JP4410988B2 - 半導体素子のテストハンドラの素子搬送装置の作業位置の認識方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子をテストするハンドラにおいて、作業位置を認識する方法に係り、特に、ハンドラにて種類の異なる半導体素子をテストする場合、交替部品であるトレイ及び差替キットに対する素子搬送装置の作業位置を迅速且つ正確に認識して再設定できるようにした半導体素子のテストハンドラの素子搬送装置の作業位置の認識方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、生産ラインで生産済みの半導体素子（device）は、出荷前に製品の良否を判別のためのテスト過程を経ることになる。ハンドラはかかる半導体素子のテストに用いる装置であって、半導体素子の搬送装置を用いてトレイに収納した半導体素子を工程間で自動的に搬送しながらテストサイトのテストソケットにこれらを装着して所望のテストを行った後、テスト結果によって幾つかの等級に分け、さらに、トレイにアンローディングする過程を順次に繰り返す装置である。
【０００３】
図１はこの種の従来のハンドラの概略構成を示す平面図である。同図において、ハンドラ本体１の前方には、テストする半導体素子が収納されているトレイを積載するローディング部２と、テスト済みの半導体素子をテスト結果によって良品及び再検査品に分類して再収納する複数のトレイが用意さているアンローディング部３とを備えている。ローディング部２の後方には、その内部に加熱手段（図示せず）及び冷却手段（図示せず）を含み、温度テスト時にテストする半導体素子を所定の温度に加熱又は冷却するソーク（soaking）プレート７が取り付けられている。また、アンローディング部３の後方には、テストの結果、不良品として分類された半導体素子を等級別に収納するように複数のトレイが積載されるリゼックトマルチスタッカー５が取り付けられている。
【０００４】
ハンドラ本体１の最後方のテストサイト１０には、外部のテスト装置と電気的に連結され、半導体素子の性能をテストするためのテストソケット１１が取り付けられている。このテストソケット１１の上側にはテストソケット１１の両側の待機位置に搬送された半導体素子をピックアップしてテストソケット１１に装着すると共に、テストソケット１１でテストされた半導体素子をピックアップしてさらに、両側の待機位置に供給する第１、第２インデックスヘッド１２ａ、１２ｂが左右に水平移動するように取り付けられている。
【０００５】
テストサイト１０の直前位置には、ローディング部２又はソークプレート７から半導体素子を搬送し、テストサイト１０のテストソケット１１の両側の待機位置に供給する第１シャトル８ａ及び第２シャトル８ｂが前後進可能に取り付けられている。また、テストサイト１０でテストを完了した半導体素子をテストサイト１０の外側に搬送する第３シャトル９ａ及び第４シャトル９ｂが前後進可能に取り付けられている。
【０００６】
また、ハンドラ本体１の前端部とテストサイト１０の前方部の上側にはハンドラ本体を横切る固定フレーム１３がそれぞれ取り付けられ、これらの固定フレーム１３には一対の搬送フレーム１４ａ、１４ｂが固定フレーム１３に沿って左右に移動可能に取り付けられ、搬送フレーム１４ａ、１４ｂにはこの搬送フレーム１４ａ、１４ｂに沿って前後に搬送可能に取り付けられて半導体素子をピックアップして搬送するピックアップ装置１５が各々取り付けられ、ピックアップ装置１５はそれぞれ一度に複数の半導体素子をピックアップして搬送できるような複数のピッカー（図示せず）を備えている。
【０００７】
なお、通常ハンドラは、一つの装置でＱＦＰ（quad flat package）、ＢＧＡ（ball grid array）、ＳＯＰ（small out line package）などの多様な形態の半導体素子をテストできるように構成されているが、１種類の半導体素子をテストした後、他の種類の半導体素子をテストするためには、トレイと、ソークプレート７、シャトル８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ、テストソケット１１などの差替キットとを、テストしようとする半導体素子の種類に合うように差し替えてテストを行うことになる。
【０００８】
このとき、テストする半導体素子の種類に応じて差し替えられる差替キットなどは半導体素子が装入される装入部の大きさとピッチが全て以前とは異なるのでハンドラの制御ユニット（図示せず）ではピックアップ装置１５の作業区間を再設定しなければならない。即ち、差替キットの仕様の変化によってピックアップ装置１５の素子ピックアップ位置が変化し、これによってピックアップ装置１５が搬送する距離と、ピックアップ装置のピッカー間のピッチ、ピッカーの昇降高さなどを全て新たに設定しなければならない。
【０００９】
ところが、従来は上記のように交替される差替キットなどの仕様を作業者が測定用冶具を用いて順次一つずつ確認し、ハンドラの制御ユニット（図示せず）に入力してプログラミングすることで作業位置を設定していた。しかし、この場合、入力途中にエラーが発生する確率が高く、作業位置の設定に多くの時間を要し、従って、一日の生産量が低下し、全体的にテスト作業の効率を低下させるという問題があり、こうした問題は交替される差替キットの種類及び数に比例している。
【００１０】
なお、この問題を解決するためにデバイス（半導体素子）搬送機構のピックアップ装置に画像入力手段としてＣＣＤカメラを装着し、このＣＣＤカメラで獲得した映像によってトレイ及び差替キットの情報を認識するようにした「水平搬送テストハンドラ」が開示されている（特許文献１）。
【００１１】
【特許文献１】
韓国登録特許第１０−０２６１９５７(２０００．４．２５)号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような「水平搬送テストハンドラ」は搬送機構の位置補正のためにハンドラ本体上に基準点を設定しなければならないため、搬送機構の作業位置を認識し設定する過程が多少複雑で時間が多くかかるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ハンドラの制御ユニットに予め入力すべき情報を最小化して、簡単な方法でテストしようとする半導体素子の種類応じて差し替える差替キットの仕様及びこれに対する素子搬送装置の作業位置を、正確且つ迅速で、自動的に認識して再設定できるようにした半導体素子テストハンドラの素子搬送装置の作業位置の認識方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、
テストする半導体素子及びテスト済みの半導体素子を収納するトレイと、テスト途中の半導体素子を装入する複数のシャトルと、半導体素子が装着されてテストが行われるテストソケットを含み、それぞれの片面に差替の各種データを有する認識標が設けられた差替キットと、ハンドラ本体の上側に水平搬送が可能なように取り付けられてハンドラの制御ユニットの命令によって半導体素子をピックアップして搬送する素子搬送装置と、前記素子搬送装置に固設された画像入力装置と、前記画像入力装置によって獲得された画像を解析して処理する画像処理部とを備えたハンドラで前記素子搬送装置の作業位置を認識するための方法において、
前記素子搬送装置を第1番目のトレイの上側から横方向及び縦方向に搬送し画像入力装置によって第1番目のトレイに装入された半導体素子のうち、第１番目の半導体素子の第１列、第１行の位置と、半導体素子が装入される各カラム間の横ピッチ及び縦ピッチと、トレイに装入される半導体素子の数に対する情報を獲得知る第１段階と、
前記素子搬送装置を他のトレイの上側に移動して、第１列、第1行の半導体素子の位置情報を獲得する第２段階と、
前記素子移送装置を各差替キットに搬送して素子移送装置を片方向に搬送しながら画像入力装置で差替キットの各々に付着している認識標の画像情報を獲得すると共に差替キットの原点を獲得する第３段階と、
前記ハンドラの制御ユニットに入力された半導体素子の種類と前記第３段階の処理で獲得された認識標の情報を比較して半導体素子と差替キットの種類が一致するか否かを判断する第４段階と、
画像処理部及び制御ユニットで前記第１、２、３、４段階の処理で得られた画像情報によって素子移送装置の作業位置を計算する第５段階と
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する。理解を容易にするために、本発明の素子搬送装置の作業位置認識方法が適用されるハンドラを図１を用いて説明したものとするが、本発明はこれに限定されずこれと同種の従来のハンドラにも適用可能である。
【００１６】
図２は本発明に係る素子搬送装置の作業位置の認識方法が適用されるハンドラの主要部の構成を示し、ハンドラの素子搬送装置のピックアップ装置１５の一方の端部には各々トレイ及び差替キットの画像情報を得るための画像カメラ１７が設置され、該画像カメラ１７はハンドラの作動全般を制御する制御ユニット２０の画像処理部２２に連結される。
【００１７】
前記画像処理部２２は画像カメラ１７から入力された画像情報を処理して制御ユニット２０の主制御部２１に伝達し、主制御部２１では画像処理部２２から伝達された情報によって各ピックアップ装置１５の作業位置を算出する。
【００１８】
図３は素子搬送装置のピックアップ装置１５の作業位置を認識するための処理手順を示すフローチャートであり、図４と図５は各々トレイ２００と差替キットのシャトル８ａ、８ｂの認識方法の一例を説明するための図であり、前記のような画像カメラ１７に作業位置を認識させる方法を具体的に説明する。
【００１９】
図３に示すように、ピックアップ装置１５をローディング部２（図１参照）に位置する第１トレイ２００に移動し（Ｓ１）、ピックアップ装置１５を横方向（＋Ｘ）に水平に搬送させて画像カメラ１７で第１トレイ２００を撮影し（Ｓ２）、第１トレイ２００の第１列、第１行の半導体素子位置（１，１）とカラムの横ピッチ（Ｔｘ）及び横方向への半導体素子１００の個数に対する情報を獲得する（Ｓ３）。
【００２０】
次にピックアップ装置１５を縦方向（−Ｙ）に搬送させながら第１トレイ２００上の半導体素子１００などの縦ピッチ（Ｔｙ）と縦方向への半導体素子１００の個数に対する情報を獲得する（Ｓ４、Ｓ５）。
【００２１】
続いてピックアップ装置１５を第２トレイ２００の位置に搬送させ（Ｓ６）、第２トレイ２００の上側から横方向に搬送させながら画像カメラ１７で画像を取得して第１列、第１行の半導体素子の位置（１、１）に対する情報を得る（Ｓ７）。
【００２２】
前記第２トレイ２００は第１トレイ２００と同一の種類のトレイであるのでここでは第２トレイに装入した第１番目の半導体素子の位置に対する情報だけを得ることで十分である。
【００２３】
第１トレイ２００と第２トレイに対する情報を全て獲得すると、ピックアップ装置１５は第１シャトル８ａに搬送されて横方向（＋Ｘ）に搬送されながら画像カメラ１７で画像を撮影し（Ｓ８、Ｓ９）、第１シャトル８ａの頭頂を基準とする原点０の位置及び第１シャトル８ａの上面に形成したシャトル認識標８ｃの情報を獲得する（Ｓ１０）。
【００２４】
前記シャトル認識標８ｃには差替キットの種類がシャトルであることを示すコードと装入される半導体素子の種類を示すコード及び／又はその他の基本的な寸法情報が入力されている。
【００２５】
次に画像処理部２２で処理したシャトルの画像情報を主制御部２１のデータベースに入力したシャトル入力情報と比較してシャトルが検査対象半導体素子の種類に適した種類のシャトルであるか否かを判別し（Ｓ１１）、もし、シャトルの種類が不一致であれば制御ユニット２０ではユーザに差替キット交換のエラーメッセージを送出して差替キットの交換を指示する。
【００２６】
前記段階でシャトルの種類が一致すれば、ピックアップ装置１５は第２シャトル８ｂに搬送され、第１シャトル８ａと同様に第２シャトルの原点位置とシャトル認識標８ｃに対する情報を獲得した後（Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４）、データベースに入力したシャトル情報に比較してシャトル交換が良好に成されているか否かを読みとり（Ｓ１５）、シャトル交換が良好になされているとピックアップ装置は作業位置認識作業を終了する。
【００２７】
制御ユニット２０の主制御部２１は前記段階などを介して画像処理部２２から伝えられるトレイ２００及びシャトル８ａ、８ｂの画像情報によってピックアップ装置１５の作業開始位置とピックアップ位置及び作業終了位置などを算出してハンドラ稼動時にピックアップ装置を正確な作業位置に搬送させることができる。
【００２８】
なお、前記作業位置認識方法は２つのトレイと２つのシャトルに対してピックアップ装置の作業位置を認識することで説明されているが、他にも２つ以上のシャトルとテストソケット又はソークプレートなどの差替キットの作業位置を認識する場合にも同様に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、素子搬送装置の作業位置を認識して選定する際にハンドラの本体に基準点を設定する必要がなく、簡単な作業過程を経てトレイと差替キットの必要情報が正確且つ迅速で、自動的に得られるので作業の遅延時間が減少し、作業効率が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な半導体素子テスト用ハンドラの構成例を示す平面図。
【図２】本発明によるハンドラ用半導体素子の搬送装置の作業位置の認識方法を実施するためのハンドラの主要部の概略構成図。
【図３】本発明の素子搬送装置の作業位置の認識方法に対する一実施形態を示すフローチャート。
【図４】本発明の作業位置認識方法を行う過程のうち、トレイの作業位置の認識過程の例を示すトレイの平面図。
【図５】本発明の作業位置認識方法を行う過程のうち、シャトルの作業位置の認識方法過程の例を示すトレイの平面図。
【符号の説明】
１５ ピックアップ装置
１７ 画像カメラ（ＣＣＤカメラ）
２０ 制御ユニット
２１ 主制御部
２２ 画像処理部
１００ 半導体素子
２００ トレイ
８ａ、８ｂ シャトル
８ｃ シャトル認識標

Claims (1)

1. テストする半導体素子及びテスト済みの半導体素子を収納するトレイと、
   テスト途中の半導体素子が装入する複数の差替キットと、
   半導体素子が装着されてテストが行われるテストソケットと、
   を備え、
   前記差替キットには、その片面に各差替キットの各種データが入力された認識票が備えられており、
   さらに、
   ハンドラ本体の上側に横方句及び縦方向に水平搬送が可能なように取り付けられ、ハンドラ制御ユニットの命令によって半導体素子をピックアップして搬送する、素子搬送装置と、
   前記素子搬送装置に固設された画像入力装置と、
   前記画像入力装置によって獲得された画像を解析して処理する画像処理部と、
   を備えたハンドラで前記素子搬送装置の作業位置を認識するための方法において、
   前記素子搬送装置を第１番目のトレイの上側から横方向及び縦方向に搬送し画像入力装置によって第１番目のトレイに装入された半導体素子のうちの第１番目の半導体素子の第１列、第１行の位置と、半導体素子が装入される各コラム間の横ピッチ及び縦ピッチと、トレイに装入される半導体素子の横の数及び縦の数に対する情報と、を獲得する第１段階と、
   前記素子搬送装置を他のトレイの上側に搬送して第１列、第１行の半導体素子の位置情報を獲得する第２段階と、
   上記素子搬送装置を各差替キットに搬送して素子搬送装置を片方向に搬送しながら画像入力装置で差替キットの各々に付着している認識票の画像情報を獲得すると共に差替キットの原点を獲得する第３段階と、
   ハンドラ制御ユニットに入力された差替キットの種類と、前記第３段階を介して獲得された認識票の情報における差替キットの種類と、が一致するか否かを判断する第４段階と、
   主制御部で前記第１、２及び３段階を介して得られた画像情報によって素子搬送装置の作業位置を計算する第５段階と、
   を含むことを特徴とする半導体素子テストハンドラの素子搬送装置の作業位置認識方法。

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