JP3567935B2

JP3567935B2 - 部材の受け渡し装置

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Publication number: JP3567935B2
Application number: JP2003207154A
Authority: JP
Inventors: 広明藤森
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: JP2004053610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は部材の受け渡し装置に係り、特に、ＩＣデバイスの電気的特性検査を行う際の電子部品の受け渡しに好適な装置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、集積回路（ＩＣ）の特性検査工程においては、多数のＩＣデバイスを順次に検査位置に配置して検査を行うためのＩＣハンドラが用いられている。このＩＣハンドラには、ＩＣデバイスを吸着保持するためのコンタクトハンドが備えられている。このコンタクトハンドは、給材位置からＩＣデバイスを搬送して、検査位置に設置された検査用ソケットにＩＣデバイスを供給し、ＩＣデバイスの電気的な特性検査が完了すると、ＩＣデバイスを検査用ソケットから取り出し、排材位置まで搬送するという動作を繰り返し行うようになっている。
【０００３】
ＩＣハンドラを用いた特性検査工程においては、多数のＩＣデバイスを短時間に検査することが要求される。ここで、検査の終了したＩＣデバイスを検査用ソケットから取り出してから、次に測定するＩＣデバイスを検査用ソケットに装着し、このＩＣデバイスの外部端子を検査用ソケットに対して安定したコンタクト状態にするまでの時間を「インデックスタイム」という。上記工程では、このインデックスタイムを短縮することが最も重要な事項であり、ＩＣハンドラの性能は、インデックスタイムの長短によって評価される。
【０００４】
インデックスタイムを短縮するための最も有効な方法の一つは、一つの検査位置に対してアクセスするコンタクトハンドを複数組、通常は２組設けることである。コンタクトハンドが２組存在することによって、一方のコンタクトハンドによって検査の終了したＩＣデバイスを検査用ソケットから取り出し、すぐに、他方のコンタクトハンドによって未検査のＩＣデバイスを検査用ソケットに装着することが可能となるため、ＩＣハンドラのインデックスタイムを短縮することができる。
【０００５】
図９には、上述のようにしてインデックスタイムを短縮したＩＣハンドラの概略構造を示す。このＩＣハンドラにおいては、検査位置に配置された２つの検査用ソケット１１，１１に対して、その片側に配置されたシャトル３５上に固定され、２つのＩＣデバイスを受け取るための除材ステージ３３と、２つのＩＣデバイスを供給するための給材ステージ３４とが用意されている。シャトル３５は、その延長方向に往復移動するように構成され、除材ステージ３３と給材ステージ３４とを交互に所定の給排位置（ＩＣデバイスの受け渡し位置）に配置するようになっている。
【０００６】
検査用ソケット１１とシャトル３５との間には、旋回軸Ｏの周りに相互に１８０度の間隔で設けられた２本の旋回アーム３１，３１が設けられている。この２本の旋回アーム３１は、垂直軸Ｏを中心に水平面内において一体に旋回するように構成されている。旋回アーム３１の先端部には移載機構３２がそれぞれ固定され、この移載機構３２の下端部にコンタクトハンド５が昇降可能に取り付けられている。コンタクトハンド５は、供給ステージ３４に配置された２つのＩＣデバイスを同時に把持することができるとともに、把持した状態で検査用ソケットにＩＣデバイスを装着することができるように構成されている。旋回アーム３１の先端に配置された一方の移載機構３２が検査位置の直上に位置する場合には、他方の移載機構３２はシャトル３５の給排位置の直上に位置するように構成されている。２つの移載機構３２は交互にＩＣデバイスを供給ステージ３４から検査用ソケット１１へ、逆に、検査用ソケット１１から除材ステージ３３へと移載するようになっている。
【０００７】
図９の状態においては、検査用ソケット１１の直上にあるコンタクトハンド５に図示しないＩＣデバイスが吸着保持され、このコンタクトハンド５を下降させることによって検査用ソケット１１にＩＣデバイスが装着される。一方、シャトル３５の上方にあるコンタクトハンド５には、既に検査の終了したＩＣデバイスが保持されており、このＩＣデバイスは、コンタクトハンド５を下降させることによりシャトル３５上の給排位置に配置された除材ステージ３３に格納される。
【０００８】
次に、シャトル３５を移動させ、給排位置に給材ステージ３４を配置させた後、コンタクトハンド５が下降して給材ステージ３４から未検査のＩＣデバイスを取り出し、再び上昇する。検査ソケット１１に装着されたＩＣデバイスの特性検査が終了すると、検査の終了したＩＣデバイスを把持しているコンタクトハンド５は上昇する。
【０００９】
この状態で、２本の旋回アーム３１は１８０度旋回し、未検査のＩＣデバイスを把持しているコンタクトハンド５が検査用ソケット１１の上方に、検査の終了したＩＣデバイスを把持しているコンタクトハンド５がシャトル３５上の給排位置の上方にそれぞれ移動される。このとき、シャトル３５上の給排位置には空の除材ステージ３３が配置されている。
【００１０】
このＩＣハンドラにおいては、旋回アーム３１を１８０度ずつ旋回させながら２つのコンタクトハンド５によって交互にＩＣデバイスの供給及び排出を行っているため、インデックスタイムは、一方のコンタクトハンド５による検査用ソケット１１からのＩＣデバイスの取り出し時間、旋回アーム３１の旋回時間及び他方のコンタクトハンド５によるＩＣデバイスの装着時間を合計した時間となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のＩＣハンドラにおいては、旋回アーム３１を旋回することによってＩＣデバイスを給排位置から検査位置まで搬送しているため、ＩＣデバイスの搬送軌跡が円弧状になり、直線的に移動する場合に較べてπ／２倍の搬送距離となる。したがって、ＩＣデバイスを直線的に移動させる場合に較べて、インデックスタイムを同等にしようとすると、ＩＣデバイスの搬送時に必要な搬送速度及び加速度は共に大きくなり、より大きな動力を持つ駆動源及びより剛性の高い搬送機構が必要になるという問題点がある。特に、駆動シリンダやモータなどの重量の大きい構造部を備えた移載機構３２及びコンタクトハンド５をより迅速に旋回させるには、加減速を大きくする必要があるために大きな駆動力が要求されることから、搬送位置の精度や構造的な精度を保持しつつ迅速化を図ることは非常に困難である。
【００１２】
また、インデックスタイムをさらに短縮する方法としては、図１０に示すように、旋回アームの数を増やしたものが考えられる。図１０の構造においては、旋回軸の周りに３本の旋回アーム３６が設けられ、旋回アーム３６相互間の角度が１２０度になっているために、ＩＣデバイスの移動距離を低減することが可能となり、インデックスタイムを短縮することができるものと思われる。しかしながら、この場合には３本の旋回アーム３６の先端にそれぞれ移載装置３２及びコンタクトハンド５を設ける必要があることから、装置の構成要素の数が多くなるとともに可動部の重量が増大し、駆動力も大きくする必要があることから、個々の可動部の動作速度の向上に困難が伴うとともに、ＩＣハンドラの製造コストが増大するという問題点がある。
【００１３】
さらに、図１０に示すようなＩＣハンドラにおいて、それぞれのコンタクトハンド５が把持することのできるＩＣデバイスの数及び検査用ソケット１１が一度に測定することのできるＩＣデバイスの数を共に増加させることにより、インデックスタイムを短縮しなくても検査処理能力を向上させる方法も考えられる。しかしながら、この方法においては、その数に応じてコンタクトハンド５及び検査用ソケット１１の製造コストが増大し、また、コンタクトハンド５の旋回方向の寸法が長くなることによるコンタクトハンド５同士の干渉を防止するために、旋回アーム３６を長くして旋回半径を増大させる必要が生じ、その結果、ＩＣデバイスの移動距離が増加し、却ってインデックスタイムが増大してしまう場合も考えられる。
【００１４】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、受け渡し装置の構成要素の数を増加させなくても、インデックスタイムを短縮することができ、処理能力を増大させることができるとともに、製造コストの上昇を抑制することのできる新規の部材の受け渡し装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、部材に所定の処理を施すように構成された処理部と、
前記処理部の両側に配置され、前記処理部の横に前記部材を搬入、または、前記処理部の横から前記部材を搬出するための除給材手段を有し、
前記除給材手段は前記部材を搬入するため前記部材を保持する給材ステージと、前記部材を搬出するため前記部材を保持する除材ステージを有し、
それぞれの前記除給材手段に対応したコンタクトハンドを有する部材の受け渡し装置であって、
前記コンタクトハンドをＸ方向に移動させるＸ駆動部を有し、
各々の前記コンタクトハンドをＺ方向に移動させるため、前記Ｘ駆動部に設けられたＺ軸方向に移動可能な複数の可動部を有し、
前記可動部をＺ方向に移動させるための動力伝達手段は、それぞれの前記除給材手段に対応して設けられ、前記可動部及び前記Ｘ駆動部とは異なる支持体に支持されるとともに、それぞれの動力伝達手段は、対応する前記コンタクトハンドと、他方の前記コンタクトハンドが前記処理部に対応するときには、該他方の前記コンタクトハンドにもＺ方向の動力を伝達することを特徴とする
【００１６】
また、前記コンタクトハンドは、前記部材を保持する複数の吸着ヘッドを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、前記動力伝達手段はサーボモータを動力源とし、Ｚ方向に移動可能なＸ軸方向の摺動部材を介して、前記可動部をＺ方向に移動させることを特徴とする。
【００１８】
また、前記コンタクトハンドは調芯機構に取り付けられたことを特徴とする。
【００１９】
また、前記部材が集積回路デバイス、前記処理が検査であることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。図１乃至図４は、本発明に係る部材の受け渡し装置の実施形態の主要機構を示すものである。ここで、図１から図４に進むに従って、実施形態の一連の動作工程が順次示されるようになっている。
【００２８】
この実施形態においては、フレーム１０に固定されたサーボモータ１は、図示左右方向（以下、「Ｘ方向」という。）に伸びるボールネジ２を回転駆動するように構成されている。フレーム１０にはＸ方向に伸びる２本の案内レール１０ａが固定されており、この案内レール１０ａにＸ駆動部１２がＸ方向に移動自在に案内されるように取り付けられている。Ｘ駆動部１２はボールネジ２に係合して、ボールネジ２の回転によってＸ方向に移動するようになっている。
【００２９】
Ｘ駆動部１２には、図示垂直方向（以下、「Ｚ方向」という。）に移動自在に左右一対の可動部７，７が取り付けられている。これらの可動部７には、それぞれ２つの保持部であるコンタクトハンド５，５が各々調芯機構８を介して取り付けられている。このコンタクトハンド５には、後述するＩＣデバイスを吸着保持するための吸着機構及び後述する検査用ソケットにＩＣデバイスの外部端子を押し付けるための構造が設けられている。調芯機構８は、検査用ソケットや給材ステージ及び除材ステージにコンタクトハンド５の姿勢を合致させるための公知の機構である。
【００３０】
上記可動部７に対しては、Ｘ方向に摺動自在にＺ駆動部６が取り付けられている。このＺ駆動部６はボールネジ４に係合し、このボールネジ４は、フレーム１０に固定されたサーボモータ３に接続されている。サーボモータ３によってボールネジ４が回転すると、Ｚ駆動部６は図示上下に移動し、可動部７を昇降させるようになっている。
【００３１】
以下の説明においては、図示左側にある可動部７、Ｚ駆動部６、ボールネジ４及びサーボモータ３からなる機構をＺ１軸（駆動系）、図示右側にある可動部７、Ｚ駆動部６、ボールネジ４及びサーボモータ３からなる機構をＺ２軸（駆動系）と呼ぶ。また、Ｘ駆動部１２、ボールネジ２及びサーボモータ１からなる機構をＸ軸駆動系と呼ぶ。
【００３２】
上述の各機構の下方には、中央部に処理部として２つの検査用ソケット１１が配置されている。この検査用ソケット１１は、ＩＣデバイスの外部端子に対応した検査パッドを備えており、検査用ソケット１１の検査パッドにＩＣデバイスの外部端子が接触すると、ＩＣデバイスの電気的特性を検査することができるように構成されている。
【００３３】
一方、検査用ソケット１１の図示左右（Ｘ方向）の両側には、それぞれシャトル２１，２２が配置され、それぞれ図示前後方向に往復移動できるように構成されている。検査用ソケット１１は、シャトル２１とシャトル２２のちょうど中間位置に配置されている。シャトル２１，２２上には、それぞれ、給材ステージ２３及び除材ステージ２４が固定されている。給材ステージ２３及び除材ステージ２４のいずれにおいても、可動部７に取り付けられた２つのコンタクトハンド５に対応した２つのＩＣデバイスを収容できるようになっている。給材ステージ２３は、未検査のＩＣデバイスを２つ収容し、コンタクトハンド５に２つのＩＣデバイスを供給するためのものであり、除材ステージ２４は、コンタクトハンド５から検査済みのＩＣデバイスを受け取り、排出するためのものである。
【００３４】
上記のＺ１軸は、シャトル２１と検査用ソケット１１との間でＩＣデバイスを移載するようになっており、Ｚ２軸は、シャトル２２と検査用ソケット１１との間でＩＣデバイスを移載するように構成されている。Ｘ方向にＸ駆動部１２が移動し、たとえば、Ｚ１軸がシャトル２１から検査用ソケット１１へと移動すると、Ｚ２軸は検査用ソケット１１からシャトル２２へと移動する。なお、図示は省略しているが、シャトル２１，２２の前後には、ＩＣデバイスを給材ステージ２３へ供給するためのロードロボット及びＩＣデバイスを除材ステージ２４から取り出すためのアンロードロボットが配置されている。
【００３５】
上記検査装置においては、以下のような動作が行われるようになっている。まず、図１に示すように、Ｚ１軸のコンタクトハンド５が２つのＩＣデバイスを検査用ソケット１１に押し付けて検査を行う。このとき、Ｚ２軸のコンタクトハンド５はシャトル２２上に予め設定された給排位置の上方において、給材ステージ２３から取り出した２つの未検査のＩＣデバイスを保持した状態で待機している。一方、シャトル２１上の給排位置には、既に空の除材ステージ２４が待機している。
【００３６】
次に、検査ソケット１１におけるＩＣデバイスの検査が終了すると、Ｚ１軸のサーボモータ３が稼動し、ボールネジ４の回転によりＺ駆動部６が上昇し、Ｚ１軸のコンタクトハンド５が検査用ソケット１１から検査済みのＩＣデバイスを引き上げる。次に、サーボモータ１が稼動し、ボールネジ２の回転によってＸ駆動部１２は左側に移動を始める。Ｘ駆動部１２が移動すると、Ｚ１軸及びＺ２軸の双方のコンタクトハンド５は共に図示左側へと移動し、やがて、Ｚ１軸のコンタクトハンド５はシャトル２１の給排位置の上方に到達し、また、Ｚ２軸のコンタクトハンド５は検査用ソケット１１の上方に到達する。
【００３７】
ここで、Ｚ２軸のサーボモータ３が稼動し、ボールネジ４の回転によりＺ駆動部６が下降して、図２に示すように、Ｚ２軸のコンタクトハンド５は未検査のＩＣデバイスを検査用ソケットに押し付ける。一方、Ｚ１軸のコンタクトハンド５も下降し、除材ステージ２４に検査済みのＩＣデバイスを収容する。
【００３８】
図３に示すように、Ｚ２軸のコンタクトハンド５によって検査用ソケット１１に押し付けられたＩＣデバイスの検査が行われている間に、シャトル２１は後方に移動して、除材ステージ２４を後方へ移動させ、その代わりに、給材ステージ２３を給排位置に配置する。一方、シャトル２２は前方に移動して、除材ステージ２４を給排位置に配置する。
【００３９】
次に、ＩＣデバイスの検査が終了すると、Ｚ２軸のコンタクトハンド５は上昇して、図４に示すように、シャトル２２上の給排位置の上方にまで移動し、一方、Ｚ１軸のコンタクトハンド５は検査用ソケット１１に未検査のＩＣデバイスを押し付け、コンタクトを行う。Ｚ２軸のコンタクトハンド５は下降してＩＣデバイスを除材ステージ２４に収容する。
【００４０】
本装置は、上記のような図１から図４までに示す動作を繰り返し行い、Ｚ１軸とＺ２軸とが交互に検査用ソケット１１にＩＣデバイスを供給するように動作する。図５には、上述の動作をロードロボット及びアンロードロボットの動作をも含めて示すダイヤグラムである。各所におけるＩＣデバイスの受け取り動作を凸状部で示し、各所におけるＩＣデバイスの譲り渡し動作を凹状部で示している。シャトル２１において、給材ステージ２３と除材ステージ２４の位置を表す２本の線が示されているが、下側にある線が給排位置にあるものを示すようになっている。同様に、シャトル２２において、給材ステージ２３と除材ステージ２４の位置を表す２本の線が示されているが、上側にある線が給排位置にあるものを示すようになっている。さらに、インデックスユニットとして、上側の実線はＺ１軸の動作を、下側の実線はＺ２軸の動作を示している。図中の検査期間は、検査ユニット１１においてＩＣデバイスの検査が行われている期間を示している。
【００４１】
ロードロボットは、シャトル２１の給材ステージ２３に２つの未検査のＩＣデバイスを一度に譲り渡した後、ＩＣデバイスの配列された給材トレイ等から２つの新たなＩＣデバイスを順次受け取り、シャトル２２の給材ステージ２３に２つのＩＣデバイスを一度に譲り渡し、再び給材トレイ等から２つのＩＣデバイスを順次受け取るといった動作を繰り返し行う。
【００４２】
シャトル２１では、給材ステージ２３がロードロボットから２つの未検査のＩＣデバイスを受け取り、その後、除材ステージ２４がＺ１軸のコンタクトハンド５から検査済みのＩＣデバイスを受け取り、その後、給材ステージ２３を給排位置に移動させてから、給材ステージ２３に収容されたＩＣデバイスはＺ１軸のコンタクトハンド５に譲り渡される。これと同時に、除材ステージ２４に収容された検査済みのＩＣデバイスは、アンロードロボットによって取り出される。
【００４３】
インデックスユニットに示されるものはＺ１軸及びＺ２軸のコンタクトハンド５の位置及び動作である。上述と同様に、Ｚ１軸のコンタクトハンド５は、検査用ソケット１１に対してＩＣデバイスを押し付け固定して検査を行い、検査が終了するとシャトル２１に向けて移動する。このとき、Ｚ２軸のコンタクトハンド５は、シャトル２２の除材ステージ２４に検査済みのＩＣデバイスを譲り渡し、次に、給材ステージ２３から新たなＩＣデバイスを受け取って、検査位置に向けて移動する。その後、シャトル２１の除材ステージ２４に対して検査済みのＩＣデバイスを譲り渡す。一方、Ｚ１軸のコンタクトハンド５は、シャトル２１の除材ステージ２４に検査済みのＩＣデバイスを譲り渡し、Ｚ２軸のコンタクトハンド５はＩＣデバイスを検査用ソケットに押し付けて検査を行う。
【００４４】
シャトル２２は、上記シャトルＡとまったく同様の動作を繰り返す。また、アンロードロボットは、検査済みのＩＣデバイスをシャトル２１及びシャトル２２の除材ステージ２４から２つずつ受け取った後、図示しない検査済みトレイの所定の位置に順次収容していく。
【００４５】
図６は、Ｚ１軸のコンタクトハンドとＺ２軸のコンタクトハンドの動作を示すものである。Ｚ１軸のコンタクトハンド５は、シャトル２１と検査用ソケット１１との間を往復移動し、Ｚ２軸のコンタクトハンド５は、シャトル２２と検査用ソケット１１との間を往復移動する。図６においては、Ｚ１軸のコンタクトハンド５が検査用ソケット１１からシャトル２１上の除材ステージ２４まで検査済みのＩＣデバイスを搬送（除材動作）し、Ｚ２軸のコンタクトハンド５がシャトル２２上の給材ステージ２３から未検査のＩＣデバイスを搬送（給材動作）する場合について示してある。Ｚ１軸の給材動作及びＺ２軸の除材動作は、それぞれＺ２軸の給材動作及びＺ１軸の除材動作と対称に動作する。
【００４６】
まず、最も基本的な動作態様について説明する。この態様においては、Ｚ１軸のコンタクトハンド５が検査用ソケット１１にて検査中のＩＣデバイスを押圧しているとき、インデックスタイムを短縮するために、Ｚ２軸のコンタクトハンド５は、シャトル２２上の給材ステージ２３から未検査のＩＣデバイスを取り出した後、Ｚ駆動部６を上昇させて、コンタクトハンド５を給材ステージ２３から所定の高さにある待機点Ｐにて待機させる。
【００４７】
次に、検査用ソケット１１にて検査が終了すると、Ｚ１軸のコンタクトハンド５は、上昇して取出点Ｓを通過して、図示一点鎖線に示すように、検査用ソケット１１の上方にある中央点Ｑに到達する。次に、Ｘ駆動部１２を左側に移動させることにより、Ｚ１軸のコンタクトハンド及びＺ２軸のコンタクトハンドを共に図示一点鎖線に沿って水平に左方向へ移動させる。そして、Ｚ１軸のコンタクトハンド５は待機点Ｒに到達し、Ｚ２軸のコンタクトハンド５は中央点Ｑに到達する。その後、Ｚ２軸のコンタクトハンド５は、Ｚ駆動部６とともに中央点Ｑから垂直に降下して、検査用ソケット１１に押し付けられる。以上のように、この基本的な動作態様では、Ｚ１軸のコンタクトハンドが検査用ソケット１１から中央点Ｑに到達し、さらに、Ｚ２軸のコンタクトハンドが待機点Ｐから中央点Ｑを経て検査用ソケット１１に到達するまでの時間がインデックスタイムとなる。
【００４８】
しかしながら、このような動作態様では、図示一点鎖線に示すように、コンタクトハンドの動作経路に無駄があり、インデックスタイムはまだ充分に低減されていない。そこで、検査用ソケット１１から中央点Ｑまでの昇降時間を節約するために、検査用ソケット１１の上方に取出点Ｓを設け、Ｚ１軸のコンタクトハンドを取出点Ｓに到達した時点からＸ駆動部１２を移動させて待機点Ｒまで移動させ、Ｚ２軸のコンタクトハンドを待機点Ｐからこの取出点Ｓまで移動させるように、Ｘ駆動部１２とＺ駆動部６との動作期間を修正した。概略経路を図示点線で示した。
【００４９】
この場合、取出点Ｓは、コンタクトハンド５が水平方向に移動しても検査用ソケット１１周辺の機構部と干渉しない範囲でなるべく低く設定される。取出点Ｓが低ければ低いほど、インデックスタイムが短縮可能であるからである。
【００５０】
Ｚ１軸のコンタクトハンドをＺ駆動部６とともに検査用ソケット１１から上昇させ、取出点Ｓに到達すると、Ｘ駆動部１２の左方向への移動を開始し、Ｚ駆動部６の上昇とＸ駆動部１２の左移動とを並行して行うことによって、図６のＵ１に示す経路に従って待機点Ｒに向かって移動する。一方、Ｚ２軸のコンタクトハンドは、Ｘ駆動部１２の移動の開始とほぼ同時にＺ駆動部６の下降を開始し、図６のＵ２に示す経路に従って取出点Ｓに向かって移動する。
【００５１】
Ｚ１軸のコンタクトハンドが待機点Ｒに到達すると、Ｚ２軸のコンタクトハンドは取出点Ｓに到達し、その後、Ｚ２軸のＺ駆動部６が降下して、ＩＣデバイスを検査用ソケット１１にセットする。この場合のインデックスタイムは、Ｚ１軸のコンタクトハンドが検査位置から取出点Ｓに移動した後に、Ｚ２軸のコンタクトハンドが待機点Ｐから取出点Ｓに到達し、さらに、取出点Ｓから検査用ソケット１１に到達するまでの時間である。
【００５２】
ここで、待機点Ｐから取出点Ｓまでの移動時間は、移動距離の長いＸ駆動部１２の移動時間によって決定されるため、待機点Ｐから中央点Ｑまでの移動時間とほぼ同様である。これに対して、Ｚ１軸のコンタクトハンドが検査位置から中央点Ｑまで移動する時間は、検査位置から取出点Ｓまでにかかる時間よりも長く、また、Ｚ２軸のコンタクトハンドが中央点Ｑから検査位置まで移動する時間は、取出点Ｓから検査位置まで移動する時間に比べて長い。したがって、取出点Ｓを経由して移動するこのような動作態様により、インデックスタイムを短縮することができる。
【００５３】
Ｘ駆動部１２の移動距離とＺ駆動部６の移動距離との差が少ない場合、若しくは、Ｚ駆動部６の移動距離の方がＸ駆動部１２の移動距離よりも長い場合には、待機点Ｐ，Ｒの高さもシャトル２２周辺の機構に干渉されない範囲内でなるべく低くすることがインデックスタイムを短縮する上で好ましい。この場合、待機点Ｐの高さが低く、Ｘ駆動部１２の移動によってコンタクトハンドの移動軌跡がシャトル２２周辺の機構に干渉されるような場合には、Ｘ駆動部１２の移動開始時点よりＺ駆動部６の移動開始時点をある程度遅らせ、待機点Ｐから水平に移動した修正点ＴからＺ方向の降下を開始することも可能である。
【００５４】
図６に実線で示すコンタクトハンドの移動軌跡を実現するために、図７に示すように、Ｚ１軸の上昇動作を開始してからＺ１軸のコンタクトハンドが取出点Ｓに到達した時点まで待って、Ｘ駆動部１２の左方向への移動動作及びＺ２軸の降下動作をほぼ同時に開始し、Ｚ１軸の上昇動作とＸ駆動部の移動動作をほぼ同時に停止した後、Ｚ２軸をコンタクトハンドに保持されたＩＣデバイスが検査用ソケット１１に押し付けられるまで降下させるという動作態様を採用した。このように、Ｘ方向の動作期間とＺ方向の動作期間とを相互に重なるように設定することによって、Ｘ方向及びＺ方向それぞれの駆動系の加速度や最高速度を変えることなく、インデックスタイムの短縮を図ることができた。本実施形態では、図６の一点鎖線で示す動作態様に比べて、約３０％以上のインデックスタイムの短縮を実現することができた。
【００５５】
図８は、本実施形態におけるコンタクトハンド５の主要部分の構造を一部を断面として示すものである。コンタクトハンド５は、調芯機構８に対して角度自在かつ中心位置を所定範囲で調節可能に取り付けられている。図８（ａ）に示すように、コンタクトハンド５の下端側には、位置決め板５０が水平に設置されている。この位置決め板５０の上面に、調芯機構８に取り付けられた本体部５１が設けられている。位置決め板５０の周縁部には、複数個のガイド孔５０ａが形成されている。このガイド孔５０ａは、コンタクトハンド５が検査用ソケット１１、給材ステージ２３及び除材ステージ２４に接近した場合、これらの検査用ソケット１１、給材ステージ２３及び除材ステージ２４の上面部に設けられたガイドピン６０に嵌合することによって、コンタクトハンド５が正確に位置決めされるようになっている。
【００５６】
位置決め板５０の下面上には、ＩＣデバイス６１の外部端子６１ａを検査用ソケット１１の図示しない検査用パッドに押し付けるための押圧面５２ａを備えた合成樹脂製の押圧部材５２が下方に突出した状態に設けられている。また、この押圧部材５２の内側にはＩＣデバイス６１の姿勢を保持する保持枠５３が配置される。コンタクトハンド５の内部には中央貫通孔が形成され、ここに、ガイドブロック５４が昇降自在に嵌合し、このガイドブロック５４に合成ゴム製の吸着ヘッド５５が取り付けられている。
【００５７】
ガイドブロック５４の上部には、コイルスプリング等からなる弾性部材５６が収容され、ガイドブロック５４を下方に付勢している。コンタクトハンド５に形成された中央貫通孔は図示しない排気装置に接続されており、ＩＣデバイス６１は吸着ヘッド５５によって吸着保持されるようになっている。
【００５８】
ＩＣデバイス６１が吸着保持される前であって、特に外部から負荷が加わっていない場合には、弾性部材５６によって吸着ヘッド５５及びＩＣデバイス６１は下方に押し下げられており、図８（ａ）に示す状態となっている。
【００５９】
一方、ＩＣデバイス６１が吸着ヘッド５５に吸着保持されると、コンタクトハンド５の中央貫通孔内が負圧になることによって、図８（ｂ）に示すように、ＩＣデバイス６１のパッケージ部は保持枠５３に当接して位置決めされ、また、ＩＣデバイス６１の外部端子６１ａは押圧部材５２の押圧面５２ａに当接する。
【００６０】
この図８（ｂ）に示す状態で、ＩＣデバイス６１は正確な姿勢で受け渡しが行われ、また、正確かつ確実に、ＩＣデバイス６１の外部端子６１ａが検査用ソケット１１に押し付けられる。
【００６１】
本実施形態によれば、検査用ソケット１１の左右両側にシャトル２１，２２を配置し、シャトル２１，２２の給材ステージ２３から未検査のＩＣデバイスを検査用ソケット１１に向けて搬送するとともに除材ステージ２４に検査済みのＩＣデバイスを回収するように構成したことにより、左右のコンタクトハンドによって交互に検査位置にＩＣデバイスを供給することができ、直線的で自由な移載経路をとることができることから、製造コストの増加を招くことなく、比較的容易にインデックスタイムを短縮することができる。
【００６２】
本実施形態では特に、２つのコンタクトハンドをＸ方向へ移動させるのに一つのＸ駆動部によって駆動しているため、単一の駆動源や駆動機構を備えた単一の駆動系によって足りることとなり、装置構成が簡略化され、製造コストを低減することができる。
【００６３】
本実施形態では、Ｘ駆動部１２によって支持されるのは可動部７、調芯機構８及びコンタクトハンド５のみであり、サーボモータ３、ボールネジ４及びＺ駆動部６からなるＺ軸駆動系はフレーム１０に支持されているため、Ｘ軸駆動系の重量負担を軽減することができることから、Ｘ軸駆動系の加減速性能を高めることができるとともに、駆動系の駆動精度も高めることができる。このため、同様の駆動能力であっても高速化してインデックスタイムをさらに向上させることができる。
【００６４】
上記実施形態では、ＩＣデバイスの電気的な検査装置として構成したが、本発明は、検査装置に限らず、種々の加工装置や組み立て装置において各種部材を受け渡しする場合にも同様に適用できるものである。
【００６５】
また、上記実施形態では、単一のＸ軸駆動系により２つのコンタクトハンドを動作させているが、コンタクトハンド毎に別々に制御された駆動系を設けてもよい。この場合には、インデックスタイムをさらに短縮させるために、２つのコンタクトハンドの左右の動きを異なる速度、異なるタイミングで動作させることも可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば以下の効果を奏する。
【００６７】
請求項１によれば、処理部の両側に第１受渡部及び第２受渡部を配置し、第１保持部及び第２保持部によって両側から交互に部材を供給、排出するように構成したので、部材の搬送経路も自由になり、搬送経路の短路化によってインデックスタイムの短縮を図ることができる。
【００６８】
請求項２によれば、主駆動手段によって処理部と第１受渡部及び第２受渡部との間を第１方向に直線的に移動させ、第１保持部及び第２保持部を処理部並びに第１受渡部及び第２受渡部に対して直線的に接離させるように構成したので、主駆動手段並びに第１補助駆動手段及び第２補助駆動手段を簡易に構成することができ、装置の製造コストを低減することができる。
【００６９】
請求項３によれば、第１補助駆動手段及び第２補助駆動手段は、第１駆動源及び第２駆動源により第１連結部材及び第２連結部材を移動させて第１保持部及び第２保持部を動作させるようにしているが、第１連結部材及び第２連結部材が第１方向に移動自在に構成されていることにより、第１補助駆動手段及び第２補助駆動手段が主駆動手段による動作を妨げることがなく、主駆動手段の駆動負荷を軽減することができるため、第１保持部及び第２保持部の駆動速度を高めることが容易になり、駆動精度も維持し易くなる。
【００７０】
請求項４によれば、主駆動手段による移動期間と第１補助駆動手段及び第２補助駆動手段による移動期間とが重なるように構成されていることによって、第１保持部及び第２保持部の移動経路を最適化することが可能になり、移動経路の設定を変えることによってインデックスタイムの更なる短縮を図ることが可能となる。
【００７１】
請求項５によれば、単一の駆動系によって第１保持部及び第２保持部を同一方向及び同一速度で動作させるように構成することによって、駆動系の構成を簡略化することができ、装置の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部材の受け渡し装置の実施形態の主要構造の第１の動作状態を示す概略斜視図である。
【図２】同実施形態の第２の動作状態を示す概略斜視図である。
【図３】同実施形態の第３の動作状態を示す概略斜視図である。
【図４】同実施形態の第４の動作状態を示す概略斜視図である。
【図５】同実施形態の各部の動作態様を示すダイヤグラムである。
【図６】同実施形態の一対のコンタクトハンドの移動態様を示す説明図である。
【図７】同実施形態のＸ駆動系、Ｚ１軸及びＺ２軸の動作状態を示すグラフ図である。
【図８】同実施形態におけるコンタクトハンドの構造を示す拡大一部断面図である。
【図９】従来のＩＣハンドラの構造を示す概略斜視図である。
【図１０】従来のＩＣハンドラを改良した場合の構成を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１，３サーボモータ
２，４ボールネジ
５コンタクトハンド（第１保持部、第２保持部）
６Ｚ駆動部
７可動部
１０フレーム
１０ａ案内レール
１１検査用ソケット（処理部）
１２Ｘ駆動部
２１，２２シャトル
２３給材ステージ
２４除材ステージ
給排位置（第１受渡部、第２受渡部）

Claims

部材に所定の処理を施すように構成された処理部と、
前記処理部の両側に配置され、前記処理部の横に前記部材を搬入、または、前記処理部の横から前記部材を搬出するための除給材手段を有し、
前記除給材手段は前記部材を搬入するため前記部材を保持する給材ステージと、前記部材を搬出するため前記部材を保持する除材ステージを有し、
それぞれの前記除給材手段に対応したコンタクトハンドを有する部材の受け渡し装置であって、
前記コンタクトハンドをＸ方向に移動させるＸ駆動部を有し、
各々の前記コンタクトハンドをＺ方向に移動させるため、前記Ｘ駆動部に設けられたＺ軸方向に移動可能な複数の可動部を有し、
前記可動部をＺ方向に移動させるための動力伝達手段は、それぞれの前記除給材手段に対応して設けられ、前記可動部及び前記Ｘ駆動部とは異なる支持体に支持されるとともに、それぞれの動力伝達手段は、対応する前記コンタクトハンドと、他方の前記コンタクトハンドが前記処理部に対応するときには、該他方の前記コンタクトハンドにもＺ方向の動力を伝達することを特徴とする部材の受け渡し装置。
前記コンタクトハンドは、前記部材を保持する複数の吸着ヘッドを備えたことを特徴とする請求項１記載の部材の受け渡し装置。
前記動力伝達手段はサーボモータを動力源とし、Ｚ方向に移動可能なＸ軸方向の摺動部材を介して、前記可動部をＺ方向に移動させることを特徴とする請求項１記載の部材の受け渡し装置。
前記コンタクトハンドは調芯機構に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の部材の受け渡し装置。
請求項1ないし請求項４において、前記部材が集積回路デバイス、前記処理が検査であることを特徴とする部材の受け渡し装置。