JP2013148397A - ハンドラーおよび検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のハンドラーは、支持部94と、ICチップ100を保持する保持部98と、支持部94および保持部98の間に設けられ、保持部98に保持されたICチップ100の位置を支持部94に対して変える位置変更機構部700とを有する。また、位置変更機構部700は、所定方向に移動可能に設けられている2次元移動部710と、2次元移動部710に対して回動可能に設けられている回動部97と、支持部94に対して2次元移動部710を移動させる圧電アクチュエーター200、300と、を有している。
【選択図】図6
Description
特許文献1の検査装置は、電子部品を供給トレイから検査部に供給し、検査部に供給された電子部品の電気的特性の検査を行い、当該検査の終了後、電子部品を検査用ソケットから回収トレイに回収する。そして、特許文献1の検査装置では、電子部品の供給トレイから検査部への移動や、検査部から回収トレイへの移動は、検査用ロボットによって行われる。
検査装置は、ハンドラー(ICテストハンドラーと呼ばれる場合もある)と検査部(ICテスターと呼ばれる場合もある)に大別される。ハンドラーとは、IC等の部品を把持し所定の位置に搬送する装置であり、直交ロボットや部品把持部等の機構部品で構成される製品である。
また、検査用ロボットが大型化すると、単位領域内において配置可能な電子部品の数が減少する。そのため、電子部品の検査部への供給、回収トレイへの回収からなる一度の検査工程にて検査を行うことのできる電子部品の数が少なくなってしまうという問題もある。
[適用例1]
本発明のハンドラーは、基体部と、
部材を保持する保持部と、
少なくとも一部が、前記基体部および前記保持部の間に設けられ、前記保持部に保持された前記部材の位置を前記基体部に対して変える位置変更機構部と、を有し、
前記位置変更機構部は、所定方向に移動可能に設けられている2次元移動部と、前記2次元移動部に対して回動可能に設けられている回動部と、前記基体部に対して前記2次元移動部を移動させる圧電アクチュエーターと、を有していることを特徴とする。
これにより、小型なハンドラーを提供することができる。具体的には、2次元移動部を移動させる駆動源として圧電アクチュエーターを用いると、圧電アクチュエーターが従来の駆動源であるモーターに対して薄型(小型)であり、さらに、他の部材を介することなく直接回動部を駆動するため、従来の構成に対して装置の小型化を図ることができる。また、圧電アクチュエーターを用いることにより、その配置の自由度が増すため、ハンドラーの設計の自由度が増すとともに、ハンドラーの小型化を図ることができる。
本発明のハンドラーでは、前記2次元移動部は、前記基体部に対して第1方向に移動可能に設けられている第1移動部と、前記第1方向と交差する第2方向に移動可能に設けられている第2移動部とを有していることが好ましい。
これにより、部材の位置決めを2次元的に補正することができるため、部材の位置決め精度がより向上する。
本発明のハンドラーでは、前記位置変更機構部は、前記基体部に対して前記第1移動部を移動させる第1圧電アクチュエーターと、前記第1移動部に対して前記第2移動部を移動させる第2圧電アクチュエーターとを有していることが好ましい。
これにより、小型な駆動源にて第1移動部および第2移動部を移動させることができ、ハンドラーの小型化を図ることができる。
本発明のハンドラーでは、前記第1圧電アクチュエーターおよび前記第2圧電アクチュエーターは、前記2次元移動部の側面に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、第1、第2圧電アクチュエーターの外方への過度な突出を抑制でき、ハンドラーのさらなる小型化を図ることができる。
本発明のハンドラーでは、前記第1圧電アクチュエーターは、前記第1移動部に固定されていることが好ましい。
このように、第1移動部に第1圧電アクチュエーターを設け、第1圧電アクチュエーターの駆動によって第1移動部を支持部に対して第1方向に移動させる、いわゆる「自走式」の第1移動部とすることにより、第1圧電アクチュエーターの配置の自由度が高まり、ハンドラーのさらなる小型化を図ることができる。
本発明のハンドラーでは、前記第2圧電アクチュエーターは、前記第2移動部に固定されていることが好ましい。
このように、第2移動部に第2圧電アクチュエーターを設け、第2圧電アクチュエーターの駆動によって第2移動部を支持部に対して第2方向に移動させる、いわゆる「自走式」の第2移動部とすることにより、第2圧電アクチュエーターの配置の自由度が高まり、ハンドラーのさらなる小型化を図ることができる。
本発明のハンドラーでは、前記位置変更機構部は、さらに、前記2次元移動部に固定され、前記2次元移動部に対して前記回動部を回動させる回動部用圧電アクチュエーターを有していることが好ましい。
これにより、小型な駆動源にて回動部を回動させることができ、ハンドラーの小型化を図ることができる。
本発明のハンドラーでは、前記回動部用圧電アクチュエーターは、前記回動部の回動軸から離間した位置に設けられていることが好ましい。
これにより、ハンドラーの設計の自由度が増す。具体的には、例えば、回動部に回動軸に沿った貫通孔を形成し、その貫通孔に別部材を挿入した構成としたときでも、別部材の配置を回動部用圧電アクチュエーターが阻害することを防止できる。
本発明のハンドラーでは、前記回動部用圧電アクチュエーターは、前記2次元移動部の側面に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、回動部用圧電アクチュエーターの外方への過度な突出を抑制でき、ハンドラーのさらなる小型化を図ることができる。
本発明のハンドラーでは、前記回動部は、回動軸方向に貫通する貫通孔を有していることが好ましい。
これにより、貫通孔に別部材を挿通したり、貫通孔内に別部材を配置したりすることができるため、ハンドラーの設計自由度が増す。
本発明のハンドラーでは、前記回動部の前記貫通孔に挿通され、前記回動部に対して回動軸方向へ移動可能な軸方向移動部を有していることが好ましい。
これにより、例えば保持部に保持した部材を別部材に押し付けた際に、面外移動部が回動軸方向に移動することによって、その押圧力を受け止めることができ、すなわち、面外移動部が応力吸収部として機能し、ハンドラーや部材に過度な応力が加わることを抑制することができる。
本発明のハンドラーでは、前記軸方向移動部は、前記回動部に対する回動が規制されていることが好ましい。
これにより、保持部に保持された部材の支持部に対する不本意な回動を防止することができる。
本発明のハンドラーでは、前記第1圧電アクチュエーター、前記第2圧電アクチュエーターおよび前記回動部用圧電アクチュエーターは、それぞれ、板状をなしていることが好ましい。
これにより、ハンドラーのさらなる小型化を図ることができる。
本発明の検査装置は、本発明のハンドラーと、
部材の検査を行う検査部と、を有し、
前記ハンドラーにより前記部材が前記検査部に搬送させるよう構成されていることを特徴とする。
これにより、優れた検査特性を有する検査装置を提供することができる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の検査装置の第1実施形態を示す概略平面図、図2は、図1に示す検査装置が有する検査用個別ソケットの断面図、図3は、図1に示す検査装置が有する供給ロボットのハンドユニットを示す平面図(部分断面図)、図4ないし図7は、図1に示す検査装置が有する検査用ロボットのハンドユニットを示す平面図(図4、図5および図7については、部分断面図)、図8は、図5に示すハンドユニットが備える圧電アクチュエーターを示す斜視図、図9および図10は、図8に示す圧電アクチュエーターの駆動原理を説明する平面図、図11ないし図19は、図1に示す検査装置による電子部品の検査手順を説明する平面図である。
図1に示す検査装置1は、部材であるICチップ(電子部品)100の電気的特性を検査するための装置である。検査対象となるICチップ100としては、特に限定されないが、例えば、外部端子の間隔の狭いボールデバイスや衝撃に弱いWLCSPなどのICチップが挙げられる。検査装置1によれば、ICチップ100の高精度な位置決めを行うことができるため、狭ピッチな外部端子を有するチップや、破損しやすいチップの検査に特に適している。
本実施形態の検査装置1では、これら各部のうちの検査用ソケット6を除く構成、すなわち、供給トレイ2と、回収トレイ3と、第1のシャトル4と、第2のシャトル5と、供給ロボット7と、回収ロボット8と、検査用ロボット9と、制御装置10と、第1カメラ600と、第2カメラ500とによって、ICチップ100の搬送を実行するハンドラー(本発明のハンドラー)が構成されている。
供給トレイ2は、検査を行うICチップ100を領域S外から領域S内に搬送するためのトレイである。図1に示すように、供給トレイ2は、板状をなしており、その上面には、ICチップ100を保持するための複数(多数)のポケット21が行列状に形成されている。
回収トレイ3は、検査済みのICチップ100を収容し、領域S内から領域S外に搬送するためのトレイである。図1に示すように、回収トレイ3は、板状をなしており、その上面には、ICチップ100を保持するための複数のポケット31が行列状に形成されている。
このような回収トレイ3は、前述した供給トレイ2に対してX方向に離間して設けられており、供給トレイ2と回収トレイ3の間に、第1のシャトル4、第2のシャトル5および検査用ソケット6が配置されている。
第1のシャトル4は、供給トレイ2によって領域S内に搬送されてきたICチップ100をさらに検査用ソケット6の近傍まで搬送するため、さらには、検査用ソケット6によって検査された検査済みのICチップ100を回収トレイ3の近傍まで搬送するためのものである。
トレイ42に収容されたICチップ100は、検査用ロボット9によって検査用ソケット6に搬送され、検査のために検査用ソケット6に配置されたICチップ100は、検査終了後、検査用ロボット9によってトレイ43に搬送される。
第2のシャトル5は、前述した第1のシャトル4と同様の機能および構成を有している。すなわち、第2のシャトル5は、供給トレイ2によって領域S内に搬送されてきたICチップ100をさらに検査用ソケット6の近傍まで搬送するため、さらには、検査用ソケット6によって検査された検査済みのICチップ100を回収トレイ3の近傍まで搬送するためのものである。
トレイ52、53のうち、供給トレイ2側に位置するトレイ52は、供給トレイ2に収容されたICチップ100を収容するトレイであり、回収トレイ3側に位置するトレイ43は、検査用ソケット6での電気的特性の検査を終えたICチップ100を収容するためのトレイである。
トレイ52に収容されたICチップ100は、検査用ロボット9によって検査用ソケット6に搬送され、検査のために検査用ソケット6に配置されたICチップ100は、検査終了後、検査用ロボット9によってトレイ53に搬送される。
なお、第2のシャトル5は、前述した第1のシャトル4に対してY方向に離間して設けられており、第1のシャトル4と第2のシャトル5の間に、検査用ソケット6が配置されている。
検査用ソケット(検査部)6は、ICチップ100の電気的特性を検査するためのソケットである。
検査用ソケット6は、ICチップ100を配置するための4つの検査用個別ソケット61を有している。また、4つの検査用個別ソケット61は、行列状に設けられている。具体的には、4つの検査用個別ソケット61は、X方向およびY方向にそれぞれ2つずつ並ぶように設けられている。なお、検査用個別ソケット61の数は、4つに限定されず、1〜3つでもよいし、5つ以上であってもよい。また、検査用個別ソケット61の配列状態についても特に限定されず、例えば、X方向またはY方向に一列に配置されていてもよい。
図1に示すように、第1カメラ600は、第1のシャトル4と検査用ソケット6の間であって、検査用ソケット6に対してY方向(+)側に並んで設けられている。このような第1カメラ600は、後述するように、トレイ42に収容されていたICチップ100を保持した検査用ロボット9の第1ハンドユニット92が上方を通過する際に、第1ハンドユニット92に保持されたICチップ100および第1ハンドユニット92が有するデバイスマーク949を撮像する。
図1に示すように、第2カメラ500は、前述した第1カメラ600と同様の機能を有する。このような第2カメラ500は、第2のシャトル5と検査用ソケット6の間であって、検査用ソケット6に対してY方向(−)側に並んで設けられている。第2カメラ500は、後述するように、トレイ52に収容されていたICチップ100を保持した検査用ロボット9の第2ハンドユニット93が上方を通過する際に、第2ハンドユニット93に保持されたICチップ100および第2ハンドユニット93が有するデバイスマークを撮像する。
供給ロボット7は、領域S内に搬送された供給トレイ2に収容されたICチップ100を、第1のシャトル4のトレイ42および第2のシャトル5のトレイ52に移し替えるためのロボットである。
図1および図3に示すように、このような供給ロボット7は、台座11に支持された支持フレーム72と、支持フレーム72に支持され、支持フレーム72に対してY方向に往復移動可能な移動フレーム(Y方向移動フレーム)73と、移動フレーム73に支持され、移動フレーム73に対してX軸方向に往復移動可能なハンドユニット支持部(X方向移動フレーム)74と、ハンドユニット支持部74に支持された4つのハンドユニット75とを有している。
なお、支持フレーム72に対する移動フレーム73の移動、移動フレーム73に対するハンドユニット支持部74の移動は、それぞれ、例えばリニアモーター等の駆動手段によって行うことができる。
保持部751は、ICチップ100と対向する吸着面751aと、吸着面751aに開放する吸着孔751bと、吸着孔751b内を減圧する減圧ポンプ751cとを有している。吸着孔751bを塞ぐように吸着面751aをICチップ100に接触させた状態にて、減圧ポンプ751cによって吸着孔751b内を減圧すると、吸着面751aにICチップ100を吸着・保持することができる。反対に、減圧ポンプ751cを停止し吸着孔751b内を解放すれば、保持したICチップ100を放すことができる。
このような供給ロボット7は、次のようにして、供給トレイ2からトレイ42、52へのICチップ100の搬送を行う。なお、供給トレイ2からトレイ42、52へのICチップ100の搬送は、互いに同様の方法で行われるため、以下では、トレイ42へのICチップ100の搬送について代表して説明する。
これにより、供給トレイ2からトレイ42へのICチップ100の搬送(移し替え)が完了する。
検査用ロボット9は、供給ロボット7によって、トレイ42、52へ搬送されたICチップ100をさらに検査用ソケット6へ搬送するとともに、検査用ソケット6に配置され、電気的特性の検査を終えたICチップ100をトレイ43、53へ搬送する装置である。
また、検査用ロボット9は、ICチップ100を検査用ソケット6に配置し、電気的特性の検査を行う際、ICチップ100をプローブピン62に押し付け、ICチップ100に所定の検査圧を印加する機能も有している。
なお、第1ハンドユニット92の数は、4つに限定されず、例えば、1〜3つでもよいし、5つ以上であってもよい。
同様に、4つの第2ハンドユニット93は、第2ハンドユニット支持部914の下側に、X方向およびY方向にそれぞれ2つずつ並ぶように行列状に配置されている。これら4つの第2ハンドユニット93の配置や配設ピッチは、前述した4つの第1ハンドユニット92と同様である。
また、以下では、X軸とY軸で規定される平面を「XY平面」と言い、Y軸とZ軸で規定される平面を「YZ平面」と言い、X軸とZ軸で規定される平面を「XZ平面」と言う。また、図7では、説明の便宜上、第1ハンドユニット92が備える構成要素の一部を省略している。
各図に示すように、第1ハンドユニット92は、第1ハンドユニット支持部913に支持・固定された支持部(基体部)94と、支持部94に支持され、支持部94に対してX方向に往復移動可能な第1移動部95と、第1移動部95に支持され、第1移動部95に対してY方向に往復移動可能な第2移動部96と、第2移動部96に支持され、第2移動部96に対してZ軸まわりに回動(回転)可能な回動部(回転部)97と、回動部97に設けられたシャフト99と、シャフト99に固定された保持部98と、第1移動部95を支持部94に対して移動させる第1圧電アクチュエーター200と、第2移動部96を第1移動部95に対して移動させる第2圧電アクチュエーター300と、回動部97を第2移動部96に対して回動させる第3圧電アクチュエーター(回動部用圧電アクチュエーター)400とを有している。
また、第1移動部95、第2移動部96およびこれらを駆動する第1、第2圧電アクチュエーター200、300によって、ICチップ100のX、Y方向の位置決めを行う2次元移動部710を構成している。このような2次元移動部710によれば、XY平面内にてICチップ100の位置を2次元的に補正することができるため、ICチップ100のより高精度な位置決めを行うことができる。
支持部94は、Z方向に厚みを有する板状をなす基部941と、基部941の下面に設けられ、第1移動部95をX方向へ案内するための一対の係合部942、943とを有している。一対の係合部942、943は、それぞれ、X方向に延在しており、また、互いにY方向に離間している。係合部942、943の構成は、特に限定されないが、本実施形態の係合部942、943は、それぞれ、後述するレール952、953の長手方向に開放する溝を有している。言い換えれば、係合部942、943は、図中の下方に開放する長尺の溝を有する長尺部で構成されている。
また、支持部94は、基部941からZ方向(−)側に向けて延出し、第1圧電アクチュエーター200と当接する当接部947を有している。当接部947は、第2移動部96まで伸びており、第1移動部95および第2移動部96に対してY方向に並ぶように設けられている。また、当接部947の下面947aは、X方向に延在しており、この下面947aに第1圧電アクチュエーター200の凸部203aが当接している。下面947aの表面には、凸部203aとの間の摩擦抵抗を高めるための処理を施したり、高摩擦層を形成したりするのが好ましい。なお、以下では、下面947aを「当接面947a」と言う。
また、支持部94の基部941には、保持したICチップ100のXY方向の位置決めを行うためのデバイスマーク949が、デバイスマーク支持部948を介して固定されている。
第1移動部95は、基部951と、基部951に設けられ、支持部94の係合部942、943に係合する一対のレール952、953とを有している。これにより、第1移動部95のX方向以外への移動が規制され、第1移動部95が円滑かつ確実にX方向に移動する。
また、前述したように、第1圧電アクチュエーター200の凸部203aは、支持部94の当接部947の当接面947aに当接している。
また、第2圧電アクチュエーター300の凸部303aは、第2移動部96に設けられた当接部965の下面965aに当接している。
第2移動部96は、柱状の基部961と、基部961に設けられ、第1移動部95の係合部955、956に係合する一対のレール962、963を有している。これにより、第2移動部96のY方向以外への移動が規制され、第2移動部96が円滑かつ確実にY方向に移動する。また、基部961には、第2圧電アクチュエーター300と当接する当接部965が設けられている。当接部965は、その下面965aが第2圧電アクチュエーター300の凸部303aと当接するように設けられている。下面965aは、第2移動部96の移動方向であるY方向に延在している。なお、以下では、下面965aを「当接面965a」とも言う。
図5に示すように、回動部97は、第2移動部96の下方(Z方向(−)側)に位置している。このような回動部97は、第2移動部96の基部961の下端に固定された管状の支持部971と、支持部971の内側に、支持部971と同軸的に設けられた回動体(回転体)972と、支持部971と回動体972との間に設けられた複数(2つ)のリング状のベアリング973と、各ベアリング973を固定するための固定部974とを有している。
このような構成の回動部97によれば、支持部971に対して回動体972をZ軸まわりに回動(回転)自在としつつ、回動体972のZ方向の変位およびX方向、Y方向の変位を規制することができる。
このように、第3圧電アクチュエーター400を回動体972の回動軸Z’からずれた位置(離間した位置)に設けることにより、貫通孔972aへのシャフト99の挿通が阻害されない。そのため、第1ハンドユニット92の設計の自由度が増し、第1ハンドユニット92の小型化を図ることができる。
図7に示すように、シャフト99は、シャフト本体(軸方向移動部)995と、シャフト本体995を軸受けする軸受991と、シャフト本体995に接続されたシリンダー992と、シリンダー992を支持するシリンダー支持部993とを有している。
シャフト本体995は、軸受991を介して回動体972に固定されている。本実施形態では、シャフト本体995と軸受991は、ボールスプラインを構成している。軸受991は、回動体972の貫通孔972aに嵌合するスプラインボスであり、シャフト本体995は、軸受(スプラインボス)991に対して、Z軸まわりの回動(回転)が阻止された状態でかつZ方向にスライド自在に支持されているスプライン軸である。このような構成とすることにより、シャフト本体995は、回動体972と一体的に回動することはできても、それだけが回動体972に対して回動することはできない。そのため、保持部98で保持したICチップ100の不本意なZ軸まわりの回動が防止され、ICチップ100の位置決めをより正確に行うことができる。
また、連通孔945の外径は、シリンダー支持部993の外径よりも大きく形成されており、空間944の外径は、フランジ993aよりも大きく形成されている。これにより、シリンダー支持部993は、支持部94に対してXY平面方向に移動可能となっている。これにより、支持部94に対する第1移動部95の移動および第1移動部95に対する第2移動部96の移動によるシャフト本体995のXY平面内で移動が、シリンダー支持部993と連通孔945との当接によって阻害させるのを防止することができる。すなわち、連通孔945は、シャフト99のXY平面内で移動が阻害されない大きさに設定されている。
このような構成によって倣い機構946が構成され、シャフト本体995(回動体972)の回動や移動が阻害されない。
保持部98は、ICチップ100を保持する機能を有し、シャフト99(シャフト本体995)の先端に固定されている。すなわち、保持部98は、シャフト99を介して回動部97に支持されており、回動体972と一体的に、第2移動部96に対して回動可能に設けられている。
次に、第1、第2、第3圧電アクチュエーター200、300、400について説明するが、これらは互いに同様の構成であるため、以下では、第1圧電アクチュエーター200について代表して説明し、第2、第3圧電アクチュエーター300、400については、その説明を省略する。
なお、「板状」とは、所定平面(例えば、XY平面、YZ平面、ZX平面等)に広がりを有し、前記所定平面と直交する方向に厚さを有する形状を言い、言い換えれば、前記所定平面に扁平した形状を言う。また、板状とは、例えば、XY平面に広がりを有し、Z方向に厚さを有する場合には、Z方向の長さがX方向およびY方向の両方向の長さよりも短い形状を言う。このような形状を満たせば、その平面視形状は、特に限定されないし、また、その表面(表裏関係にある2つの主面)に凹凸が形成されていてもよい。
一方の対角線上の電極201aおよび201cと、これらの裏側に位置する電極205aおよび205cとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極201bおよび201dと、これらの裏側に位置する電極205bおよび205dとは、すべて電気的に接続されている。
この補強板203は、圧電素子202、204よりも厚さが薄い(小さい)ものであることが好ましい。これにより、第1圧電アクチュエーター200を高い効率で振動させることができる。
このような第1圧電アクチュエーター200は、当接面947a側に付勢された状態で設けられているのが好ましい。これにより、凸部203aと当接面947aとの間に発生する摩擦力が増大し、より円滑かつ確実に、支持部94に対して第1移動部95をX方向に移動させることができる。
図8に示すように、補強板203の両側に、弾性を有する一対の腕部203bが一体的に形成されている。各腕部203bは、長手方向とほぼ垂直な方向に突出するように設けられている。また、各腕部203bの先端部には、固定部203cが一体的に形成されており、この固定部203cには、ねじ止め用の孔が形成されている。
このような第1圧電アクチュエーター200の駆動と同様に、第2圧電アクチュエーター300は、次のようにして駆動する。前述したように、第2圧電アクチュエーター300の凸部303aは、第2移動部96が有する当接部965の当接面965aと当接している。この状態で第2圧電アクチュエーター300を駆動すると、凸部303aがYZ平面内にて、往復運動または楕円運動する。これにより、当接部965の当接面965aと凸部303aとの間に摩擦力が発生し、第2移動部96が第1移動部95に対してY方向側に移動する。
具体的には、従来では、駆動源としてモーターを用いていたが、モーターを用いる場合だと、モーターの回転運動を直動運動に変換させるためのギア(ラックギア、ピニオンギア等)やシャフトなどの部材が別途必要となる。そのため、装置の小型化を図ることができなかった。これに対して第1ハンドユニット92のように、駆動源として圧電アクチュエーター200、300、400を用いると、圧電アクチュエーター200、300、400がモーターに対して薄型(小型)であり、さらに、他の部材を介することなく直接第1移動部95、第2移動部96、回動部97を駆動するため、従来の構成に対して装置の小型化を図ることができる。
具体的には、相対位置と基準位置との間にズレ位置量が発生している場合、制御装置10は、第1圧電アクチュエーター200を駆動し、支持部94に対して第1移動部95をX方向に移動させるとともに、第2圧電アクチュエーター300を駆動し、第1移動部95に対して第2移動部96をY方向に移動させることにより、または、これら第1、第2移動部95、96の移動のうちのいずれか一方を行うことにより、相対位置を基準位置に一致させる。また、相対角度と基準角度との間にズレ角度量が発生している場合、制御装置10は、第3圧電アクチュエーター400を駆動し、第2移動部96に対して回動部97(回動体972)を回動軸Z’まわりに回動させることにより、相対位置を基準位置に一致させる。以上のような制御によって、保持したICチップ100の位置決めを行うことができる。
なお、第2ハンドユニット93によるICチップ100の位置決めは、第1カメラ600に換えて第2カメラ500を用いる以外は、上述した第1ハンドユニット92の場合と同様であるため、その説明を省略する。
回収ロボット8は、第1のシャトル4が有するトレイ43および第2のシャトル5が有するトレイ53に収容された検査済みのICチップ100を、回収トレイ3に移し替えるためのロボットである。
回収ロボット8は、供給ロボット7と同様の構成をなしている。すなわち、回収ロボット8は、台座11に支持された支持フレーム82と、支持フレーム82に支持され、支持フレーム82に対してY方向に往復移動可能な移動フレーム(Y方向移動フレーム)83と、移動フレーム83に支持され、移動フレーム83に対してX方向に往復移動可能なハンドユニット支持部(X方向移動フレーム)84と、ハンドユニット支持部84に支持された複数のハンドユニット85とを有している。これら各部の構成は、供給ロボット7の対応する各部の構成と同様であるため、その説明を省略する。
まず、第1のシャトル4をX方向(+)側へ移動させ、トレイ43が回収トレイ3に対してY方向に並んだ状態とする。次に、ハンドユニット85がトレイ43上に位置するように、移動フレーム83をY方向に移動させるとともに、ハンドユニット支持部84をX方向に移動させる。次に、ハンドユニット85の保持部を降下させて、保持部を供給トレイ2上のICチップ100に接触させ、保持部にICチップを保持させる。
これにより、トレイ43から回収トレイ3へのICチップ100の搬送(移し替え)が完了する。
制御装置10は、駆動制御部102と、検査制御部101とを有している。駆動制御部102は、例えば、供給トレイ2、回収トレイ3、第1のシャトル4および第2のシャトル5の移動や、供給ロボット7、回収ロボット8、検査用ロボット9、第1カメラ600および第2カメラ500等の機械的な駆動を制御する。また、検査制御部101は、図示しないメモリー内に記憶されたプログラムに基づいて、検査用ソケット6に配置されたICチップ100の電気的特性の検査を行う。
以上、検査装置1の構成について説明した。
次に、検査装置1によるICチップ100の検査方法について説明する。なお、以下で説明する検査方法、特にICチップ100の搬送手順は、一例であり、これに限定されない。
(ステップ1)
まず、図11に示すように、各ポケット21にICチップ100が収容された供給トレイ2を領域S内へ搬送するとともに、第1、第2のシャトル4、5をX方向(−)側に移動させ、トレイ42、52がそれぞれ供給トレイ2に対してY方向(+)側に並んだ状態とする。
次に、図12に示すように、供給ロボット7によって、供給トレイ2に収容されたICチップ100をトレイ42、52に移し替え、トレイ42、52の各ポケット421、521にICチップ100を収容する。
(ステップ3)
次に、図13に示すように、第1、第2のシャトル4、5をともにX方向(+)側に移動し、トレイ42が検査用ソケット6に対してY方向(+)側に、トレイ52が検査用ソケット6に対してY方向(−)側に並んだ状態とする。
次に、図14に示すように、第1、第2ハンドユニット支持部913、914を一体的にY方向(+)側に移動させ、第1ハンドユニット支持部913がトレイ42の直上に位置するとともに、第2ハンドユニット支持部914が検査用ソケット6の直上に位置した状態とする。
その後、各第1ハンドユニット92がトレイ42に収容されたICチップ100を保持する。具体的には、まず、各第1ハンドユニット92がZ方向(−)側へ移動し、トレイ42に収容されたICチップ100を吸着・保持する。次に、各第1ハンドユニット92がZ方向(+)側へ移動する。これにより、各第1ハンドユニット92に保持されたICチップ100をトレイ42から取り出す。
次に、図15に示すように、第1、第2ハンドユニット支持部913、914を一体的にY方向(−)側に移動させ、第1ハンドユニット支持部913が検査用ソケット6の直上(検査用原点位置)に位置するとともに、第2ハンドユニット支持部914がトレイ52の直上に位置した状態とする。当該移動の最中、第1ハンドユニット支持部913(各第1ハンドユニット92)が第1カメラ600の直上を通過し、この際、第1カメラ600が各第1ハンドユニット92に保持されたICチップ100および各第1ハンドユニット92のデバイスマーク949を捉える様に撮像する。そして、撮像により得られた画像データに基づいて、制御装置10が、前述したような方法により、各ICチップ100の位置決め(ビジュアルアライメント)を独立して行う。前記位置決め(ビジュアルアライメント)は、検査用個別ソケット61と前記ソケットマークの相対位置の認識、前記ソケットマークとデバイスマーク949の相対位置の認識、デバイスマーク949とICチップ100との相対位置の認識と位置決めを行う事であり、検査用個別ソケット61とICチップ100との位置決めが行われたことになる。
次に、第1ハンドユニット支持部913をZ方向(−)側に移動させ、各第1ハンドユニット92に保持されたICチップ100が検査用ソケット6の各検査用個別ソケット61内に配置する。この際、所定の検査圧(圧力)でICチップ100を検査用個別ソケット61に押し当てる。これにより、ICチップ100の外部端子と検査用個別ソケット61に設けられたプローブピン62とが電気的に接続された状態となり、この状態にて、制御装置10の検査制御部101によって各検査用個別ソケット61内のICチップ100に対して電気的特性の検査を実施する。当該検査が終了すると、第1ハンドユニット支持部913をZ方向(+)側に移動させ、各第1ハンドユニット92に保持されたICチップ100を検査用個別ソケット61から取り出す。
このような作業(ICチップ100の検査)と並行して、第2ハンドユニット支持部914に支持された各第2ハンドユニット93がトレイ52に収容されたICチップ100を保持し、ICチップ100をトレイ52から取り出す。
次に、図16に示すように、第1、第2ハンドユニット支持部913、914を一体的にY方向(+)側に移動させ、第1ハンドユニット支持部913が第1のシャトル4のトレイ43の直上に位置するとともに、第2ハンドユニット支持部914が検査用ソケット6の直上(検査用原点位置)に位置する状態とする。当該移動の最中、第2ハンドユニット支持部914(各第2ハンドユニット93)が第2カメラ500の直上を通過し、この際、第2カメラ500が各第2ハンドユニット93に保持されたICチップ100および各第2ハンドユニット93のデバイスマークを捉える様に撮像する。そして、撮像により得られた画像データに基づいて、制御装置10が、前述したような方法により、各ICチップ100の位置決めを独立して行う。
次に、図17に示すように、第2ハンドユニット支持部914をZ方向(−)側に移動させ、各第2ハンドユニット93に保持されたICチップ100を検査用ソケット6の各検査用個別ソケット61内に配置する。そして、検査制御部101によって、各検査用個別ソケット61内のICチップ100に対して電気的特性の検査が実施される。当該検査が終了すると、第2ハンドユニット支持部914をZ方向(+)側に移動させ、第2ハンドユニット93に保持されたICチップ100を検査用個別ソケット61から取り出す。
まず、各第1ハンドユニット92が保持する検査済みのICチップ100をトレイ43の各ポケット431に収容する。具体的には、まず、各第1ハンドユニット92をZ方向(−)側へ移動させ、保持するICチップ100をポケット431内に配置した後、吸着状態を解除する。次に、各第1ハンドユニット92をZ方向(+)側へ移動させる。これにより、各第1ハンドユニット92に保持されていたICチップ100がトレイ43に収容される。
次に、図18に示すように、第1、第2ハンドユニット支持部913、914を一体的にY方向(−)側に移動させ、第1ハンドユニット支持部913が検査用ソケット6の直上(検査用原点位置)に位置するとともに、第2ハンドユニット支持部914がトレイ52の直上に位置した状態とする。この際も、前述したステップ5と同様に、第1ハンドユニット92に保持されたICチップ100の位置決めを行う。
次に、図19に示すように、第1ハンドユニット支持部913をZ方向(−)側に移動させ、各第1ハンドユニット92に保持されたICチップ100を検査用ソケット6の各検査用個別ソケット61内に配置する。そして、検査制御部101によって、各検査用個別ソケット61内のICチップ100に対して電気的特性の検査を実施する。そして、当該検査が終了すると、第1ハンドユニット支持部913をZ方向(+)側に移動させ、各第1ハンドユニット92に保持されたICチップ100を検査用個別ソケット61から取り出す。
これ以降は、前述したステップ7〜ステップ10を繰り返す。なお、この繰り返しの途中にて、供給トレイ2に収容されたICチップ100のすべてを第1のシャトル4に移し終えると、供給トレイ2が領域S外に移動する。そして、供給トレイ2に新たなICチップ100を供給するか、既にICチップ100が収容されている別の供給トレイ2と交換した後、供給トレイ2が再び領域S内に移動する。同様に、繰り返しの途中にて、回収トレイ3の全てのポケット31にICチップ100が収容されると、回収トレイ3が領域S外に移動する。そして、回収トレイ3に収容されたICチップ100を取り除くか、回収トレイ3を別の空である回収トレイ3を交換した後、回収トレイ3が再び領域S内に移動する。
次に、本発明の検査装置の第2実施形態について説明する。
図20は、本発明の第2実施形態に係る検査装置が有するハンドユニットの側面図である。
以下、第2実施形態の検査装置について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかる検査装置は、第2圧電アクチュエーターの配置が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
このような第2実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
また、前述した実施形態では、第1移動部がX方向に移動可能であり、第2移動部がY方向に移動可能となっている構成について説明したが、これとは逆に、第1移動部がY方向に移動可能であり、第2移動部がX方向に移動可能となっていてもよい。
[適用例1]
本発明のハンドラーは、基体部と、
部材を保持する保持部と、
少なくとも一部が、前記基体部および前記保持部の間に設けられ、前記保持部に保持された前記部材の位置を前記基体部に対して変える位置変更機構部と、を有し、
前記位置変更機構部は、所定方向に移動可能に設けられている2次元移動部と、前記2次元移動部に対して回動可能に設けられている回動部と、前記基体部に対して前記2次元移動部を移動させる圧電アクチュエーターと、を有していることを特徴とする。
これにより、小型なハンドラーを提供することができる。具体的には、2次元移動部を移動させる駆動源として圧電アクチュエーターを用いると、圧電アクチュエーターが従来の駆動源であるモーターに対して薄型(小型)であり、さらに、他の部材を介することなく直接2次元移動部を駆動するため、従来の構成に対して装置の小型化を図ることができる。また、圧電アクチュエーターを用いることにより、その配置の自由度が増すため、ハンドラーの設計の自由度が増すとともに、ハンドラーの小型化を図ることができる。
Claims (14)
- 基体部と、
部材を保持する保持部と、
少なくとも一部が、前記基体部および前記保持部の間に設けられ、前記保持部に保持された前記部材の位置を前記基体部に対して変える位置変更機構部と、を有し、
前記位置変更機構部は、所定方向に移動可能に設けられている2次元移動部と、前記2次元移動部に対して回動可能に設けられている回動部と、前記基体部に対して前記2次元移動部を移動させる圧電アクチュエーターと、を有していることを特徴とするハンドラー。 - 前記2次元移動部は、前記基体部に対して第1方向に移動可能に設けられている第1移動部と、前記第1方向と交差する第2方向に移動可能に設けられている第2移動部とを有している請求項1に記載のハンドラー。
- 前記位置変更機構部は、前記基体部に対して前記第1移動部を移動させる第1圧電アクチュエーターと、前記第1移動部に対して前記第2移動部を移動させる第2圧電アクチュエーターとを有している請求項2に記載のハンドラー。
- 前記第1圧電アクチュエーターおよび前記第2圧電アクチュエーターは、前記2次元移動部の側面に沿って設けられている請求項3に記載のハンドラー。
- 前記第1圧電アクチュエーターは、前記第1移動部に固定されている請求項3または4に記載のハンドラー。
- 前記第2圧電アクチュエーターは、前記第2移動部に固定されている請求項3ないし5のいずれかに記載のハンドラー。
- 前記位置変更機構部は、さらに、前記2次元移動部に固定され、前記2次元移動部に対して前記回動部を回動させる回動部用圧電アクチュエーターを有している請求項1ないし6のいずれかに記載のハンドラー。
- 前記回動部用圧電アクチュエーターは、前記回動部の回動軸から離間した位置に設けられている請求項7に記載のハンドラー。
- 前記回動部用圧電アクチュエーターは、前記2次元移動部の側面に沿って設けられている請求項7または8に記載のハンドラー。
- 前記回動部は、回動軸方向に貫通する貫通孔を有している請求項7ないし9のいずれかに記載のハンドラー。
- 前記回動部の前記貫通孔に挿通され、前記回動部に対して回動軸方向へ移動可能な軸方向移動部を有している請求項10に記載のハンドラー。
- 前記軸方向移動部は、前記回動部に対する回動が規制されている請求項11に記載のハンドラー。
- 前記第1圧電アクチュエーター、前記第2圧電アクチュエーターおよび前記回動部用圧電アクチュエーターは、それぞれ、板状をなしている請求項7ないし12のいずれかに記載のハンドラー。
- 請求項1ないし13のいずれかに記載のハンドラーと、
部材の検査を行う検査部と、を有し、
前記ハンドラーにより前記部材が前記検査部に搬送させるよう構成されていることを特徴とする検査装置。
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