JP4119137B2 - 部品試験装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップ等の電子部品を試験する部品試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置などの製造過程においては、最終的に製造されたＩＣチップ等の電子部品に対して各種試験を施す必要があるが、そのような試験を自動的に行う装置として、特開平１１−３３３７７５号公報に開示されているような装置が知られている。
【０００３】
この装置では、トレイに収納された試験前のＩＣチップを部品吸着用のノズル部材を有する第１搬送装置により吸着して第１バッファ装置に載せ、第１バッファ装置によりテストヘッド近傍まで搬送した後、部品吸着用のノズル部材を有する第２搬送装置により第１バッファ装置上のＩＣチップを吸着してテストヘッドに移載して試験を行う。この際、ＩＣチップの吸着状態がカメラを用いて確認される。そして、ＩＣチップの吸着位置がずれていれば、適当に補正してから試験を行う。
【０００４】
補正方法としては、例えばノズル部材のノズル中心が予め所定位置に設定されているカメラ中心と同軸となるところまでノズル部材を移動させてから、カメラによりＩＣチップを撮像し、その撮像信号に基づいてカメラ中心からのＩＣチップのずれ量を算出し、この算出値に応じたずれ補正を行うものであった。試験後は、第２搬送装置によりテストヘッドから第２バッファ装置にＩＣチップを移載してトレイ載置部まで搬送した後、第１搬送装置によって試験結果に応じた所定のトレイ上にＩＣチップを移し替える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、撮像時のノズル部材のノズル中心位置は、周囲温度や機械部品の発熱の影響（熱膨張）などに起因した搬送装置の移動量の誤差によってずれてくることがある。その場合、ノズル部材により保持されたＩＣチップの陰になるノズル中心をカメラで直接みることができないので、この保持されたＩＣチップの位置ずれの補正を精度良く行うことができず、さらに上記移動誤差分の補正もできなかった。そして、テストヘッドに移載されるＩＣチップの保持姿勢が所定の姿勢から大きく外れると、ＩＣチップとソケットとの電気的な接続が不可能となって試験に支障をきたすこととなる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、周囲温度や機械部品の発熱の影響などがあった場合でも、ノズル部材により保持されたＩＣチップ等の部品の位置ずれと搬送装置の移動誤差とに応じた補正を適正に行うことのできる部品試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、第１及び第２の試験部と、試験の対象となる部品を保持して所定の部品供給部から上記第１の試験部まで移動させる第１の部品移動手段と、この第１の部品移動手段の移動時にそれに伴って移動し、かつ、この第１の部品移動手段に対して相対移動可能であって、所定の部品供給部から上記第２の試験部まで部品を移動させる第２の部品移動手段と、この各部品移動手段の移動ルート上に配置され、部品移動手段によって保持されている部品を撮像可能な撮像手段と、制御手段とを備え、上記各部品移動手段には、それぞれ、部品が保持されるべき位置の近傍に基準部位が設定される一方、制御手段は、撮像手段により上記各部品移動手段に保持された部品と上記各部品移動手段に設定された基準部位とがそれぞれ撮像され、その撮像信号に基づいて部品の保持位置のずれと、部品移動手段の移動誤差とに応じた補正量を求め、この補正量により試験部までの移動量を補正するようにし、かつ、第１の部品移動手段による部品移動量を補正してからその補正結果を用いて第２の部品移動手段による部品移動量を補正するように制御することを特徴とするものである。
【０００８】
この構成によれば、部品移動手段の部品が保持されるべき位置の近傍に基準部位が設定される一方、撮像手段により部品と基準部位とがそれぞれ撮像され、部品移動手段によりこの撮像信号に基づいて上記補正が行われるように、制御手段による制御がなされるので、周囲温度や機械部品の発熱の影響などによって部品移動手段の移動誤差が生じた場合や、保持されている部品のずれが生じた場合でも、部品と、試験部に設けられたソケットとの電気的な接続が可能となって試験が適当に行われる。
【０００９】
さらに、第１及び第２の試験部を備えるとともに、部品移動手段として、上記第１の試験部まで部品を移動させる第１の部品移動手段と、第１の部品移動手段の移動時にそれに伴って移動し、かつ、この第１の部品移動手段に対して相対移動可能であって、上記第２の試験部まで部品を移動させる第２の部品移動手段とを備え、各部品移動手段にそれぞれ基準部位が設定され、制御手段は、第１の部品移動手段による部品移動量を補正してから、この補正結果を用いて第２の部品移動手段による部品移動量を補正するように制御しているため、複数の部品を同時に扱うことができるような構成においても、それぞれの部品についての正確な補正が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中には方向性を明確にするためにＸ軸、Ｙ軸を示している。
【００１１】
図１及び図２は、本発明に係る部品試験装置を概略的に示している。これらの図に示すように、部品試験装置１（以下、試験装置１と略す）は、部品の搬送及び試験中の部品保持（固定）という機械的な役割を担うハンドラ２と、このハンドラ２に組込まれる試験装置本体３とから構成されている。
【００１２】
試験装置本体３は、上面にテストヘッド４を備えた箱型の装置で、テストヘッド４に設けられたソケット（図示省略）に部品をセットして該部品の入力端子にテスト電流を供給しつつ部品の出力端子からの出力電流を受けることにより部品の品質を判断するように構成されている。
【００１３】
試験装置本体３は、前記ハンドラ２に対して脱着可能に構成されており、図示を省略するが、例えば試験装置本体３を専用の台車に載せた状態でハンドラ２の下側から所定の挿着位置に挿入し、テストヘッド４をハンドラ２の基台２ａに形成された開口部から後記テスト領域Ｔａに臨ませた状態で固定することによりハンドラ２に対して組付けられている。なお、テストヘッド４と試験装置本体３とは必ずしも一体である必要はなく、テストヘッド４のみをハンドラ２に組付け、その他の部分をハンドラ２から離間した位置に配置してテストヘッド４に対して電気ケーブル等で電気的に接続するようにしてもよい。
【００１４】
ハンドラ２は、同図に示すように、上部が側方に迫出した略箱型の装置で、トレイに収納された部品を取出して前記テストヘッド４に搬送し、さらに試験後の部品をその試験結果に応じて仕分けするように構成されている。以下、その構成について具体的に説明する。
【００１５】
ハンドラ２は、大きく分けて、トレイＴｒが収納されるトレイ収納領域Ｓａと、テストヘッド４等が配置されるテスト領域Ｔａの二つの領域に分けられている。
【００１６】
トレイ収納領域Ｓａには、Ｘ軸方向に複数のトレイ収納部が並設されており、当実施形態では、図２の左側から順に第１〜第５の５つのトレイ収納部１１〜１５が並設されている。そして、第２トレイ収納部１２及び第４トレイ収納部１４に試験前（未検査）の部品を載せたトレイＴｒが、第１トレイ収納部１１に空のトレイＴｒが、第３トレイ収納部１３に試験後の部品のうち合格品（Pass）を載せたトレイＴｒが、第５トレイ収納部１５に試験後の部品のうち不合格品（Fail）を載せたトレイＴｒが夫々収納されている。なお、各トレイＴｒは何れも共通の構造を有しており、図示を省略するが、例えばその表面には複数の部品収納凹部（収納スペース）が区画形成されており、ＩＣチップ等の部品が各部品収納凹部内に収納されるように構成されている。
【００１７】
各トレイ収納部１１〜１５は、夫々昇降可能なテーブル上に複数のトレイＴｒを積み重ねた状態で収納するように構成されており、最上位のトレイＴｒのみを基台２ａ上に臨ませた状態で配置し、それ以外のトレイＴｒを基台下のスペースに収納するように構成されている。なお、ハンドラ２の側壁には、各スペースに収納されたトレイＴｒを出し入れできるように扉１１ｂ〜１５ｂが設けられている。
【００１８】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに図１及び図２に示すようにＰ＆Ｐロボット（Pick & Place Robot）２０が設けられている。
【００１９】
Ｐ＆Ｐロボット２０は、移動可能なヘッド２３（搬送用ヘッド）を有しており、このヘッド２３によって第２又は第４トレイ収納部１２，１４のトレイＴｒから部品を取出して後述するシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに受け渡すとともに、試験後の部品をシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂから受け取って第３トレイ収納部１３又は第５トレイ収納部１５のトレイＴｒに移載するもので、さらに第１トレイ収納部１１とその他のトレイ収納部１２〜１５との間でトレイＴｒを搬送するトレイ搬送機能も有している。
【００２０】
詳しく説明すると、上記基台２ａ上にはＹ軸方向に延びる一対の固定レール２１が設けられ、これら固定レール２１にヘッド支持部材２２が移動可能に装着されている。また、図示を省略するが、サーボモータにより回転駆動されて前記固定レール２１と平行に延びるボールねじ軸が基台２ａ上に設けられ、このボールねじ軸が前記支持部材２２に設けられたナット部材（図示省略）に螺合装着されている。さらに、詳しく図示していないが、前記支持部材２２にＸ軸方向に延びる固定レールが設けられこの固定レールにヘッド２３が移動可能に装着されるとともに、サーボモータにより回転駆動されて前記固定レールと平行に延びるボールねじ軸が設けられ、このボールねじ軸がヘッド２３に設けられたナット部分に螺合装着されている。そして、上記各サーボモータによるボールねじ軸の回転駆動に応じて支持部材２２がＹ軸方向に、ヘッド２３がＸ軸方向に夫々移動することにより、ヘッド２３が前記トレイ収納部１１〜１５及びシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの後記部品受渡し位置Ｐ１を含む範囲で平面的に移動（Ｘ−Ｙ平面上を移動）し得るように構成されている。
【００２１】
ヘッド２３には、複数のノズル部材が搭載されており、当実施形態では部品用の一対のノズル部材２４ａ，２４ｂ（第１ノズル２４ａ，第２ノズル２４Ｂ）とトレイ用のノズル部材２５（トレイ用ノズル部材２５という）との合計３つのノズル部材が搭載されている。各ノズル部材２４ａ，２４ｂ及び２５は、図外の電磁バルブ等を介して負圧発生源に接続されており、後述する部品搬送時にはノズル部材２４ａ，２４ｂの先端に部品吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用により部品を吸着するように構成されている。同様に、空トレイＴｒの搬送時はノズル部材２５の先端にトレイ吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用によりトレイＴｒを吸着するように構成されている。
【００２２】
部品吸着用の各ノズル部材２４ａ，２４ｂは、ヘッド２３に対して昇降及び回転（ノズル軸回りの回転）が可能となっており、図示を省略するがサーボモータを駆動源とする駆動機構により夫々作動するように構成されている。そして、第２トレイ収納部１２等のトレイＴｒ上、あるいはシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの後記テーブル３２の上方にヘッド２３が配置された状態で、各ノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降動作に伴いトレイＴｒに対する部品の出し入れ等を行うように構成されている。なお、トレイＴｒへの部品の収納に際しては、このようなノズル昇降動作に加えて各ノズル部材２４ａ，２４ｂが回転することによりトレイＴｒに対して予め定められた方向で部品を収納し得るように構成されている。
【００２３】
トレイ用ノズル部材２５は、ヘッド２３に対して昇降動作のみが可能となっており、サーボモータを駆動源とする駆動機構により作動するように構成されている。そして、部品の取出しに伴い空になったトレイＴｒを吸着した状態で、ヘッド２３の移動に伴い第２及び第４トレイ収納部１２，１４から第１トレイ収納部１１にトレイＴｒを移送するとともに、必要に応じて第１トレイ収納部１１に収納されている空のトレイＴｒを吸着して第３又は第５のトレイ収納部１３，１５に移送するように構成されている。
【００２４】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ１の間にＣＣＤエリアセンサからなる部品認識カメラ３４が配設されている。このカメラ３４は、部品の吸着状態（吸着誤差（ずれ））を画像の認識に基づいて調べるべくＰ＆Ｐロボット２０の前記ヘッド２３に吸着されている部品を下側から撮像するもので、試験終了後の部品をトレイＴｒへの収納に先立って撮像するように構成されている。なお、該部品認識カメラ３４は、ヘッド２３の各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着されている２つの部品を同時に撮像し得るように構成されている。
【００２５】
一方、テスト領域Ｔａには、前記テストヘッド４、一対のシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂ（第１シャトルロボット３０Ａ，第２シャトルロボット３０Ｂ）及びテストロボット４０が配設されている。
【００２６】
テストヘッド４は、上述の通り基台２ａに形成された開口部からテスト領域Ｔａの略中央部分に露出した状態で配設されている。テストヘッド４の表面には、部品をセットするための複数のソケット（図示省略）が配設されており、当試験装置１においては２つのソケットがＸ軸方向に並んだ状態で設けられている。
【００２７】
各ソケットには、それぞれ部品（ＩＣチップ等）の各リードに対応する接触部（図示せず）が設けられており、各ソケットに部品を夫々位置決めすると、部品の各リードとこれに対応する接触部とが接触して該部品に対して導通試験や、入力電流に対する出力特性試験等の電気的試験が施されるように構成されている。
【００２８】
シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂは、トレイ収納領域Ｓａとテスト領域Ｔａとの間で部品を搬送しつつ前記Ｐ＆Ｐロボット２０およびテストロボット４０に対して部品の受渡しを行う装置で、図２に示すように夫々Ｙ軸方向に延びる固定レール３１と、サーボモータを駆動源とする駆動機構により駆動されて前記固定レール３１に沿って移動するテーブル３２とを有している。そして、第１トレイ収納部１１及び第５トレイ収納部１５の近傍に設定されたＰ＆Ｐロボット２０に対する部品受渡し位置Ｐ１と、テストヘッド４側方に設定されたテストロボット４０に対する部品受渡し位置Ｐ２との間で前記テーブル３２を固定レール３１に沿って往復移動させながら該テーブル３２により部品を搬送するように構成されている。
【００２９】
テーブル３２には、試験前の部品を載置するためのエリアと、試験後の部品を載置するエリアとが予め定められており、当実施形態では、図３に示すようにテーブル３２のうちトレイ収納領域Ｓａ側（同図では下側）が試験後の部品を載置する第１エリアａ１とされ、その反対側が試験前の部品を載置する第２エリアａ２と定められている。各エリアａ１，ａ２には、夫々一対の吸着パッド３３がＸ軸方向に所定間隔で、具体的にはＰ＆Ｐロボット２０の前記ヘッド２３のノズル部材２４ａ，２４ｂに対応する間隔で設けられおり、部品搬送時には、これらパッド３３上に部品が載置され吸着された状態で搬送されるように構成されている。
【００３０】
なお、各シャトルロボット３０Ａ，３０ＢとＰ＆Ｐロボット２０及びテストロボット４０との部品の受渡しは、例えば、以下のようにして行われる。
【００３１】
まず、Ｐ＆Ｐロボット２０から各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに試験前の部品を移載する際には、図４（ａ）に示すように部品受渡し位置Ｐ１の所定の位置にＰ＆Ｐロボット２０のノズル部材２４ａ，２４ｂ（ヘッド２３）が位置決めされ、ノズル部材２４ａ，２４ｂに第２エリアａ２が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（この位置を第２ポジションという）、この状態でノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降に伴いテーブル３２上に部品が移載される。一方、シャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）からＰ＆Ｐロボット２０に試験後の部品を移載する際には、図４（ｂ）に示すようにノズル部材２４ａ，２４ｂに第１エリアａ１が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（この位置を第１ポジションという）、この状態でテーブル３２上の部品がノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降に伴い吸着される。
【００３２】
また、テストロボット４０からシャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）に試験後の部品を移載する際には、図４（ｃ）に示すように部品受渡し位置Ｐ２の所定の位置にテストロボット４０の後記ノズル部材６０ａ，６０ｂ（ヘッド本体４３ａ，４３ｂ）が位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂに第１エリアａ１が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（第１ポジション）、この状態でノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴ってテーブル３２上に部品が載置される。一方、シャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）からテストロボット４０に試験前の部品を移載する際には、図４（ｄ）に示すようにノズル部材６０ａ，６０ｂに第２エリアａ２が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（第２ポジション）、この状態でノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴いテーブル３２上から部品が吸着されるようになっている。
【００３３】
テストロボット４０は、上述のように各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂによりトレイ収納領域Ｓａからテスト領域Ｔａに供給される部品をテストヘッド４に搬送（供給）して該試験の間テストヘッド４に対して部品を押圧した状態で保持（固定）し、試験後は、部品をそのままシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに受け渡す（排出する）装置である。
【００３４】
このテストロボット４０は、シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂを跨ぐように基台２ａ上に設けられた高架２ｂに沿って移動する部品移動手段としての一対の搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂ（第１搬送用ヘッド４２Ａ，第２搬送用ヘッド４２Ｂ）を有しており、これら搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに夫々搭載された一対のヘッド本体４３ａ，４３ｂ（第１の部品移動手段としての第１ヘッド本体４３ａ，第２の部品移動手段としての第２ヘッド本体４３ｂ）によりテストヘッド４に対して部品の供給及び排出を行うように構成されている。以下、図１，図２及び図５〜図１１を参照しつつ搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの構成について具体的に説明する。
【００３５】
各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂは、夫々、前記高架２Ｂ上に配設されたＸ軸方向の固定レール４５に沿って移動可能な一対の可動フレーム４６ａ，４６ｂ（第１可動フレーム４６ａ，第２可動フレーム４６ｂ）を有している。これらの可動フレーム４６ａ，４６ｂのうち第１可動フレーム４６ａにはサーボモータ４７が固定されており、このサーボモータ４７の出力軸にＸ軸方向に延びるボールねじ軸４８が一体的に連結されるとともに、このボールねじ軸４８が第２可動フレーム４６ｂに設けられたナット部分４９に螺合装着されている。また、サーボモータ５０により夫々回転駆動される前記固定レール４５と平行な一対のボールねじ軸５１が基台２ａに設けられ、これらボールねじ軸５１が搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの各第１可動フレーム４６ａに設けられたナット部分５２に螺合装着されている。すなわち、サーボモータ５０によるボールねじ軸５１の回転駆動に伴い各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂが固定レール４５に沿って夫々Ｘ軸方向に移動するとともに、前記サーボモータ４７によるボールねじ軸４８の回転駆動に伴い、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにおいて、図７の二点鎖線に示すように第２可動フレーム４６ｂが第１可動フレーム４６ａに対して相対的にＸ軸方向に移動し得るように構成されている。
【００３６】
各可動フレーム４６ａ，４６ｂ上には、図６及び図７に示すようにＹ軸方向に延びる固定レール５４が夫々配設されている。各レール５４には、ヘッド支持部材５５が夫々移動可能に支持されており、これらヘッド支持部材５５の先端部（図６では右側端部）に前記ヘッド本体４３ａ，４３ｂが夫々組付けられている。そして、各可動フレーム４６ａ，４６ｂに、サーボモータ５７により駆動される前記固定レール５４と平行なボールねじ軸５８が夫々固定台５６を介して支持され、これらボールねじ軸５８がヘッド支持部材５５に設けられたナット部分５９に夫々螺合装着されている。これにより各サーボモータ５７によるボールねじ軸５８の回転駆動に伴い各ヘッド本体４３ａ，４３ｂが可動フレーム４６ａ，４６ｂに対して夫々Ｙ軸方向に移動するように構成されている。
【００３７】
各ヘッド本体４３ａ，４３ｂには、図８に示すように吸着ノズルとしてのノズル部材６０ａ，６０ｂ（第１ノズル部材６０ａ，第２ノズル部材６０ｂ）が夫々設けられている。各ノズル部材６０ａ，６０ｂは、図外の電磁バルブ等を介して負圧発生源に接続されており、テストヘッド４への部品搬送時等にはノズル部材６０ａ，６０ｂの先端に部品吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用により部品を吸着するように構成されている。
【００３８】
また、ノズル部材６０ａ，６０ｂの部品が吸着されるべき位置の近傍に基準マーク（基準部位）６０ｃ，６０ｄが夫々配置されている。基準マーク６０ｃ，６０ｄは、例えばリング状に形成されており、内周と外周とで色を変えてその位置を認識しやすくしている。基準マーク６０ｃ，６０ｄは、撮像手段としての部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂによって部品とともに撮像され、その撮像信号に基づいて部品のずれ補正を行うために用いられる。ただし、この基準マーク６０ｃ，６０ｄに代えて、ノズル部材６０ａ，６０ｂの適当な部位を用いてもよい。
【００３９】
各ノズル部材６０ａ，６０ｂは、ヘッド本体４３ａ，４３ｂのフレームに対して昇降及び回転（ノズル軸回りの回転）が可能となっており、サーボモータを駆動源とする図外の駆動機構により駆動するように構成されている。
【００４０】
また、図８中のヘッド本体４３ｂの右側には、テストヘッド４への部品供給の際にソケット６２ａに付された基準マーク６２ｂを撮像するためのＣＣＤエリアセンサからなるソケット認識カメラ６２が搭載されている。
【００４１】
テスト領域Ｔａには、さらに前記シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ２とテストヘッド４との間であって、テストヘッド４の近傍に、夫々ＣＣＤエリアセンサからなる部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂ（撮像手段）が配設されている。これらのカメラ６４Ａ，６４Ｂは、画像の認識に基づいて部品の吸着状態（吸着誤差（ずれ））を調べるとともに、テストロボット４０の移動誤差を調べるべく、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにより吸着されている２つの部品をその近傍に設定された基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに下側から同時に撮像し得るように構成されており、図９に示すように、ヘッド本体４３ａ，４３ｂにより各シャトルロボット３０Ａ（又は３０Ｂ）から部品が取り上げられた後、該ヘッド本体４３ａ，４３ｂの移動に伴い部品認識カメラ６４Ａ（又は６４Ｂ）上方に部品が配置されることにより部品を基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに撮像するようになっている。なお、部品受渡し位置Ｐ２、部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂ及びテストヘッド４は、Ｘ軸と平行な同一軸線上に配置されており、これにより搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂを夫々部品受渡し位置Ｐ２〜テストヘッド４に亘って最短距離で移動させながらその途中で試験前の部品を撮像し得るように構成されている。
【００４２】
ここで、基準マーク６０ｃ，６０ｄを用いて部品のずれ補正を行う方法について説明する。
【００４３】
図１０はノズル部材６０ａで部品を吸着保持したときの説明図であって、（ａ）は基準マーク６０ｃのみの概念的な撮像画像を示し、（ｂ）は部品のみの概念的な撮像画像を示している。また、図１１はノズル部材６０ｂで部品を吸着保持したときの説明図であって、（ａ）は基準マーク６０ｄのみの概念的な撮像画像を示し、（ｂ）は部品のみの概念的な撮像画像を示している。
【００４４】
まず部品の１個ずつを撮像する場合を考える。すなわち、図１０において、ノズル本体６０ａのノズル中心から部品までの距離ΔＸ１，ΔＹ１は、
ΔＸ１＝Δｘ１−Δｘ‘１
ΔＹ１＝Δｙ１−Δｙ‘１
となる。ここで、Δｘ１，Δｙ１はカメラ中心から部品までの距離であり、Δｘ‘１，Δｙ‘１はカメラ中心から基準マーク６０ｃまでの距離である。
【００４５】
また、部品の回転方向の傾きをθ１とすると、この傾きの補正のためにそのθ１だけノズルを回転させた場合に、ノズル本体６０ａのノズル中心から部品までの距離ΔＸ‘１，ΔＹ‘１は、
ΔＸ‘１＝（Δｘ１−Δｘ‘１）ｃｏｓθ１−（Δｙ１−Δｙ‘１）ｓｉｎθ１
ΔＹ‘１＝（Δｘ１−Δｘ‘１）ｓｉｎθ１＋（Δｙ１−Δｙ‘１）ｃｏｓθ１
となる。したがって、ノズル中心に対する部品の位置ずれ分と基準マーク６０ｃの位置ずれ分（ロボットの移動誤差分）を考慮した目標位置Ｘ‘１，Ｙ‘１は、補正前の位置Ｘ１，Ｙ１に対して、
Ｘ‘１＝Ｘ１−ΔＸ‘１−Δｘ‘１
Ｙ‘１＝Ｙ１−ΔＹ‘１−Δｙ‘１
となる。
【００４６】
次に、２個の部品をノズル本体６０ａ，６０ｂに吸着させてカメラで順次撮像した後、テストヘッド４上に移動させて両部品を同時に試験する場合には、以下のようになる。
【００４７】
ノズル本体６０ａの補正については上述の通りであり、また、ノズル本体６０ｂのＹ軸方向の補正についても、部品を１個ずつ撮像する場合と同様である。ただし、ノズル本体６０ｂはノズル本体６０ａに対して相対移動（Ｘ軸方向の移動、ここでは特にＷ軸での移動という。）を行うため、このＷ軸での補正を行う必要がある。すなわち、ノズル本体６０ｂをカメラ上に移動させて撮像した画像である図１１において、ノズル本体６０ｂのノズル中心から部品までの距離ΔＸ２は、
ΔＸ２＝Δｘ２−Δｘ‘２
となる。ここで、Δｘ２はカメラ中心から基準マーク６０ｄまでの距離であり、Δｘ‘２はカメラ中心から部品までの距離である。
また、部品の回転方向の傾きをθ２とすると、その分だけノズルを回転させた場合のノズル本体６０ｂのノズル中心から部品までの距離ΔＸ‘２は、
ΔＸ‘２＝（Δｘ２−Δｘ‘２）ｃｏｓθ２
−（Δｙ２−Δｙ‘２）ｓｉｎθ２
となる。したがって、部品の位置ずれと基準マーク６０ｄの位置ずれ分を考慮した目標位置Ｗ‘は、補正前の位置Ｗに対して、
Ｗ‘＝Ｗ−ΔＸ‘２−Δｘ‘２＋ΔＸ‘１＋Δｘ‘１
となる。
【００４８】
なお、ハンドラ２の上部には、図１に示すように防塵用のカバー２ｃが装着されており、テスト領域Ｔａ及びトレイ収納領域Ｓａを含む基台２ａ上の空間がこのカバー２ｃによって覆われている。
【００４９】
図１２は、試験装置１の制御系をブロック図で示している。この図に示すように、試験装置１は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ７０ａと、そのＣＰＵ７０ａを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭ７０ｂと、装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ７０ｃとを備えた制御部７０（制御手段）を備えている。
【００５０】
この制御部７０には、Ｉ／Ｏ部（図示せず）を介して試験装置本体３、部品認識カメラ３４，６４Ａ，６４Ｂ及びソケット認識カメラ６２が電気的に接続されるとともに、前記Ｐ＆Ｐロボット２０、テストロボット４０、シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの各コントローラ７１，７２，７３Ａ，７３Ｂが電気的に接続されている。また、各種情報を制御部７０に入出力するための操作部７５及び試験状況等の各種情報を報知するためのＣＲＴ７６等がこの制御部７０に電気的に接続されている。
【００５１】
そして、前記ＲＯＭ７０ｂに記憶されたプログラムに従ってハンドラ２の各ロボット等の動作が制御部７０により以下のように制御されるようになっている。
【００５２】
次に、上記制御部７０の制御に基づく試験装置１の動作について図１３のタイミングチャートに基づいて説明することにする。
【００５３】
なお、このタイミングチャートは試験動作中の特定の時点（ｔ０時点）からの動作を示しており、該ｔ０時点における各ロボット２０，３０Ａ，３０Ｂ，４０（搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂ）の状態は以下の通りである。
・Ｐ＆Ｐロボット２０ ；試験後の部品をトレイＴｒに収納すべくヘッド２３が移動中の状態にある。なお、認識カメラ３４による部品の撮像は終了し、部品の吸着状態の確認も終了している。
・第１シャトルロボット３０Ａ ；次回第１搬送用ヘッド４２Ａに供給する部品をテーブル３２上に保持した状態で部品受渡し位置Ｐ１に待機した状態にある。
・第１搬送用ヘッド４２Ａ ；次に試験を行う部品を各ヘッド本体４３ａ，４３ｂにより吸着し、かつ各部品を部品認識カメラ６４Ａ上方に配置（待機）した状態にある。
・第２シャトルロボット３０Ｂ ；次に第２搬送用ヘッド４２Ｂに供給する部品をテーブル３２上に保持した状態で部品受渡し位置Ｐ１に待機した状態にある。
・第２搬送用ヘッド４２Ｂ ；テストヘッド４において試験終了直後の状態にある。
【００５４】
以上のような状態下において、まず、第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２が部品受渡し位置Ｐ２に移動するとともに（ｔ１時点）、試験後の部品を受け渡すべく第２搬送用ヘッド４２Ｂが第２シャトルロボット３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ２に移動する（ｔ３時点）。
【００５５】
部品受渡し位置Ｐ２に第２搬送用ヘッド４２Ｂが到達すると（ｔ７時点）、まず第２搬送用ヘッド４２Ｂから第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２上に試験後の部品が移載され、次いで、該テーブル３２に予め載置されている次の部品（試験前の部品）が第２ロボット本体４２Ｂに受け渡される。詳しくは、第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２がまず部品受渡し位置Ｐ２において第１ポジション（図４（ｃ）参照）に位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴いテーブル３２上の第１エリアａ１に部品が移載される（ｔ９時点）。その後、テーブル３２が第２ポジション（図４（ｄ）参照）に位置決めされ、テーブル上の第２エリアａ２に保持されている部品が各ノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴い吸着される（ｔ１２時点）。
【００５６】
第２搬送用ヘッド４２Ｂと第２シャトルロボット３０Ｂとの間での部品の受渡しが完了すると、第２搬送用ヘッド４２Ｂの移動に伴い各部品が部品認識カメラ６４Ｂ上に配置されて（ｔ１８時点）、該部品と基準マーク６０ｃ，６０ｄとの撮像に基づき吸着状態を調べて上記部品のずれ補正のための処理が行われ、この処理が完了するとテストヘッド４への搬送待機状態となる。
【００５７】
一方、上記のように第２搬送用ヘッド４２Ｂが部品受渡し位置Ｐ２に移動すると、これと同じタイミングで第１搬送用ヘッド４２Ａが次の部品の試験を行うべくテストヘッド４に移動する（ｔ３時点）。そして、第１搬送用ヘッド４２Ａがテストヘッド４に到達すると（ｔ５時点）、各ノズル部材６０ａ，６０ｂが下降し、この下降に伴い各ノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品がテストヘッド４の各ソケットに夫々同時に押し付けられた状態で位置決めされ、これにより該部品の試験が開始される（ｔ８時点）。
【００５８】
同タイミングチャートでは詳細に示していないが、ソケット６２ｂへの部品の位置決め前に、部品認識カメラ６４Ａにより部品が基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに撮像され、この撮像に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａの位置誤差（ずれ）が求められる。そして、この誤差に基づいて部品の補正量が求められ、この補正量に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａが駆動制御されることにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂの吸着部品の位置が補正される。
【００５９】
各部品位置の補正は、まずサーボモータ５０の作動により第１搬送用ヘッド４２Ａ全体がＸ軸方向に移動した後、サーボモータ４７の作動により第２可動フレーム４６ｂのみがＸ軸方向に移動する。これにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂのノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品が夫々Ｘ軸方向に位置補正される。そして、サーボモータ５７の作動により各ヘッド本体４３ａ，４３ｂが夫々Ｙ軸方向に移動することにより各部品がＹ軸方向に夫々位置補正され、さらにヘッド本体４３ａ，４３ｂの各ノズル部材６０ａ，６０ｂがノズル軸回り回転することにより各部品が夫々回転方向に位置補正される。これにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに吸着されている部品が夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に位置補正されることとなる。なお、ここでは説明の便宜上、各部品の位置補正をＸ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に分けて時系列的に説明したが、実際にはこれら各方向の補正が並行して行われることにより各部品の位置補正が速やかに行われる。
【００６０】
しかる後、第１搬送用ヘッド４２Ａがテストヘッド４上の目標位置に配置され、ソケット認識カメラ６２による基準マーク６２ａの撮像に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａがソケット６２ｂに対して位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの下降に伴い各部品がソケット６２ｂにセットされる。
【００６１】
テストヘッド４に位置決めされている部品の試験が終了すると（ｔ２０時点）、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの上昇に伴い部品がソケットから取り外され（ｔ２３時点）、さらに第１搬送用ヘッド４２Ａの移動に伴い該試験後の部品が第１シャトルロボット３０Ａとの部品受渡し位置Ｐ２に搬送される（ｔ２５時点）。そして、上述した第２搬送用ヘッド４２Ｂと第２シャトルロボット３０Ｂとの部品受け渡し動作と同様にして、第１搬送用ヘッド４２Ａと第１シャトルロボット３０Ａとの間で部品の受け渡しが行われる。
【００６２】
また、部品受渡し位置Ｐ２への第１搬送用ヘッド４２Ａの移動と同じタイミングで第２搬送用ヘッド４２Ｂがテストヘッド４に移動し（ｔ２４時点）、第２搬送用ヘッド４２Ｂの各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに吸着されている次の部品がテストヘッド４に押し付けられた状態で位置決めされることとなる（ｔ２６時点）。
【００６３】
一方、Ｐ＆Ｐロボット２０及び各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂについては、テストロボット４０の各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに対する部品の受け渡しが連続的に行われ得るように以下のように動作制御される。
【００６４】
まず、第２シャトルロボット３０Ｂについては、第２搬送用ヘッド４２Ｂが部品受渡し位置Ｐ２に到達すると同時（ｔ７時点）に試験後の部品を受け取るべく、テーブル３２が部品受渡し位置Ｐ２に移動する。そして、上記の通りまずテーブル３２が第１ポジション（図４（ｃ）参照）に配置された状態で第２搬送用ヘッド４２Ｂからテーブル３２へ試験後の部品が受け渡され（ｔ９時点）、さらにテーブル３２が第２ポジション（図４（ｄ）参照）に配置されて（ｔ１０時点）試験前の部品がテーブル３２から第２搬送用ヘッド４２Ｂに受け渡される（ｔ１２時点）。
【００６５】
その後、テーブル３２が部品受渡し位置Ｐ１に移動し（ｔ１４時点）、まず第２ポジション（図４（ｂ）参照）にテーブル３２が配置された状態で、Ｐ＆Ｐロボット２０からテーブル３２に次ぎの部品（試験前の部品）が受け渡される（ｔ１６時点）。次いで、テーブル３２が第１ポジション（図４（ａ）参照）に配置され（ｔ１７時点）、この状態でテーブル３２からＰ＆Ｐロボット２０に試験後の部品が受け渡され（ｔ１９時点）、その後、次回の部品受渡しまで部品受渡し位置Ｐ１において待機状態におかれる。なお、これは第２シャトルロボット３０Ｂの動作制御であるが、第１シャトルロボット３０Ａについても第１搬送用ヘッド４２Ａとの関係で同様に動作制御される。
【００６６】
一方、Ｐ＆Ｐロボット２０は、先に試験が終了した部品をその試験結果に応じたトレイＴｒに収納すべく動作制御される。
【００６７】
具体的には、まず各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着した部品のうち一方側の部品を収納すべくヘッド２３が第３トレイ収納部１３又は第５トレイ収納部１５上に配置され（ｔ２時点）、例えば第１ノズル部材２４ａの昇降に伴い部品がトレイＴｒに収納される（時点ｔ４）。次いで、他方側の部品を収納すべくヘッド２３が第３トレイ収納部１３上等又は第５トレイ収納部１５上に配置された後（ｔ６時点）、第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い部品がトレイＴｒに収納される（ｔ８時点）。なお、各トレイＴｒへの部品の収納時には、部品認識カメラ３４の撮像に基づく各部品の吸着誤差に基づいてヘッド２３の移動及び各ノズル部材２４ａ，２４ｂの回転が制御されることによりトレイＴｒ内に部品が正確に収納されることとなる。
【００６８】
試験後の部品のトレイＴｒへの収納が完了すると、ヘッド２３が第３トレイ収納部１３の上方に配置され（ｔ１１時点）、新たな部品がトレイＴｒから取出される（ｔ１３時点）。そして、ヘッド２３が第２シャトルロボット３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ１に配置され、上述したように当該新たな部品が第２シャトルロボット３０Ｂに受け渡されるとともに（ｔ１６時点）、試験後の部品が第２シャトルロボット３０ＢからＰ＆Ｐロボット２０に受け渡される（ｔ１９時点）。
【００６９】
このような第２シャトルロボット３０Ｂに対する部品の受渡しが完了すると、ヘッド２３が部品認識カメラ３４上に配置され、試験後の部品の撮像に基づき該部品の吸着状態を調べるための処理が行われ、この処理が完了すると、該部品をトレイＴｒに収納すべくヘッド２３等が動作制御されこととなる（ｔ２２時点）。
【００７０】
このようにして以後、図９に示すように、部品受渡し位置Ｐ２とテストヘッド４との間で第１搬送用ヘッド４２Ａ（第２搬送用ヘッド４２Ｂ）を移動させつつテストヘッド４に２ずつ部品を搬送、位置決めして試験を行う一方で、これと並行して第２搬送用ヘッド４２Ｂ（又は第１搬送用ヘッド４２Ａ）と第２シャトルロボット３０Ｂ（又は第１シャトルロボット３０Ａ）との間で部品の受け渡し（つまり試験後の部品と次回の部品との受け渡し）を行いながら、さらにこのような第１搬送用ヘッド４２Ａ及び第２搬送用ヘッド４２Ｂに対する部品の受け渡し等が連続的に行われるように各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂ及びＰ＆Ｐロボット２０が動作制御される。
【００７１】
以上説明したように、この試験装置１では、第１搬送用ヘッド４２Ａの各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに装備されたノズル部材６０ａ，６０ｂの部品が保持されるべき位置の近傍に基準マーク６０ｃ，６０ｄが設定される一方、部品認識カメラ６４Ａにより部品と基準マーク６０ｃ，６０ｄとがそれぞれ撮像され、第１搬送用ヘッド４２Ａによりこの撮像信号に基づいて部品の保持位置が補正されるように、制御部７０による制御がなされるので、周囲温度や機械部品の発熱の影響などによってテストロボット４０の移動誤差が生じた場合や、保持されている部品のずれが生じた場合でも、部品と、部品の試験位置に設けられたソケット６２ａとの電気的な接続が可能となって試験が適当に行われる。
【００７２】
なお、上記実施形態では、部品移動手段として、テストロボット４０の搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂを、また撮像手段として部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂを説明し、その場合には所定の部品供給部はシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂとの部品の受渡し位置Ｐ２となり、所定の試験部は部品の試験位置となるものとしたが、部品移動手段はＰ＆Ｐロボット２０のヘッド２３であり、また撮像手段は部品認識カメラ３４であってもよい。その場合には、所定の部品供給部は部品の収納位置となり、所定の試験部はシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂとの部品の受渡し位置Ｐ１となる。また、部品移動手段は、ノズル部材６０ａ，６０ｂといった吸着ノズル以外で部品を移動させるものであってもよく、その場合には補正機構も上記に限定されない。
【００７３】
また、上記実施形態では、ヘッド本体４３Ａに対してヘッド本体４３Ｂが相対移動する例を示したが、両者が独立に移動する場合であってもよい。その場合には、いずれのヘッドについても補正方法は上述した１つの部品を撮像する場合と同じである。また、上記では、部品試験装置１の構成に合わせてＸ−Ｙ軸からなる直角座標系における補正方法を説明したが、装置構成によっては極座標系による補正方法であってもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、周囲温度や機械部品の発熱の影響などによって部品移動手段の移動誤差が生じた場合や、保持されている部品のずれが生じた場合でも、部品と、試験部に設けられたソケットとの電気的な接続が可能となって試験が適当に行われる。
【００７５】
さらに、複数の部品を同時に扱うことができるような構成においても、それぞれの部品についての正確な補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品試験装置を示す斜視概略図である。
【図２】部品試験装置を示す平面図である。
【図３】シャトルロボットのテーブルの構成を示す平面略図である。
【図４】シャトルロボットの部品受渡し位置におけるテーブルの位置を示す図２のＢ矢視図である（（ａ），（ｃ）はテーブルが第１ポジションに配置された状態、（ｂ），（ｄ）はテーブルが第２ポジションに配置された状態を示す）。
【図５】テストロボットの具体的な構成を示す平面図である。
【図６】テストロボットの具体的な構成を示す図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】テストロボットの具体的な構成を示す図６のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】テストロボットの具体的な構成を示す図６のＥ矢視図である。
【図９】テスト領域の構成を示す模式図である。
【図１０】ノズル部材で部品を吸着保持したときの説明図であって、（ａ）は基準マークのみの概念的な撮像画像を示し、（ｂ）は部品のみの概念的な撮像画像を示している。
【図１１】他のノズル部材で部品を吸着保持したときの説明図であって、（ａ）は基準マークのみの概念的な撮像画像を示し、（ｂ）は部品のみの概念的な撮像画像を示している。
【図１２】部品試験装置の制御系を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す制御系の制御に基づく部品試験装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 部品試験装置
２ ハンドラ
３ 試験装置本体
４ テストヘッド
２０ Ｐ＆Ｐロボット
２３ ヘッド
３０Ａ 第１シャトルロボット
３０Ｂ 第２シャトルロボット
４０ テストロボット（部品移動手段）
４２Ａ 第１搬送用ヘッド（部品移動手段）
４２Ｂ 第２搬送用ヘッド（部品移動手段）
４３ａ，４３ｂ ヘッド本体（第１の部品移動手段、第２の部品移動手段）
６０ａ，６０ｂ ノズル部材
６０ｃ，６０ｄ 基準マーク（基準部位）
６４Ａ，６４Ｂ 部品認識カメラ（撮像手段）
７０ 制御部
Ｓａ トレイ収納領域
Ｔａ テスト領域
Ｐ１，Ｐ２ 部品受渡し位置
Ｔｒ トレイ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップ等の電子部品を試験する部品試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置などの製造過程においては、最終的に製造されたＩＣチップ等の電子部品に対して各種試験を施す必要があるが、そのような試験を自動的に行う装置として、特開平１１−３３３７７５号公報に開示されているような装置が知られている。
【０００３】
この装置では、トレイに収納された試験前のＩＣチップを部品吸着用のノズル部材を有する第１搬送装置により吸着して第１バッファ装置に載せ、第１バッファ装置によりテストヘッド近傍まで搬送した後、部品吸着用のノズル部材を有する第２搬送装置により第１バッファ装置上のＩＣチップを吸着してテストヘッドに移載して試験を行う。この際、ＩＣチップの吸着状態がカメラを用いて確認される。そして、ＩＣチップの吸着位置がずれていれば、適当に補正してから試験を行う。
【０００４】
補正方法としては、例えばノズル部材のノズル中心が予め所定位置に設定されているカメラ中心と同軸となるところまでノズル部材を移動させてから、カメラによりＩＣチップを撮像し、その撮像信号に基づいてカメラ中心からのＩＣチップのずれ量を算出し、この算出値に応じたずれ補正を行うものであった。試験後は、第２搬送装置によりテストヘッドから第２バッファ装置にＩＣチップを移載してトレイ載置部まで搬送した後、第１搬送装置によって試験結果に応じた所定のトレイ上にＩＣチップを移し替える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、撮像時のノズル部材のノズル中心位置は、周囲温度や機械部品の発熱の影響（熱膨張）などに起因した搬送装置の移動量の誤差によってずれてくることがある。その場合、ノズル部材により保持されたＩＣチップの陰になるノズル中心をカメラで直接みることができないので、この保持されたＩＣチップの位置ずれの補正を精度良く行うことができず、さらに上記移動誤差分の補正もできなかった。そして、テストヘッドに移載されるＩＣチップの保持姿勢が所定の姿勢から大きく外れると、ＩＣチップとソケットとの電気的な接続が不可能となって試験に支障をきたすこととなる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、周囲温度や機械部品の発熱の影響などがあった場合でも、ノズル部材により保持されたＩＣチップ等の部品の位置ずれと搬送装置の移動誤差とに応じた補正を適正に行うことのできる部品試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、第１及び第２の試験部と、試験の対象となる部品を保持して所定の部品供給部から上記第１の試験部まで移動させる第１の部品移動手段と、この第１の部品移動手段の移動時にそれに伴って移動し、かつ、この第１の部品移動手段に対して相対移動可能であって、所定の部品供給部から上記第２の試験部まで部品を移動させる第２の部品移動手段と、この各部品移動手段の移動ルート上に配置され、部品移動手段によって保持されている部品を撮像可能な撮像手段と、制御手段とを備え、上記各部品移動手段には、それぞれ、部品が保持されるべき位置の近傍に基準部位が設定される一方、制御手段は、撮像手段により上記各部品移動手段に保持された部品と上記各部品移動手段に設定された基準部位とがそれぞれ撮像され、その撮像信号に基づいて部品の保持位置のずれと、部品移動手段の移動誤差とに応じた補正量を求め、この補正量により試験部までの移動量を補正するようにし、かつ、第１の部品移動手段による部品移動量を補正してからその補正結果を用いて第２の部品移動手段による部品移動量を補正するように制御することを特徴とするものである。
【０００８】
この構成によれば、部品移動手段の部品が保持されるべき位置の近傍に基準部位が設定される一方、撮像手段により部品と基準部位とがそれぞれ撮像され、部品移動手段によりこの撮像信号に基づいて上記補正が行われるように、制御手段による制御がなされるので、周囲温度や機械部品の発熱の影響などによって部品移動手段の移動誤差が生じた場合や、保持されている部品のずれが生じた場合でも、部品と、試験部に設けられたソケットとの電気的な接続が可能となって試験が適当に行われる。
【０００９】
さらに、第１及び第２の試験部を備えるとともに、部品移動手段として、上記第１の試験部まで部品を移動させる第１の部品移動手段と、第１の部品移動手段の移動時にそれに伴って移動し、かつ、この第１の部品移動手段に対して相対移動可能であって、上記第２の試験部まで部品を移動させる第２の部品移動手段とを備え、各部品移動手段にそれぞれ基準部位が設定され、制御手段は、第１の部品移動手段による部品移動量を補正してから、この補正結果を用いて第２の部品移動手段による部品移動量を補正するように制御しているため、複数の部品を同時に扱うことができるような構成においても、それぞれの部品についての正確な補正が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中には方向性を明確にするためにＸ軸、Ｙ軸を示している。
【００１１】
図１及び図２は、本発明に係る部品試験装置を概略的に示している。これらの図に示すように、部品試験装置１（以下、試験装置１と略す）は、部品の搬送及び試験中の部品保持（固定）という機械的な役割を担うハンドラ２と、このハンドラ２に組込まれる試験装置本体３とから構成されている。
【００１２】
試験装置本体３は、上面にテストヘッド４を備えた箱型の装置で、テストヘッド４に設けられたソケット（図示省略）に部品をセットして該部品の入力端子にテスト電流を供給しつつ部品の出力端子からの出力電流を受けることにより部品の品質を判断するように構成されている。
【００１３】
試験装置本体３は、前記ハンドラ２に対して脱着可能に構成されており、図示を省略するが、例えば試験装置本体３を専用の台車に載せた状態でハンドラ２の下側から所定の挿着位置に挿入し、テストヘッド４をハンドラ２の基台２ａに形成された開口部から後記テスト領域Ｔａに臨ませた状態で固定することによりハンドラ２に対して組付けられている。なお、テストヘッド４と試験装置本体３とは必ずしも一体である必要はなく、テストヘッド４のみをハンドラ２に組付け、その他の部分をハンドラ２から離間した位置に配置してテストヘッド４に対して電気ケーブル等で電気的に接続するようにしてもよい。
【００１４】
ハンドラ２は、同図に示すように、上部が側方に迫出した略箱型の装置で、トレイに収納された部品を取出して前記テストヘッド４に搬送し、さらに試験後の部品をその試験結果に応じて仕分けするように構成されている。以下、その構成について具体的に説明する。
【００１５】
ハンドラ２は、大きく分けて、トレイＴｒが収納されるトレイ収納領域Ｓａと、テストヘッド４等が配置されるテスト領域Ｔａの二つの領域に分けられている。
【００１６】
トレイ収納領域Ｓａには、Ｘ軸方向に複数のトレイ収納部が並設されており、当実施形態では、図２の左側から順に第１〜第５の５つのトレイ収納部１１〜１５が並設されている。そして、第２トレイ収納部１２及び第４トレイ収納部１４に試験前（未検査）の部品を載せたトレイＴｒが、第１トレイ収納部１１に空のトレイＴｒが、第３トレイ収納部１３に試験後の部品のうち合格品（Pass）を載せたトレイＴｒが、第５トレイ収納部１５に試験後の部品のうち不合格品（Fail）を載せたトレイＴｒが夫々収納されている。なお、各トレイＴｒは何れも共通の構造を有しており、図示を省略するが、例えばその表面には複数の部品収納凹部（収納スペース）が区画形成されており、ＩＣチップ等の部品が各部品収納凹部内に収納されるように構成されている。
【００１７】
各トレイ収納部１１〜１５は、夫々昇降可能なテーブル上に複数のトレイＴｒを積み重ねた状態で収納するように構成されており、最上位のトレイＴｒのみを基台２ａ上に臨ませた状態で配置し、それ以外のトレイＴｒを基台下のスペースに収納するように構成されている。なお、ハンドラ２の側壁には、各スペースに収納されたトレイＴｒを出し入れできるように扉１１ｂ〜１５ｂが設けられている。
【００１８】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに図１及び図２に示すようにＰ＆Ｐロボット（Pick & Place Robot）２０が設けられている。
【００１９】
Ｐ＆Ｐロボット２０は、移動可能なヘッド２３（搬送用ヘッド）を有しており、このヘッド２３によって第２又は第４トレイ収納部１２，１４のトレイＴｒから部品を取出して後述するシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに受け渡すとともに、試験後の部品をシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂから受け取って第３トレイ収納部１３又は第５トレイ収納部１５のトレイＴｒに移載するもので、さらに第１トレイ収納部１１とその他のトレイ収納部１２〜１５との間でトレイＴｒを搬送するトレイ搬送機能も有している。
【００２０】
詳しく説明すると、上記基台２ａ上にはＹ軸方向に延びる一対の固定レール２１が設けられ、これら固定レール２１にヘッド支持部材２２が移動可能に装着されている。また、図示を省略するが、サーボモータにより回転駆動されて前記固定レール２１と平行に延びるボールねじ軸が基台２ａ上に設けられ、このボールねじ軸が前記支持部材２２に設けられたナット部材（図示省略）に螺合装着されている。さらに、詳しく図示していないが、前記支持部材２２にＸ軸方向に延びる固定レールが設けられこの固定レールにヘッド２３が移動可能に装着されるとともに、サーボモータにより回転駆動されて前記固定レールと平行に延びるボールねじ軸が設けられ、このボールねじ軸がヘッド２３に設けられたナット部分に螺合装着されている。そして、上記各サーボモータによるボールねじ軸の回転駆動に応じて支持部材２２がＹ軸方向に、ヘッド２３がＸ軸方向に夫々移動することにより、ヘッド２３が前記トレイ収納部１１〜１５及びシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの後記部品受渡し位置Ｐ１を含む範囲で平面的に移動（Ｘ−Ｙ平面上を移動）し得るように構成されている。
【００２１】
ヘッド２３には、複数のノズル部材が搭載されており、当実施形態では部品用の一対のノズル部材２４ａ，２４ｂ（第１ノズル２４ａ，第２ノズル２４Ｂ）とトレイ用のノズル部材２５（トレイ用ノズル部材２５という）との合計３つのノズル部材が搭載されている。各ノズル部材２４ａ，２４ｂ及び２５は、図外の電磁バルブ等を介して負圧発生源に接続されており、後述する部品搬送時にはノズル部材２４ａ，２４ｂの先端に部品吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用により部品を吸着するように構成されている。同様に、空トレイＴｒの搬送時はノズル部材２５の先端にトレイ吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用によりトレイＴｒを吸着するように構成されている。
【００２２】
部品吸着用の各ノズル部材２４ａ，２４ｂは、ヘッド２３に対して昇降及び回転（ノズル軸回りの回転）が可能となっており、図示を省略するがサーボモータを駆動源とする駆動機構により夫々作動するように構成されている。そして、第２トレイ収納部１２等のトレイＴｒ上、あるいはシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの後記テーブル３２の上方にヘッド２３が配置された状態で、各ノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降動作に伴いトレイＴｒに対する部品の出し入れ等を行うように構成されている。なお、トレイＴｒへの部品の収納に際しては、このようなノズル昇降動作に加えて各ノズル部材２４ａ，２４ｂが回転することによりトレイＴｒに対して予め定められた方向で部品を収納し得るように構成されている。
【００２３】
トレイ用ノズル部材２５は、ヘッド２３に対して昇降動作のみが可能となっており、サーボモータを駆動源とする駆動機構により作動するように構成されている。そして、部品の取出しに伴い空になったトレイＴｒを吸着した状態で、ヘッド２３の移動に伴い第２及び第４トレイ収納部１２，１４から第１トレイ収納部１１にトレイＴｒを移送するとともに、必要に応じて第１トレイ収納部１１に収納されている空のトレイＴｒを吸着して第３又は第５のトレイ収納部１３，１５に移送するように構成されている。
【００２４】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ１の間にＣＣＤエリアセンサからなる部品認識カメラ３４が配設されている。このカメラ３４は、部品の吸着状態（吸着誤差（ずれ））を画像の認識に基づいて調べるべくＰ＆Ｐロボット２０の前記ヘッド２３に吸着されている部品を下側から撮像するもので、試験終了後の部品をトレイＴｒへの収納に先立って撮像するように構成されている。なお、該部品認識カメラ３４は、ヘッド２３の各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着されている２つの部品を同時に撮像し得るように構成されている。
【００２５】
一方、テスト領域Ｔａには、前記テストヘッド４、一対のシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂ（第１シャトルロボット３０Ａ，第２シャトルロボット３０Ｂ）及びテストロボット４０が配設されている。
【００２６】
テストヘッド４は、上述の通り基台２ａに形成された開口部からテスト領域Ｔａの略中央部分に露出した状態で配設されている。テストヘッド４の表面には、部品をセットするための複数のソケット（図示省略）が配設されており、当試験装置１においては２つのソケットがＸ軸方向に並んだ状態で設けられている。
【００２７】
各ソケットには、それぞれ部品（ＩＣチップ等）の各リードに対応する接触部（図示せず）が設けられており、各ソケットに部品を夫々位置決めすると、部品の各リードとこれに対応する接触部とが接触して該部品に対して導通試験や、入力電流に対する出力特性試験等の電気的試験が施されるように構成されている。
【００２８】
シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂは、トレイ収納領域Ｓａとテスト領域Ｔａとの間で部品を搬送しつつ前記Ｐ＆Ｐロボット２０およびテストロボット４０に対して部品の受渡しを行う装置で、図２に示すように夫々Ｙ軸方向に延びる固定レール３１と、サーボモータを駆動源とする駆動機構により駆動されて前記固定レール３１に沿って移動するテーブル３２とを有している。そして、第１トレイ収納部１１及び第５トレイ収納部１５の近傍に設定されたＰ＆Ｐロボット２０に対する部品受渡し位置Ｐ１と、テストヘッド４側方に設定されたテストロボット４０に対する部品受渡し位置Ｐ２との間で前記テーブル３２を固定レール３１に沿って往復移動させながら該テーブル３２により部品を搬送するように構成されている。
【００２９】
テーブル３２には、試験前の部品を載置するためのエリアと、試験後の部品を載置するエリアとが予め定められており、当実施形態では、図３に示すようにテーブル３２のうちトレイ収納領域Ｓａ側（同図では下側）が試験後の部品を載置する第１エリアａ１とされ、その反対側が試験前の部品を載置する第２エリアａ２と定められている。各エリアａ１，ａ２には、夫々一対の吸着パッド３３がＸ軸方向に所定間隔で、具体的にはＰ＆Ｐロボット２０の前記ヘッド２３のノズル部材２４ａ，２４ｂに対応する間隔で設けられおり、部品搬送時には、これらパッド３３上に部品が載置され吸着された状態で搬送されるように構成されている。
【００３０】
なお、各シャトルロボット３０Ａ，３０ＢとＰ＆Ｐロボット２０及びテストロボット４０との部品の受渡しは、例えば、以下のようにして行われる。
【００３１】
まず、Ｐ＆Ｐロボット２０から各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに試験前の部品を移載する際には、図４（ａ）に示すように部品受渡し位置Ｐ１の所定の位置にＰ＆Ｐロボット２０のノズル部材２４ａ，２４ｂ（ヘッド２３）が位置決めされ、ノズル部材２４ａ，２４ｂに第２エリアａ２が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（この位置を第２ポジションという）、この状態でノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降に伴いテーブル３２上に部品が移載される。一方、シャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）からＰ＆Ｐロボット２０に試験後の部品を移載する際には、図４（ｂ）に示すようにノズル部材２４ａ，２４ｂに第１エリアａ１が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（この位置を第１ポジションという）、この状態でテーブル３２上の部品がノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降に伴い吸着される。
【００３２】
また、テストロボット４０からシャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）に試験後の部品を移載する際には、図４（ｃ）に示すように部品受渡し位置Ｐ２の所定の位置にテストロボット４０の後記ノズル部材６０ａ，６０ｂ（ヘッド本体４３ａ，４３ｂ）が位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂに第１エリアａ１が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（第１ポジション）、この状態でノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴ってテーブル３２上に部品が載置される。一方、シャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）からテストロボット４０に試験前の部品を移載する際には、図４（ｄ）に示すようにノズル部材６０ａ，６０ｂに第２エリアａ２が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（第２ポジション）、この状態でノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴いテーブル３２上から部品が吸着されるようになっている。
【００３３】
テストロボット４０は、上述のように各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂによりトレイ収納領域Ｓａからテスト領域Ｔａに供給される部品をテストヘッド４に搬送（供給）して該試験の間テストヘッド４に対して部品を押圧した状態で保持（固定）し、試験後は、部品をそのままシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに受け渡す（排出する）装置である。
【００３４】
このテストロボット４０は、シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂを跨ぐように基台２ａ上に設けられた高架２ｂに沿って移動する部品移動手段としての一対の搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂ（第１搬送用ヘッド４２Ａ，第２搬送用ヘッド４２Ｂ）を有しており、これら搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに夫々搭載された一対のヘッド本体４３ａ，４３ｂ（第１の部品移動手段としての第１ヘッド本体４３ａ，第２の部品移動手段としての第２ヘッド本体４３ｂ）によりテストヘッド４に対して部品の供給及び排出を行うように構成されている。以下、図１，図２及び図５〜図１１を参照しつつ搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの構成について具体的に説明する。
【００３５】
各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂは、夫々、前記高架２Ｂ上に配設されたＸ軸方向の固定レール４５に沿って移動可能な一対の可動フレーム４６ａ，４６ｂ（第１可動フレーム４６ａ，第２可動フレーム４６ｂ）を有している。これらの可動フレーム４６ａ，４６ｂのうち第１可動フレーム４６ａにはサーボモータ４７が固定されており、このサーボモータ４７の出力軸にＸ軸方向に延びるボールねじ軸４８が一体的に連結されるとともに、このボールねじ軸４８が第２可動フレーム４６ｂに設けられたナット部分４９に螺合装着されている。また、サーボモータ５０により夫々回転駆動される前記固定レール４５と平行な一対のボールねじ軸５１が基台２ａに設けられ、これらボールねじ軸５１が搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの各第１可動フレーム４６ａに設けられたナット部分５２に螺合装着されている。すなわち、サーボモータ５０によるボールねじ軸５１の回転駆動に伴い各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂが固定レール４５に沿って夫々Ｘ軸方向に移動するとともに、前記サーボモータ４７によるボールねじ軸４８の回転駆動に伴い、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにおいて、図７の二点鎖線に示すように第２可動フレーム４６ｂが第１可動フレーム４６ａに対して相対的にＸ軸方向に移動し得るように構成されている。
【００３６】
各可動フレーム４６ａ，４６ｂ上には、図６及び図７に示すようにＹ軸方向に延びる固定レール５４が夫々配設されている。各レール５４には、ヘッド支持部材５５が夫々移動可能に支持されており、これらヘッド支持部材５５の先端部（図６では右側端部）に前記ヘッド本体４３ａ，４３ｂが夫々組付けられている。そして、各可動フレーム４６ａ，４６ｂに、サーボモータ５７により駆動される前記固定レール５４と平行なボールねじ軸５８が夫々固定台５６を介して支持され、これらボールねじ軸５８がヘッド支持部材５５に設けられたナット部分５９に夫々螺合装着されている。これにより各サーボモータ５７によるボールねじ軸５８の回転駆動に伴い各ヘッド本体４３ａ，４３ｂが可動フレーム４６ａ，４６ｂに対して夫々Ｙ軸方向に移動するように構成されている。
【００３７】
各ヘッド本体４３ａ，４３ｂには、図８に示すように吸着ノズルとしてのノズル部材６０ａ，６０ｂ（第１ノズル部材６０ａ，第２ノズル部材６０ｂ）が夫々設けられている。各ノズル部材６０ａ，６０ｂは、図外の電磁バルブ等を介して負圧発生源に接続されており、テストヘッド４への部品搬送時等にはノズル部材６０ａ，６０ｂの先端に部品吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用により部品を吸着するように構成されている。
【００３８】
また、ノズル部材６０ａ，６０ｂの部品が吸着されるべき位置の近傍に基準マーク（基準部位）６０ｃ，６０ｄが夫々配置されている。基準マーク６０ｃ，６０ｄは、例えばリング状に形成されており、内周と外周とで色を変えてその位置を認識しやすくしている。基準マーク６０ｃ，６０ｄは、撮像手段としての部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂによって部品とともに撮像され、その撮像信号に基づいて部品のずれ補正を行うために用いられる。ただし、この基準マーク６０ｃ，６０ｄに代えて、ノズル部材６０ａ，６０ｂの適当な部位を用いてもよい。
【００３９】
各ノズル部材６０ａ，６０ｂは、ヘッド本体４３ａ，４３ｂのフレームに対して昇降及び回転（ノズル軸回りの回転）が可能となっており、サーボモータを駆動源とする図外の駆動機構により駆動するように構成されている。
【００４０】
また、図８中のヘッド本体４３ｂの右側には、テストヘッド４への部品供給の際にソケット６２ａに付された基準マーク６２ｂを撮像するためのＣＣＤエリアセンサからなるソケット認識カメラ６２が搭載されている。
【００４１】
テスト領域Ｔａには、さらに前記シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ２とテストヘッド４との間であって、テストヘッド４の近傍に、夫々ＣＣＤエリアセンサからなる部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂ（撮像手段）が配設されている。これらのカメラ６４Ａ，６４Ｂは、画像の認識に基づいて部品の吸着状態（吸着誤差（ずれ））を調べるとともに、テストロボット４０の移動誤差を調べるべく、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにより吸着されている２つの部品をその近傍に設定された基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに下側から同時に撮像し得るように構成されており、図９に示すように、ヘッド本体４３ａ，４３ｂにより各シャトルロボット３０Ａ（又は３０Ｂ）から部品が取り上げられた後、該ヘッド本体４３ａ，４３ｂの移動に伴い部品認識カメラ６４Ａ（又は６４Ｂ）上方に部品が配置されることにより部品を基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに撮像するようになっている。なお、部品受渡し位置Ｐ２、部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂ及びテストヘッド４は、Ｘ軸と平行な同一軸線上に配置されており、これにより搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂを夫々部品受渡し位置Ｐ２〜テストヘッド４に亘って最短距離で移動させながらその途中で試験前の部品を撮像し得るように構成されている。
【００４２】
ここで、基準マーク６０ｃ，６０ｄを用いて部品のずれ補正を行う方法について説明する。
【００４３】
図１０はノズル部材６０ａで部品を吸着保持したときの説明図であって、（ａ）は基準マーク６０ｃのみの概念的な撮像画像を示し、（ｂ）は部品のみの概念的な撮像画像を示している。また、図１１はノズル部材６０ｂで部品を吸着保持したときの説明図であって、（ａ）は基準マーク６０ｄのみの概念的な撮像画像を示し、（ｂ）は部品のみの概念的な撮像画像を示している。
【００４４】
まず部品の１個ずつを撮像する場合を考える。すなわち、図１０において、ノズル本体６０ａのノズル中心から部品までの距離ΔＸ１，ΔＹ１は、
ΔＸ１＝Δｘ１−Δｘ‘１
ΔＹ１＝Δｙ１−Δｙ‘１
となる。ここで、Δｘ１，Δｙ１はカメラ中心から部品までの距離であり、Δｘ‘１，Δｙ‘１はカメラ中心から基準マーク６０ｃまでの距離である。
【００４５】
また、部品の回転方向の傾きをθ１とすると、この傾きの補正のためにそのθ１だけノズルを回転させた場合に、ノズル本体６０ａのノズル中心から部品までの距離ΔＸ‘１，ΔＹ‘１は、
ΔＸ‘１＝（Δｘ１−Δｘ‘１）ｃｏｓθ１−（Δｙ１−Δｙ‘１）ｓｉｎθ１
ΔＹ‘１＝（Δｘ１−Δｘ‘１）ｓｉｎθ１＋（Δｙ１−Δｙ‘１）ｃｏｓθ１
となる。したがって、ノズル中心に対する部品の位置ずれ分と基準マーク６０ｃの位置ずれ分（ロボットの移動誤差分）を考慮した目標位置Ｘ‘１，Ｙ‘１は、補正前の位置Ｘ１，Ｙ１に対して、
Ｘ‘１＝Ｘ１−ΔＸ‘１−Δｘ‘１
Ｙ‘１＝Ｙ１−ΔＹ‘１−Δｙ‘１
となる。
【００４６】
次に、２個の部品をノズル本体６０ａ，６０ｂに吸着させてカメラで順次撮像した後、テストヘッド４上に移動させて両部品を同時に試験する場合には、以下のようになる。
【００４７】
ノズル本体６０ａの補正については上述の通りであり、また、ノズル本体６０ｂのＹ軸方向の補正についても、部品を１個ずつ撮像する場合と同様である。ただし、ノズル本体６０ｂはノズル本体６０ａに対して相対移動（Ｘ軸方向の移動、ここでは特にＷ軸での移動という。）を行うため、このＷ軸での補正を行う必要がある。すなわち、ノズル本体６０ｂをカメラ上に移動させて撮像した画像である図１１において、ノズル本体６０ｂのノズル中心から部品までの距離ΔＸ２は、
ΔＸ２＝Δｘ２−Δｘ‘２
となる。ここで、Δｘ２はカメラ中心から基準マーク６０ｄまでの距離であり、Δｘ‘２はカメラ中心から部品までの距離である。
また、部品の回転方向の傾きをθ２とすると、その分だけノズルを回転させた場合のノズル本体６０ｂのノズル中心から部品までの距離ΔＸ‘２は、
ΔＸ‘２＝（Δｘ２−Δｘ‘２）ｃｏｓθ２
−（Δｙ２−Δｙ‘２）ｓｉｎθ２
となる。したがって、部品の位置ずれと基準マーク６０ｄの位置ずれ分を考慮した目標位置Ｗ‘は、補正前の位置Ｗに対して、
Ｗ‘＝Ｗ−ΔＸ‘２−Δｘ‘２＋ΔＸ‘１＋Δｘ‘１
となる。
【００４８】
なお、ハンドラ２の上部には、図１に示すように防塵用のカバー２ｃが装着されており、テスト領域Ｔａ及びトレイ収納領域Ｓａを含む基台２ａ上の空間がこのカバー２ｃによって覆われている。
【００４９】
図１２は、試験装置１の制御系をブロック図で示している。この図に示すように、試験装置１は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ７０ａと、そのＣＰＵ７０ａを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭ７０ｂと、装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ７０ｃとを備えた制御部７０（制御手段）を備えている。
【００５０】
この制御部７０には、Ｉ／Ｏ部（図示せず）を介して試験装置本体３、部品認識カメラ３４，６４Ａ，６４Ｂ及びソケット認識カメラ６２が電気的に接続されるとともに、前記Ｐ＆Ｐロボット２０、テストロボット４０、シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの各コントローラ７１，７２，７３Ａ，７３Ｂが電気的に接続されている。また、各種情報を制御部７０に入出力するための操作部７５及び試験状況等の各種情報を報知するためのＣＲＴ７６等がこの制御部７０に電気的に接続されている。
【００５１】
そして、前記ＲＯＭ７０ｂに記憶されたプログラムに従ってハンドラ２の各ロボット等の動作が制御部７０により以下のように制御されるようになっている。
【００５２】
次に、上記制御部７０の制御に基づく試験装置１の動作について図１３のタイミングチャートに基づいて説明することにする。
【００５３】
なお、このタイミングチャートは試験動作中の特定の時点（ｔ０時点）からの動作を示しており、該ｔ０時点における各ロボット２０，３０Ａ，３０Ｂ，４０（搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂ）の状態は以下の通りである。
・Ｐ＆Ｐロボット２０ ；試験後の部品をトレイＴｒに収納すべくヘッド２３が移動中の状態にある。なお、認識カメラ３４による部品の撮像は終了し、部品の吸着状態の確認も終了している。
・第１シャトルロボット３０Ａ ；次回第１搬送用ヘッド４２Ａに供給する部品をテーブル３２上に保持した状態で部品受渡し位置Ｐ１に待機した状態にある。
・第１搬送用ヘッド４２Ａ ；次に試験を行う部品を各ヘッド本体４３ａ，４３ｂにより吸着し、かつ各部品を部品認識カメラ６４Ａ上方に配置（待機）した状態にある。
・第２シャトルロボット３０Ｂ ；次に第２搬送用ヘッド４２Ｂに供給する部品をテーブル３２上に保持した状態で部品受渡し位置Ｐ１に待機した状態にある。
・第２搬送用ヘッド４２Ｂ ；テストヘッド４において試験終了直後の状態にある。
【００５４】
以上のような状態下において、まず、第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２が部品受渡し位置Ｐ２に移動するとともに（ｔ１時点）、試験後の部品を受け渡すべく第２搬送用ヘッド４２Ｂが第２シャトルロボット３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ２に移動する（ｔ３時点）。
【００５５】
部品受渡し位置Ｐ２に第２搬送用ヘッド４２Ｂが到達すると（ｔ７時点）、まず第２搬送用ヘッド４２Ｂから第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２上に試験後の部品が移載され、次いで、該テーブル３２に予め載置されている次の部品（試験前の部品）が第２ロボット本体４２Ｂに受け渡される。詳しくは、第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２がまず部品受渡し位置Ｐ２において第１ポジション（図４（ｃ）参照）に位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴いテーブル３２上の第１エリアａ１に部品が移載される（ｔ９時点）。その後、テーブル３２が第２ポジション（図４（ｄ）参照）に位置決めされ、テーブル上の第２エリアａ２に保持されている部品が各ノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴い吸着される（ｔ１２時点）。
【００５６】
第２搬送用ヘッド４２Ｂと第２シャトルロボット３０Ｂとの間での部品の受渡しが完了すると、第２搬送用ヘッド４２Ｂの移動に伴い各部品が部品認識カメラ６４Ｂ上に配置されて（ｔ１８時点）、該部品と基準マーク６０ｃ，６０ｄとの撮像に基づき吸着状態を調べて上記部品のずれ補正のための処理が行われ、この処理が完了するとテストヘッド４への搬送待機状態となる。
【００５７】
一方、上記のように第２搬送用ヘッド４２Ｂが部品受渡し位置Ｐ２に移動すると、これと同じタイミングで第１搬送用ヘッド４２Ａが次の部品の試験を行うべくテストヘッド４に移動する（ｔ３時点）。そして、第１搬送用ヘッド４２Ａがテストヘッド４に到達すると（ｔ５時点）、各ノズル部材６０ａ，６０ｂが下降し、この下降に伴い各ノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品がテストヘッド４の各ソケットに夫々同時に押し付けられた状態で位置決めされ、これにより該部品の試験が開始される（ｔ８時点）。
【００５８】
同タイミングチャートでは詳細に示していないが、ソケット６２ｂへの部品の位置決め前に、部品認識カメラ６４Ａにより部品が基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに撮像され、この撮像に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａの位置誤差（ずれ）が求められる。そして、この誤差に基づいて部品の補正量が求められ、この補正量に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａが駆動制御されることにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂの吸着部品の位置が補正される。
【００５９】
各部品位置の補正は、まずサーボモータ５０の作動により第１搬送用ヘッド４２Ａ全体がＸ軸方向に移動した後、サーボモータ４７の作動により第２可動フレーム４６ｂのみがＸ軸方向に移動する。これにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂのノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品が夫々Ｘ軸方向に位置補正される。そして、サーボモータ５７の作動により各ヘッド本体４３ａ，４３ｂが夫々Ｙ軸方向に移動することにより各部品がＹ軸方向に夫々位置補正され、さらにヘッド本体４３ａ，４３ｂの各ノズル部材６０ａ，６０ｂがノズル軸回り回転することにより各部品が夫々回転方向に位置補正される。これにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに吸着されている部品が夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に位置補正されることとなる。なお、ここでは説明の便宜上、各部品の位置補正をＸ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に分けて時系列的に説明したが、実際にはこれら各方向の補正が並行して行われることにより各部品の位置補正が速やかに行われる。
【００６０】
しかる後、第１搬送用ヘッド４２Ａがテストヘッド４上の目標位置に配置され、ソケット認識カメラ６２による基準マーク６２ａの撮像に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａがソケット６２ｂに対して位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの下降に伴い各部品がソケット６２ｂにセットされる。
【００６１】
テストヘッド４に位置決めされている部品の試験が終了すると（ｔ２０時点）、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの上昇に伴い部品がソケットから取り外され（ｔ２３時点）、さらに第１搬送用ヘッド４２Ａの移動に伴い該試験後の部品が第１シャトルロボット３０Ａとの部品受渡し位置Ｐ２に搬送される（ｔ２５時点）。そして、上述した第２搬送用ヘッド４２Ｂと第２シャトルロボット３０Ｂとの部品受け渡し動作と同様にして、第１搬送用ヘッド４２Ａと第１シャトルロボット３０Ａとの間で部品の受け渡しが行われる。
【００６２】
また、部品受渡し位置Ｐ２への第１搬送用ヘッド４２Ａの移動と同じタイミングで第２搬送用ヘッド４２Ｂがテストヘッド４に移動し（ｔ２４時点）、第２搬送用ヘッド４２Ｂの各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに吸着されている次の部品がテストヘッド４に押し付けられた状態で位置決めされることとなる（ｔ２６時点）。
【００６３】
一方、Ｐ＆Ｐロボット２０及び各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂについては、テストロボット４０の各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに対する部品の受け渡しが連続的に行われ得るように以下のように動作制御される。
【００６４】
まず、第２シャトルロボット３０Ｂについては、第２搬送用ヘッド４２Ｂが部品受渡し位置Ｐ２に到達すると同時（ｔ７時点）に試験後の部品を受け取るべく、テーブル３２が部品受渡し位置Ｐ２に移動する。そして、上記の通りまずテーブル３２が第１ポジション（図４（ｃ）参照）に配置された状態で第２搬送用ヘッド４２Ｂからテーブル３２へ試験後の部品が受け渡され（ｔ９時点）、さらにテーブル３２が第２ポジション（図４（ｄ）参照）に配置されて（ｔ１０時点）試験前の部品がテーブル３２から第２搬送用ヘッド４２Ｂに受け渡される（ｔ１２時点）。
【００６５】
その後、テーブル３２が部品受渡し位置Ｐ１に移動し（ｔ１４時点）、まず第２ポジション（図４（ｂ）参照）にテーブル３２が配置された状態で、Ｐ＆Ｐロボット２０からテーブル３２に次ぎの部品（試験前の部品）が受け渡される（ｔ１６時点）。次いで、テーブル３２が第１ポジション（図４（ａ）参照）に配置され（ｔ１７時点）、この状態でテーブル３２からＰ＆Ｐロボット２０に試験後の部品が受け渡され（ｔ１９時点）、その後、次回の部品受渡しまで部品受渡し位置Ｐ１において待機状態におかれる。なお、これは第２シャトルロボット３０Ｂの動作制御であるが、第１シャトルロボット３０Ａについても第１搬送用ヘッド４２Ａとの関係で同様に動作制御される。
【００６６】
一方、Ｐ＆Ｐロボット２０は、先に試験が終了した部品をその試験結果に応じたトレイＴｒに収納すべく動作制御される。
【００６７】
具体的には、まず各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着した部品のうち一方側の部品を収納すべくヘッド２３が第３トレイ収納部１３又は第５トレイ収納部１５上に配置され（ｔ２時点）、例えば第１ノズル部材２４ａの昇降に伴い部品がトレイＴｒに収納される（時点ｔ４）。次いで、他方側の部品を収納すべくヘッド２３が第３トレイ収納部１３上等又は第５トレイ収納部１５上に配置された後（ｔ６時点）、第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い部品がトレイＴｒに収納される（ｔ８時点）。なお、各トレイＴｒへの部品の収納時には、部品認識カメラ３４の撮像に基づく各部品の吸着誤差に基づいてヘッド２３の移動及び各ノズル部材２４ａ，２４ｂの回転が制御されることによりトレイＴｒ内に部品が正確に収納されることとなる。
【００６８】
試験後の部品のトレイＴｒへの収納が完了すると、ヘッド２３が第３トレイ収納部１３の上方に配置され（ｔ１１時点）、新たな部品がトレイＴｒから取出される（ｔ１３時点）。そして、ヘッド２３が第２シャトルロボット３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ１に配置され、上述したように当該新たな部品が第２シャトルロボット３０Ｂに受け渡されるとともに（ｔ１６時点）、試験後の部品が第２シャトルロボット３０ＢからＰ＆Ｐロボット２０に受け渡される（ｔ１９時点）。
【００６９】
このような第２シャトルロボット３０Ｂに対する部品の受渡しが完了すると、ヘッド２３が部品認識カメラ３４上に配置され、試験後の部品の撮像に基づき該部品の吸着状態を調べるための処理が行われ、この処理が完了すると、該部品をトレイＴｒに収納すべくヘッド２３等が動作制御されこととなる（ｔ２２時点）。
【００７０】
このようにして以後、図９に示すように、部品受渡し位置Ｐ２とテストヘッド４との間で第１搬送用ヘッド４２Ａ（第２搬送用ヘッド４２Ｂ）を移動させつつテストヘッド４に２ずつ部品を搬送、位置決めして試験を行う一方で、これと並行して第２搬送用ヘッド４２Ｂ（又は第１搬送用ヘッド４２Ａ）と第２シャトルロボット３０Ｂ（又は第１シャトルロボット３０Ａ）との間で部品の受け渡し（つまり試験後の部品と次回の部品との受け渡し）を行いながら、さらにこのような第１搬送用ヘッド４２Ａ及び第２搬送用ヘッド４２Ｂに対する部品の受け渡し等が連続的に行われるように各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂ及びＰ＆Ｐロボット２０が動作制御される。
【００７１】
以上説明したように、この試験装置１では、第１搬送用ヘッド４２Ａの各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに装備されたノズル部材６０ａ，６０ｂの部品が保持されるべき位置の近傍に基準マーク６０ｃ，６０ｄが設定される一方、部品認識カメラ６４Ａにより部品と基準マーク６０ｃ，６０ｄとがそれぞれ撮像され、第１搬送用ヘッド４２Ａによりこの撮像信号に基づいて部品の保持位置が補正されるように、制御部７０による制御がなされるので、周囲温度や機械部品の発熱の影響などによってテストロボット４０の移動誤差が生じた場合や、保持されている部品のずれが生じた場合でも、部品と、部品の試験位置に設けられたソケット６２ａとの電気的な接続が可能となって試験が適当に行われる。
【００７２】
なお、上記実施形態では、部品移動手段として、テストロボット４０の搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂを、また撮像手段として部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂを説明し、その場合には所定の部品供給部はシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂとの部品の受渡し位置Ｐ２となり、所定の試験部は部品の試験位置となるものとしたが、部品移動手段はＰ＆Ｐロボット２０のヘッド２３であり、また撮像手段は部品認識カメラ３４であってもよい。その場合には、所定の部品供給部は部品の収納位置となり、所定の試験部はシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂとの部品の受渡し位置Ｐ１となる。また、部品移動手段は、ノズル部材６０ａ，６０ｂといった吸着ノズル以外で部品を移動させるものであってもよく、その場合には補正機構も上記に限定されない。
【００７３】
また、上記実施形態では、ヘッド本体４３Ａに対してヘッド本体４３Ｂが相対移動する例を示したが、両者が独立に移動する場合であってもよい。その場合には、いずれのヘッドについても補正方法は上述した１つの部品を撮像する場合と同じである。また、上記では、部品試験装置１の構成に合わせてＸ−Ｙ軸からなる直角座標系における補正方法を説明したが、装置構成によっては極座標系による補正方法であってもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、周囲温度や機械部品の発熱の影響などによって部品移動手段の移動誤差が生じた場合や、保持されている部品のずれが生じた場合でも、部品と、試験部に設けられたソケットとの電気的な接続が可能となって試験が適当に行われる。
【００７５】
さらに、複数の部品を同時に扱うことができるような構成においても、それぞれの部品についての正確な補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品試験装置を示す斜視概略図である。
【図２】部品試験装置を示す平面図である。
【図３】シャトルロボットのテーブルの構成を示す平面略図である。
【図４】シャトルロボットの部品受渡し位置におけるテーブルの位置を示す図２のＢ矢視図である（（ａ），（ｃ）はテーブルが第１ポジションに配置された状態、（ｂ），（ｄ）はテーブルが第２ポジションに配置された状態を示す）。
【図５】テストロボットの具体的な構成を示す平面図である。
【図６】テストロボットの具体的な構成を示す図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】テストロボットの具体的な構成を示す図６のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】テストロボットの具体的な構成を示す図６のＥ矢視図である。
【図９】テスト領域の構成を示す模式図である。
【図１０】ノズル部材で部品を吸着保持したときの説明図であって、（ａ）は基準マークのみの概念的な撮像画像を示し、（ｂ）は部品のみの概念的な撮像画像を示している。
【図１１】他のノズル部材で部品を吸着保持したときの説明図であって、（ａ）は基準マークのみの概念的な撮像画像を示し、（ｂ）は部品のみの概念的な撮像画像を示している。
【図１２】部品試験装置の制御系を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す制御系の制御に基づく部品試験装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 部品試験装置
２ ハンドラ
３ 試験装置本体
４ テストヘッド
２０ Ｐ＆Ｐロボット
２３ ヘッド
３０Ａ 第１シャトルロボット
３０Ｂ 第２シャトルロボット
４０ テストロボット（部品移動手段）
４２Ａ 第１搬送用ヘッド（部品移動手段）
４２Ｂ 第２搬送用ヘッド（部品移動手段）
４３ａ，４３ｂ ヘッド本体（第１の部品移動手段、第２の部品移動手段）
６０ａ，６０ｂ ノズル部材
６０ｃ，６０ｄ 基準マーク（基準部位）
６４Ａ，６４Ｂ 部品認識カメラ（撮像手段）
７０ 制御部
Ｓａ トレイ収納領域
Ｔａ テスト領域
Ｐ１，Ｐ２ 部品受渡し位置
Ｔｒ トレイ
Claims (1)
- 第１及び第２の試験部と、
試験の対象となる部品を保持して所定の部品供給部から上記第１の試験部まで移動させる第１の部品移動手段と、
この第１の部品移動手段の移動時にそれに伴って移動し、かつ、この第１の部品移動手段に対して相対移動可能であって、所定の部品供給部から上記第２の試験部まで部品を移動させる第２の部品移動手段と、
この各部品移動手段の移動ルート上に配置され、部品移動手段によって保持されている部品を撮像可能な撮像手段と、
制御手段とを備え、
上記各部品移動手段には、それぞれ、部品が保持されるべき位置の近傍に基準部位が設定される一方、
制御手段は、撮像手段により上記各部品移動手段に保持された部品と上記各部品移動手段に設定された基準部位とがそれぞれ撮像され、その撮像信号に基づいて部品の保持位置のずれと、部品移動手段の移動誤差とに応じた補正量を求め、この補正量により試験部までの移動量を補正するようにし、かつ、第１の部品移動手段による部品移動量を補正してからその補正結果を用いて第２の部品移動手段による部品移動量を補正するように制御することを特徴とする部品試験装置。
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-
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