JP4763003B2 - ヒータ付プッシャ、電子部品ハンドリング装置および電子部品の温度制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣデバイスなどの電子部品を試験するための装置において電子部品の温度制御を行うことのできるプッシャ、そのようなプッシャを備えた電子部品ハンドリング装置、および電子部品の温度制御方法に関するものである。

ＩＣデバイス等の電子部品の製造課程においては、最終的に製造された電子部品を試験する試験装置が必要となる。このような試験装置の一種として、常温よりも高い温度条件（熱ストレス条件）で、複数のＩＣデバイスを一度に試験するための装置が知られている。

上記試験装置においては、テストヘッドの上部にテストチャンバを形成し、テストチャンバ内をエアにより所定の設定温度に制御しながら、同様に所定の設定温度にプレヒートした複数のＩＣデバイスを保持するテストトレイをテストヘッド上のソケットに搬送し、そこで、プッシャによりＩＣデバイスをソケットに押圧して接続し、試験を行う。このような熱ストレス下の試験により、ＩＣデバイスは試験され、少なくとも良品と不良品とに分けられる。

しかしながら、上記テストチャンバにおいては、熱は外壁やソケットから逃げていくため、テストチャンバの中心付近に待機しているプッシャの温度は設定温度よりも高く、ソケットの温度は設定温度よりも低くなる。この状態で、所定の設定温度にプレヒートしたＩＣデバイスをプッシャによりソケットに押し付けると、ＩＣデバイスは、設定温度よりも高い温度になっているプッシャの影響を受けて最初は温度が上昇し、次いで設定温度よりも低い温度になっているソケットの影響を受けて温度が低下する。また、ＩＣデバイスが動作時（試験時）に自己発熱するものである場合には、試験時にＩＣデバイスの温度が設定温度よりも過度に高くなってしまうことがある。

このようにＩＣデバイスの温度が設定温度から大きく外れてしまうと、ＩＣデバイスの正確な試験を行うことができない。例えば、設定温度よりも過度に低い温度でＩＣデバイスの試験を行った場合には、不良品を良品と判断することとなり、設定温度よりも過度に高い温度でＩＣデバイスの試験を行った場合には、良品を不良品と判断して歩留りが悪くなる。

ＩＣデバイスの温度制御を行うために、ヒートシンクとしてのプッシャとＩＣデバイスとの間にヒータを介在させる構造が開示されている（米国特許第５,８２１,５０５号、同第５,８４４,２０８号、同第５,８６４,１７６号）。このような構造においてヒートシンクによる冷却効果を発揮させるためには、ＩＣデバイスとヒートシンクとの間の熱抵抗、すなわちＩＣデバイス−ヒータ間、ヒータ−ヒートシンク間の熱抵抗を小さくしなくてはならないが、そのようにすると、ＩＣデバイスをヒータで加熱したときにヒートシンクも加熱されることとなり、いざＩＣデバイスを冷却しようとしてもヒートシンクが温まっているため、ＩＣデバイスを効果的に冷却することができない。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、電子部品が目的とする試験の設定温度付近になるよう温度制御を行うことのできるプッシャ、電子部品ハンドリング装置および温度制御方法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、本発明に係るヒータ付プッシャは、電子部品ハンドリング装置において被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けるためのプッシャであって、下部に凹部が形成されたプッシャ本体と、前記プッシャ本体に設けられた吸放熱体（ヒートシンク）と、前記プッシャ本体の凹部に収容され、前記プッシャ本体の下面に面一で露出するように前記プッシャ本体の下部に設けられたヒータと、前記プッシャ本体と前記ヒータとの間に設けられた断熱材と、前記プッシャ本体の下端に設けられた、厚み方向には熱が伝わり易く、面方向には熱が伝わり難い伝熱板とを備えたことを特徴とする（請求項１）。

上記伝熱板は、厚み方向には熱が伝わり易く、面方向には熱が伝わり難いように、薄板または熱伝導異方性の材料からなるのが好ましい。

また、本発明に係る電子部品ハンドリング装置は、電子部品の試験を行うために、被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けることのできる電子部品ハンドリング装置であって、前記ヒータ付プッシャ（請求項１）を備えたことを特徴とする（請求項２）。

さらに、本発明に係る電子部品の温度制御方法は、電子部品ハンドリング装置において被試験電子部品を試験する際に当該電子部品を温度制御する方法であって、前記ヒータ付プッシャ（請求項１）を使用し、被試験電子部品の冷却は、前記吸放熱体を冷却することにより行い、被試験電子部品の加熱は、前記ヒータによって行うことを特徴とする（請求項３）。

本発明においては、プッシャの温度が所定の設定温度よりも高くなった場合には、プッシャ本体に設けられた吸放熱体がプッシャの熱を吸収し放出（吸放熱）するため、プッシャに押し付けられる被試験電子部品の温度が設定温度よりも過度に高くなることを防止することができる。また、テストヘッドのコンタクト部が所定の設定温度よりも低い場合には、ヒータを発熱させることにより、ヒータに接触している被試験電子部品を加熱し、設定温度に近づけることができる。さらに、被試験電子部品が自己発熱により設定温度よりも高い温度になった場合、被試験電子部品の熱は、プッシャ本体から吸放熱体に伝わり、吸放熱体から放熱される。ここで、吸放熱体とヒータとの間には、断熱材が設けられており、ヒータの熱によって吸放熱体が温まることが防止されているため、吸放熱体から効果的に放熱することができる。すなわち、被試験電子部品が自己発熱により設定温度よりも高い温度になった場合であっても、被試験電子部品の過剰な温度上昇を防止し、被試験電子部品を設定温度付近の温度に制御することができる。

本発明によれば、電子部品が目的とする試験の設定温度付近になるよう温度制御を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電子部品ハンドリング装置（以下「ハンドラ」という。）を含むＩＣデバイス試験装置の全体側面図、図２は図１に示すハンドラの斜視図、図３は被試験ＩＣデバイスの取り廻し方法を示すトレイのフローチャート図、図４は同ハンドラのＩＣストッカの構造を示す斜視図、図５は同ハンドラで用いられるカスタマトレイを示す斜視図、図６は同ハンドラのテストチャンバ内の要部断面図、図７は同ハンドラで用いられるテストトレイを示す一部分解斜視図、図８は同ハンドラにおけるソケット付近の構造を示す分解斜視図、図９は同ハンドラにおけるプッシャ（下降した状態）付近の断面図である。

まず、本発明の実施形態に係るハンドラを備えたＩＣデバイス試験装置の全体構成について説明する。図１に示すように、ＩＣデバイス試験装置１０は、ハンドラ１と、テストヘッド５と、試験用メイン装置６とを有する。ハンドラ１は、試験すべきＩＣデバイス（電子部品の一例）をテストヘッド５に設けたソケットに順次搬送し、試験が終了したＩＣデバイスをテスト結果に従って分類して所定のトレイに格納する動作を実行する。

テストヘッド５に設けたソケットは、ケーブル７を通じて試験用メイン装置６に電気的に接続してあり、ソケットに脱着可能に装着されたＩＣデバイスを、ケーブル７を通じて試験用メイン装置６に接続し、試験用メイン装置６からの試験用電気信号によりＩＣデバイスをテストする。

ハンドラ１の下部には、主としてハンドラ１を制御する制御装置が内蔵してあるが、一部に空間部分８が設けてある。この空間部分８に、テストヘッド５が交換自在に配置してあり、ハンドラ１に形成した貫通孔を通してＩＣデバイスをテストヘッド５上のソケットに装着することが可能になっている。

このハンドラ１は、試験すべき電子部品としてのＩＣデバイスを、常温よりも高い温度状態（高温）または低い温度状態（低温）で試験するための装置であり、ハンドラ１は、図２および図３に示すように、恒温槽１０１とテストチャンバ１０２と除熱槽１０３とで構成されるチャンバ１００を有する。図１に示すテストヘッド５の上部は、図６に示すようにテストチャンバ１０２の内部に挿入され、そこでＩＣデバイス２の試験が行われるようになっている。

なお、図３は本実施形態のハンドラにおける試験用ＩＣデバイスの取り廻し方法を理解するための図であって、実際には上下方向に並んで配置されている部材を平面的に示した部分もある。したがって、その機械的（三次元的）構造は、主として図２を参照して理解することができる。

図２および図３に示すように、本実施形態のハンドラ１は、これから試験を行うＩＣデバイスを格納し、また試験済のＩＣデバイスを分類して格納するＩＣ格納部２００と、ＩＣ格納部２００から送られる被試験ＩＣデバイスをチャンバ部１００に送り込むローダ部３００と、テストヘッドを含むチャンバ部１００と、チャンバ部１００で試験が行われた試験済のＩＣを取り出して分類するアンローダ部４００とから構成されている。ハンドラ１の内部では、ＩＣデバイスは、テストトレイに収納されて搬送される。

ハンドラ１にセットされる前のＩＣデバイスは、図５に示すカスタマトレイＫＳＴ内に多数収納してあり、その状態で、図２および図３に示すハンドラ１のＩＣ収納部２００へ供給され、そして、カスタマトレイＫＳＴから、ハンドラ１内で搬送されるテストトレイＴＳＴ（図７参照）にＩＣデバイス２が載せ替えられる。ハンドラ１の内部では、図３に示すように、ＩＣデバイスは、テストトレイＴＳＴに載せられた状態で移動し、高温または低温の温度ストレスが与えられ、適切に動作するかどうか試験（検査）され、当該試験結果に応じて分類される。以下、ハンドラ１の内部について、個別に詳細に説明する。

第１に、ＩＣ格納部２００に関連する部分について説明する。
図２に示すように、ＩＣ格納部２００には、試験前のＩＣデバイスを格納する試験前ＩＣストッカ２０１と、試験の結果に応じて分類されたＩＣデバイスを格納する試験済ＩＣストッカ２０２とが設けてある。

これらの試験前ＩＣストッカ２０１および試験済ＩＣストッカ２０２は、図４に示すように、枠状のトレイ支持枠２０３と、このトレイ支持枠２０３の下部から侵入して上部に向かって昇降可能とするエレベータ２０４とを具備している。トレイ支持枠２０３には、カスタマトレイＫＳＴが複数積み重ねられて支持され、この積み重ねられたカスタマトレイＫＳＴのみがエレベータ２０４によって上下に移動される。なお、本実施形態におけるカスタマトレイＫＳＴは、図５に示すように、１０行×６列のＩＣデバイス収納部を有するものとなっている。

図２に示す試験前ＩＣストッカ２０１には、これから試験が行われるＩＣデバイスが収納されたカスタマトレイＫＳＴが積層されて保持してある。また、試験済ＩＣストッカ２０２には、試験を終えて分類されたＩＣデバイスが収納されたカスタマトレイＫＳＴが積層されて保持してある。

なお、これら試験前ＩＣストッカ２０１と試験済ＩＣストッカ２０２とは、略同じ構造にしてあるので、試験前ＩＣストッカ２０１の部分を、試験済ＩＣストッカ２０２として使用することや、その逆も可能である。したがって、試験前ＩＣストッカ２０１の数と試験済ＩＣストッカ２０２の数とは、必要に応じて容易に変更することができる。

図２および図３に示すように、本実施形態では、試験前ストッカ２０１として、２個のストッカＳＴＫ−Ｂが設けてある。ストッカＳＴＫ−Ｂの隣には、試験済ＩＣストッカ２０２として、アンローダ部４００へ送られる空ストッカＳＴＫ−Ｅを２個設けてある。また、その隣には、試験済ＩＣストッカ２０２として、８個のストッカＳＴＫ−１，ＳＴＫ−２，…，ＳＴＫ−８を設けてあり、試験結果に応じて最大８つの分類に仕分けして格納できるように構成してある。つまり、良品と不良品の別の外に、良品の中でも動作速度が高速のもの、中速のもの、低速のもの、あるいは不良の中でも再試験が必要なもの等に仕分けできるようになっている。

第２に、ローダ部３００に関連する部分について説明する。
図４に示す試験前ＩＣストッカ２０１のトレイ支持枠２０３に格納してあるカスタマトレイＫＳＴは、図２に示すように、ＩＣ格納部２００と装置基板１０５との間に設けられたトレイ移送アーム２０５によってローダ部３００の窓部３０６に装置基板１０５の下側から運ばれる。そして、このローダ部３００において、カスタマトレイＫＳＴに積み込まれた被試験ＩＣデバイスを、Ｘ−Ｙ搬送装置３０４によって一旦プリサイサ（preciser）３０５に移送し、ここで被試験ＩＣデバイスの相互の位置を修正したのち、さらにこのプリサイサ３０５に移送された被試験ＩＣデバイスを再びＸ−Ｙ搬送装置３０４を用いて、ローダ部３００に停止しているテストトレイＴＳＴに積み替える。

カスタマトレイＫＳＴからテストトレイＴＳＴへ被試験ＩＣデバイスを積み替えるＸ−Ｙ搬送装置３０４は、図２に示すように、装置基板１０５の上部に架設された２本のレール３０１と、この２本のレール３０１によってテストトレイＴＳＴとカスタマトレイＫＳＴとの間を往復する（この方向をＹ方向とする）ことができる可動アーム３０２と、この可動アーム３０２によって支持され、可動アーム３０２に沿ってＸ方向に移動できる可動ヘッド３０３とを備えている。

このＸ−Ｙ搬送装置３０４の可動ヘッド３０３には、吸着ヘッドが下向に装着されており、この吸着ヘッドが空気を吸引しながら移動することで、カスタマトレイＫＳＴから被試験ＩＣデバイスを吸着し、その被試験ＩＣデバイスをテストトレイＴＳＴに積み替える。こうした吸着ヘッドは、可動ヘッド３０３に対して例えば８本程度装着されており、一度に８個の被試験ＩＣデバイスをテストトレイＴＳＴに積み替えることができる。

第３に、チャンバ１００に関連する部分について説明する。
上述したテストトレイＴＳＴは、ローダ部３００で被試験ＩＣデバイスが積み込まれたのちチャンバ１００に送り込まれ、当該テストトレイＴＳＴに搭載された状態で各被試験ＩＣデバイスがテストされる。

図２および図３に示すように、チャンバ１００は、テストトレイＴＳＴに積み込まれた被試験ＩＣデバイスに目的とする高温または低温の熱ストレスを与える恒温槽１０１と、この恒温槽１０１で熱ストレスが与えられた状態にある被試験ＩＣデバイスがテストヘッド上のソケットに装着されるテストチャンバ１０２と、テストチャンバ１０２で試験された被試験ＩＣデバイスから、与えられた熱ストレスを除去する除熱槽１０３とで構成されている。

除熱槽１０３では、恒温槽１０１で高温を印加した場合は、被試験ＩＣデバイスを送風により冷却して室温に戻し、また恒温槽１０１で低温を印加した場合は、被試験ＩＣデバイスを温風またはヒータ等で加熱して結露が生じない程度の温度まで戻す。そして、この除熱された被試験ＩＣデバイスをアンローダ部４００に搬出する。

図２に示すように、チャンバ１００の恒温槽１０１および除熱槽１０３は、テストチャンバ１０２より上方に突出するように配置されている。また、恒温槽１０１には、図３に概念的に示すように、垂直搬送装置が設けられており、テストチャンバ１０２が空くまでの間、複数枚のテストトレイＴＳＴがこの垂直搬送装置に支持されながら待機する。主として、この待機中において、被試験ＩＣデバイスに高温または低温の熱ストレスが印加される。

図６に示すように、テストチャンバ１０２には、その中央下部にテストヘッド５が配置され、テストヘッド５の上にテストトレイＴＳＴが運ばれる。そこでは、図７に示すテストトレイＴＳＴにより保持された全てのＩＣデバイス２を順次テストヘッド５に電気的に接触させ、テストトレイＴＳＴ内の全てのＩＣデバイス２について試験を行う。一方、試験が終了したテストトレイＴＳＴは、除熱槽１０３で除熱され、ＩＣデバイス２の温度を室温に戻したのち、図２および図３に示すアンローダ部４００に排出される。

また、図２に示すように、恒温槽１０１と除熱槽１０３の上部には、装置基板１０５からテストトレイＴＳＴを送り込むための入口用開口部と、装置基板１０５へテストトレイＴＳＴを送り出すための出口用開口部とがそれぞれ形成してある。装置基板１０５には、これら開口部からテストトレイＴＳＴを出し入れするためのテストトレイ搬送装置１０８が装着してある。これら搬送装置１０８は、例えば回転ローラなどで構成してある。この装置基板１０５上に設けられたテストトレイ搬送装置１０８によって、除熱槽１０３から排出されたテストトレイＴＳＴは、アンローダ部４００に搬送される。

図７は本実施形態で用いられるテストトレイＴＳＴの構造を示す分解斜視図である。このテストトレイＴＳＴは、矩形フレーム１２を有し、そのフレーム１２に複数の桟（さん）１３が平行かつ等間隔に設けてある。これら桟１３の両側と、これら桟１３と平行なフレーム１２の辺１２ａの内側とには、それぞれ複数の取付け片１４が長手方向に等間隔に突出して形成してある。これら桟１３の間、および桟１３と辺１２ａとの間に設けられた複数の取付け片１４の内の向かい合う２つの取付け片１４によって、各インサート収納部１５が構成されている。

各インサート収納部１５には、それぞれ１個のインサート１６が収納されるようになっており、このインサート１６はファスナ１７を用いて２つの取付け片１４にフローティング状態で取り付けられている。本実施形態において、インサート１６は、１つのテストトレイＴＳＴに４×１６個取り付けられるようになっている。すなわち、本実施形態におけるテストトレイＴＳＴは、４行×１６列のＩＣデバイス収納部を有するものとなっている。このインサート１６に被試験ＩＣデバイス２を収納することで、テストトレイＴＳＴに被試験ＩＣデバイス２が積み込まれることになる。

本実施形態のインサート１６においては、図７および図８に示すように、被試験ＩＣデバイス２を収納する矩形凹状のＩＣ収納部１９が中央部に形成されている。また、インサート１６の両端中央部には、プッシャ３０のガイドピン３２が挿入されるガイド孔２０が形成されており、インサート１６の両端角部には、テストトレイＴＳＴの取付け片１４への取付け用孔２１が形成されている。

図８に示すように、テストヘッド５の上には、ソケットボード５０が配置してあり、その上に接続端子であるプローブピン４４を有するソケット４０が固定してある。プローブピン４４は、ＩＣデバイス２の接続端子に対応する数およびピッチで設けられており、図外のスプリングによって上方向にバネ付勢されている。

また、図８および図９に示すように、ソケットボード５０の上には、ソケット４０に設けられているプローブピン４４が露出するように、ソケットガイド４１が固定されている。ソケットガイド４１の両側には、プッシャ３０に形成してある２つのガイドピン３２が挿入されて、これら２つのガイドピン３２との間で位置決めを行うためのガイドブッシュ４１１が設けられている。

図６および図８に示すように、テストヘッド５の上側には、ソケット４０の数に対応してプッシャ３０が設けてある。プッシャ３０は、図８および図９に示すように、後述するアダプタ６２のロッド６２１に固定されるプッシャベース３３を有している。このプッシャベース３３の下側中央には、被試験ＩＣデバイス２を押し付けるための押圧子３１が下方に向かって設けられており、プッシャベース３３の下側両端部には、インサート１６のガイド孔２０およびソケットガイド４１のガイドブッシュ４１１に挿入されるガイドピン３２が設けられている。また、押圧子３１とガイドピン３２との間には、プッシャ３０がＺ軸駆動装置７０にて下降移動する際に、ソケットガイド４１のストッパ面４１２に当接して下限を規定することのできるストッパピン３４が設けられている。

図６および図９に示すように、プッシャ３０の押圧子３１の下部には、押圧子３１の下面に面一で露出するようにヒータ３１１が設けられており、このヒータ３１１と押圧子３１との間には断熱材３１２が設けられている。

ヒータ３１１の種類は、被試験ＩＣデバイス２を所定の試験温度に制御できるものであれば、特に限定されることはない。このヒータ３１１は、図示しない制御装置からの出力信号により発熱温度または発熱のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

断熱材３１２としては、プッシャ３０の押圧子３１とヒータ３１１との間の熱抵抗を、ヒータ３１１と被試験ＩＣデバイス２との間の熱抵抗よりも大きく、好ましくは３〜４倍以上にすることができるものであれば、特に限定されることはない。このような断熱材３１２の材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂等の樹脂中にガラス繊維を積層したもの、あるいはシリコーンゴム等のゴム系材料などを用いることができる。

一方、プッシャベース３３の上側には、ヒートシンク３５（本発明の吸放熱体に相当する。）が設けられている。このヒートシンク３５は、複数の放熱フィンから構成され、例えばアルミニウム、銅、それらの合金、あるいはカーボン系材料等の熱伝導性に優れた材料からなる。同様に、プッシャベース３３および押圧子３１も、例えばアルミニウム、銅、鉄、それらの合金（ステンレススチールを含む）等の熱伝導性に優れた金属からなり、テスト中における被試験ＩＣデバイス２の熱を、被試験ＩＣデバイス２に接触している押圧子３１からプッシャベース３３を介してヒートシンク３５に伝え、ヒートシンク３５から周囲に放熱できるようになっている。なお、ヒートシンク３５は、放熱フィンではなく、ヒートパイプで構成されていてもよい。

図９に示すように、アダプタ６２には、ロッド６２１（２本）が下方に向かって設けられており、このロッド６２１によってプッシャ３０のプッシャベース３３を支持固定する。図６に示すように、各アダプタ６２はマッチプレート６０に弾性保持してあり、マッチプレート６０は、テストヘッド５の上部に位置するように、かつプッシャ３０とソケット４０との間にテストトレイＴＳＴが挿入可能となるように装着してある。このマッチプレート６０に保持されたプッシャ３０は、テストヘッド５またはＺ軸駆動装置７０の駆動プレート（駆動体）７２に対して、Ｚ軸方向に移動自在である。なお、テストトレイＴＳＴは、図６において紙面に垂直方向（Ｘ軸）から、プッシャ３０とソケット４０との間に搬送されてくる。チャンバ１００内部でのテストトレイＴＳＴの搬送手段としては、搬送用ローラなどが用いられる。テストトレイＴＳＴの搬送移動に際しては、Ｚ軸駆動装置７０の駆動プレートは、Ｚ軸方向に沿って上昇しており、プッシャ３０とソケット４０との間には、テストトレイＴＳＴが挿入される十分な隙間が形成してある。

図６に示すように、駆動プレート７２の下面には、押圧部７４が固定してあり、マッチプレート６０に保持してあるアダプタ６２の上面を押圧可能にしてある。駆動プレート７２には駆動軸７８が固定してあり、駆動軸７８にはモータ等の駆動源（図示せず）が連結してあり、駆動軸７８をＺ軸方向に沿って上下移動させ、アダプタ６２を押圧可能となっている。

なお、マッチプレート６０は、試験すべきＩＣデバイス２の形状や、テストヘッド５のソケット数（同時に測定するＩＣデバイス２の数）などに合わせて、アダプタ６２およびプッシャ３０とともに、交換自在な構造になっている。このようにマッチプレート６０を交換自在にしておくことにより、Ｚ軸駆動装置７０を汎用のものとすることができる。

本実施形態では、上述したように構成されたチャンバ１００において、図６に示すように、テストチャンバ１０２を構成する密閉されたケーシング８０の内部に、温度調節用送風装置９０が装着してある。温度調節用送風装置９０は、ファン９２と、熱交換部９４とを有し、ファン９２によりケーシング内部の空気を吸い込み、熱交換部９４を通してケーシング８０の内部に吐き出して循環させることで、ケーシング８０の内部を、所定の温度条件（高温または低温）にする。

温度調節用送風装置９０の熱交換部９４は、ケーシング内部を高温にする場合には、加熱媒体が流通する放熱用熱交換器または電熱ヒータなどで構成され、ケーシング内部を、たとえば室温〜１６０℃程度の高温に維持するために十分な熱量を提供することが可能になっている。また、ケーシング内部を低温にする場合には、熱交換部９４は、液体窒素などの冷媒が循環する吸熱用熱交換器などで構成され、ケーシング内部を、たとえば−６０℃〜室温程度の低温に維持するために十分な熱量を吸熱することが可能になっている。ケーシング８０の内部温度は、たとえば温度センサ８２により検出され、ケーシング８０の内部が所定温度に維持されるように、ファン９２の風量および熱交換部９４の熱量などが制御される。

温度調節用送風装置９０の熱交換部９４を通して発生した温風または冷風（エア）は、ケーシング８０の上部をＹ軸方向に沿って流れ、装置９０と反対側のケーシング側壁に沿って下降し、マッチプレート６０とテストヘッド５との間の隙間を通して、装置９０へと戻り、ケーシング内部を循環するようになっている。

第４に、アンローダ部４００に関連する部分について説明する。
図２および図３に示すアンローダ部４００にも、ローダ部３００に設けられたＸ−Ｙ搬送装置３０４と同一構造のＸ−Ｙ搬送装置４０４，４０４が設けられ、このＸ−Ｙ搬送装置４０４，４０４によって、アンローダ部４００に運び出されたテストトレイＴＳＴから試験済のＩＣデバイスがカスタマトレイＫＳＴに積み替えられる。

図２に示すように、アンローダ部４００の装置基板１０５には、当該アンローダ部４００へ運ばれたカスタマトレイＫＳＴが装置基板１０５の上面に臨むように配置される一対の窓部４０６，４０６が二対開設してある。

それぞれの窓部４０６の下側には、カスタマトレイＫＳＴを昇降させるためのエレベータ２０４が設けられており（図４参照）、ここでは試験済の被試験ＩＣデバイスが積み替えられて満杯になったカスタマトレイＫＳＴを載せて下降し、この満杯トレイをトレイ移送アーム２０５に受け渡す。

次に、以上説明したＩＣデバイス試験装置１０において、ＩＣデバイス２の温度制御を行いつつ、当該ＩＣデバイス２を試験する方法について述べる。

ＩＣデバイス２は、図７に示すテストトレイＴＳＴに搭載された状態、より詳細には個々のＩＣデバイス２は、同図のインサート１６のＩＣ収容部１９に落とし込まれた状態で、恒温槽１０１にて所定の設定温度に加熱された後、テストチャンバ１０２内に搬送されてくる。

ＩＣデバイス２を搭載したテストトレイＴＳＴがテストヘッド５上で停止すると、Ｚ軸駆動装置が駆動し、駆動プレート７２に固定された押圧部７４が、アダプタ６２のロッド６２１を介してプッシャ３０のプッシャベース３３を押圧する。そうすると、プッシャ３０の押圧子３１は、ＩＣデバイス２のパッケージ本体をソケット４０側に押し付け、その結果、ＩＣデバイス２の接続端子がソケット４０のプローブピン４４に接続される。

なお、プッシャ３０の下降移動は、プッシャ３０のストッパピン３４がソケットガイド４１のストッパ面４１２に当接することで制限され、したがって、ＩＣデバイス２を破壊しない適切な圧力をもって、プッシャ３０はＩＣデバイス２をソケット４０に押し付けることができる。

この状態で、試験用メイン装置６からテストヘッド５のプローブピン４４を介して被試験ＩＣデバイス２に対して試験用電気信号を送信し試験を行う。このとき、テストチャンバ１０２の中心付近に待機していたプッシャ３０の温度が、所定の設定温度よりも高くなった場合には、プッシャ３０に設けられたヒートシンク３５がプッシャ３０の熱を吸収し放出（吸放熱）するため、プッシャ３０に押し付けられる被試験ＩＣデバイス２の温度が設定温度よりも過度に高くなることを防止することができる。

また、テストチャンバ１０２内の熱を逃がしやすいソケット４０が、所定の設定温度よりも低い場合には、ヒータ３１１を発熱させることにより、ヒータ３１１に接触している被試験ＩＣデバイス２を加熱し、設定温度に近づけることができる。

次いで、被試験ＩＣデバイス２が自己発熱により設定温度よりも高い温度になった場合、被試験ＩＣデバイス２の熱は、プッシャ３０の押圧子３１からプッシャベース３３を介してヒートシンク３５に伝わり、ヒートシンク３５から放熱される。ここで、ヒートシンク３５とヒータ３１１との間には、断熱材３１２が設けられており、ヒータ３１１の熱によってヒートシンク３５が温まることが防止されているため、ヒートシンク３５から効果的に放熱することができる。このようにして、被試験ＩＣデバイス２が自己発熱により設定温度よりも高い温度になった場合であっても、被試験ＩＣデバイス２の過剰な温度上昇を防止し、被試験ＩＣデバイス２を設定温度付近の温度に制御することができる。

なお、ヒータ３１１の温度制御（ＯＮ／ＯＦＦ）は、テストパターンに従って温度変化する被試験ＩＣデバイス２に合わせて行えばよく、ヒートシンク３５からの放熱の程度は、テストチャンバ１０２内を循環させるエアの温度、風量等によって制御することができる。

上記実施形態に係るハンドラ１を備えたＩＣデバイス試験装置１０において、被試験ＩＣデバイス２、ヒータ３１１およびヒートシンク３５の温度変化をシミュレーションしてみる。被試験ＩＣデバイス２が０Ｗから２Ｗに発熱したときのシミュレーションのグラフを図１０に、被試験ＩＣデバイス２が２Ｗの発熱状態から０Ｗになったときのシミュレーションのグラフを図１１に示す。なお、本シミュレーションにおいて試験の設定温度は２５℃であり、テストチャンバ１０２内を循環させるエアの温度は１２℃であるものとする。

〔ＩＣデバイス：０Ｗ→２Ｗ〕
図１０に示すように、約２６℃であったＩＣデバイス２の温度は、ＩＣデバイス２の発熱時（１５０秒の時点）に約３０℃まで上昇し、その約５秒後に約２９℃に下降して、その温度が略維持される。ヒータ３１１は、約３７．５℃のＯＮの状態から、ＩＣデバイス２の発熱時（１５０秒の時点）に合わせてＯＦＦにされ、約２６．５℃まで温度が下がる。ヒートシンク３５は、約１６℃の状態が略維持される。

〔ＩＣデバイス：２Ｗ→０Ｗ〕
図１１に示すように、約３０℃であったＩＣデバイス２の温度は、ＩＣデバイス２が０Ｗになった時（１５０秒の時点）に約２５．５℃まで下降し、その約５秒後に約２６℃に上昇して、その温度が略維持される。ヒータ３１１は、約２７℃のＯＦＦの状態から、ＩＣデバイス２が０Ｗになった時（１５０秒の時点）に合わせてＯＮにされ、約３７℃まで温度が上昇する。ヒートシンク３５の温度は、約１７℃から約１６．５℃まで徐々に下がる。

これに対する比較として、図１２に示すように、プッシャ３０の押圧子３１の下端全面にヒータ３１１を取り付けた場合における被試験ＩＣデバイス２、ヒータ３１１およびヒートシンク３５の温度変化をシミュレーションしてみる。被試験ＩＣデバイス２が０Ｗから２Ｗに発熱したときのシミュレーションのグラフを図１３に、被試験ＩＣデバイス２が２Ｗの発熱状態から０Ｗになったときのシミュレーションのグラフを図１４に示す。なお、本シミュレーションにおいて試験の設定温度は２５℃であり、テストチャンバ１０２内を循環させるエアの温度は１３℃であるものとする。

〔ＩＣデバイス：０Ｗ→２Ｗ〕
図１３に示すように、約２６℃であったＩＣデバイス２の温度は、ＩＣデバイス２の発熱時（１５０秒の時点）に約３３℃まで上昇し、その後約３２．５℃まで徐々に下がる。ヒータ３１１は、約２６℃のＯＮの状態から、ＩＣデバイス２の発熱時（１５０秒の時点）に合わせてＯＦＦにされ、一旦約２２℃まで温度が下降した後、約２３．５℃に上昇し、そして約２３℃まで徐々に下がる。ヒートシンク３５の温度は、約２０．５℃から約２０℃まで徐々に下がる。

〔ＩＣデバイス：２Ｗ→０Ｗ〕
図１４に示すように、約３０．５℃であったＩＣデバイス２の温度は、ＩＣデバイス２が０Ｗになった時（１５０秒の時点）に約２２．５℃まで下降し、その後約２３℃まで徐々に上昇する。ヒータ３１１は、約２０．５℃のＯＦＦの状態から、ＩＣデバイス２が０Ｗになった時（１５０秒の時点）に合わせてＯＮにされ、一旦約２４℃まで温度が上昇した後、約２２．５℃に下降し、そして約２３℃まで徐々に上昇する。ヒートシンク３５の温度は、約１７．５℃から約１８℃まで徐々に上昇する。

このように、比較の実施形態においては、被試験ＩＣデバイス２の温度変化が設定温度からプラス側に約８℃、マイナス側に約２．５℃あるのに対し、本発明に係る実施形態によれば、被試験ＩＣデバイス２の温度変化を設定温度からプラス側に約５℃に抑えることができるため、ＩＣデバイス２の正確な試験を行うことができ、製品歩留りの向上を図ることもできる。

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、マッチプレート６０に貫通孔を設け、テストチャンバ１０２内を循環させるエアを当該貫通孔に通し、このようなＺ軸方向のエアによってヒートシンク３５の温度制御を行ってもよい。また、ヒートシンク３５の放熱フィンは、テストチャンバ１０２内を循環させるエアが流れやすいように、上記実施形態の状態から設置方向が９０°変えられていてもよいし、上下方向に積層されるような形態になっていてもよい。さらに、プッシャ３０の押圧子３１の下端には、厚み方向には熱が伝わり易く、面方向には熱が伝わり難い伝熱板（金属、樹脂、カーボン系材料等からなる）が設けられていてもよい。

本発明の一実施形態に係るハンドラを含むＩＣデバイス試験装置の全体側面図である。 図１に示すハンドラの斜視図である。 被試験ＩＣデバイスの取り廻し方法を示すトレイのフローチャート図である。 同ハンドラのＩＣストッカの構造を示す斜視図である。 同ハンドラで用いられるカスタマトレイを示す斜視図である。 同ハンドラのテストチャンバ内の要部断面図である。 同ハンドラで用いられるテストトレイを示す一部分解斜視図である。 同ハンドラのテストヘッドにおけるソケット付近の構造を示す分解斜視図である。 同ハンドラにおけるプッシャ（下降した状態）付近の断面図である。 同ハンドラにおいて、被試験ＩＣデバイスが０Ｗから２Ｗに発熱したときのシミュレーションのグラフである。 同ハンドラにおいて、被試験ＩＣデバイス２が２Ｗの発熱状態から０Ｗになったときのシミュレーションのグラフである。 比較としてのハンドラにおけるプッシャ（下降した状態）付近の断面図である。 同ハンドラにおいて、被試験ＩＣデバイスが０Ｗから２Ｗに発熱したときのシミュレーションのグラフである。 同ハンドラにおいて、被試験ＩＣデバイス２が２Ｗの発熱状態から０Ｗになったときのシミュレーションのグラフである。

符号の説明

１…ハンドラ（電子部品ハンドリング装置）
２…ＩＣデバイス（電子部品）
５…テストヘッド
１０…ＩＣデバイス試験装置
３０…プッシャ
３１…押圧子
３１１…ヒータ
３１２…断熱材
３３…プッシャベース
３５…ヒートシンク（吸放熱体）
４０…ソケット（コンタクト部）

Claims (3)

1. 電子部品ハンドリング装置において被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けるためのプッシャであって、
   下部に凹部が形成されたプッシャ本体と、
   前記プッシャ本体に設けられた吸放熱体と、
   前記プッシャ本体の凹部に収容され、前記プッシャ本体の下面に面一で露出するように前記プッシャ本体の下部に設けられたヒータと、
   前記プッシャ本体と前記ヒータとの間に設けられた断熱材と、
   前記プッシャ本体の下端に設けられた、厚み方向には熱が伝わり易く、面方向には熱が伝わり難い伝熱板と
   を備えたことを特徴とするヒータ付プッシャ。
2. 電子部品の試験を行うために、被試験電子部品の端子をテストヘッドのコンタクト部に押し付けることのできる電子部品ハンドリング装置であって、請求項１に記載のヒータ付プッシャを備えたことを特徴とする電子部品ハンドリング装置。
3. 電子部品ハンドリング装置において被試験電子部品を試験する際に当該電子部品を温度制御する方法であって、
   請求項１に記載のヒータ付プッシャを使用し、
   被試験電子部品の冷却は、前記吸放熱体を冷却することにより行い、
   被試験電子部品の加熱は、前記ヒータによって行う
   ことを特徴とする電子部品の温度制御方法。

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