JP6401113B2 - 電子部品ハンドリング装置及び電子部品試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、被試験電子部品（ＤＵＴ：Device Under Test）をハンドリングするための電子部品ハンドリング装置、及び、電子部品をテストするための電子部品試験装置に関するものである。

ウェハをダイシングして分割された１チップの半導体装置を試験する装置として、３軸方向に移動可能であると共にＺ軸回りに回転可能なチャックステージを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。この試験装置では、半導体装置をプローブに接触させる前に、チャックステージを用いてプローブに対する半導体装置の位置決めを行っている。

特開２００６−３１７３４６号公報

複数のＤＵＴを同時に試験する（いわゆる同時測定数を増加させる）ことで、試験装置のスループットの向上を図ることができる。上記の試験装置では、複数のチャックステージを備えることで、同時測定数を増加させることができる。しかしながら、この場合には、それぞれのチャックステージを駆動させるためのアクチュエータが大幅に増加し、結果的に電子部品試験装置のコストの増加を招来してしまう、という問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、コストの増加を抑制しつつ同時測定数を増やすことが可能な電子部品ハンドリング装置、及び、それを備えた電子部品試験装置を提供することである。

［１］本発明に係る電子部品ハンドリング装置は、コンタクト部に対して被試験電子部品を移動させる電子部品ハンドリング装置であって、前記被試験電子部品をそれぞれ保持する複数の保持領域を有する保持部材と、前記保持領域に対応するように前記保持部材に遊動可能に保持された少なくとも一つの位置調整部材と、前記保持部材を移動させる第１の移動手段と、一つの前記位置調整部材を支持可能な支持部材と、を備えており、少なくとも一つの前記保持領域に開口が形成され、前記位置調整部材は、前記開口を介して進退可能であり、前記第１の移動手段は、前記保持部材を昇降させる昇降部と、前記昇降部を水平移動させる水平移動部と、を含み、前記水平移動部の一部と前記支持部材は、同一のベース部材に対して相対的に固定されており、前記位置調整部材は、前記開口を介して前記保持領域から突出可能な少なくとも１つのピンと、前記ピンが立設されたブロックと、を有しており、前記保持部材は、前記開口に連通していると共に、前記ピンが挿入された貫通孔と、前記貫通孔に連通していると共に前記ブロックを収容する収容空間と、を有し、前記収容空間は、窓部を有しており、前記支持部材は、前記ベース部材に立設された第１のアーム部と、前記第１のアーム部に支持され、前記窓部を介して前記収容空間内に進入して前記ブロックを支持可能な第２のアーム部と、を有することを特徴とする。

［２］上記発明において、前記支持部材は、前記第１の移動手段による前記保持部材の移動動作に伴って、一つの前記位置調整部材に当接して支持してもよい。

［３］上記発明において、前記電子部品ハンドリング装置は、前記第１の移動手段を制御する制御手段を備えており、前記制御手段は、前記支持部材が前記位置調整部材を支持している状態で、前記第１の移動手段が前記保持部材を移動させるように、前記第１の移動手段を制御してもよい。

［４］上記発明において、前記電子部品ハンドリング装置は、前記コンタクト部に対する前記被試験電子部品の相対位置を検出する位置検出手段を備えており、前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記相対位置に基づいて、前記第１の移動手段を制御してもよい。

［５］上記発明において、前記貫通孔は、第１の方向に沿って延在し、前記窓部は、前記第１の方向に対して実質的に直交する第２の方向に向かって、前記収容空間から開口し、前記第２のアーム部は、前記第２の方向に対して実質的に反対の第３の方向に沿って延在していてもよい。

［６］上記発明において、前記被試験電子部品は、ベアダイであり、前記コンタクト部は、前記ベアダイの端子に電気的に接触するコンタクタを有するプローブカードであってもよい。

［７］本発明に係る電子部品試験装置は、被試験電子部品の電気的特性を試験する電子部品試験装置であって、上記の電子部品ハンドリング装置と、前記コンタクト部が電気的に接続された試験装置本体と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、保持部材に遊動可能に保持された位置調整部材を支持部材によって支持することが可能となっている。このため、支持部材によって位置調整部材を支持した状態で、支持部材を保持部材に対して相対移動させることで、当該保持部材に保持された複数の被試験電子部品を個別に位置決めすることができ、コストの増加を抑制しつつ同時測定数を増やすことができる。

図１は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の内部構造を示す平面図である。 図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態におけるアライメントステージのサーマルヘッドの平面図である。 図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。 図５は、本発明の第１実施形態におけるサーマルヘッドの変形例を示す平面図である。 図６は、本発明の第１実施形態における電子部品ハンドリング装置の制御システムを示すブロック図である。 図７は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その１）である。 図８は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その２）である。 図９は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その３）である。 図１０は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その４）である。 図１１は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その５）である。 図１２は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その６）である。 図１３は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その７）である。 図１４は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その８）である。 図１５は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その９）である。 図１６は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その１０）である。 図１７は、本発明の第１実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図（その１１）である。 図１８は、本発明の第２実施形態における電子部品試験装置の内部構造を示す平面図である。 図１９は、本発明の第２実施形態における操作装置を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

≪第１実施形態≫
図１は本実施形態における電子部品試験装置の内部構造を示す平面図、図２は図１のII-II線に沿った断面図、図３は本実施形態におけるアライメントステージのサーマルヘッドの平面図、図４は図３のIV-IV線に沿った断面図、図５はサーマルヘッドの変形例を示す平面図、図６は本実施形態における電子部品ハンドリング装置の制御システムを示すブロック図である。

本実施形態における電子部品試験装置１は、半導体ウェハをダイシングした後のベアダイ（ベアチップ）に作り込まれた電子回路の電気的特性を試験する装置である。この電子部品試験装置１は、図１及び図２に示すように、プローブカード１１を有するテストヘッド１０と、ベアダイ９０を移動させてプローブカード１１に押し付けるハンドラ２０と、を備えている。

プローブカード１１は、テストヘッド２０に電気的に接続されており、ハンドラ２０のアッパベース２１に形成された開口２１１を介して、ハンドラ２０の内部に臨んでいる。また、このテストヘッド１０は、ケーブルを介してメインフレーム１５に電気的に接続されている。

プローブカード１１は、ベアダイ９０のパッド９１（図１０参照）に対応するように配置された多数のコンタクタ１２を有している。コンタクタ１２の具体例としては、例えば、カンチレバータイプのプローブ針、ポゴピン、メンブレンに設けられたバンプ、ＭＥＭＳ技術を用いて作製されたコンタクタ等を例示することができる。本実施形態では、４つのベアダイ９０のパッド９１に対応するようにコンタクタ１２が設けられており、４つのベアダイ９０を同時に試験することが可能となっている。なお、同時に試験可能なベアダイ９０の数は、複数であれば上記の数に特に限定されない。

本実施形態におけるテストヘッド１０及びメインフレーム１５が本発明における試験装置本体の一例に相当し、本実施形態におけるハンドラ２０が本発明における電子部品ハンドリング装置の一例に相当する。また、本発明におけるプローブカード１１が本発明におけるコンタクト部の一例に相当する。さらに、本実施形態におけるベアダイ９０が本発明における被試験電子部品の一例に相当し、本実施形態におけるベアダイ９０のパッド９１が本発明における被試験電子部品の端子の一例に相当する。

ハンドラ２０は、移載装置３０と、アライメントユニット４０と、固定アーム５０と、を備えている。本実施形態では、移載装置３０がベアダイ９０をトレイ８０からアライメントユニット４０に移載し、アライメントユニット４０がベアダイ９０の位置決めを行った後、当該ベアダイ９０をプローブカード１２に押し付けてこれらを電気的に接触させる。この状態で、テストヘッド１０とメインフレーム１５が、ベアダイ９０に作り込まれた電子回路の試験を実行する。そして、ベアダイ９０の試験が完了したら、アライメントユニット４０が試験済みのベアダイ９０を移載装置３０の近傍まで搬送し、移載装置３０が当該ベアダイ９０をアライメントユニット４０からトレイ８０に移載する。

移載装置３０は、ハンドラ２０のトレイ載置部２２１に載置されたトレイ８０と、アライメントユニット４０との間で、試験前或いは試験済みのベアダイ９０を移載するピックアンドプレース装置である。トレイ８０は、ベアダイ９０を収容するための凹状の収容部８１を有しており、当該収容部８１はマトリクス状に配置されている。本実施形態では、このトレイ８０における収容部８１のピッチが、サーマルヘッド４２における保持領域４２２（後述）のピッチと実質的に同一となっている。なお、本発明では特にこれに限定されず、収容部８１のピッチを保持領域４２２のピッチと異ならせてもよい。

この移載装置３０は、図１及び図２に示すように、Ｘ方向レール３１と、２つの可動ヘッド３２，３３を有している。Ｘ方向レール３１は、ハンドラ２０のアッパベース２１に保持されており、Ｘ方向に沿って延在している。第１及び第２の可動ヘッド３２，３３は、このＸ方向レール３１にスライド可能に保持されており、Ｘ方向に沿って移動することが可能となっている。なお、移載装置３０が、第１及び第２の可動ヘッド３２，３３をＹ方向に移動させる機構を有してもよい。

第１の可動ヘッド３２は、４つの第１の吸着ヘッド３２１を有しており、それぞれの第１の吸着ヘッド３２１の下端には第１の吸着ノズル３２２が装着されている。第１の吸着ヘッド３２１は、第１の吸着ノズル３２２によってベアダイ９０を吸着保持することが可能となっており、第１の可動ヘッド３２は、４つのベアダイ９０を同時に保持することが可能となっている。また、第１の吸着ヘッド３２１は、第１の吸着ノズル３２１を昇降させる第１のＺ駆動部３２３をそれぞれ有している。

４つの第１の吸着ヘッド３２１は、第１のベース部３２４によって保持されている。この４つの第１の吸着ヘッド３２１は、テストトレイ８０の収容部８１のピッチやサーマルヘッド４２の保持領域４２２のピッチと同一のピッチで第１のベース部３２４に保持されている。なお、収容部８１のピッチと保持領域４２２のピッチが異なる場合には、第１の可動ヘッド３２が、第１の吸着ヘッド３２１間のピッチを変更するピッチ変更機構を備えてもよい。

第２の可動ヘッド３３も、４つの第２の吸着ヘッド３３１を有しており、それぞれの第２の吸着ヘッド３３の下端には第２の吸着ノズル３３２が装着されている。第２の吸着ヘッド３３１は、第２の吸着ノズル３３２によってベアダイ９０を吸着保持することが可能となっており、第２の可動ヘッド３３は、４つのベアダイ９０を同時に保持することが可能となっている。また、第２の吸着ヘッド３３１は、第２の吸着ノズル３３２を昇降させる第２のＺ駆動部３３３をそれぞれ有している。

４つの第２の吸着ヘッド３３１は、第２のベース部３３４によって保持されている。この４つの第２の吸着ヘッド３３１は、テストトレイ８０の収容部８１のピッチやサーマルヘッド４２の保持領域４２２のピッチと同一のピッチで第２のベース部３３４に保持されている。なお、収容部８１のピッチと保持領域４２２のピッチが異なる場合には、第２の可動ヘッド３３が、第２の吸着ヘッド３３１間のピッチを変更するピッチ変更機構を備えてもよい。

本実施形態では、第１の可動ヘッド３２が、試験前のベアダイ９０をトレイ８０からアライメントユニット４０に移載する。一方、第２の可動ヘッド３３が、試験済みのベアダイ９０をアライメントユニット４０からトレイ８０に移載する。この移載装置３０は、後述の図６を参照して説明する制御装置７０に接続されている。なお、第１の可動ヘッド３２が有する第１の吸着ヘッド３２１の数及び配列は、上記に特に限定されず、電子部品試験装置１の同時測定数等に応じて設定される。同様に、第２の可動ヘッド３３が有する第２の吸着ヘッド３３１の数や配列も、上記に特に限定されず、電子部品試験装置１の同時測定数等に応じて設定される。

アライメントユニット４０は、移動装置４１と、サーマルヘッド４２と、リフトユニット４３と、を備えている。このアライメントユニット４０は、移載装置３０により移載されたベアダイ９０を、プローブカード１１に対して相対的に位置決めした後に、当該ベアダイ９０をプローブカード１１に押し付ける装置である。このアライメントユニット４０は、移載装置３０と同様に、後述の図６を参照して説明する制御装置７０に接続されている。

本実施形態における移動装置４１が本発明における第１の移動装置の一例に相当し、本実施形態におけるサーマルヘッド４２が本発明における保持部材の一例に相当し、本実施形態におけるリフトユニット４３が本発明における位置調整部材の一例に相当する。

移動装置４１は、Ｘ方向レール４１１と、Ｙ方向レール４１２と、Ｚ駆動部４１３と、を備えている。Ｘ方向レール４１１は、ハンドラ２０のロアベース２２に設けられており、Ｘ方向に沿って延在している。Ｙ方向レール４１２は、このＸ方向レール４１１にスライド可能に保持されており、Ｘ方向に沿って移動することが可能となっている。Ｚ駆動部４１３は、Ｙ方向レール４１２にスライド可能に保持されており、Ｙ方向に沿って移動することが可能となっている。さらに、このＺ駆動部４１３には、サーマルヘッド４２が装着されている。Ｚ駆動部４１３は、サーマルヘッド４２を昇降させると共に、Ｚ軸を中心としてサーマルヘッド４２を回転させることが可能となっている。結果的に、サーマルヘッド４２は、移動装置４１によって、ＸＹＺ方向に移動することが可能となっていると共に、Ｚ軸を中心として回転することが可能となっている。

サーマルヘッド４２は、図３及び図４に示すように、ベアダイ９０を保持する保持面４２１と、リフトユニット４３のブロック４３１を収容する収容空間４２３と、を備えている。収容空間４２３は、＋Ｘ方向、−Ｙ方向、及び、−Ｘ方向の３方向に開口する窓部４２４を有しており、側壁４２５によって＋Ｙ方向のみが塞がれている。なお、固定アーム５０がサーマルヘッド４２の側壁４２５ａ〜４２５ｃと干渉しないレイアウトを採用することができる場合には、図５に示すように、収容空間４２３の窓部４２４が、−Ｙ方向の１方向のみに開口してもよい。

本実施形態では、図３において一点鎖線で示すように、保持面４２１に４つの保持領域４２２が設けられている。それぞれの保持領域４２２内にベアダイ９０を保持することが可能となっており、サーマルヘッド４２は、４つのベアダイ９０を同時に保持することが可能となっている。なお、保持領域４２２の数や配列は、上記の数に特にこれに限定されず、電子部品試験装置１の同時測定数等に応じて設定される。

それぞれの保持領域４２２には、４つの開口４２７が形成されており、当該開口４２７は、鉛直方向（±Ｚ方向）に沿って延在する貫通孔４２６を介して収容空間４２３に連通している。また、４つの貫通孔４２６の外側には、収容空間４２３から上方に向かってそれぞれ伸びる一対の保持穴４２８が形成されている。それぞれの保持穴４２８は、内径が拡大された拡径部４２９をその上部に有している。

なお、貫通孔４２６の数や配置は、上記に特に限定されず、後述するリフトユニット４３のリフトピン４３２の数や配置に応じて設定される。同様に、保持穴４２８の数や配置も上記に特に限定されず、後述するリフトユニット４３の保持ピン４３３の数や配置に応じて設定される。また、本実施形態における±Ｚ方向が本発明における第１の方向の一例に相当し、本実施形態における−Ｙ方向が本発明における第２の方向の一例に相当する。

さらに、このサーマルヘッド４２は、特に図示しないが、ヒータ等の加熱装置が埋設されている。また、サーマルヘッド４２には、チラーに接続された冷却路が形成されている。これにより、当該サーマルヘッド４２の保持面４２１に保持されているベアダイ９０の温度を調整することが可能となっている。

リフトユニット４３は、ブロック４３１と、４本のリフトピン４３２と、２本の保持ピン４３３と、を備えている。４本のリフトピン４３２は、サーマルヘッド４２の貫通孔４２６に対応するようにブロック４３１に立設されている。２本の保持ピン４３３は、サーマルヘッド４２の保持穴４２８に対応するようにブロック４３１に立設されている。保持ピン４３３は、外径が拡大された頭部４３４をその先端に有している。本実施形態におけるリフトピン４３２が、本発明におけるピンの一例に相当する。

リフトピン４３２は、サーマルヘッド４２の貫通孔４２６の内径よりも相対的に小さな外径を有しており、当該リフトピン４３２が貫通孔４２６に挿入されている、また、ブロック４３１がサーマルヘッド４２の収容空間４２３内に配置されている。

保持ピン４３３も、サーマルヘッド４２の保持穴４２８の内径に対して相対的に小さな内径を有しており、当該保持ピン４３３は保持穴４２８に挿入されている。一方、保持ピン４３３の頭部４３４は、保持穴４２８の内径に対して相対的に大きく、且つ、保持穴４２８の拡径部４２９に対して相対的に小さな外径を有しており、当該頭部４３４が拡径部４２９の段差に係止されている。

このため、リフトユニット４３は、サーマルヘッド４２に対して、水平方向に相対移動が可能となっていると共に相対的に昇降可能となっている。従って、リフトユニット４３は、サーマルヘッド４２に遊動可能に保持されており、リフトピン４３２の先端がサーマルヘッド４２の開口４２７を介して進退可能となっている。

なお、リフトピン４３２の数や配置は、リフトユニット４３がベアダイ９０を安定して保持することが可能であれば、上記に特に限定されない。また、保持ピン４３３の数や配置も、リフトユニット４３がサーマルヘッド４２に安定して保持されるのであれば、上記に特に限定されない。

固定アーム５０は、リフトユニット４３を下方から支持する部材であり、第１のアーム部５１と、第２のアーム部５２と、を備えている（図１０等）。本実施形態における固定アーム５０が、本発明における支持部材の一例に相当する。

第１のアーム部５１は、上方に向かって延在するように、ハンドラ２０のロアベース２２に立設されている。このように、本実施形態では、固定アーム５０の第１のアーム部５１と、アライメントユニット４０のＸ方向レール４１１と、が同一の部材（すなわち、ロアベース２２）に固定されている。本実施形態におけるロアベース２２が、本発明におけるベース部材の一例に相当する。

なお、本実施形態では、第１のアーム部５１がアライメントユニット４０のＸ方向レール４１１の外側に位置するように、ロアベース２２に設けられているが、特にこれに限定されず、第１のアーム部５１を一対のＸ方向レール４１１の間に設けてもよい。この場合には、固定アーム５０をアクチュエータによって昇降可能とし、固定アーム５０を用いてベアダイ９０の位置決めを行う場合にのみ、固定アーム５０を上昇させる。この状態において、固定アーム５０は、当該アクチュエータを介してロアベース２２に対して相対的に固定されている。

第２のアーム部５２は、その一端で第１のアーム部５１に片持ち支持されていると共に、その他端に当接部５２１を有している。この第２のアーム部５２は、＋Ｙ方向に向かって延在しており、アライメントユニット４０によるサーマルヘッド４２の水平方向の移動動作に伴って、サーマルヘッド４２の窓部４２４を介して収容空間４２３内に進入する。次いで、移動装置４１によるサーマルヘッド４２の下降動作に伴って、第２のアーム部５２の当接部５２１がブロック４３１に当接し、固定アーム５０がリフトユニット４３を支持する。さらに、この状態で、移動装置４１がサーマルヘッド４２をＸＹ方向に移動させたりＺ方向を中心として回転させることで、リフトユニット４３をサーマルヘッド４２に対して相対的に移動させることができる。本実施形態における＋Ｙ方向が、本発明における第３の方向の一例に相当する。

さらに、ハンドラ２０は、図１及び図２に示すように、アライメントユニット４０によってベアダイ９０をプローブカード１１に対して相対的に位置決めするために、第１のカメラ６０、及び、第２のカメラ６５を備えている。

第１のカメラ６０は、プローブカード１１を撮像する撮像手段であり、アライメントユニット４０に設けられている。一方、第２のカメラ６５は、サーマルヘッド４２に保持されたベアダイ９０を撮像する撮像手段であり、ハンドラ２０のアッパベース２１に設けられている。図６に示すように、第１及び第２のカメラ６０，６５は、制御装置７０に接続されており、撮像した画像情報を制御装置７０に出力することが可能となっている。なお、本実施形態では、図１及び図２に示すように、第２のカメラ７０が固定アーム５０の当接部５２１の真上に設けられているが、特にこれに限定されない。

制御装置７０は、ＣＰＵ、主記憶装置（ＲＡＭ等）、補助記憶装置（ハードディスクやＳＳＤ等）、及び、インタフェース等を備えたコンピュータであり、画像情報に対して画像処理を行う画像処理部７１を機能的に有している。この画像処理部７１は、第１のカメラ６０から出力された画像情報に対して画像処理を行うことで、プローブカード１１のコンタクタ１２の位置や姿勢を検出する。また、画像処理部７１は、第２のカメラ６５から出力された画像情報に対して画像処理を行うことで、ベアダイ９０のパッド９１の位置や姿勢を検出する。

さらに、制御装置７０は、画像処理部７１の検出結果に基づいて、プローブカード１１の位置に対するベアダイ９０の位置の補正量を算出する演算部７２を機能的に有している。この演算部７２は、画像処理部７１の検出結果から、プローブカード１１のコンタクタ１２の位置と、ベアダイ９０のパッド９１の位置とを相対的に一致させるような補正量を算出する。

さらに、制御装置７０は、移載装置３０やアライメントユニット４０を制御する駆動制御部７３を有している。この駆動制御部７３は、当該補正量に基づいてアライメントユニット４０を駆動させることで、プローブカード１１に対してベアダイ９０を相対的に位置決めする。

本実施形態における第１のカメラ６０、第２のカメラ６５、画像処理部７１、及び、演算部７２が、本発明における位置検出手段の一例に相当し、本実施形態における駆動制御部７３が本発明における制御手段の一例に相当する。

以下に、本実施形態における電子部品試験装置の動作について、図７〜図１７を参照しながら説明する。図７〜図１７は本実施形態における電子部品試験装置の動作を示す断面図である。

先ず、図７に示すように、移載装置３０の第１の可動ヘッド３２がトレイ８０に収容されたベアダイ９０の上方に移動し、第１のＺ駆動部３２３を下降させ、第１の吸着ヘッド３２１によってベアダイ９０をトレイ８０から吸着保持する。この際、第１の可動ヘッド３２は、４つの第１の吸着ヘッド３２１によって４つのベアダイ９０を保持する。第１の吸着ヘッド３２１がベアダイ９０を保持したら、第１のＺ駆動部３２３を上昇させる。

次いで、図８に示すように、移載装置３０の第１の可動ヘッド３２がアライメントユニット４０のサーマルヘッド４２の上方に移動し、第１のＺ駆動部３２３を下降させ、サーマルヘッド４２の保持面４２１にベアダイ９０を載置する。この際、第１の可動ヘッド３２は、４つのベアダイ９０を保持面４２１の保持領域４２２内にそれぞれ載置する。

次いで、図９に示すように、アライメントユニット４０は、４つのベアダイ９０を保持したサーマルヘッド４２を−Ｘ方向に移動させ、第２のカメラ６５の下方にベアダイ９０を位置させる。この動作によって、図１０に示すように、固定アーム５０の当接部５２１がリフトユニット４３のブロック４３１の下方に位置する。

次いで、図１０に示すように、第２のカメラ６５が当該ベアダイ９０を撮像し、制御装置７０の画像処理部７１がベアダイ９０のパッド９１の位置を検出する。プローブカード１１のコンタクタ１２の位置は、ロット開始時やプローブカード１１の交換時に第１のカメラ６０を用いて予め検出されており、制御装置７０の演算部７２が、これらの検出結果から補正量を算出する。

次いで、図１１に示すように、サーマルヘッド４２を下降させるように移動装置４１を制御装置７０が制御する。この下降動作に伴って、固定アーム５０がサーマルヘッド４２に対して相対的に上昇するので、固定アーム５０の当接部５２１がブロック４３１に下方から当接し、固定アーム５０が１つのリフトユニット４３を支持する。また、この下降動作によって、リフトユニット４３のリフトピン４３２が、サーマルヘッド４２の保持面４２１から開口４２７を介して上方に突出して、ベアダイ９０を保持する。

次いで、図１２に示すように、固定アーム５０がリフトユニット４３を支持している状態（すなわち、リフトピン４３２がベアダイ９０を保持している状態）で、制御装置７０は、上述の補正量に基づいて、移動装置４１を駆動させ、サーマルヘッド４２をＸＹ方向に移動させたり、Ｚ方向を中心として回転させたりする。この移動動作によって、プローブカード１１に対するベアダイ９０の相対的な位置決めが行われる。

ベアダイ９０の位置決めが完了したら、図１３に示すように、サーマルヘッド４２を上昇させるように移動装置４１を制御装置７０が制御する。この上昇動作によって、固定アーム５０がサーマルヘッド４２に対して相対的に下降するので、リフトピン４３２がサーマルヘッド４２の貫通孔４２６内に退避し、リフトピン４３２によるベアダイ９０の保持が解除され、ベアダイ９０がサーマルヘッド４２の保持面４２１に保持される。また、この上昇動作によって、固定アーム５０によるリフトユニット４３の支持が解除され、リフトユニット４３はサーマルヘッド４２に保持される。

以上の位置決め動作を４つのベアダイ９０について個別に行った後、図１４に示すように、アライメントユニット４０は、−Ｘ方向にさらに移動して、ベアダイ９０をプローブカード１１の下方に位置させる。次いで、アライメントユニット４０は、サーマルヘッド４２を上昇させ、ベアダイ９０のパッド９１をプローブカード１１のコンタクタ１２に押し付けてこれらを電気的に接触させる。この状態で、テストヘッド１０とメインフレーム１５が、ベアダイ９０に作り込まれた電子回路の試験を実行する。

因みに、図９や図１４に示すように、アライメントユニット４０がベアダイ９０の位置決め等を行っている間に、移載装置３０は、次の試験対象であるベアダイ９０を第１の可動ヘッド３２によってトレイ８０から保持する動作を行っている。

ベアダイ９０の試験が完了したら、図１５に示すように、アライメントユニット４０は、ベアダイ９０をトレイ８０の近傍まで移動させると共に、移載装置３０の第２の可動ヘッド４３が当該ベアダイ９０の上方に移動する。そして、図１６に示すように、第２の可動ヘッド３３は、第２のＺ駆動部３３３を下降させ、４つの第２の吸着ヘッド３３１によって試験済みの４つのベアダイ９０を保持する。第２の吸着ヘッド３３１が試験済みのベアダイ９０を保持したら、第２のＺ駆動部３３３を上昇させる。

次いで、図１７に示すように、移載装置３０の第１の可動ヘッド３２がアライメントユニット４０のサーマルヘッド４２の上方に移動し、第１のＺ駆動部３２３を下降させ、サーマルヘッド４２の保持面４２１にベアダイ９０を載置する。以降、上述した動作を繰り返すことで、多数のベアダイ９０の試験が順次実行される。一方、特に図示しないが、第２の可動ヘッド３３は、試験済みのベアダイ９０をトレイ８０の収容部８１内に載置し、当該トレイ８０はハンドラ２０から搬出される。

以上のように、本実施形態では、サーマルヘッド４２に遊動可能に保持されたリフトユニット４３を固定アーム５０によって支持した状態で、移動装置４１によって固定アーム５０をサーマルヘッド４２に対して相対的に移動させることで、ベアダイ９０を個別に位置決めすることができる。このため、リフトユニット４３毎に位置決め用のアクチュエータを設ける必要がなく、コストの増加を抑制しつつ同時測定数を増やすことができる。

また、本実施形態では、アライメントユニット４０の移動装置４１によって固定アーム５０をサーマルヘッド４２に対して相対的に移動させるので、アクチュエータの数を一層低減することができ、コスト低減を図ることができる。また、ベアダイ９０の位置決めに関連する誤差要因が固定アーム５０のみであるので、プローブカード１１に対してベアダイ９０を高精度に位置決めすることができる。

≪第２実施形態≫
図１８は本発明の第２実施形態における電子部品試験装置の内部構造を示す平面図、図１９は本発明の第２実施形態における操作装置を示す側面図である。

本実施形態では、固定アーム５０に代えて、操作装置５５を備えている点で第１実施形態と相違するが、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。以下に、第２実施形態における電子部品試験装置について第１実施形態との相違点についてのみ説明し、第１実施形態と同様の構成である部分については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態における操作装置５５は、図１８及び図１９に示すように、リフトユニット４３を直接操作することで、リフトユニット４３をサーマルヘッド４２に対して相対移動させる装置であり、Ｘ方向レール５５１と、Ｚ駆動部５５２と、伸縮アーム５５３と、回転駆動部５５４と、当接部５５５と、を備えている。本実施形態における操作装置５５が、本発明における支持部材及び第２の移動手段の一例に相当する。

Ｘ方向レール５５１は、ハンドラ２０のロアベース２２に設けられており、Ｘ方向に沿って延在している。Ｚ駆動部５５２は、このＸ方向レール５５１にスライド可能に保持されており、Ｘ方向に沿って移動することが可能となっている。このＺ駆動部５５２には、伸縮アーム５５３が装着されている。Ｚ駆動部５５２は、伸縮アーム５５３を昇降させることが可能となっている。伸縮アーム５５３は、Ｙ方向に伸縮可能になっており、その先端に回転駆動部５５４が装着されている。回転駆動部５５４には、リフトユニット４３のブロック４３１に下方から当接する当接部５５５が装着されている。回転駆動部５５４は、Ｚ軸を中心として当接部５５５を回転させることが可能となっている。結果的に、当接部５５５は、Ｘ方向レール５５１、Ｚ駆動部５５２、伸縮アーム５５３、及び、回転駆動部５５４によって、ＸＹＺ方向に移動することが可能となっていると共に、Ｚ軸を中心として回転することが可能となっている。

本実施形態では、Ｘ方向レール５５１及び伸縮アーム５５３の動作、或いは、移動装置４１の動作によって、当接部５５５がサーマルヘッド４２の収容空間４２３に進入し、リフトユニット４３のブロック４３１の下方に位置する。次いで、Ｚ駆動部５５２の動作によって、当接部５５５を上昇させてブロック４３１に下方から当接させリフトユニット４３を支持すると共に、リフトユニット４３のリフトピン４３２が、サーマルヘッド４２の保持面４２１から開口４２７を介して上方に突出して、ベアダイ９０を保持する。次いで、Ｘ方向レール５５１、伸縮アーム５５３、及び、回転駆動部５５４を駆動させることで、プローブカード１１に対するベアダイ９０の相対的な位置決めを行う。

なお、本実施形態において、移動装置４１によってサーマルヘッド４２を下降させることで、当接部５５５をリフトユニット４３に当接させてもよい。また、操作装置５５がリフトユニット４３を支持している状態で、移動装置４１がサーマルヘッド４２をＸＹ方向に移動させたり、Ｚ方向を中心として回転させたりすることで、ベアダイ９０の位置決めを行ってもよい。

本実施形態では、サーマルヘッド４２に遊動可能に保持されたリフトユニット４３を操作装置５５によって支持した状態で、当該操作装置５５によってリフトユニット４３を移動させることで、ベアダイ９０を個別に位置決めすることができる。このため、リフトユニット４３毎に位置決め用のアクチュエータを設ける必要がなく、コストの増加を抑制しつつ同時測定数を増やすことができる。

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。

上述の実施形態では、サーマルヘッド４２に設けられた全ての保持領域４２２にリフトユニット４３をそれぞれ設けたが、特に限定されない。

例えば、３つの保持領域４２２にリフトユニット４３を設け、残りの１つの保持領域４２２にはリフトユニット４３を設けなくてもよい。この場合には、リフトユニット４３が割り当てられた３つの保持領域４２２では、固定アーム５０を用いてベアダイ９０の位置決めを行う。これに対し、リフトユニット４３が割り当てられていない１つの保持領域４２２では、ベアダイ９０を保持面４２１に保持したままの状態で、アライメントユニット４０によって位置決めを行ってもよい。

また、上述の実施形態では、試験対象としてベアダイを例示したが、特にこれに限定されない。例えば、パッケージングされたＩＣデバイスを試験対象とした装置に本発明を適用してもよい。

この場合には、パッケージングされたＩＣデバイスが本発明における被試験電子部品の一例に相当し、当該ＩＣデバイスが押し付けられるソケットが本発明におけるコンタクト部の一例に相当する。

１…電子部品試験装置
１０…テストヘッド
１１…プローブカード
１２…コンタクタ
１５…メインフレーム
２０…ハンドラ
２１…アッパベース
２１１…開口
２２…ロアベース
２２１…トレイ載置部
３０…移載装置
３１…Ｘ方向レール
３２…第１の可動ヘッド
３２１…第１の吸着ヘッド
３２２…第１の吸着ノズル
３２３…第１のＺ駆動部
３２４…第１のベース部
３３…第２の可動ヘッド
３３１…第２の吸着ヘッド
３３２…第２の吸着ノズル
３３３…第２のＺ駆動部
３３４…第２のベース部
４０…アライメントユニット
４１…移動装置
４１１…Ｘ方向レール
４１２…Ｙ方向レール
４１３…Ｚ駆動部
４２…サーマルヘッド
４２１…保持面
４２２…保持領域
４２３…収容空間
４２４…窓部
４２５，４２５ａ〜４２５ｃ…側壁
４２６…貫通孔
４２７…開口
４２８…保持穴
４２９…拡径部
４３…リフトユニット
４３１…ブロック
４３２…リフトピン
４３３…保持ピン
４３４…頭部
５０…固定アーム
５１…第１のアーム部
５２…第２のアーム部
５２１…当接部
５５…操作装置
５５１…Ｘ方向レール
５５２…Ｚ駆動部
５５３…伸縮アーム
５５４…回転駆動部
５５５…当接部
６０…第１のカメラ
６５…第２のカメラ
７０…制御装置
７１…画像処理部
７２…演算部
７３…駆動制御部
８０…トレイ
８１…収容部
９０…ベアダイ
９１…パッド

Claims (7)

1. コンタクト部に対して被試験電子部品を移動させる電子部品ハンドリング装置であって、
   前記被試験電子部品をそれぞれ保持する複数の保持領域を有する保持部材と、
   前記保持領域に対応するように前記保持部材に遊動可能に保持された少なくとも一つの位置調整部材と、
   前記保持部材を移動させる第１の移動手段と、
   一つの前記位置調整部材を支持可能な支持部材と、を備えており、
   少なくとも一つの前記保持領域に開口が形成され、
   前記位置調整部材は、前記開口を介して進退可能であり、
   前記第１の移動手段は、
   前記保持部材を昇降させる昇降部と、
   前記昇降部を水平移動させる水平移動部と、を含み、
   前記水平移動部の一部と前記支持部材は、同一のベース部材に対して相対的に固定されており、
   前記位置調整部材は、
   前記開口を介して前記保持領域から突出可能な少なくとも１つのピンと、
   前記ピンが立設されたブロックと、を有しており、
   前記保持部材は、
   前記開口に連通していると共に、前記ピンが挿入された貫通孔と、
   前記貫通孔に連通していると共に前記ブロックを収容する収容空間と、を有し、
   前記収容空間は、窓部を有しており、
   前記支持部材は、
   前記ベース部材に立設された第１のアーム部と、
   前記第１のアーム部に支持され、前記窓部を介して前記収容空間内に進入して前記ブロックを支持可能な第２のアーム部と、を有することを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
2. 請求項１に記載の電子部品ハンドリング装置であって、
   前記支持部材は、前記第１の移動手段による前記保持部材の移動動作に伴って、一つの前記位置調整部材に当接して支持することを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
3. 請求項２に記載の電子部品ハンドリング装置であって、
   前記電子部品ハンドリング装置は、前記第１の移動手段を制御する制御手段を備えており、
   前記制御手段は、前記支持部材が前記位置調整部材を支持している状態で、前記第１の移動手段が前記保持部材を移動させるように、前記第１の移動手段を制御することを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
4. 請求項３に記載の電子部品ハンドリング装置であって、
   前記電子部品ハンドリング装置は、前記コンタクト部に対する前記被試験電子部品の相対位置を検出する位置検出手段を備えており、
   前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記相対位置に基づいて、前記第１の移動手段を制御することを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品ハンドリング装置であって、
   前記貫通孔は、第１の方向に沿って延在し、
   前記窓部は、前記第１の方向に対して実質的に直交する第２の方向に向かって、前記収容空間から開口し、
   前記第２のアーム部は、前記第２の方向に対して実質的に反対の第３の方向に沿って延在していることを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子部品ハンドリング装置であって、
   前記被試験電子部品は、ベアダイであり、
   前記コンタクト部は、前記ベアダイの端子に電気的に接触するコンタクタを有するプローブカードであることを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
7. 被試験電子部品の電気的特性を試験する電子部品試験装置であって、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子部品ハンドリング装置と、
   前記コンタクト部が電気的に接続された試験装置本体と、を備えたことを特徴とする電子部品試験装置。

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