特許 7060661 プレスヘッドロック機構及びプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-18

(45)【発行日】2022-04-26

(54)【発明の名称】プレスヘッドロック機構及びプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/26 20200101AFI20220419BHJP

   B30B 5/00 20060101ALI20220419BHJP

【ＦＩ】

G01R31/26 J

B30B5/00 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020166625

(22)【出願日】2020-10-01

(65)【公開番号】P2021107806

(43)【公開日】2021-07-29

【審査請求日】2020-10-02

(31)【優先権主張番号】108148006

(32)【優先日】2019-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】505441638

【氏名又は名称】致茂電子股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｈｒｏｍａ Ａｔｅ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100220917

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 忠大

(72)【発明者】

【氏名】歐陽勤一

(72)【発明者】

【氏名】陳建名

(72)【発明者】

【氏名】蘇柏安

(72)【発明者】

【氏名】王玉▲セン▼

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５０２１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３５４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２３１３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０８０４４６７３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００９－００７３６９０（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｂ３０Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクチュエータ、スライダー及びロックピンを備えるとともに、プレスヘッド及びテストソケット基板をロックするために用いる、プレスヘッドロック機構であって、
前記アクチュエータは、前記プレスヘッド及び前記テストソケット基板のうちの少なくとも何れか１つに配設され、
前記スライダーは、前記プレスヘッド及び前記テストソケット基板のうちの少なくとも何れか１つに配設されるとともに、前記アクチュエータに接続され、
前記ロックピンは、前記プレスヘッド及び前記テストソケット基板のうちの少なくとも何れか１つに配設され、
前記プレスヘッドと前記テストソケット基板とが接合されたときに、前記アクチュエータにより前記スライダーが特定方向に摺動されて前記ロックピンを堅固に固定し、前記プレスヘッドと前記テストソケット基板とが分離することを防ぎ、
前記アクチュエータ及び前記スライダーは、前記プレスヘッドに配設され、
前記プレスヘッドの底面には、挿入孔が形成され、
前記ロックピンは、前記テストソケット基板の上面から突出され、
前記スライダーは、スロットを有し、
前記プレスヘッドと前記テストソケット基板とが接合されたときに、前記ロックピンが前記挿入孔に挿通されて前記スロットに挿入され、前記アクチュエータにより前記スライダーが駆動され、前記スロットに前記ロックピンが堅固に固定され、
前記スライダーの前記スロットは、大円孔及び小円孔を有し、
前記スライダーは、プッシュブロックを有し、
前記ロックピンは、頭部及び首部を有し、
前記プレスヘッドと前記テストソケット基板とが接合されたときに、前記ロックピンの前記頭部が前記スロットの前記大円孔に挿通され、前記アクチュエータにより前記プッシュブロックが押動された後、前記スライダーの前記小円孔に前記ロックピンの前記首部が堅固に固定されることを特徴とする、
プレスヘッドロック機構。

【請求項2】

テストソケット基板、プレスヘッド及び２つのプレスヘッドロック機構を備えた、プレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置であって、
前記テストソケット基板は、テストソケットスロットを有し、
前記プレスヘッドは、第１のサポートアーム及び第２のサポートアームを含み、前記第１のサポートアーム及び前記第２のサポートアームは、前記テストソケットスロットの両側にそれぞれ配設され、前記第１のサポートアーム及び前記第２のサポートアームは、係止ブロックを有し、
前記プレスヘッドロック機構は、前記第１のサポートアーム、前記第２のサポートアーム及び前記テストソケット基板のうちの少なくとも何れか１つに配設されるとともに、アクチュエータ、スライダー及びロックピンをそれぞれ有し、
前記スライダーは、スロット、底板、プッシュブロック及びストップブロックを有し、前記プッシュブロック及び前記ストップブロックは、前記底板の両側にそれぞれ設けられ、
前記スライダーの前記スロットは、大円孔及び小円孔を有し、
前記ロックピンは、頭部及び首部を有し、
前記アクチュエータが前記スライダーを摺動させ、前記係止ブロックが前記プッシュブロックを係止すると、前記ロックピンが前記スライダーの前記大円孔に位置合わせされ、前記ロックピンの前記頭部が前記大円孔から挿出可能であり、
前記アクチュエータが前記スライダーを摺動させ、前記係止ブロックが前記ストップブロックを係止すると、前記スライダーの前記小円孔に前記ロックピンの前記首部が堅牢に固定され、
前記プレスヘッドと前記テストソケット基板とが分離することを防ぐことを特徴とする、
プレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置。

【請求項3】

前記プレスヘッドは、下圧力発生装置及びプレスフィットブロックを有し、前記下圧力発生装置は、前記第１のサポートアームと前記第２のサポートアームとの間に位置し、前記プレスフィットブロックは、前記下圧力発生装置に配設され、前記テストソケットスロットに対応することを特徴とする請求項２に記載のプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレスヘッドロック機構及びプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置に関し、特に、特定の押下力を付与し、電子部品の品質を検査する電子部品検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体技術が発展するに従い、シングルチップの機能及び演算処理能力は高まっているが、それに伴ってチップの接点又はピンの数も非常に多くなってきている。現在の技術レベルから言って、一部のチップの断面積サイズは、既に１０ｃｍ^２に達し、上面の接点は数千～１万個以上に達している。

【0003】

また、これらのチップを検査する際、チップとポゴピン（ｐｏｇｏ ｐｉｎ）とが十分に電気的に接続されるように、装置本体は十分な押下力を付与する必要があった。各ポゴピンのばね力は、約２５～３５ｇｆであるため、現在の業界の検査規格の要求に依り、ポゴピンのばね力に完全に打ち勝つためには、装置は少なくとも３００Ｋｇｆの押下力を付与しなければ、チップ上の全ての接点を対応したポゴピンにそれぞれ電気的に接続させることはできなかった。このような大きな押下力及びその反作用力に対応するために、装置には係合機構を別途設ける必要があった。

【0004】

また、前述した係合機構については、本出願人の特許文献１を参照する。特許文献１では、プレスヘッド及びソケットプレートをロックする多種類の機構が公開されているが、その大部分はシングル駆動源の２段式押下方式に属し、プレスヘッドを押下げてチップに当接する際、係合機構は未だ駆動されておらず、プレスヘッドを再び押下げなければ、係合機構を同時に駆動させることはできなかった。

【0005】

しかし、特許文献１は、体積が大きく、機構の組立が複雑であり、高コストであるなどの欠点を有する他、係合機構がロック状態にあるかリリース状態にあるか正確に知ることができなかったため、係合機構の動作を検出するセンサーを別途設ける必要があった。
また、一部のチップ検査工程にかかる時間が数十時間～数日に及ぶことがあり、従来技術の係合機構はロック状態にあるとき、駆動源によりプレスヘッドを押下げ続けなければならなかったため、多くのエネルギーが無駄となるばかりでなく、付加的な押下力により材料疲労が起き、装置の寿命を短くしてしまう虞もあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】米国特許出願公開第２０１７２９２９７３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の課題は、機構又は動作方式が非常に簡素であり、設置コスト及びメンテナンスコストが安く、広いスペースをとらず、ロック状態でテストを行う際、余計なエネルギーを使って押下げたりロック機構を駆動させる必要がない、プレスヘッドロック機構及びプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための本発明のプレスヘッドロック機構は、プレスヘッド及びテストソケット基板をロックするために用いる。当該ロック機構は、プレスヘッド及びテストソケット基板のうちの少なくとも何れか１つに配設されたアクチュエータ、スライダー及びロックピンを含む。プレスヘッドとテストソケット基板とが接合されたときに、アクチュエータによりスライダーが特定方向に摺動されてロックピンを堅固に固定し、プレスヘッドとテストソケット基板とが分離することを防ぐ。

【0009】

前段で述べたように、本発明は、スライダー及びロックピンをプレスヘッド及びテストソケット基板にそれぞれ配設し、プレスヘッド及びテストソケット基板をロックする際、アクチュエータによりスライダーを駆動し、ロックピンを堅固に固定し、プレスヘッドとテストソケット基板とが分離することを防ぐ。本発明が採用する機構は、簡素で信頼性が高く、組立及びメンテナンスが非常に容易であり、アクチュエータによりロック状態にするかロック状態を解除するときにスライダーを変位させるときのみエネルギーを消費するため、アクチュエータを継続的に駆動させる必要はない。

【0010】

上記課題を解決するために、本発明のプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置は、テストソケット基板、プレスヘッド及び２つのプレスヘッドロック機構を備える。テストソケット基板は、テストソケットスロットを有する。プレスヘッドは、第１のサポートアーム及び第２のサポートアームを含む。第１のサポートアーム及び第２のサポートアームは、テストソケットスロットの両側にそれぞれ配設される。２つのプレスヘッドロック機構は、第１のサポートアーム、第２のサポートアーム及びテストソケット基板のうちの少なくとも何れか１つに配設される。各プレスヘッドロック機構は、アクチュエータ、スライダー及びロックピンをそれぞれ有する。プレスヘッドとテストソケット基板とが接合されたときに、アクチュエータによりスライダーが特定方向に摺動されてロックピンを堅固に固定し、プレスヘッドとテストソケット基板とが分離することを防ぐ。

【発明の効果】

【0011】

本発明のプレスヘッドロック機構及びプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置は、プレスヘッドロック機構の一部部品がプレスヘッドのサポートアーム内に取付けられる。例えば、アクチュエータ及びスライダーがサポートアームに取付けられ、ロックピンがテストソケット基板上に固設される。ロックする際、アクチュエータによりスライダーを駆動し、スライダーによりロックピンを堅固に固定する。以上の構成より、下圧力発生装置が押下力を発生させ、被測定チップに押下力が付与されたときに、プレスヘッドとテストソケット基板とが押下力の影響を受けて分離してしまうことを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係るプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置を示す説明図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るプレスヘッド及びテストソケット基板を示す斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るプレスヘッド及びテストソケット基板を示す分解斜視図である。

【図4A】本発明の一実施形態に係るプレスヘッドロック機構を示す説明図である。

【図4B】本発明の一実施形態に係るスライダーを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の他の技術内容、特徴及び効果について、以下、図面を参照しながら好適な実施形態の詳細な説明で明らかにする。

【0014】

本発明のプレスヘッドロック機構及びプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置を本実施形態で詳しく説明する前に以下の事項を述べておく。
以下の説明では、類似の部材には同一の符号が付してある。また、本発明の図面は、単に例示の目的でそのように描かれているにすぎず、各部材の寸法は、必ずしも現実の寸法を反映するものとは限らない上、詳細な部分もすべて図面に描かれているわけではないことに留意されたい。

【0015】

図１を参照する。図１は、本発明の一実施形態に係るプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置を示す説明図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置は、下圧端Ｍｄ及びベース端Ｍｂを含む。下圧端Ｍｄは、電子部品Ｃを押下げるために用いる他、電子部品Ｃをピック及びプレイスする機能を備え、他の実施形態では、電子部品Ｃを加熱又は冷却する機能を備えなければならず、下圧端Ｍｄは、電子部品Ｃを載置し、テストするために用いる。

【0016】

また、本実施形態の下圧端Ｍｄは、プレスヘッド２により構成され、頂板７０、第１のサポートアーム７１、第２のサポートアーム７２、下圧力発生装置８１及びプレスフィットブロック８２を含む。
頂板７０は、昇降機構（図示せず）に接続される。第１のサポートアーム７１及び第２のサポートアーム７２は、頂板７０の両側にそれぞれ配設される。下圧力発生装置８１は、頂板７０に接続されるとともに、第１のサポートアーム７１と第２のサポートアーム７２との間に位置する。プレスフィットブロック８２は、下圧力発生装置８１に接続されて下圧力発生装置８１下に位置する。下圧力発生装置８１が押下力を発生させ、プレスフィットブロック８２により押下力を伝達して押し当てると、被測定電子部品Ｃに押下力が付与される。

【0017】

また、本実施形態のベース端Ｍｂは、テストソケット基板６及びテストソケットスロット６０を含む。その他の部材は図面に示されていないが、当業者であれば分かるように、例えば、テストボード（ｔｅｓｔ ｂｏａｒｄ）、サポートプレート（ｓｕｐｐｏｒｔ ｐｌａｔｅ）、テストバー（Ｔ ｓｈａｐｅｄ ｂａｒ）などを含んでもよい。
テストソケットスロット６０は、テストソケット６３を収容するために用い、テストソケット６３が電気的インターフェースを形成し、電子部品Ｃをテスター（ｔｅｓｔｅｒ）に電気的に接続させてテストする。電気的インターフェースは、テストソケット６３底部のプローブＰを含む。プローブＰは、電子部品Ｃ底面の接点（図示せず）と電気的に接続される。

【0018】

図２、図３及び図４Ａを参照する。図２は、本発明の一実施形態に係るプレスヘッド２及びテストソケット基板６を示す斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るプレスヘッド２及びテストソケット基板６を示す分解斜視図である。図４Ａは、本発明の一実施形態に係るプレスヘッドロック機構を示す説明図である。
図２、図３及び図４Ａに示すように、本実施形態の各プレスヘッドロック機構は、アクチュエータ３、スライダー４及びロックピン５を含む。第１のサポートアーム７１及び第２のサポートアーム７２には、アクチュエータ３及びスライダー４がそれぞれ取付けられる。ロックピン５は、テストソケット基板６に固設される。本実施形態のアクチュエータ３は気圧シリンダであるが、本発明はこれだけに限定されるわけではなく、往復直線運動可能な機構又は装置であれば本発明に適用可能である（例えば、リニアモーター（ｌｉｎｅｒ ｍｏｔｏｒ））。

【0019】

また、第１のサポートアーム７１及び第２のサポートアーム７２は、収容空間Ｓ、挿入孔２１及び係止ブロックＢをそれぞれ含む。収容空間Ｓは内部空間である。アクチュエータ３及びスライダー４は、収容空間Ｓに収容される。挿入孔２１は、第１のサポートアーム７１及び第２のサポートアーム７２の底面に形成されるとともに、収容空間Ｓと連通する。また、係止ブロックＢは、収容空間Ｓの上面側から下方へ突出され、スライダー４を係止して位置決めする。

【0020】

図４Ｂを併せて参照する。図４Ｂは、本発明の一実施形態に係るスライダー４を示す斜視図である。本実施形態のスライダー４は、底板４０、プッシュブロック４２及びストップブロック４３を含む。プッシュブロック４２及びストップブロック４３は、底板４０の両側にそれぞれ設けられる。底板４０には、スロット４１が形成される。スロット４１は、大円孔４１１及び小円孔４１２を含む。大円孔４１１及び小円孔４１２は互いに連通する。

【0021】

また、本実施形態のテストソケット基板６は、テストソケットスロット６０、第１のバンプ６１及び第２のバンプ６２を含む。テストソケットスロット６０は、テストソケット６３（図示せず）を収容する。第１のバンプ６１及び第２のバンプ６２は、テストソケット基板６上に組立てられるとともに、テストソケットスロット６０の両側にそれぞれ設けられる。第１のバンプ６１及び第２のバンプ６２には、ロックピン５がそれぞれ配設される。また、本実施形態のロックピン５は、頭部５１及び首部５２を含む。

【0022】

全ての図面を同時に参照する。以下、本実施形態の作動方式について説明する。まず、電子部品をテストソケット６３に挿設した後、プレスヘッド２の押下げを開始する。続いて、第１のサポートアーム７１及び第２のサポートアーム７２の底面上の挿入孔２１にロックピン５を挿入し、スライダー４が係止ブロックＢに接触されると、プッシュブロック４２は係止された状態となる。ロックピン５は、スライダー４の大円孔４１１に位置合わせして挿通させることができる。大円孔４１１の直径は、ロックピン５の頭部５１より大きい。

【0023】

また、プレスヘッド２とテストソケット基板６とをロックする際、アクチュエータ３はスライダー４を摺動させ、係止ブロックＢがストップブロック４３を係止する際、スライダー４の小円孔４１２にロックピン５の首部５２が係入され、スライダー４のスロット４１にロックピン５が堅牢に固定され、プレスヘッド２とテストソケット基板６とをロックし分離することを防ぐ。続いて、下圧力発生装置８１が電子部品Ｃに押下力を付与し、テストする。

【0024】

また、テストが完了したとき、係止ブロックＢが係止されるまで、アクチュエータ３により再びスライダー４をプッシュブロック４２まで摺動させる。同様に、このときスライダー４の大円孔４１１にロックピン５を嵌入させるが、ロックピン５は、大円孔４１１から挿出可能である。詳細には、プレスヘッド２はテストソケット基板６から容易に取り外すことができる。

【0025】

さらに詳細には、下圧力発生装置８１が電子部品Ｃに押下力を付与するとき、プレスヘッドロック機構全体は、内力平衡を得ることができる。シミュレーション分析によると、３００Ｋｇｆの押下力を付与する際、第１のサポートアーム７１及び第２のサポートアーム７２のそれぞれが１５０Ｋｇｆの内応力を受けると、最大変位量は０．０３４ｍｍのみであり、それは頂板７０と、第１のサポートアーム７１及び第２のサポートアーム７２との接続箇所の端部に発生する。
上述したことから分かるように、本発明のプレスヘッドロック機構は、内力平衡を得て、非常に大きな押下力を受ける状況下でも変形量が非常に小さい。

【0026】

上述したことから分かるように、本発明のプレスヘッドロック機構及びプレスヘッドロック機構を有する電子部品検査装置は、以下（１）～（５）の長所を有する。
（１）本発明のプレスヘッドロック機構は、簡素で、組立及びメンテナンスが容易であり、低コスト、信頼性が高く、実用的である。
（２）本発明のプレスヘッドロック機構は、プレスヘッドの両側に配設されたサポートアーム内に取付けられ、広いスペースをとらないため、装置の空間を最大限利用することができる。
（３）ロックの開閉を行うときのみ、アクチュエータによりスライダーを駆動させるため、テストを行っている最中又はテストを行う前のアクチュエータは待機状態にあり、付加的な動力源によりロック状態を保持する必要がないため、エネルギー消費を大幅に減らすことができる。
（４）従来技術で述べた単一動力源の方式と比べ、本発明は、付加的な力（押下力）によりロック状態を維持する必要がないため、付加的な押下力により発生する複雑な応力の影響を受けることを減らし、装置の部品が内力により生じる疲労効果を改善し、使用寿命を延ばすことができる。
（５）本発明のプレスヘッドロック機構は、内力平衡を得て、大きな力である押下力がテスト装置の他の機構又は部品に与える悪影響を減らし、大きな力である押下力に耐え得るため、変形量が小さい。

【0027】

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0028】

２ プレスヘッド
３ アクチュエータ
４ スライダー
５ ロックピン
６ テストソケット基板
２１ 挿入孔
４０ 底板
４１ スロット
４２ プッシュブロック
４３ ストップブロック
５１ 頭部
５２ 首部
６０ テストソケットスロット
６１ 第１のバンプ
６２ 第２のバンプ
６３ テストソケット
７０ 頂板
７１ 第１のサポートアーム
７２ 第２のサポートアーム
８１ 下圧力発生装置
８２ プレスフィットブロック
４１１ 大円孔
４１２ 小円孔
Ｂ 係止ブロック
Ｃ 電子部品
Ｍｄ 下圧端
Ｍｂ ベース端
Ｐ プローブ
Ｓ 収容空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】