JP2003255018A - 部品試験装置 - Google Patents

部品試験装置

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JP2003255018A
JP2003255018A JP2002052080A JP2002052080A JP2003255018A JP 2003255018 A JP2003255018 A JP 2003255018A JP 2002052080 A JP2002052080 A JP 2002052080A JP 2002052080 A JP2002052080 A JP 2002052080A JP 2003255018 A JP2003255018 A JP 2003255018A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲温度や機械部品の発熱の影響などがあっ
た場合でも、ノズル部材により保持されたICチップ等
の部品の位置ずれと搬送装置の移動誤差とに応じた補正
を適正に行えること。 【解決手段】 本試験装置1は、試験の対象となる部品
を吸着保持して収納位置から試験位置まで移動させるノ
ズル部材60a,60bと、この移動ルート上に配置さ
れノズル部材60a,60bによって保持されている部
品を撮像可能な部品認識カメラ64A,64Bと、制御
部70とを備え、ノズル部材60a,60bは部品が保
持されるべき位置の近傍に基準マーク60c,60dを
配置する一方、制御部70は、部品認識カメラ64A,
64Bにより部品と基準マーク60c,60dがそれぞ
れ撮像され、この撮像信号に基づいて部品が保持されて
いる位置が補正されるように制御する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICチップ等の電
子部品を試験する部品試験装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置などの製造過程においては、
最終的に製造されたICチップ等の電子部品に対して各
種試験を施す必要があるが、そのような試験を自動的に
行う装置として、特開平11−333775号公報に開
示されているような装置が知られている。
【0003】この装置では、トレイに収納された試験前
のICチップを部品吸着用のノズル部材を有する第1搬
送装置により吸着して第1バッファ装置に載せ、第1バ
ッファ装置によりテストヘッド近傍まで搬送した後、部
品吸着用のノズル部材を有する第2搬送装置により第1
バッファ装置上のICチップを吸着してテストヘッドに
移載して試験を行う。この際、ICチップの吸着状態が
カメラを用いて確認される。そして、ICチップの吸着
位置がずれていれば、適当に補正してから試験を行う。
【0004】補正方法としては、例えばノズル部材のノ
ズル中心が予め所定位置に設定されているカメラ中心と
同軸となるところまでノズル部材を移動させてから、カ
メラによりICチップを撮像し、その撮像信号に基づい
てカメラ中心からのICチップのずれ量を算出し、この
算出値に応じたずれ補正を行うものであった。試験後
は、第2搬送装置によりテストヘッドから第2バッファ
装置にICチップを移載してトレイ載置部まで搬送した
後、第1搬送装置によって試験結果に応じた所定のトレ
イ上にICチップを移し替える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、撮像時のノズ
ル部材のノズル中心位置は、周囲温度や機械部品の発熱
の影響(熱膨張)などに起因した搬送装置の移動量の誤
差によってずれてくることがある。その場合、ノズル部
材により保持されたICチップの陰になるノズル中心を
カメラで直接みることができないので、この保持された
ICチップの位置ずれの補正を精度良く行うことができ
ず、さらに上記移動誤差分の補正もできなかった。そし
て、テストヘッドに移載されるICチップの保持姿勢が
所定の姿勢から大きく外れると、ICチップとソケット
との電気的な接続が不可能となって試験に支障をきたす
こととなる。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、周囲温度や機械部品の発熱の影響などがあっ
た場合でも、ノズル部材により保持されたICチップ等
の部品の位置ずれと搬送装置の移動誤差とに応じた補正
を適正に行うことのできる部品試験装置を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
試験の対象となる部品を保持して所定の部品供給部から
所定の試験部まで移動させる部品移動手段と、この移動
ルート上に配置され、部品移動手段によって保持されて
いる部品を撮像可能な撮像手段と、制御手段とを備え、
部品移動手段には、部品が保持されるべき位置の近傍に
基準部位が設定される一方、制御手段は、撮像手段によ
り部品と基準部位とがそれぞれ撮像され、部品移動手段
によりこの撮像信号に基づいて部品の保持位置のずれ
と、部品移動手段の移動誤差とに応じた補正量を求め、
この補正量により試験部までの移動量を補正するように
制御することを特徴とするものである。
【0008】この構成によれば、部品移動手段の部品が
保持されるべき位置の近傍に基準部位が設定される一
方、撮像手段により部品と基準部位とがそれぞれ撮像さ
れ、部品移動手段によりこの撮像信号に基づいて上記補
正が行われるように、制御手段による制御がなされるの
で、周囲温度や機械部品の発熱の影響などによって部品
移動手段の移動誤差が生じた場合や、保持されている部
品のずれが生じた場合でも、部品と、試験部に設けられ
たソケットとの電気的な接続が可能となって試験が適当
に行われる。
【0009】請求項2記載の発明のように、第1及び第
2の試験部を備えるとともに、部品移動手段として、上
記第1の試験部まで部品を移動させる第1の部品移動手
段と、この第1の部品移動手段に対して相対移動可能で
あって、上記第2の試験部まで部品を移動させる第2の
部品移動手段とを備え、各部品移動手段にそれぞれ基準
部位が設定され、制御手段は、第1の部品移動手段によ
る部品移動量を補正し、この補正結果を用いて第2の部
品移動手段による部品移動量を補正するように制御する
こととすれば、複数の部品を同時に扱うことができるよ
うな構成においても、それぞれの部品についての正確な
補正が可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。なお、図中には方向性を明確にする
ためにX軸、Y軸を示している。
【0011】図1及び図2は、本発明に係る部品試験装
置を概略的に示している。これらの図に示すように、部
品試験装置1(以下、試験装置1と略す)は、部品の搬
送及び試験中の部品保持(固定)という機械的な役割を
担うハンドラ2と、このハンドラ2に組込まれる試験装
置本体3とから構成されている。
【0012】試験装置本体3は、上面にテストヘッド4
を備えた箱型の装置で、テストヘッド4に設けられたソ
ケット(図示省略)に部品をセットして該部品の入力端
子にテスト電流を供給しつつ部品の出力端子からの出力
電流を受けることにより部品の品質を判断するように構
成されている。
【0013】試験装置本体3は、前記ハンドラ2に対し
て脱着可能に構成されており、図示を省略するが、例え
ば試験装置本体3を専用の台車に載せた状態でハンドラ
2の下側から所定の挿着位置に挿入し、テストヘッド4
をハンドラ2の基台2aに形成された開口部から後記テ
スト領域Taに臨ませた状態で固定することによりハン
ドラ2に対して組付けられている。なお、テストヘッド
4と試験装置本体3とは必ずしも一体である必要はな
く、テストヘッド4のみをハンドラ2に組付け、その他
の部分をハンドラ2から離間した位置に配置してテスト
ヘッド4に対して電気ケーブル等で電気的に接続するよ
うにしてもよい。
【0014】ハンドラ2は、同図に示すように、上部が
側方に迫出した略箱型の装置で、トレイに収納された部
品を取出して前記テストヘッド4に搬送し、さらに試験
後の部品をその試験結果に応じて仕分けするように構成
されている。以下、その構成について具体的に説明す
る。
【0015】ハンドラ2は、大きく分けて、トレイTr
が収納されるトレイ収納領域Saと、テストヘッド4等
が配置されるテスト領域Taの二つの領域に分けられて
いる。
【0016】トレイ収納領域Saには、X軸方向に複数
のトレイ収納部が並設されており、当実施形態では、図
2の左側から順に第1〜第5の5つのトレイ収納部11
〜15が並設されている。そして、第2トレイ収納部1
2及び第4トレイ収納部14に試験前(未検査)の部品
を載せたトレイTrが、第1トレイ収納部11に空のト
レイTrが、第3トレイ収納部13に試験後の部品のう
ち合格品(Pass)を載せたトレイTrが、第5トレイ収
納部15に試験後の部品のうち不合格品(Fail)を載せ
たトレイTrが夫々収納されている。なお、各トレイT
rは何れも共通の構造を有しており、図示を省略する
が、例えばその表面には複数の部品収納凹部(収納スペ
ース)が区画形成されており、ICチップ等の部品が各
部品収納凹部内に収納されるように構成されている。
【0017】各トレイ収納部11〜15は、夫々昇降可
能なテーブル上に複数のトレイTrを積み重ねた状態で
収納するように構成されており、最上位のトレイTrの
みを基台2a上に臨ませた状態で配置し、それ以外のト
レイTrを基台下のスペースに収納するように構成され
ている。なお、ハンドラ2の側壁には、各スペースに収
納されたトレイTrを出し入れできるように扉11b〜
15bが設けられている。
【0018】トレイ収納領域Saには、さらに図1及び
図2に示すようにP&Pロボット(Pick & Place Robo
t)20が設けられている。
【0019】P&Pロボット20は、移動可能なヘッド
23(搬送用ヘッド)を有しており、このヘッド23に
よって第2又は第4トレイ収納部12,14のトレイT
rから部品を取出して後述するシャトルロボット30
A,30Bに受け渡すとともに、試験後の部品をシャト
ルロボット30A,30Bから受け取って第3トレイ収
納部13又は第5トレイ収納部15のトレイTrに移載
するもので、さらに第1トレイ収納部11とその他のト
レイ収納部12〜15との間でトレイTrを搬送するト
レイ搬送機能も有している。
【0020】詳しく説明すると、上記基台2a上にはY
軸方向に延びる一対の固定レール21が設けられ、これ
ら固定レール21にヘッド支持部材22が移動可能に装
着されている。また、図示を省略するが、サーボモータ
により回転駆動されて前記固定レール21と平行に延び
るボールねじ軸が基台2a上に設けられ、このボールね
じ軸が前記支持部材22に設けられたナット部材(図示
省略)に螺合装着されている。さらに、詳しく図示して
いないが、前記支持部材22にX軸方向に延びる固定レ
ールが設けられこの固定レールにヘッド23が移動可能
に装着されるとともに、サーボモータにより回転駆動さ
れて前記固定レールと平行に延びるボールねじ軸が設け
られ、このボールねじ軸がヘッド23に設けられたナッ
ト部分に螺合装着されている。そして、上記各サーボモ
ータによるボールねじ軸の回転駆動に応じて支持部材2
2がY軸方向に、ヘッド23がX軸方向に夫々移動する
ことにより、ヘッド23が前記トレイ収納部11〜15
及びシャトルロボット30A,30Bの後記部品受渡し
位置P1を含む範囲で平面的に移動(X−Y平面上を移
動)し得るように構成されている。
【0021】ヘッド23には、複数のノズル部材が搭載
されており、当実施形態では部品用の一対のノズル部材
24a,24b(第1ノズル24a,第2ノズル24
B)とトレイ用のノズル部材25(トレイ用ノズル部材
25という)との合計3つのノズル部材が搭載されてい
る。各ノズル部材24a,24b及び25は、図外の電
磁バルブ等を介して負圧発生源に接続されており、後述
する部品搬送時にはノズル部材24a,24bの先端に
部品吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用により部品
を吸着するように構成されている。同様に、空トレイT
rの搬送時はノズル部材25の先端にトレイ吸着用の負
圧が供給され、該負圧の作用によりトレイTrを吸着す
るように構成されている。
【0022】部品吸着用の各ノズル部材24a,24b
は、ヘッド23に対して昇降及び回転(ノズル軸回りの
回転)が可能となっており、図示を省略するがサーボモ
ータを駆動源とする駆動機構により夫々作動するように
構成されている。そして、第2トレイ収納部12等のト
レイTr上、あるいはシャトルロボット30A,30B
の後記テーブル32の上方にヘッド23が配置された状
態で、各ノズル部材24a,24bの昇降動作に伴いト
レイTrに対する部品の出し入れ等を行うように構成さ
れている。なお、トレイTrへの部品の収納に際して
は、このようなノズル昇降動作に加えて各ノズル部材2
4a,24bが回転することによりトレイTrに対して
予め定められた方向で部品を収納し得るように構成され
ている。
【0023】トレイ用ノズル部材25は、ヘッド23に
対して昇降動作のみが可能となっており、サーボモータ
を駆動源とする駆動機構により作動するように構成され
ている。そして、部品の取出しに伴い空になったトレイ
Trを吸着した状態で、ヘッド23の移動に伴い第2及
び第4トレイ収納部12,14から第1トレイ収納部1
1にトレイTrを移送するとともに、必要に応じて第1
トレイ収納部11に収納されている空のトレイTrを吸
着して第3又は第5のトレイ収納部13,15に移送す
るように構成されている。
【0024】トレイ収納領域Saには、さらに各シャト
ルロボット30A,30Bの部品受渡し位置P1の間に
CCDエリアセンサからなる部品認識カメラ34が配設
されている。このカメラ34は、部品の吸着状態(吸着
誤差(ずれ))を画像の認識に基づいて調べるべくP&
Pロボット20の前記ヘッド23に吸着されている部品
を下側から撮像するもので、試験終了後の部品をトレイ
Trへの収納に先立って撮像するように構成されてい
る。なお、該部品認識カメラ34は、ヘッド23の各ノ
ズル部材24a,24bに吸着されている2つの部品を
同時に撮像し得るように構成されている。
【0025】一方、テスト領域Taには、前記テストヘ
ッド4、一対のシャトルロボット30A,30B(第1
シャトルロボット30A,第2シャトルロボット30
B)及びテストロボット40が配設されている。
【0026】テストヘッド4は、上述の通り基台2aに
形成された開口部からテスト領域Taの略中央部分に露
出した状態で配設されている。テストヘッド4の表面に
は、部品をセットするための複数のソケット(図示省
略)が配設されており、当試験装置1においては2つの
ソケットがX軸方向に並んだ状態で設けられている。
【0027】各ソケットには、それぞれ部品(ICチッ
プ等)の各リードに対応する接触部(図示せず)が設け
られており、各ソケットに部品を夫々位置決めすると、
部品の各リードとこれに対応する接触部とが接触して該
部品に対して導通試験や、入力電流に対する出力特性試
験等の電気的試験が施されるように構成されている。
【0028】シャトルロボット30A,30Bは、トレ
イ収納領域Saとテスト領域Taとの間で部品を搬送し
つつ前記P&Pロボット20およびテストロボット40
に対して部品の受渡しを行う装置で、図2に示すように
夫々Y軸方向に延びる固定レール31と、サーボモータ
を駆動源とする駆動機構により駆動されて前記固定レー
ル31に沿って移動するテーブル32とを有している。
そして、第1トレイ収納部11及び第5トレイ収納部1
5の近傍に設定されたP&Pロボット20に対する部品
受渡し位置P1と、テストヘッド4側方に設定されたテ
ストロボット40に対する部品受渡し位置P2との間で
前記テーブル32を固定レール31に沿って往復移動さ
せながら該テーブル32により部品を搬送するように構
成されている。
【0029】テーブル32には、試験前の部品を載置す
るためのエリアと、試験後の部品を載置するエリアとが
予め定められており、当実施形態では、図3に示すよう
にテーブル32のうちトレイ収納領域Sa側(同図では
下側)が試験後の部品を載置する第1エリアa1とさ
れ、その反対側が試験前の部品を載置する第2エリアa
2と定められている。各エリアa1,a2には、夫々一
対の吸着パッド33がX軸方向に所定間隔で、具体的に
はP&Pロボット20の前記ヘッド23のノズル部材2
4a,24bに対応する間隔で設けられおり、部品搬送
時には、これらパッド33上に部品が載置され吸着され
た状態で搬送されるように構成されている。
【0030】なお、各シャトルロボット30A,30B
とP&Pロボット20及びテストロボット40との部品
の受渡しは、例えば、以下のようにして行われる。
【0031】まず、P&Pロボット20から各シャトル
ロボット30A,30Bに試験前の部品を移載する際に
は、図4(a)に示すように部品受渡し位置P1の所定
の位置にP&Pロボット20のノズル部材24a,24
b(ヘッド23)が位置決めされ、ノズル部材24a,
24bに第2エリアa2が対応するようにテーブル32
が位置決めされ(この位置を第2ポジションという)、
この状態でノズル部材24a,24bの昇降に伴いテー
ブル32上に部品が移載される。一方、シャトルロボッ
ト30A(30B)からP&Pロボット20に試験後の
部品を移載する際には、図4(b)に示すようにノズル
部材24a,24bに第1エリアa1が対応するように
テーブル32が位置決めされ(この位置を第1ポジショ
ンという)、この状態でテーブル32上の部品がノズル
部材24a,24bの昇降に伴い吸着される。
【0032】また、テストロボット40からシャトルロ
ボット30A(30B)に試験後の部品を移載する際に
は、図4(c)に示すように部品受渡し位置P2の所定
の位置にテストロボット40の後記ノズル部材60a,
60b(ヘッド本体43a,43b)が位置決めされ、
各ノズル部材60a,60bに第1エリアa1が対応す
るようにテーブル32が位置決めされ(第1ポジショ
ン)、この状態でノズル部材60a,60bの昇降に伴
ってテーブル32上に部品が載置される。一方、シャト
ルロボット30A(30B)からテストロボット40に
試験前の部品を移載する際には、図4(d)に示すよう
にノズル部材60a,60bに第2エリアa2が対応す
るようにテーブル32が位置決めされ(第2ポジショ
ン)、この状態でノズル部材60a,60bの昇降に伴
いテーブル32上から部品が吸着されるようになってい
る。
【0033】テストロボット40は、上述のように各シ
ャトルロボット30A,30Bによりトレイ収納領域S
aからテスト領域Taに供給される部品をテストヘッド
4に搬送(供給)して該試験の間テストヘッド4に対し
て部品を押圧した状態で保持(固定)し、試験後は、部
品をそのままシャトルロボット30A,30Bに受け渡
す(排出する)装置である。
【0034】このテストロボット40は、シャトルロボ
ット30A,30Bを跨ぐように基台2a上に設けられ
た高架2bに沿って移動する部品移動手段としての一対
の搬送用ヘッド42A,42B(第1搬送用ヘッド42
A,第2搬送用ヘッド42B)を有しており、これら搬
送用ヘッド42A,42Bに夫々搭載された一対のヘッ
ド本体43a,43b(第1の部品移動手段としての第
1ヘッド本体43a,第2の部品移動手段としての第2
ヘッド本体43b)によりテストヘッド4に対して部品
の供給及び排出を行うように構成されている。以下、図
1,図2及び図5〜図11を参照しつつ搬送用ヘッド4
2A,42Bの構成について具体的に説明する。
【0035】各搬送用ヘッド42A,42Bは、夫々、
前記高架2B上に配設されたX軸方向の固定レール45
に沿って移動可能な一対の可動フレーム46a,46b
(第1可動フレーム46a,第2可動フレーム46b)
を有している。これらの可動フレーム46a,46bの
うち第1可動フレーム46aにはサーボモータ47が固
定されており、このサーボモータ47の出力軸にX軸方
向に延びるボールねじ軸48が一体的に連結されるとと
もに、このボールねじ軸48が第2可動フレーム46b
に設けられたナット部分49に螺合装着されている。ま
た、サーボモータ50により夫々回転駆動される前記固
定レール45と平行な一対のボールねじ軸51が基台2
aに設けられ、これらボールねじ軸51が搬送用ヘッド
42A,42Bの各第1可動フレーム46aに設けられ
たナット部分52に螺合装着されている。すなわち、サ
ーボモータ50によるボールねじ軸51の回転駆動に伴
い各搬送用ヘッド42A,42Bが固定レール45に沿
って夫々X軸方向に移動するとともに、前記サーボモー
タ47によるボールねじ軸48の回転駆動に伴い、各搬
送用ヘッド42A,42Bにおいて、図7の二点鎖線に
示すように第2可動フレーム46bが第1可動フレーム
46aに対して相対的にX軸方向に移動し得るように構
成されている。
【0036】各可動フレーム46a,46b上には、図
6及び図7に示すようにY軸方向に延びる固定レール5
4が夫々配設されている。各レール54には、ヘッド支
持部材55が夫々移動可能に支持されており、これらヘ
ッド支持部材55の先端部(図6では右側端部)に前記
ヘッド本体43a,43bが夫々組付けられている。そ
して、各可動フレーム46a,46bに、サーボモータ
57により駆動される前記固定レール54と平行なボー
ルねじ軸58が夫々固定台56を介して支持され、これ
らボールねじ軸58がヘッド支持部材55に設けられた
ナット部分59に夫々螺合装着されている。これにより
各サーボモータ57によるボールねじ軸58の回転駆動
に伴い各ヘッド本体43a,43bが可動フレーム46
a,46bに対して夫々Y軸方向に移動するように構成
されている。
【0037】各ヘッド本体43a,43bには、図8に
示すように吸着ノズルとしてのノズル部材60a,60
b(第1ノズル部材60a,第2ノズル部材60b)が
夫々設けられている。各ノズル部材60a,60bは、
図外の電磁バルブ等を介して負圧発生源に接続されてお
り、テストヘッド4への部品搬送時等にはノズル部材6
0a,60bの先端に部品吸着用の負圧が供給され、該
負圧の作用により部品を吸着するように構成されてい
る。
【0038】また、ノズル部材60a,60bの部品が
吸着されるべき位置の近傍に基準マーク(基準部位)6
0c,60dが夫々配置されている。基準マーク60
c,60dは、例えばリング状に形成されており、内周
と外周とで色を変えてその位置を認識しやすくしてい
る。基準マーク60c,60dは、撮像手段としての部
品認識カメラ64A,64Bによって部品とともに撮像
され、その撮像信号に基づいて部品のずれ補正を行うた
めに用いられる。ただし、この基準マーク60c,60
dに代えて、ノズル部材60a,60bの適当な部位を
用いてもよい。
【0039】各ノズル部材60a,60bは、ヘッド本
体43a,43bのフレームに対して昇降及び回転(ノ
ズル軸回りの回転)が可能となっており、サーボモータ
を駆動源とする図外の駆動機構により駆動するように構
成されている。
【0040】また、図8中のヘッド本体43bの右側に
は、テストヘッド4への部品供給の際にソケット62a
に付された基準マーク62bを撮像するためのCCDエ
リアセンサからなるソケット認識カメラ62が搭載され
ている。
【0041】テスト領域Taには、さらに前記シャトル
ロボット30A,30Bの部品受渡し位置P2とテスト
ヘッド4との間であって、テストヘッド4の近傍に、夫
々CCDエリアセンサからなる部品認識カメラ64A,
64B(撮像手段)が配設されている。これらのカメラ
64A,64Bは、画像の認識に基づいて部品の吸着状
態(吸着誤差(ずれ))を調べるとともに、テストロボ
ット40の移動誤差を調べるべく、各搬送用ヘッド42
A,42Bにより吸着されている2つの部品をその近傍
に設定された基準マーク60c,60dとともに下側か
ら同時に撮像し得るように構成されており、図9に示す
ように、ヘッド本体43a,43bにより各シャトルロ
ボット30A(又は30B)から部品が取り上げられた
後、該ヘッド本体43a,43bの移動に伴い部品認識
カメラ64A(又は64B)上方に部品が配置されるこ
とにより部品を基準マーク60c,60dとともに撮像
するようになっている。なお、部品受渡し位置P2、部
品認識カメラ64A,64B及びテストヘッド4は、X
軸と平行な同一軸線上に配置されており、これにより搬
送用ヘッド42A,42Bを夫々部品受渡し位置P2〜
テストヘッド4に亘って最短距離で移動させながらその
途中で試験前の部品を撮像し得るように構成されてい
る。
【0042】ここで、基準マーク60c,60dを用い
て部品のずれ補正を行う方法について説明する。
【0043】図10はノズル部材60aで部品を吸着保
持したときの説明図であって、(a)は基準マーク60
cのみの概念的な撮像画像を示し、(b)は部品のみの
概念的な撮像画像を示している。また、図11はノズル
部材60bで部品を吸着保持したときの説明図であっ
て、(a)は基準マーク60dのみの概念的な撮像画像
を示し、(b)は部品のみの概念的な撮像画像を示して
いる。
【0044】まず部品の1個ずつを撮像する場合を考え
る。すなわち、図10において、ノズル本体60aのノ
ズル中心から部品までの距離ΔX1,ΔY1は、 ΔX1=Δx1−Δx‘1 ΔY1=Δy1−Δy‘1 となる。ここで、Δx1,Δy1はカメラ中心から部品
までの距離であり、Δx‘1,Δy‘1はカメラ中心か
ら基準マーク60cまでの距離である。
【0045】また、部品の回転方向の傾きをθ1とする
と、この傾きの補正のためにそのθ1だけノズルを回転
させた場合に、ノズル本体60aのノズル中心から部品
までの距離ΔX‘1,ΔY‘1は、 ΔX‘1=(Δx1−Δx‘1)cosθ1−(Δy1
−Δy‘1)sinθ1 ΔY‘1=(Δx1−Δx‘1)sinθ1+(Δy1
−Δy‘1)cosθ1 となる。したがって、ノズル中心に対する部品の位置ず
れ分と基準マーク60cの位置ずれ分(ロボットの移動
誤差分)を考慮した目標位置X‘1,Y‘1は、補正前
の位置X1,Y1に対して、 X‘1=X1−ΔX‘1−Δx‘1 Y‘1=Y1−ΔY‘1−Δy‘1 となる。
【0046】次に、2個の部品をノズル本体60a,6
0bに吸着させてカメラで順次撮像した後、テストヘッ
ド4上に移動させて両部品を同時に試験する場合には、
以下のようになる。
【0047】ノズル本体60aの補正については上述の
通りであり、また、ノズル本体60bのY軸方向の補正
についても、部品を1個ずつ撮像する場合と同様であ
る。ただし、ノズル本体60bはノズル本体60aに対
して相対移動(X軸方向の移動、ここでは特にW軸での
移動という。)を行うため、このW軸での補正を行う必
要がある。すなわち、ノズル本体60bをカメラ上に移
動させて撮像した画像である図11において、ノズル本
体60bのノズル中心から部品までの距離ΔX2は、 ΔX2=Δx2−Δx‘2 となる。ここで、Δx2はカメラ中心から基準マーク6
0dまでの距離であり、Δx‘2はカメラ中心から部品
までの距離である。また、部品の回転方向の傾きをθ2
とすると、その分だけノズルを回転させた場合のノズル
本体60bのノズル中心から部品までの距離ΔX‘2
は、 ΔX‘2=(Δx2−Δx‘2)cosθ2−(Δy2
−Δy‘2)sinθ2 となる。したがって、部品の位置ずれと基準マーク60
dの位置ずれ分を考慮した目標位置W‘は、補正前の位
置Wに対して、 W‘=W−ΔX‘2−Δx‘2+ΔX‘1+Δx‘1 となる。
【0048】なお、ハンドラ2の上部には、図1に示す
ように防塵用のカバー2cが装着されており、テスト領
域Ta及びトレイ収納領域Saを含む基台2a上の空間
がこのカバー2cによって覆われている。
【0049】図12は、試験装置1の制御系をブロック
図で示している。この図に示すように、試験装置1は、
論理演算を実行する周知のCPU70aと、そのCPU
70aを制御する種々のプログラムなどを予め記憶する
ROM70bと、装置動作中に種々のデータを一時的に
記憶するRAM70cとを備えた制御部70(制御手
段)を備えている。
【0050】この制御部70には、I/O部(図示せ
ず)を介して試験装置本体3、部品認識カメラ34,6
4A,64B及びソケット認識カメラ62が電気的に接
続されるとともに、前記P&Pロボット20、テストロ
ボット40、シャトルロボット30A,30Bの各コン
トローラ71,72,73A,73Bが電気的に接続さ
れている。また、各種情報を制御部70に入出力するた
めの操作部75及び試験状況等の各種情報を報知するた
めのCRT76等がこの制御部70に電気的に接続され
ている。
【0051】そして、前記ROM70bに記憶されたプ
ログラムに従ってハンドラ2の各ロボット等の動作が制
御部70により以下のように制御されるようになってい
る。
【0052】次に、上記制御部70の制御に基づく試験
装置1の動作について図13のタイミングチャートに基
づいて説明することにする。
【0053】なお、このタイミングチャートは試験動作
中の特定の時点(t0時点)からの動作を示しており、
該t0時点における各ロボット20,30A,30B,
40(搬送用ヘッド42A,42B)の状態は以下の通
りである。 ・P&Pロボット20 ;試験後の部品をトレイTrに
収納すべくヘッド23が移動中の状態にある。なお、認
識カメラ34による部品の撮像は終了し、部品の吸着状
態の確認も終了している。 ・第1シャトルロボット30A ;次回第1搬送用ヘッ
ド42Aに供給する部品をテーブル32上に保持した状
態で部品受渡し位置P1に待機した状態にある。 ・第1搬送用ヘッド42A ;次に試験を行う部品を各
ヘッド本体43a,43bにより吸着し、かつ各部品を
部品認識カメラ64A上方に配置(待機)した状態にあ
る。 ・第2シャトルロボット30B ;次に第2搬送用ヘッ
ド42Bに供給する部品をテーブル32上に保持した状
態で部品受渡し位置P1に待機した状態にある。 ・第2搬送用ヘッド42B ;テストヘッド4において
試験終了直後の状態にある。
【0054】以上のような状態下において、まず、第2
シャトルロボット30Bのテーブル32が部品受渡し位
置P2に移動するとともに(t1時点)、試験後の部品
を受け渡すべく第2搬送用ヘッド42Bが第2シャトル
ロボット30Bの部品受渡し位置P2に移動する(t3
時点)。
【0055】部品受渡し位置P2に第2搬送用ヘッド4
2Bが到達すると(t7時点)、まず第2搬送用ヘッド
42Bから第2シャトルロボット30Bのテーブル32
上に試験後の部品が移載され、次いで、該テーブル32
に予め載置されている次の部品(試験前の部品)が第2
ロボット本体42Bに受け渡される。詳しくは、第2シ
ャトルロボット30Bのテーブル32がまず部品受渡し
位置P2において第1ポジション(図4(c)参照)に
位置決めされ、各ノズル部材60a,60bの昇降に伴
いテーブル32上の第1エリアa1に部品が移載される
(t9時点)。その後、テーブル32が第2ポジション
(図4(d)参照)に位置決めされ、テーブル上の第2
エリアa2に保持されている部品が各ノズル部材60
a,60bの昇降に伴い吸着される(t12時点)。
【0056】第2搬送用ヘッド42Bと第2シャトルロ
ボット30Bとの間での部品の受渡しが完了すると、第
2搬送用ヘッド42Bの移動に伴い各部品が部品認識カ
メラ64B上に配置されて(t18時点)、該部品と基
準マーク60c,60dとの撮像に基づき吸着状態を調
べて上記部品のずれ補正のための処理が行われ、この処
理が完了するとテストヘッド4への搬送待機状態とな
る。
【0057】一方、上記のように第2搬送用ヘッド42
Bが部品受渡し位置P2に移動すると、これと同じタイ
ミングで第1搬送用ヘッド42Aが次の部品の試験を行
うべくテストヘッド4に移動する(t3時点)。そし
て、第1搬送用ヘッド42Aがテストヘッド4に到達す
ると(t5時点)、各ノズル部材60a,60bが下降
し、この下降に伴い各ノズル部材60a,60bに吸着
されている部品がテストヘッド4の各ソケットに夫々同
時に押し付けられた状態で位置決めされ、これにより該
部品の試験が開始される(t8時点)。
【0058】同タイミングチャートでは詳細に示してい
ないが、ソケット62bへの部品の位置決め前に、部品
認識カメラ64Aにより部品が基準マーク60c,60
dとともに撮像され、この撮像に基づいて第1搬送用ヘ
ッド42Aの位置誤差(ずれ)が求められる。そして、
この誤差に基づいて部品の補正量が求められ、この補正
量に基づいて第1搬送用ヘッド42Aが駆動制御される
ことにより各ヘッド本体43a,43bの吸着部品の位
置が補正される。
【0059】各部品位置の補正は、まずサーボモータ5
0の作動により第1搬送用ヘッド42A全体がX軸方向
に移動した後、サーボモータ47の作動により第2可動
フレーム46bのみがX軸方向に移動する。これにより
各ヘッド本体43a,43bのノズル部材60a,60
bに吸着されている部品が夫々X軸方向に位置補正され
る。そして、サーボモータ57の作動により各ヘッド本
体43a,43bが夫々Y軸方向に移動することにより
各部品がY軸方向に夫々位置補正され、さらにヘッド本
体43a,43bの各ノズル部材60a,60bがノズ
ル軸回り回転することにより各部品が夫々回転方向に位
置補正される。これにより各ヘッド本体43a,43b
に吸着されている部品が夫々X軸方向、Y軸方向及び回
転方向に位置補正されることとなる。なお、ここでは説
明の便宜上、各部品の位置補正をX軸方向、Y軸方向及
び回転方向に分けて時系列的に説明したが、実際にはこ
れら各方向の補正が並行して行われることにより各部品
の位置補正が速やかに行われる。
【0060】しかる後、第1搬送用ヘッド42Aがテス
トヘッド4上の目標位置に配置され、ソケット認識カメ
ラ62による基準マーク62aの撮像に基づいて第1搬
送用ヘッド42Aがソケット62bに対して位置決めさ
れ、各ノズル部材60a,60bの下降に伴い各部品が
ソケット62bにセットされる。
【0061】テストヘッド4に位置決めされている部品
の試験が終了すると(t20時点)、各ノズル部材60
a,60bの上昇に伴い部品がソケットから取り外され
(t23時点)、さらに第1搬送用ヘッド42Aの移動
に伴い該試験後の部品が第1シャトルロボット30Aと
の部品受渡し位置P2に搬送される(t25時点)。そ
して、上述した第2搬送用ヘッド42Bと第2シャトル
ロボット30Bとの部品受け渡し動作と同様にして、第
1搬送用ヘッド42Aと第1シャトルロボット30Aと
の間で部品の受け渡しが行われる。
【0062】また、部品受渡し位置P2への第1搬送用
ヘッド42Aの移動と同じタイミングで第2搬送用ヘッ
ド42Bがテストヘッド4に移動し(t24時点)、第
2搬送用ヘッド42Bの各ヘッド本体43a,43bに
吸着されている次の部品がテストヘッド4に押し付けら
れた状態で位置決めされることとなる(t26時点)。
【0063】一方、P&Pロボット20及び各シャトル
ロボット30A,30Bについては、テストロボット4
0の各搬送用ヘッド42A,42Bに対する部品の受け
渡しが連続的に行われ得るように以下のように動作制御
される。
【0064】まず、第2シャトルロボット30Bについ
ては、第2搬送用ヘッド42Bが部品受渡し位置P2に
到達すると同時(t7時点)に試験後の部品を受け取る
べく、テーブル32が部品受渡し位置P2に移動する。
そして、上記の通りまずテーブル32が第1ポジション
(図4(c)参照)に配置された状態で第2搬送用ヘッ
ド42Bからテーブル32へ試験後の部品が受け渡され
(t9時点)、さらにテーブル32が第2ポジション
(図4(d)参照)に配置されて(t10時点)試験前
の部品がテーブル32から第2搬送用ヘッド42Bに受
け渡される(t12時点)。
【0065】その後、テーブル32が部品受渡し位置P
1に移動し(t14時点)、まず第2ポジション(図4
(b)参照)にテーブル32が配置された状態で、P&
Pロボット20からテーブル32に次ぎの部品(試験前
の部品)が受け渡される(t16時点)。次いで、テー
ブル32が第1ポジション(図4(a)参照)に配置さ
れ(t17時点)、この状態でテーブル32からP&P
ロボット20に試験後の部品が受け渡され(t19時
点)、その後、次回の部品受渡しまで部品受渡し位置P
1において待機状態におかれる。なお、これは第2シャ
トルロボット30Bの動作制御であるが、第1シャトル
ロボット30Aについても第1搬送用ヘッド42Aとの
関係で同様に動作制御される。
【0066】一方、P&Pロボット20は、先に試験が
終了した部品をその試験結果に応じたトレイTrに収納
すべく動作制御される。
【0067】具体的には、まず各ノズル部材24a,2
4bに吸着した部品のうち一方側の部品を収納すべくヘ
ッド23が第3トレイ収納部13又は第5トレイ収納部
15上に配置され(t2時点)、例えば第1ノズル部材
24aの昇降に伴い部品がトレイTrに収納される(時
点t4)。次いで、他方側の部品を収納すべくヘッド2
3が第3トレイ収納部13上等又は第5トレイ収納部1
5上に配置された後(t6時点)、第2ノズル部材24
bの昇降に伴い部品がトレイTrに収納される(t8時
点)。なお、各トレイTrへの部品の収納時には、部品
認識カメラ34の撮像に基づく各部品の吸着誤差に基づ
いてヘッド23の移動及び各ノズル部材24a,24b
の回転が制御されることによりトレイTr内に部品が正
確に収納されることとなる。
【0068】試験後の部品のトレイTrへの収納が完了
すると、ヘッド23が第3トレイ収納部13の上方に配
置され(t11時点)、新たな部品がトレイTrから取
出される(t13時点)。そして、ヘッド23が第2シ
ャトルロボット30Bの部品受渡し位置P1に配置さ
れ、上述したように当該新たな部品が第2シャトルロボ
ット30Bに受け渡されるとともに(t16時点)、試
験後の部品が第2シャトルロボット30BからP&Pロ
ボット20に受け渡される(t19時点)。
【0069】このような第2シャトルロボット30Bに
対する部品の受渡しが完了すると、ヘッド23が部品認
識カメラ34上に配置され、試験後の部品の撮像に基づ
き該部品の吸着状態を調べるための処理が行われ、この
処理が完了すると、該部品をトレイTrに収納すべくヘ
ッド23等が動作制御されこととなる(t22時点)。
【0070】このようにして以後、図9に示すように、
部品受渡し位置P2とテストヘッド4との間で第1搬送
用ヘッド42A(第2搬送用ヘッド42B)を移動させ
つつテストヘッド4に2ずつ部品を搬送、位置決めして
試験を行う一方で、これと並行して第2搬送用ヘッド4
2B(又は第1搬送用ヘッド42A)と第2シャトルロ
ボット30B(又は第1シャトルロボット30A)との
間で部品の受け渡し(つまり試験後の部品と次回の部品
との受け渡し)を行いながら、さらにこのような第1搬
送用ヘッド42A及び第2搬送用ヘッド42Bに対する
部品の受け渡し等が連続的に行われるように各シャトル
ロボット30A,30B及びP&Pロボット20が動作
制御される。
【0071】以上説明したように、この試験装置1で
は、第1搬送用ヘッド42Aの各ヘッド本体43a,4
3bに装備されたノズル部材60a,60bの部品が保
持されるべき位置の近傍に基準マーク60c,60dが
設定される一方、部品認識カメラ64Aにより部品と基
準マーク60c,60dとがそれぞれ撮像され、第1搬
送用ヘッド42Aによりこの撮像信号に基づいて部品の
保持位置が補正されるように、制御部70による制御が
なされるので、周囲温度や機械部品の発熱の影響などに
よってテストロボット40の移動誤差が生じた場合や、
保持されている部品のずれが生じた場合でも、部品と、
部品の試験位置に設けられたソケット62aとの電気的
な接続が可能となって試験が適当に行われる。
【0072】なお、上記実施形態では、部品移動手段と
して、テストロボット40の搬送用ヘッド42A,42
Bを、また撮像手段として部品認識カメラ64A,64
Bを説明し、その場合には所定の部品供給部はシャトル
ロボット30A,30Bとの部品の受渡し位置P2とな
り、所定の試験部は部品の試験位置となるものとした
が、部品移動手段はP&Pロボット20のヘッド23で
あり、また撮像手段は部品認識カメラ34であってもよ
い。その場合には、所定の部品供給部は部品の収納位置
となり、所定の試験部はシャトルロボット30A,30
Bとの部品の受渡し位置P1となる。また、部品移動手
段は、ノズル部材60a,60bといった吸着ノズル以
外で部品を移動させるものであってもよく、その場合に
は補正機構も上記に限定されない。
【0073】また、上記実施形態では、ヘッド本体43
Aに対してヘッド本体43Bが相対移動する例を示した
が、両者が独立に移動する場合であってもよい。その場
合には、いずれのヘッドについても補正方法は上述した
1つの部品を撮像する場合と同じである。また、上記で
は、部品試験装置1の構成に合わせてX−Y軸からなる
直角座標系における補正方法を説明したが、装置構成に
よっては極座標系による補正方法であってもよい。
【0074】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、周囲温度や機械部品の発熱の影響などによ
って部品移動手段の移動誤差が生じた場合や、保持され
ている部品のずれが生じた場合でも、部品と、試験部に
設けられたソケットとの電気的な接続が可能となって試
験が適当に行われる。
【0075】請求項2記載の発明によれば、複数の部品
を同時に扱うことができるような構成においても、それ
ぞれの部品についての正確な補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る部品試験装置を示す斜視概略図で
ある。
【図2】部品試験装置を示す平面図である。
【図3】シャトルロボットのテーブルの構成を示す平面
略図である。
【図4】シャトルロボットの部品受渡し位置におけるテ
ーブルの位置を示す図2のB矢視図である((a),
(c)はテーブルが第1ポジションに配置された状態、
(b),(d)はテーブルが第2ポジションに配置され
た状態を示す)。
【図5】テストロボットの具体的な構成を示す平面図で
ある。
【図6】テストロボットの具体的な構成を示す図5のC
−C断面図である。
【図7】テストロボットの具体的な構成を示す図6のD
−D断面図である。
【図8】テストロボットの具体的な構成を示す図6のE
矢視図である。
【図9】テスト領域の構成を示す模式図である。
【図10】ノズル部材で部品を吸着保持したときの説明
図であって、(a)は基準マークのみの概念的な撮像画
像を示し、(b)は部品のみの概念的な撮像画像を示し
ている。
【図11】他のノズル部材で部品を吸着保持したときの
説明図であって、(a)は基準マークのみの概念的な撮
像画像を示し、(b)は部品のみの概念的な撮像画像を
示している。
【図12】部品試験装置の制御系を示すブロック図であ
る。
【図13】図12に示す制御系の制御に基づく部品試験
装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 部品試験装置 2 ハンドラ 3 試験装置本体 4 テストヘッド 20 P&Pロボット 23 ヘッド 30A 第1シャトルロボット 30B 第2シャトルロボット 40 テストロボット(部品移動手段) 42A 第1搬送用ヘッド(部品移動手段) 42B 第2搬送用ヘッド(部品移動手段) 43a,43b ヘッド本体(第1の部品移動手段、第
2の部品移動手段) 60a,60b ノズル部材 60c,60d 基準マーク(基準部位) 64A,64B 部品認識カメラ(撮像手段) 70 制御部 Sa トレイ収納領域 Ta テスト領域 P1,P2 部品受渡し位置 Tr トレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 啓且 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 (72)発明者 岸田 晃 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 Fターム(参考) 2G003 AG11 AG13 AG16 AH02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験の対象となる部品を保持して所定の
    部品供給部から所定の試験部まで移動させる部品移動手
    段と、この移動ルート上に配置され、部品移動手段によ
    って保持されている部品を撮像可能な撮像手段と、制御
    手段とを備え、部品移動手段には、部品が保持されるべ
    き位置の近傍に基準部位が設定される一方、制御手段
    は、撮像手段により部品と基準部位とがそれぞれ撮像さ
    れ、部品移動手段によりこの撮像信号に基づいて部品の
    保持位置のずれと、部品移動手段の移動誤差とに応じた
    補正量を求め、この補正量により試験部までの移動量を
    補正するように制御することを特徴とする部品試験装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の部品試験装置において、 第1及び第2の試験部を備えるとともに、部品移動手段
    として、上記第1の試験部まで部品を移動させる第1の
    部品移動手段と、この第1の部品移動手段に対して相対
    移動可能であって、上記第2の試験部まで部品を移動さ
    せる第2の部品移動手段とを備え、各部品移動手段にそ
    れぞれ基準部位が設定され、制御手段は、第1の部品移
    動手段による部品移動量を補正し、この補正結果を用い
    て第2の部品移動手段による部品移動量を補正するよう
    に制御することを特徴とする部品試験装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006090891A1 (ja) * 2005-02-23 2006-08-31 Oht Inc. 検査装置及び検査方法並びに位置決め方法
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