JPWO2006109358A1 - 電子部品ハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

電子部品の電気的特性を試験するために、電子部品をコンタクト部のソケットに搬送し、当該ソケットに電気的に接続させるための電子部品ハンドリング装置において、基準となるソケットの画像データである基準画像データをあらかじめ記憶しておき、撮像装置による撮像によって検査対象としてのソケットの画像データである検査画像データを取得するとともに、記憶装置から基準画像データを読み出し、当該基準画像データと検査画像データとの比較から、検査対象としてのソケットの不良を検出する。

Description

本発明は、ソケットの端子の摩耗・変形や汚れ・異物の付着等、ソケットの不良を検出することのできる電子部品ハンドリング装置に関するものである。

ＩＣデバイス等の電子部品の製造過程においては、最終的に製造された電子部品の性能や機能を試験するために電子部品試験装置が用いられている。

従来の一例としての電子部品試験装置は、電子部品の試験を行うテスト部と、試験前のＩＣデバイスをテスト部に送り込むローダ部と、試験済のＩＣデバイスをテスト部から取り出して分類するアンローダ部とを備えている。そして、ローダ部には、ローダ部とテスト部との間で往復移動可能なバッファステージと、ＩＣデバイスを吸着保持し得る吸着部を備えカスタマトレイからヒートプレート、ヒートプレートからバッファステージまでの領域で移動可能なローダ部搬送装置とが設けられている。また、テスト部には、ＩＣデバイスを吸着保持しテストヘッドのソケットに押し付けることのできるコンタクトアームを備え、テスト部の領域で移動可能なテスト部搬送装置が設けられている。

ローダ部搬送装置は、カスタマトレイに収容されているＩＣデバイスを吸着部によって吸着保持してヒートプレート上に載置した後、所定の温度まで加熱されたヒートプレート上のＩＣデバイスを再度吸着部によって吸着保持してバッファステージ上に載置する。そして、ＩＣデバイスを載せたバッファステージは、ローダ部からテスト部側に移動する。次に、テスト部搬送装置は、コンタクトアームによってバッファステージ上のＩＣデバイスを吸着保持してテストヘッドのソケットに押し付け、ＩＣデバイスの外部端子（デバイス端子）とソケットの接続端子（ソケット端子）とを接触させる。

その状態で、テスタ本体からケーブルを通じてテストヘッドに供給されるテスト信号をＩＣデバイスに印加し、ＩＣデバイスから読み出される応答信号をテストヘッドおよびケーブルを通じてテスタ本体に送ることにより、ＩＣデバイスの電気的特性を測定する。

しかしながら、上記のような試験を繰り返し、デバイス端子とソケット端子との接触回数が増えるに従って、ソケット端子の先端部は徐々に摩耗する。この摩耗の程度が大きくなると、デバイス端子とソケット端子との接触が不十分になり、両端子の接触部にて電気的な抵抗が増大するため、ＩＣデバイスの試験を正確に行うことができない。

また、各ソケット端子は、全てのデバイス端子と均一な力で接触し得るように、加工・調整される必要があるが、その加工・調整が不適切な場合には、ソケット端子に偏摩耗が生じることがある。このような場合、偏摩耗したソケット端子に関係する試験が正確に実行されないという問題が生じる。

さらには、上記試験の繰り返しによりデバイス端子とソケット端子との接触回数が増えると、デバイス端子の半田等がソケット端子に徐々に付着する。このようなソケット端子の汚れも接触部における電気的な抵抗を増大させるので、ＩＣデバイスを正確に試験することができない。

さらにまた、ＩＣデバイスから脱落した半田ボール等の異物やゴミがソケットに付着すると、正確な試験ができないばかりか、異物が付着したままＩＣデバイスをソケットに押し付けた場合には、ソケット端子に曲がり・潰れが生じたり、デバイス端子が破損したりする問題が生じる。

従来は、これらの問題に対応するため、ソケットを定期的にテストヘッドから取り外して顕微鏡等で観察し、ソケット端子の摩耗の状態や異物の有無等を検査していた。

しかしながら、ソケットの取り外し・取り付けや顕微鏡等による観察は多大な時間を要し、その間試験を中断させてしまうため、試験効率を大きく低下させるという問題があった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、ソケットの不良を自動的に検出することのできる電子部品ハンドリング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１に本発明は、電子部品の電気的特性を試験するために、電子部品をコンタクト部のソケットに搬送し、当該ソケットに電気的に接続させるための電子部品ハンドリング装置であって、ソケットを撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像して取得した、基準となるソケットの画像データである基準画像データを記憶する記憶装置と、前記撮像装置による撮像によって検査対象としてのソケットの画像データである検査画像データを取得するとともに、前記記憶装置から基準画像データを読み出し、当該基準画像データと前記検査画像データとの比較から、検査対象としてのソケットの不良を検出する不良検出手段とを備えたことを特徴とする電子部品ハンドリング装置を提供する（発明１）。

上記発明（発明１）によれば、手作業によるソケットの外観検査を必要とすることなく、ソケットの不良を自動的に検出することができる。

上記発明（発明１）に係る電子部品ハンドリング装置は、警報装置をさらに備えており、前記不良検出手段によって検査対象としてのソケットに不良が検出されたときに、前記警報装置を作動させることが好ましい（発明２）。

上記発明（発明２）によれば、ソケットの不良を確実にオペレータに知らしめることができ、それによりソケットの不良部分を改善することが可能となる。

上記発明（発明１）に係る電子部品ハンドリング装置は、電子部品の試験回数をカウントするカウント手段をさらに備えており、前記撮像装置は、前記カウント手段によってカウントした試験回数が所定の値以上になったときに、検査対象としてのソケットを撮像するようにしてもよいし（発明３）、試験におけるコンタクト不良回数をカウントするカウント手段をさらに備えており、前記撮像装置は、前記カウント手段によってカウントしたコンタクト不良回数が所定の値以上になったときに、検査対象としてのソケットを撮像するようにしてもよい（発明４）。なお、本明細書における「試験回数」は、あるソケットに順次搬送されてくる被試験電子部品の合計数であってもよいし、電子部品とソケットとのコンタクト回数であってもよい（特に一つの電子部品が一回の搬送でソケットに複数回コンタクトする場合）。

上記発明（発明３，４）によれば、例えばソケットに不良が発生し得るタイミング等を想定して、電子部品の搬送・試験中、所定の時点でソケットの不良検出工程を行うことが可能である。

上記発明（発明１）において、前記不良検出手段は、前記基準画像データ及び前記検査画像データについて差分処理を行って差画像データを生成し、前記差画像データについてしきい値処理を行うことにより、検査対象としてのソケットの不良を検出することが好ましい（発明５）。かかる発明によれば、効率良くソケットの不良を検出することができる。

上記発明（発明５）において、前記不良検出手段は、前記差分処理を行う前に、前記検査画像データに合わせて前記基準画像データの画素値補正を行うとが好ましい（発明６）。かかる発明によれば、ソケットの不良を高い精度で検出することが可能となり、ソケットの不良検出の安定化を図ることができる。

上記発明（発明１）に係る電子部品ハンドリング装置は、被試験電子部品を保持し前記ソケットに押し付けることのできる搬送装置をさらに備えており、前記撮像装置は、前記搬送装置に取り付けられていることが好ましい（発明７）。かかる発明によれば、撮像装置を搬送する装置を別途設ける必要がない。

第２に本発明は、電子部品の電気的特性を試験するために、電子部品をコンタクト部のソケットに搬送し、当該ソケットに電気的に接続させるための電子部品ハンドリング装置であって、ソケットの全コンタクトピンを撮像する撮像装置と、当初のソケットの全コンタクトピンを撮像して基準画像データとして保存し、所定の回数の試験の都度、ソケットの全コンタクトピンを撮像して検査画像データとし、前記基準画像データと前記検査画像データとに基づいてソケットの不良を検出する不良検出手段と、を備えることを特徴とする電子部品ハンドリング装置を提供する（発明８）。

上記発明（発明８）によれば、手作業によるソケットの外観検査を必要とすることなく、ソケットの不良を自動的に検出することができる。

上記発明（１，８）において、前記不良検出手段は、前記基準画像データ側の明度と、前記検査画像データ側の明度とが略同一となるように明度補正した後、両者の対応する画素位置の明度差を求め、前記で求めた明度差が所定のしきい値を超える画像部分の存在の有無に基づいて、当該ソケットの不良判別を行うことが好ましい（発明９）。かかる発明によれば、効率良くソケットの不良を検出することができる。

上記発明（１，８）においては、前記不良検出手段がソケットの不良を検出したときに、当該不良ソケットに対する電子部品の搬送を除外し、他の正常なソケットに対しては電子部品を搬送し試験を続行することが好ましい（発明１０）。かかる発明によれば、不良ソケットが一部存在しても、試験を停止することなく、正常なソケットのみで継続的に試験を行うことができるため、電子部品試験装置の稼働率を向上させることができる。

上記発明（１，８）において、前記電子部品ハンドリング装置は、表示装置をさらに備え、前記表示装置にソケットの画像を表示し、前記不良検出手段によって検出した不良を示す情報を、前記ソケットの画像の不良部位に対応する位置に重ね合わせて表示することが好ましい（発明１１）。かかる発明によれば、オペレータは、表示装置によって一目瞭然に不良部位の状況を把握することができる。

本発明の電子部品ハンドリング装置によれば、ソケットの不良を自動的に検出することができるため、手作業によるソケットの外観検査が不要となり、試験効率を大きく向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るハンドラの平面図である。 同実施形態に係るハンドラの部分断面側面図（図１におけるＩ−Ｉ断面図）である。 同ハンドラで用いられる可動ヘッド部及び撮像装置の側面図である。 同ハンドラにおけるソケット検査工程を示すフローチャートである。 同ハンドラにおけるソケット検査工程を示すフローチャートである。 同ハンドラにおけるソケット検査工程の概念図である。

符号の説明

１…電子部品試験装置
１０…電子部品ハンドリング装置（ハンドラ）
３０…テスト部
３０１…コンタクト部
３０１ａ…ソケット
３０１ｂ…コンタクトピン
３１０…テスト部搬送装置
３１２…可動ヘッド部
３１４…撮像装置
３１５…コンタクトアーム
５０…ローダ部
６０…アンローダ部

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るハンドラの平面図、図２は同実施形態に係るハンドラの部分断面側面図（図１におけるＩ−Ｉ断面図）、図３は同ハンドラで用いられる可動ヘッド部及び撮像装置の側面図、図４は同ハンドラにおけるソケット検査工程を示すフローチャート、図５は同ハンドラにおけるソケット検査工程の概念図である。

なお、本実施形態における被試験ＩＣデバイスの形態は、一例として、デバイス端子として半田ボールを備えるＢＧＡパッケージやＣＳＰ（Chip Size Package）パッケージ等であるものとするが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、デバイス端子としてリードピンを備えるＱＦＰ（Quad Flat Package）パッケージやＳＯＰ（Small Outline Package）パッケージ等であってもよい。

図１及び図２に示すように、本実施形態における電子部品試験装置１は、ハンドラ１０と、テストヘッド３００と、テスタ２０とを備え、テストヘッド３００とテスタ２０とはケーブル２１を介して接続されている。そして、ハンドラ１０の供給トレイ用ストッカ４０１に格納された供給トレイ上の試験前のＩＣデバイスを搬送してテストヘッド３００のコンタクト部３０１のソケット３０１ａに押し当て、このテストヘッド３００及びケーブル２１を介してＩＣデバイスの試験を実行した後、試験が終了したＩＣデバイスを試験結果に従って分類トレイ用ストッカ４０２に格納された分類トレイ上に搭載する。

ハンドラ１０は、主にテスト部３０と、ＩＣデバイス格納部４０と、ローダ部５０と、アンローダ部６０とから構成される。以下、各部について説明する。

ＩＣデバイス格納部４０
ＩＣデバイス格納部４０は、試験前及び試験後のＩＣデバイスを格納する部分であり、主に供給トレイ用ストッカ４０１と、分類トレイ用ストッカ４０２と、空トレイ用ストッカ４０３と、トレイ搬送装置４０４とから構成される。

供給トレイ用ストッカ４０１には、試験前の複数のＩＣデバイスが搭載された複数の供給トレイが積載されて収納されており、本実施形態においては、図１に示すように、２つの供給トレイ用ストッカ４０１が具備されている。

分類トレイ用ストッカ４０２は、試験後の複数のＩＣデバイスが搭載された複数の分類トレイが積載されて収納されており、本実施形態においては、図１に示すように４つの分類トレイ用ストッカ４０２が具備されている。これら４つの分類トレイ用ストッカ４０２を設けることにより、試験結果に応じて、最大４つの分類にＩＣデバイスを仕分けして格納できるように構成されている。

空トレイ用ストッカ４０３は、供給トレイ用ストッカ４０１に搭載されていた全ての試験前のＩＣデバイス２０がテスト部３０に供給された後の空トレイを格納する。なお、各ストッカ４０１〜４０３の数は、必要に応じて適宜設定することが可能である。

トレイ搬送装置４０４は、図１においてＸ軸、Ｚ軸方向に移動可能な搬送装置であり、主にＸ軸方向レール４０４ａと、可動ヘッド部４０４ｂと、４つの吸着パッド４０４ｃとから構成されており、供給トレイ用ストッカ４０１と、一部の分類トレイ用ストッカ４０２と、空トレイ用ストッカ４０３とを包含する範囲を動作範囲とする。

トレイ搬送装置４０４においては、ハンドラ１０の基台１２上に固定されたＸ軸方向レール４０４ａがＸ軸方向に移動可能に可動ヘッド部４０４ｂを片持ち支持しており、可動ヘッド部４０４ｂには図示しないＺ軸方向アクチュエータと、先端部に４つの吸着パッド４０４ｃが具備されている。

トレイ搬送装置４０４は、供給トレイ用ストッカ４０１にて空になった空トレイを吸着パッド４０４ｃにより吸着し保持し、Ｚ軸方向アクチュエータにより上昇させ、Ｘ軸方向レール４０４ａ上で可動ヘッド部４０４ｂを摺動させることにより空トレイ用ストッカ４０１に移送する。同様に、分類トレイ用ストッカ４０２において分類トレイ上に試験後のＩＣデバイスが満載された場合に、空トレイ用ストッカ４０３から空トレイを吸着し保持し、Ｚ軸方向アクチュエータにより上昇させ、Ｘ軸方向レール４０４ａ上にて可動ヘッド部４０４ｂを摺動させることにより、分類トレイ用ストッカ４０２に移送する。

ローダ部５０
ローダ部５０は、試験前のＩＣデバイスをＩＣデバイス格納部４０の供給トレイ用ストッカ４０１からテスト部３０に供給する部分であり、主にローダ部搬送装置５０１と、２つのローダ用バッファ部５０２（図１においてＸ軸負方向の２つ）と、ヒートプレート５０３とから構成される。

ローダ部搬送装置５０１は、ＩＣデバイス格納部４０の供給トレイ用ストッカ４０１の供給トレイ上のＩＣデバイスをヒートプレート５０３上に移動させるとともに、ヒートプレート５０３上のＩＣデバイスをローダ用バッファ部５０２上に移動させる装置であり、主にＹ軸方向レール５０１ａと、Ｘ軸方向レール５０１ｂと、可動ヘッド部５０１ｃと、吸着部５０１ｄとから構成されている。このローダ部搬送装置５０１は、供給トレイ用ストッカ４０１と、ヒートプレート５０３と、２つのローダ用バッファ部５０２とを包含する範囲を動作範囲としている。

図１に示すように、ローダ部搬送装置５０１の２つのＹ軸方向レール５０１ａは、ハンドラ１０の基台１２上に固定されており、それらの間にＸ軸方向レール５０２ｂがＹ軸方向に摺動可能に支持されている。Ｘ軸方向レール５０２ｂは、Ｚ軸方向アクチュエータ（図示せず）を有する可動ヘッド部５０１ｃをＸ軸方向に摺動可能に支持している。

可動ヘッド部５０１ｃは、下端部に吸着パッド５０１ｅを有する吸着部５０１ｄを４つ備えており、上記Ｚ軸方向アクチュエータを駆動させることにより、４つの吸着部５０１ｄをそれぞれ独立してＺ軸方向に昇降させることができる。

各吸着部５０１ｄは、負圧源（図示せず）に接続されており、吸着パッド５０１ｅからエアを吸引して負圧を発生させることにより、ＩＣデバイスを吸着保持することができ、また、吸着パッド５０１ｅからのエアの吸引を停止することにより、ＩＣデバイスを解放することができる。

ヒートプレート５０３は、ＩＣデバイスに所定の熱ストレスを印加するための加熱源であり、例えば下部に発熱源（図示せず）を有する金属製の伝熱プレートである。ヒートプレート５０３の上面側には、ＩＣデバイスを落とし込むための凹部５０３ａが複数形成されている。なお、かかる加熱源の替わりに、冷却源が設けられてもよい。

ローダ用バッファ部５０２は、ＩＣデバイスをローダ部搬送装置５０１の動作範囲と、テスト部搬送装置３１０の動作範囲との間を往復移動させる装置であり、主にバッファステージ５０２ａと、Ｘ軸方向アクチュエータ５０２ｂとから構成されている。

ハンドラ１０の基台１２上に固定されたＸ軸方向アクチュエータ５０２ｂの片側端部にバッファステージ５０２ａが支持されており、図１に示すように、バッファステージ５０２ａの上面側には、ＩＣデバイスを落とし込むための平面視矩形の凹部５０２ｃが４つ形成されている。

試験前のＩＣデバイスは、ローダ部搬送装置５０１により供給トレイ用ストッカ４０１からヒートプレート５０３に移動され、ヒートプレート５０３にて所定の温度に加熱された後、再度ローダ部搬送装置５０１によりローダ用バッファ部５０２に移動され、そしてローダ用バッファ部５０２によって、テスト部３０に導入される。

テスト部３０
テスト部３０は、被試験ＩＣデバイス２の外部端子（半田ボール）２ａをコンタクト部３０１のソケット３０１ａのコンタクトピン３０１ｂに電気的に接触させることにより試験を行う部分である。本実施形態では、所定のタイミングでソケット検査工程が実行される。このテスト部３０は、主にテスト部搬送装置３１０と、撮像装置３１４とを備えて構成されている。

テスト部搬送装置３１０は、ローダ用バッファ部５０２及びアンローダ用バッファ部６０２と、テストヘッド３００との間のＩＣデバイスの移動を行う装置である。

テスト部搬送装置３１０は、ハンドラ１０の基台１２上に固定された２つのＹ軸方向レール３１１に、Ｙ軸方向に摺動可能に２つのＸ軸方向支持部材３１１ａを支持している。各Ｘ軸方向支持部材３１１ａの中央部には、可動ヘッド部３１２が支持されており、可動ヘッド部３１２は、ローダ用バッファ部５０２及びアンローダ用バッファ部６０２と、テストヘッド３００とを包含する範囲を動作範囲とする。なお、一組のＹ軸方向レール３１１上で同時に動作する２つのＸ軸方向支持部材３１１ａのそれぞれに支持される可動ヘッド部３１２は、互いの動作が干渉することがないよう制御されている。

図３に示すように、各可動ヘッド部３１２は、上端がＸ軸方向支持部材３１１ａに固定された第１のＺ軸方向アクチュエータ３１３ａと、第１のＺ軸方向アクチュエータ３１３ａの下端に固定された支持基体３１２ａと、上端が支持基体３１２ａに固定された４つの２のＺ軸方向アクチュエータ３１３ｂと、第２のＺ軸方向アクチュエータ３１３ｂの下端に固定された４つのコンタクトアーム３１５とを具備している。４つのコンタクトアーム３１５は、ソケット３０１ａの配列に対応して設けられており、各コンタクトアーム３１５の下端部には、吸着部３１７が設けられている。

各吸着部３１７は、負圧源（図示せず）に接続されており、吸着部３１７からエアを吸引して負圧を発生させることにより、ＩＣデバイスを吸着保持することができ、また、吸着部３１７からのエアの吸引を停止することにより、ＩＣデバイスを解放することができる。

上記可動ヘッド部３１２によれば、コンタクトアーム３１５が保持した４つのＩＣデバイス２をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させ、テストヘッド３００のコンタクト部３０１に押し付けることが可能となっている。

図３に示すように、撮像装置３１４は、可動ヘッド部３１２の支持基体３１２ａの一端において、下向きに設けられている。本実施形態では、撮像装置３１４は、図１及び図２に示すように、各可動ヘッド部３１２に２個ずつ、計４個設けられている。

撮像装置３１４としては、例えばＣＣＤカメラを使用することができるが、これに限定されるものではなく、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）センサアレイなど多数の撮像素子を配置して対象物を撮影できる装置であればよい。撮像装置３１４には、図示しない照明装置が設けられており、撮影対象のソケット３０１ａを明るく照らすことができるようになっている。なお、各撮像装置３１４は、図示しない画像処理装置に接続されている。

図４に示すように、テストヘッド３００のコンタクト部３０１は、本実施形態においては、４つのソケット３０１ａを備えており、４つのソケット３０１ａは、テスト部搬送装置３１０の可動ヘッド部３１２のコンタクトアーム３１５の配列に実質的に一致するような配列で配置されている。さらに各ソケット３０１ａには、ＩＣデバイス２の半田ボール２ａの配列に実質的に一致するような配列の複数のコンタクトピン３０１ｂが配設されている。

図２に示すように、テスト部３０においては、ハンドラ１０の基台１２に開口部１１が形成されており、その開口部１１からテストヘッド３００のコンタクト部３０１が臨出し、ＩＣデバイスが押し当てられるようになっている。

ローダ用バッファ部５０２に載置された４個の試験前のＩＣデバイスは、テスト部搬送装置３１０によりテストヘッド３００のコンタクト部３０１まで移動されて４個同時に試験に付され、その後、再度テスト部搬送装置３１０によりアンローダ用バッファ部６０２に移動され、そしてアンローダ用バッファ部６０２によって、アンローダ部６０に排出される。

アンローダ部６０
アンローダ部６０は、試験後のＩＣデバイスをテスト部３０からＩＣデバイス格納部４０に排出する部分であり、主にアンローダ部搬送装置６０１と、２つのアンローダ用バッファ部６０２（図１においてＸ軸正方向の２つ）とから構成される。

アンローダ用バッファ部６０２は、テスト部搬送装置３１０の動作範囲とＩＣデバイスをアンローダ部搬送装置６０１の動作範囲との間を往復移動する装置であり、主にバッファステージ６０２ａと、Ｘ軸方向アクチュエータ６０２ｂとから構成されている。

ハンドラ１０の基台１２上に固定されたＸ軸方向アクチュエータ６０２ｂの片側端部にバッファステージ６０２ａが支持されており、バッファステージ６０２ａの上面側には、ＩＣデバイスを落とし込むための凹部６０２ｃが４つ形成されている。

アンローダ部搬送装置６０１は、アンローダ用バッファ部６０２上のＩＣデバイスを分類トレイ用ストッカ４０２の分類トレイに移動させ搭載する装置であり、主に、Ｙ軸方向レール６０１ａと、Ｘ軸方向レール６０１ｂと、可動ヘッド部６０１ｃと、吸着部６０１ｄとから構成されている。このアンローダ部搬送装置６０１は、２つのアンローダ用バッファ６０２と、分類トレイ用ストッカ４０２とを包含する範囲を動作範囲としている。

図１に示すように、アンローダ部搬送装置６０１の２つのＹ軸方向レール６０１ａは、ハンドラ１０の基台１２上に固定されており、それらの間にＸ軸方向レール６０２ｂがＹ軸方向に摺動可能に支持されている。Ｘ軸方向レール６０２ｂは、Ｚ軸方向アクチュエータ（図示せず）を具備した可動ヘッド部６０１ｃをＸ軸方向に摺動可能に支持している。

可動ヘッド部６０１ｃは、下端部に吸着パッドを有する吸着部６０１ｄを４つ備えており、上記Ｚ軸方向アクチュエータを駆動させることにより、４つの吸着部６０１ｄをそれぞれ独立してＺ軸方向に昇降させることができる。

アンローダ用バッファ部６０２に載置された試験後のＩＣデバイスは、テスト部３０からアンローダ部６０に排出され、そして、アンローダ部搬送装置６０１によりアンローダ用バッファ部６０２から分類トレイ用ストッカ４０２の分類トレイに搭載される。

本実施形態に係るハンドラ１０は、その他、ハンドラ１０の各種動作を制御したり、試験回数をカウントしたりする制御部、撮像装置３１４から取得した画像データを処理する画像処理装置、ソケット３０１ａの基準画像データを記憶する記憶装置、及びスピーカ、ブザー、警告灯等の警報装置を備えている（いずれも図示せず）。

次に、上述したハンドラ１０の搬送・試験の動作フローについて説明する。
最初に、ローダ部搬送装置５０１が、４つの吸着部５０１ｄの吸着パッド５０１ｅにより、ＩＣデバイス格納部４０の供給トレイ用ストッカ４０１の最上段に位置する供給トレイ上の４つのＩＣデバイスを吸着し、保持する。

ローダ部搬送装置５０１は、４つのＩＣデバイスを保持したまま可動ヘッド部５０１ｃのＺ軸方向アクチュエータにより４つのＩＣデバイスを上昇させ、Ｙ軸方向レール５０１ａ上でＸ軸方向レール５０１ｂを摺動させ、Ｘ軸方向レール５０１ｂ上で可動ヘッド部５０１ｃを摺動させてローダ部５０に移動させる。

そして、ローダ部搬送装置５０１は、ヒートプレート５０３の凹部５０３ａの上方で位置決めを行い、可動ヘッド部５０１ｃのＺ軸方向アクチュエータを伸長させ、吸着パッド５０１ｅを解放してＩＣデバイスをヒートプレート５０３の凹部５０３ａに落とし込む。ヒートプレート５０３によってＩＣデバイスが所定の温度まで加熱されたら、再度、ローダ部搬送装置５０１が加熱された４つのＩＣデバイスを保持して、待機している一方のローダ用バッファ部５０２の上方に移動する。

ローダ部搬送装置５０１は、待機している一方のローダ用バッファ部５０２のバッファステージ５０２ａの上方で位置決めを行い、可動ヘッド部５０１ｃのＺ軸方向アクチュエータを伸長させ、吸着部５０１ｄの吸着パッド５０１ｅが吸着保持しているＩＣデバイス２を解放し、ＩＣデバイス２をバッファステージ５０２ａの凹部５０２ｃに載置する。

ローダ用バッファ部５０２は、４つのＩＣデバイス２をバッファステージ５０２ａの凹部５０２ｃに搭載したまま、Ｘ軸方向アクチュエータ５０２ｂを伸長させ、ローダ部５０のローダ部搬送装置５０１の動作範囲からテスト部３０のテスト部搬送装置３１０の動作範囲へ４つのＩＣデバイス２を移動させる。

上記のようにＩＣデバイス２が載置されたバッファステージ５０２ａがテスト部搬送装置３１０の動作範囲内に移動してきたら、テスト部搬送装置３１０の可動ヘッド部３１２は、バッファステージ５０２ａの凹部５０２ｃに載置されたＩＣデバイス２上に移動する。そして、可動ヘッド部３１２の第１のＺ軸方向アクチュエータ３１３ａが伸長し、可動ヘッド部３１２の４つのコンタクトアーム３１５の吸着部３１７により、ローダ用バッファ部５０２のバッファステージ５０２ａの凹部５０２ｃに位置する４つのＩＣデバイス２を吸着し、保持する。

４つのＩＣデバイスを保持した可動ヘッド部３１２は、可動ヘッド部３１２の第１のＺ軸方向アクチュエータ３１３ａにより上昇する。

次に、テスト部搬送装置３１０は、可動ヘッド部３１２を支持するＸ軸方向支持部材３１１ａをＹ軸方向レール３１１上で摺動させ、可動ヘッド部３１２のコンタクトアーム３１５の吸着部３１７で保持している４つのＩＣデバイス２を、テストヘッド３００のコンタクト部３０１における４つのソケット３０１ａの上方に搬送する。

可動ヘッド部３１２は、第１のＺ軸方向アクチュエータ３１３ａ及び当該ＩＣデバイス２を保持している第２のＺ軸方向アクチュエータ３１３ｂを伸長させ、各ＩＣデバイス２の半田ボール２ａを、ソケット３０１ａのコンタクトピン３０１ｂに接触させる。この接触の間に、コンタクトピン３０１ｂを介して電気的な信号の送受信が行われることにより、ＩＣデバイス２の試験が遂行される。

ＩＣデバイス２の試験が完了したら、テスト部搬送装置３１０は、可動ヘッド部３１２の第１のＺ軸方向アクチュエータ３１３ａ及び第２のＺ軸方向アクチュエータ３１３ｂの収縮により、試験後のＩＣデバイス２を上昇させ、可動ヘッド部３１２を支持するＸ軸方向支持部材３１１ａをＹ軸方向レール３１１上で摺動させて、可動ヘッド部３１２のコンタクトアーム３１５で保持している４つのＩＣデバイス２を当該テスト部搬送装置３１０の動作範囲内で待機している一方のアンローダ用バッファ部６０２のバッファステージ６０２ａの上方に搬送する。

可動ヘッド部３１２は、第１のＺ軸方向アクチュエータ３１３ａを伸長させ、吸着パッド３１７ｃを解放することによりバッファステージ６０２ａの凹部６０２ｃに４つのＩＣデバイスを落とし込む。

アンローダ用バッファ部６０２は、試験後の４つのＩＣデバイスを搭載したまま、Ｘ軸アクチュエータ６０２ｂを駆動させ、テスト部３０のテスト部搬送装置３１０の動作範囲から、アンローダ部６０のアンローダ部搬送装置６０１の動作範囲へＩＣデバイスを移動させる。

次に、アンローダ用バッファ部６０２の上方に位置するアンローダ部搬送装置６０１の可動ヘッド部６０１ｃのＺ軸方向アクチュエータを伸長させ、可動ヘッド部６０１ｃの４つの吸着部６０１ｄにより、アンローダ用バッファ部６０２のバッファステージ６０２ａの凹部６０２ｃに位置する試験後の４つのＩＣデバイスを吸着し、保持する。

アンローダ部搬送装置６０１は、試験後の４つのＩＣデバイスを保持したまま可動ヘッド部６０１ｃのＺ軸方向アクチュエータにより４つのＩＣデバイスを上昇させ、Ｙ軸方向レール６０１ａ上でＸ軸方向レール６０１ｂを摺動させ、Ｘ軸方向レール６０１ｂ上で可動ヘッド部６０１ｃを摺動させてＩＣデバイス格納部４０の分類トレイ用ストッカ４０２上に移動させる。そして、各ＩＣデバイスの試験結果に従って、各分類トレイ用ストッカ４０２の最上段に位置する分類トレイ上に各ＩＣデバイスを搭載する。
以上のようにして、ＩＣデバイスの試験が１回行われる。

次に、上述したハンドラ１０におけるソケット検査工程について説明する。
ソケット３０１ａの検査を行うには、上記のようなＩＣデバイスの試験を行う前に、あらかじめ不良のない綺麗な状態のソケット３０１ａの基準画像データを取得して記憶装置に記憶しておく。

具体的には、コンタクト部３０１に不良のない綺麗な状態のソケット３０１ａを備えたテストヘッド３００をハンドラ１０に設置したら、撮像装置３１４をソケット３０１ａの上方に搬送して各ソケット３０１ａを撮影し、基準画像データとして記憶装置に記憶する（図５の基準画像参照）。

以下、図４に示すフローチャートを参照してソケット検査工程を説明する。
ハンドラ１０は、上述したようにＩＣデバイスの搬送・試験を行いながら、試験回数をカウントする。すなわち、ハンドラ１０は、ＩＣデバイスの搬送・試験を行うと（ＳＴＥＰ０１）、記憶している試験回数に１を加え（ＳＴＥＰ０２）、その結果の試験回数が所定の値Ｎ以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ０３）。所定の値Ｎは、例えば、ソケット３０１ａに不良が発生し得るタイミングを想定して設定することが可能である。これにより、ソケット３０１ａの検査を効率良く行うことができる。

なお、ＩＣデバイスがソケット３０１ａに物理的にコンタクト（接触）した後、通常は、デバイス試験に先立ってコンタクト試験が行われる。これにより、全ての若しくは指定のコンタクトピン３０１ｂがＩＣデバイスの対応する外部端子に電気的に接続されているかを確認することができる。このコンタクト試験でコンタクト不良が検出された場合、ＩＣデバイスとソケット３０１ａとの物理的なコンタクト動作を再度やり直した後に、電気的なコンタクト試験が行われる。コンタクト動作を数回（例えば５回）行ってもコンタクト不良が検出される場合は、ＩＣデバイス側の不良か、ソケット３０１ａ側の不良かの何れかであるので、当該ＩＣデバイスに対する試験は行わない。この場合には、Ｎの値の如何に関わらず、ソケット検査工程を強制的に実行させて、ソケット３０１ａ側の不具合であるかどうかを特定することが望ましい。

ハンドラ１０は、試験回数が所定の値Ｎ未満であると判断した場合には（ＳＴＥＰ０３−Ｎｏ）、ＩＣデバイスの搬送・試験を繰り返す（ＳＴＥＰ０１）。一方、ハンドラ１０は、試験回数が所定の値Ｎ以上であると判断した場合には（ＳＴＥＰ０３−Ｙｅｓ）、ＩＣデバイスの搬送動作を停止し（ＳＴＥＰ０４）、可動ヘッド部３１２を支持しているＸ軸方向支持部材３１１ａをＹ軸方向レール３１１上で摺動させて、撮像装置３１４をソケット３０１ａの上方に移動させる（ＳＴＥＰ０５；図３参照）。

そして、ハンドラ１０は、撮像装置３１４によりソケット３０１ａを撮影し（ＳＴＥＰ０６）、検査画像データを取得する（ＳＴＥＰ０７；図５の検査画像参照）。このとき、撮像装置３１４における照明装置は、ソケット３０１ａを明るく照らす。撮像装置３１４は、可動ヘッド部３１２をＹ軸方向に移動させることにより、Ｙ軸方向に隣接する２つのソケット３０１ａ（図３中左右２つのソケット３０１ａ）をそれぞれ撮影する。なお、図５における検査対象としてのソケット３０１ａには、コンタクトピン３０１ｂの抜け、半田転移によるコンタクトピン３０１ｂの汚れ、異物としての半田ボール及び矩形のプレートが存在する。

ハンドラ１０の画像処理装置は、記憶装置から基準画像データを読み出し（ＳＴＥＰ０８）、その基準画像データの画素値（明るさ：明度）を上記取得した検査画像データに合わせて補正する（ＳＴＥＰ０９；図５の上段中央の画像参照）。このような画素値補正処理を行うことにより、ソケットの不良部分を高い精度で検出することが可能となり、ソケットの不良検出の安定化を図ることができる。なお、所望により、基準画像データ側の画素値はそのままにして、取得した検査画像データの画素値を基準画像データに合わせて補正するようにしてもよい。

ハンドラ１０の画像処理装置は、画素値補正処理を施した基準画像データと、検査画像データとの間で差分処理を行って差画像を生成し（ＳＴＥＰ１０；図５の差画像参照）、差画像についてしきい値処理を行う（ＳＴＥＰ１１）。そして、画像処理装置は、差画像にてしきい値を超える部分があるか否かによってソケット３０１ａの不良部分の判別を行う（ＳＴＥＰ１２）。

ハンドラ１０の画像処理装置が、ソケット３０１ａに不良部分がないと判断した場合には（ＳＴＥＰ１３−Ｎｏ）、ハンドラ１０は試験回数を０にリセットし（ＳＴＥＰ１４）、ＩＣデバイスの搬送・試験を再度繰り返す（ＳＴＥＰ０１）。

一方、ハンドラ１０の画像処理装置が、ソケット３０１ａに不良部分があると判断した場合には（ＳＴＥＰ１３−Ｙｅｓ）、ハンドラ１０は警報装置を作動させ（ＳＴＥＰ１５）、ＩＣデバイスの搬送・試験を停止したままとする。なお、所望により、警報装置の作動とともに、外部の画像表示装置でモニタ表示できるように、差画像（図５参照）のデータを当該画像表示装置に送信してもよい。また、基準画像データから各コンタクトピン３０１ｂのＸＹ位置情報を予め求めておき、差画像のデータから不良部分のＸＹ位置を求め、不良部分が存在するコンタクトピン３０１ｂのピン番号を特定して、画像表示装置にモニタ表示してもよい。

オペレータは、警報装置の作動により、ソケット３０１ａに不良部分があることを知ることができ、それによりソケット３０１ａの不良部分を改善することが可能となる。また、この場合、ＩＣデバイスの搬送・試験は自動的に停止したままとなるため、それ以降のＩＣデバイスの試験がソケット不良状態で行われることを防止することができる。

ここで、試験回数に関する上記所定の値Ｎの設定例を示す。ソケット３０１ａの形状やコンタクトピン構造、あるいはＩＣデバイスの外部端子のピン数や配列ピッチ等の条件によって好適なＮの値は大きく異なり、検査結果に基づいて、当初設定した値から変更することもできる。一例として、当初の所定の値Ｎを３００と仮定する。その場合、試験回数３００回でソケット検査工程が実行される。検査実行で不良部分なしと判断した場合は、Ｎの値を例えば１０％増加した値（３００＋３０）に更新する。逆に、検査実行で不良部分ありと判断した場合は、Ｎの値を例えば２０％減少した値（３００−６０）に更新する。これにより、ソケット検査工程の実行頻度を最適化することができ、その結果、デバイス試験のスループットの低下を最小限に抑えることができる。また、所望により、コンタクト試験で不良が発生した場合にも、Ｎの値を例えば１０％減少した値（３００−３０）に更新するようにしてもよい。

以上のようにしてソケット検査の動作を行うハンドラ１０によれば、ソケット３０１ａにおけるコンタクトピン３０１ｂの抜け、半田転移等によるコンタクトピン３０１ｂの汚れ、コンタクトピン３０１ｂの摩耗・変形、半田ボール等の異物の存在等の不良を自動的に検出することができるため、ソケット３０１ａを定期的にテストヘッド３００から取り外して顕微鏡等で観察する必要がなく、したがって試験中断時間の短縮化を図り、ＩＣデバイスの試験効率、ひいては生産性を向上させることができる。また、コンタクトピン３０１ｂの不具合に伴って、本来は良品デバイスであるものを不良品として判定してしまうこと、あるいは良品デバイスを不良品化してしまうことを的確に解消することができ、電子部品試験装置１における試験品質の向上を図ることが可能となる。

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。

例えば、上記実施形態に係るハンドラ１０では、ＩＣデバイスの試験回数に基づいてソケット検査を行うようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、試験におけるコンタクト不良回数をカウントし、そのカウントしたコンタクト不良回数が所定の値以上になったときにソケット検査を行うようにしてもよい。なお、コンタクト不良の情報は、ＩＣデバイスの試験の結果から取得することが可能である。所定の値は、例えば、ソケット３０１ａに不良が発生している蓋然性が高いタイミングを想定して設定することが可能である。これにより、ソケット３０１ａの検査を効率良く行うことができる。

また、上記実施形態に係るハンドラ１０では、一例として撮像装置３１４を４個設けたが、他の構成例として、２つの可動ヘッド部３１２の一方のみに撮像装置３１４を設ける構成にしてもよい。また、可動ヘッド部３１２とは別に、独立した移動機構に１個の撮像装置３１４を設けて、当該撮像装置３１４をＸ軸／Ｙ軸方向に移動させて各ソケット３０１ａを撮像するような構成にしてもよい。

また、所望により、上述したＳＴＥＰ０４とＳＴＥＰ０５との間に、ピン間の絶縁抵抗の検査工程を追加してもよい。例えば、各コンタクトピン３０１ｂ間の絶縁抵抗を全ピンについて順次測定し、所定の抵抗値以下（例えば１０ＭΩ以下）を検出した場合には、絶縁不良の警報を外部に通知するようにしてもよい。これによれば、隣接するコンタクトピン３０１ｂ間で半田クズ等の介在で絶縁不良が発生していることを検出することができる。その結果、本来は良品デバイスであるものを不良品として判定してしまう問題を解消することができる。

また、ソケット３０１ａのコンタクトピン３０１ｂをクリーニングすることのできるクリーニング装置（例えば機械的なブラシ機構や空気圧によるゴミ等の飛散除去装置）をハンドラ１０が装備している場合には、ＳＴＥＰ１３の後、少なくとも不良を検出したソケット３０１ａ又はコンタクトピン３０１ｂに対してクリーニング処理を実行し、そのクリーニング処理後に再度ＳＴＥＰ０５へ進んで、不良が解消されたか否かの処理ルーチンを少なくとも１回実行することが好ましい。これによれば、ソケット上のゴミ等に起因する軽微な不良状態を回復させることができる場合があるため、電子部品試験装置１の稼働率を向上させることができる。

また、上記実施形態では、一例として、ＳＴＥＰ１５で警報装置を作動させた後、ＩＣデバイスの搬送・試験を停止するようにしたが、良品ソケットに対してだけは継続して試験を実施するようにしてもよい。例えば、検出された不良ソケット位置に対応するローダ用バッファ部５０２の凹部５０２ｃにはＩＣデバイスを搭載しないようにし、良品ソケット位置に対応する凹部５０２ｃにはＩＣデバイスを搭載するようにして、吸着・搬送を制御してもよい。この場合であっても、不良ソケットに対する警報通知は行うことが好ましい。これにより、デバイス試験を停止することなく、有効な良品ソケットのみで継続的に試験を行うことができるため、電子部品試験装置１の稼働率を向上させることができる。

また、画像表示装置は、ハンドラ１０の近傍又はネットワーク上の集中管理センターに設けられてもよい。この場合、不良検出手段によって検出した不良部位を示す情報を当該画像表示装置に表示してもよい。例えば、ソケット３０１ａの基準画像又はソケット３０１ａのピンレイアウトやピン番号を表示し、その表示に対応させて、不良部位の位置関係が判るように、当該不良部位の画像（着色画像、輪郭画像、強調画像等）を重ね合わせて表示（オーバレイ表示）したり、または両者を交互に切り換えて表示してもよい。さらに所望により、不良部位を指示するカーソルやマーカーをソケット３０１ａを画面上に表示して、オペレータが指示したポイントのピン番号やソケットのＸＹ位置情報を数値表示したり、不良部位を部分的に拡大表示するようにしてもよい。これによれば、一目瞭然に不良部位の状況を把握することができる。

本発明の電子部品ハンドリング装置は、手作業による外観検査を必要とすることなく、ソケットの不良を自動的に検出するのに有用である。

Claims (11)

1. 電子部品の電気的特性を試験するために、電子部品をコンタクト部のソケットに搬送し、当該ソケットに電気的に接続させるための電子部品ハンドリング装置であって、
   ソケットを撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置により撮像して取得した、基準となるソケットの画像データである基準画像データを記憶する記憶装置と、
   前記撮像装置による撮像によって検査対象としてのソケットの画像データである検査画像データを取得するとともに、前記記憶装置から基準画像データを読み出し、当該基準画像データと前記検査画像データとの比較から、検査対象としてのソケットの不良を検出する不良検出手段と
   を備えたことを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
2. 前記電子部品ハンドリング装置は、警報装置をさらに備えており、前記不良検出手段によって検査対象としてのソケットに不良が検出されたときに、前記警報装置を作動させることを特徴とする請求項１に記載の電子部品ハンドリング装置。
3. 前記電子部品ハンドリング装置は、電子部品の試験回数をカウントするカウント手段をさらに備えており、前記撮像装置は、前記カウント手段によってカウントした試験回数が所定の値以上になったときに、検査対象としてのソケットを撮像することを特徴とする請求項１に記載の電子部品ハンドリング装置。
4. 前記電子部品ハンドリング装置は、試験におけるコンタクト不良回数をカウントするカウント手段をさらに備えており、前記撮像装置は、前記カウント手段によってカウントしたコンタクト不良回数が所定の値以上になったときに、検査対象としてのソケットを撮像することを特徴とする請求項１に記載の電子部品ハンドリング装置。
5. 前記不良検出手段は、前記基準画像データ及び前記検査画像データについて差分処理を行って差画像データを生成し、前記差画像データについてしきい値処理を行うことにより、検査対象としてのソケットの不良を検出することを特徴とする請求項１に記載の電子部品ハンドリング装置。
6. 前記不良検出手段は、前記差分処理を行う前に、前記検査画像データに合わせて前記基準画像データの画素値補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の電子部品ハンドリング装置。
7. 前記電子部品ハンドリング装置は、被試験電子部品を保持し前記ソケットに押し付けることのできる搬送装置をさらに備えており、
   前記撮像装置は、前記搬送装置に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品ハンドリング装置。
8. 電子部品の電気的特性を試験するために、電子部品をコンタクト部のソケットに搬送し、当該ソケットに電気的に接続させるための電子部品ハンドリング装置であって、
   ソケットの全コンタクトピンを撮像する撮像装置と、
   当初のソケットの全コンタクトピンを撮像して基準画像データとして保存し、所定の回数の試験の都度、ソケットの全コンタクトピンを撮像して検査画像データとし、前記基準画像データと前記検査画像データとに基づいてソケットの不良を検出する不良検出手段と、
   を備えることを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
9. 前記不良検出手段は、前記基準画像データ側の明度と、前記検査画像データ側の明度とが略同一となるように明度補正した後、両者の対応する画素位置の明度差を求め、前記で求めた明度差が所定のしきい値を超える画像部分の存在の有無に基づいて、当該ソケットの不良判別を行う、ことを特徴とする請求項１又は８に記載の電子部品ハンドリング装置。
10. 前記不良検出手段がソケットの不良を検出したときに、当該不良ソケットに対する電子部品の搬送を除外し、他の正常なソケットに対しては電子部品を搬送し試験を続行する、ことを特徴とする請求項１又は８に記載の電子部品ハンドリング装置。
11. 前記電子部品ハンドリング装置は、表示装置をさらに備え、
    前記表示装置にソケットの画像を表示し、
    前記不良検出手段によって検出した不良を示す情報を、前記ソケットの画像の不良部位に対応する位置に重ね合わせて表示する、
    ことを特徴とする請求項１又は８に記載の電子部品ハンドリング装置。
    

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