JP2009042253A

JP2009042253A - Ｉｃハンドラー

Info

Publication number: JP2009042253A
Application number: JP2008303116A
Authority: JP
Inventors: Keitaro Harada; 啓太郎原田; Masayoshi Yokoo; 政好横尾; Shigeo Onuma; 滋夫大沼; Satoshi Ueno; 聡上野
Original assignee: Tohoku Seiki Ind Ltd
Current assignee: Tohoku Seiki Ind Ltd
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】加圧力の微調整の可能なＩＣハンドラーを提供する。
【解決手段】水平状に正逆半回転の旋回運動する円盤６の上面に、２台のサーボモーター８，９を配設し、この夫々のモーター８，９から駆動される夫々の駆動軸２２，２３を円盤６に嵌装し、この駆動軸の適宜の機構を介して上下に摺動運動を行う垂下杆Ｋ，Ｍの下方に、円盤６の回転中心に対して対称位置にクランパーを設け、その下端面に真空吸着パットを設ける、又、夫々のクランパーの上方部には空圧シリンダ２８，２９を介在させ、この空圧シリンダに供給する圧縮空気の圧力を微調節できるような圧力調節機器を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明はデバイスを整然と敷き詰められたトレイから、所定の個数ずつが拾い出されて検査装置の第一ステージに移送されたものを、クランパーの下端面に設けた吸着パットで吸着してから１８０度旋回させ、第二ステージのＩＣソケットにクランプし、検査完了後に逆旋回させて元位置に復帰させてデバイスを排出し、第一ステージより移送してから、所定のトレイに搬出するＩＣハンドラーに関するものであって、円盤による正逆の交互旋回運動を行わせることにより、構成が簡単化されると同時に高精度で稼働させるように成すものである。

ＩＣデバイスをＩＣソケットに搬送し、検査済みのＩＣを検査装置から搬出するＩＣハンドラーとして、ピック＆プレース方式ロータリーインデックス方式カムインデックス方式等が広く知られておるが、一方向への回転のみ行うインデックス方式のものでは電力や圧縮空気等のエネルギーの供給装置が複雑で高価になるので、これまでの方式のものは、検査時のデバイスへのクランプに就いても、カムを多用した方式で有るがため微調節ができず、適正な加圧力には容易に調整のできない方式のものが多かった。

電線やエアーチューブの捩れ対策のために、カムを多用したインデックステーブルを使用した場合は使用時間に比例して、カム面に局部磨耗が発生し、その磨耗部がガタの原因となり、オーバーラン等の位置決め精度の不良を起因し、検査すべきデバイスやＩＣソケットを破損させる原因に繋がっているものである。

またクランパーに対する加圧力の調整不能のものや、過負荷防止機能の無いものにおいては、２個重ね送りされた異常供給の場合は検査測定ボードの損傷という問題も抱えている。

同時に整列供給される複数個のデバイスを検査する際に、従来のＵ字形のバネ状の測定子などではＩＣソケットの高さのバラツキや、デバイスの厚さのバラツキに充分な対応ができぬばかりか、測定子バネの圧縮ストロークの少ないＩＣソケットの増加した近年のものに対して、加圧力の微調整のできないような装置では対応困難になっているのが現状である。

本発明は回転する円盤に、電力や圧縮空気等を必要とする機器を搭載しているにも拘らず、電線やエアーの配管チューブが捩れないように、円盤を１８０度回転させては１８０度逆回転させることによって捩れを防止するという、往復旋回運動を繰り返すように成した、２ポジションのインデックスデーブルを採用し、第一ステージでの吸着パットの作用は検査済みデバイスを排出した後に、検査前デバイスを吸着する作用を行うために、クランパーの昇降動作を２度おこなわせているのに対して、第２ステージ側のクランパーはデバイスをＩＣソケットに押圧して後取り出すという、一往復の昇降動作だけ行うように成した正逆半回転の旋回運動を行う円盤に検査装置を構成するものである。

具体的な構成としての本発明の第一のＩＣハンドラーは、水平状に回転可能に支持された円盤の上面に、２台の制御駆動可能なモーターを配設し、この夫々のモーターから独立して駆動を受ける２本の駆動軸を円盤に嵌装し、この駆動軸の適宜の機構を介して上下に摺動運動を行うように成した垂下杆に接続するクランパーの下端面に真空吸着パットを設け、この真空吸着パットを円盤の回転中心に対して対称位置に配し、この円盤を１８０度の度数だけ回転させて指定時間停止した後、逆回転させて元位置に復帰する旋回運動を円盤外に設けた制御モーターにて繰り返し行うように構成されているものである。

前記目的を達成する本発明の第二のＩＣハンドラーは、垂下杆下方に設けたクランパーは１乃至複数個有するものに選択交換可能となし、この複数個のクランパーを幾何学的に配設し、夫々のクランパーの上方部に空圧シリンダを介在させ、この空圧シリンダに供給する空気圧を調節できるように構成して成るものである。
即ち、垂下杆の下方に設けたクランパーは１乃至複数個有するものとに、夫々容易に交換することを可能となし、この複数個のクランパーの配列は幾何学的な配設となし、夫々のクランパーの下端面には真空吸着パットを設けると共に、夫々のクランパーの上方部には空圧シリンダを介在させ、この空圧シリンダに供給する圧縮空気の圧力を、微調節できるような圧力調節機器を設けて成る請求項１のＩＣハンドラーである。

本発明のＩＣハンドラーの検査装置は、正逆半回転ずつの旋回運動と成したものであるから、電線やエアーチューブ等の捩れ対策を施す必要とせずに、モーターや空圧シリンダ等の制御可能な駆動機器類を、極めて容易に使用することができたから、位置決め精度を保持するために回転停止精度の高い、サーボモーターを旋回する円盤に使用することによって、検査装置の構成が簡単化されているにも拘らず、デバイスの検査スピードが高められ、高精度に選別できる装置を提供することができたものである。又、クランパーに空圧シリンダを介在させ、このシリンダに供給する空気圧を操作ボックスより調節できるように成したものであるから、押圧力の調整スピードが向上すると共に、微調整が可能なため最適値で一定の力をクランパーに与えることができると同時に、ＩＣソケット内にある測定子バネのなかに、近年増加傾向を辿っているストロークの小さいものにも充分適応可能となる等で、本発明によれば既述した従来の問題点は良好に解決できる。

本発明の一実施例を示す図面を参照して説明する。図１は本発明に係わる装置を具備するＩＣハンドラー全体の平面図、図２は本発明の要部を説明するための斜視図、図３は検査時における作用を説明するため、第二ステージ上における要部の部分拡大縦断面図、図４はクランパーの縦断面図、図５は垂下杆部の平断面図、図６は横移送板のＩＣ受継部の縦断面図、図７は横移送板のＩＣ排出受部の縦断面図、図８は下垂杆の必要上昇寸法と許容回転角度との関係図である。

図１において、機枠テーブルＡの上面に配置した、１は充填トレイのローダー、２はプレヒートパネル、３は供給ハンド、４は空トレイのバッファー、５は横移送板、６は円盤、７は円盤駆動用の制御モーター、８と９は円盤６に搭載した制御モーター、１０は円盤駆動ベルト、１１はモーター７のプーリ、ＴはＩＣソケット、１２は排出ハンド、１３、１４は検査済み製品のアンローダ、１５は一枚置きアンローダー、１６は操作ボックスである、ＩＣソケットＴに接続する電線コードはテーブルＡの下方の（図示しない）測定装置に連結してある。

充填トレイのローダー１の始端側はトレイを積載して順送りするマガジン構成を採用してあり、外寸法の略々同一なトレイには数十個から百以上のデバイスを規則正しく配列されるように成してあり、積み重ねた下のトレイから図１の上方に順次送り出されて、ローダー１の所定位置まで送られるとトレイは係止される。そこで供給ハンド３が移動を開始し、トレイから所定個数のデバイスを吸着して横移送板５の左端部のＩＣ受継部Ｓに納入された後、横移送板５は右に移動して定位置に停止する。

Ｂは検査装置であり、詳細な構成に就いては図２以降の図面に基づいて後述するが、円盤駆動用の制御モーター７によって、１８０度の正逆回転を交互に受ける円盤６の下方で、回転中心に対して対称位置の下端面に配設した第一ステージ側の吸着パット３５は、前記した横移送板５のＩＣ受継部Ｓからデバイスを吸着して上昇すると、円盤６は１８０度回動して、デバイスを第二ステージのＩＣソケットＴの上方部に臨ませる。このとき横移送板５も左に移動し、前段記載の如く、再び供給ハンド３がデバイスをＩＣ受継部Ｓへ受け入れるための行動を起こす。この時点で、左に移動した横移送板５の右端部に設けたＩＣ排出受部Ｐの上方には、もう一方側の吸着パット３５が検査済みのデバイスを吸着して臨んでおり、この吸着パット３５を降下させてＩＣ排出受部Ｐに検査済みのデバイスを載置する。

供給ハンド３にて供給されたデバイスと、検査済みのデバイスの二つがセットされている横移送板５が右に移動すると、排出ハンド１２が駆動してＩＣ排出受部Ｐより検査済みのデバイスを拾い出す。このデバイスは先にＩＣソケットＴ内に押圧されて測定装置によって測定され、この測定値に基づく情報を排出ハンド１２に伝達して、検査済みのデバイスの排出先を指示する。

即ち、測定装置によってデバイスの特性が検出され、デバイスの品質のランクが明らかとなり層別される。測定結果から６段階に層別されるものであって、使用対象物によって使用可能のものと、使用不能の不良品に別けられる。この品質情報によって、良品をアンローダ１３及びアンローダ１４のトレイに、不良品は一枚置きアンローダ１５のトレイの中へと、排出ハンド１２は夫々のデバイスの品質に応じて移動して目的の箇所に排出する。こうした一連の作業を行うことで、本願の作用が一巡するものであるが、こうした各機能別の動作順序は、操作ボックス１６に組み込まれたコンピュータに入力したプログラムに従って、逐次押進めるようになされている。

以上、図１に示した各構成物間の夫々の作用を記述したが、本発明の要部である検査装置Ｂに関しては一実施例の図２以降の図面を参照してより詳細に説明する。円盤６に立設したサーボモーター８、９の夫々の出力軸にはプーリ１８、１９が固着してある、このプーリ１８に掛け渡すベルト２０は、円盤６を貫通し嵌装された第一ステージのボールネジ２２の頂部に固着したプーリ２４とに掛け渡されている。同様に、プーリ１９には第二ステージのボールネジ２３頂部のプーリ２５との間にベルト２１を掛け渡してある。ボールネジ２２にはナット２６を介して垂下杆Ｋが螺合しており、同様にボールネジ２３にはナット２７を介して垂下杆Ｍが螺合している。

垂下杆Ｋ、Ｍは図５の平断面図に示す如く、円盤の軸１７の前後に、軸芯に対して対称的に同一形状に構成されている、頂部のブロック１Ｋ、１Ｍには夫々ナット２６、２７が固着しており、夫々の腹部の両側には直動軸受け２Ｋ２Ｋ、２Ｍ２Ｍが止着してあり、直動軸受けのローラーを円盤の軸１７に接触させておくことによって、垂下杆Ｋ、Ｍの自転を阻止しているものである。下部のＬ状フランジ３Ｋ、３Ｍはシリンダの取付部となし、このシリンダに供給する圧縮空気用のチューブと、最下部に配設する吸着パットの空気を吸引するチューブを保護する外套管４Ｋ、４Ｍを垂下杆Ｋ、Ｍに夫々並設させてある。

垂下杆の下方部の構成に就いては同一構成であり、重複を避けるため、後方のＩＣソケットＴを配設した第二ステージ側の垂下杆Ｍに就いてのみの説明とする。また図３は説明のため簡略した記載となっているが、実際はシリンダ部分より下方は、一度に検査するデバイスの数と、そのデバイスの配列の仕方に対応した構成となしたクランパー３２を、垂下杆Ｍ下部のＬ状フランジ３Ｍの下面に着脱可能に設けるように成してある。

図１、図２は直列２個のデバイスの配列であり、図３は並列２個か又は４個の配列と見做してもよい。シリンダケース２９の内部にピストン３０、３０が嵌入し、夫々のピストン３０、３０よりピストンロッド３１、３１が下方に突出させる、ピストンロッド３１、３１の先端部にはクランパー３２、３２が取着してある。夫々のクランパー３２、３２の下面周囲はガイド爪３３、と成し、図４に示す如くクランパー３２の下面中央部には吸着パット３５を設け、この吸着パット３５には吸引チューブ３４が接続してある。尚図中３６は圧縮空気を送るエアーチューブであり、接続コネクター３７からの空気は圧力調整弁３８を介して補助タンク３９に送られ、このタンク３９を経てシリンダ２９に所定の圧力に設定された圧縮空気を送るように成されている。

以上のような検査装置Ｂを備えたＩＣハンドラーにおいて、本検査装置Ｂの作用を具体的に説明する。ローダー１によって縦に搬送されたトレイから、供給ハンド３は所定個数のデバイスＤを横移送板５のＩＣ受継部Ｓ上に運んで来て、図６に示すように、ＩＣ受継部Ｓに納入する。一方横移送板５のＩＣ排出受部Ｐは検査装置Ｂの第一ステージに配置しておるから、検査済みのデバイスＤを図７に示すようにＩＣ排出受部Ｐに載置すると、ＩＣ排出受部Ｐに設けてある吸着パット１ＰによってデバイスＤを横移送板５に吸着する。検査以前のデバイスＤと検査済みのテバイスＤの２種類のデバイスを保持した横移送板５は図２の矢印Ｈ方向に移動し、仮想線に示す如く配置する。

仮想線に記載されている位置にあってＩＣ排出受部Ｐに吸着している、デバイスＤは排出ハンド１２によって吸着されると、ＩＣ排出受部Ｐの吸着が解け、前記の段落００１５に記載した選別方式に従って所定箇所に納入される。他方、図６の如く吸着されて第一ステージに横移送されて来た、ＩＣ受継部Ｓ上の新規のデバイスＤに対しては、検査装置Ｂの円盤６に立設したサーボモーター８によって、ボールネジ２２が回転する。この時ボールネジ２２と螺合しているナット２６は回転が阻止されているから、ナット２６が固着している垂下杆Ｋを矢印Ｖの上下方向に移動する。上下の移動方向はサーボモーターの回転方向によって定まるものであり、その点サーボモーターは回転方向の切替えや、設定した回転数の数に応じての正確な停止とか、回転速度の調節等に即応する特性を有しているものである。

垂下杆ＫのＬ状フランジ３Ｋの下面に設けたシリンダ２８を介して装設した、クランパー３２の下面に設けた吸着パット３５の吸着面が、前記デバイスＤに達するまで垂下杆Ｋが降下すると、サーボモーター８の回転が停止して垂下杆Ｋの降下が停止する。このときクランパー３２に配管した吸引チューブ３４によって吸引パット３５内の空気が排出されて吸引パット３５はデバイスＤを吸着する。この時点でサーボモーター８が逆回転してデバイスＤを上に持ち上げ、少しデバイスＤが上昇した時に、円盤駆動用のサーボモーター７が働き、円盤６を回転させるが、なおデバイスＤは上昇を続け所定の高さに達すると、サーボモーター８が停止し、その高さにデバイスＤが保持された状態で、円盤６は１８０度旋回する。

デバイスＤを上昇させる高さを確保するまでの円盤６の回転角の限度は、一度に持ち上げる個数とデバイスＤの配列の仕方に関係して配置面積が異なるので、一定では無く図８に示すような関係にある。また円盤６を回転させる時点において、第二ステージのＩＣソケットＴ内からデバイスＤを引き上げて、回転時にデバイスＤが装置部品と干渉して事故に至ることの無いように待機させておくのは勿論の事、本ＩＣハンドラーは高価な設備であるから、一工程の稼働時間つまりタクトを限り無く短くするために、各部の移動量をできる限り少なくして、タクトを短くする必要上図８の関係図を添付したものである。

図８の概要に就いて説明すると、二つのステージで夫々デバイスＤがセットされる三種類のソケットの配列形態とピッチの寸法は同じであるが、高さは夫々異なる。またデバイスＤの大きさによってピッチが異なり、その寸法と配列とが関係してソケットの面積を異にするものである。図においてＡ行はＩＣソケットＴの位置であり、アの寸法までクランパー３２を上昇すれば円盤６の回転を開始しても可であり、Ｂ行Ｃ行はデバイスＤの配列に従って、ある回転角度以上回転させるためにはクランパーをイ・ウの高さまで上昇させる必要があることを意味している。そこで具体的な数値を入れて説明すると、直列２個のピッチ８０ｍｍの場合で横移送板５に懸る４０°以上回転させるには、クランパーをイの高さまで上昇させる必要があり、ＩＣ排出部Ｐに懸る６５°以上回転させるにはウ以上の高さまでクランパーを上昇させなければならないものである。

前記したように１８０度円盤６が回転して、ＩＣソケットＴの上方にクランパー３２が回動して来ると、図２より、（１８０度位相が変わると符号が変わる）サーボモーター９が起動し、ボールネジ２３を回転させると、このボールネジ２３と螺合しているナット２７は回転が阻止された状態で垂下杆Ｍに固着しているものであるから、垂下杆Ｍはボールネジ２３の回転によって降下する。垂下杆Ｍの下端部に設けたクランパー３２の吸着パット３５に吸着されているデバイスＤは、垂下杆Ｍの降下によって下方のＩＣソケットＴに嵌入させると、サーボモーター９の回転が停止し、垂下杆Ｍの降下が停止する。

垂下杆ＭのＬ状フランジ３Ｍにはシリンダ２９が止着してあり、このシリンダ２９のピストンロッド３１の先端部に前記クランパー３２が設けられているから、垂下杆Ｍの降下を停止させて直後に、エアーチューブ３６よりシリンダー２９に、圧力調節弁３８にて所定の圧力に制御された圧縮空気を送り込めば、ピストン３０が押し下げられ、ピストンロッド３１先端のクランパー３２はデバイスＤをＩＣソケットＴ内に適宜の力で押圧するものである。

即ち、圧縮空気を送るエアーチューブ３６には図３に示すように、圧力調節弁３８と補助タンク３９が設けられており、操作ボックス１６よりの遠隔操作で供給空気圧を容易に変えることができるので、クランパー３２に対して押圧するストロークの如何に拘らず、希望する一定の力でクランパー３２を押圧することが可能となる。従ってＩＣソケットＴ内の測定子バネ４０のストロークの小さいものにも適用できる。又クランパー３２がデバイスＤを押し付けた瞬間時に過度現象として、圧力の急上昇が起こるものであるが、補助タンク３９を設けたことによって圧縮された空気の反力を拡散吸収するから、一時的な空気圧の変動を抑止することができる。

本発明に係わる装置を具備するＩＣハンドラー全体の平面図である。本発明の要部である検査装置を説明するための斜視図である。検査時における作用を説明するための部分拡大縦断面図である。クランパーの縦断面図である。垂下杆部の平断面図である。横移送板のＩＣ受継部の縦断面図である。横移送板のＩＣ排出受部の縦断面図である。垂下杆の必要上昇寸法と許容回転角度との関係図である。

符号の説明

Ａ機枠テーブル
Ｂ検査装置
Ｄデバイス
ＴＩＣソケット
Ｋ第一ステージ側の垂下杆
Ｍ第二ステージ側の垂下杆
Ｈ水平方向
Ｖ垂直方向
Ｒ旋回方向
ＳＩＣ受継部
ＰＩＣ排出受部
１充填トレイのローダー
２プレヒートパネル
３供給ハンド
４空トレイのバッファー
５横移送板
６円盤
７円盤駆動用の制御モーター
８、９円盤に搭載した制御モーター
１０円盤駆動ベルト
１１モーター７のプーリ
１２排出ハンド
１３、１４検査済みデバイスのアンローダ
１５一枚置きアンローダー
１６操作ボックス
１７円盤の軸
１８モーター８のプーリ
１９モーター９のプーリ
２０プーリ１８のベルト
２１プーリ１９のベルト
２２第一ステージ側のボールネジ
２３第二ステージ側のボールネジ
２４ボールネジ２２のプーリ
２５ボールネジ２３のプーリ
２６ボールネジ２２のナット
２７ボールネジ２３のナット
１Ｋ垂下杆Ｋのブロック
１Ｍ垂下杆Ｍのブロック
２Ｋ垂下杆Ｋの直動軸受け
２Ｍ垂下杆Ｍの直動軸受け
３Ｋ垂下杆ＫのＬ状フランジ
３Ｍ垂下杆ＭのＬ状フランジ
２８垂下杆Ｋのシリンダケース
２９垂下杆Ｍのシリンダケース
３０ピストン
３１ピストンロッド
３２クランパー
３３ガイド爪
３４吸引チューブ
３５クランパー３２の吸着パット
３６圧縮空気を送るエアーチューブ
３７エアー接続コネクター
３８圧力調節弁
３９補助タンク
４０ＩＣソケットの測定子バネ
１ＰＩＣ排出受部Ｐに設けた吸着パット

Claims

水平状に回転可能に支持された円盤の上面に、２台の制御駆動可能なモーターを配設し、この夫々のモーターから独立して駆動を受ける２本の駆動軸を円盤に嵌装し、この駆動軸の適宜の機構を介して上下に摺動運動を行うように成した垂下杆に接続するクランパーの下端面に真空吸着パツトを設け、この真空吸着パットを円盤の回転中心に対して対称位置に配し、この円盤を１８０度の度数だけ回転させて指定時間停止した後、逆回転させて元位置に復帰する旋回運動を円盤外の制御モーターにて繰り返し行うように成したことを特徴とするＩＣハンドラー。