JP4548984B2

JP4548984B2 - IC conveyor

Info

Publication number: JP4548984B2
Application number: JP2001217859A
Authority: JP
Inventors: 信一小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2021-07-18
Also published as: JP2003028922A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＱＦＰ（四方向フラット・パッケージ）、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）及びウェハレベルＣＳＰ等のＩＣパッケージを搬送するＩＣ搬送装置に関するものである。
ＩＣ搬送装置は、ＩＣパッケージの電気的特性試験装置、外観検査装置、バーンイン試験装置などにおいて、対象となるＩＣパッケージを所定の位置に装着したり、取り除いたりするためのハンドラーとして利用されている。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示されるように、ＩＣパッケージ４は試験装置に装着される前の状態では、台５上に収納されている。ＩＣ搬送装置は、それらの台５上のＩＣパッケージ４に対し、その上方からハンド３を降下させて吸着し、試験装置の所定の位置へ搬送して装着する。ハンド３を上下方向に駆動するために駆動装置が設けられており、例えばサーボモータなどの駆動機構によりボールネジ２が回転してハンド３が垂直方向に上下動するようになっている。
ハンド３がＩＣパッケージ４を吸着する際には、ハンド３の下面（ＩＣパッケージ４に触れる面）が設定された押込み量だけ更に下方に下降してＩＣパッケージ４を加圧して吸着する。
【０００３】
これまでのＩＣ搬送装置での条件出しは次のように行なわれている。ＩＣパッケージ４が台５に収納されている状態で、ハンド３をＩＣパッケージ４の吸着が可能な高さに設定する。ここでは、過去に搬送していた厚型（約３ｍｍ厚）のＱＦＰやＢＧＡで設定している値を用いることが多い。厚型のＱＦＰやＢＧＡでは、ハンド３がＩＣパッケージ４上面に接してから吸着動作を確実にするために、ＩＣパッケージ４上面より下方向に約２ｍｍ前後多めに下降させるように設定している。ハンド３がＩＣパッケージ４上面に接してからの下降を「押込み」という。吸着が十分でない場合には、搬送中に落下するといった搬送トラブルが起こるので、そのようなトラブルを防止することを目的として押込み降下を行なっているのである。
ＩＣ搬送装置は、ＩＣパッケージを搬送する時に吸着ミス等の装置停止エラーとなる搬送トラブルなく搬送できて、ＩＣパッケージの端子やパッケージの外形に変形がなければ、ＩＣパッケージが搬送可能な装置とされていた。
【０００４】
ＩＣ搬送装置でハンド３を降下させて吸着する際、ハンド３の降下速度は稼働率を左右する重要な要素である。ハンド３の下降速度については、厚型のＱＦＰやＢＧＡ時代に求められた高速搬送をキャッチフレーズに開発されたＩＣ搬送装置が多く、最近のＩＣ搬送装置ではＩＮＤＥＸタイム（ＩＣパッケージが搬送され次のＩＣパッケージが搬送されるまでの時間）を１秒以下で入れ替えが可能となっている。要するに、ハンド３の下降速度を低下させることは稼働率を落とすことになるので、ＩＣ搬送装置メーカーが出している速度のままで使用することが当たり前になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣパッケージ４上面に向けてハンド３が高速で下降し、ＩＣパッケージ４上面に接触してから設定されている押込み量だけさらに降下すると、ハンド３の重さ、ハンド３の形状、接触面積、速度等により、ＩＣパッケージ４にかなりの衝撃を与えることになる。ハンド３がＩＣパッケージ４に与える荷重には、ハンドがＩＣパッケージに接触した時点に生じる瞬間的な衝撃荷重とその後に加圧することにより発生する静止荷重の２つがある。これらを合わせて瞬間荷重という。
【０００６】
これまでは、この瞬間荷重は管理されていない。しかし、ＩＣ搬送装置で瞬間荷重を意識せずに使用すると、ＩＣパッケージ内部のチップにクラックを発生したり、瞬間荷重が大きい場合はパッケージ外部で確認できる程のクラック（以下、チップクラック）を発生させてしまったりして、大きな品質問題を発生させてしまう可能性がある。薄型（１ｍｍ以下）のＩＣパッケージになるほどその可能性が高くなる。
品質を維持するというのは、チップクラックを全く発生させないことである。
しかし、パッケージ内部のチップクラックは、外観検査装置や目視検査では検出できない。
【０００７】
クラックは電気的特性試験ではクラックの位置により色々な欠陥となってあらわれるので、検知することができる。しかし、チップクラックには微少クラックも含まれ、微少クラックの場合は目視で判定できないだけでなく、電気的特性試験でも良品と判定されることがある。電気的特性試験を行なうからといってチップクラックがあるとすべて不良品として選別されると考えるのは間違いである。
【０００８】
電気的特性試験工程だけでなく、その前後の工程（バーンイン着脱や外観検査工程）でチップクラックを発生させた場合も同様であるが、ＳＡＴ観察（超音波探傷）機で個々に観察しないとクラックの有無は判断できない。しかし、ＳＡＴ観察の多くはパッケージ開発当初に内部での剥離等が発生していないかを検査するために、パッケージ認定の際に使用するものであり、量産化された段階で使用できるものではない。
このように、パッケージ内部のクラックや微小クラックは、見逃されて出荷され、後で問題が発生することになる。
【０００９】
本発明は、ＩＣ搬送装置でＩＣパッケージを扱う際にＩＣパッケージにクラックが発生するのを抑えることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、瞬間荷重を制御することにより、ＩＣパッケージの品質を維持しながらＩＣ搬送を行なうようにする。
そのために、本発明のＩＣ搬送装置は、台上に置かれたＩＣパッケージを上方からチャックして他の場所へ移送するハンドと、ハンドを垂直方向及び水平方向に移動させるハンド駆動機構と、ハンド駆動機構の制御部と、ハンドがＩＣパッケージに接触したときにハンドと一体の部材に接触する位置に配置されたロードセルと、ハンドがＩＣパッケージに接触してからさらに下方に押し込む際の下降に関する基準値をＩＣパッケージにクラックが発生しない値に設定している設定部とを備えている。
【００１１】
その制御部は、図３に示されるように、ロードセル６の出力を監視しておき、その出力に基づいてハンドがＩＣパッケージに接触したことを検知した時点から設定部２４に設定された基準値に基づいてハンド駆動機構２０を制御する。設定部２４は制御部２２内に設けられていてもよく、又は制御部２２とは別のメモリ装置により構成されていてもよい。
【００１２】
ＩＣパッケージに対する荷重を制御するためにロードセルを利用することは、例えば特開２００１−５１０１８号公報にも記載されている。そこでは、ＩＣ試験装置において、測定部（ソケット等）にＩＣパッケージが入った状態で、ロードセルによってコンタクターが押し下げるコンタクト圧（押圧）を常時測定してＩＣパッケージの端子とソケットの端子との接触を確実に行ない、電気的に安定させるようにしている。しかし、そこでは、ハンドがＩＣパッケージに接触した瞬間の衝撃荷重は関係がなく、静止荷重の測定のみを行なっている。
本発明でもロードセルを利用するが、その目的及び利用の方法が異なる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
設定部２４に設定されている基準値の一例は、ハンドがＩＣパッケージに接触してから更に下方に押し込む際の押込み量と押込み速度である。
設定部２４に設定されている基準値の他の例は、ハンドがＩＣパッケージに接触してからさらに下方に押し込む際の押込み量とハンドがＩＣパッケージに接触した時点のロードセル６の出力値（衝撃荷重）である。
【００１４】
稼働率を高めるためには、制御部２２はハンドがＩＣパッケージに接触するまでは接触してから制御されるべき押込み速度よりも大きい速度で下降するようにハンド駆動機構２０を制御するものであることが好ましい。
押込みを精度よく制御するためには、ハンド駆動機構２２のうち、ハンドを垂直方向に移動させる機構はサーボモータとステッピングモータのいずれかであることが好ましい。
ハンドの一例は、その先端面でＩＣパッケージを吸着してチャックする機構を備えたものである。
【００１５】
【実施例】
図１、図２は一実施例を表わす。図１はキャリブレーションを行なう状態を示しており、図２はＩＣパッケージを搬送する状態を示している。
ハンド３を垂直方向に上下移動させるために、ハンド３を取り付けている取付けベース１０がボールネジ２の下端に取り付けられ、ボールネジ２はハンド駆動機構２０に備えられているサーボモータにより回転駆動されるようになっている。ボールネジ２はベース１０に回転自在に取り付けられており、ボールネジ２がハンド駆動機構２０により回転させられて上下方向に移動することにより、ベース１０は回転することなくボールネジ２により上下動させられる。ハンド３の先端にはＩＣパーケージ４を吸引により吸着してチャックするための吸着面が形成されている。
【００１６】
ＩＣパッケージ４はトレイ、シャトル、ステージ、受け台又はソケット等の台５上に収納されており、そこから試験装置その他の所望の位置に搬送される。
搬送ハンド、コレット、コンタクター等のハンド３の先端面が図１のように台５と接触したとき、又は図２のように台５上に収納されたＩＣパッケージ４と接触したときに、ベース１０の下面と接触する位置にロードセル６が配置されている。ベース１０はロードセル６との接触を容易にするために大きめにしているが、ロードセル６と接触できる大きさがあれば、必ずしも従来のものより大きくする必要はない。ロードセル６は高さが調節できるように、サーモモータなどの駆動機構８により上下方向に調節可能なボールネジ７の上端に保持されている。
【００１７】
ロードセル６は内部に歪ゲージを備えており、その歪ゲージが発生する電圧が出力として駆動機構２０の制御部２２に送られる。ＩＣパッケージ４にハンド３の先端が接触した瞬間の衝撃荷重と、その後、さらに押し込んだときの静止荷重がロードセル６の出力として制御部２２に送られる。これにより、ＩＣパッケージ４に与える瞬間荷重をロードセル６により測定することができる。
制御部２２には図３に示されるように、設定部２４がその内部のものとして、又は別に設けたメモリ装置により実現されている。
【００１８】
ロードセル６の基準位置を定めるキャリブレーションモードでは、図１にしめされるようにＩＣパッケージ４が収納されていない台５を用意する。そして、ハンド３を下降させ、ハンド３の先端面が台５に接触する位置で停止させる。ハンド３のこの位置をハンド３の基準位置とし、その状態でロードセル６がベース１０の下面に触れるようにサーボモータ８によりロードセル６の高さを調節する。
ロードセル６のその位置をロードセル６の基準位置とする。
【００１９】
ＩＣパッケージ４を搬送する図２の搬送モードでは、キャリブレーションモードで求めた基準位置を基にしてＩＣパッケージの種類ごとの基準点を認識するようにする。例えば、薄型のＩＣパッケージ４の搬送を行う場合は、ＩＣパッケージ４の厚みが１ｍｍであれば、ハンド３はキャリブレーションモードで求めたハンド３の基準位置より１ｍｍ上方でＩＣパッケージ４に触れることになる。ロードセル６についても同様であり、キャリブレーションモードで求めたロードセル６の基準位置より１ｍｍ上方にくるように、サーボモータ８により高さを調節してその位置で固定する。
【００２０】
ＩＣ搬送装置を図２の搬送動作モードに設定し、ＩＣパッケージ４を搬送するごとにロードセル６による荷重測定のピーク値をホールドすることにより、常に瞬間荷重測定を行うことが可能となる。このＩＣ搬送装置は、単に瞬間荷重を監視するだけではなく、ロードセル６内の歪ゲージが発生する電圧をケーブルを通してハンドの駆動機構２０のサーボモータにフィードバックすることで、瞬間荷重を常時モニターしながら荷重スペックを守るように稼動することが可能となる。
【００２１】
ここで、荷重スペックとはＩＣパッケージ毎に求めたチップクラックが発生しない荷重のことである。ＩＣパッケージ毎にチップクラックが入る瞬間荷重の大きさ（チップクラックの実力）が異なるために、チップクラックが発生しない荷重を評価段階で把握しておく。
評価方法として、プッシュプルゲージ等を使用する方法もあるが、この実施例の装置を使用してサーボモータのコントロールでハンド３を例えば２０ｍｍ／分程度の速度で下降させ、ＩＣパッケージ４に触れたところでロードセル６により荷重を測定する。幾つかのＩＣパッケージ４のサンプルについて、荷重を変えながら（例えば、サンプル１は１ｋｇｆ、サンプル２は２ｋｇｆ・…）測定し、それらのサンプルについてＳＡＴ観察を行うことにより、限界となる荷重を把握することができる。
【００２２】
瞬間荷重には衝撃荷重と静止荷重があるが、それらを順に測定することもできる。もしそれらの２種類の荷重を分けて管理するとしたら、ＩＣパッケージ４が最初に受ける衝撃荷重は実施例のようにロードセル６により荷重を常時監視することにより制御が可能となる。
しかし、静止荷重についてはＩＣ搬送装置が高速で稼動している状態でのロードセル６の出力によっては測定が困難な場合も考えられる。しかし、静止荷重についてはＩＣパッケージ４が台５に収納されていない状態でも測定が可能なので、ロットをセットする前や日常点検等の定期点検項目として管理することも可能である。そのため、静止荷重は実施例の装置の動作中に制御することは必ずしも必要ではない。
【００２３】
その理由をさらに述べると、静止荷重はハンド３の下面とＩＣパッケージ４の上面が面と面で接触し最終的にかかる荷重である。チップクラックの発生する静止荷重はかなり大きく、例えば１０ｋｇである。それに対し、衝撃荷重は静止荷重の１／１０程度の大きさ、例えば１ｋｇでもチップクラックが発生してしまう。そのため、本発明の目的からは静止荷重についてはＩＣパッケージ４の搬送ごとに管理しなくても、定期的な点検による管理で十分である。
【００２４】
ロードセル６の使い方によっては、ＩＣパッケージ４の搬送ごとに衝撃荷重とともに静止荷重を測定することもできる。例えばハンド３が取り付けられているベース１０をさらに大きくして、台５の左右にそれぞれロードセル６を設置し、一方のロードセルでは衝撃荷重を測定し、ハンド３が下降しきった所で一定時間停止させて他方のロードセルで静止荷重を測定するというような方法である。
【００２５】
この実施例において、実際にロードセル６を使用して測定した瞬間荷重（衝撃荷重と静止荷重）を図４に示す。ハンド３がＩＣパッケージ４に接触した時点で瞬間的な衝撃荷重が生じ、その後に加圧することにより静止荷重が生じる。
ＩＣ搬送装置で瞬間荷重を測定するために、幾つかの条件を変更した。特に重要で、かつ効果が大きいものとして、ハンドの押込み量と押込みスピードが挙げられる。
【００２６】
従来は押込み量は約２ｍｍ前後と設定されているが、ハンド３がＩＣパッケージ４に触れる瞬間でのハンド３の降下速度を限界の高速下降を１００％とした場合の７０％に設定し、押込み量を０.１ｍｍ、０.４ｍｍ、０.７ｍｍ、１.０ｍｍと変化させて荷重を測定した結果を表１に示す。
【表１】

押込み量を増やすと衝撃荷重は０.４３ｋｇｆから１.３９ｋｇｆまで上昇していった。
【００２７】
次に、押込み量を０.４ｍｍ（押込み量０.４ｍｍは搬送トラブルが発生しない最小の押込み量である。）で固定し、ハンド３の押込みスピードを変化させて荷重を測定した結果を表２に示す。
【表２】

押込みスピードは、ハンド３の限界の高速下降速度を１００％とし、それとの割合で示している。押込みスピードについても、ハンド３がＩＣパッケージ４に触れる瞬間のスピードが高速になるにつれ高荷重になって行く。
このように搬送トラブルが発生しない押込み量を使用して、ロードセル６で瞬間荷重を常時監視しながらハンド３の押込みスピードを制御することで静止荷重と変わらない大きさの衝撃荷重に抑えることが可能となる。
【００２８】
図５は図３に示した設定部２４に基準値を設定する動作を示したものである。
基準値はＩＣパッケージの種類ごとに設定する。
まずサンプルとなるＩＣパッケージを台５に設定し、予め定めておいた押込み量と押込みスピードで駆動機構２０のサーボモータを駆動してサンプルをチャックする。そのときのロードセル６によるピーク値をホールドしておく。このピーク値は衝撃荷重を表わす。
【００２９】
サンプルを交換し、押込み量と押込みスピードを予め設定したものに順次変更しながら同様に各サンプルについてチャック動作を繰り返し、それぞれのロードセルのピーク値をホールドとしておく。
予定の条件による動作を終了すると、測定を行なった各サンプルのＳＡＴ観察を行ない、クラックが発生していないものについて押込み量とスピードの最適値を選択する。
ここでは、基準値として押込み量と押込みスピードを設定するようにしているが、押込みスピードに代えてロードセルの出力（ピーク値）自体を基準値として設定するようにしてもよい。
【００３０】
図６は設定部２４に基準値を設定した後、実際にＩＣパッケージ４を搬送する動作を示したものである。
動作を開始し、サーモモータを駆動すると、ロードセル６が常に荷重を監視しており、ベース１０がロードセル６に接触したこと、すなわちハンド３の先端がＩＣパッケージ４に接触したことを検知すると、設定部２４に設定されている押込み量と押込みスピードの基準値になるように制御部２２が駆動機構２０のサーボモータを制御する。
【００３１】
設定値としてロードセル６の出力値が基準値として設定されているときは、ロードセル６がハンド３とＩＣパッケージ４の接触を検知すると、設定された押込み量と、ロードセル検出値が設定された基準値となるように駆動機構２０のサーモモータを制御する。
実施例では駆動機構２０がサーボモータを備えているとして説明しているが、サーボモータに代えてパルスモータを使用することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明では、ハンドがＩＣパッケージに接触してからさらに下方に押し込む際の下降に関する基準値をＩＣパッケージにクラックが発生しない値に設定しておき、ハンドとＩＣパッケージとの接触をロードセルにより常時監視し、ハンドがＩＣパッケージに接触したことを検知すると、設定された基準値に基づいてハンドの押込みを制御するようにしたので、チップクラックを発生させることなくＩＣパッケージの搬送を行なうことが可能となる。
その結果、これまで気付かずに発生させていたチップクラックに起因する歩留まり低下の解析に要する無駄な時間や客先出荷後の品質を高く維持することができる。
【００３３】
本発明では、ハンドを押し込む際の基準値として、押込み量のほかに衝撃荷重を表わすロードセルの出力値を設定したので、衝撃荷重自体を制御できるようになり、チップクラックの発生をより有効に抑えることができる。
請求項２の発明では、ハンドがＩＣパッケージに接触するまでは接触してから制御されるべき押込み速度よりも大きい速度で下降するようにしたので、このＩＣ搬送装置の稼働率を高めることができる。
【００３４】
請求項３の発明では、ハンドを垂直方向に移動させる機構として、サーボモータとステッピングモータのいずれかを使用したので、ハンドの押込み制御を精度よく行なうことができる。
請求項４の発明では、ハンドはその先端面でＩＣパッケージを吸着してチャックする機構を備えたものとしたので、本発明を現在使用されている汎用のＩＣ搬送装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例をキャリブレーションモードで表わす概略正面図である。
【図２】同実施例をＩＣパッケージ搬送モードで表わす概略正面図である。
を行なう状態を示しており、図２はＩＣパッケージを搬送する状態を示している。
【図３】本発明におけるハンドの制御系統を示すブロック図である。
【図４】瞬間荷重を表わす図である。
【図５】同実施例において設定部に基準値を設定する動作を示すフローチャート図である。
【図６】同実施例においてＩＣパッケージを搬送する動作を示すフローチャート図である。
【図７】従来のＩＣ搬送装置を示す概略正面図である。
【符号の説明】
２ボールネジ
３ハンド
４ＩＣパーケージ
５台
６ロードセル
１０ベース
２０ハンド駆動機構
２２制御部
２４設定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an IC transfer device for transferring IC packages such as QFP (four-way flat package), BGA (ball grid array), CSP (chip size package), and wafer level CSP.
The IC transfer device is used as a handler for mounting or removing a target IC package at a predetermined position in an electrical property test device, an appearance inspection device, a burn-in test device, or the like of an IC package.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 7, the IC package 4 is stored on the table 5 before being mounted on the test apparatus. The IC transport device lowers and sucks the hand 3 from above the IC package 4 on the table 5 and transports and mounts the IC package 4 to a predetermined position of the test device. A driving device is provided to drive the hand 3 in the vertical direction. For example, the ball screw 2 is rotated by a driving mechanism such as a servo motor so that the hand 3 moves up and down in the vertical direction.
When the hand 3 sucks the IC package 4, the lower surface of the hand 3 (the surface that touches the IC package 4) is further lowered downward by a set amount of pressing to pressurize and suck the IC package 4.
[0003]
The condition setting in the conventional IC conveyance device is performed as follows. In a state where the IC package 4 is stored in the base 5, the hand 3 is set to a height at which the IC package 4 can be sucked. Here, in many cases, a value set in a thick type (about 3 mm thick) QFP or BGA that has been transported in the past is used. In the thick QFP and BGA, in order to ensure the suction operation after the hand 3 comes into contact with the upper surface of the IC package 4, it is set to be lowered by about 2 mm downward from the upper surface of the IC package 4. The downward movement after the hand 3 contacts the upper surface of the IC package 4 is referred to as “pushing”. If the suction is not sufficient, a transport trouble such as dropping during transport occurs, and the push-down is performed for the purpose of preventing such trouble.
An IC transport device can transport an IC package if it can be transported without any transport trouble that causes a device stop error such as a suction error when transporting the IC package, and the terminal of the IC package and the outer shape of the package are not deformed. It was.
[0004]
When the hand 3 is lowered and sucked by the IC transfer device, the lowering speed of the hand 3 is an important factor that affects the operating rate. As for the descending speed of the hand 3, there are many IC transport devices that have been developed with the catch phrase of high-speed transport required in the thick QFP and BGA eras. The time until the package is transported) can be changed within 1 second. In short, since lowering the descent speed of the hand 3 lowers the operating rate, it is natural to use it at the speed that is provided by the IC carrier manufacturer.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the hand 3 descends at a high speed toward the upper surface of the IC package 4 and further descends by the set push amount after contacting the upper surface of the IC package 4, the weight of the hand 3, the shape of the hand 3, the contact area, the speed For example, a considerable impact is given to the IC package 4. There are two loads that the hand 3 applies to the IC package 4, that is, an instantaneous impact load that occurs when the hand contacts the IC package and a static load that is generated by pressurization thereafter. These are collectively called instantaneous load.
[0006]
So far, this momentary load has not been managed. However, if the IC loader is used without being aware of the instantaneous load, it will generate a crack in the chip inside the IC package, or if the instantaneous load is large, a crack that can be confirmed outside the package (hereinafter referred to as chip crack) will occur. Could cause major quality problems. The possibility becomes higher as the IC package becomes thinner (less than 1 mm).
Maintaining quality means not generating any chip cracks.
However, chip cracks inside the package cannot be detected by an appearance inspection device or visual inspection.
[0007]
Since cracks appear as various defects in the electrical property test depending on the position of the crack, they can be detected. However, chip cracks include micro cracks, and in the case of micro cracks, not only cannot be visually determined, but also may be determined to be a non-defective product in an electrical characteristic test. It is a mistake to think that if there is a chip crack, it will be selected as a defective product just because of the electrical property test.
[0008]
The same applies when chip cracks are generated not only in the electrical property test process but also in the processes before and after that (burn-in attachment / detachment and appearance inspection process), but cracks must be observed individually with a SAT observation (ultrasonic flaw detection) machine. The presence or absence of cannot be judged. However, most of the SAT observations are used at the time of package certification to check whether internal peeling or the like has occurred at the beginning of package development, and cannot be used at the stage of mass production. .
Thus, cracks and microcracks inside the package are overlooked and shipped, causing problems later.
[0009]
An object of the present invention is to suppress the occurrence of cracks in an IC package when the IC package is handled by an IC conveyance device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, IC transportation is performed while maintaining the quality of the IC package by controlling the instantaneous load.
For this purpose, an IC carrying apparatus of the present invention includes a hand for chucking an IC package placed on a table from above and transferring it to another place, a hand driving mechanism for moving the hand in the vertical and horizontal directions, a hand Control unit of drive mechanism, load cell arranged at a position where it comes into contact with a member integral with the hand when the hand contacts the IC package, and a reference for lowering when the hand is further pushed down after contacting the IC package And a setting unit that sets the value to a value that does not cause cracks in the IC package.
[0011]
As shown in FIG. 3, the control unit monitors the output of the load cell 6, and based on the output, the reference value set in the setting unit 24 from the time when it is detected that the hand has touched the IC package. Based on the above, the hand drive mechanism 20 is controlled. The setting unit 24 may be provided in the control unit 22 or may be configured by a memory device different from the control unit 22.
[0012]
The use of a load cell to control the load on the IC package is also described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-51018. Therefore, in an IC test apparatus, in a state where the IC package is inserted in a measuring part (socket, etc.), the contact pressure (pressing) pushed down by the contactor by the load cell is constantly measured to check the contact between the IC package terminal and the socket terminal. It is done reliably and is electrically stable. However, the impact load at the moment when the hand contacts the IC package is irrelevant, and only the static load is measured.
The load cell is also used in the present invention, but its purpose and method of use are different.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of the reference value set in the setting unit 24 is a pressing amount and a pressing speed when the hand further presses down after contacting the IC package.
Other examples of the reference value set in the setting unit 24 include the amount of pushing when the hand contacts the IC package and the output value of the load cell 6 when the hand contacts the IC package (impact Load).
[0014]
In order to increase the operating rate, the control unit 22 controls the hand drive mechanism 20 so as to descend at a speed larger than the pushing speed to be controlled after the hand comes into contact with the IC package. It is preferable.
In order to accurately control the push-in, it is preferable that the mechanism for moving the hand in the vertical direction among the hand drive mechanisms 22 is either a servo motor or a stepping motor.
An example of the hand is provided with a mechanism for adsorbing and chucking the IC package at its tip surface.
[0015]
【Example】
1 and 2 show an embodiment. FIG. 1 shows a state where calibration is performed, and FIG. 2 shows a state where an IC package is conveyed.
In order to move the hand 3 up and down in the vertical direction, the mounting base 10 to which the hand 3 is attached is attached to the lower end of the ball screw 2 so that the ball screw 2 is rotationally driven by a servo motor provided in the hand drive mechanism 20. It has become. The ball screw 2 is rotatably attached to the base 10. When the ball screw 2 is rotated by the hand drive mechanism 20 and moved in the vertical direction, the base 10 is moved up and down by the ball screw 2 without rotating. At the tip of the hand 3, a suction surface for sucking and chucking the IC package 4 by suction is formed.
[0016]
The IC package 4 is housed on a base 5 such as a tray, shuttle, stage, cradle or socket, and is transported from there to a test apparatus or other desired position.
When the front end surface of the hand 3, such as a transport hand, collet, or contactor, comes into contact with the base 5 as shown in FIG. 1, or when it comes into contact with the IC package 4 stored on the base 5 as shown in FIG. The load cell 6 is disposed at a position in contact with the lower surface of the battery. The base 10 is made large to facilitate contact with the load cell 6, but need not be made larger than the conventional one as long as it has a size capable of contacting the load cell 6. The load cell 6 is held at the upper end of a ball screw 7 that can be adjusted in the vertical direction by a drive mechanism 8 such as a thermomotor so that the height can be adjusted.
[0017]
The load cell 6 includes a strain gauge therein, and a voltage generated by the strain gauge is sent to the control unit 22 of the drive mechanism 20 as an output. The impact load at the moment when the tip of the hand 3 comes into contact with the IC package 4 and the static load when it is further pushed are sent to the control unit 22 as the output of the load cell 6. Thereby, the instantaneous load applied to the IC package 4 can be measured by the load cell 6.
As shown in FIG. 3, the control unit 22 includes a setting unit 24 as an internal part thereof or a memory device provided separately.
[0018]
In the calibration mode for determining the reference position of the load cell 6, a table 5 in which the IC package 4 is not stored is prepared as shown in FIG. 1. Then, the hand 3 is lowered and stopped at a position where the tip surface of the hand 3 contacts the table 5. This position of the hand 3 is set as a reference position of the hand 3, and the height of the load cell 6 is adjusted by the servo motor 8 so that the load cell 6 touches the lower surface of the base 10 in this state.
The position of the load cell 6 is set as the reference position of the load cell 6.
[0019]
In the transport mode of FIG. 2 in which the IC package 4 is transported, the reference point for each type of IC package is recognized based on the reference position obtained in the calibration mode. For example, when the thin IC package 4 is transported, if the thickness of the IC package 4 is 1 mm, the hand 3 touches the IC package 4 1 mm above the reference position of the hand 3 obtained in the calibration mode. Become. The same applies to the load cell 6, and the height is adjusted by the servo motor 8 so as to be 1 mm above the reference position of the load cell 6 obtained in the calibration mode, and the load cell 6 is fixed at that position.
[0020]
By setting the IC transfer device to the transfer operation mode of FIG. 2 and holding the load measurement peak value by the load cell 6 every time the IC package 4 is transferred, instantaneous load measurement can always be performed. This IC transfer device not only monitors the instantaneous load, but also feeds back the voltage generated by the strain gauge in the load cell 6 to the servo motor of the hand drive mechanism 20 through the cable, thereby constantly monitoring the instantaneous load. It becomes possible to operate so as to keep the load spec.
[0021]
Here, the load spec is a load that does not cause chip cracks, which is obtained for each IC package. Since the magnitude of the instantaneous load (chip cracking ability) at which a chip crack occurs is different for each IC package, the load at which the chip crack does not occur is grasped at the evaluation stage.
As an evaluation method, there is a method using a push-pull gauge or the like, but using the apparatus of this embodiment, the hand 3 is lowered at a speed of, for example, about 20 mm / min under the control of the servo motor, and the IC package 4 is touched. By the way, the load is measured by the load cell 6. Measure several samples of IC package 4 while changing the load (for example, sample 1 is 1 kgf, sample 2 is 2 kgf...), And SAT observation is performed on these samples to grasp the limit load. be able to.
[0022]
Instantaneous loads include impact loads and static loads, which can also be measured in sequence. If these two types of loads are managed separately, the impact load initially received by the IC package 4 can be controlled by constantly monitoring the load with the load cell 6 as in the embodiment.
However, it may be difficult to measure the static load depending on the output of the load cell 6 in a state where the IC carrying device is operating at high speed. However, since the static load can be measured even when the IC package 4 is not stored in the table 5, it can be managed as a periodic inspection item before setting a lot or daily inspection. Therefore, it is not always necessary to control the static load during operation of the apparatus of the embodiment.
[0023]
The reason will be further described. The static load is a load finally applied when the lower surface of the hand 3 and the upper surface of the IC package 4 are in contact with each other. The static load at which chip cracks occur is quite large, for example 10 kg. On the other hand, even if the impact load is about 1/10 of the static load, for example, 1 kg, chip cracks occur. Therefore, for the purpose of the present invention, it is sufficient to manage by static inspection even if the static load is not managed every time the IC package 4 is transported.
[0024]
Depending on how the load cell 6 is used, the static load can be measured together with the impact load every time the IC package 4 is transported. For example, the base 10 to which the hand 3 is attached is further enlarged, the load cells 6 are installed on the left and right sides of the base 5, the impact load is measured on one load cell, and the hand 3 is stopped for a certain time when the hand 3 is completely lowered. The static load is measured with the other load cell.
[0025]
FIG. 4 shows instantaneous loads (impact load and static load) actually measured using the load cell 6 in this embodiment. When the hand 3 comes into contact with the IC package 4, an instantaneous impact load is generated, and a static load is generated by pressurization thereafter.
In order to measure the instantaneous load with the IC transfer device, several conditions were changed. A particularly important and effective effect is the pushing amount and pushing speed of the hand.
[0026]
Conventionally, the push-in amount is set to about 2 mm, but the descent speed of the hand 3 at the moment when the hand 3 touches the IC package 4 is set to 70% when the maximum high-speed descent is defined as 100%. Table 1 shows the results of measuring the load while changing the amount to 0.1 mm, 0.4 mm, 0.7 mm, and 1.0 mm.
[Table 1]

The impact load increased from 0.43 kgf to 1.39 kgf when the pushing amount was increased.
[0027]
Next, Table 2 shows the results of measuring the load by fixing the push amount to 0.4 mm (the push amount is 0.4 mm, which is the minimum push amount that does not cause a conveyance trouble), and changing the push speed of the hand 3. Shown in
[Table 2]

The pushing speed is shown as a percentage relative to the limit of the fast descent speed of the hand 3 being 100%. As for the pushing speed, the load increases as the speed at which the hand 3 touches the IC package 4 increases.
It is possible to suppress the impact load to the same magnitude as the static load by controlling the pushing speed of the hand 3 while constantly monitoring the instantaneous load with the load cell 6 by using the pushing amount that does not cause a conveyance trouble. It becomes.
[0028]
FIG. 5 shows an operation of setting a reference value in the setting unit 24 shown in FIG.
The reference value is set for each type of IC package.
First, an IC package to be a sample is set on the table 5, and the servo motor of the drive mechanism 20 is driven with a predetermined pressing amount and pressing speed to chuck the sample. The peak value by the load cell 6 at that time is held. This peak value represents the impact load.
[0029]
The sample is exchanged, the chucking operation is repeated for each sample in the same manner while sequentially changing the indentation amount and the indentation speed, and the peak value of each load cell is held.
When the operation based on the scheduled conditions is completed, the SAT observation of each sample that has been measured is performed, and the optimum values of the indentation amount and the speed are selected for those in which no crack has occurred.
Here, the pushing amount and the pushing speed are set as the reference values, but the load cell output (peak value) itself may be set as the reference value instead of the pushing speed.
[0030]
FIG. 6 shows an operation of actually transporting the IC package 4 after setting a reference value in the setting unit 24.
When the operation is started and the thermomotor is driven, the load cell 6 constantly monitors the load, and when it is detected that the base 10 is in contact with the load cell 6, that is, the tip of the hand 3 is in contact with the IC package 4, the setting is made. The control unit 22 controls the servo motor of the drive mechanism 20 so that the pressing amount and the pressing speed set in the unit 24 become the reference values.
[0031]
When the output value of the load cell 6 is set as the reference value as the set value, when the load cell 6 detects the contact between the hand 3 and the IC package 4, the set push amount and the reference value in which the load cell detection value is set The thermomotor of the drive mechanism 20 is controlled so that
Although the embodiment has been described on the assumption that the drive mechanism 20 includes a servo motor, a pulse motor may be used instead of the servo motor.
[0032]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the reference value for lowering when the hand is further pushed down after contacting the IC package is set to a value that does not cause cracks in the IC package, and the contact between the hand and the IC package is determined as a load cell. When the hand touches the IC package, it is controlled to push the hand based on the set reference value, so that the IC package can be transported without generating a chip crack. Is possible.
As a result, it is possible to maintain the wasteful time required for the analysis of the yield reduction caused by the chip crack that has been generated without being noticed and the quality after customer shipment.
[0033]
In the present invention , since the output value of the load cell representing the impact load is set in addition to the push amount as the reference value when pushing the hand, the impact load itself can be controlled and the generation of chip cracks can be suppressed more effectively. be able to.
In the invention of claim 2 , since the hand is lowered at a speed larger than the pushing speed to be controlled after contacting the IC package until the hand contacts the IC package, the operating rate of the IC conveying device can be increased. The
[0034]
In the invention of claim 3 , since either the servo motor or the stepping motor is used as the mechanism for moving the hand in the vertical direction, the push-in control of the hand can be performed with high accuracy.
According to the fourth aspect of the present invention, the hand is provided with a mechanism for adsorbing and chucking the IC package at its front end surface, so that the present invention can be applied to a general-purpose IC conveyance device currently used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view illustrating an embodiment in a calibration mode.
FIG. 2 is a schematic front view illustrating the embodiment in an IC package transfer mode.
FIG. 2 shows a state in which the IC package is transported.
FIG. 3 is a block diagram showing a hand control system in the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an instantaneous load.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of setting a reference value in a setting unit in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing an operation for transporting an IC package in the embodiment.
FIG. 7 is a schematic front view showing a conventional IC conveyance device.
[Explanation of symbols]
2 Ball screw 3 Hand 4 IC package 5 units 6 Load cell 10 Base 20 Hand drive mechanism 22 Control unit 24 Setting unit

Claims

台上に置かれたＩＣパッケージを上方からチャックして他の場所へ移送するハンドと、
前記ハンドを垂直方向及び水平方向に移動させるハンド駆動機構と、
前記ハンド駆動機構の制御部と、
前記ハンドが前記ＩＣパッケージに接触したときに前記ハンドと一体の部材に接触する位置に配置されたロードセルと、
前記ハンドが前記ＩＣパッケージに接触してから更に下方に押し込む際の下降に関する基準値を前記ＩＣパッケージにクラックが発生しない値に設定している設定部とを備え、
前記制御部は前記ロードセルの出力を監視しておき、その出力に基づいて前記ハンドが前記ＩＣパッケージに接触したことを検知した時点から前記設定部に設定された基準値に基づいて前記ハンド駆動機構を制御するようにしたＩＣ搬送装置であって、
設定される前記基準値は、押込み量と、前記ハンドが前記ＩＣパッケージに接触した瞬間の衝撃荷重としての前記ロードセルの出力ピーク値であり、
前記ハンドが前記ＩＣパッケージに接触したことを検知した時点からの前記制御部による前記ハンド駆動機構の制御は、前記ロードセルの出力のピーク値が前記基準値として設定された前記出力ピーク値となるように前記ハンドの押込み速度を制御しつつ、押込み量が前記基準値として設定された前記押込み量となるまで押し込むように行われることを特徴とするＩＣ搬送装置。A hand for chucking the IC package placed on the table from above and transferring it to another place;
A hand drive mechanism for moving the hand vertically and horizontally;
A control unit of the hand drive mechanism;
A load cell disposed at a position in contact with a member integral with the hand when the hand contacts the IC package;
A setting unit that sets a reference value related to lowering when the hand is further pushed down after contacting the IC package to a value that does not cause cracks in the IC package;
The control unit monitors the output of the load cell, and based on the output, the hand drive mechanism based on a reference value set in the setting unit from the time when it is detected that the hand has contacted the IC package. An IC carrier device for controlling
The reference value set is an output peak value of the load cell as a pushing amount and an impact load at the moment when the hand contacts the IC package,
The control of the hand drive mechanism by the control unit from the time when it is detected that the hand has touched the IC package is such that the output peak value of the load cell becomes the output peak value set as the reference value. Further, the IC carrying device is controlled so as to push in until the pushing amount reaches the pushing amount set as the reference value while controlling the pushing speed of the hand .

前記制御部は前記ハンドが前記ＩＣパッケージに接触するまでは接触してから制御されるべき押込み速度よりも大きい速度で下降するように前記ハンド駆動機構を制御するものである請求項1に記載のＩＣ搬送装置。The control unit according to claim 1 wherein the hand until contact with the IC package is intended for controlling the hand drive mechanism to descend at a rate greater than the indentation speed to be controlled from the contacts IC transfer device.

前記ハンド駆動機構のうち、ハンドを垂直方向に移動させる機構はサーボモータとステッピングモータのいずれかである請求項１又は２に記載のＩＣ搬送装置。 3. The IC transfer device according to claim 1, wherein a mechanism for moving the hand in a vertical direction among the hand drive mechanisms is a servo motor or a stepping motor. 4.

前記ハンドはその先端面でＩＣパッケージを吸着してチャックする機構を備えたものである請求項１から３のいずれかに記載のＩＣ搬送装置。The hand IC conveying apparatus according to any one of claims 1 to 3 in which provided with a mechanism for chucking adsorbs IC packages at its distal end surface.