JP4999002B2 - 高低温化装置及び高低温化装置を備えたテストハンドラ - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置に対して各種の工程処理を施すテストハンドラの改良に係り、特に、半導体装置又は電子部品等のデバイスの高低温化を可能とするデバイスの高低温化装置及び高低温化装置を備えたテストハンドラに関する。

従来、半導体装置や電子部品等のデバイスの用途はオーディオ、テレビ、パソコン等、屋内で使用する機器が主体であったが、近年、自動車のＩＴ化に伴い自動車用として多種多用な用途で用いられるようになっている。そのため、自動車の使用する環境、極端な例では、砂漠地帯や北極圏等、主に高温下や低温下での使用に対応する性能が求められている。

半導体装置等のデバイスの構造は、シリコン基板上にアルミ配線等により構成されているペレット、それを搭載している基板（銅やガラエポ等）、それらを接続する配線（金、アルミ、半田等）、そして全体を保護する樹脂で構成されている。

上述のように半導体装置等のデバイスは様々な物質で構成されているが、それぞれ熱膨張係数、熱抵抗が異なり、常温時の特性と例えば砂漠などの高温下、北極圏などの低温下での特性が異なり、最悪の場合、高低温環境下において動作しない場合がある。そのため、自動車用途などデバイスに高い信頼性が求められる分野においては、通常の常温における電気特性検査（以下、単に「電気テスト」又は「テスト」ともいう。）に加え、高低温化でのテストが要求されている。

また、半導体装置等のデバイスは、上記の通り、積層される部品の性質により、熱膨張係数が異なるため、常温において組み立てた時点からの温度変化により、部品に含まれる物質がそれぞれ膨張し、最悪の場合には部品全体にクラック（ひび）が発生し機能しなくなることが考えられる。熱抵抗も部品を構成する物質の性質により異なるため、常温時に得た電気的特性が高低温下では得られなくなる場合がある。

そこで、例えば低温下での使用を想定して、チャンバ内で低温環境下においてＩＣの品質を検査を行うＩＣ用低温ハンドラが提案されている（特許文献１参照）。この技術は、装置を大型化することなく、チャンバ内を正圧に保ち湿分を含んだ外気がチャンバ内に混入しないように構成し、チャンバ内を低温環境下に保ちつつ、かつチャンバ内に流入する空気全体の湿分による装置の冷却部等への着霜を防止することを目的としたものである。

また、高温下での使用を想定し、リードフレームに装着された半導体装置のテスト位置に搬送するまでの間にレール状にヒータを設け、このレール状のヒータ上にテスト待ちの半導体装置を複数個並べることによって、ヒータで半導体装置を所望の温度に加熱することを可能とした技術が提案されている（特許文献２参照）。
特開平６−１４８２６８号公報 特開２００４−２１９２２６号公報

ところで、上述の高低温化テストでは、専用のテスト装置が必要である。また、一般に、高低温下を想定して半導体装置のテストを行う場合、そのテスト温度は、高温テストで少なくとも１００℃前後、低温テストの場合で−４０℃程度である。デバイスをこのような温度にするためには、少なくとも、数秒から数十秒の時間を要するため、全体としてテストハンドラ処理速度すなわち生産性が落ち、結果としてテストコストが上昇することとなっていた。

このように、高低温化テストには、コストと時間がかかるため、それに見合う高付加価値のデバイスに限定される傾向があった。しかし、汎用デバイスでも信頼性確保のために高温テストを行う必要が出ており、信頼性とコストおよび生産性を両立できる高低温テスト装置が求められていた。また、高温と常温テストが別々のテストハンドラを必要とする場合もあり、このような場合には、上述のような装置コストの上昇に加え、装置設置スペースにおいても、課題があった。

例えば、特許文献１及び２におけるテスト装置では、半導体装置を一列に整列し、順次加熱又は冷却して１個ずつテストする処理を行っているため、半導体装置を高温又は低温化させるソーク時間が、テスト時間に対して長いため、全体としての処理時間も長くなってしまっていた。また、このような特許文献１及び２の技術では、レールの長さ分のスペースが必要であり、装置構成の省スペース化という点で課題があった。

さらに、従来より用いられているＤＩＰ／ＳＩＰ（ピン挿入タイプ）のような半導体装置であれば、特許文献２のように搬送レール内に電気ヒータを入れて印加する方法が主であったが、近年のＳＭＤ（表面実装タイプ）の半導体装置では、製品搬送を搬送アーム等で行うため、測定部内を高温エアーブロー等で高温槽化して測定するほうが好ましい。

また、仮に種々の方法でデバイスを加熱して高温化したとしても、テストを行う際にデバイスを加熱又は保温することは行っていないため、折角デバイスを加熱したにも関わらず、テスト時には、所望の温度より低温化していることもあり、最も望ましい状態でのテストが必ずしも実現できていなかった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、高温テスト及び低温テストを実施するハンドラにおいて、半導体装置又は電子部品等のデバイスの高温化又は低温化を可能とし、装置全体の省スペース化並びに低コストで高速処理を実現したデバイスの高低温化装置及び高低温化装置を備えたテストハンドラを提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、半導体装置又は電子部品等のデバイスを受け取り、このデバイスを加熱又は冷却して各種工程処理を施す搬送装置へ順次受け渡す高低温化装置であって、モータの制御により間欠回転可能に設けられた円盤状の内輪と、前記内輪を覆うように設けられた覆いと、前記内輪に保持されたデバイスを加熱又は冷却する手段を備え、前記内輪は、その円盤状の面を垂直方向にして設けられ、外周面上にデバイスを複数保持し、間欠回転により保持したデバイスを搬送装置へと受け渡す受渡し位置から加熱又は冷却する位置へと移動させ一回転した後に受渡し位置に戻る保持部を備え、前記覆いは、前記内輪の受渡し位置に相当する位置に、デバイスが出入りするための孔を備えたことを特徴とする。

請求項７の発明は、搬送装置により半導体装置又は電子部品等のデバイスを搬送しながら、半導体装置又は電子部品等のデバイスの外観検査や電気特性検査等を経てデバイスをテーピング梱包する各種処理工程を行う工程処理部を備えたテストハンドラであって、前記搬送装置に設けられた保持機構からデバイスを受け取り、このデバイスを加熱又は冷却して前記保持機構へ順次受け渡す高温化又は低温化あるいはその両方の機能を備えた高低温化装置を、一工程処理部として備え、前記高低温化装置は、モータの制御により間欠回転可能に設けられた円盤状の内輪と、前記内輪を覆うように設けられた覆いと、前記内輪に保持されたデバイスを加熱又は冷却する手段を備え、前記内輪は、外周面上にデバイスを複数保持し、間欠回転により保持したデバイスを、前記搬送装置へと受け渡す受渡し位置から加熱又は冷却する位置へと移動させる保持部を備え、前記覆いは、前記内輪の受渡し位置に相当する位置に、前記保持機構が出入りするための孔を備えたことを特徴とする。

以上の態様によれば、円盤状の内輪の外周面上に複数のデバイスを保持する保持部を設け、搬送装置により搬送されるデバイスを順次受け取り、内輪の円周上を一回転させた上で、再度搬送装置に順次受け渡す。また、これを覆いにより、外部雰囲気と断熱するように覆うとともに、ヒータ等の加熱又は冷却手段を設ける。これにより、内輪の保持部に保持された複数のデバイスを、内輪の一回転する時間分、加熱又は冷却することができるとともに、内輪からは搬送装置へデバイスを一つずつ受け渡すことができるので、搬送装置への受渡しタイミングを遅らせることがない。また、内輪の円周上に設けられた保持位置に保持されるデバイスが内輪の円周上を一回転する間に、デバイスを所定の温度にするために必要な数秒から数十秒の時間を確保することができる。

また、内輪において、デバイスの保持部を円環状に配置することにより、例えば、平面状に収納レールを並列に並べて構成する場合に比べ、省スペース化が可能である。また、回転させるという簡単な作用により、１周する間にデバイスのソーク時間を十分確保することが可能である。
また、内輪の円盤状の面を垂直方向にして設けたことにより、高低温化装置を搬送装置の一工程処理部とした場合に、左右方向（Ｘ−Ｙ平面方向）のスペースを省略することができ、他の工程処理部に干渉せず装置を設置することができるようになる。

さらに、従来のレールにデバイスを保持し、これを順次加熱し、受け渡すような構成に比較し、高温テストのために新たにテストハンドラを用意するような必要もなく、一般的なテストハンドラの一工程処理部として組み込むことが可能となるので、装置設置の省スペース化とともに、装置コストを安価に抑えることができるようになる。

請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記内輪は、その円盤状の面を垂直方向にして設けられたことを特徴とする。

以上のような態様では、内輪の円盤状の面を垂直方向にして設けたことにより、高低温化装置を搬送装置の一工程処理部とした場合に、左右方向（Ｘ−Ｙ平面方向）のスペースを省略することができ、他の工程処理部に干渉せず装置を設置することができるようになる。

請求項１０の発明は、請求項７の発明において、前記内輪は、その円盤状の面を水平方向にして設けられたことを特徴とする。

以上のような態様では、大型のデバイスを搬送する場合に内輪及び覆いの面を垂直方向に設置した場合には、吸着ノズルで吸着しきれず落下する可能性があるが、水平に配置することによりそのようなことがなく、大型の品種に適した態様を提供することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記加熱手段は、前記覆いにヒータを設けることにより、この覆いをヒータブロックとして構成してなることを特徴とする。
以上の態様によれば、デバイスの加熱手段を内輪の外周に設けた覆いをヒータブロックとして構成することにより、内輪に保持されたデバイスの均一な加熱が可能となる。

請求項３の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷却手段は、前記覆いに冷却素子を備えることにより、この覆いを冷却ブロックとして構成してなることを特徴とする。
以上の態様によれば、冷却手段として、例えばペルチェ素子等の冷却素子を覆いに設け、覆いを冷却ブロックとして用いることにより、内輪に保持されたデバイスを冷却することが可能となる。このように、低温化装置を用いて常温又は冷却手段としてのペルチェ素子が発生する温度により常温以下の所望の温度に冷却することが可能となる。

請求項４の発明は、請求項１に記載の発明において、前記加熱手段は、前記内輪にヒータを設けることによりなることを特徴とする。
以上の態様によれば、内輪にヒータを設けることにより、内輪の外周上に保持されたデバイスを近い位置から加熱することができるようになる。

請求項５の発明は、請求項１に記載の発明において、前記保持部は、外周面上にデバイスを吸着保持するものであり、前記冷却手段は、この保持部による吸着保持によるデバイスと保持位置の間隙から流入する空気がデバイスの熱を奪うことによりなることを特徴とする。
以上の態様によれば、冷却手段として、デバイスの保持機構である吸着機構により、吸着保持によるデバイスと保持位置の間隙から流入する空気がデバイスの熱を奪うことにより行うことにより、低コストで装置を提供することが可能となる。

請求項６の発明は、請求項１に記載の発明において、前記覆いには、外部空気を覆い内に流入させる流入させる吹込み口が設けられ、前記冷却手段は、この吹込み口から常温又は冷却された空気を流入させることによりなることを特徴とする。
以上の態様によれば、例えば、高温化装置において熱せられたデバイスについて、低温化装置を用いて常温又は冷却エアの温度により常温以下の所望の温度に冷却することが可能となる。

請求項９の発明は、請求項７の発明において、前記搬送装置は、前記各種工程処理部を円周等配位置に備えたターンテーブルによりデバイスを水平方向に搬送するものであり、前記高低温化装置は、前記ターンテーブルの半径方向に対して前記円盤の面を平行にして設置されたことを特徴とする。

以上の態様によれば、テストハンドラのターンテーブルの円周等配位置には、複数のテスト工程処理装置が配置されるが、高低温化装置の内輪及び覆いの平面をターンテーブルの半径方向に対して面を平行にして設置することによって、隣接する工程処理装置と、干渉することがなく、装置の設置上、省スペース化が可能となる。

請求項１１の発明は、請求項７〜１０記載の発明において、前記高低温化装置における高温化機能として前記一工程処理部において用いる場合に、前記工程処理部より下流側の工程処理部として、電気特性検査部を備え、前記電気特性検査部は、前記保持手段により保持されたまま下降するデバイスの電極に接触してデバイスの電圧、電流、抵抗又は周波数を測定するコンタクトと、このコンタクト及び下降するデバイスを覆うように設けられた保温体と、この保温体を加熱するヒータとを備え、前記高低温化装置の高温化機能により加熱され、前記保持機構により前記電気特性検査部に搬送、下降されてくるデバイスを、前記保温体によって加熱することにより、このデバイスの温度低下を防止することを特徴とする。

以上のような態様では、ヒータからの熱の保温体への熱伝導により、加熱された保温体の熱は、さらに当該保温体の周辺空気を暖める。この結果、高低温化装置の高温化機能により加熱されたデバイスは、高低温化装置から電気特性検査部搬送中に、温度が低下する可能性があるが、保温体による加熱により、このような温度低下を防止することが可能となる。これにより、電気測定検査における高温測定を、所望の温度精度により行うことができ、より精度の高い電気測定検査を行うことが可能となる。

以上のような本発明によれば、高温テスト及び低温テストを実施するハンドラにおいて、半導体装置又は電子部品等のデバイスの高温化又は低温化を可能とし、装置全体としての省スペース化および高速処理を実現したデバイスの高低温化装置及び高低温化装置を備えたテストハンドラを提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、本実施形態とする）を、図１〜図４を参照して説明する。ここで、本実施形態の高低温化装置とは、その実施態様として高温化装置と低温化装置とを含むものであり、後述するように高温化装置と低温化装置とは凡その機械的構成は同様であり、高温化のためにヒータを備えるか、あるいは低温化のために冷却手段を備えるかの相違を有するものである。

［１．本実施形態］
（１）構成の概要
まず、本実施形態の高低温化装置の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の高低温化装置をその一工程処理装置として含むテストハンドラの平面図（ａ）と側面模式図（ｂ）である。

本実施形態では、１つのテストハンドラの工程処理装置として、半導体装置や電子部品等のデバイスを高温化する高温化装置と、デバイスを低温化、又は高温化されたデバイスを常温化する低温化装置とが異なる位置に設けられている。また、高温化装置の下流側に設けられた高温測定を行う位置に、高温化されたデバイスの温度を維持するための保温テスト装置が設けられている。

なお、本実施形態は最適な実施態様を示すものであり、他の実施態様として、テストハンドラの工程処理部に高温化装置又は低温化装置のみを用いて構成することも可能であり、低温化装置のみの場合には、高温測定の工程は省略されるから、上記保温テスト装置も用いないこととなる。また、高温化装置を伴う場合であっても、保温テスト装置は必須ではなく、デバイスの品種又は用途等に応じて、適宜組み合わせて用いることができるものである。

図１に示すように、本実施形態の高低温化装置１は、半導体装置や電子部品等のデバイスに対して各種工程処理を施すテストハンドラＨの円周等配位置に設けられた工程処理装置の一部をなす高温化装置１１と、低温化装置１２とからなる。また、同ハンドラＨの円周等配位置に設けられた工程処理装置の一部として、高温化装置１１によって高温化されたデバイスを保温しながら、電気特性検査を実行する保温テスト装置１３を備える。

より具体的には、パーツフィーダから整列搬送されるデバイスＣを、ターンテーブルＴの下方に伸びるように、円周等配位置に複数（ここでは、２２．５度間隔で１６個）設けられた吸着保持機構に、位置１においてピックアップされる。このターンテーブルＴは、図中時計回り方向に間欠回転するものであり、位置２においてデバイスの電極の極性チェックを外観カメラ等においてなされる外観検査工程処理装置が設けられ、位置３において極性の修正を行う反転工程処理装置が設けられている。なお、本実施形態では、ターンテーブルＴへの部品供給手段をパーツフィーダとしているが、これは部品供給手段の一例を示すに過ぎず、その他、例えばリードフレームでの供給、チューブ（スティック）供給、ウェーハ供給等、周知のあらゆる供給手段に代替可能である。

そして、位置４に本実施形態に係る高温化装置１１が設けられ、ここにおいて、吸着保持機構に保持されたデバイスが、所定の温度に加熱される。加熱されたデバイスは、再び吸着保持機構に保持され、位置５及び位置６において、加熱された状態で保温テスト装置１３において加熱された温度を維持しながら、電気テスト工程処理がなされる。

位置７には、本実施形態に係る低温化装置１２が設けられ、ここにおいて、吸着保持機構に保持され搬送されたデバイスが、加熱された温度から常温にまで冷却される。そして、常温のデバイスが、位置８及び位置９において、電気テストがなされる。なお、この低温化装置１ｂでは、デバイスを常温より冷却し冷却された状態で位置８及び位置９の電気テスト工程を施しても構わない。

以上のような電気テスト工程を終えたデバイスは、そのまま吸着保持機構に保持された状態で、従来と同様、反転工程処理装置（位置１０）、不良品を判別する外観検査処理部（位置１１）、不良品と良品とを複数分類しそのレベルに応じて分類してシュートする分類ソート工程処理装置（位置１２，１３）、良品を順次テープに梱包するテーピング工程処理装置（位置１４，１５）、テーピング梱包されなかったデバイスを廃棄する強制排出工程処理装置（位置１６）を経るようになっている。なお、これらの工程処理は、デバイスの用途や品種、ユーザの目的等により、適宜組み合わせて構成されるものであり、本発明において上記高低温化装置並びに保温テスト装置以外の処理装置については、一例を示すに過ぎず、本発明において必須の構成要素ではない。

（２）高低温化装置並びに保温テスト装置の構成及び作用効果
次に、高低温化装置並びに保温テスト装置の構成及び作用効果について、図２〜６を参照して説明する。

（２−１）高温化装置の構成
［構成１−ヒータの内輪配置］
図２に、本実施形態の高低温化装置の一実施例として高温化装置のヒータを内輪配置した構成を説明する。図２は、図１の平面図で示した高温化装置１１のＡ−Ａ’断面模式図（ａ）とＢ−Ｂ’断面模式図（ｂ）である。

図２に示すように、高温化装置１１は、全体形状がその軸方向（Ｂ−Ｂ’方向）が短尺の円筒形状であり、図中時計方向に回転可能に設けられた円盤状の内輪２１と、内部を空洞にしてその外周を覆うように設けられた覆い２２と、内輪におけるデバイスの吸着保持を制御するマニホールド２３とからなり、中心を軸としてシャフト２１ｅと図示しないモータにより間欠的に回転するように制御される。また、図１に示すように、高低温化装置１１の内輪２１及び覆い２２の平面をターンテーブルの半径方向に対して平行にして設置するようにしている。すなわち、従来より知られているテーピング装置のリールの向きと同様に設置したものである。

内輪２１は、円盤形状の外周面上に等間隔に半導体装置又は電子部品等のデバイスを保持する保持部２１ａとこの保持部２１ａの内周側に設けられたヒータ２１ｂとからなる。保持部２１ａは、その円周等配位置に保持位置２１ｃを複数（ここでは、１６箇所）備え、この保持位置２１ｃにおいてデバイスを通気路２１ｄを介して真空引きすることにより保持するようになっている。より具体的には、通気路２１ｄは、円の中心方向に向かって引き出された後、内輪の中心方向にあるヒータ直前で内輪２１の軸方向に向かって垂直に曲がって、後述のマニホールド２３の孔２３ａ又は溝２３ｂに当接して、これを介して接続されたバキューム機構によって真空吸着されるようになっている。

なお、この保持位置における真空吸着は最適な実施例を示すものであって、例えばデバイスを機械的に挟持するチャック機構等公知のあらゆる保持手段を採用可能であり、保持機構はデバイスの種類に応じて適宜選択されるべきものである。また、本実施形態では、説明の便宜上、保持位置２１ｃの数を１６箇所程度としているが、実際のデバイスは、実装面積が０．６ｍｍ×０．３ｍｍのいわゆる０６０３サイズから最大で縦横１０ｍｍ程度のものであり、０６０３サイズ等の小型電子部品の場合には、保持位置を１００個程度設けることが可能である。

また、内輪２１は、図示しないモータの制御により、ターンテーブルＴの回転と同期して、間欠的に回転しながら、吸着ノズルＮが下降し、保持位置２１ｃに達したところで、この吸着ノズルＮよりデバイスＤを受け取るようになっている。

ヒータ２１ｂは、内輪２１内部より赤外線を放射する加熱手段であり、加熱手段により放射される赤外線が直接的に、あるいは保持部２１ａを介して間接的にデバイスに伝導し、近い位置からデバイスを加熱することができるようになる。したがって、この場合、保持部２１ａは、熱伝導率の高い材料によって構成されるのが好ましい。

覆い２２は、上述のとおり、内部を空洞にしてその外周を覆うように設けられ、上部に吸着保持機構の吸着ノズルＮが出入りするための孔２２ａを備える。また、この実施例において覆い２２は、外部雰囲気と断熱しヒータ２１ｂから発生する熱を内部雰囲気中に保持するものである。

マニホールド２３は、図２（ｂ）及び（ｃ）に断面模式図を示すように、内輪２１と同軸円形からなり、内輪２１の背面に設けられている。なお、上述の通り、内輪２１は、軸部分のシャフト２１ｅと図示しないモータにより回転するが、このマニホールド２３は覆い２２に固定して設けられ、回転しない。

このマニホールド２３は、図２の（ｃ）に示すように、マニホールド２３には、孔２３ａ及び溝２３ｂが設けられており、この孔２３ａ及び溝２３ｂが継手２３ｃを通じて、デバイスを真空吸着するためのバキューム機構（図示せず）に接続されている。孔２３ａは、保持位置２１ｃのうち吸着ノズルＮから内輪２１がデバイスＤを受け取る位置である内輪２１の最上位置Ｐ１の通気路２１ｄから通じる円管であり、この孔２３ａは、図２（ｂ）に示すように、電磁弁Ｖに接続され、この電磁弁Ｖの制御により真空吸着と大気解放とを間欠的に繰り返すようになっている。なお、この真空吸着と大気解放との切替えタイミングは、吸着ノズルＮの下降及び上昇動作に同期するようにプログラムされている。

一方、溝２３ｂは、保持位置２１ｃのうち内輪２１の最上位置Ｐ１以外の保持位置２１ｃに位置する通気路２１ｄから通じる配管であり、その形状は、略馬蹄形で、最上位置Ｐ１の通気路２１ｄの部分だけ切欠けその他の通気路２１ｄをすべて覆う形状となっている。そして、この溝２３ｂの配管は、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、管２３ｃから継ぎ手２３ｄを介して図示しない真空吸着機構に接続され、常に真空吸着されるようになっている。

［構成２−ヒータの外周配置］
図３を用いて、本実施形態の高温化装置の他の実施形態の構成を説明する。図３の実施形態は、図２において内輪の内周側に配置したヒータを覆い２２として、ヒータブロック２２ｂと複数の円筒型ヒータ２２ｃが設けられている。このように、デバイスの加熱手段を内輪の外周に設けた覆い２２をヒータブロックとして構成することにより、内輪に保持されたデバイスの均一な加熱が可能となる。

なお、内輪のデバイス保持機構の構成及び回転するための構成は、図２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

（２−２）高温化装置の作用効果
以上のような構成からなる高温化装置１１の作用について、図１及び図４を参照してテストハンドラＨとの関連性とともに説明する。なお、図２の実施形態と図３の実施形態とは、上述のとおり加熱手段を内輪に配置するか覆いに配置するかの相違であり、実質的な作用は同様であるので、以下では、代表として図２の実施形態について説明する。

まず、図１に示す位置３において、反転処理を終えたデバイスＤ１は、ターンテーブルＴの回転により、位置４の高温化装置１１に搬送されてくる。図４（ａ）に示すように、吸着保持機構の吸着ノズルＮ１に保持されて位置４に搬送されてきたデバイスＤ１は、吸着ノズルＮが下降することにより、覆い２２の上部に設けられた孔２２ａより、高温化装置１１内に挿入される。吸着ノズルＮ１は、保持位置２１ｃに達したところで吸着を解除し、これによりデバイスＤ１が保持位置２１ｃに受け渡され、保持位置２１ｃにて真空引きにより保持される。

その後、図４（ｂ）に示すように、吸着ノズルＮ１は一端上昇して退避すると、内輪２１は図示しないモータの制御により吸着位置１つ分回転シフトする。ここで、図４（ｃ）に示すように、吸着ノズルＮ１は、再度下降し、すでに挿入され一回転終えたデバイスＤ２をピックアップする。

このとき、ターンテーブルＴは、工程処理位置１つ分回転シフトし、吸着ノズルＮ１は次工程である位置５（図１参照）の高温電気特性検査へデバイスＤ２を搬送する。一方、図４（ｄ）に示すように、高温化装置１１の設けられた位置４（図１参照）へは、吸着ノズルＮ２がデバイスＤ３を保持して移動してくる。そして、デバイスＤ２がピックアップされ空いた保持位置２１ｃに対して吸着ノズルＮ２が下降し、デバイスＤ３を挿入する。

以上のような本実施形態の高温化装置によれば、円盤状の内輪の円周等配位置に複数の保持位置を設け、この保持位置に保持されたデバイスを、テストハンドラの吸着保持機構より順次受け取り、内輪の円周上を一回転させた上で、再度吸着保持機構に順次受け渡す。また、これを覆いにより、外部雰囲気と断熱するように覆うとともに、内輪又は覆いにヒータ等の加熱手段を設ける。これにより、内輪の保持位置に保持された複数のデバイスを同時に加熱することができるとともに、内輪からはテストハンドラの吸着保持機構へデバイスを一つずつ受け渡すことができるので、テストハンドラへの受渡しタイミングを遅らせることがない。

また、内輪の円周上に設けられた保持位置に保持されるデバイスが内輪の円周上を一回転する間に、デバイスを所定の温度にするために必要な数秒から数十秒の時間を確保することができる。

内輪において、保持位置を円環状に配置することにより、例えば、平面状に収納レールを並列に並べて構成する場合に比べ、省スペース化が可能である。同様に、内輪の円盤状の面を垂直方向にして設けたことにより、高低温化装置を搬送装置の一工程処理部とした場合に、左右方向（Ｘ−Ｙ平面方向）のスペースを省略することができ、他の工程処理部に干渉せず装置を設置することができるようになる。また、回転させるという簡単な作用により、１周する間にデバイスのソーク時間を十分確保することが可能である。さらに、高低温化装置の内輪及び覆いの平面をターンテーブルの半径方向に対して平行にして設置することによって、隣接する工程処理装置と、干渉することがなく、装置の設置上、省スペース化が可能となる。

また、従来のレールにデバイスを保持し、これを順次加熱し、受け渡すような構成に比較し、高温テストのために新たにテストハンドラを用意するような必要もなく、一般的なテストハンドラの一工程処理装置として組み込むことが可能となるので、装置設置の省スペース化とともに、装置コストを安価に抑えることができるようになる。

ここで、上述のとおり、本実施形態では、説明の便宜上、保持位置２１ｃの数を１６箇所程度としているが、実際のデバイスは、実装面積が０．６ｍｍ×０．３ｍｍのいわゆる０６０３サイズから最大で縦横１０ｍｍ程度のものであり、０６０３サイズ等の小型電子部品の場合には、保持位置を１００個程度設けることが可能である。仮に、保持位置を１００個設けた場合、テストハンドラＨのインデックスタイム、すなわちテストハンドラＨのターンテーブルＴが１つの処理位置から隣接する処理位置まで移動を開始し、その次の処理位置まで移動するまでの時間（［処理位置移動時間］＋［処理時間］）が、０．１秒であるとした場合、吸着ノズルによって、高温化装置に挿入されたデバイスが、内輪によって一回転し、再度吸着ノズルにピックアップされるまでに、１０秒（０．１秒×１００保持位置）の加熱時間を確保することができるものである。

（２−３）低温化装置の構成
次に、図１において、位置７の処理工程装置を構成する低温化装置の具体的な実施形態について説明する。なお、本実施形態の低温化装置は、上述のとおり、高温化装置と内輪の回転するための構成並びに作用効果、デバイスを保持するための構成並びに作用効果は同様であり、高温化のためにヒータを備えるか、低温化のために冷却手段を備えるかの相違であるので、以下では低温化のための冷却手段について説明し、高温化装置と共通する構成については、説明を省略する。

本実施形態の低温化装置の冷却手段は、図５〜図７に示すように以下の３態様からなる。
［構成１−冷却手段１］
図５は、図１に示した低温化装置のＣ−Ｃ’断面図を示すものである。図５に示すように、低温化装置の第１態様は、図２で示した高温化装置の態様におけるヒータに代えて、冷却手段として、バキューム吸引機構を設けたものである。より具体的には、内輪３１の円盤形状の周方向に等間隔に半導体装置又は電子部品等のデバイスを保持する保持部３１ａの内周側に設けられたバキューム吸引機構３１ｂを設けたものである。なお、その他の内輪及び覆いの構成は図２の実施態様と同様であるので説明を省略する。

このように、冷却手段として、内輪３１の内周側にバキューム吸引機構を設けたことによりデバイスＤと保持位置３１ｃとの間隙から覆い３２内の空気が吸入されるため、外部空気が覆い３２の孔３２ａより積極的に流入することにより、覆い内を外部空気が循環し、内輪３１の保持部３１ａに保持されたデバイスが冷却される。

なお、ここでいう冷却は、図１に示した本実施形態のテストハンドラにおいて、位置４にて高温に熱せられたデバイスを、位置８及び位置９での常温電気特性テストのために常温に戻す処理であり、常温以下への冷却を想定したものではない。

以上のような態様では、高温化装置において熱せられたデバイスについて、低温化装置を用いて常温に冷却することが可能となる。特に冷却手段として、バキューム吸引機構を用い、デバイスの保持機構と兼ねることにより、低コストで装置を提供することが可能となる。また、１つのテストハンドラに高温化装置と、低温化装置を組み込むことにより、１つのテストハンドラで高温状態のデバイスの電気特性検査と、常温状態のデバイスの電気特性検査とを行うことができるようになる。したがって、高温テストのために新たにテストハンドラを用意するような必要もなく、装置設置の省スペース化とともに、装置コストを安価に抑えることができるようになる。

［構成２−冷却手段２］
図６に示すように、低温化装置の第２態様は、図２で示した高温化装置の態様におけるヒータを用いず、さらに、冷却手段として、覆い４２の任意の位置に、覆い４２内に対して冷却エアを強制的に流入させる吹込み口４２ｂを設けたものである。なお、その他の内輪及び覆いの構成は図２の実施態様と同様であるので説明を省略する。

以上のような態様では、高温化装置において熱せられたデバイスについて、低温化装置を用いて常温又は冷却エアの温度により常温以下の所望の温度に冷却することが可能となる。また、１つのテストハンドラに高温化装置と、低温化装置を組み込むことにより、１つのテストハンドラで高温状態のデバイスの電気特性検査と、常温又は低温状態のデバイスの電気特性検査とを行うことができるようになる。したがって、高温テスト又は低温テストのために新たにテストハンドラを用意するような必要もなく、装置設置の省スペース化とともに、装置コストを安価に抑えることができるようになる。

［構成３−冷却手段３］
図７に示すように、低温化装置の第２態様は、図３で示した高温化装置の態様におけるヒータブロックにおける円筒型ヒータに代えて、冷却手段としてペルチェ素子５２ｃをヒータブロック５２ｂに組み込み、覆い５２内周側の雰囲気をペルチェ素子５２ｃが発生する温度近傍に保つことにより、デバイスを冷却するものである。なお、その他の内輪及び覆いの構成は図３の実施態様と同様であるので説明を省略する。

以上のような態様では、高温化装置において熱せられたデバイスについて、低温化装置を用いて常温又は冷却手段としてのペルチェ素子が発生する温度により常温以下の所望の温度に冷却することが可能となる。また、１つのテストハンドラに高温化装置と、低温化装置を組み込むことにより、１つのテストハンドラで高温状態のデバイスの電気特性検査と、常温又は低温状態のデバイスの電気特性検査とを行うことができるようになる。したがって、高温テスト又は低温テストのために新たにテストハンドラを用意するような必要もなく、装置設置の省スペース化とともに、装置コストを安価に抑えることができるようになる。

（２−４）保温テスト装置の構成並びに作用効果
図７に、本実施形態の保温テスト装置の一実施例を示す。図７（ａ）は、本実施形態の保温テスト装置１３の斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、その側面から見た模式図である。

本実施形態の保温テスト装置１３は、図７（ａ）の斜視図に示すように、デバイスＤの電極に接触して、電圧、電流、抵抗又は周波数等を測定するための、板状の金属体であるコンタクト１３ａと、このコンタクト１３ａを覆うように設けられた保温体１３ｂと、この保温体１３ｂを加熱するヒータ１３ｃと、からなる。

保温体１３ｂは、熱伝導率の比較的高い、例えばアルミニウムや鉄等の金属からなり、吸着ノズルＮのＺ軸方向の下降動作により、コンタクト１３ａの方向に下降してくるデバイスＤを覆うため、孔又は溝を形成し、加熱されたヒータ１３ｃの熱が、保温体１３ｂに伝導するように構成されている。

このようなヒータ１３ｃからの熱の保温体１３ｂへの熱伝導により、加熱された保温体１３ｂの熱は、さらに孔又は溝を中心として、当該保温体１３ｂの周辺空気を暖める。この結果、図１の位置４において、高温化装置１１により加熱されたデバイスＤは、位置４から位置５及び位置６への搬送中に、温度が低下する可能性があるが、保温体１３ｂによる雰囲気加熱又は伝導熱による加熱により、このような温度低下を防止することが可能となる。これにより、電気測定検査における高温測定を、所望の温度精度により行うことができ、より精度の高い電気測定検査を行うことが可能となる。

なお、本実施形態においては、図面において、保温体１３ｂの形状を特定しているが、コンタクトにデバイスの電極を接触させる処理を妨げず、デバイスを覆う形状からなり、この保温体１３ｂからの雰囲気加熱又は伝導熱による加熱により、デバイスの温度低下を防止することができるものであれば、その形状は特に問わない。

［２．他の実施形態］
本発明は、本実施形態において示した態様に限られるものではなく、例えば次のような態様も含むものである。上記実施形態において、図１に示すように、高低温化装置の内輪及び覆いの平面を、テストハンドラのターンテーブルに対して、ターンテーブルの半径方向に設ける態様を示したが、本発明はこのような態様に限られず、例えば、図９の部分拡大図に示すように、ターンテーブルの半径方向に対して内輪及び覆いの面を垂直、すなわち、ターンテーブルの接線方向に平行にして設置することも可能である。この図において、Ａ−Ａ’断面図及びＢ−Ｂ’断面図は、図２に示した状態となる。

また、上記実施形態においては、高低温化装置の内輪及び覆いの面の方向をターンテーブルに対して垂直方向に配置することとしているが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、例えば、図１０（ａ）（ｂ）の断面図に示すように、内輪６１及び覆い６２の面をターンテーブルＴと平行（水平）に設けることも可能である。このような態様によれば、例えば、大型のデバイスを搬送する場合に内輪及び覆いの面を垂直方向に設置した場合、吸着ノズルで吸着しきれず落下する可能性があるが、水平に配置することによりこのような課題が解消される。

さらに、上記実施形態においては、高低温化装置の内輪について、保持部を円環状として略真円形に配置しているが、本発明においては、例えば、保持部を楕円状に配置するなど、内輪を回転させてソーク時間を確保するような構成であれば、円環状配置の意義は真円に限られるものではない。また、配置する保持部の数は、設計事項であり、テストハンドラの処理時間や、半導体装置又は電子部品等のデバイス加熱又は冷却時間に応じて適宜変更可能である。

また、内輪の保持部を円環状に保持する支持部材については、上記実施形態のような円盤状の構成に限られず、例えば、プーリーにベルトを配しこのベルト上に保持部を設ける構成など、保持部を回転させてソーク時間を確保できる構成であれば、いかなる構成を採用することも本発明の範囲に含まれる。このように、本発明では、内輪の保持部を円環状に配置するに際し、目的や用途、装置の配置スペースに応じて様々な構成を採用することが可能となる。

本発明の実施形態における高低温化装置を含むテストハンドラの全体構成を示す平面図（ａ）及び側面模式図（ｂ）。 本発明の実施形態における高温化装置の一態様を示すＡ−Ａ’断面図（ａ）及びＢ−Ｂ’断面図（ｂ）及びマニホールドを示す模式図（ｃ）。 本発明の実施形態における高温化装置の一態様を示すＡ−Ａ’断面図。 本発明の実施形態における高温化装置の他の態様の処理を示す模式図。 本発明の実施形態における低温化装置の一態様を示すＣ−Ｃ’断面図。 本発明の実施形態における低温化装置の他の態様を示すＣ−Ｃ’断面図。 本発明の実施形態における低温化装置の他の態様を示すＣ−Ｃ’断面図。 本発明の実施形態における保温テスト装置の一態様を示す斜視図（ａ）及び模式図（ｂ）及び（ｃ）。 本発明の他の実施形態における高低温化装置を含むテストハンドラの構成を示す部分拡大図。 本発明の他の実施形態における高低温化装置を示す断面図（ａ）及び断面図（ａ）におけるＤ−Ｄ’断面図（ｂ）。

符号の説明

１…高低温化装置
１１…高温化装置
１２…低温化装置
１３…保温テスト装置
１３ａ…コンタクト
１３ｂ…保温体
１３ｃ…ヒータ
２１，３１，４１，５１，６１…内輪
２２，３２，４２，５２，６２…覆い
２１ａ，３１ａ，６１ａ…保持部
２１ｂ…ヒータ
２１ｃ，３１ｃ，６１ｃ…保持位置
２１ｄ，６１ｄ…通気路
２１ｅ，３１ｅ，４１ｅ，５１ｅ，６１ｅ…シャフト
２２ａ，３２ａ…孔
２２ｂ…ヒータブロック
２２ｃ，６２ｃ…円筒型ヒータ
２３，６３…マニホールド
２３ａ…孔
２３ｂ…溝
２３ｃ…管
２３ｄ…継ぎ手
３１ｂ…バキューム吸引機構
４２ｂ…吹込み口
５２ｂ…ヒータブロック
５２ｃ…ペルチェ素子
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…デバイス
Ｈ…テストハンドラ
Ｎ，Ｎ１，Ｎ２…吸着ノズル
Ｔ…ターンテーブル
Ｖ…電磁弁

Claims (11)

1. 半導体装置又は電子部品等のデバイスを受け取り、このデバイスを加熱又は冷却して各種工程処理を施す搬送装置へ順次受け渡す高低温化装置であって、
   モータの制御により間欠回転可能に設けられた円盤状の内輪と、前記内輪を覆うように設けられた覆いと、前記内輪に保持されたデバイスを加熱又は冷却する手段を備え、
   前記内輪は、その円盤状の面を垂直方向にして設けられ、外周面上にデバイスを複数保持し、間欠回転により保持したデバイスを搬送装置へと受け渡す受渡し位置から加熱又は冷却する位置へと移動させ一回転した後に受渡し位置に戻る保持部を備え、
   前記覆いは、前記内輪の受渡し位置に相当する位置に、デバイスが出入りするための孔を備えたことを特徴とする高低温化装置。
2. 前記加熱手段は、前記覆いにヒータを設けることにより、この覆いをヒータブロックとして構成してなることを特徴とする請求項１に記載の高低温化装置。
3. 前記冷却手段は、前記覆いに冷却素子を備えることにより、この覆いを冷却ブロックとして構成してなることを特徴とする請求項１に記載の高低温化装置。
4. 前記加熱手段は、前記内輪にヒータを設けることによりなることを特徴とする請求項１に記載の高低温化装置。
5. 前記保持部は、外周面上にデバイスを吸着保持するものであり、
   前記冷却手段は、この保持部による吸着保持によるデバイスと保持位置の間隙から流入する空気がデバイスの熱を奪うことによりなることを特徴とする請求項１に記載の高低温化装置。
6. 前記覆いには、外部空気を覆い内に流入させる吹込み口が設けられ、
   前記冷却手段は、この吹込み口から常温又は冷却された空気を流入させることによりなることを特徴とする請求項１に記載の高低温化装置。
7. 搬送装置により半導体装置又は電子部品等のデバイスを搬送しながら、半導体装置又は電子部品等のデバイスの外観検査や電気特性検査等を経てデバイスをテーピング梱包する各種処理工程を行う工程処理部を備えたテストハンドラであって、
   前記搬送装置に設けられた保持機構からデバイスを受け取り、このデバイスを加熱又は冷却して前記保持機構へ順次受け渡す高温化又は低温化あるいはその両方の機能を備えた高低温化装置を、一工程処理部として備え、
   前記高低温化装置は、モータの制御により間欠回転可能に設けられた円盤状の内輪と、前記内輪を覆うように設けられた覆いと、前記内輪に保持されたデバイスを加熱又は冷却する手段を備え、
   前記内輪は、外周面上にデバイスを複数保持し、間欠回転により保持したデバイスを、前記搬送装置へと受け渡す受渡し位置から加熱又は冷却する位置へと移動させ一回転した後に受渡し位置に戻る保持部を備え、
   前記覆いは、前記内輪の受渡し位置に相当する位置に、前記保持機構が出入りするための孔を備えたことを特徴とする高低温化装置を備えたテストハンドラ。
8. 前記内輪は、その円盤状の面を垂直方向にして設けられたことを特徴とする請求項７記載の高低温化装置を備えたテストハンドラ。
9. 前記搬送装置は、前記各種工程処理部を円周等配位置に備えたターンテーブルによりデバイスを水平方向に搬送するものであり、
   前記高低温化装置は、前記ターンテーブルの半径方向に対して前記円盤の面を平行にして設置されたことを特徴とする請求項８記載の高低温化装置を備えたテストハンドラ。
10. 前記内輪は、その円盤状の面を水平方向にして設けられたことを特徴とする請求項７記載の高低温化装置を備えたテストハンドラ。
11. 前記高低温化装置における高温化機能として前記一工程処理部において用いる場合に、前記工程処理部より下流側の工程処理部として、電気特性検査部を備え、
    前記電気特性検査部は、
    前記保持手段により保持されたまま下降するデバイスの電極に接触してデバイスの電圧、電流、抵抗又は周波数を測定するコンタクトと、
    このコンタクト及び下降するデバイスを覆うように設けられた保温体と、
    この保温体を加熱するヒータとを備え、
    前記高低温化装置の高温化機能により加熱され、前記保持機構により前記電気特性検査部に搬送、下降されてくるデバイスを、前記保温体によって加熱することにより、このデバイスの温度低下を防止することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の高低温化装置を備えたテストハンドラ。

Images