JP2019027924A - 電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置、部品搬送装置および位置決め方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】対象となる2つのもの(例えば、電子部品と電子部品載置部や、第1部品と第2部品)の位置決めを正確に行なうことができる電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置、部品搬送装置および位置決め方法を提供すること。【解決手段】電子部品が載置される電子部品載置部が配置可能な領域と、領域内で電子部品載置部に電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッドと、電子部品載置部に対する電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、第1校正用部材とともに、位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、第1校正用部材と電子部品載置部とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、第2校正用部材と電子部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、デバイス搬送ヘッドに設けられ、第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。【選択図】図4
Description
本発明は、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置、部品搬送装置および位置決め方法に関する。
一般に、半導体チップ等の電子部品の試験装置(ICハンドラー)には、電子部品を搬送するための複数の搬送用ロボットが備えられている。そして、搬送用ロボットによって、検査前の電子部品は、測定を行う検査用ソケットへ搬送され、検査が済んだ後、検査用ソケットから回収される。
具体的には、例えば、検査前の電子部品は、供給ロボットによって吸着把持されてシャトルの供給ポケットに離脱配置された後、測定ロボットに吸着把持される位置までシャトルによって移動される。検査前の電子部品は、測定ロボットによってシャトルから検査用ソケットに離脱配置され、検査が済んだ後、再び測定ロボットによって吸着把持されて検査用ソケットからシャトルの回収ポケットに離脱配置される。そして、検査後の電子部品は、回収ロボットの位置までシャトルによって移動されて、回収ロボットによってテスト結果に応じた回収トレイに離脱配置される。
これら供給ロボット、測定ロボットおよび回収ロボットによって検査用ソケットや各ポケットを順次搬送される際に、電子部品は、該検査用ソケットや該各ポケットの所定位置に配置される必要がある。特に、電子部品が検査用ソケットに配置される際には、検査用ソケットの測定端子と電子部品の端子とを好適に接触させる必要があるため、電子部品と検査用ソケットとの相対ズレは微少であることが望まれている。また、その他の各ポケットに配置される際についても、各ポケットと電子部品との相対ズレは少ないことが望ましい。
電子部品と検査用ソケット等との相対ズレを少なくする方法として、カメラで撮影した電子部品や検査用ソケット等の画像データを画像処理して相対ズレの量を演算し、該演算結果に基づいて、相対ズレの分だけ位置補正を行う方法がある。
そこで、電子部品とテスト装置を直接撮影する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のICハンドラーは、搬送装置に把持された検査前の電子部品がテスト装置の上方に相対向して配置された際に、電子部品とテスト装置の間に配設されて電子部品とテスト装置の双方が写るように構成された鏡の鏡像を、鏡と同じ支持部材に取り付けられたカメラで同時に撮影する。
しかしながら、特許文献1に記載のICハンドラーでは、鏡に電子部品とテスト装置の双方が写るようにするために鏡の配置および調整が複雑であり、精度に限界があった。また、その鏡像を撮影するためのカメラの配置および調整も簡単ではないため、精度に限界があった。また鏡やカメラの位置も経時的にズレてくることも考えられる。さらに、電子部品とテスト装置を撮影する際には、電子部品とテスト装置の間に鏡を配置するため、鏡の配置および退避に時間を要していた。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。
本発明の電子部品搬送装置は、電子部品が載置される電子部品載置部が配置可能な領域と、
前記領域内で前記電子部品載置部に前記電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッドと、
前記電子部品載置部に対する前記電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記電子部品載置部とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記電子部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記デバイス搬送ヘッドに設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする。
前記領域内で前記電子部品載置部に前記電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッドと、
前記電子部品載置部に対する前記電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記電子部品載置部とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記電子部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記デバイス搬送ヘッドに設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする。
これにより、電子部品を電子部品載置部に載置する際、その載置に先立って、デバイス搬送ヘッドは、各画像に基づいて、電子部品載置部に対する電子部品の位置および姿勢の少なくとも1つを補正することができる。この補正により、電子部品は、電子部品載置部に載置されるのに適正な位置や姿勢が得られ、よって、電子部品載置部に正確に載置される。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第3撮像部は、前記第1校正用部材と前記第2校正用部材とをそれぞれ異なる位置で撮像するのが好ましい。
これにより、例えば、第1校正用部材の画像に第2校正用部材が映り込んだり、第2校正用部材の画像に第1校正用部材が映り込んだりするのを防止することができ、よって、画像処理を迅速に行うことができる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第1校正用部材は、板状をなし、一方の面に付された第1マークを有し、
前記第2校正用部材は、板状をなし、一方の面に付された第2マークと、他方の面に付された第3マークとを有するのが好ましい。
前記第2校正用部材は、板状をなし、一方の面に付された第2マークと、他方の面に付された第3マークとを有するのが好ましい。
これにより、各マークと対象物(例えば電子部品等)との間の距離を検出することができる。そして、検出された各距離は、それぞれ、電子部品載置部に対する電子部品の位置決めに用いられることとなる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第1マーク、前記第2マークおよび前記第3マークは、それぞれ、前記位置決めを行なう際の基準となる基準点を有するのが好ましい。
これにより、各マークと対象物(例えば電子部品等)との間の距離を正確に検出することができる。そして、検出された各距離は、それぞれ、電子部品載置部に対する電子部品の位置決めに用いられることとなる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第1マーク、前記第2マークおよび前記第3マークは、それぞれ、座標軸を有するのが好ましい。
これにより、各マークと対象物(例えば電子部品等)との間の距離を正確に検出することができる。そして、検出された各距離は、それぞれ、電子部品載置部に対する電子部品の位置決めに用いられることとなる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第1マーク、前記第2マークおよび前記第3マークは、それぞれ、目盛りを有するのが好ましい。
これにより、各マークと対象物(例えば電子部品等)との間の距離を正確に検出することができる。そして、検出された各距離は、それぞれ、電子部品載置部に対する電子部品の位置決めに用いられることとなる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第2撮像部の撮像方向と、前記第3撮像部の撮像方向とは、互いに反対方向であるのが好ましい。
これにより、1つの第2校正用部材に対して、互いに反対の双方から撮像することができる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第1撮像部による撮像結果に基づいて、前記第1マークに対する前記電子部品載置部の位置が検出されるのが好ましい。
これにより、第1マークから電子部品載置部までの距離を演算することができる。
これにより、第1マークから電子部品載置部までの距離を演算することができる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第2撮像部による撮像結果に基づいて、前記第3マークに対する前記デバイス搬送ヘッドの前記電子部品の位置・距離が検出されるのが好ましい。
これにより、第3マークからデバイス搬送ヘッドの電子部品までの距離を演算することができる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第2撮像部による撮像結果と前記第3撮像部による撮像結果に基づいて、前記第2マークに対する前記デバイス搬送ヘッドの前記電子部品の位置・距離が検出されるのが好ましい。
これにより、第2マークからデバイス搬送ヘッドの電子デバイスまでの位置・距離を演算する(算出する)ことができる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第2校正用部材は、透過性を有するのが好ましい。
これにより、例えば、第2マークが第3マークを兼ねることができたり、その反対に、第3マークが第2マークを兼ねることができる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記第1撮像部による撮像、次に前記第2撮像部による撮像と前記第3撮像部による前記第2校正用部材の撮像を同時に行い、次に前記第3撮像部による前記第1校正用部材の撮像を順に行なうのが好ましい。
これにより、制御プログラムを比較的簡単に組むことができる。また、制御プログラムを見直す場合、比較的容易に見直し作業を行なうことができる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記デバイス搬送ヘッドは、基部と、前記電子部品を把持する把持部と、前記把持部に把持された前記電子部品の前記基部に対する位置および姿勢のうちの少なくとも一方を調整可能な調整部を有するのが好ましい。
これにより、デバイス搬送ヘッドに把持された電子部品を電子部品載置部に載置する際に、電子部品の微調整を行なうことができる。これにより、例えば電子部品載置部が、電子部品の電気的な検査を行なう検査部の場合、電子部品と検査部とが導電可能に接触することができ、よって、電子部品の検査を正確に行なうことができる。
本発明の電子部品検査装置は、前記電子部品が載置される電子部品載置部と、
前記電子部品載置部が配置可能な領域と、
前記領域内で前記電子部品載置部に前記電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッドと、
前記電子部品載置部に対する前記電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記電子部品載置部とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記電子部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記デバイス搬送ヘッドに設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備え、
前記電子部品載置部は、前記電子部品が検査される検査部であることを特徴とする。
前記電子部品載置部が配置可能な領域と、
前記領域内で前記電子部品載置部に前記電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッドと、
前記電子部品載置部に対する前記電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記電子部品載置部とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記電子部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記デバイス搬送ヘッドに設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備え、
前記電子部品載置部は、前記電子部品が検査される検査部であることを特徴とする。
これにより、電子部品を検査部に載置する際、その載置に先立って、デバイス搬送ヘッドは、各画像に基づいて、検査部に対する電子部品の位置および姿勢の少なくとも1つを補正することができる。この補正により、電子部品は、検査部に載置されるのに適正な位置や姿勢が得られ、よって、検査部に正確に載置される。これにより、電子部品に対する検査を正確に行なうことができる。
また、検査部としての電子部品載置部にまで電子部品を搬送することができ、よって、当該電子部品に対する検査を検査部で行なうことができる。また、検査後の電子部品を検査部から搬送することができる。
本発明の位置決め装置は、第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする位置決め装置であって、
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記第1部品とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記第2部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする。
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記第1部品とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記第2部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする。
これにより、第1部品と第2部品とを重ね合わせる際、その重ね合わせに先立って、各画像に基づいて、第1部品と第2部品との相対的な位置および姿勢の少なくとも1つを補正することができる。この補正により、第1部品と第2部品とを正確に重ねて位置決めすることができる。
本発明の位置決め装置は、プロセッサーを備え、
前記プロセッサーは、記憶部(メモリー)に記憶された指示を読み込んで、
前記第1撮像部が撮像した撮像結果に基づいて、前記第1校正用部材と前記第1部材(例えば電子部品載置部)との位置関係を検出し、
前記第2撮像部が撮像した撮像結果に基づいて、前記第2校正用部材と前記第2部材(例えば電子部品)との位置関係を検出し、
前記第3撮像部が撮像した撮像結果に基づいて、前記第2部材(例えば電子部品)と前記第1校正用部材の位置関係を検出するのが好ましい。
前記プロセッサーは、記憶部(メモリー)に記憶された指示を読み込んで、
前記第1撮像部が撮像した撮像結果に基づいて、前記第1校正用部材と前記第1部材(例えば電子部品載置部)との位置関係を検出し、
前記第2撮像部が撮像した撮像結果に基づいて、前記第2校正用部材と前記第2部材(例えば電子部品)との位置関係を検出し、
前記第3撮像部が撮像した撮像結果に基づいて、前記第2部材(例えば電子部品)と前記第1校正用部材の位置関係を検出するのが好ましい。
本発明の部品搬送装置は、第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする部品搬送装置であって、
前記第2部品を搬送する搬送部と、
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記第1部品とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記第2部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記搬送部に設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする。
前記第2部品を搬送する搬送部と、
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記第1部品とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記第2部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記搬送部に設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする。
これにより、第1部品と第2部品とを重ね合わせる際、その重ね合わせに先立って、各画像に基づいて、第1部品と第2部品との相対的な位置および姿勢の少なくとも1つを補正することができる。この補正により、第1部品と第2部品とを正確に重ねて位置決めすることができる。
本発明の位置決め方法は、第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする位置決め方法であって、
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に、第1校正用部材と第2校正用部材とを用い、
前記第1校正用部材と第1部品とを含む第1画像を第1撮像部を用いて、第1方向から撮像する工程と、
前記第2校正用部材と前記第2部品を含む第2画像を第2撮像部を用いて、前記第1方向とは異なる第2方向から撮像する工程と、
前記第2校正用部材の第3画像を第3撮像部を用いて、前記第1方向から撮像する工程と、
前記第1校正用部材の第4画像を第3撮像部を用いて、前記第1方向から撮像する工程と、を有することを特徴とする。
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に、第1校正用部材と第2校正用部材とを用い、
前記第1校正用部材と第1部品とを含む第1画像を第1撮像部を用いて、第1方向から撮像する工程と、
前記第2校正用部材と前記第2部品を含む第2画像を第2撮像部を用いて、前記第1方向とは異なる第2方向から撮像する工程と、
前記第2校正用部材の第3画像を第3撮像部を用いて、前記第1方向から撮像する工程と、
前記第1校正用部材の第4画像を第3撮像部を用いて、前記第1方向から撮像する工程と、を有することを特徴とする。
これにより、第1部品と第2部品とを重ね合わせる際、その重ね合わせに先立って、第1画像と第2画像と第3画像と第4画像とに基づいて、第1部品と第2部品との相対的な位置および姿勢の少なくとも1つを補正することができる。この補正により、第1部品と第2部品とを正確に重ねて位置決めすることができる。
以下、本発明の電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置、部品搬送装置および位置決め方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
以下、図1〜図14を参照して、本発明の電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置および位置決め方法の第1実施形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図1に示すように、互いに直交する3軸をX軸、Y軸およびZ軸とする。また、X軸とY軸を含むXY平面が水平となっており、Z軸が鉛直となっている。また、X軸に平行な方向を「X方向(第1の方向)」とも言い、Y軸に平行な方向を「Y方向(第2の方向)」とも言い、Z軸に平行な方向を「Z方向(第3の方向)」とも言う。また、各方向の矢印が向いた方向を「正」、その反対方向を「負」と言う。また、本願明細書で言う「水平」とは、完全な水平に限定されず、電子部品の搬送が阻害されない限り、水平に対して若干(例えば5°未満程度)傾いた状態も含む。また、図1および図3〜図14中(図16〜図20についても同様)の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言うことがある。
以下、図1〜図14を参照して、本発明の電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置および位置決め方法の第1実施形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図1に示すように、互いに直交する3軸をX軸、Y軸およびZ軸とする。また、X軸とY軸を含むXY平面が水平となっており、Z軸が鉛直となっている。また、X軸に平行な方向を「X方向(第1の方向)」とも言い、Y軸に平行な方向を「Y方向(第2の方向)」とも言い、Z軸に平行な方向を「Z方向(第3の方向)」とも言う。また、各方向の矢印が向いた方向を「正」、その反対方向を「負」と言う。また、本願明細書で言う「水平」とは、完全な水平に限定されず、電子部品の搬送が阻害されない限り、水平に対して若干(例えば5°未満程度)傾いた状態も含む。また、図1および図3〜図14中(図16〜図20についても同様)の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言うことがある。
本発明の位置決め装置30は、第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする装置である。図1、図2に示すように、本実施形態では、位置決め装置30は、電子部品搬送装置10(電子部品検査装置1)に設置されている。なお、本実施形態では、第1部品は、電子部品が載置され、検査される検査部16(電子部品載置部)である。第2部品は、電子部品(ICデバイス90)である。
位置決め装置30は、第1部品および第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材7と、第1校正用部材7とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材8と、第1校正用部材7と第1部品とを含む第1画像IM1(画像)を撮像可能な第1撮像部6Aと、第2校正用部材8と第2部品とを含む第2画像IM2(画像)を撮像可能な第2撮像部6Bと、第1校正用部材7の第4画像IM4(画像)を撮像可能であるとともに、第2校正用部材8の第3画像IM3(画像)を撮像可能な第3撮像部6Cと、を備える。
また、位置決め装置30は、本発明の位置決め方法を実行することができる。本発明の位置決め方法は、第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする方法である。この位置決め方法は、第1部品および第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に、第1校正用部材7と第2校正用部材8とを用いる。また、位置決め方法は、第1校正用部材7と第1部品とを含む第1画像IM1を第1撮像部6Aを用いて、Z軸方向正側(第1方向)から撮像する第1工程(工程)と、第2校正用部材8と第2部品を含む第2画像IM2を第2撮像部6Bを用いて、Z軸方向正側(第1方向)とは異なるZ軸方向負側(第2方向)から撮像する第2工程(工程)と、第2校正用部材8の第3画像IM3を第3撮像部6Cを用いて、Z軸方向正側(第1方向)から撮像する第3工程(工程)工程と、第1校正用部材7の第4画像IM4を第3撮像部6Cを用いて、Z軸方向正側(第1方向)から撮像する第4工程(工程)と、を有する。
また、本発明の電子部品搬送装置10は、図1に示す外観を有するものである。この本発明の電子部品搬送装置10は、ハンドラーであり、電子部品が搬入される第1室と、第1室から電子部品が搬送されるとともに、電子部品が載置される検査部16(電子部品載置部)が配置可能な検査領域A3(領域)を有する第2室と、第1室から第2室に電子部品を搬送可能なデバイス供給部14と、検査領域A3(領域)内でデバイス供給部14から検査部16(電子部品載置部)に電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッド17と、検査部16(電子部品載置部)に対する電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材7と、第1校正用部材7とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材8と、第1校正用部材7と検査部16(電子部品載置部)とを含む第1画像IM1(画像)を撮像可能な第1撮像部6Aと、第2校正用部材8と電子部品とを含む第2画像IM2(画像)を撮像可能な第2撮像部6Bと、デバイス搬送ヘッド17に設けられ、第1校正用部材7の第4画像IM4(画像)を撮像可能であるとともに、第2校正用部材8の第3画像IM3(画像)を撮像可能な第3撮像部6Cと、を備える。なお、本実施形態では、第1室は、第1隔壁231と、第2隔壁232と、第5隔壁235と、サイドカバー242と、リアカバー244とで囲まれた部屋である(図2参照)。第2室は、第2隔壁232と、第3隔壁233と、リアカバー244とで囲まれた部屋である(図2参照)。
このような本発明によれば、後述するように、ICデバイス90を検査部16に載置する際、その載置に先立って、デバイス搬送ヘッド17は、第1画像IM1と第2画像IM2と第3画像IM3と第4画像IM4とに基づいて、検査部16に対する電子部品の位置および姿勢の少なくとも1つを補正することができる。この補正により、電子部品は、検査部16に載置されるのに適正な位置や姿勢が得られ、よって、検査部16への載置後、各端子902が各プローブピン162と導電可能に正確に接続される。これにより、電子部品に対する検査を正確に行なうことができる。
また、図2に示すように、本発明の電子部品検査装置1は、電子部品搬送装置10を有し、さらに、電子部品を検査する検査部16を有する。すなわち、本発明の電子部品検査装置1は、電子部品が搬入される第1室と、電子部品が載置される電子部品載置部としての検査部16と、第1室から電子部品が搬送されるとともに、検査部16(電子部品載置部)が配置可能な検査領域A3(領域)を有する第2室と、第1室から第2室に電子部品を搬送可能なデバイス供給部14と、検査領域A3(領域)内でデバイス供給部14から検査部16(電子部品載置部)に電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッド17と、検査部16(電子部品載置部)に対する電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材7と、第1校正用部材7とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材8と、第1校正用部材7と検査部16(電子部品載置部)とを含む第1画像IM1(画像)を撮像可能な第1撮像部6Aと、第2校正用部材8と電子部品とを含む第2画像IM2(画像)を撮像可能な第2撮像部6Bと、デバイス搬送ヘッド17に設けられ、第1校正用部材7の第4画像IM4(画像)を撮像可能であるとともに、第2校正用部材8の第3画像IM3(画像)を撮像可能な第3撮像部6Cと、を備える。また、前述したように、電子部品載置部は、電子部品が検査される検査部16である。
これにより、前述した電子部品搬送装置10の利点を持つ電子部品検査装置1が得られる。また、検査部16にまで電子部品を搬送することができ、よって、当該電子部品に対する検査を検査部16で行なうことができる。また、検査後の電子部品を検査部16から搬送することができる。
以下、各部の構成について詳細に説明する。
図1、図2に示すように、電子部品搬送装置10を有する電子部品検査装置1は、例えばBGA(Ball Grid Array)パッケージであるICデバイス等の電子部品を搬送し、その搬送過程で電子部品の電気的特性を検査・試験(以下単に「検査」と言う)する装置である。なお、以下では、説明の便宜上、前記電子部品としてICデバイスを用いる場合について代表して説明し、これを「ICデバイス90」とする。ICデバイス90は、本実施形態では平板状をなすものとなっている。また、ICデバイス90は、その下面に、平面視でマトリックス状に配置された複数の端子(電子部品側端子)902を有している。各端子902は、半球状をなしている。
図1、図2に示すように、電子部品搬送装置10を有する電子部品検査装置1は、例えばBGA(Ball Grid Array)パッケージであるICデバイス等の電子部品を搬送し、その搬送過程で電子部品の電気的特性を検査・試験(以下単に「検査」と言う)する装置である。なお、以下では、説明の便宜上、前記電子部品としてICデバイスを用いる場合について代表して説明し、これを「ICデバイス90」とする。ICデバイス90は、本実施形態では平板状をなすものとなっている。また、ICデバイス90は、その下面に、平面視でマトリックス状に配置された複数の端子(電子部品側端子)902を有している。各端子902は、半球状をなしている。
なお、ICデバイス90としては、前記のものの他に、例えば、「LSI(Large Scale Integration)」「CMOS(Complementary MOS)」「CCD(Charge Coupled Device)」や、ICデバイスを複数モジュールパッケージ化した「モジュールIC」、また、「水晶デバイス」、「圧力センサー」、「慣性センサー(加速度センサー)」、「ジャイロセンサー」、「指紋センサー」等が挙げられる。
電子部品検査装置1(電子部品搬送装置10)は、トレイ供給領域A1と、デバイス供給領域A2と、検査領域A3と、デバイス回収領域A4と、トレイ除去領域A5とを備え、これらの領域は、後述するように各壁部で分けられている。そして、ICデバイス90は、トレイ供給領域A1からトレイ除去領域A5まで前記各領域を矢印α90方向に順に経由し、途中の検査領域A3で検査が行われる。このように電子部品検査装置1は、各領域を経由するようにICデバイス90を搬送する搬送部25を有する電子部品搬送装置10と、検査領域A3内で検査を行なう検査部16と、制御部800とを備えたものとなっている。また、その他、電子部品検査装置1は、モニター300と、シグナルランプ400と、操作パネル700とを備えている。
なお、電子部品検査装置1は、トレイ供給領域A1、トレイ除去領域A5が配された方、すなわち、図2中の下側が正面側となり、検査領域A3が配された方、すなわち、図2中の上側が背面側として使用される。
また、電子部品検査装置1は、ICデバイス90の種類ごとに交換される「チェンジキット」と呼ばれるものを予め搭載して用いられる。このチェンジキットには、ICデバイス90(電子部品)が載置される載置部(電子部品載置部)がある。本実施形態の電子部品検査装置1では、この載置部は、複数の箇所に設置されており、例えば、後述する温度調整部12と、デバイス供給部14と、デバイス回収部18とがある。また、ICデバイス90(電子部品)が載置される載置部(電子部品載置部)には、前記のようなチェンジキットとは別に、ユーザーが用意するトレイ200と、回収用トレイ19と、その他、検査部16もある。
トレイ供給領域A1は、未検査状態の複数のICデバイス90が配列されたトレイ200が供給される給材部である。トレイ供給領域A1は、トレイ200を複数積み重ねて搭載可能な搭載領域と言うこともできる。なお、本実施形態では、各トレイ200には、複数の凹部(ポケット)が行列状に配置されている。各凹部には、ICデバイス90を1つずつ収納、載置することができる。
デバイス供給領域A2は、トレイ供給領域A1から搬送されたトレイ200上の複数のICデバイス90がそれぞれ検査領域A3まで搬送、供給される領域である。なお、トレイ供給領域A1とデバイス供給領域A2とを跨ぐように、トレイ200を1枚ずつ水平方向に搬送するトレイ搬送機構11A、11Bが設けられている。トレイ搬送機構11Aは、搬送部25の一部であり、トレイ200を、当該トレイ200に載置されたICデバイス90ごとY方向の正側、すなわち、図2中の矢印α11A方向に移動させることができる。これにより、ICデバイス90を安定してデバイス供給領域A2に送り込むことができる。また、トレイ搬送機構11Bは、空のトレイ200をY方向の負側、すなわち、図2中の矢印α11B方向に移動させることができる移動部である。これにより、空のトレイ200をデバイス供給領域A2からトレイ供給領域A1に移動させることができる。
デバイス供給領域A2には、温度調整部(ソークプレート(英語表記:soak plate、中国語表記(一例):均温板))12と、デバイス搬送ヘッド13と、トレイ搬送機構15とが設けられている。また、デバイス供給領域A2と検査領域A3とを跨ぐように移動するデバイス供給部14も設けられている。
温度調整部12は、複数のICデバイス90が載置される載置部であり、当該載置されたICデバイス90を一括して加熱または冷却することができる「ソークプレート」と呼ばれる。このソークプレートにより、検査部16で検査される前のICデバイス90を予め加熱または冷却して、当該検査(高温検査や低温検査)に適した温度に調整することができる。
このような載置部としての温度調整部12は、固定されている。これにより、当該温度調整部12上でのICデバイス90に対して安定して温度調整することができる。
また、温度調整部12は、グランドされて(接地されて)いる。
また、温度調整部12は、グランドされて(接地されて)いる。
図2に示す構成では、温度調整部12は、Y方向に2つ配置、固定されている。そして、トレイ搬送機構11Aによってトレイ供給領域A1から搬入されたトレイ200上のICデバイス90は、いずれかの温度調整部12まで搬送される。
デバイス搬送ヘッド13は、ICデバイス90を把持するものであり、デバイス供給領域A2内でX方向およびY方向に移動可能に支持され、さらにZ方向にも移動可能に支持されている。このデバイス搬送ヘッド13は、搬送部25の一部でもあり、トレイ供給領域A1から搬入されたトレイ200と温度調整部12との間のICデバイス90の搬送と、温度調整部12と後述するデバイス供給部14との間のICデバイス90の搬送とを担うことができる。なお、図2中では、デバイス搬送ヘッド13のX方向の移動を矢印α13Xで示し、デバイス搬送ヘッド13のY方向の移動を矢印α13Yで示している。
デバイス供給部14は、温度調整部12で温度調整されたICデバイス90が載置される載置部であり、当該ICデバイス90を検査部16近傍まで搬送することができる「供給用シャトルプレート」または単に「供給シャトル」と呼ばれるものである。このデバイス供給部14も、搬送部25の一部となり得る。このデバイス供給部14は、ICデバイス90が収納、載置される凹部(ポケット)141を有している(図4〜図10参照)。
また、載置部としてのデバイス供給部14は、デバイス供給領域A2と検査領域A3との間をX方向、すなわち、矢印α14方向に沿って往復移動可能(移動可能)に支持されている。これにより、デバイス供給部14は、ICデバイス90をデバイス供給領域A2から検査領域A3の検査部16近傍まで安定して搬送することができ、また、検査領域A3でICデバイス90がデバイス搬送ヘッド17(ハンドユニット9)によって取り去られた後は再度デバイス供給領域A2に戻ることができる。
図2に示す構成では、デバイス供給部14は、Y方向に2つ配置されており、Y方向負側のデバイス供給部14を「デバイス供給部14A」と言い、Y方向正側のデバイス供給部14を「デバイス供給部14B」と言うことがある。そして、温度調整部12上のICデバイス90は、デバイス供給領域A2内でデバイス供給部14Aまたはデバイス供給部14Bまで搬送される。また、デバイス供給部14は、温度調整部12と同様に、当該デバイス供給部14に載置されたICデバイス90を加熱または冷却可能に構成されている。これにより、温度調整部12で温度調整されたICデバイス90に対して、その温度調整状態を維持して、検査領域A3の検査部16近傍まで搬送することができる。また、デバイス供給部14も、温度調整部12と同様に、グランドされている。
トレイ搬送機構15は、全てのICデバイス90が除去された状態の空のトレイ200をデバイス供給領域A2内でX方向の正側、すなわち、矢印α15方向に搬送する機構である。そして、この搬送後、空のトレイ200は、トレイ搬送機構11Bによってデバイス供給領域A2からトレイ供給領域A1に戻される。
検査領域A3は、ICデバイス90を検査する領域である。この検査領域A3には、ICデバイス90に対して検査を行なう検査部16と、デバイス搬送ヘッド17とが設けられている。
デバイス搬送ヘッド17は、搬送部25の一部であり、温度調整部12と同様に、把持したICデバイス90を加熱または冷却可能に構成されている。このデバイス搬送ヘッド17は、後述するように、ICデバイス90(電子部品)を把持するハンドユニット9を有している。これにより、前記温度調整状態が維持されたICデバイス90を把持して、前記温度調整状態を維持したまま、ICデバイス90を検査領域A3内で搬送することができる。
このようなデバイス搬送ヘッド17は、検査領域A3内でY方向およびZ方向に往復移動可能に支持され、「インデックスアーム」と呼ばれる機構の一部となっている。これにより、デバイス搬送ヘッド17は、デバイス供給領域A2から搬入されたデバイス供給部14から、ICデバイス90を持ち上げて、検査部16上に搬送し、載置することができる。
なお、図2中では、デバイス搬送ヘッド17のY方向の往復移動を矢印α17Yで示している。また、デバイス搬送ヘッド17は、Y方向に往復移動可能に支持されているが、これに限定されず、X方向にも往復移動可能に支持されていてもよい。また、図2に示す構成では、デバイス搬送ヘッド17は、Y方向に2つ配置されており、Y方向負側のデバイス搬送ヘッド17を「デバイス搬送ヘッド17A」と言い、Y方向正側のデバイス搬送ヘッド17を「デバイス搬送ヘッド17B」と言うことがある。デバイス搬送ヘッド17Aは、検査領域A3内で、ICデバイス90のデバイス供給部14Aから検査部16への搬送を担うことができ、デバイス搬送ヘッド17Bは、検査領域A3内で、ICデバイス90のデバイス供給部14Bから検査部16への搬送を担うことができる。
検査部16(ソケット)は、電子部品であるICデバイス90を載置して、当該ICデバイス90の電気的特性を検査する載置部(電子部品載置部)である。この検査部16は、ICデバイス90が収納、載置される載置部側端子ベース161を有し、その載置部側端子ベース161の底部に、複数のプローブピン(載置部側端子)162が設けられている(図4〜図10参照)。ICデバイス90が収納または載置される部分は、凹部を有していない場合もある。具体的には平面や凸部等の形状の場合もある。このような、ICデバイス90が収納または載置される部分を、載置部側端子のベースとなる「載置部側端子ベース」という。そして、ICデバイス90の端子902とプローブピン162とが導電可能に接続される、すなわち、接触することにより、ICデバイス90の検査を行なうことができる。ICデバイス90の検査は、検査部16に接続されるテスターが備える検査制御部に記憶されているプログラムに基づいて行われる。なお、プローブピン162の上端部の形状は、端子902の形状に適合しており、本実施形態では、半球状の端子902に適合した王冠状をなしている。
このような検査部16は、温度調整部12と同様に、ICデバイス90を加熱または冷却して、当該ICデバイス90を検査に適した温度に調整することができる。
デバイス回収領域A4は、検査領域A3で検査され、その検査が終了した複数のICデバイス90が回収される領域である。このデバイス回収領域A4には、回収用トレイ19と、デバイス搬送ヘッド20と、トレイ搬送機構21とが設けられている。また、検査領域A3とデバイス回収領域A4とを跨ぐように移動するデバイス回収部18も設けられている。また、デバイス回収領域A4には、空のトレイ200も用意されている。
デバイス回収部18は、検査部16で検査が終了したICデバイス90が載置され、当該ICデバイス90をデバイス回収領域A4まで搬送することができる載置部であり、「回収用シャトルプレート」または単に「回収シャトル」と呼ばれる。このデバイス回収部18も、搬送部25の一部となり得る。
また、デバイス回収部18は、検査領域A3とデバイス回収領域A4との間をX方向、すなわち、矢印α18方向に沿って往復移動可能に支持されている。また、図2に示す構成では、デバイス回収部18は、デバイス供給部14と同様に、Y方向に2つ配置されており、Y方向負側のデバイス回収部18を「デバイス回収部18A」と言い、Y方向正側のデバイス回収部18を「デバイス回収部18B」と言うことがある。そして、検査部16上のICデバイス90は、デバイス回収部18Aまたはデバイス回収部18Bに搬送され、載置される。なお、ICデバイス90の検査部16からデバイス回収部18Aへの搬送は、デバイス搬送ヘッド17Aが担い、検査部16からデバイス回収部18Bへの搬送は、デバイス搬送ヘッド17Bが担う。また、デバイス回収部18も、温度調整部12やデバイス供給部14と同様に、グランドされている。
回収用トレイ19は、検査部16で検査されたICデバイス90が載置される載置部であり、デバイス回収領域A4内で移動しないよう固定されている。これにより、デバイス搬送ヘッド20等の各種可動部が比較的多く配置されたデバイス回収領域A4であっても、回収用トレイ19上では、検査済みのICデバイス90が安定して載置されることとなる。なお、図2に示す構成では、回収用トレイ19は、X方向に沿って3つ配置されている。
また、空のトレイ200も、X方向に沿って3つ配置されている。この空のトレイ200も、検査部16で検査されたICデバイス90が載置される載置部となる。そして、デバイス回収領域A4に移動してきたデバイス回収部18上のICデバイス90は、回収用トレイ19および空のトレイ200のうちのいずれかに搬送され、載置される。これにより、ICデバイス90は、検査結果ごとに分類されて、回収されることとなる。
デバイス搬送ヘッド20は、デバイス回収領域A4内でX方向およびY方向に移動可能に支持され、さらにZ方向にも移動可能な部分を有している。このデバイス搬送ヘッド20は、搬送部25の一部であり、ICデバイス90をデバイス回収部18から回収用トレイ19や空のトレイ200に搬送することができる。なお、図2中では、デバイス搬送ヘッド20のX方向の移動を矢印α20Xで示し、デバイス搬送ヘッド20のY方向の移動を矢印α20Yで示している。
トレイ搬送機構21は、トレイ除去領域A5から搬入された空のトレイ200をデバイス回収領域A4内でX方向、すなわち、矢印α21方向に搬送する機構である。そして、この搬送後、空のトレイ200は、ICデバイス90が回収される位置に配されることとなる、すなわち、前記3つの空のトレイ200のうちのいずれかとなり得る。
トレイ除去領域A5は、検査済み状態の複数のICデバイス90が配列されたトレイ200が回収され、除去される除材部である。トレイ除去領域A5では、多数のトレイ200を積み重ねることができる。
また、デバイス回収領域A4とトレイ除去領域A5とを跨ぐように、トレイ200を1枚ずつY方向に搬送するトレイ搬送機構22A、トレイ搬送機構22Bが設けられている。トレイ搬送機構22Aは、搬送部25の一部であり、トレイ200をY方向、すなわち、矢印α22A方向に往復移動させることができる移動部である。これにより、検査済みのICデバイス90をデバイス回収領域A4からトレイ除去領域A5に搬送することができる。また、トレイ搬送機構22Bは、ICデバイス90を回収するための空のトレイ200をY方向の正側、すなわち、矢印α22B方向に移動させることができる。これにより、空のトレイ200をトレイ除去領域A5からデバイス回収領域A4に移動させることができる。
制御部800は、少なくとも1つのプロセッサーを有し、このプロセッサーが各種の判断や各種の命令等を行なう。制御部800(プロセッサー)は、例えば、トレイ搬送機構11Aと、トレイ搬送機構11Bと、温度調整部12と、デバイス搬送ヘッド13と、デバイス供給部14と、トレイ搬送機構15と、検査部16と、デバイス搬送ヘッド17と、デバイス回収部18と、デバイス搬送ヘッド20と、トレイ搬送機構21と、トレイ搬送機構22Aと、トレイ搬送機構22Bの作動や、その他、後述する第1撮像部6A、第2撮像部6Bおよび第3撮像部6Cの作動を制御することができる。
オペレーターは、モニター300を介して、電子部品検査装置1の動作条件等を設定したり、確認したりすることができる。このモニター300は、例えば液晶画面で構成された表示画面301を有し、電子部品検査装置1の正面側上部に配置されている。図1に示すように、トレイ除去領域A5の図中の右側には、マウスを載置するマウス台600が設けられている。このマウスは、モニター300に表示された画面を操作する際に用いられる。
また、モニター300に対して図1の右下方には、操作パネル700が配置されている。操作パネル700は、モニター300とは別に、電子部品検査装置1に所望の動作を命令するものである。
また、シグナルランプ400は、発光する色の組み合わせにより、電子部品検査装置1の作動状態等を報知することができる。シグナルランプ400は、電子部品検査装置1の上部に配置されている。なお、電子部品検査装置1には、スピーカー500が内蔵されており、このスピーカー500によっても電子部品検査装置1の作動状態等を報知することもできる。
電子部品検査装置1は、トレイ供給領域A1とデバイス供給領域A2との間が第1隔壁231によって区切られており、デバイス供給領域A2と検査領域A3との間が第2隔壁232によって区切られており、検査領域A3とデバイス回収領域A4との間が第3隔壁233によって区切られており、デバイス回収領域A4とトレイ除去領域A5との間が第4隔壁234によって区切られている。また、デバイス供給領域A2とデバイス回収領域A4との間も、第5隔壁235によって区切られている。
なお、本実施形態ではいわゆる低温機と呼ばれるハンドラーを例に挙げているため、密閉性等を確保する目的から、上記の部屋(室)に分けるように隔壁を設けている。しかし、低温機でない場合には密閉性を確保する必要がないため、部屋に区切られていない、すなわち隔壁で区切られていないものとしてよく、例えば、隔壁の無い一体空間としてもよい。
また、デバイス搬送ヘッド17(インデックスアーム)が、トレイと検査部との間で、直接、電子部品を搬送(搬入及び搬出を含む)してもよい。
電子部品検査装置1は、最外装がカバーで覆われており、当該カバーには、例えばフロントカバー241、サイドカバー242、サイドカバー243、リアカバー244、トップカバー245がある。
ところで、近年のICデバイス90の小型化に伴い、ICデバイス90の端子902同士のピッチも狭まり、その結果、各端子902と、この端子902と接触すべき検査部16のプローブピン162とが接触しづらくなり、正確な検査が不可能となるおそれがあった。
そこで、電子部品検査装置1では、このような不具合を防止することができるよう構成されている。以下、この構成および作用について説明する。
図3に示すように、デバイス搬送ヘッド17は、少なくとも1つのハンドユニット9を有している。図4〜図10に示すように、ハンドユニット9は、デバイス供給部14上のICデバイス90(電子部品)を把持して、検査部16まで搬送することができる。なお、ハンドユニット9の総配置数や配置態様(X方向にいくつ配置するのか、Y方向にいくつ配置するのか)については、特に限定されない。
ハンドユニット9(デバイス搬送ヘッド17)は、基部94と、ICデバイス90(電子部品)を把持する把持部98と、把持部98に把持されたICデバイス90(電子部品)の基部94に対する位置および姿勢のうちの少なくとも一方を調整可能な調整部91を有している。
調整部91は、基部94に支持され、基部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軸回りに回動(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、第1移動部95を基部94に対して移動させる第1圧電アクチュエーター911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912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)913とを有している。また、シャフト99の下部には、把持部98が固定されている。
このような構成の調整部91により、本実施形態では、把持部98に把持されたICデバイス90の基部94に対する位置および姿勢の双方を調整することができる。これにより、把持部98に把持されたICデバイス90を検査部16に載置する際に、ICデバイス90の微調整を行なうことができる。これにより、ICデバイス90の各端子902と、検査部16の各プローブピン162とが接触することができ、よって、ICデバイス90の検査を正確に行なうことができる。
基部94は、Z方向に厚みを有する板状をなす板状部941と、板状部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係合部942および係合部943とを有している。係合部942および係合部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および係合部943の構成は、特に限定されないが、本実施形態では、それぞれ、後述するレール952およびレール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および係合部943は、図3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、基部94は、板状部941からZ方向負側に向けて延出し、第1圧電アクチュエーター911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911の凸部911a(上端部)が当接している。下面947aの表面には、凸部911a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。
第1移動部95は、基部951と、基部951に設けられ、基部94の係合部942に係合するレール952と、基部951に設けられ、基部94の係合部943に係合するレール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、第1移動部95は、基部951からZ方向負側に向けて延出し、第1圧電アクチュエーター911が固定された第1固定部954を有している。第1固定部954は、XZ平面に広がりを有し、Y方向に厚みを有する板状をなしており、第2移動部96(基部961)に対してY方向に並ぶように設けられている。そして、第1固定部954の表面に第1圧電アクチュエーター911が固定されている。
第1圧電アクチュエーター911は、板状をなしており、Y方向を厚さとするように第1固定部954に固定されている。第1圧電アクチュエーター911をこのように配置することにより、第1圧電アクチュエーター911の外方への過度な突出を抑えることができ、ハンドユニット9の小型化を図ることができる。
また、第1移動部95は、基部951からZ方向負側に向けて延出し、第2圧電アクチュエーター912が固定された第2固定部(図示せず)を有している。この第2固定部は、YZ平面に広がりを有し、X方向に厚みを有する板状をなしており、第2移動部96(基部961)に対してX方向に並ぶように設けられている。そして、第2固定部の裏面に第2圧電アクチュエーター912が固定されている。
第2圧電アクチュエーター912は、板状をなしており、X方向を厚さとするように前記第2固定部に固定されている。第2圧電アクチュエーター912をこのように配置することにより、第2圧電アクチュエーター912の外方への突出を抑えることができ、ハンドユニット9の小型化を図ることができる。また、第2圧電アクチュエーター912の上端部は、第2移動部96に下側から当接している。
また、第1移動部95は、第2移動部96をY方向へ案内するための係合部(案内部)956を有している。係合部956は、Y方向に延在している。係合部956の構成は特に限定されないが、本実施形態では、後述するレール963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956は、図3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。
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956に係合するレール963とを有している。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、第2移動部96の基部961には、他の部分よりも凹没した面961aが形成されており、この面961aに回動部97を回動させるための第3圧電アクチュエーター913が固定されている。面961aは、YZ平面で構成されており、板状の第3圧電アクチュエーター913は、X方向を厚さとするように、面961aに固定されている。このように第3圧電アクチュエーター913を配置することにより、第3圧電アクチュエーター913の外方への過度な突出を抑制できるため、ハンドユニット9の小型化を図ることができる。
ハンドユニット9では、以上のような構成の第1移動部95と第2移動部96とにより、位置調整機構92が構成されている。位置調整機構92は、把持部98に把持されたICデバイス90(電子部品)をZ方向(鉛直方向)と直行する方向、すなわち、X方向とY方向とに移動させるものである。X方向への移動は、第1移動部95が担い、Y方向への移動は、第2移動部96が担う。これにより、Y方向およびZ方向に往復移動可能に支持されたデバイス搬送ヘッド17の中でも、ICデバイス90のX方向、Y方向の位置をそれぞれ独立して微調整する、すなわち、補正することができる。
第2移動部96の下方(Z方向負側)には、回動部97が位置している。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を有している。この支持部971の内側には、例えば、支持部971と同軸的に設けられ、シャフト99が挿通した回動体(図示せず)や、回動体を支持部971に対して回動可能に支持するベアリング(図示せず)等が配置されている。
また、前記回動体には、その回動軸から偏心した位置に、第3圧電アクチュエーター913の凸部913aが当接している。そして、第3圧電アクチュエーター913の駆動によって、前記回動体が支持部971(第2移動部96)に対して回動する。
ハンドユニット9では、以上のような構成の回動部97により、姿勢調整機構93が構成されている。姿勢調整機構93は、把持部98に把持されたICデバイス90(電子部品)をZ軸(鉛直軸)回りに回動させるものである。これにより、Y方向およびZ方向に往復移動可能に支持されたデバイス搬送ヘッド17の中でも、ICデバイス90の姿勢、すなわち、Z軸回りの向きを独立して微調整する、すなわち、補正することができる。
このように、ハンドユニット9(把持部)は、ICデバイス90(電子部品)の位置を調整する位置調整機構92と、ICデバイス90(電子部品)の姿勢を調整する姿勢調整機構93とを有している。これにより、後述するように、ICデバイス90を検査部16に載置する際、ICデバイス90の位置と姿勢との双方を必要に応じて適宜調整することができ、よって、その載置を正確に行なうことができる。
シャフト99は、基部94の板状部941まで延在している。基部94には、倣い機構(コンプライアンス機構)948が内蔵されている。シャフト99は、倣い機構948に連結されている。これにより、シャフト99の姿勢は、シャフト99が受ける外力に倣うことができる。
シャフト99の下端には、ICデバイス90を把持する把持部98が配置されている。この把持部98は、シャフト99を介して回動部97に支持されており、前記回動体と一体的に、第2移動部96に対して回動することができる。
また、把持部98は、ICデバイス90と対向する吸着面981と、吸着面981に開放する吸着孔982と、吸着孔982内を減圧する減圧ポンプ983とを有している。吸着孔982を塞ぐように吸着面981をICデバイス90に接触させた状態にて、減圧ポンプ983によって吸着孔982内を減圧すると、吸着面981にICデバイス90を吸着、保持することができる。反対に、減圧ポンプ983を停止し吸着孔982内を解放すれば、ICデバイス90を放すことができる。
第1圧電アクチュエーター911、第2圧電アクチュエーター912、第3圧電アクチュエーター913としては、例えば、短冊状の圧電素子を有する構成のものを用いることができる。圧電素子は、交流電圧を印加することにより、その長手方向に伸縮する。そして、この伸縮動作を利用して、第1移動部95を基部94に対して移動させたり、第2移動部96を第1移動部95に対して移動さたり、回動部97を第2移動部96に対して回動させたりすることができる。なお、圧電素子の構成材料としては、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛(PZT)、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
ICデバイス90をデバイス供給部14から検査部16に搬送して、検査部16に載置する際に、検査部16に対するICデバイス90の位置決め(以下単に「ICデバイス90の位置決め」と言うことがある)を行なう。すなわち、ICデバイス90の位置の補正や姿勢の補正を要する場合があり、この場合、補正値を求めるために、第1校正用部材7と、第2校正用部材8とが用いられる。なお、前記位置決め(補正)を省略した場合、ICデバイス90の各端子902と、検査部16の各プローブピン162との接触が困難となり、結果、ICデバイス90に対する検査を行なうことが困難となるおそれがある。
前述したように、デバイス供給部14には、デバイス供給部14Aとデバイス供給部14Bとがある。ここでは、代表的に、デバイス供給部14A側の構成について、図4〜図14を参照しつつ説明する。
第1校正用部材7は、後述する中心O72と、検査部16の載置部側端子ベース(本実施例では凹部)161の中心O161との位置関係、すなわち、中心O72に対して中心O161がどこに位置しているのかを検出するときに用いられる部材である。なお、中心O161に代えて、例えば、検査部16にある複数のプローブピン162うちの1つのプローブピン162の中心とすることもできる。
第2校正用部材8は、後述する中心O82と、第3撮像部6Cの光軸O6Cとの位置関係、すなわち、中心O82に対して光軸O6Cがどこに位置しているのかを検出するときに用いられる部材である。また、第2校正用部材8は、後述する中心O84と、ICデバイス90の中心O90との位置関係、すなわち、中心O84に対して中心O90がどこに位置しているのかを検出するときにも用いられる。なお、中心O90に代えて、例えば、ICデバイス90にある複数の端子902うちの1つの端子902の中心とすることもできる。
図4〜図10に示すように、第1校正用部材7は、検査部16のY方向負側に支持、固定されている。この第1校正用部材7は、板状をなし、XY平面と平行に配置されている。また、第1校正用部材7のZ方向の位置、すなわち、配置高さは、検査部16のプローブピン162の上部と同じ高さとなっているのが好ましい。
また、第1校正用部材7は、板状をなし、表側の面(一方の面)71、すなわち、Z方向正側に臨んだ面に付された第1マーク72を有している。図11、図14に示すように、第1マーク72は、第1座標軸721と、第2座標軸722とを有している。第1座標軸721は、X方向と平行な座標軸であり、第2座標軸722は、Y方向と平行な座標軸である。第1座標軸721と第2座標軸722との交点は、ICデバイス90の位置決めを行なう際の基準となる中心O72である。また、第1座標軸721には、例えば等間隔に目盛り723が付されている。同様に、第2座標軸722にも、等間隔に目盛り724が付されている。
第2校正用部材8は、検査部16と、検査領域A3内で停止したデバイス供給部14Aとの間に支持、固定されている。この第2校正用部材8は、板状をなし、XY平面と平行に配置されている。また、第2校正用部材8のZ方向の位置、すなわち、配置高さは、デバイス搬送ヘッド17AによってY方向に搬送されるICデバイス90の端子902と同じ高さ、もしくは高さが±5mmの範囲内となっているのが好ましい。これにより、撮像時の奥行差による平面方向の認識誤差が低減できる。なお、図7では、第2校正用部材8のZ方向の位置は、デバイス搬送ヘッド17AによってY方向に搬送されるICデバイス90の端子902の高さとズレて(異なって)いるが、そのズレの範囲は、±5mmとなっている。
また、第2校正用部材8は、板状をなし、表側の面(一方の面)81、すなわち、Z方向正側に臨んだ面に付された第2マーク82を有している。また、第2校正用部材8は、裏側の面(他方の面)83、すなわち、Z方向負側に臨んだ面に付された第3マーク84を有している。
図13に示すように、第2マーク82は、第1座標軸821と、第2座標軸822とを有している。第1座標軸821は、X方向と平行な座標軸であり、第2座標軸822は、Y方向と平行な座標軸である。第1座標軸821と第2座標軸822との交点は、ICデバイス90の位置決めを行なう際の基準となる中心O82である。また、第1座標軸821には、例えば等間隔に目盛り823が付されている。同様に、第2座標軸822にも、等間隔に目盛り824が付されている。
図12に示すように、第3マーク84は、第1座標軸841と、第2座標軸842とを有している。第1座標軸841は、X方向と平行な座標軸であり、第2座標軸842は、Y方向と平行な座標軸である。第1座標軸841と第2座標軸842との交点は、ICデバイス90の位置決めを行なう際の基準となる中心O84である。なお、中心O84と、中心O82とは、第2校正用部材8の平面視で重なっている、すなわち、一致しているのが好ましい。また、第1座標軸841には、例えば等間隔に目盛り843が付されている。同様に、第2座標軸842にも、等間隔に目盛り844が付されている。
前述したように、第1校正用部材7は、板状をなし、表側の面(一方の面)71に付された第1マーク72を有している。一方、第2校正用部材8も、板状をなし、表側の面(一方の面)81に付された第2マーク82と、裏側の面(他方の面)83に付された第3マーク84とを有している。そして、第1マーク72、第2マーク82および第3マーク84は、それぞれ、座標軸を有している。また、第1マーク72、第2マーク82および第3マーク84は、それぞれ、2つの座標軸の交点であり、位置決めを行なう際の基準となる基準点を有している。さらに、第1マーク72、第2マーク82および第3マーク84は、それぞれ、座標軸に付された目盛りを有している。
このような第1マーク72により、中心O72と、検査部16の載置部側端子ベース(本実施例では凹部)161の中心O161との間の距離を正確に検出することができる。また、第2マーク82により、中心O82と、第3撮像部6Cの光軸O6Cとの間の距離を正確に検出することができる。また、第3マーク84により、中心O84と、ICデバイス90の中心O90との間の距離を正確に検出することができる。そして、検出された各距離は、それぞれ、ICデバイス90の位置決めに用いられることとなる。
第2校正用部材8は、透過性を有するものであってもよい。この場合、第2マーク82が第3マーク84を兼ねることができたり、その反対に、第3マーク84が第2マーク82を兼ねることができる。また、第2マーク82と第3マーク84と位置関係を把握することもできる。
第1校正用部材7および第2校正用部材8としては、特に限定されず、例えば、普通ガラス(フロートガラス)等のような各種ガラスで構成されたガラス基板や、その他、シリコンで構成されたシリコン基板等を用いることができる。なお、第1校正用部材7として用いる基板と、第2校正用部材8として用いる基板とは、同じものであってもよいし、異なっていてもよい。
第1校正用部材7および第2校正用部材8の厚さは、それぞれ、特に限定されず、例えば、80μm以上1000μm以下であるのが好ましく、80μm以上120μm以下であるのがより好ましい。なお、第1校正用部材7の厚さと、第2校正用部材8の厚さとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、第1校正用部材7および第2校正用部材8の形状は、それぞれ、本実施形態では板状であるが、これに限定されず、例えば、ブロック状であってもよい。
第1マーク72、第2マーク82および第3マーク84を付す方法としては、特に限定されず、例えば、印刷による方法、切削等の機械加工による方法等が挙げられる。
第1マーク72、第2マーク82および第3マーク84は、それぞれ、座標や目盛り等を有するものとなっているが、これに限定されず、例えば、文字、図形、記号等であってもよい。
図4〜図10に示すように、検査領域A3には、第1撮像部6A、第2撮像部6Bおよび第3撮像部6Cがそれぞれ配置されている。
第1撮像部6Aは、検査部16の上方に支持、固定されている。第1撮像部6Aは、その撮像方向が下方を向いている。これにより、第1撮像部6Aは、検査部16(電子部品載置部)と第1校正用部材7とを含む第1画像IM1(図11参照)を撮像することができる。
第2撮像部6Bは、検査部16と、検査領域A3内で停止したデバイス供給部14との間に支持、固定されている。また、第2撮像部6Bは、第2校正用部材8よりも下方に位置している。第2撮像部6Bは、その撮像方向が上方を向いている。これにより、第2撮像部6Bは、デバイス搬送ヘッド17AのY方向正側への移動途中で、このデバイス搬送ヘッド17Aに把持されたICデバイス90と、第2校正用部材8とを含む第2画像IM2(図12参照)を撮像することができる。
第3撮像部6Cは、デバイス搬送ヘッド17Aのハンドユニット9の基部94に連結部949を介して連結され、固定されている。第3撮像部6Cは、本実施形態ではハンドユニット9に対してY方向負側に位置しているが、これに限定されない。第3撮像部6Cは、その撮像方向が下方を向いている。これにより、第3撮像部6Cは、デバイス搬送ヘッド17AのY方向正側への移動途中で、第2校正用部材8の第3画像IM3(図13参照)を撮像することができる。また、第3撮像部6Cは、検査部16の上方では、検査部16と第1校正用部材7とを含む第4画像IM4(図14参照)を撮像することができる。このように、第3撮像部6Cは、デバイス搬送ヘッド17Aとともに移動することができるため、第1校正用部材7と第2校正用部材8とをそれぞれ異なる位置で撮像することができる。
また、第2撮像部6Bの撮像方向は、上方を向いており、第3撮像部6Cの撮像方向は、下方を向いている。すなわち、第2撮像部6Bの撮像方向と、第3撮像部6Cの撮像方向とは、互いに反対方向である。これにより、1つの第2校正用部材8に対して、上下双方から撮像することができる。
なお、第1撮像部6A、第2撮像部6Bおよび第3撮像部6Cは、それぞれ、例えばCCD(Charge Coupled Devices)カメラや3次元カメラ等の各種カメラで構成されているのが好ましい。
また、第1撮像部6A、第2撮像部6Bおよび第3撮像部6Cによって撮像される画像は、静止画であってもよいし、動画であってもよい。
次に、検査領域A3内で、ハンドユニット9(デバイス搬送ヘッド17A)がICデバイス90をデバイス供給部14Aから検査部16まで搬送して、ICデバイス90に対する検査が可能な状態となるまでの動作(一例)について、図4〜図14を参照して説明する。
図4に示すように、デバイス搬送ヘッド17Aは、ハンドユニット9がデバイス供給部14Aの凹部141の直上にあり、この凹部141にハンドユニット9の把持部98が臨んだ状態となっている。また、凹部141には、ICデバイス90が収納されている。
このような図4に示す状態で、第1撮像部6Aを作動させる(第1工程)。これにより、第1画像IM1(図11参照)が得られる。そして、この第1撮像部6Aによる撮像結果に基づいて、第1マーク72に対する検査部16(電子部品載置部)の位置が検出される。すなわち、第1画像IM1からは、第1校正用部材7の第1マーク72の中心O72と、検査部16の載置部側端子ベース(本実施例では凹部)161の中心O161とが検出される。この検出は、制御部800で行なわれる。そして、第1マーク72の目盛り724に基づいて、中心O72から中心O161までの距離Y1を演算する。この演算も、制御部800で行なわれる。例えば、中心O72を「0」とし、この中心O72からY方向正側に「17」の位置に中心O161があるとすると、距離Y1は、「17」となる。
次いで、図5に示すように、デバイス供給部14Aの凹部141に載置されたICデバイス90にハンドユニット9の把持部98が当接するまで、ハンドユニット9を下降させる。これにより、把持部98にICデバイス90を把持させることができる。
次いで、図6に示すように、ハンドユニット9を、図4中のハンドユニット9と同じ高さまで上昇させる。
次いで、図7に示すように、ハンドユニット9をY方向正側、すなわち、検査部16側に移動させて、その途中で一旦停止させる。ハンドユニット9の停止位置は、第2撮像部6BでICデバイス90と第2校正用部材8とを一括して撮像可能な位置となっている。
このような図7に示す状態で、第2撮像部6Bを作動させる(第2工程)。これにより、第2画像IM2(図12参照)が得られる。そして、この第2撮像部6Bによる撮像結果に基づいて、第3マーク84に対するデバイス搬送ヘッド17AのICデバイス90(電子部品)の位置が検出される。すなわち、第2画像IM2からは、第2校正用部材8の第3マーク84の中心O84と、ICデバイス90の中心O90とが検出される。この検出は、制御部800で行なわれる。そして、第3マーク84の目盛り844に基づいて、中心O84から中心O90までの距離Y3を演算する。この演算も、制御部800で行なわれる。例えば、中心O84を「0」とし、この中心O84からY方向正側に「15」の位置に中心O90があるとすると、距離Y3は、「15」となる。
また、ハンドユニット9を停止させた状態のまま、第3撮像部6Cを作動させる(第3工程)。これにより、第3画像IM3(図13参照)が得られる。そして、第2撮像部6Bによる撮像結果と、この第3撮像部6Cによる撮像結果とに基づいて、第2マーク82に対するデバイス搬送ヘッド17Aの位置・距離が検出される。すなわち、第3画像IM3からは、第2校正用部材8の第2マーク82の中心O82と、第3撮像部6Cの光軸O6Cとが検出される。なお、本実施形態では、デバイス搬送ヘッド17Aの位置を第3撮像部6Cの光軸O6Cの位置に置き換えている。この検出は、制御部800で行なわれる。そして、第2マーク82の目盛り824に基づいて、中心O82から光軸O6Cまでの距離Y2を演算する。この演算も、制御部800で行なわれる。例えば、中心O82を「0」とし、この中心O82からY方向正側に「1」の位置に光軸O6Cがあるとすると、距離Y2は、「1」となる。
その後、ICデバイス90の中心O90と、第3撮像部6Cの光軸O6Cとの間の距離Y4を演算する。この演算も、制御部800で行なわれる。上記の場合、距離Y4は、距離Y3「15」−距離Y2「1」=「14」となる。
次いで、図8に示すように、ハンドユニット9をさらにY方向正側、すなわち、検査部16側に移動させて、検査部16の直上で停止させる。
このような図8に示す状態で、第3撮像部6Cを作動させる(第4工程)。これにより、第4画像IM4(図14参照)が得られる。第4画像IM4からは、第1校正用部材7の第1マーク72の中心O72と、第3撮像部6Cの光軸O6Cとが検出される。この検出は、制御部800で行なわれる。そして、第1マーク72の目盛り724に基づいて、中心O72から光軸O6Cまでの距離Y5を演算する。この演算も、制御部800で行なわれる。例えば、中心O72を「0」とし、この中心O72からY方向正側に「2」の位置に光軸O6Cがあるとすると、距離Y5は、「2」となる。
その後、距離Y1と、距離Y4と距離Y5との和との差ΔYを演算する。この差ΔYが補正量(調整量)となる。上記の場合、差ΔYは、距離Y1「17」−(距離Y4「14」+距離Y5「2」)=「1」となる。
次いで、図9に示すように、ハンドユニット9をY方向正側にさらに差ΔY分だけ移動させて、停止させる。
次いで、図10に示すように、ハンドユニット9を下降させる。これにより、ICデバイス90の各端子902と、検査部16の各プローブピン162とが導電可能に接続することとなり、よって、ICデバイス90に対する検査が可能となる。なお、本実施形態では、前記差ΔY分だけの移動を省略した場合、ICデバイス90が検査部16の載置部側端子ベース(本実施例では凹部)161に入らなかったり、また、たとえ入ったとしてもICデバイス90の各端子902と、検査部16の各プローブピン162との接触は行なわれない。その結果、ICデバイス90に対する検査も行なうことができない。
なお、前述したICデバイス90に対する検査が可能な状態となるまでの動作については、ICデバイス90のY方向の位置を調整しているが、これに限定されない。ハンドユニット9に把持されたICデバイス90によっては、例えば、ICデバイス90のX方向の位置を調整したり、ICデバイス90のZ軸回りの姿勢を調整したり、X方向の位置調整、Y方向の位置調整、Z軸回りの姿勢調整を適宜組み合わせたりする場合もある。
以上のように、位置決め装置30を内蔵した電子部品検査装置1(電子部品搬送装置10)では、ICデバイス90を検査部16に載置する際、その載置に先立って、ハンドユニット9は、第1画像IM1と第2画像IM2と第3画像IM3と第4画像IM4とに基づいて、検査部16に対するICデバイス90の位置および姿勢の少なくとも1つを補正することができる。この補正により、ICデバイス90は、検査部16に載置されるのに適正な位置や姿勢が得られ、よって、検査部16への載置後、各端子902が各プローブピン162と導電可能に正確に接続される。これにより、ICデバイス90に対する検査を正確に行なうことができる。
また、第1校正用部材7と第2校正用部材8とは、いずれも板部材で構成されている。これにより、第1校正用部材7や第2校正用部材8の設置スペースを容易に確保することができる。また、撮像で得られた画像では、各校正用部材の厚さ(高さ)による各中心(第1マーク72の中心O72等)の検出誤差をできる限り抑えることができる。
ICハンドラーでは、搬送用ヘッドとテストソケットの相対ズレを算出するために、各搬送用ヘッドに高い精度でカメラを取り付ける必要があった。また、熱による伸縮や振動などにより、搬送用ヘッドとカメラの相対位置関係が変化した場合には、該変化を検出して相対ズレの算出に反映することはできなかった。
また、電子部品とテスト装置との位置合わせに、電子部品を把持する把持部とテスト装置とにそれぞれマークを付し、これらマーク同士の位置合わせを用いる方法も考えられる。しかしながら、この場合、これらのマークをカメラで撮像する際に、マーク同士の高さを合わせるのが好ましいが、実際には、例えば組み立て誤差等の構造上の理由により、それは困難であった。
また、マークの撮像にカメラを用いるため、カメラのキャリブレーション(位置補正)の精度にも限界があった。
また、電子部品を把持する把持部等は駆動するため、熱が発生する。そして、この熱(熱膨張)により、カメラの位置が経時的にズレてくることも考えられる。
また、複数の電子部品を一括してテストする(検査する)場合、各デバイスに対するマークを把持部やテスト装置に付すのが好ましいが、これについても、マークを付すスペースが限られている等の構造上の理由により困難であった。
また、各中心(第1マーク72の中心O72等)の検出には、第1校正用部材7や第2校正用部材8を用いている。これにより、電子部品検査装置1全体としての組み立て誤差や熱膨張等の影響が、各中心の検出に及ぶのを防止することができる。
また、電子部品搬送装置10では、第1画像IM1、第2画像IM2、第3画像IM3、第4画像IM4における各画素は、対応するマーク(スケール)の座標点に換算することができる。
また、前述したICデバイス90の検査が可能な状態となるまでの動作では、第1撮像部6Aによる撮像、次に第2撮像部6Bによる撮像と第3撮像部6Cによる第2校正用部材8の撮像を同時に行い、次に第3撮像部6Cによる第1校正用部材の撮像を順に行なっている。これにより、補正値、すなわち、差ΔY分を求めるまでの制御プログラムを比較的簡単に組むことができる。また、制御プログラムを見直す場合、比較的容易に見直し作業を行なうことがAできる。
第2撮像部6Bによる撮像と第3撮像部6Cによる第2校正用部材8の撮像とは、同時に行なうことが好ましい。一方の撮像から他方の撮像まで経過した時間が短い方がよい。一方の撮像画像と他方の撮像画像とでズレが一層なくなるためである。なお、第1撮像部6Aによる撮像、第2撮像部6Bによる撮像、第3撮像部6Cによる第2校正用部材8の撮像を同時に行ってもよい。また、第1撮像部6Aによる撮像、第2撮像部6Bによる撮像、第3撮像部6Cによる第2校正用部材8の撮像の順番は入れ替わってもよい。また、これらにより、振動などの影響で、第3撮像部6Cに対するICデバイス90の位置認識誤差を低減することができる。
第3撮像部6Cは、第1校正用部材7と第2校正用部材8とをそれぞれ異なる位置で撮像する。これにより、例えば、第3画像IM3に第1校正用部材7が映り込んだり、第4画像IM4に第2校正用部材8が映り込んだりするのを防止することができ、よって、画像処理を迅速に行うことができる。
<第2実施形態>
以下、図15を参照して本発明の電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置および位置決め方法の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
以下、図15を参照して本発明の電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置および位置決め方法の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、主に第1撮像部、第2撮像部、第2校正用部材の支持態様がそれぞれ異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図15に示すように、本実施形態では、第1撮像部6Aは、支持機構26に支持されている。支持機構26は、第1撮像部6AをX方向とY方向とに移動可能に支持している。これにより、第1撮像部6Aを検査部16の目的位置(撮像対象部)の上方に配置して、撮像対象部を撮像することができる。なお、支持機構26は、第1撮像部6Aが撮像しない場合には、図15に示す位置に第1撮像部6Aを待機させることができる。これにより、例えば第1撮像部6Aとデバイス搬送ヘッド17との干渉を防止することができる。
第2撮像部6Bと第2校正用部材8とは、各デバイス供給部14に支持されている。これにより、第2撮像部6Bと第2校正用部材8とは、デバイス供給部14とともにX方向に移動することができる。そして、第2撮像部6Bによって撮像を行なったり、第3撮像部6Cによって第2撮像部6Bを撮像する場合には、第2撮像部6Bと第2校正用部材8とは、デバイス供給部14ごと検査領域A3に進入することができる。
なお、第1撮像部6Aは、本実施形態では1つ配置されているが、これに限定されない。
また、第2撮像部6Bは、本実施形態では各デバイス供給部14にY方向に沿って2つずつ配置されているが、これに限定されない。
また、第3撮像部6Cは、本実施形態では各デバイス搬送ヘッド17にX方向に沿って2つずつ配置されているが、これに限定されない。
また、第1校正用部材7は、本実施形態では検査部16にX方向に沿って2つ、Y方向に沿って2つずつ配置されているが、これに限定されない。
また、第2校正用部材8は、本実施形態では各デバイス供給部14にY方向に沿って2つずつ配置されているが、これに限定されない。
また、電子部品搬送装置10は、第2撮像部6Bで撮像するとき、ICデバイス90と第2校正用部材8との高さを合わせる光センサーが設けられているのが好ましい。
<第3実施形態>
以下、図16〜図20を参照して本発明の部品搬送装置の実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
以下、図16〜図20を参照して本発明の部品搬送装置の実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、位置決め装置を適用する装置が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図16に示すように、本実施形態では、本発明の部品搬送装置40は、第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする単腕の6軸ロボットである。この部品搬送装置40は、位置決め装置30を備えている。すなわち、部品搬送装置40は、第2部品を搬送する搬送部41と、第1部品および第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材7と、第1校正用部材7とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材8と、第1校正用部材7と第1部品とを含む第1画像IM1(画像)を撮像可能な第1撮像部6Aと、第2校正用部材8と第2部品とを含む第2画像IM2(画像)を撮像可能な第2撮像部6Bと、搬送部41に設けられ、第1校正用部材7の第4画像IM4(画像)を撮像可能であるとともに、第2校正用部材8の第3画像IM3(画像)を撮像可能な第3撮像部6Cと、を備える。なお、本実施形態では、第1部品は、ICデバイス90が搭載される回路基板50である(図17参照)。第2部品は、ICデバイス90である(図18〜図20参照)。回路基板50は、表面に複数の端子51を有するものの、その表面は平滑な、すなわち、凹凸がない平面となっている。
このような本発明によれば、前記第1実施形態と同様に、ICデバイス90を回路基板50に重ね合わせる際、その重ね合わせに先立って、搬送部41は、第1画像IM1と第2画像IM2と第3画像IM3と第4画像IM4とに基づいて、回路基板50に対するICデバイス90の位置および姿勢の少なくとも1つを補正することができる。この補正により、ICデバイス90は、回路基板50に重ね合わせられるのに適正な位置や姿勢が得られる(図19参照)。これにより、ICデバイス90は、回路基板50に搭載後、各端子902が回路基板50の各端子51と導電可能に正確に接続される(図20参照)。
図16に示すように、搬送部41は、基台411と、第1アーム412、第2アーム413、第3アーム414、第4アーム415、第5アーム416および第6アーム417と、を有している。第6アーム417の先端には、例えば、吸着ハンド等のエンドエフェクター418が着脱可能に取り付けられる。
基台411は、天井、壁、作業台、床、地上等に設置される部分である。
第1アーム412は、基端部が基台411に、第1回動軸O412回りに回動可能に接続されている。第2アーム413は、基端部が第1アーム412の先端部に、第2回動軸O413回りに回動可能に接続されている。第3アーム414は、基端部が第2アーム413の先端部に、第3回動軸O414回りに回動可能に接続されている。第4アーム415は、基端部が第3アーム414の先端部に、第4回動軸O415回りに回動可能に接続されている。第5アーム416は、基端部が第4アーム415の先端部に、第5回動軸O416回りに回動可能に接続されている。第6アーム417は、基端部が第5アーム416の先端部に、第6回動軸O417回りに回動可能に接続されている。また、図18に示すように、第6アーム417には、第3撮像部6Cが連結部42を介して連結されている。
第1アーム412は、基端部が基台411に、第1回動軸O412回りに回動可能に接続されている。第2アーム413は、基端部が第1アーム412の先端部に、第2回動軸O413回りに回動可能に接続されている。第3アーム414は、基端部が第2アーム413の先端部に、第3回動軸O414回りに回動可能に接続されている。第4アーム415は、基端部が第3アーム414の先端部に、第4回動軸O415回りに回動可能に接続されている。第5アーム416は、基端部が第4アーム415の先端部に、第5回動軸O416回りに回動可能に接続されている。第6アーム417は、基端部が第5アーム416の先端部に、第6回動軸O417回りに回動可能に接続されている。また、図18に示すように、第6アーム417には、第3撮像部6Cが連結部42を介して連結されている。
図17に示すように、第1校正用部材7の図中の左側には、回路基板50が隣り合って配置されている。そして、第1撮像部6Aは、第1校正用部材7と回路基板50とを上方から撮像することができる。
図18に示すように、第2撮像部6Bは、第2校正用部材8と、エンドエフェクター418に把持されたICデバイス90とを下方から撮像することができる。
以上のような構成により、前述したように、ICデバイス90を回路基板50に正確に搭載することができる。
なお、本実施形態では、第1部品および第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めは、第1部品である回路基板50に対して、第2部品であるICデバイス90を位置決めしているが、これに限定されない。例えば、第2部品であるICデバイス90に対して、第1部品である回路基板50を位置決めしてもよい。
また、部品搬送装置40は、本実施形態では単腕の6軸ロボットであるが、これに限定されず、双腕の6軸ロボット、3本以上の腕を有するロボット、スカラーロボットでもよい。
以上、本発明の電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置、部品搬送装置および位置決め方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置、部品搬送装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明の電子部品搬送装置、電子部品検査装置、位置決め装置、部品搬送装置および位置決め方法は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、電子部品と位置決めが行なわれる電子部品載置部としては、前記第1実施形態では検査部であったが、これに限定されず、例えば、温度調整部、デバイス供給部、デバイス回収部、トレイ、回収用トレイとすることもできる。
1…電子部品検査装置、10…電子部品搬送装置、11A…トレイ搬送機構、11B…トレイ搬送機構、12…温度調整部、13…デバイス搬送ヘッド、14…デバイス供給部、14A…デバイス供給部、14B…デバイス供給部、141…凹部(ポケット)、15…トレイ搬送機構、16…検査部、161…載置部側端子ベース(凹部、ポケット)、162…プローブピン(載置部側端子)、17…デバイス搬送ヘッド、17A…デバイス搬送ヘッド、17B…デバイス搬送ヘッド、18…デバイス回収部、18A…デバイス回収部、18B…デバイス回収部、19…回収用トレイ、20…デバイス搬送ヘッド、21…トレイ搬送機構、22A…トレイ搬送機構、22B…トレイ搬送機構、231…第1隔壁、232…第2隔壁、233…第3隔壁、234…第4隔壁、235…第5隔壁、241…フロントカバー、242…サイドカバー、243…サイドカバー、244…リアカバー、245…トップカバー、25…搬送部、26…支持機構、6A…第1撮像部、6B…第2撮像部、6C…第3撮像部、7…第1校正用部材、71…表側の面(一方の面)、72…第1マーク、721…第1座標軸、722…第2座標軸、723…目盛り、724…目盛り、8…第2校正用部材、81…表側の面(一方の面)、82…第2マーク、821…第1座標軸、822…第2座標軸、823…目盛り、824…目盛り、83…裏側の面(他方の面)、84…第3マーク、841…第1座標軸、842…第2座標軸、843…目盛り、844…目盛り、9…ハンドユニット、91…調整部、911…第1圧電アクチュエーター、911a…凸部、912…第2圧電アクチュエーター、913…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)、913a…凸部、92…位置調整機構、93…姿勢調整機構、94…基部、941…板状部、942…係合部、943…係合部、947…当接部、947a…下面、948…倣い機構(コンプライアンス機構)、949…連結部、95…第1移動部、951…基部、952…レール、953…レール、954…第1固定部、956…係合部(案内部)、96…第2移動部、961…基部、961a…面、963…レール、97…回動部(回転部)、971…支持部、98…把持部、981…吸着面、982…吸着孔、983…減圧ポンプ、99…シャフト、30…位置決め装置、40…部品搬送装置、41…搬送部、411…基台、412…第1アーム、413…第2アーム、414…第3アーム、415…第4アーム、416…第5アーム、417…第6アーム、418…エンドエフェクター、42…連結部、50…回路基板、51…端子、90…ICデバイス、902…端子(電子部品側端子)、200…トレイ、300…モニター、301…表示画面、400…シグナルランプ、500…スピーカー、600…マウス台、700…操作パネル、800…制御部、A1…トレイ供給領域、A2…デバイス供給領域、A3…検査領域、A4…デバイス回収領域、A5…トレイ除去領域、IM1…第1画像、IM2…第2画像、IM3…第3画像、IM4…第4画像、O6C…光軸、O161…中心、O412…第1回動軸、O413…第2回動軸、O414…第3回動軸、O415…第4回動軸、O416…第5回動軸、O417…第6回動軸、O72…中心、O82…中心、O84…中心、O90…中心、Y1…距離、Y2…距離、Y3…距離、Y4…距離、Y5…距離、ΔY…差、α11A…矢印、α11B…矢印、α13X…矢印、α13Y…矢印、α14…矢印、α15…矢印、α17Y…矢印、α18…矢印、α20X…矢印、α20Y…矢印、α21…矢印、α22A…矢印、α22B…矢印、α90…矢印
Claims (17)
- 電子部品が載置される電子部品載置部が配置可能な領域と、
前記領域内で前記電子部品載置部に前記電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッドと、
前記電子部品載置部に対する前記電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記電子部品載置部とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記電子部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記デバイス搬送ヘッドに設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。 - 前記第3撮像部は、前記第1校正用部材と前記第2校正用部材とをそれぞれ異なる位置で撮像する請求項1に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第1校正用部材は、板状をなし、一方の面に付された第1マークを有し、
前記第2校正用部材は、板状をなし、一方の面に付された第2マークと、他方の面に付された第3マークとを有する請求項1に記載の電子部品搬送装置。 - 前記第1マーク、前記第2マークおよび前記第3マークは、それぞれ、前記位置決めを行なう際の基準となる基準点を有する請求項3に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第1マーク、前記第2マークおよび前記第3マークは、それぞれ、座標軸を有する請求項3に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第1マーク、前記第2マークおよび前記第3マークは、それぞれ、目盛りを有する請求項3に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第2撮像部の撮像方向と、前記第3撮像部の撮像方向とは、互いに反対方向である請求項3に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第1撮像部による撮像結果に基づいて、前記第1マークに対する前記電子部品載置部の位置が検出される請求項3に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第2撮像部による撮像結果に基づいて、前記第3マークに対する前記デバイス搬送ヘッドの前記電子部品の位置・距離が検出される請求項3に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第2撮像部による撮像結果と前記第3撮像部による撮像結果に基づいて、前記第2マークに対する前記デバイス搬送ヘッドの前記電子部品の位置・距離が検出される請求項3に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第2校正用部材は、透過性を有する請求項3に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第1撮像部による撮像、次に前記第2撮像部による撮像と前記第3撮像部による前記第2校正用部材の撮像を同時に行い、次に前記第3撮像部による前記第1校正用部材の撮像を順に行なう請求項1に記載の電子部品搬送装置。
- 前記デバイス搬送ヘッドは、基部と、前記電子部品を把持する把持部と、前記把持部に把持された前記電子部品の前記基部に対する位置および姿勢のうちの少なくとも一方を調整可能な調整部を有する請求項1に記載の電子部品搬送装置。
- 前記電子部品が載置される電子部品載置部と、
前記電子部品載置部が配置可能な領域と、
前記領域内で前記電子部品載置部に前記電子部品を搬送可能なデバイス搬送ヘッドと、
前記電子部品載置部に対する前記電子部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記電子部品載置部とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記電子部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記デバイス搬送ヘッドに設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備え、
前記電子部品載置部は、前記電子部品が検査される検査部であることを特徴とする電子部品検査装置。 - 第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする位置決め装置であって、
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記第1部品とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記第2部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする位置決め装置。 - 第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする部品搬送装置であって、
前記第2部品を搬送する搬送部と、
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に用いられる第1校正用部材と、
前記第1校正用部材とともに、前記位置決めを行なう際に用いられる第2校正用部材と、
前記第1校正用部材と前記第1部品とを含む画像を撮像可能な第1撮像部と、
前記第2校正用部材と前記第2部品とを含む画像を撮像可能な第2撮像部と、
前記搬送部に設けられ、前記第1校正用部材の画像を撮像可能であるとともに、前記第2校正用部材の画像を撮像可能な第3撮像部と、を備えることを特徴とする部品搬送装置。 - 第1部品と第2部品とを重ねて位置決めする位置決め方法であって、
前記第1部品および前記第2部品のうちの一方の部品に対する他方の部品の位置決めを行なう際に、第1校正用部材と第2校正用部材とを用い、
前記第1校正用部材と第1部品とを含む第1画像を第1撮像部を用いて、第1方向から撮像する工程と、
前記第2校正用部材と前記第2部品を含む第2画像を第2撮像部を用いて、前記第1方向とは異なる第2方向から撮像する工程と、
前記第2校正用部材の第3画像を第3撮像部を用いて、前記第1方向から撮像する工程と、
前記第1校正用部材の第4画像を第3撮像部を用いて、前記第1方向から撮像する工程と、を有することを特徴とする位置決め方法。
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