JP4109368B2 - 電子部品試験装置用マッチプレート - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路素子などの各種電子部品(以下、単にICともいう。)をテストするための電子部品試験装置に関し、特に測定部に装着されるマッチプレートに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の電子部品試験装置は、たとえば試験すべきICに所定パターンのテスト信号を印加して、その電気的特性を測定するものであり、一般にICテスタと称されるが、このICテスタには、ICを測定部に搬送し、この測定部においてICをテストヘッドのコンタクトピンに電気的に接触させ、テスト終了後に試験済みのICを測定部から搬出し、テスト結果に基づいて試験済みICを良品、不良品に分類する搬送処理装置を接続したものが多い。この種の搬送処理装置は一般にハンドラと称されるが、本明細書ではハンドラを一体的に接続した型式の試験装置を単に電子部品試験装置と称する。
【0003】
このようなハンドラでは、スループットを高めるために測定部において同時に測定するICの数(これを同測数ともいう。)を多くすることが行われている。たとえば32個のICをテストトレイに搭載して測定部へ搬送し、テストトレイに搭載したまま複数のICを測定部のコンタクトピンへ押し付けて試験が行われる。こうした手法は、測定時間が長いメモリ系ICを試験対象とする場合などに多用されている。
【0004】
また、この種のハンドラでは、試験対象であるICの形状等に応じたテストトレイのインサートや測定部のソケット、マッチプレートが用いられ、被試験ICの形状等が変更されると、これらチェンジキットも交換される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のハンドラでは、テストトレイに搭載されるICは最大でも32個程度であったため、これに応じて作製されるマッチプレートもさほど大きく、また重いものではなかった。
【0006】
しかし、ハンドラのスループットをより高めるためには、測定部におけるICの同測数を二倍程度にすることが有効であるので、そのためにテストトレイへのIC搭載数も二倍にすると、マッチプレートの大きさも二倍となり、当該マッチプレートを交換する際の作業性に問題が生じる。すなわち、従来の二倍の重量物を持って交換する必要があり、安全面においてもまた着脱操作面や保管性においても好ましいものとはいえなかった。
【0007】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、電子部品試験装置の同測数が増加しても操作性や保管性に優れたマッチプレートを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子部品試験装置用マッチプレートは、テストトレイに搭載された複数の被試験電子部品が電気的に接触する複数のソケットと、電子部品試験装置側に設けられ前記被試験電子部品を前記ソケットへ押し付けるZ軸駆動手段との間であって、前記Z軸駆動手段とともに動作するフレーム部材に着脱可能に設けられたマッチプレートにおいて、少なくとも二つのプレートに分割されており、かつ、分割された各プレートには、前記被試験電子部品を押圧するためのプッシャがそれぞれ設けられており、前記マッチプレートは、少なくとも、前記フレーム部材に対するマッチプレートの着脱方向に対して実質的に直交する方向に沿う分割面を有し、前記分割面には、分割された一方のプレートの分割面に形成された凹部および他方のプレートの分割面に形成された凸部からなり、分割されたマッチプレートを少なくとも前記着脱方向に対して係合させ、分割された各プレートを同時に着脱可能としている係合部が形成されていることを特徴とする。
【0011】
【作用】
同測数の増加にともなってマッチプレートも大型化および重量化するが、本発明のマッチプレートでは、これを少なくとも二つに分割しているので、搬送作業や取り外したときの保全作業の際は、分割した状態で取り扱うことができ、小型化および軽量化が図られ、操作性に優れたものとなる。また、分割した状態でも保管できるので必要に応じて保管スペースを選択することができる。
【0012】
一方、電子部品試験装置に装着すれば、同測数の増加に対応したマッチプレートとして用いることができる。
特に、マッチプレートの着脱方向に対して実質的に直交する方向に分割すれば、フレーム部材に対する差し込み構造が簡素化され、剛性面でも問題がない。
また、分割面の一部に係合部を形成すれば、着脱する際に合体した状態でマッチプレートを取り扱うことができるので操作性もより一層向上する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明のマッチプレートが適用される電子部品試験装置の一例を示す概略図、図2は図1の電子部品試験装置を背面から見た斜視図である。
【0014】
まず、本発明のマッチプレートが適用される電子部品試験装置の一例を説明すると、図1に示すように、本実施形態に係る電子部品試験装置は、主としてハンドラ1とテストヘッド5と試験用メイン装置(図示せず)とで構成される。
【0015】
ハンドラ1は、試験すべき被試験IC(電子部品の一例)を順次テストヘッド5に設けたICソケットに搬送し、試験が終了した被試験ICをテスト結果に従って分類して所定のトレイKSTに格納する動作を実行する。
【0016】
テストヘッド5に設けられるICソケット50は、図外のケーブルを通じて試験用メイン装置に接続され、ICソケット50に電気的に接触させた被試験ICをケーブルを通じて試験用メイン装置に接続し、試験用メイン装置からの試験用信号により被試験ICをテストする。
【0017】
図2に示すように、ハンドラ1には主としてハンドラ1内の諸機構を制御するための制御装置が内蔵されているが、その一部に空間部分1aが設けられている。この空間部分1aに、テストヘッド5が交換自在に配置され、ハンドラ1に形成された貫通孔を通して被試験ICをテストヘッド5上のICソケット50に接触させることが可能になっている。
【0018】
なお、本発明のマッチプレート60は、あらゆるタイプのテストヘッド5および試験用メイン装置が接続されたハンドラ1に適用でき、全てのテストヘッド5および試験用メイン装置を含む趣旨であるので、これらの詳細な図面は省略する。
【0019】
本実施形態のハンドラ1は、被試験ICに高温または低温の温度ストレスを与えた状態で被試験ICが適切に動作するかどうかを試験(検査)し、当該試験結果に応じて被試験ICを分類する装置であって、こうした温度ストレスを与えた状態での動作テストは、試験対象となる被試験ICが多数搭載されたトレイ(以下、カスタマトレイKSTともいう。図1参照。)から当該ハンドラ1内を搬送されるテストトレイTST(図1参照)に被試験ICを載せ替えて実施される。
【0020】
このため、本実施形態に係るハンドラ1は、図1および図2に示すように、これから試験を行なう被試験ICを格納し、また試験済のICを分類して格納するIC格納部200と、IC格納部200から送られる被試験ICをチャンバ部100に送り込むローダ部300と、テストヘッド5を含むチャンバ部100と、チャンバ部100で試験が行なわれた試験済のICを分類して取り出すアンローダ部400とから構成されている。
【0021】
IC格納部200には、カスタマトレイKSTが積層されて保持される複数のストッカSTKが設けられており、本例では、試験前の被試験ICが満載されたカスタマトレイKSTを格納する試験前ICストッカSTK−Bと、試験の結果に応じて分類された被試験ICが搭載されたカスタマトレイKSTを格納する試験済ICストッカKST−1〜8と、空のカスタマトレイKSTを格納する空ストッカSTK−Eとが設けられている。
【0022】
詳細な図示は省略するが、これらのストッカSTKに格納されたカスタマトレイKSTは、エレベータ機構によって上下に移動され、さらなる移送機構によってローダ部300の窓部306に搬送されたり、アンローダ部400の窓部406から搬入される。
【0023】
試験前ICが満載されたカスタマトレイKSTが試験前ICストッカSTK−Bからローダ部300の窓部306へ搬送されると、この試験前ICは、XY搬送装置(図示せず)によって一旦プリサイサ(preciser)305に移送され、ここで被試験ICの相互の位置が修正されたのち、再びXY搬送装置により、ローダ部300に停止しているテストトレイTSTに積み替えられる。
【0024】
このテストトレイTSTは、チャンバ部100に送り込まれ、当該テストトレイTSTに搭載された状態で各被試験ICがテストされる。
【0025】
チャンバ部100は、テストトレイTSTに積み込まれた被試験ICに目的とする高温又は低温の熱ストレスを与える恒温槽(ソークチャンバ)101と、この恒温槽101で熱ストレスが与えられた状態にある被試験ICをテストヘッド5に接触させる測定部(テストチャンバ)102と、測定部102で試験された被試験ICから、与えられた熱ストレスを除去する除熱槽(アンソークチャンバ)103とで構成されている。なお、除熱槽103は、恒温槽101や測定部102と熱的に断絶することが好ましく、実際には恒温槽101と測定部102との領域に所定の熱ストレスが印加され、除熱槽103はこれらとは熱的に断絶されているが、便宜的にこれらをチャンバ部100と称する。
【0026】
恒温槽101には、図1に概念的に示すように垂直搬送装置が設けられており、測定部102が空くまでの間、複数枚のテストトレイTSTがこの垂直搬送装置に支持されながら待機する。主として、この待機中において、被試験ICに高温又は低温の熱ストレスが印加される。
【0027】
測定部102には、その中央にテストヘッド5が配置され、テストヘッド5の上にテストトレイTSTが運ばれて、被試験ICの入出力端子をテストヘッド5のコンタクトピンに電気的に接触させることによりテストが行われる。この構造等については後述する。
【0028】
図5に示すように、テストチャンバ102を構成する密閉されたケーシング80の内部には、温調用送風装置90が装着されている。この温調用送風装置90は、ファン92、加熱用ヒータ94および液体窒素を噴射するノズル96を有し、ファン92によりケーシング内部の空気を吸い込み、加熱用ヒータ94またはノズル96を介してケーシング80の内部に温風または冷風を吐き出すことで、ケーシング80の内部を、所定の温度条件(高温または低温)にする。これにより、ケーシング内部を、たとえば室温〜160℃程度の高温、またはたとえば−60℃〜室温程度の低温に維持することができるが、ケーシング80の内部温度は、たとえば温度センサ82により検出され、ケーシング80の内部が所定温度に維持されるように、ファン92の風量および加熱用ヒータ94による熱量またはノズル96による吐出量などが制御される。
【0029】
なお、温調用送風装置90により発生した温風または冷風は、図5に示すようにケーシング80の上部をY軸方向に沿って流れ、温調用送風装置90と反対側のケーシング側壁に沿って下降し、マッチプレート60とテストヘッド5との間の隙間を通して、温調用送風装置90へと戻り、ケーシング内部を循環するようになっている。
【0030】
一方、試験が終了したテストトレイTSTは、除熱槽103で除熱されて紙面済みICの温度を室温に戻したのち、アンローダ部400に搬出される。このアンローダ部400にも、ローダ部300に設けられたXY搬送装置とほぼ同一の構造をしたXY搬送装置(図示せず)が設けられており、このXY搬送装置によって、アンローダ部400に運び出されたテストトレイTSTに搭載された試験済みICが、窓部406にセットされたカスタマトレイKSTに積み替えられる。
【0031】
なお、アンローダ部400において試験済みICが積み替えられて空になったテストトレイTSTは、再びローダ部300へ返送される。また、図1において「405」は、希にしか発生しないカテゴリの被試験ICを一時的に預かるためのバッファ部である。
【0032】
チャンバ部100の測定部102は以下のように構成されている。
図3はマッチプレートの装着方法を説明するための斜視図、図4は、測定部102におけるZ軸駆動装置70、マッチプレート60、テストトレイTSTおよびICソケット50を示す分解斜視図、図5は同じく測定部102を示す断面図、図6は同じく測定部102におけるZ軸駆動装置70の一例を示す断面図である。
【0033】
図4および図5に示すように、テストヘッド5の上には、ICソケット50が、同図に示すテストトレイTST(図4においてY軸方向に8列、X軸方向に16列)に対して、たとえばY軸方向に8列、X軸方向には1つおきに8列というふうに、被試験ICに対応した数(合計64個)で配置されている。なお、一つ一つのICソケット50の大きさを小さくすることができれば、テストトレイTSTに保持されている全ての被試験ICを同時にテストできるように、テストヘッド5の上に、8列(Y軸方向)×16列(X軸方向)のICソケット50を配置しても良い。
【0034】
各ICソケット50は、複数のコンタクトピンを有し(図示せず)、このコンタクトピンは、スプリングなどによって上方向にバネ付勢されている。したがって、被試験ICを押し付けても、コンタクトピンがICソケット50の上面まで後退する一方で、被試験ICが多少傾斜して押し付けられても、被試験ICの全ての端子にコンタクトピンが接触できるようになっている。
【0035】
ICソケット50が設けられたテストヘッド5の上には、ベルト式コンベアなどの搬送機構40によってテストトレイTSTが搬送されるが、一度にテストされる被試験ICの間隔に応じた数(上記テストトレイTSTにあっては、X軸方向に対しては1列おきに合計8列の計64個)のインサート16が、対応するICソケット50の上に位置するようになっている。
【0036】
テストトレイTSTが搬送される測定部102のケーシング80の上部には、Z軸駆動装置70が設けられている。なお、ケーシング80の内壁には、断熱材84が装着されている。
【0037】
図6に示すように、二対の駆動軸78は(同図には一対のみを示し、図4に二対の駆動軸78を示す。)、ケーシング80を貫通して、ケーシング80の上方に伸びており、その上端は、上部プレート110に連結されている。ケーシング80の上部には、一対の軸受け112が固定されており、これら軸受け112により、駆動軸78のZ軸方向移動が許容されている。
【0038】
上部プレート110の略中央部には、ボールネジアダプタ114が固定されている。このアダプタ114には、雌ネジが形成されており、その雌ネジが主駆動軸116の雄ネジに螺合するようになっている。主駆動軸116の下端は、ケーシング80の内部に埋め込まれた回転軸受け118により回転自在に保持されており、その上端部は、支持フレーム130に装着された回転軸受け120により回転自在に保持されている。
【0039】
支持フレーム130は、支持ロッド132によりケーシング80の上部に装着されている。主駆動軸116の上端は、支持フレーム130から上部に飛び出し、その部分に第1プーリ122が固定されている。またこの第1プーリ122に対して、所定距離離れて第2プーリ126が支持フレーム130の上部に配置されており、これらは動力伝達ベルト124により連結されている。
【0040】
第2プーリ126の回転軸は、ギアボックス128に連結されており、ギアボックス128はステップモータ134の回転軸に連結され、ステップモータ134の回転軸が回転することにより、第2プーリ126が回転するようになっている。第2プーリ126が回転駆動されると、その回転力は、ベルト124を介して第1プーリ122へと伝達され、第1プーリ122が回転する。そして、第1プーリ122が回転すると、主駆動軸116も回転し、その結果、アダプタ114が駆動軸116の回転運動を直線運動に変換し、上部プレート110をZ軸方向に沿って移動させる。上部プレート110が移動すると、その駆動力は、駆動軸78を介して駆動プレート72へと伝達し、駆動プレート72をZ軸方向に沿って移動させる。
【0041】
なお、同図に示すように、モータ134には、センサとしてのエンコーダ136が内蔵または別個に装着されており、モータ13の回転軸の回転量を計測可能になっている。そして、このエンコーダ136からの出力信号は、モータ制御装置140へ送出され、モータ制御装置140は、モータ134の駆動を制御するようになっている。
【0042】
駆動プレート72の下面には、後述するマッチプレート60のアダプタ62に対応する数の押圧部74が固定(または微動押圧可能)されており、マッチプレート60に保持されたアダプタ62の上面を押圧するようになっている。なお、便宜的に図5の駆動プレート72には4列の押圧部74が示され、駆動軸78の数も1本であるが、実際には、図4および図6に示すように、押圧部74がY軸方向に8列、X軸方向に8列配置され、駆動軸78の数も4本とされている。ただし、これらの数は特に限定されない。
【0043】
マッチプレート60は、テストヘッド5の上部に位置するように、かつ、プッシャ30とICソケット50との間にテストトレイTSTが搬入可能となるように装着されている。具体的には、図5および図6に示す駆動プレート72に垂下して固定されたレールR(図3参照)に差し込まれることでセットされ、この着脱操作は、図3に示すように測定部102のチャンバに設けられたドアDを開いて行われる。
【0044】
マッチプレート60には、ICソケット50の数に対応して、複数(本例では8列×8列=64個)のアダプタ62が微動可動に保持されており、このアダプタ62の下端にプッシャ30がそれぞれ固定されている。したがって、プッシャ30は、テストヘッド5またはZ軸駆動装置70の駆動プレート72に対して、Z軸方向に僅かに移動可能とされている。
【0045】
マッチプレート60は、試験すべきICの形状などに合わせて、アダプタ62およびプッシャ30と共に、交換自在な構造になっている。なお図5において、テストトレイTSTは、紙面に垂直方向(X軸)から、プッシャ30とICソケット50との間に搬送されてくる。テストトレイTSTの搬送移動に際しては、Z軸駆動装置70の駆動プレート72は、Z軸方向に沿って上昇しており、プッシャ30とICソケット50との間には、テストトレイTSTが搬入される十分な隙間が確保されている。
【0046】
図7は本発明のマッチプレートの実施形態を示す正面図であり、本実施形態のマッチプレート60は、X軸に沿う分割面64にて2つのマッチプレート60A,60Bに分割されている。それぞれのマッチプレート60A,60Bには、上述したアダプタ62およびプッシャ30を装着するための装着孔66が8列(X軸方向)×4列(Y軸方向)の32個形成されている。また、分割面64の中央部には、これら2つのマッチプレート60A,60Bを少なくともY軸方向に係止するための対をなす凹凸部68が形成されており、図3に示すように測定部102への着脱時(特に取り外すとき)に、手前のマッチプレート60Aを引き出せば奥のマッチプレート60Bが一緒に引き出せるようになっている。
【0047】
この凹凸部68は、マッチプレート60を測定部102へ着脱する際に使用されるもので、測定部102から取り外したのちは、この係合を解いてマッチプレート60を2つに分割し、持ち運んだり保管したりする。図7において「61」は当該マッチプレート60A,60Bを持つための把持用孔である。
【0048】
次に作用を説明する。
マッチプレート60、テストヘッド5のICソケット50およびテストトレイTSTのインサートは、試験すべきICの形状などに応じた専用部品(いわゆるチェンジキット)とされている。そして、上述したようなハンドラ1において試験対象の電子部品(IC)が変わると、それに応じたチェンジキットをたとえば倉庫から持ち出してきて、現在装着されているチェンジキットと交換するといった段取り作業が行われる。
【0049】
この場合、たとえば図4に示すような同測数の多い試験仕様では、マッチプレート60もそれに応じて大きくかつ重くなるが、本実施形態のマッチプレート60は2つに分割されているので、持ち運んだり、保管したりするときは分割することができる一方、装着するときは凹凸部68を利用して測定部102に挿入または引き出すことができる。したがって、持ち運ぶ際には特に重量物として取り扱う必要もなく、また保管する際にも小さくできるので保管性にも優れている。
【0050】
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。
【0051】
上述した実施形態では、マッチプレート60を2つに分割した例のみを示したが、本発明は3つ以上に分割することも含む趣旨である。また、上記実施形態では分割面64をX軸に沿って構成したが、これには限定されずY軸やそれ以外の方向に分割しても良い。また、係合部の具体的形状は凹凸部68にのみ限定される趣旨ではなく、種々の係合形態をも含む趣旨である。
【0052】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、搬送時、保全時あるいは保管には分割した状態で使用できるので小型化、軽量化が図られる一方で、電子部品試験装置へ装着した状態では同測数の増加に対応できる大きさで使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマッチプレートが適用される電子部品試験装置の一例を示す概略図である。
【図2】図1の電子部品試験装置を背面から見た斜視図である。
【図3】マッチプレートの装着方法を説明するための斜視図である。
【図4】図1の測定部におけるZ軸駆動手段、マッチプレート、テストトレイおよびソケットを示す分解斜視図である。
【図5】図1の測定部におけるZ軸駆動手段、マッチプレート、テストトレイおよびソケットを示す断面である。
【図6】図1の測定部におけるZ軸駆動手段の一例を示す断面図である。
【図7】本発明のマッチプレートの実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
50…ソケット
60…マッチプレート
60A,60B…分割されたマッチプレート
61…把持用孔
62…アダプタ
64…分割面
66…装着孔
68…凹凸部(係合部)
70…Z軸駆動装置(Z軸駆動手段)
Claims (1)
- テストトレイに搭載された複数の被試験電子部品が電気的に接触する複数のソケットと、電子部品試験装置側に設けられ前記被試験電子部品を前記ソケットへ押し付けるZ軸駆動手段との間であって、前記Z軸駆動手段とともに動作するフレーム部材に着脱可能に設けられたマッチプレートにおいて、
少なくとも二つのプレートに分割されており、かつ、分割された各プレートには、前記被試験電子部品を押圧するためのプッシャがそれぞれ設けられており、
前記マッチプレートは、少なくとも、前記フレーム部材に対するマッチプレートの着脱方向に対して実質的に直交する方向に沿う分割面を有し、
前記分割面には、分割された一方のプレートの分割面に形成された凹部および他方のプレートの分割面に形成された凸部からなり、分割されたマッチプレートを少なくとも前記着脱方向に対して係合させ、分割された各プレートを同時に着脱可能としている係合部が形成されていることを特徴とする電子部品試験装置用マッチプレート。
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