト部の位置及び姿勢を認識する請求項29記載の電子部品の試験方法。
- 前記補正ステップにおいて、前記被試験電子部品の試験を行う前に、前記コンタクト部に実質的に平行なX−Y平面において、前記ロックアンドフリー手段により前記固定側アームに対して前記把持側アームを非拘束とした状態で、前記被試験電子部品を把持している前記把持側アームを、前記位置補正手段により前記固定側アームに対して相対移動させた後に、前記ロックアンドフリー手段により前記固定側アームに対して前記把持側アームを拘束する請求項28〜30の何れかに記載の電子部品の試験方法。
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