JP4458447B2 - 電子部品試験用保持装置、電子部品試験装置および電子部品試験方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップなどの電子部品を高温試験するために適した電子部品試験用保持装置、電子部品試験装置および電子部品試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置などの製造課程においては、最終的に製造されたＩＣチップなどの電子部品を試験する試験装置が必要となる。このような試験装置では、試験すべきＩＣチップの端子を、試験用ソケットの接続端子に押し付けながら試験する。
【０００３】
電子部品は、過酷な環境下でも動作が保証されなければならないため、その試験に際し、常温よりも高い一定温度（たとえば１２５℃程度）下で試験されることがある。このような高温試験を行う場合には、試験用ソケットの接続端子に電子部品を接続する前に、電子部品を一定温度に加熱する。また、電子部品を加熱してから試験用ソケットまで搬送する際に、電子部品が冷却されて温度が低下することを防止するために、電子部品を保持して搬送する電子部品保持装置には、電子部品の温度低下を防止するためのヒータが取り付けてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＩＣチップなどの電子部品は、熱容量が小さいことから、電子部品を搬送して試験用ソケットの接続端子に押し付けて試験を開始する際に、電子部品から接続端子へと熱が奪われ、電子部品の温度が低下しやすい。すなわち、電子部品保持装置のヒータにより、せっかく設定温度に保持されていた電子部品の温度が、試験開始と共に低下し、電子部品を所定の設定温度で試験を行うことができなくなる。このことは、試験の信頼性を著しく低下させる。
【０００５】
そこで、このような不都合を防止するために、試験用ソケット側にもヒータを取り付け、電子部品の温度低下を防止することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、このような手法では、試験すべき電子部品が変わる毎に、試験用ソケットも変わるため、試験用ソケット毎に取り付けるヒータをソケット毎に設計しなくては成らず、その設計工数が増大すると共に、試験装置の製造コストが増大する。また、ソケット品種毎にヒータを必要とするために、試験装置のランニングコストも増大する。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、試験装置の製造コストおよびランニングコストを増大させることなく、試験すべき電子部品を所定の高温状態に維持し、良好な高温試験を行うことができる電子部品試験用保持装置、電子部品試験装置および電子部品試験方法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、本発明に係る電子部品試験用保持装置は、
試験用の接続端子に電子部品を接続するために、この電子部品を着脱自在に保持して搬送する保持ヘッドと、
前記保持ヘッドに装着され、前記電子部品を必要に応じて加熱することが可能な加熱手段と、
前記保持ヘッドに装着され、前記電子部品を必要に応じて冷却することが可能な冷却手段と、
前記保持ヘッドにより前記電子部品を搬送している最中には、前記加熱手段により前記電子部品を加熱すると共に、前記冷却手段により前記電子部品を冷却し、前記保持ヘッドにより前記電子部品を前記接続端子に押し付けている際には、前記加熱手段により前記電子部品を加熱すると共に、前記冷却手段による冷却を停止または弱めるように、前記加熱手段および前記冷却手段を制御する制御手段とを有する。
【０００９】
好ましくは、前記電子部品が前記試験用の接続端子に接触する際に前記電子部品から前記接続端子へと熱が逃げる熱量に相当する熱量を、前記電子部品の搬送中に前記電子部品から奪うように、前記制御手段が前記冷却手段を制御する。
【００１０】
好ましくは、前記冷却手段が冷却風吹出ノズルである。その他の冷却手段としては、ペルチェ素子などを用いた電子冷却手段がある。さらに、ヒートマス（熱容量）が大きな金属を接触させることによる冷却であっても良い。
【００１１】
好ましくは、前記冷却風吹出ノズルが、前記保持ヘッドの内部に形成された冷却風通路の吹出開口部に一体に形成してある。ただし、冷却風吹出ノズルは、保持ヘッドに対して装着された冷却チューブの先端開口部であっても良い。
【００１２】
本発明に係る電子部品試験装置は、上記電子部品試験用保持装置を有する。
【００１３】
本発明に係る電子部品試験方法は、
電子部品を搬送している最中には、前記電子部品を加熱すると共に、前記電子部品を冷却し、
前記電子部品を試験用の接続端子に押し付けて試験を行う際には、前記電子部品を加熱すると共に、冷却を停止または弱め、
搬送中の電子部品の温度と、試験中の電子部品の温度とが略等しくなるように制御することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記電子部品が前記試験用の接続端子に接触する際に前記電子部品から前記接続端子へと熱が逃げる熱量に相当する熱量を、前記電子部品の搬送中に前記電子部品から奪うように、前記電子部品の冷却を制御する。
【００１５】
好ましくは、前記試験用の接続端子の温度が前記電子部品の温度に近づいた場合には、前記電子部品の試験の最中にも、前記電子部品の搬送中と同様に、または少なめに前記電子部品を冷却する。
【００１６】
【作用】
本発明に係る電子部品試験用保持装置を有する電子部品試験装置および試験方法によれば、電子部品を搬送している最中には、電子部品を加熱すると共に冷却し、電子部品を接続端子に押し付けて試験している際には、電子部品を加熱すると共に、電子部品の冷却を停止または弱める。
【００１７】
すなわち、電子部品の搬送中には、試験の設定温度よりも高い温度になるように電子部品を加熱し、且つ、試験の設定温度付近になるまで電子部品を冷却する。そして、電子部品を接続端子に押し付けて試験している際には、電子部品の冷却のみを停止または弱める。電子部品保持装置からの電子部品の加熱は維持したままである。電子部品を接続端子に押し付けると、そこから伝熱により電子部品の熱が奪われ、電子部品の温度が低下する。しかしながら、電子部品を接続端子に押し付けるとほとんど同時に電子部品の冷却が停止または弱められることから、接続端子への伝熱による熱の逃げが、電子部品の冷却の停止または弱化とキャンセルされ、電子部品の温度は、試験時の設定温度に維持される。
【００１８】
したがって、本発明では、接続端子が具備された試験用ソケット側にヒータを取り付けることなく、試験中の電子部品の温度を所定の設定温度に維持することが可能になり、正確で信頼性の高い試験が可能になる。
【００１９】
なお、電子部品の試験を連続して行っていると、試験用ソケットの接続端子も次第に温度が上がり、電子部品から接続端子への伝熱による熱の移動も少なくなってくる。そのような場合には、電子部品保持装置の冷却手段による冷却を完全に停止させるのではなく、電子部品の搬送中よりもより少ない冷却効率で、冷却を継続させればよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の１実施形態に係る電子部品試験用保持装置の概略構成図、図２は図１に示す電子部品試験用保持装置による試験状態を示す概略図、図３は本発明の他の実施形態に係る電子部品試験用保持装置の概略断面図、図４は本発明の１実施形態に係る電子部品試験装置の概略平面図、図５は図４に示す試験装置の概略側面図である。
【００２１】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の１実施形態に係る電子部品試験用保持装置１００は、試験すべき電子部品としてのＩＣチップ１１０を着脱自在に保持する吸着ノズル１０６が装着してある保持ヘッド１０２を有する。保持ヘッド１０２は、図示省略してあるＺ軸移動装置によりＺ軸方向に移動可能であると共に、図示省略してあるＸＹ軸移動装置によりＸ軸およびＹ軸方向に移動可能である。
【００２２】
吸着ノズル１０６の周囲には、リードプレス１０４が装着固定してある。リードプレス１０４の先端は、ＩＣチップ１１０の端子に接触可能になっている。リードプレス１０４の形状は、試験すべきＩＣチップ１１０の形状に合わせて準備され、リードプレス１０４は、保持ヘッド１０２に対して交換自在になっていることが好ましい。
【００２３】
吸着ノズル１０６に吸着力を発生させるために、保持ヘッド１０２には、吸引チューブ１０８が接続してある。吸引チューブ１０８は、たとえば図示省略してあるエジェクタなどの負圧発生手段に連結してあり、吸引チューブ１０８に連通する吸着ノズル１０６の先端に負圧を導き、ＩＣチップ１１０を着脱自在に吸着するようになっている。なお、本発明では、吸着ノズル１０６以外の機械的な手段により、ＩＣチップ１１０を保持するようにしても良い。
【００２４】
保持ヘッド１０２には、加熱手段としてのヒータ１１１が装着してあり、ノズル１０６を介してＩＣチップ１１０を加熱可能になっている。ヒータ１１１は、たとえば電熱線などの線状ヒータまたは面状ヒータまたはブロック状ヒータなどで構成してある。または熱媒体が流通する熱交換機などであっても良い。このヒータは、１１１リードプレス１０４を介してＩＣチップを加熱するように構成しても良い。
このヒータ１１１は、制御装置１３０により制御される。制御装置１３０は、電子部品試験装置全体を制御する制御装置の一部であっても良い。
【００２５】
本実施形態では、保持ヘッド１０２には、冷却チューブ１１５が装着してあり、冷却チューブの先端開口部である冷却ノズル１１７から、ＩＣチップ１１０に向けて冷却風を吹き付け可能になっている。冷却チューブ１１５には、制御弁１１８および冷却風供給源１２０が接続してある。
【００２６】
制御弁１１８は、制御装置１３０により制御され、冷却ノズル１１７から吹き出される冷却風の風量を制御可能になっている。冷却風供給源１２０は、たとえば冷却風の温度が室温の場合には、ブロワなどの送風機単独で構成される。冷却風の温度制御も行う場合には、送風機に加えて、冷却装置も用いられる。冷却風供給源１２０は、制御装置１３０により制御され、冷却風の風量および／または冷却風の温度が制御される。
【００２７】
次に、本実施形態に係る電子部品試験用保持装置１００の作用を説明する。
図１に示す保持装置１００は、図示省略してあるＩＣチップ予備加熱部から、設定温度に加熱されたＩＣチップ１１０をピックアップする。ＩＣチップ１１０を保持する保持装置１００は、図示省略してあるＸＹ移動装置により水平方向に移動され、図２に示すように、吸着ノズル１０６で吸着されたＩＣチップ１１０が、試験用基板１１６の上に配置された試験用の接続端子１１２を持つ試験用ソケット１１４の上部にくるように、ＩＣチップ１１０を搬送する。
【００２８】
ＩＣチップ１１０の搬送中には、ヒータ１１１により、試験の設定温度よりも高い温度になるようにＩＣチップ１１０を加熱すると同時に、試験の設定温度付近になるまで、冷却ノズル１１７から冷却風を吹き出し、ＩＣチップ１１０を冷却する。ヒータ１１１による加熱量と、吹出ノズル１１７から吹き出される冷却風による冷却量とは、制御装置１３０により制御される。吹出ノズル１１７から吹き出される冷却風による冷却量は、接続端子１１２へのＩＣチップ１１０の接触伝熱による熱の逃げ量と同じになるように設定される。
【００２９】
次に、図２に示すように、保持ヘッド１０２をＺ軸方向下方に移動させ、ＩＣチップ１１０の端子をソケット１１４の接続端子１１２と接触させ、リードプレス１０４により、ＩＣチップ１１０の端子をソケット１１４の接続端子に対して所定圧で押し付ける。それと同時に、制御装置１３０から制御バルブ１１８および冷却風供給源１２０に制御信号を送り、冷却ノズル１１７からの冷却風の吹き出しを停止する。
【００３０】
ただし、ヒータ１１１によるＩＣチップ１１０の加熱は維持したままである。ＩＣチップ１１０を接続端子１１２に押し付けると、そこから伝熱によりＩＣチップ１１０の熱が奪われ、ＩＣチップ１１０の温度が低下する。しかしながら、ＩＣチップ１１０を接続端子１１２に押し付けるとほとんど同時に、冷却ノズル１１７からの冷却が停止されることから、接続端子１１２への伝熱による熱の逃げが、冷却ノズル１１７によるＩＣチップ１１０の冷却の停止とキャンセルされ、ＩＣチップ１１０の温度は、試験時の設定温度に維持される。その状態で、試験用基板１１６から接続端子１１２を介してＩＣチップ１１０に試験用信号電流を流し、ＩＣチップ１１０の試験を行う。
【００３１】
したがって、本実施形態では、接続端子１１２が具備された試験用ソケット１１４側にヒータを取り付けることなく、試験中のＩＣチップ１１０の温度を所定の設定温度に維持することが可能になり、正確で信頼性の高い試験が可能になる。
【００３２】
第２実施形態
図３に示すように、本実施形態の電子部品試験用保持装置１００ａでは、保持ヘッドを、上部ヘッド１０２ａおよび下部ヘッド１０２ｂとで構成し、これらの間に冷却通路１０３を形成し、冷却通路１０３の上部開口部に冷却チューブ１１５ａが接続してある。冷却通路１０３の下部開口部が環状の冷却ノズル１１７ａとなっており、そこからＩＣチップ１１０に冷却風を吹き付け可能になっている。本実施形態の電子部品試験用保持装置１００ａのその他の構成は、図１および図２に示す保持装置１００と同様なので、その説明は省略する。本実施形態の保持装置１００ａは、図１および図２に示す保持装置１００と同様な作用を奏すると共に、冷却ノズル１１７ａが、ＩＣチップ１１０のより近傍に具備されるので、ＩＣチップ１１０の冷却効率がより高まると共に、装置構成がよりシンプルになる。
【００３３】
第３実施形態
図４および図５に示すように、本実施形態では、前記第１実施形態における電子部品試験用保持装置１００を、電子部品試験装置３０の第２可動ヘッド５７に取り付けてある。
【００３４】
図４および図５に示すように、本実施形態の電子部品試験装置３０は、試験すべき部品としてのＩＣチップの温度が常温よりも高い状態で加熱試験するための装置であり、ハンドラ３２と、テストヘッド３４と、試験用メイン装置３６とを有する。
【００３５】
ハンドラ３２は、試験すべきＩＣチップ１１０を順次テストヘッド３４に設けた試験用ソケット１１４に搬送し、試験が終了したＩＣチップ１１０をテスト結果に従って分類して所定のトレイに格納する動作を実行する。
【００３６】
テストヘッド３４に設けた試験用ソケット１１４は、ケーブル３８を通じて試験用メイン装置３６に接続してあり、試験用ソケット１１４に着脱自在に装着されたＩＣチップ１１０をケーブル３８を通じて試験用メイン装置３６に接続し、試験用メイン装置３６からの試験用信号によりＩＣチップ１１０をテストする。
【００３７】
なお、テストヘッド３４に設けられる試験用ソケット１１４は、直接にテストヘッド３４の上に装着されるのではなく、いくつかの部材を介して装着される。すなわち、テストヘッド３４の上面にはマザーボードが装着してあり、マザーボードの上には、このマザーボードに対して、着脱自在に交換用アダプタが装着してある。交換用アダプタの上には、ボードスペーサおよびソケットボードなどが装着してあり、その上にソケット１１４が装着される。
【００３８】
試験すべきＩＣチップ１１０の種類が変わった場合には、交換用アダプタをマザーボードから取り外して、別のアダプタを取り付けることで、異なるＩＣチップ１１０の検査に対応することができる。なお、試験の内容が大幅に変更される場合には、図５に示すテストヘッド３４を、ハンドラ３２から取り外して、別のテストヘッド３４をハンドラ３２の空間部分４２に配置することで対応することができる。
【００３９】
ハンドラ３２は、基盤４０を有し、主にこの基盤４０の上部にＩＣチップ搬送用駆動部分が装着される。基盤４０の下部には、主としてハンドラ３２を制御する制御装置が内蔵してあるが、一部に空間部分４２が設けてある。この空間部分４２に、テストヘッド３４が交換自在に配置してあり、基盤４０に形成した穴４４を通じてＩＣチップ１１０を試験用ソケット１１４に装着することが可能になっている。
【００４０】
基盤４０上には、図４に示すように、２組の第１および第２Ｘ−Ｙ移動装置４６および４８が設けてある。一方の第１Ｘ−Ｙ移動装置４６により、これからテストを行なうＩＣチップ１１０を搬送する作業およびテスト済のＩＣチップ１１０を分類する作業を行なう。他方の第２Ｘ−Ｙ移動装置４８は、バッファ５０により供給されたＩＣチップ１１０をテストヘッド３４の上に搬送し、テストヘッド３４から試験済のＩＣチップ１１０を他方のバッファ５１に運ぶ作業を行う。
【００４１】
第１Ｘ−Ｙ移動装置４６は、Ｘ軸方向に沿って伸びる第１Ｘ軸レール４９ａと、その第１Ｘ軸レール４９ａに沿ってＸ方向に移動可能に構成してある、Ｙ軸方向に沿って伸びる第１Ｙ軸レール４９ｂと、第１Ｙ軸レール４９ｂに沿ってＹ方向に移動可能な第１可動ヘッド５３とを有する。この第１Ｘ−Ｙ移動装置４６は、基盤４０上の第１領域５２を搬送可能領域とする。
【００４２】
他方の第２Ｘ−Ｙ移動装置４８は、Ｘ軸方向に沿って伸びる第２Ｘ軸レール５４と、その第２Ｘ軸レール５４に沿ってＸ方向に移動可能に構成してある、Ｙ軸方向に沿って伸びる第２Ｙ軸レール５５と、第２Ｙ軸レール５５に沿ってＹ方向に移動可能な第２可動ヘッド５７とを有する。このＸ−Ｙ移動装置４８は、基盤４０上の第２領域５６を搬送可能領域とする。
【００４３】
第１搬送可能領域５２には、これから試験を行う被試験ＩＣチップ１１０を格納した供給トレイ５８と、試験済のＩＣチップ１１０を試験結果に対応して仕分けして格納する分類トレイ６０、６１、６２、６３と、空のトレイを積み重ねた部分６４とが配置される共に、バッファ５０に近接してヒートプレート６５が配置される。
【００４４】
ヒートプレート６５は、たとえば金属材料で形成され、被試験ＩＣチップ１１０を格納するＩＣ収納用凹部６６を複数具備し、このＩＣ収納用凹部６６に供給トレイ５８から被試験ＩＣチップ１１０がＸ−Ｙ移動装置４６によって搬送される。ヒートプレート６５は、試験前のＩＣチップ１１０を、所定の温度で加熱するために、図示省略してあるヒータにより加熱してある。被試験ＩＣチップ１１０は、このヒートプレート６５上で所望の温度に加熱され、その後、移動装置４６を用いて、バッファ５０に移され、第２Ｘ−Ｙ移動装置４８によりテストヘッド３４に搬送され、そこで試験される。すなわち、ＩＣチップ１１０は、常温よりも高い状態で試験が行われる。
【００４５】
バッファ５０および５１は、レール６８および６９に沿ってＸ方向に移動可能に構成してあり、第１Ｘ−Ｙ移動装置４６の動作領域５２と、第２Ｘ−Ｙ移動装置４８の動作領域５６との間を往復するように構成してある。すなわち、バッファ５０は、被試験ＩＣチップ１１０を領域５２から領域５６に移動させる作業を行い、バッファ５１は、領域５６から領域５２に試験済のＩＣチップ１１０を運び出す作業を行う。このバッファ５０と５１の存在によって、Ｘ−Ｙ移動装置４６と４８が相互に干渉することなく動作できる構造とされている。
【００４６】
第１Ｘ−Ｙ移動装置４６には、Ｚ軸駆動手段７０が装着してある。このＺ軸駆動手段７０によって、トレイからＩＣチップ１１０を拾い上げる動作と、トレイにＩＣチップ１１０を降ろす動作とを行う。
【００４７】
第２Ｘ−Ｙ移動装置４８には、前述したように、前記第１実施形態に係る電子部品試験用保持装置１００が装着してある。この電子部品試験用装置装置１００によって、バッファステージ５０あるいはテストヘッド３４に設けた試験用ソケット１１４からＩＣチップ１１０を拾い上げる動作と、ＩＣチップ１１０を搬送する動作と、バッファステージ５１にＩＣチップ１１０を降ろす動作と、テストヘッド３４に設けた試験用ソケット１１４にＩＣチップ１１０を押し付ける動作とを行う。ＩＣチップ１１０を搬送する動作と、試験用ソケット１１４にＩＣチップ１１０を押し付ける動作の説明は、前記第１実施形態において十分に説明したので、その説明は省略する。
【００４８】
第１Ｘ−Ｙ移動装置４６に装着されるＺ軸駆動手段７０は、たとえば２本のエアシリンダをペアで動作させ、一度に２個のＩＣチップ１１０を吸着して搬送することが可能なようなものである。第２Ｘ−Ｙ移動装置４８にも、同様なＺ軸駆動手段が装着してある。
【００４９】
本実施形態に係る電子部品試験装置３０では、前記第１実施形態における電子部品試験用保持装置１００を、電子部品試験装置３０の第２可動ヘッド５７に取り付けてあるので、ＩＣチップの試験に際し、前記第１実施形態において説明した作用を奏する。
【００５０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００５１】
たとえば、本発明の電子部品試験用保持装置が取り付けられる電子部品試験装置としては、図４および図５に示す装置３０に限定されず、その他の部品試験装置、あるいは試験装置以外の部品ハンドリング装置などにも適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、試験装置の製造コストおよびランニングコストを増大させることなく、試験すべき電子部品を所定の高温状態に維持し、良好な高温試験を行うことができる電子部品試験用保持装置、電子部品試験装置および電子部品試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の１実施形態に係る電子部品試験用保持装置の概略構成図である。
【図２】 図２は図１に示す電子部品試験用保持装置による試験状態を示す概略図である。
【図３】 図３は本発明の他の実施形態に係る電子部品試験用保持装置の概略断面図である。
【図４】 図４は本発明の１実施形態に係る電子部品試験装置の概略平面図である。
【図５】 図５は図４に示す試験装置の概略側面図である。
【符号の説明】
３０… 電子部品試験装置
３２… ハンドラ
３５… ＩＣチップ
３４… テストヘッド
３６… ソケット
４６… 第１Ｘ−Ｙ移動装置
４８… 第２Ｘ−Ｙ移動装置
１００… 電子部品試験用保持装置
１０２… 保持ヘッド１０２
１０３… 冷却通路
１０４… リードプレス
１０６… 吸着ノズル
１０８… 吸引チューブ
１１０… ＩＣチップ
１１１… ヒータ（加熱手段）
１１２… 接続端子
１１４… 試験用ソケット
１１５，１１５ａ… 冷却チューブ
１１７，１１７ａ… 冷却ノズル（冷却手段）
１１８… 制御弁
１２０… 冷却風供給源
１３０… 制御装置（制御手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップなどの電子部品を高温試験するために適した電子部品試験用保持装置、電子部品試験装置および電子部品試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置などの製造課程においては、最終的に製造されたＩＣチップなどの電子部品を試験する試験装置が必要となる。このような試験装置では、試験すべきＩＣチップの端子を、試験用ソケットの接続端子に押し付けながら試験する。
【０００３】
電子部品は、過酷な環境下でも動作が保証されなければならないため、その試験に際し、常温よりも高い一定温度（たとえば１２５℃程度）下で試験されることがある。このような高温試験を行う場合には、試験用ソケットの接続端子に電子部品を接続する前に、電子部品を一定温度に加熱する。また、電子部品を加熱してから試験用ソケットまで搬送する際に、電子部品が冷却されて温度が低下することを防止するために、電子部品を保持して搬送する電子部品保持装置には、電子部品の温度低下を防止するためのヒータが取り付けてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＩＣチップなどの電子部品は、熱容量が小さいことから、電子部品を搬送して試験用ソケットの接続端子に押し付けて試験を開始する際に、電子部品から接続端子へと熱が奪われ、電子部品の温度が低下しやすい。すなわち、電子部品保持装置のヒータにより、せっかく設定温度に保持されていた電子部品の温度が、試験開始と共に低下し、電子部品を所定の設定温度で試験を行うことができなくなる。このことは、試験の信頼性を著しく低下させる。
【０００５】
そこで、このような不都合を防止するために、試験用ソケット側にもヒータを取り付け、電子部品の温度低下を防止することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、このような手法では、試験すべき電子部品が変わる毎に、試験用ソケットも変わるため、試験用ソケット毎に取り付けるヒータをソケット毎に設計しなくては成らず、その設計工数が増大すると共に、試験装置の製造コストが増大する。また、ソケット品種毎にヒータを必要とするために、試験装置のランニングコストも増大する。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、試験装置の製造コストおよびランニングコストを増大させることなく、試験すべき電子部品を所定の高温状態に維持し、良好な高温試験を行うことができる電子部品試験用保持装置、電子部品試験装置および電子部品試験方法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、本発明に係る電子部品試験用保持装置は、
試験用の接続端子に電子部品を接続するために、この電子部品を着脱自在に保持して搬送する保持ヘッドと、
前記保持ヘッドに装着され、前記電子部品を必要に応じて加熱することが可能な加熱手段と、
前記保持ヘッドに装着され、前記電子部品を必要に応じて冷却することが可能な冷却手段と、
前記保持ヘッドにより前記電子部品を搬送している最中には、前記加熱手段により前記電子部品を加熱すると共に、前記冷却手段により前記電子部品を冷却し、前記保持ヘッドにより前記電子部品を前記接続端子に押し付けている際には、前記加熱手段により前記電子部品を加熱すると共に、前記冷却手段による冷却を停止または弱めるように、前記加熱手段および前記冷却手段を制御する制御手段とを有する。
【０００９】
好ましくは、前記電子部品が前記試験用の接続端子に接触する際に前記電子部品から前記接続端子へと熱が逃げる熱量に相当する熱量を、前記電子部品の搬送中に前記電子部品から奪うように、前記制御手段が前記冷却手段を制御する。
【００１０】
好ましくは、前記冷却手段が冷却風吹出ノズルである。その他の冷却手段としては、ペルチェ素子などを用いた電子冷却手段がある。さらに、ヒートマス（熱容量）が大きな金属を接触させることによる冷却であっても良い。
【００１１】
好ましくは、前記冷却風吹出ノズルが、前記保持ヘッドの内部に形成された冷却風通路の吹出開口部に一体に形成してある。ただし、冷却風吹出ノズルは、保持ヘッドに対して装着された冷却チューブの先端開口部であっても良い。
【００１２】
本発明に係る電子部品試験装置は、上記電子部品試験用保持装置を有する。
【００１３】
本発明に係る電子部品試験方法は、
電子部品を搬送している最中には、前記電子部品を加熱すると共に、前記電子部品を冷却し、
前記電子部品を試験用の接続端子に押し付けて試験を行う際には、前記電子部品を加熱すると共に、冷却を停止または弱め、
搬送中の電子部品の温度と、試験中の電子部品の温度とが略等しくなるように制御することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記電子部品が前記試験用の接続端子に接触する際に前記電子部品から前記接続端子へと熱が逃げる熱量に相当する熱量を、前記電子部品の搬送中に前記電子部品から奪うように、前記電子部品の冷却を制御する。
【００１５】
好ましくは、前記試験用の接続端子の温度が前記電子部品の温度に近づいた場合には、前記電子部品の試験の最中にも、前記電子部品の搬送中と同様に、または少なめに前記電子部品を冷却する。
【００１６】
【作用】
本発明に係る電子部品試験用保持装置を有する電子部品試験装置および試験方法によれば、電子部品を搬送している最中には、電子部品を加熱すると共に冷却し、電子部品を接続端子に押し付けて試験している際には、電子部品を加熱すると共に、電子部品の冷却を停止または弱める。
【００１７】
すなわち、電子部品の搬送中には、試験の設定温度よりも高い温度になるように電子部品を加熱し、且つ、試験の設定温度付近になるまで電子部品を冷却する。そして、電子部品を接続端子に押し付けて試験している際には、電子部品の冷却のみを停止または弱める。電子部品保持装置からの電子部品の加熱は維持したままである。電子部品を接続端子に押し付けると、そこから伝熱により電子部品の熱が奪われ、電子部品の温度が低下する。しかしながら、電子部品を接続端子に押し付けるとほとんど同時に電子部品の冷却が停止または弱められることから、接続端子への伝熱による熱の逃げが、電子部品の冷却の停止または弱化とキャンセルされ、電子部品の温度は、試験時の設定温度に維持される。
【００１８】
したがって、本発明では、接続端子が具備された試験用ソケット側にヒータを取り付けることなく、試験中の電子部品の温度を所定の設定温度に維持することが可能になり、正確で信頼性の高い試験が可能になる。
【００１９】
なお、電子部品の試験を連続して行っていると、試験用ソケットの接続端子も次第に温度が上がり、電子部品から接続端子への伝熱による熱の移動も少なくなってくる。そのような場合には、電子部品保持装置の冷却手段による冷却を完全に停止させるのではなく、電子部品の搬送中よりもより少ない冷却効率で、冷却を継続させればよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の１実施形態に係る電子部品試験用保持装置の概略構成図、図２は図１に示す電子部品試験用保持装置による試験状態を示す概略図、図３は本発明の他の実施形態に係る電子部品試験用保持装置の概略断面図、図４は本発明の１実施形態に係る電子部品試験装置の概略平面図、図５は図４に示す試験装置の概略側面図である。
【００２１】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の１実施形態に係る電子部品試験用保持装置１００は、試験すべき電子部品としてのＩＣチップ１１０を着脱自在に保持する吸着ノズル１０６が装着してある保持ヘッド１０２を有する。保持ヘッド１０２は、図示省略してあるＺ軸移動装置によりＺ軸方向に移動可能であると共に、図示省略してあるＸＹ軸移動装置によりＸ軸およびＹ軸方向に移動可能である。
【００２２】
吸着ノズル１０６の周囲には、リードプレス１０４が装着固定してある。リードプレス１０４の先端は、ＩＣチップ１１０の端子に接触可能になっている。リードプレス１０４の形状は、試験すべきＩＣチップ１１０の形状に合わせて準備され、リードプレス１０４は、保持ヘッド１０２に対して交換自在になっていることが好ましい。
【００２３】
吸着ノズル１０６に吸着力を発生させるために、保持ヘッド１０２には、吸引チューブ１０８が接続してある。吸引チューブ１０８は、たとえば図示省略してあるエジェクタなどの負圧発生手段に連結してあり、吸引チューブ１０８に連通する吸着ノズル１０６の先端に負圧を導き、ＩＣチップ１１０を着脱自在に吸着するようになっている。なお、本発明では、吸着ノズル１０６以外の機械的な手段により、ＩＣチップ１１０を保持するようにしても良い。
【００２４】
保持ヘッド１０２には、加熱手段としてのヒータ１１１が装着してあり、ノズル１０６を介してＩＣチップ１１０を加熱可能になっている。ヒータ１１１は、たとえば電熱線などの線状ヒータまたは面状ヒータまたはブロック状ヒータなどで構成してある。または熱媒体が流通する熱交換機などであっても良い。このヒータは、１１１リードプレス１０４を介してＩＣチップを加熱するように構成しても良い。
このヒータ１１１は、制御装置１３０により制御される。制御装置１３０は、電子部品試験装置全体を制御する制御装置の一部であっても良い。
【００２５】
本実施形態では、保持ヘッド１０２には、冷却チューブ１１５が装着してあり、冷却チューブの先端開口部である冷却ノズル１１７から、ＩＣチップ１１０に向けて冷却風を吹き付け可能になっている。冷却チューブ１１５には、制御弁１１８および冷却風供給源１２０が接続してある。
【００２６】
制御弁１１８は、制御装置１３０により制御され、冷却ノズル１１７から吹き出される冷却風の風量を制御可能になっている。冷却風供給源１２０は、たとえば冷却風の温度が室温の場合には、ブロワなどの送風機単独で構成される。冷却風の温度制御も行う場合には、送風機に加えて、冷却装置も用いられる。冷却風供給源１２０は、制御装置１３０により制御され、冷却風の風量および／または冷却風の温度が制御される。
【００２７】
次に、本実施形態に係る電子部品試験用保持装置１００の作用を説明する。
図１に示す保持装置１００は、図示省略してあるＩＣチップ予備加熱部から、設定温度に加熱されたＩＣチップ１１０をピックアップする。ＩＣチップ１１０を保持する保持装置１００は、図示省略してあるＸＹ移動装置により水平方向に移動され、図２に示すように、吸着ノズル１０６で吸着されたＩＣチップ１１０が、試験用基板１１６の上に配置された試験用の接続端子１１２を持つ試験用ソケット１１４の上部にくるように、ＩＣチップ１１０を搬送する。
【００２８】
ＩＣチップ１１０の搬送中には、ヒータ１１１により、試験の設定温度よりも高い温度になるようにＩＣチップ１１０を加熱すると同時に、試験の設定温度付近になるまで、冷却ノズル１１７から冷却風を吹き出し、ＩＣチップ１１０を冷却する。ヒータ１１１による加熱量と、吹出ノズル１１７から吹き出される冷却風による冷却量とは、制御装置１３０により制御される。吹出ノズル１１７から吹き出される冷却風による冷却量は、接続端子１１２へのＩＣチップ１１０の接触伝熱による熱の逃げ量と同じになるように設定される。
【００２９】
次に、図２に示すように、保持ヘッド１０２をＺ軸方向下方に移動させ、ＩＣチップ１１０の端子をソケット１１４の接続端子１１２と接触させ、リードプレス１０４により、ＩＣチップ１１０の端子をソケット１１４の接続端子に対して所定圧で押し付ける。それと同時に、制御装置１３０から制御バルブ１１８および冷却風供給源１２０に制御信号を送り、冷却ノズル１１７からの冷却風の吹き出しを停止する。
【００３０】
ただし、ヒータ１１１によるＩＣチップ１１０の加熱は維持したままである。ＩＣチップ１１０を接続端子１１２に押し付けると、そこから伝熱によりＩＣチップ１１０の熱が奪われ、ＩＣチップ１１０の温度が低下する。しかしながら、ＩＣチップ１１０を接続端子１１２に押し付けるとほとんど同時に、冷却ノズル１１７からの冷却が停止されることから、接続端子１１２への伝熱による熱の逃げが、冷却ノズル１１７によるＩＣチップ１１０の冷却の停止とキャンセルされ、ＩＣチップ１１０の温度は、試験時の設定温度に維持される。その状態で、試験用基板１１６から接続端子１１２を介してＩＣチップ１１０に試験用信号電流を流し、ＩＣチップ１１０の試験を行う。
【００３１】
したがって、本実施形態では、接続端子１１２が具備された試験用ソケット１１４側にヒータを取り付けることなく、試験中のＩＣチップ１１０の温度を所定の設定温度に維持することが可能になり、正確で信頼性の高い試験が可能になる。
【００３２】
第２実施形態
図３に示すように、本実施形態の電子部品試験用保持装置１００ａでは、保持ヘッドを、上部ヘッド１０２ａおよび下部ヘッド１０２ｂとで構成し、これらの間に冷却通路１０３を形成し、冷却通路１０３の上部開口部に冷却チューブ１１５ａが接続してある。冷却通路１０３の下部開口部が環状の冷却ノズル１１７ａとなっており、そこからＩＣチップ１１０に冷却風を吹き付け可能になっている。本実施形態の電子部品試験用保持装置１００ａのその他の構成は、図１および図２に示す保持装置１００と同様なので、その説明は省略する。本実施形態の保持装置１００ａは、図１および図２に示す保持装置１００と同様な作用を奏すると共に、冷却ノズル１１７ａが、ＩＣチップ１１０のより近傍に具備されるので、ＩＣチップ１１０の冷却効率がより高まると共に、装置構成がよりシンプルになる。
【００３３】
第３実施形態
図４および図５に示すように、本実施形態では、前記第１実施形態における電子部品試験用保持装置１００を、電子部品試験装置３０の第２可動ヘッド５７に取り付けてある。
【００３４】
図４および図５に示すように、本実施形態の電子部品試験装置３０は、試験すべき部品としてのＩＣチップの温度が常温よりも高い状態で加熱試験するための装置であり、ハンドラ３２と、テストヘッド３４と、試験用メイン装置３６とを有する。
【００３５】
ハンドラ３２は、試験すべきＩＣチップ１１０を順次テストヘッド３４に設けた試験用ソケット１１４に搬送し、試験が終了したＩＣチップ１１０をテスト結果に従って分類して所定のトレイに格納する動作を実行する。
【００３６】
テストヘッド３４に設けた試験用ソケット１１４は、ケーブル３８を通じて試験用メイン装置３６に接続してあり、試験用ソケット１１４に着脱自在に装着されたＩＣチップ１１０をケーブル３８を通じて試験用メイン装置３６に接続し、試験用メイン装置３６からの試験用信号によりＩＣチップ１１０をテストする。
【００３７】
なお、テストヘッド３４に設けられる試験用ソケット１１４は、直接にテストヘッド３４の上に装着されるのではなく、いくつかの部材を介して装着される。すなわち、テストヘッド３４の上面にはマザーボードが装着してあり、マザーボードの上には、このマザーボードに対して、着脱自在に交換用アダプタが装着してある。交換用アダプタの上には、ボードスペーサおよびソケットボードなどが装着してあり、その上にソケット１１４が装着される。
【００３８】
試験すべきＩＣチップ１１０の種類が変わった場合には、交換用アダプタをマザーボードから取り外して、別のアダプタを取り付けることで、異なるＩＣチップ１１０の検査に対応することができる。なお、試験の内容が大幅に変更される場合には、図５に示すテストヘッド３４を、ハンドラ３２から取り外して、別のテストヘッド３４をハンドラ３２の空間部分４２に配置することで対応することができる。
【００３９】
ハンドラ３２は、基盤４０を有し、主にこの基盤４０の上部にＩＣチップ搬送用駆動部分が装着される。基盤４０の下部には、主としてハンドラ３２を制御する制御装置が内蔵してあるが、一部に空間部分４２が設けてある。この空間部分４２に、テストヘッド３４が交換自在に配置してあり、基盤４０に形成した穴４４を通じてＩＣチップ１１０を試験用ソケット１１４に装着することが可能になっている。
【００４０】
基盤４０上には、図４に示すように、２組の第１および第２Ｘ−Ｙ移動装置４６および４８が設けてある。一方の第１Ｘ−Ｙ移動装置４６により、これからテストを行なうＩＣチップ１１０を搬送する作業およびテスト済のＩＣチップ１１０を分類する作業を行なう。他方の第２Ｘ−Ｙ移動装置４８は、バッファ５０により供給されたＩＣチップ１１０をテストヘッド３４の上に搬送し、テストヘッド３４から試験済のＩＣチップ１１０を他方のバッファ５１に運ぶ作業を行う。
【００４１】
第１Ｘ−Ｙ移動装置４６は、Ｘ軸方向に沿って伸びる第１Ｘ軸レール４９ａと、その第１Ｘ軸レール４９ａに沿ってＸ方向に移動可能に構成してある、Ｙ軸方向に沿って伸びる第１Ｙ軸レール４９ｂと、第１Ｙ軸レール４９ｂに沿ってＹ方向に移動可能な第１可動ヘッド５３とを有する。この第１Ｘ−Ｙ移動装置４６は、基盤４０上の第１領域５２を搬送可能領域とする。
【００４２】
他方の第２Ｘ−Ｙ移動装置４８は、Ｘ軸方向に沿って伸びる第２Ｘ軸レール５４と、その第２Ｘ軸レール５４に沿ってＸ方向に移動可能に構成してある、Ｙ軸方向に沿って伸びる第２Ｙ軸レール５５と、第２Ｙ軸レール５５に沿ってＹ方向に移動可能な第２可動ヘッド５７とを有する。このＸ−Ｙ移動装置４８は、基盤４０上の第２領域５６を搬送可能領域とする。
【００４３】
第１搬送可能領域５２には、これから試験を行う被試験ＩＣチップ１１０を格納した供給トレイ５８と、試験済のＩＣチップ１１０を試験結果に対応して仕分けして格納する分類トレイ６０、６１、６２、６３と、空のトレイを積み重ねた部分６４とが配置される共に、バッファ５０に近接してヒートプレート６５が配置される。
【００４４】
ヒートプレート６５は、たとえば金属材料で形成され、被試験ＩＣチップ１１０を格納するＩＣ収納用凹部６６を複数具備し、このＩＣ収納用凹部６６に供給トレイ５８から被試験ＩＣチップ１１０がＸ−Ｙ移動装置４６によって搬送される。ヒートプレート６５は、試験前のＩＣチップ１１０を、所定の温度で加熱するために、図示省略してあるヒータにより加熱してある。被試験ＩＣチップ１１０は、このヒートプレート６５上で所望の温度に加熱され、その後、移動装置４６を用いて、バッファ５０に移され、第２Ｘ−Ｙ移動装置４８によりテストヘッド３４に搬送され、そこで試験される。すなわち、ＩＣチップ１１０は、常温よりも高い状態で試験が行われる。
【００４５】
バッファ５０および５１は、レール６８および６９に沿ってＸ方向に移動可能に構成してあり、第１Ｘ−Ｙ移動装置４６の動作領域５２と、第２Ｘ−Ｙ移動装置４８の動作領域５６との間を往復するように構成してある。すなわち、バッファ５０は、被試験ＩＣチップ１１０を領域５２から領域５６に移動させる作業を行い、バッファ５１は、領域５６から領域５２に試験済のＩＣチップ１１０を運び出す作業を行う。このバッファ５０と５１の存在によって、Ｘ−Ｙ移動装置４６と４８が相互に干渉することなく動作できる構造とされている。
【００４６】
第１Ｘ−Ｙ移動装置４６には、Ｚ軸駆動手段７０が装着してある。このＺ軸駆動手段７０によって、トレイからＩＣチップ１１０を拾い上げる動作と、トレイにＩＣチップ１１０を降ろす動作とを行う。
【００４７】
第２Ｘ−Ｙ移動装置４８には、前述したように、前記第１実施形態に係る電子部品試験用保持装置１００が装着してある。この電子部品試験用装置装置１００によって、バッファステージ５０あるいはテストヘッド３４に設けた試験用ソケット１１４からＩＣチップ１１０を拾い上げる動作と、ＩＣチップ１１０を搬送する動作と、バッファステージ５１にＩＣチップ１１０を降ろす動作と、テストヘッド３４に設けた試験用ソケット１１４にＩＣチップ１１０を押し付ける動作とを行う。ＩＣチップ１１０を搬送する動作と、試験用ソケット１１４にＩＣチップ１１０を押し付ける動作の説明は、前記第１実施形態において十分に説明したので、その説明は省略する。
【００４８】
第１Ｘ−Ｙ移動装置４６に装着されるＺ軸駆動手段７０は、たとえば２本のエアシリンダをペアで動作させ、一度に２個のＩＣチップ１１０を吸着して搬送することが可能なようなものである。第２Ｘ−Ｙ移動装置４８にも、同様なＺ軸駆動手段が装着してある。
【００４９】
本実施形態に係る電子部品試験装置３０では、前記第１実施形態における電子部品試験用保持装置１００を、電子部品試験装置３０の第２可動ヘッド５７に取り付けてあるので、ＩＣチップの試験に際し、前記第１実施形態において説明した作用を奏する。
【００５０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００５１】
たとえば、本発明の電子部品試験用保持装置が取り付けられる電子部品試験装置としては、図４および図５に示す装置３０に限定されず、その他の部品試験装置、あるいは試験装置以外の部品ハンドリング装置などにも適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、試験装置の製造コストおよびランニングコストを増大させることなく、試験すべき電子部品を所定の高温状態に維持し、良好な高温試験を行うことができる電子部品試験用保持装置、電子部品試験装置および電子部品試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の１実施形態に係る電子部品試験用保持装置の概略構成図である。
【図２】 図２は図１に示す電子部品試験用保持装置による試験状態を示す概略図である。
【図３】 図３は本発明の他の実施形態に係る電子部品試験用保持装置の概略断面図である。
【図４】 図４は本発明の１実施形態に係る電子部品試験装置の概略平面図である。
【図５】 図５は図４に示す試験装置の概略側面図である。
【符号の説明】
３０… 電子部品試験装置
３２… ハンドラ
３５… ＩＣチップ
３４… テストヘッド
３６… ソケット
４６… 第１Ｘ−Ｙ移動装置
４８… 第２Ｘ−Ｙ移動装置
１００… 電子部品試験用保持装置
１０２… 保持ヘッド１０２
１０３… 冷却通路
１０４… リードプレス
１０６… 吸着ノズル
１０８… 吸引チューブ
１１０… ＩＣチップ
１１１… ヒータ（加熱手段）
１１２… 接続端子
１１４… 試験用ソケット
１１５，１１５ａ… 冷却チューブ
１１７，１１７ａ… 冷却ノズル（冷却手段）
１１８… 制御弁
１２０… 冷却風供給源
１３０… 制御装置（制御手段）
Claims (8)
- 試験用の接続端子に電子部品を接続するために、この電子部品を着脱自在に保持して搬送する保持ヘッドと、
前記保持ヘッドに装着され、前記電子部品を必要に応じて加熱することが可能な加熱手段と、
前記保持ヘッドに装着され、前記電子部品を必要に応じて冷却することが可能な冷却手段と、
前記保持ヘッドにより前記電子部品を搬送している最中には、前記加熱手段により前記電子部品を加熱すると共に、前記冷却手段により前記電子部品を冷却し、前記保持ヘッドにより前記電子部品を前記接続端子に押し付けている際には、前記加熱手段により前記電子部品を加熱すると共に、前記冷却手段による冷却を停止または弱めるように、前記加熱手段および前記冷却手段を制御する制御手段とを有する
電子部品試験用保持装置。 - 前記電子部品が前記試験用の接続端子に接触する際に前記電子部品から前記接続端子へと熱が逃げる熱量に相当する熱量を、前記電子部品の搬送中に前記電子部品から奪うように、前記制御手段が前記冷却手段を制御することを特徴とする電子部品試験用保持装置。
- 前記冷却手段が冷却風吹出ノズルである請求項１または２に記載の電子部品試験用保持装置。
- 前記冷却風吹出ノズルが、前記保持ヘッドの内部に形成された冷却風通路の吹出開口部に一体に形成してある請求項３に記載の電子部品試験用保持装置。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品試験用保持装置を有する電子部品試験装置。
- 電子部品を搬送している最中には、前記電子部品を加熱すると共に、前記電子部品を冷却し、
前記電子部品を試験用の接続端子に押し付けて試験を行う際には、前記電子部品を加熱すると共に、冷却を停止または弱め、
搬送中の電子部品の温度と、試験中の電子部品の温度とが略等しくなるように制御することを特徴とする電子部品の試験方法。 - 前記電子部品が前記試験用の接続端子に接触する際に前記電子部品から前記接続端子へと熱が逃げる熱量に相当する熱量を、前記電子部品の搬送中に前記電子部品から奪うように、前記電子部品の冷却を制御することを特徴とする請求項６に記載の電子部品の試験方法。
- 前記試験用の接続端子の温度が前記電子部品の温度に近づいた場合には、前記電子部品の試験の最中にも、前記電子部品の搬送中と同様に、または少なめに前記電子部品を冷却することを特徴とする請求項６または７に記載の電子部品の試験方法。
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