JP3328190B2 - 検査体位置決め装置および検査体位置決め方法 - Google Patents
検査体位置決め装置および検査体位置決め方法Info
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Description
載置された矩形平板状の検査体の位置決めを行う検査体
位置決め装置に関する。
合、その位置を正確に認識した上でプローブを行うため
に、画像処理によって半導体チップの位置を測定し、検
査体である半導体チップとプローブとのいずれかを移動
させて、プローブが正しく接触するように位置補正を行
っていた。
正規の位置に位置決めする装置としては、矩形の半導体
チップをその前後左右から4つの爪で挟み込みその位置
を規制するものや、矩形の半導体チップの有する4つの
角のうち対向する2つの角を2本の爪で挟み込むもの等
があった。
体チップの位置を判定し、当該半導体チップまたはプロ
ーブを移動させて相互の位置補正を行うものでは、カメ
ラを設置したり半導体チップの位置を判定するための画
像処理装置等が必要になり、装置構成が複雑になり価格
の上昇を招くという問題がある。
チップ等の検査体を位置決めするものでは、センター位
置出しが難しいとともに、半導体チップ等の検査体の形
状や大きさの変更に柔軟に対応することができなかっ
た。さらに、前後左右の4箇所あるいは対角線上の2箇
所から検査体を挟み込むので、検査体に過大な力がかか
り、その破損を招く恐れもあった。
問題点に着目してなされたもので、過大な力を加えるこ
となく半導体チップ等の検査体を所望の位置に位置決め
することのできる検査体位置決め装置および検査体位置
決め方法を提供することを目的としている。
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。 [1]平らな作業面(11)上に載置された矩形平板状
の検査体(20)の位置決めを行う検査体位置決め装置
において、前記検査体(20)を内包し得る矩形の穴部
(12)を有する位置規制板(13)と、前記作業面
(11)と平行であって当該作業面(11)との間の隙
間が前記検査体(20)の厚みより少なくなる所定の面
内で前記位置規制板(13)を任意の方向に任意の距離
移動させ得る位置規制板移動手段(14)とを備え、前
記位置規制板移動手段(14)によって前記位置規制板
(13)を移動させることで、前記穴部(12)の内側
であって前記作業面(11)上に載置された前記検査体
(20)を前記位置規制板(13)の有する前記穴部
(12)の内周縁で押し動かして位置決めするととも
に、この際、検査体(20)が目標位置を行き過ぎるま
で前記穴部(12)の内周縁の一辺で検査体(20)を
一旦、押し動かした後、前記内周縁のうち前記一辺と対
向する一辺で検査体(20)を逆方向に押し動かして検
査体(20)を目標位置に移動させることを特徴とする
検査体位置決め装置。
た矩形平板状の検査体(20)の位置決めを行う検査体
位置決め装置において、前記検査体(20)を内包し得
る矩形の穴部(12)を有する位置規制板(13)と、
前記作業面(11)と平行であって当該作業面(11)
との間の隙間が前記検査体(20)の厚みより少なくな
る所定の面内で前記位置規制板(13)を移動させる位
置規制板移動手段(14)とを備え、前記位置規制板移
動手段(14)は、前記所定の面内であって前記穴部
(12)の内周縁を成す四辺のうちの所定の一辺と垂直
な方向への前記位置規制板(13)の移動と前記所定の
面内であって前記所定の一辺と平行な方向への前記位置
規制板(13)の移動とを択一的に行い得るものであ
り、前記位置規制板移動手段(14)によって前記位置
規制板(13)を移動させることで、前記穴部(12)
の内側であって前記作業面(11)上に載置された前記
検査体(20)を前記位置規制板(13)の有する前記
穴部(12)の内周縁で押し動かして位置決めするとと
もに、この際、検査体(20)が目標位置を行き過ぎる
まで前記穴部(12)の内周縁の一辺で検査体(20)
を一旦、押し動かした後、前記内周縁のうち前記一辺と
対向する一辺で検査体(20)を逆方向に押し動かして
検査体(20)を目標位置に移動させ、さらに前記検査
体(20)の外周縁を成す四辺のうちの一辺が前記穴部
(12)の内周縁を成す四辺のうちの一辺と接している
状態から前記一辺と平行に前記位置規制板(13)を移
動させるとき、当該方向への移動を行う前に、前記検査
体(20)と前記穴部(12)の内周縁とが離れるよう
に前記位置規制板(13)を前記一辺と垂直な方向へ一
旦移動させることを特徴とする検査体(20)の位置決
め装置。
2)を、位置決めの対象となる複数種類の検査体(2
0)の中のいずれであっても内包し得る大きさに設定す
ることを特徴とする[1]または[2]記載の検査体位
置決め装置。
と前記穴部(12)の幅および長さとを基にして、位置
規制板(13)を移動させる際の各移動方向における移
動量を定めることを特徴とする[1]、[2]または
[3]記載の検査体位置決め装置。
プであることを特徴とする[1]、[2]、[3]また
は[4]記載の検査体位置決め装置。
た矩形平板状の検査体(20)の位置決めを行う検査体
位置決め方法において、前記検査体(20)を内包し得
る矩形の穴部(12)を有する位置規制板(13)を、
前記作業面(11)と平行であって当該作業面(11)
との間の隙間が前記検査体(20)の厚みより少なくな
る所定の面内に配置し、前記穴部(12)の内側であっ
て前記作業面(11)上に前記検査体(20)を載置し
た後、前記位置規制板(13)を前記所定の面内で移動
させ当該位置規制板(13)の有する前記穴部(12)
の内周縁で前記検査体(20)を押し動かしてその位置
決めを行うとともに、この際、検査体(20)が目標位
置を行き過ぎるまで前記穴部(12)の内周縁の一辺で
検査体(20)を一旦、押し動かした後、前記内周縁の
うち前記一辺と対向する一辺で検査体(20)を逆方向
に押し動かして検査体(20)を目標位置に移動させる
ことを特徴とする検査体位置決め方法。
制板移動手段(14)が、作業面(11)と平行であっ
て当該作業面(11)との間の隙間が検査体(20)の
厚みより少なくなる所定の面内で位置規制板(13)を
移動させると、穴部(12)の内側の作業面(11)上
に載置された検査体(20)は、当該穴部(12)の内
周縁に押し動かされて移動する。この際、検査体(2
0)が目標位置を行き過ぎるまで穴部(12)の内周縁
の一辺で検査体(20)を一旦、押し動かした後、内周
縁のうち先の一辺と対向する一辺で検査体(20)を逆
方向に押し動かして検査体(20)を目標位置に移動さ
せる。このように、穴部(12)の内周縁によって検査
体(20)を押し動かすことで検査体(20)の位置決
めを行うので、検査体(20)に加わるストレスが少な
くなり、半導体チップ等の検査体(20)に損傷を与え
ることなく位置決めすることができる。また、検査体
(20)と穴部(12)とが共に矩形を成しているの
で、検査体(20)が当初、穴部(12)に対して傾い
て配置されていても、穴部(12)の内周縁で押し動か
す間に、穴部(12)と揃うように検査体(20)の傾
きを規制することができ、位置規制板(13)を移動さ
せることによって検査体(20)の位置と角度の双方を
正規の状態に位置決めすることができる。
体(20)の外周縁を成す四辺のうちの一辺が穴部(1
2)の内周縁を成す四辺のうちの一辺と接している状態
から先の一辺と平行に位置規制板(13)を移動させる
とき、当該方向への移動を行う前に、検査体(20)と
穴部(12)の内周縁とが離れるように先の一辺と垂直
な方向へ位置規制板(13)を一旦移動させる。
周縁とが接している状態のまま先の一辺と平行に位置規
制板(13)を移動させると、検査体(20)と穴部
(12)の内周縁とが擦れてしまうが、かかる場合に検
査体(20)と穴部(12)とが離れる方向に一旦、位
置規制板(13)を移動させてから、本来の方向への移
動を行うので、検査体端部の劣化を低減することができ
る。
2)を、位置決めの対象となる複数種類の検査体(2
0)の中のいずれであっても内包し得る大きさと作業面
に検査体を載置する機構の精度(バラツキ)をも考慮し
て設定する。検査体(20)がどのような大きさであっ
ても穴部(12)の中に収まれば位置規制板(13)の
移動によって位置決めすることができるとともに、規制
開始の方向を任意に選ぶことができる。そこで、穴部
(12)の幅を検査対象となる複数種類の検査体(2
0)のうち最大幅のものの幅よりも大きくし、穴部(1
2)の長さを複数種類の検査体(20)のうち最大長の
ものの長さよりも長くしておけば、すなわち、穴部(1
2)のサイズを検査体の最大サイズに載置誤差を加えた
ものよりも大きく設定しておけば、1つの装置で多種の
検査体(20)を位置決めでき、形状(大きさ)の変更
等に柔軟に対応することができる。
だけ移動させるかを、検査体(20)の幅および長さと
穴部(12)の幅および長さとを基にして定める。これ
により、画像処理などを行って検査体(20)の現在位
置を把握することなく、所定の位置に検査体(20)を
位置決めすることができ、装置構成の簡略化を図ること
ができる。
施の形態を説明する。各図は、本発明の一実施の形態を
示している。図1は、本実施の形態にかかる検査体位置
決め装置10をその上方から見た様子を示している。な
お、本実施の形態に示す検査体位置決め装置10は、検
査体である矩形の半導体チップ20にプローブを当てて
検査する際に、プローブが正しく接触するように半導体
チップ20を正規の位置に位置決めするものである。
11と、半導体チップ20を内包し得る矩形の穴部12
を有する位置規制板13と、位置規制板13を作業面1
1と平行な所定の面内で任意の方向に移動させる位置規
制板移動手段14とを備えている。
面11との間に、「0」以上の所定の隙間が生じるよう
に位置規制板移動手段14によって支持されている。こ
の隙間は、最大でも、半導体チップ20の厚みより少な
くなるように設定されている。
3を図1の矢印31で示すX軸方向と、矢印32で示す
Y軸方向に往復自在に移動させ得る駆動装置である。こ
こでは、位置規制板13のX軸方向における最大移動行
程距離は穴部12の幅Wg(X軸方向の長さ)に設定さ
れ、Y軸方向における最大移動行程距離は穴部12の長
さLgに設定されている。
動行程の中心位置に対応するY軸を示しており、一点破
線34はY軸方向の移動行程の中心位置に対応するX軸
を示している。位置規制板13は、これら一点破線3
3、34の交差する原点35を中心にX軸34に沿って
左と右にそれぞれWg/2ずつ、Y軸33に沿って上と
下にそれぞれLg/2ずつ移動し得るようになってい
る。
表示する場合、X軸34、Y軸35とする座標系を定
め、穴部12の中心の当該座標上での位置により、位置
規制板13の位置を表すこととする。したがって、穴部
12の中心が原点35と一致するとき、その座標はX=
0、Y=0として表される。
制板13をX軸方向とY軸方向にそれぞれ独立に移動さ
せることも、X軸方向とY軸方向とを同時に、つまり、
斜めに位置規制板13を移動させることも可能になって
いる。
検査体位置決め装置10により位置決めされることのあ
る複数種類の半導体チップの中のいずれであっても一定
以上の余裕をもって内包し得るように設定されている。
すなわち、穴部12の幅Wgを検査対象となることのあ
る複数種類の半導体チップのうち最大幅のものの幅より
も大きくし、穴部12の長さLgを検査対象となること
のある複数種類の半導体チップのうち最大長のものの長
さよりも長くしてある。ここでは、Wg=10ミリ、L
g=16ミリに設定してある。
ータの手動操作に従って位置規制板13を移動させるこ
とが可能であるとともに、予め定めた順序に従って位置
規制板13の移動を自動的に制御し得るようになってい
る。このように自動制御により位置規制板13を移動さ
せる際の移動量は、図示しない入力装置から入力した半
導体チップ20の幅および長さと穴部12の幅および長
さとを基にして決定するようになっている。
ける中心位置が原点35と一致するように位置決めする
場合には、たとえば、半導体チップ20をそのX方向の
中心位置が原点35から右方向にずれた位置まで一旦移
動させた後、位置規制板13のX方向における中心位置
が、穴部12の幅と半導体チップ20の幅との差の絶対
値の2分の1だけ原点35から左方向にずれる位置まで
移動させれば、半導体チップ20のX方向の中心位置を
原点35に合わせることができる。Y方向についても同
様である。
時の位置規制板13のセンタと最終位置決め位置との距
離が有る場合も同様であるが、その場合は、位置決めと
移動の両方の作用となる。
体チップ20を正規の位置に位置決めするまでの行程を
示している。ここでは、半導体チップ20の中心が原点
35と一致し、かつ半導体チップ20の一辺がY軸33
またはX軸34と平行になる正規の位置に最終的に位置
決めされる。まず、半導体チップ20は、図3に示すよ
うに、穴部12内の作業面11上の適宜の位置に載置さ
れる。図3に示した例では、初期状態において、半導体
チップ20は、穴部12の上方であって10度以上傾斜
した状態に載置されている。この状態では、位置規制板
13は、その穴部12の中心が原点35と一致する位置
(X=0、Y=0)に設定されている。なお、図3に示
した半導体チップ20の幅Wwは4.8ミリであり、半
導体チップ20の長さLwは6.0ミリである。
板13を矢印41で示すように右へ移動させる。このと
き、移動後における穴部12の中心のX座標位置が(W
g−Ww)÷2+αになるようにその移動量が設定され
る。ここでαは、適当なオーバードライブ量であり、W
wの10〜20パーセントに選定されている。位置規制
板13は、図4に示すようにX=3、Y=0の位置に移
動され、この移動によって半導体チップ20の角度が補
正される。このとき、半導体チップ20がたまたま左方
にあったので、傾斜も矯正される。
よりも右にあるので、位置規制板13を図4の矢印42
で示すように左方向へ移動させる。移動量は、移動後に
おける穴部12の中心のX座標位置が(Ww−Wg)÷
2になるように設定される。位置規制板13に設けた穴
部12の中心は、図5に示すようにX=−2.6、Y=
0の位置に移動し、この移動によって半導体チップ20
のX方向における中心が原点35と一致する。
る位置を補正するために位置規制板13をY軸方向に移
動させることになるが、その前に、図6に示すように位
置規制板13の有する穴部12の中心を原点35まで移
動させる。この動作は特に必要ではないが、図5に示す
ように半導体チップ20の外周縁を成す四辺のうちの一
辺が穴部12の内周縁と接した状態のままで位置規制板
13をY軸33方向に移動させると、半導体チップ20
の側面を穴部12の内周縁で擦ることになる。そこで、
半導体チップ20が穴部12の内周縁から離れるように
図5の矢印43で示す方向に移動させて位置規制板13
を一旦、図6に示すように原点35へ移動させている。
示すように図中の上方向へ移動させる。移動量は、穴部
12の中心の移動後におけるY座標位置が(Lg−L
w)÷2+βになるように設定される。ここでβは、適
当なオーバードライブ量であり、Lwの10〜20パー
セントに選定されている。こうして位置規制板13はそ
の穴部12の中心が、X=0、Y=6の座標位置になる
ように移動される。原点から図7に示す位置への移動
は、次のY方向における位置決めのための準備として行
われる。図7に示す例では、半導体チップ20が大きく
上方にずれているために位置規制板13の有する穴部1
2の内周縁と半導体チップ20とは接していない。
で示すように下方へ移動させる。移動量は、移動後の穴
部12の中心のY座標位置が、(Lw−Lg)÷2にな
るように設定される。これにより位置規制板13の穴部
12の中心がX=0、Y=−5の座標位置に移動され、
半導体チップ20の中心が原点35と一致してXY両方
向の位置決めが完了する。最後に、図8の矢印46に示
す方向に位置規制板13を移動させ、図9に示すように
穴部12の中心が原点35に一致する位置まで位置規制
板13を戻す。
の中心が原点35に対して上下左右のいずれの方向にず
れているかをオペレータが入力し、これに基づいて位置
規制板移動手段14は、位置規制板13をどのような順
序で移動させるべきかを選定することも可能である。た
とえば、初期状態において半導体チップ20の中心位置
が右寄りにずれている場合には、まず、位置規制板13
の有する穴部12のX方向における中心が(Ww−W
g)÷2−αになるように位置規制板13を左に移動し
て角度の補正を行い、その後、穴部12のX方向におけ
る中心が(Wg−Ww)÷2になるように位置規制板1
3を右に移動させ、半導体チップ20のX方向における
中心が原点35と一致するように位置合わせする。その
後は上述した場合と同一の順序で位置規制板13の移動
を行い、半導体チップ20のY方向における位置合わせ
が成される。
中心位置が原点35よりも下方にずれている場合には、
半導体チップ20のX方向における位置合わせを行った
後、穴部12のY方向における中心が(Lw−Lg)÷
2−βになるように位置規制板13を下方へ移動させ、
その後、穴部12のY方向の中心が(Lg−Lw)÷2
になるように位置規制板13を上方へ移動させることに
なる。
ことによって、半導体チップ20を穴部12の内周縁で
押し動かして正規の位置に位置決めするので、半導体チ
ップ20に片方の面からのみ力が加わり、半導体チップ
20へのストレスを小さく抑えることができる。その結
果、半導体チップ20へのダメージが起こり難く、破損
等を招くことがない。また位置決めの精度は、半導体チ
ップ20の仕上がり寸法精度+1μm程度にまで追い込
むことができる。さらに位置規制板13の移動量を変更
することにより検査体のサイズの変更に容易に対応する
ことができる。また必要に応じてX方向のみ、Y方向の
みなど片方向のみの位置決めを行うこともできる。な
お、通常は、図10に示すように、半導体チップ20の
端面位置を半導体のサイズに依存することなく揃える要
請があるので、最後に、位置規制板13をY軸+方向
(図中の上方向)に移動させている。
13のX軸方向への移動とY軸方向への移動とをそれぞ
れ個別に行うようにしたが、X軸方向への移動とY軸方
向への移動とを同時に行うようにしてもよい。たとえ
ば、半導体チップが穴部12の角にあり、穴部12の内
周縁と2つの辺で接しているような場合には、X軸方向
への移動とY軸方向への移動を同時に行って位置規制板
13を斜めに移動させれば、半導体チップ20と穴部1
2の内周縁との擦れを防止することができる。
一旦、図6に示す状態へ移動させ、半導体チップ20の
側面が穴部12の内周縁と擦れることを防止したが、か
かる動作を必ずしも行う必要はなく、半導体チップ20
の一辺が穴部12の内周縁と接した状態のまま、その接
した辺と平行な方向に位置規制板13を移動させてもよ
い。
おいて位置規制板13に設けた穴部12のX座標位置を
「0」に維持した状態でY方向への移動を行ったが、X
方向の位置をかかる位置に設定し維持することは必要条
件ではない。
幅や長さは一例であり、位置決めの対象となる検査体の
幅や長さに応じて適宜設定することができる。また位置
規制板13の移動順序を固定的にしたり、選択し得るよ
うにしてもよい。
びその制御方法によれば、位置規制板に設けた穴部の内
周縁によって検査体を押し動かすことで検査体の位置決
めを行うので、検査体に加わるストレスが少なくなり、
半導体チップ等の検査体に損傷を与えることなく位置決
めすることができる。また、検査体と穴部とが共に矩形
を成しているので、穴部の内周縁で押し動かす間に、検
査体の傾きを規制することもできる。
接している状態のまま当該一辺と平行な向きに位置規制
板を移動させるとき、当該方向への移動を行う前に、検
査体と穴部の内周縁とが離れるように位置規制板を一旦
移動させるので、擦れによる検査体端部の劣化を低減す
ることができる。
象となる複数種類の検査体の中のいずれであっても内包
し得る大きさにすることで、1つの装置によって検査体
の形状の変更に容易に対応することができる。
な順序でどれだけ移動させるかを、検査体の幅および長
さと、穴部の幅および長さとに基づいて定めるもので
は、画像処理などを行って検査体の現在位置を把握する
必要がなく、一定のシーケンスで位置規制板を移動させ
るだけで良いので、装置構成の簡略化を図ることができ
る。
置を示す上面図である。
置を示す側面図である
置が半導体チップの位置決めを行う際における初期位置
の一例を示す説明図である。
置が半導体チップのX方向の位置決め準備を終えた状態
の一例を示す説明図である。
置が半導体チップのX方向における位置決めを終了した
状態の一例を示す説明図である。
置が穴部の内周縁に半導体チップが接しないように位置
規制板を移動させた後の状態の一例を示す説明図であ
る。
置が半導体チップのY方向の位置決めをする際の前準備
を終えた状態の一例を示す説明図である。
置が半導体チップのX方向およびY方向における位置決
めを終了した状態の一例を示す説明図である。
置が半導体チップの位置決めを終了し、位置規制板を初
期位置に戻した状態の一例を示す説明図である。
す説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】平らな作業面上に載置された矩形平板状の
検査体の位置決めを行う検査体位置決め装置において、 前記検査体を内包し得る矩形の穴部を有する位置規制板
と、前記作業面と平行であって当該作業面との間の隙間
が前記検査体の厚みより少なくなる所定の面内で前記位
置規制板を任意の方向に任意の距離移動させ得る位置規
制板移動手段とを備え、 前記位置規制板移動手段によって前記位置規制板を移動
させることで、前記穴部の内側であって前記作業面上に
載置された前記検査体を前記位置規制板の有する前記穴
部の内周縁で押し動かして位置決めするとともに、この
際、検査体が目標位置を行き過ぎるまで前記穴部の内周
縁の一辺で検査体を一旦、押し動かした後、前記内周縁
のうち前記一辺と対向する一辺で検査体を逆方向に押し
動かして検査体を目標位置に移動させることを特徴とす
る検査体位置決め装置。 - 【請求項2】平らな作業面上に載置された矩形平板状の
検査体の位置決めを行う検査体位置決め装置において、 前記検査体を内包し得る矩形の穴部を有する位置規制板
と、前記作業面と平行であって当該作業面との間の隙間
が前記検査体の厚みより少なくなる所定の面内で前記位
置規制板を移動させる位置規制板移動手段とを備え、 前記位置規制板移動手段は、前記所定の面内であって前
記穴部の内周縁を成す四辺のうちの所定の一辺と垂直な
方向への前記位置規制板の移動と前記所定の面内であっ
て前記所定の一辺と平行な方向への前記位置規制板の移
動とを択一的に行い得るものであり、 前記位置規制板移動手段によって前記位置規制板を移動
させることで、前記穴部の内側であって前記作業面上に
載置された前記検査体を前記位置規制板の有する前記穴
部の内周縁で押し動かして位置決めするとともに、この
際、検査体が目標位置を行き過ぎるまで前記穴部の内周
縁の一辺で検査体を一旦、押し動かした後、前記内周縁
のうち前記一辺と対向する一辺で検査体を逆方向に押し
動かして検査体を目標位置に移動させ、 さらに前記検査体の外周縁を成す四辺のうちの一辺が前
記穴部の内周縁を成す四辺のうちの一辺と接している状
態から前記一辺と平行に前記位置規制板を移動させると
き、当該方向への移動を行う前に、前記検査体と前記穴
部の内周縁とが離れるように前記位置規制板を前記一辺
と垂直な方向へ一旦移動させることを特徴とする検査体
の位置決め装置。 - 【請求項3】前記位置規制板の穴部を、位置決めの対象
となる複数種類の検査体の中のいずれであっても内包し
得る大きさに設定することを特徴とする請求項1または
2記載の検査体位置決め装置。 - 【請求項4】前記検査体の幅および長さと前記穴部の幅
および長さとを基にして、位置規制板を移動させる際の
各移動方向における移動量を定めることを特徴とする請
求項1、2または3記載の検査体位置決め装置。 - 【請求項5】前記検査体が、半導体チップであることを
特徴とする請求項1、2、3または4記載の検査体位置
決め装置。 - 【請求項6】平らな作業面上に載置された矩形平板状の
検査体の位置決めを行う検査体位置決め方法において、 前記検査体を内包し得る矩形の穴部を有する位置規制板
を、前記作業面と平行であって当該作業面との間の隙間
が前記検査体の厚みより少なくなる所定の面内に配置
し、 前記穴部の内側であって前記作業面上に前記検査体を載
置した後、前記位置規制板を前記所定の面内で移動させ
当該位置規制板の有する前記穴部の内周縁で前記検査体
を押し動かしてその位置決めを行うとともに、この際、
検査体が目標位置を行き過ぎるまで前記穴部の内周縁の
一辺で検査体を一旦、押し動かした後、前記内周縁のう
ち前記一辺と対向する一辺で検査体を逆方向に押し動か
して検査体を目標位置に移動させることを特徴とする検
査体位置決め方法。
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JP15901298A JP3328190B2 (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 検査体位置決め装置および検査体位置決め方法 |
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