JPH115629A - 半導体デバイステスト用ハンドラシステムのピックアンドプレース装置 - Google Patents

半導体デバイステスト用ハンドラシステムのピックアンドプレース装置

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JPH115629A
JPH115629A JP10084196A JP8419698A JPH115629A JP H115629 A JPH115629 A JP H115629A JP 10084196 A JP10084196 A JP 10084196A JP 8419698 A JP8419698 A JP 8419698A JP H115629 A JPH115629 A JP H115629A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カスタマトレイから半導体デバイスをテスト
トレイに移動する間に、半導体デバイスの精密な方向決
めを行ってタックタイムを縮められる半導体デバイステ
スト用ハンドラシステムのピックアンドプレース装置を
提供する。 【解決手段】 フレーム104と、フレーム104内に
設けられた可動プレート114と、可動プレート114
を昇降させるための第1シリンダ107と、可動プレー
ト114の昇降に応じて昇降される多数の第2シリンダ
112と、カスタマトレイ110内に納められた被テス
ト用半導体デバイス109をピックアップするための多
数の真空吸着機111と、真空吸着機111によりピッ
クアップされた半導体デバイスの精密な方向決めのため
に真空吸着機111を整列させる整列手段と、前記整列
手段により整列され真空吸着機111から分離された前
記半導体デバイスを方向決めするための方向決め手段
と、を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイステ
スト用ハンドラシステムのピックアンドプレース装置に
係り、特にカスタマトレイ(customer tray)からピッ
クアップされた多数の半導体デバイスをテストトレイに
移送する間に、半導体デバイスをハンドラシステムに対
して正しい位置に置く、いわば方向決め(orienting)
をして半導体デバイスのテスト時間を短縮できる半導体
デバイステスト用ハンドラシステムのピックアンドプレ
ース(pick−and−place)装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子産業界では、集積回路及び半導体チ
ップなどのような電子部品の低廉化及び小型化が求めら
れつつある。かかる電子部品の生産性を高め、費用を節
減するための方法のうち一つは、多量の電子部品を同時
にテストすることによりテスト速度を向上させることで
ある。
【0003】かかる半導体デバイスをテストするために
ハンドラシステムが使用されている。半導体デバイステ
スト用ハンドラにおいて被測定用半導体デバイスをテス
トする際、多数個の半導体デバイスを納めたトレイが一
つの単位で移送される。ここで、ユーザー側の半導体デ
バイスを入出力する際使用されるトレイをカスタマトレ
イと言い、ハンドラ内で使用される標準トレイをテスト
トレイと称する。被測定用半導体デバイスの供給及び排
出時にカスタマトレイとテストトレイとの間において被
測定用半導体デバイスの搬送が行われる。
【0004】図1には、アメリカ合衆国特許第5,30
7,011号に開示されているハンドラシステムにより
行われる半導体デバイスのテスト過程が示されている。
【0005】テストされる半導体デバイスを納めるカス
タマトレイはマガジン(magazine)上に積載されてお
り、このマガジンは昇降機により上昇する。ロードキャ
ッチャ(load catcher)は上昇したマガジンからカスタ
マトレイをピックアップしてバッファ(buffer)に載置
する。カスタマトレイはバッファからロードステージ
(load stage)に移送され、ロードピックアンドプレー
ス装置はカスタマトレイに納められている半導体デバイ
スをピックアップする。
【0006】ロードピックアンドプレース装置は半導体
デバイスをプレサイザ(precisor)に供給し、プレサイ
ザは半導体デバイスのテストに必要な精密な方向決めを
行う。プレサイザにより正確に位置された半導体デバイ
スは、再びロードピックアンドプレース装置によりピッ
クアップされ、テストトレイ上に置かれる。テストトレ
イはソークチャンバ(soak chamber)に移送され、半導
体デバイスはソークチャンバを通過しつつテストヘッド
(test head)により検査される。
【0007】テストされた半導体デバイスを納めるテス
トトレイはアンソークチャンバ(unsoak chamber)を通
して環境適応を経て、テストトレイ上に置かれた半導体
デバイスはアンロードピックアンドプレース装置により
ピックアップされる。アンロードピックアンドプレース
装置は半導体デバイスをアンロードステージ(unloadst
age)上に積載されたカスタマトレイ上に置き、カスタ
マトレイはそのテスト結果に応じて分類され分類マガジ
ンに積載される。このような過程を経て半導体デバイス
がテストされ、テスト結果に応じて分類される。
【0008】しかし、前述したような従来のハンドラシ
ステムは、ロードピックアンドプレース装置がテストト
レイに半導体デバイスを供給する前に別途のプレサイザ
により精密な方向決めを行う過程を経るので、半導体デ
バイスのテストに長時間かかる問題点がある。
【0009】詳述すれば、ロードピックアンドプレース
装置は半導体デバイスをピックアップし、テストトレイ
について半導体デバイスを正確に位置させるようプレサ
イザに半導体デバイスを位置させた後、プレサイザから
半導体デバイスを再びピックアップし、テストトレイ上
に半導体デバイスを正確に位置させるなどの多数の工程
を行う。したがって、タックタイム(tack time)が長
く所要される問題点がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前述
した問題点を解決するための案出されたもので、その目
的はカスタマトレイから半導体デバイスをピックアップ
してテストトレイに移動する間に、ピックアップされた
半導体デバイスの精密な方向決めを行ってタックタイム
を縮められる半導体デバイステスト用ハンドラシステム
のピックアンドプレース装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の目的
は、フレームと、前記フレーム内に設けられた可動プレ
ートと、前記可動プレートを昇降させるための昇降シリ
ンダと、前記可動プレートに連結され、前記可動プレー
トの昇降に応じて昇降される多数の真空吸着機シリンダ
と、前記真空吸着機シリンダに連結されることにより昇
降され、カスタマトレイ内に納められた被テスト用半導
体デバイスをピックアップするための多数の真空吸着機
と、前記真空吸着機によりピックアップされた半導体デ
バイスの精密な方向決めのために前記真空吸着機を整列
させる整列手段と、前記整列手段により整列され真空吸
着機から分離された前記半導体デバイスを方向決めする
ための方向決め手段と、を含むことを特徴とする半導体
デバイステスト用ハンドラシステムのピックアンドプレ
ース装置を提供することにより達成される。
【0012】望ましくは、前記整列手段は、前記真空吸
着機が連結され、その長手方向に沿って伸長及び収縮さ
れ前記真空吸着機間の距離を変える展開部と、前記展開
部を伸長及び収縮させる伸縮シリンダと、を含む。
【0013】前記展開部は、互いについて相対的に回動
できるようジグザグ形に連結された多数のリンクを含
む。また、前記展開部は、前記可動プレートに形成され
た溝に納められるローラを備え、前記溝は前記展開部の
伸長及び収縮時前記ローラと前記リンクの移動をガイド
する。
【0014】一方、前記方向決め手段は、前記フレーム
に摺動自在に設けられ、カムフォロアをそれぞれ備える
一対の可動部材と、前記可動部材を相互接近する方向に
加圧するバネと、前記可動部材の間に設けられ、前記カ
ムフォロアが接するカム面を備えるカム部材と、前記カ
ム部材に連結され、前記カム部材の駆動により前記可動
部材を移動させる方向決めシリンダと、前記可動部材に
連結され、前記可動部材の移動により相互接近及び離隔
される一対の棒部材と、を含む。
【0015】前記一対の棒部材にはこれらが相互接近さ
れた状態で前記真空吸着機から分離された半導体デバイ
スを納めて方向決めするための方向決め溝が形成されて
いる。
【0016】前記方向決め溝の上部には、前記半導体デ
バイスを前記方向決め溝の内にガイドするための傾斜面
が形成される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい実施の形態を詳述する。図2は、本発明に
よる半導体デバイステスト用ハンドラシステムのピック
アンドプレース装置の斜視図であり、図3は、図2の正
面図である。
【0018】本発明による半導体デバイステスト用ハン
ドラシステムのピックアンドプレース装置100は、X
軸(水平方向)及びY軸(垂直方向)に沿って駆動され
うる。X軸による移動のためのX軸駆動システム(Y軸
駆動システムは図示せず)は、X軸支持台101に設け
られたガイドレール102、ガイドレール102に沿っ
て移動するガイドブロック103を含む。ガイドブロッ
ク103は、連結部材106及びタイミングベルト(図
示せず)によりそれと連結されたX軸駆動モータ(図示
せず)により駆動される。X軸支持台101はY軸駆動
システムに連結されY軸に沿っても駆動され、よってピ
ックアンドプレース装置100はX軸及びY軸に沿って
駆動される。
【0019】連結部材106の下部には板状のフレーム
部材(フレーム)104が設けられており、前面には昇
降シリンダ107(以下、第1シリンダと称する)が設
けられている。フレーム部材104の両側部には一対の
側壁部材105が設けられている。フレーム部材104
の一部には、第1シリンダ107のピストンロッド10
7aが貫通する切開部115が形成されている。
【0020】第1シリンダ107のピストンロッド10
7aの下部には、ブラケット116が連結されている。
ブラケット116はピストンロッド107aに沿って摺
動自在になる。ピストンロッド107aには、ブラケッ
ト116をピストンロッド107aの下端部側に弾性加
圧する緩衝バネ113が配置されている。この緩衝バネ
113は第1シリンダ107の上昇下降作動時に発生す
るショックを吸収する。
【0021】ブラケット116の下部には、一対の連結
ロッド117が下向き延伸されている。ブラケット11
6は連結ロッド117によりその下部にある可動プレー
ト114に連結される。従って、可動プレート114は
第1シリンダ107の作動により昇降することになる。
側壁部材105は可動プレート114の昇降を案内す
る。
【0022】可動プレート114の下部には、ガイドレ
ール127aを備えたガイドバー127が可動プレート
114と所定の間隔をあけて設けられている。可動プレ
ート114とガイドバー127は相互固定されている。
これにより、第1シリンダ107により可動プレート1
14が下降すれば、ガイドバー127は可動プレート1
14と共に下降する。
【0023】ピックアンドプレース装置100の下部に
は下部板108が設けられており、下部板108には多
数の位置決めピン130が設けられている。位置決めピ
ン130は下部板108の下降時ハンドラシステムの本
体に接触する。位置決めピン130がハンドラシステム
の本体に接触されることにより、第1シリンダ107に
よる可動プレート114の下降作動が阻止される。これ
により、ピックアンドプレース装置100はその下部に
配置されたカスタマトレイ110から半導体デバイス1
09をピックアップするのに適した位置に正確に止まる
ことになる。
【0024】ガイドバー127に形成されたガイドレー
ル127aには、多数の支持部材118がガイドレール
127aの長手方向に沿って移動自在に設けられてい
る。支持部材118には多数の真空吸着機昇降シリンダ
(真空吸着機シリンダ)112(以下、第2シリンダと
称する)が設けられている。よって、可動プレート11
4の昇降によりガイドバー127が昇降すれば、支持部
材118に設けられた第2シリンダ112が昇降する。
【0025】第2シリンダ112のピストンロッド11
2aにはブラケット118aが連結されており、ブラケ
ット118aには真空吸着機111が固定されている。
ブラケット118aはピストンロッド112aに沿って
摺動自在になる。ピストンロッド112aには、ブラケ
ット118aをピストンロッド112aの下端部側に弾
性加圧する緩衝バネ112bが配置されている。この緩
衝バネ112bは第2シリンダ112の上昇下降作動時
に発生するショックを吸収する。第2シリンダ112は
ブラケット118aを昇降させることにより真空吸着機
111を昇降させる。真空吸着機111は、第2シリン
ダ112により下降した状態でカスタマトレイ110上
に置かれている半導体デバイス109を吸着する。
【0026】支持部材118は図4及び図5に示した通
り、ピックアンドプレース装置100の前方及び後方に
交互に配置される。支持部材118の上部は図3に示し
た通り、展開部121に連結されている。展開部121
は可動プレート114とガイドバー127との間に配置
される。
【0027】展開部121は多数のリンク119より構
成されている。リンク119は各端部が異なるリンク1
19と連結ピン120により相互回動自在にジグザグ形
に連結されており、かかるジグザグ形に連結されたリン
ク119の中央部が相互回動自在に結合され展開部12
1が構成される。これにより、展開部121はその長手
方向に沿って伸長及び収縮自在になる。展開部121は
伸縮用シリンダ(伸縮シリンダ)122(以下、第3シ
リンダと称する)によりその長さが伸長及び収縮され
る。
【0028】かかる展開部121の伸縮運動を図面に基
づきさらに具体的に説明すれば、第3シリンダ122の
ピストンロッド122aの端部には連結片124が設け
られ、連結片124は可動プレート114に形成された
長孔125を介して展開部121の中間部に設けられた
ピン123と連結される。
【0029】支持部材118は展開部121を構成する
リンク119が交差する支点120aに連結される。支
持部材118は相互間に引張バネ126により連結され
ており、これにより展開部121の揺動が防止される。
【0030】展開部121は可動プレート114の中央
の下部に形成されたガイド溝(溝)128に納められた
一対のローラ129に連結されている。展開部121の
伸縮運動時、ローラ129はリンク119の回動により
相互接近または離隔され、ローラ129の移動はガイド
溝128により案内される。これにより、展開部121
の伸長及び収縮が効率よく行われる。
【0031】第3シリンダ122のピストンロッド12
2aが前進すれば、展開部121は図4に示された通り
伸長される。これにより、支持部材118及び支持部材
118に固定された第2シリンダ112がガイドバー1
27に沿って相互間の間隔が広まるよう展開され、第2
シリンダ112が展開されることにより真空吸着機11
1間の間隔も広まる。
【0032】また、支持部材118が展開された状態で
第3シリンダ122のピストンロッド122aが退け
ば、展開部121は図5に示した通り収縮される。これ
により、支持部材118はガイドバー127に沿って相
互間の間隔が狭くなるよう移動され、真空吸着機111
間の間隔も狭くなる。
【0033】本発明による半導体デバイステスト用ハン
ドラシステムのピックアンドプレース装置100は、ピ
ックアップされた多数の半導体デバイス109をカスタ
マトレイからテストトレイに運搬する途中に方向決めす
るための手段を備えている。
【0034】かかる方向決め手段は、図面に示した通
り、一対の可動部材133、方向決めシリンダ136、
カム部材134、及びプレサイザ138を含む。
【0035】可動部材133は支持板131に設けられ
たガイドレール140に沿って摺動自在に設けられる。
各可動部材133はカムフォロア132を備えている。
可動部材133は引張バネ(バネ)141により相互接
近する方向に弾性力を受ける。
【0036】方向決めシリンダ136は支持板131に
固定されている。方向決めシリンダ136のピストンロ
ッド136aとカム部材134は連結部材150により
連結されている。従って、方向決めシリンダ136が作
動すれば、カム部材134が支持板131に対して昇降
運動を行う。
【0037】カム部材134は可動部材133に設けら
れたカムフォロア132に接触するカム面135を有す
る。カム部材134が昇降運動すれば、可動部材133
は開閉動作を行う。
【0038】プレサイザ138は可動部材133の下部
に連結されている。支持板131と下部板108との間
には溝139が形成されており、プレサイザ138は可
動部材133の水平移動時、溝139内で水平方向に移
動する。
【0039】図6に示した通り、プレサイザ138は多
数の方向決め溝137が形成される一対の棒部材138
a,138bより構成され、方向決め溝137は展開部
121により展開された真空吸着機111の位置に応ず
る位置に形成される。方向決め溝137は所定の角度に
傾いた傾斜面142を有する。この傾斜面142により
半導体デバイス109が方向決め溝137に容易に納め
られる。
【0040】カム部材134のカム面135は上部の狭
幅部と下部の広幅部とを有し、上部の幅はプレサイザ1
38の棒部材138a,138bが互いに接近した時方
向決め溝137に半導体デバイス109が載置されうる
サイズを有する。
【0041】方向決めシリンダ136の作動によりカム
部材134が上下に移動すれば、可動部材133はカム
フォロア132と引張バネ141により相互接近及び離
隔を繰り返す往復動を行う。可動部材133に連結され
た棒部材138a,138bは、可動部材133の往復
動により半導体デバイス109を方向決めするサイズに
相互接近したり半導体デバイス109が通過するサイズ
に相互離隔することになる。
【0042】前述したような構成を有する本発明による
半導体デバイステスト用ハンドラシステムのピックアン
ドプレース装置の作動について説明すれば次の通りであ
る。まず、カスタマトレイ110に納められた半導体デ
バイス109をピックアップするために、第1シリンダ
107が作動して可動プレート114を下降させる。こ
れにより、ガイドバー127と下部板108とが下降す
る。また、ガイドバー127に設けられた支持部材11
8及び支持部材118に固定された第2シリンダ112
も下降する。位置決めピン130により可動プレート1
14の下降が阻止されれば、第1シリンダ107の作動
が止まる。
【0043】この際、展開部121は真空吸着機111
間の距離がカスタマトレイ110に納められた半導体デ
バイス109間の距離と一致するよう収縮されている。
この状態で第2シリンダ112が作動して、真空吸着機
111を半導体デバイス109の上部へ下降させる。
【0044】真空吸着機111が半導体デバイス109
の真上に下降すれば、真空吸着機111はカスタマトレ
イ110に納められた半導体デバイス109をピックア
ップし、第2シリンダ112は半導体デバイス109を
ピックアップした真空吸着機111を上昇させる。それ
から、第1シリンダ107は可動プレート114を上昇
させると共に第2シリンダ112を上昇させる。
【0045】このように半導体デバイス109が真空吸
着機111によりピックアップされ、所定の位置に上昇
すれば、ピックアンドプレース装置100はY軸(垂直
方向)に沿ってテストトレイに移動する。テストトレイ
に移動する間、第3シリンダ122は展開部121を伸
長させ展開部121に連結された支持部材118を展開
させる。これにより、真空吸着機111は相互間の距離
が離隔されるよう移動され、真空吸着機111にピック
アップされた多数の半導体デバイス109がプレサイザ
138に形成された多数の方向決め溝137にそれぞれ
一致するよう配置される。
【0046】それから、方向決めシリンダ136が作動
してカム部材134を下降させる。カム部材134が下
降すれば、可動部材133は引張バネ141により互い
に接近し、可動部材133の下部にそれぞれ連結される
プレサイザ138の棒部材138a,138bも所定の
距離に互いに接近することになる。
【0047】棒部材138a,138bが所定距離に接
近すれば、真空吸着機111は真空吸着を中止すると共
に空気を噴出し、これにより半導体デバイス109は傾
斜面142に沿って方向決め溝137内に落下される。
かかる作動によりテストトレイでテストされる多数の半
導体デバイス109の方向決め作業がなされる。
【0048】半導体デバイス109の方向決め作業が完
了すれば、第2シリンダ112の作動により真空吸着機
111が再び下降する。真空吸着機111はプレサイザ
138に載置された半導体デバイス109をその真空力
により再びピックアップする。真空吸着機111により
半導体デバイス109がピックアップされれば、第2シ
リンダ112の作動により真空吸着機111が再び上昇
する。ピックアンドプレース装置100がテストトレイ
上の所定の位置に移動すれば、真空吸着機111は第2
シリンダ112の作動によりテストトレイに下降し、半
導体デバイス109をテストトレイに載置する。
【0049】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ピ
ックアンドプレース装置が半導体デバイスをカスタマト
レイからテストトレイに運搬する間ピックアンドプレー
ス装置内で半導体デバイスの方向決めが完了されるの
で、従来のハンドラシステムに比べて、略20%程のタ
ックタイムが短縮される。
【0050】以上では本発明を特定の望ましい実施の形
態について示しかつ説明したが、本発明は前述した実施
の形態に限らず、特許請求の範囲で請求する本発明の要
旨を逸脱せず当該発明の属する分野で通常の知識を持つ
者ならだれでも多様な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のハンドラシステムによる半導体デバイ
スのテスト過程を示す概略図である。
【図2】 本発明によるハンドラシステムのピックアン
ドプレース装置の斜視図である。
【図3】 図2の正面図である。
【図4】 図2に示したピックアンドプレース装置の展
開部の伸長状態を示した平面図である。
【図5】 図2に示したピックアンドプレース装置の展
開部の収縮状態を示した平面図である。
【図6】 図2に示したピックアンドプレース装置内の
プレサイザの拡大斜視図であって、プレサイザ上に配置
された半導体デバイスを示した図である。
【符号の説明】
100 ピックアンドプレース装置 101 X軸支持台 102 ガイドレール 103 ガイドブロック 104 フレーム部材 106 連結部材 107 昇降シリンダ 107a ピストンロッド 110 カスタマトレイ 111 真空吸着機 112 真空吸着機昇降シリンダ 114 可動プレート 116 ブラケット 117 連結ロッド 119 リンク 121 展開部 122 伸縮用シリンダ 127 ガイドバー 128 ガイド溝 129 ローラ 132 カムフォロア 133 可動部材 134 カム部材 135 カム面 136 方向決めシリンダ 137 方向決め溝 138a 棒部材 138b 棒部材 141 引張バネ 142 傾斜面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームと、 前記フレーム内に設けられた可動プレートと、 前記可動プレートを昇降させるための昇降シリンダと、 前記可動プレートに連結され、前記可動プレートの昇降
    に応じて昇降される多数の真空吸着機シリンダと、 前記真空吸着機シリンダに連結されることにより昇降さ
    れ、カスタマトレイ内に納められた被テスト用半導体デ
    バイスをピックアップするための多数の真空吸着機と、 前記真空吸着機によりピックアップされた半導体デバイ
    スの精密な方向決めのために前記真空吸着機を整列させ
    る整列手段と、 前記整列手段により整列され真空吸着機から分離された
    前記半導体デバイスを方向決めするための方向決め手段
    と、を含むことを特徴とする半導体デバイステスト用ハ
    ンドラシステムのピックアンドプレース装置。
  2. 【請求項2】 前記整列手段は、 前記真空吸着機が連結され、その長手方向に沿って伸長
    及び収縮され前記真空吸着機間の距離を変える展開部
    と、 前記展開部を伸長及び収縮させる伸縮シリンダと、を含
    むことを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイステ
    スト用ハンドラシステムのピックアンドプレース装置。
  3. 【請求項3】 前記展開部は、 互いについて相対的に回動できるようジグザグ形に連結
    された多数のリンクを含むことを特徴とする請求項2に
    記載の半導体デバイステスト用ハンドラシステムのピッ
    クアンドプレース装置。
  4. 【請求項4】 前記展開部は、 前記可動プレートに形成された溝に納められるローラを
    備え、前記溝は前記展開部の伸長及び収縮時前記ローラ
    と前記リンクの移動をガイドすることを特徴とする請求
    項3に記載の半導体デバイステスト用ハンドラシステム
    のピックアンドプレース装置。
  5. 【請求項5】 前記方向決め手段は、 前記フレームに摺動自在に設けられ、カムフォロアをそ
    れぞれ備える一対の可動部材と、 前記可動部材を相互接近する方向に加圧するバネと、 前記可動部材の間に設けられ、前記カムフォロアが接す
    るカム面を備えるカム部材と、 前記カム部材に連結され、前記カム部材の駆動により前
    記可動部材を移動させる方向決めシリンダと、 前記可動部材に連結され、前記可動部材の移動により相
    互接近及び離隔される一対の棒部材と、を含み、 前記一対の棒部材にはこれらが相互接近された状態で前
    記真空吸着機から分離された半導体デバイスを納めて方
    向決めするための方向決め溝が形成されていることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体デバイステスト用ハン
    ドラシステムのピックアンドプレース装置。
  6. 【請求項6】 前記方向決め溝の上部には、前記半導体
    デバイスを前記方向決め溝の内にガイドするための傾斜
    面が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の
    半導体デバイステスト用ハンドラシステムのピックアン
    ドプレース装置。
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