JP4500770B2 - 搬送装置、電子部品ハンドリング装置および電子部品ハンドリング装置における搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣデバイスなどの電子部品を試験するために被試験電子部品を取り廻すことのできる電子部品ハンドリング装置およびこれに用いられる搬送装置、ならびに電子部品ハンドリング装置における搬送方法に関し、特に、所定の対象物を簡易な構造で確実に保持・搬送することのできる搬送装置、電子部品ハンドリング装置および搬送方法に関するものである。

ＩＣデバイス等の電子部品の製造課程においては、最終的に製造された電子部品を試験する試験装置が必要となる。このような試験装置では、ハンドラと称される電子部品ハンドリング装置により、複数のＩＣデバイスを取り廻しつつ、その過程で各ＩＣデバイスをテストヘッドに電気的に接触させ、試験用メイン装置（テスタ）に試験を行わせる。
ハンドラにおいて、試験前のＩＣデバイスは、一般的にカスタマトレイに収納された状態でストッカに格納されており、ローダ部にてカスタマトレイからテストトレイに積み替えられ、テストトレイに搭載された状態でテストヘッドに搬送され試験に供される。試験済のＩＣデバイスは、テストヘッドから搬出された後、アンローダ部にてテストトレイから試験結果に応じた所定のカスタマトレイに積み替えられ、良品や不良品といったカテゴリに仕分けられてストッカに格納される。
図１２に示すように、通常ストッカ２０１Ｐはハンドラ内に複数設けられており、所定の枚数のカスタマトレイＫＳＴを積載している。なお、カスタマトレイＫＳＴの積載枚数は不確定であり、状況によって異なる。このカスタマトレイＫＳＴは、トレイ移送アーム２０５Ｐによって保持・移送され、トレイセットエレベータに引き渡された後、トレイセットエレベータが上昇移動することによりローダ部まで搬送される。
従来のハンドラにおいて、トレイ移送アーム２０５ＰはＺ軸方向に大きく移動するための駆動手段は備えておらず、一方、各ストッカ２０１ＰはカスタマトレイＫＳＴを昇降させることのできるエレベータ２０４Ｐを備えているとともに、カスタマトレイＫＳＴがトレイ移送アーム２０５Ｐに保持される位置にセンサを有している。各ストッカ２０１Ｐは、エレベータ２０４ＰによってカスタマトレイＫＳＴを上昇させるが、最上段のカスタマトレイＫＳＴを上記センサで感知することにより、最上段のカスタマトレイＫＳＴの高さを調節している。
しかしながら、上記のような構成においては、各ストッカ２０１Ｐ毎にエレベータ２０４Ｐおよびセンサを必要とするため、いきおいハンドラの構造が複雑になっていた。
そこで、図１３に示すように、各ストッカ２０１Ｐからエレベータを廃し、トレイ移送アーム２０５ＰにＺ軸方向に大きく移動するための駆動手段を設けることを考える。この場合、トレイ移送アーム２０５ＰのＺ軸下方移動量を決定するために、各ストッカ２０１Ｐに積載されているカスタマトレイＫＳＴの枚数（高さ）を知る必要がある。
そのカスタマトレイＫＳＴの積載枚数（高さ）を知るために、（１）各ストッカ２０１ＰにおけるカスタマトレイＫＳＴの積載枚数を手作業で入力する方法、（２）各ストッカ２０１Ｐにセンサを設置する方法、（３）所定のストッカ２０１Ｐに移動可能なセンサを設置する方法、（４）トレイ移送アーム２０５Ｐにセンサを設置する方法が挙げられる。
しかし、（１）の方法は、作業が煩雑であり入力ミスの可能性も高いという問題がある。また、（２）の方法では、従来のものよりセンサの数を減らすことはできず、（３）の方法では、センサが所定のストッカ２０１Ｐに移動するのに時間がかかってしまう。さらに、（４）の方法では、トレイ移送アーム２０５Ｐが移動中にセンサ信号を取り込む必要があるため、センサ信号の取り込み時間等の影響により高精度でカスタマトレイＫＳＴの高さを知ることは困難であり、場合によっては、トレイ移送アーム２０５ＰがカスタマトレイＫＳＴに届かないこと、あるいはトレイ移送アーム２０５ＰがカスタマトレイＫＳＴに衝突し、それぞれが破損してしまうこともあり得る。
以上は、試験前のＩＣデバイスを収納したカスタマトレイＫＳＴを搬送する場合の問題であるが、試験済のＩＣデバイスを収納したカスタマトレイＫＳＴを所定のストッカに格納する場合においても、上記と同様の問題が生じる。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、所定の対象物を簡易な構造で、かつ短い動作時間で確実に保持・搬送することができるとともに、対象物の高さまたは対象物の載置高さを正確に知る必要のない搬送装置、電子部品ハンドリング装置および搬送方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１に本発明は、電子部品ハンドリング装置にて所定の対象物を保持し少なくともＺ軸方向に移動させることのできる搬送装置であって、所定の対象物を保持・解放することのできる保持装置と、前記保持装置をＺ軸方向に移動させることができ、かつ前記保持装置をＺ軸下方向に移動させている途中で、当該移動動作を通常動作からトルク制限動作に切り替えることのできるＺ軸駆動装置とを備えたことを特徴とする搬送装置を提供する（発明１）。
なお、本明細書における「通常動作」とは、トルク制限なしの動作をいい、トルク制限動作よりも高速移動が可能な動作である。また、本明細書における「トルク制限動作」とは、所定のトルクが印加されることにより移動を停止する設定下での動作をいい、一般的に通常動作よりも移動速度が低速となる。
上記発明（発明１）においては、保持装置自体がＺ軸方向に移動可能であるため、対象物が複数位置に存在する場合であっても、それら各位置にＺ軸駆動装置を設ける必要がない。また、保持装置の移動動作は通常動作からトルク制限動作に切り替え可能であるため、保持装置が対象物に到達する前にトルク制限動作に切り替えて、保持装置を保持対象物に、または保持装置が保持している対象物をその載置部位にトルク制限下で当接させれば、対象物の高さまたは対象物の載置高さを正確に知る必要がなく、保持装置が対象物に届かないこと、あるいは保持装置が対象物に衝突することを防止でき、さらには、トルク制限の必要のない位置における保持装置の移動速度を高速に維持することができる。したがって、上記発明（発明１）によれば、簡易な構造で、かつ短い動作時間で確実に対象物を保持・搬送することができる。
上記発明（発明１）において、前記Ｚ軸駆動装置は、前記保持装置と、保持すべき対象物または対象物の載置部位との距離が所定の距離になったとき（保持装置が所定の位置以下になったときも含まれる。）に、通常動作からトルク制限動作に切り替えるのが好ましい（発明２）。
上記発明（発明２）においては、前記保持装置と、保持すべき対象物または対象物の載置部位との距離が所定の距離にあることを感知し得るセンサをさらに備えているのが好ましい（発明３）。前述した通り、保持装置の移動動作は通常動作からトルク制限動作に切り替え可能であるため、対象物の高さまたは対象物の載置高さを正確に知る必要がなく、したがって、上記センサは高精度なセンサである必要はない。
上記発明（発明１〜３）においては、前記Ｚ軸駆動装置に所定のトルクが印加されたときに、前記Ｚ軸駆動装置は前記保持装置の移動を停止し、前記保持装置は所定の対象物を保持または解放するのが好ましい（発明４）。
ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、保持装置またはその保持対象物が所定の物に接触したことを感知して、保持装置の移動を停止したり、対象物の保持または解放を行ってもよい。
上記発明（発明４）においては、前記保持装置が保持対象物に当接すること、または前記保持装置が保持している対象物が当該対象物の載置部位に当接することにより、前記Ｚ軸駆動装置に前記トルクが印加されるのが好ましい（発明５）。
上記発明（発明５）においては、保持装置を保持対象物に、または保持対象物をその載置部位に押し付けた状態で対象物の保持または解放を行うことができるため、対象物の高さまたは対象物の載置高さを決定し、その高さまで保持装置を移動させて対象物を保持または解放する場合と比較して、安定して対象物の保持または解放を行うことができる。
上記発明（発明１〜５）において、前記保持装置は、複数の電子部品を搭載し得るトレイを保持・解放することのできる装置であるのが好ましい（発明６）。
上記発明（発明６）において、前記保持装置は、前記トレイに係合可能なツメ部材を備えており、前記ツメ部材はＺ軸回りに回転可能となっており、前記ツメ部材をＺ軸回りに回転させることにより、前記トレイを保持または解放することができるのが好ましい（発明７）。
上記発明（発明１〜５）において、前記保持装置は、複数の電子部品を搭載し得る第１のトレイおよび前記第１のトレイに搭載された電子部品をカバーする第２のトレイの一方または両方のトレイを当該保持装置に保持して移動するのが好ましい（発明８）。
上記発明（発明８）において、前記保持装置は、前記トレイの複数箇所の端部で、当該トレイを保持または解放でき、かつ当該トレイを上下２段状態で保持し得る保持解放機構を備えるのが好ましい（発明９）。
上記発明（発明８，９）においては、第２のトレイによって、第１のトレイに搭載された電子部品が搬送中に第１のトレイから飛び出してしまうことを防止することができる。
第２に本発明は、電子部品の試験を行うために被試験電子部品を取り廻すことのできる電子部品ハンドリング装置であって、前記搬送装置（発明１〜９）を備えたことを特徴とする電子部品ハンドリング装置を提供する（発明１０）。
第３に本発明は、所定の対象物を保持・解放することのできる保持装置と前記保持装置をＺ軸方向に移動させることのできる保持装置と前記保持装置をＺ軸方向に移動させることのできるＺ軸駆動装置とを備えた電子部品ハンドリング装置において前記対象物を搬送する方法であって、前記保持装置を前記Ｚ軸駆動装置により通常動作でＺ軸下方向に移動させ、前記保持装置と、保持すべき対象物または対象物の載置部位との距離が所定の距離にあることを感知し、前記感知に基づいて、前記Ｚ軸駆動装置の動作を通常動作からトルク制限動作に切り替えることを特徴とする電子部品ハンドリング装置における搬送方法を提供する（発明１１）。
上記発明（発明１１）においては、前記保持装置が保持対象物に当接し、または前記保持装置が保持している対象物が当該対象物の載置部位に当接して、前記Ｚ軸駆動装置にトルクが印加されたことを感知し、前記感知に基づいて、前記Ｚ軸駆動装置の動作を停止するとともに、前記保持装置に対し対象物保持動作または対象物解放動作を行わせるのが好ましい（発明１２）。

図１は、本発明の一実施形態に係るハンドラを含むＩＣデバイス試験装置の全体側面図である。
図２は、図１に示すハンドラの斜視図である。
図３は、被試験ＩＣデバイスの取り廻し方法を示すトレイのフローチャート図である。
図４は、同ハンドラのＩＣ格納部の概略図である。
図５は、同ハンドラで用いられるカスタマトレイの斜視図である。
図６は、同ハンドラにおけるトレイ移送アームの正面図（ａ）および底面図（ｂ）である。
図７は、図６に示すトレイ移送アームがカバートレイおよびカスタマトレイを保持した状態を示す正面図である。
図８は、同ハンドラにおけるトレイ移送アームおよびストッカに積載されたカスタマトレイの概略図である。
図９は、トレイ移送アームがカバートレイを保持する工程を示す説明図である。
図１０は、トレイ移送アームがカスタマトレイを試験前ＩＣストッカからトレイセットエレベータに移送する工程を示す説明図である。
図１１は、トレイ移送アームがカスタマトレイをトレイセットエレベータから試験済ＩＣストッカに移送する工程を示す説明図である。
図１２は、従来のハンドラのＩＣ格納部の概略図である。
図１３は、従来のハンドラのＩＣ格納部の変更例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、本実施形態に係る電子部品ハンドリング装置（以下「ハンドラ」という。）を備えたＩＣデバイス試験装置の全体構成について説明する。図１に示すように、ＩＣデバイス試験装置１０は、ハンドラ１と、テストヘッド５と、試験用メイン装置６とを有する。ハンドラ１は、試験すべきＩＣデバイス（電子部品の一例）をテストヘッド５に設けたソケットに順次搬送し、試験が終了したＩＣデバイスをテスト結果に従って分類して所定のトレイに格納する動作を実行する。
テストヘッド５に設けたソケットは、ケーブル７を通じて試験用メイン装置６に電気的に接続してあり、ソケットに脱着可能に装着されたＩＣデバイスを、ケーブル７を通じて試験用メイン装置６に接続し、試験用メイン装置６からの試験用電気信号によりＩＣデバイスをテストする。
ハンドラ１の下部には、主としてハンドラ１を制御する制御装置が内蔵してあるが、一部に空間部分８が設けてある。この空間部分８に、テストヘッド５が交換自在に配置してあり、ハンドラ１に形成した貫通孔を通してＩＣデバイスをテストヘッド５上のソケットに装着することが可能になっている。
このハンドラ１は、試験すべき電子部品としてのＩＣデバイスを、常温、常温よりも高い温度状態（高温）または常温よりも低い温度状態（低温）で試験するための装置であり、ハンドラ１は、図２および図３に示すように、恒温槽１０１とテストチャンバ１０２と除熱槽１０３とで構成されるチャンバ１００を有する。図１に示すテストヘッド５の上部は、テストチャンバ１０２の内部に挿入され、そこでＩＣデバイス２の試験が行われるようになっている。
なお、図３は本実施形態のハンドラにおける試験用ＩＣデバイスの取り廻し方法を理解するための図であって、実際には上下方向に並んで配置されている部材を平面的に示した部分もある。したがって、その機械的（三次元的）構造は、主として図２を参照して理解することができる。
図２および図３に示すように、本実施形態のハンドラ１は、これから試験を行うＩＣデバイスを格納し、また試験済のＩＣデバイスを分類して格納するＩＣ格納部２００と、ＩＣ格納部２００から送られる被試験ＩＣデバイスをチャンバ部１００に送り込むローダ部３００と、テストヘッドを含むチャンバ部１００と、チャンバ部１００で試験が行われた試験済のＩＣデバイスを取り出して分類するアンローダ部４００とから構成されている。ハンドラ１の内部では、ＩＣデバイスは、テストトレイＴＳＴに収納されて搬送される。
ハンドラ１にセットされる前のＩＣデバイスは、図５に示すカスタマトレイＫＳＴ内に多数収納してあり、その状態で、図２および図３に示すハンドラ１のＩＣ格納部２００へ供給され、そして、カスタマトレイＫＳＴから、ハンドラ１内で搬送されるテストトレイＴＳＴにＩＣデバイスが載せ替えられる。ハンドラ１の内部では、図３に示すように、ＩＣデバイスは、テストトレイＴＳＴに載せられた状態で移動し、常温下で、または高温もしくは低温の温度ストレス下で、適切に動作するかどうか試験（検査）され、当該試験結果に応じて分類される。
ここで、ハンドラ１のＩＣ格納部２００、ローダ部３００およびアンローダ部４００に関連する部分について詳細に説明する。
図２に示すように、ＩＣ格納部２００には、試験前のＩＣデバイスを格納する試験前ＩＣストッカ２０１と、試験の結果に応じて分類されたＩＣデバイスを格納する試験済ＩＣストッカ２０２とが設けてある。
図４に示すように、試験前ＩＣストッカ２０１には、これから試験が行われる試験前ＩＣデバイスが収納されたカスタマトレイＫＳＴが積載され、試験済ＩＣストッカ２０２には、試験を終えて分類された試験済ＩＣデバイスが収納されたカスタマトレイＫＳＴが積載される。なお、本実施形態におけるカスタマトレイＫＳＴは、図５に示すように、１０行×６列のＩＣデバイス収納部を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図２〜図４に示すように、本実施形態では、試験前ストッカ２０１として、２個のストッカＳＴＫ−Ｂが設けてある。ストッカＳＴＫ−Ｂの隣には、試験済ＩＣストッカ２０２として、アンローダ部４００へ送られる空ストッカＳＴＫ−Ｅを２個設けてある。また、その隣には、試験済ＩＣストッカ２０２として、８個のストッカＳＴＫ−１，ＳＴＫ−２，…，ＳＴＫ−８を設けてあり、試験結果に応じて最大８つの分類に仕分けして格納できるように構成してある。つまり、良品と不良品の別の外に、良品の中でも動作速度が高速のもの、中速のもの、低速のもの、あるいは不良の中でも再試験が必要なもの等に仕分けできるようになっている。
一方、図２に示すように、ローダ部３００における装置基板１０５には、カスタマトレイＫＳＴが装置基板１０５の上面に臨むように配置される一対の窓部３０６が三対開設してある。図４に示すように、それぞれの窓部３０６の下側には、カスタマトレイＫＳＴを昇降させるためのトレイセットエレベータ３０７が設けられている。また、図２および図４に示すように、ＩＣ格納部２００と装置基板１０５との間には、トレイ移送アーム２０５が設けられている。
トレイ移送アーム２０５は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に移動可能となっており、原点からＺ軸下方向に移動して試験前ＩＣストッカ２０１に積載されているカスタマトレイＫＳＴを保持し、Ｚ軸上方向に移動して原点に戻った後、Ｘ軸方向に移動してそのカスタマトレイＫＳＴを所定のトレイセットエレベータ３０７に引き渡す。トレイセットエレベータ３０７は、受け取ったカスタマトレイＫＳＴを上昇させて、ローダ部３００の窓部３０６に臨出させる。
そして、このローダ部３００において、カスタマトレイＫＳＴに積み込まれた被試験ＩＣデバイスを、Ｘ−Ｙ搬送装置３０４によって一旦プリサイサ（ｐｒｅｃｉｓｅｒ）３０５に移送し、ここで被試験ＩＣデバイスの相互の位置を修正したのち、さらにこのプリサイサ３０５に移送された被試験ＩＣデバイスを再びＸ−Ｙ搬送装置３０４を用いて、ローダ部３００に停止しているテストトレイＴＳＴに積み替える。
カスタマトレイＫＳＴからテストトレイＴＳＴへ被試験ＩＣデバイスを積み替えるＸ−Ｙ搬送装置３０４は、図２に示すように、装置基板１０５の上部に架設された２本のレール３０１と、この２本のレール３０１によってテストトレイＴＳＴとカスタマトレイＫＳＴとの間を往復する（この方向をＹ方向とする）ことができる可動アーム３０２と、この可動アーム３０２によって支持され、可動アーム３０２に沿ってＸ方向に移動できる可動ヘッド３０３とを備えている。
このＸ−Ｙ搬送装置３０４の可動ヘッド３０３には、吸着パッドが下向に装着されており、この吸着パッドが空気を吸引しながら移動することで、カスタマトレイＫＳＴから被試験ＩＣデバイスを吸着し、その被試験ＩＣデバイスをテストトレイＴＳＴに積み替える。こうした吸着パッドは、可動ヘッド３０３に対して例えば８本程度装着されており、一度に８個の被試験ＩＣデバイスをテストトレイＴＳＴに積み替えることができる。
図２および図３に示すアンローダ部４００にも、ローダ部３００に設けられたＸ−Ｙ搬送装置３０４と同一構造のＸ−Ｙ搬送装置４０４，４０４が設けられ、このＸ−Ｙ搬送装置４０４，４０４によって、アンローダ部４００に運び出されたテストトレイＴＳＴから試験済のＩＣデバイスがカスタマトレイＫＳＴに積み替えられる。
図２に示すように、アンローダ部４００における装置基板１０５には、当該アンローダ部４００へ運ばれたカスタマトレイＫＳＴが装置基板１０５の上面に臨むように配置される一対の窓部４０６が二対開設してある。図４に示すように、それぞれの窓部４０６の下側には、カスタマトレイＫＳＴを昇降させるためのトレイセットエレベータ４０７が設けられている。
トレイセットエレベータ４０７は、試験済の被試験ＩＣデバイスが積み替えられて満杯になったカスタマトレイＫＳＴ（満杯トレイ）を載せて下降する。図２および図４に示すトレイ移送アーム２０５は、下降したトレイセットエレベータ４０７から満杯トレイを受け取り、所定の試験済ＩＣストッカ２０２上までＸ軸方向に移動した後、Ｚ軸下方向に移動して試験済ＩＣストッカ２０２にその満杯トレイを載置し、そしてＺ軸上方向に移動して原点に戻る。このようにして、満杯トレイは試験済ＩＣストッカ２０２に格納される。
図２および図４に示すように、本実施形態では、トレイ移送アーム２０５はＸ軸方向に２つ並設されている。各トレイ移送アーム２０５は、それぞれ独立してＺ軸方向に移動可能となっているが、Ｘ軸方向には２つ並列した状態で移動する。
図６（ａ），（ｂ）に示すように、トレイ移送アーム２０５は、カスタマトレイＫＳＴを覆うことのできる大きさのアーム基板２１と、アーム基板２１下側の略四隅に設けられたツメ部材２２と、アーム基板２１下側の周縁部に設けられた６本のガイドピン２３とを備えている。
ツメ部材２２は、上段のツメ部材２２ａおよび下段のツメ部材２２ｂの２段になっている。ツメ部材２２ａ，２２ｂは、Ｚ軸回りに回転可能となっており、それぞれ周方向の一部にツメ２２１ａ，２２１ｂを備えている。なお、上段のツメ部材２２ａのツメ２２１ａと下段のツメ部材２２ｂのツメ２２１ｂとは、周方向に９０°ずれて設けられている。
ツメ部材２２ａ，２２ｂは、Ｚ軸回り閉方向に回転することにより、ツメ２２１ａ，２２１ｂがカスタマトレイＫＳＴの縁部に係合してカスタマトレイＫＳＴを保持することができ、また、Ｚ軸回り開方向に回転することにより、カスタマトレイＫＳＴの縁部に係合していたツメ２２１ａ，２２１ｂがカスタマトレイＫＳＴの縁部から外れ、カスタマトレイＫＳＴを解放することができる。
図７に示すように、上段のツメ部材２２ａは、カバートレイＣＴを保持するためのものであり、下段のツメ部材２２ｂは、ＩＣデバイスＤを搭載したカスタマトレイＫＳＴを保持するためのものである。なお、本実施形態におけるカバートレイＣＴは、ＩＣデバイスＤを搭載していないカスタマトレイＫＳＴであり、ＩＣデバイスＤを搭載したカスタマトレイＫＳＴの搬送中に、カスタマトレイＫＳＴからＩＣデバイスＤが飛び出すことを防止するために、ＩＣデバイスＤを搭載したカスタマトレイＫＳＴの上側に重ねて使用されるものである。
トレイ移送アーム２０５は、図示しないＸ軸駆動装置およびＺ軸駆動装置によってＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能となっている。このＺ軸駆動装置は、トレイ移送アーム２０５をＺ軸下方向に移動させている途中で、その移動動作を通常動作からトルク制限動作に切り替えることができるものである。かかるＺ軸駆動装置としては、例えば、電子制御可能なサーボモータを利用した装置を用いることができる。
ここで、トレイ移送アーム２０５、ストッカ２０１，２０２およびトレイセットエレベータ３０７，４０７に関連するセンサについて、図８を参照して説明する。
図８に示すように、トレイ移送アーム２０５がＺ軸方向上限（原点）に位置する状態で各トレイ移送アーム２０５の側部に隣接する位置には、トレイ移送アーム２０５（左側）が原点にあることを感知する原点センサＳ１およびトレイ移送アーム２０５（右側）が原点にあることを感知する原点センサＳ２が設けられている。
各トレイ移送アーム２０５のトレイ保持部上段（上段のツメ部材２２ａに囲まれる位置）には、トレイ保持部上段にカバートレイＣＴが存在することを感知するカバートレイチェックセンサＳ３が設けられており、各トレイ移送アーム２０５のトレイ保持部下段（下段のツメ部材２２ｂに囲まれる位置）には、トレイ保持部下段にカスタマトレイＫＳＴが存在することを感知するカスタマトレイチェックセンサＳ４が設けられている。
原点に位置しているトレイ移送アーム２０５とストッカ２０１，２０２との間には、ストッカ２０１，２０２に積載されたカスタマトレイＫＳＴが上限まで達していることを感知するストッカ上限センサＳ５が設けられている。このストッカ上限センサＳ５が、ストッカ２０１，２０２に積載されたカスタマトレイＫＳＴが上限まで達していることを感知した場合には、トレイ移送アーム２０５とカスタマトレイＫＳＴとの衝突を防止するために、トレイ移送アーム２０５のＺ軸下方向の移動はロックされる。
トレイ移送アーム２０５の下方所定の位置には、トレイ移送アーム２０５とともにＺ軸方向に移動する距離確認センサＳ６が設けられている。この距離確認センサＳ６は、トレイ移送アーム２０５の下方所定の位置に存在する物体（カスタマトレイＫＳＴ、トレイセットエレベータ３０７，４０７等）を感知し、トレイ移送アーム２０５と当該物体とが所定の距離にあることを確認する。トレイ移送アーム２０５がＺ軸下方向に移動しているときに距離確認センサＳ６が反応すると、トレイ移送アーム２０５の移動動作（Ｚ軸駆動装置の駆動状態）は、通常動作からトルク制限動作に切り替えられる。
トレイ移送アーム２０５の下方所定の位置であって、上記距離確認センサＳ６の下側には、トレイ移送アーム２０５とともにＺ軸方向に移動するストッカ満杯センサＳ７が設けられている。このストッカ満杯センサＳ７は、ストッカ２０１，２０２がカスタマトレイＫＳＴで満杯になったことを感知する。
ストッカ２０１，２０２の最下段には、ストッカ２０１，２０２にカスタマトレイＫＳＴが載置されていることを感知するストッカトレイセンサＳ８が設けられている。
以上のセンサＳ１〜Ｓ８の種類は特に限定されるものではなく、例えば、反射式または透過式の光センサ等を適宜使用することができる。
次に、上記ハンドラ１において、試験前ＩＣデバイスを搭載したカスタマトレイＫＳＴを試験前ＩＣストッカ２０１からトレイセットエレベータ３０７に移送する場合におけるトレイ移送アーム２０５の動作について、図９および図１０を参照して説明する。なお、ここでは左側のトレイ移送アーム２０５の動作についてのみ説明するものとする。
トレイ移送アーム２０５は、ＩＣデバイスを搭載したカスタマトレイＫＳＴを保持する前に、あらかじめカバートレイＣＴを保持しておく必要があるため、最初にトレイ移送アーム２０５がカバートレイＣＴを保持する動作について説明する（図９）。なお、カバートレイＣＴは、試験前ＩＣストッカ２０１に積載されたカスタマトレイＫＳＴの最上段に位置しているものとする。
トレイ移送アーム２０５は、試験前ＩＣストッカ２０１上における図８に示す位置（原点）から、Ｚ軸下方向に通常動作で移動する。図９（ａ）に示すように、トレイ移送アーム２０５の移動に伴って距離確認センサＳ６がカバートレイＣＴの位置まで下降し、距離確認センサＳ６がカバートレイＣＴの存在を感知すると、トレイ移送アーム２０５の移動動作はトルク制限動作に切り替えられる。
トレイ移送アーム２０５は、トルク制限動作にてＺ軸下方向に移動し、図９（ｂ）に示すように、トレイ移送アーム２０５に設けられたカスタマトレイチェックセンサＳ４がカバートレイＣＴを感知すると、トレイ移送アーム２０５の移動動作が停止し、そしてツメ部材２２が閉方向に回転してツメ部材２２ｂのツメ２２１ｂがカバートレイＣＴの縁部に係合しカバートレイＣＴを保持する。
トレイ移送アーム２０５は、図９（ｃ）に示すように、カバートレイＣＴをトレイ保持部下段で保持した状態でＺ軸上方向に通常動作で移動し、原点まで戻る。次いで、トレイ移送アーム２０５は、図９（ｄ）に示すように、トレイセットエレベータ３０７上に位置するまでＸ軸方向に移動した後、Ｚ軸下方向にトルク制限動作で移動する。
図９（ｅ）に示すように、トレイ移送アーム２０５の保持しているカバートレイＣＴがトレイセットエレベータ３０７に当接すると、Ｚ軸駆動装置にトルクが印加され、そのトルク印加に基づいてトレイ移送アーム２０５の移動動作が一旦停止し、そしてカバートレイＣＴがトレイ移送アーム２０５のトレイ保持部上段に位置し得るようにツメ部材２２が開方向に回転する。次いで、図９（ｆ）に示すように、トレイ移送アーム２０５が一段下がり、その状態でツメ部材２２が閉方向に回転してツメ部材２２ａのツメ２２１ａがカバートレイＣＴの縁部に係合しカバートレイＣＴを保持する。
トレイ移送アーム２０５は、図９（ｇ）に示すように、カバートレイＣＴをトレイ保持部上段で保持した状態でＺ軸上方向に通常動作で移動し、原点まで戻る。
次に、カバートレイＣＴを保持したトレイ移送アーム２０５が、カスタマトレイＫＳＴを試験前ＩＣストッカ２０１からトレイセットエレベータ３０７に移送する動作について説明する（図１０）。
カバートレイＣＴを保持したトレイ移送アーム２０５は、試験前ＩＣストッカ２０１上における図８に示す位置（原点）から、Ｚ軸下方向に通常動作で移動する。図１０（ａ）に示すように、トレイ移送アーム２０５の移動に伴って距離確認センサＳ６がカバートレイＣＴの位置まで下降し、距離確認センサＳ６がカスタマトレイＫＳＴの存在を感知すると、トレイ移送アーム２０５の移動動作はトルク制限動作に切り替えられる。
トレイ移送アーム２０５は、トルク制限動作にてＺ軸下方向に移動し、図１０（ｂ）に示すように、トレイ移送アーム２０５の保持しているカバートレイＣＴがカスタマトレイＫＳＴに当接すると、Ｚ軸駆動装置にトルクが印加され、そのトルク印加に基づいてトレイ移送アーム２０５の移動動作が停止し、そしてツメ部材２２が閉方向に回転してツメ部材２２ｂのツメ２２１ｂがカスタマトレイＫＳＴの縁部に係合しカスタマトレイＫＳＴを保持する（図７参照）。
トレイ移送アーム２０５は、図１０（ｃ）に示すように、カスタマトレイＫＳＴをトレイ保持部下段で保持した状態でＺ軸上方向に通常動作で移動し、原点まで戻る。次いで、トレイ移送アーム２０５は、図１０（ｄ）に示すように、トレイセットエレベータ３０７上に位置するまでＸ軸方向に移動した後、Ｚ軸下方向にトルク制限動作で移動する。
図１０（ｅ）に示すように、トレイ移送アーム２０５の保持しているカスタマトレイＫＳＴがトレイセットエレベータ３０７に当接すると、Ｚ軸駆動装置にトルクが印加され、そのトルク印加に基づいてトレイ移送アーム２０５の移動動作が停止し、そしてツメ部材２２が開方向に回転してツメ部材２２ｂのツメ２２１ｂがカスタマトレイＫＳＴを解放する。
このようにしてカスタマトレイＫＳＴをトレイセットエレベータ３０７上に載置した後、トレイ移送アーム２０５は、図１０（ｆ）に示すように、カバートレイＣＴのみをトレイ保持部上段で保持した状態でＺ軸上方向に通常動作で移動し、原点まで戻る。
一方、上記ハンドラ１において、試験済ＩＣデバイスを搭載したカスタマトレイＫＳＴをトレイセットエレベータ４０７から試験済ＩＣストッカ２０２に移送する場合におけるトレイ移送アーム２０５の動作について、図１１を参照して説明する。
カバートレイＣＴを保持したトレイ移送アーム２０５は、図１１（ａ）に示すように、トレイセットエレベータ４０７上に位置するまでＸ軸方向に移動した後、Ｚ軸下方向にトルク制限動作で移動する。
図１１（ｂ）に示すように、トレイ移送アーム２０５の保持しているカバートレイＣＴがトレイセットエレベータ４０７上のカスタマトレイＫＳＴに当接すると、Ｚ軸駆動装置にトルクが印加され、そのトルク印加に基づいてトレイ移送アーム２０５の移動動作が一旦停止し、そしてツメ部材２２が閉方向に回転してツメ部材２２ｂのツメ２２１ｂがカスタマトレイＫＳＴの縁部に係合しカスタマトレイＫＳＴを保持する。
トレイ移送アーム２０５は、図１１（ｃ）に示すように、カスタマトレイＫＳＴをトレイ保持部下段で保持した状態でＺ軸上方向に通常動作で移動し、原点まで戻る。
カスタマトレイＫＳＴを保持したトレイ移送アーム２０５は、所定の試験済ＩＣストッカ２０２上に位置するまでＸ軸方向に移動した後、Ｚ軸下方向に通常動作で移動する。図１１（ｄ）に示すように、トレイ移送アーム２０５の移動に伴って距離確認センサＳ６がカバートレイＣＴの位置まで下降し、距離確認センサＳ６が試験済ＩＣストッカ２０２に積載された最上段のカスタマトレイＫＳＴの存在を感知すると、トレイ移送アーム２０５の移動動作はトルク制限動作に切り替えられる。
トレイ移送アーム２０５は、トルク制限動作にてＺ軸下方向に移動し、図１１（ｅ）に示すように、トレイ移送アーム２０５の保持しているカスタマトレイＫＳＴが試験済ＩＣストッカ２０２に積載された最上段のカスタマトレイＫＳＴに当接すると、Ｚ軸駆動装置にトルクが印加され、そのトルク印加に基づいてトレイ移送アーム２０５の移動動作が停止し、そしてツメ部材２２が開方向に回転してツメ部材２２ｂのツメ２２１ｂがカスタマトレイＫＳＴを解放する。
このようにしてカスタマトレイＫＳＴを試験済ＩＣストッカ２０２に載置した後、トレイ移送アーム２０５は、図１１（ｆ）に示すように、カバートレイＣＴのみをトレイ保持部上段で保持した状態でＺ軸上方向に通常動作で移動し、原点まで戻る。
上記のようにトレイ移送アーム２０５をＺ軸方向に移動可能とし、トレイ移送アーム２０５に距離確認センサＳ６を設けた構成を有するハンドラ１においては、各ストッカ２０１，２０２にエレベータを設置する必要がなく、また、各ストッカ２０１，２０２におけるカスタマトレイＫＳＴの積載枚数（高さ）を知るために、その積載枚数を手作業で入力すること、各ストッカ２０１，２０２にセンサを設置すること、および所定のストッカ２０１，２０２に移動可能なセンサを設置することが不要であり、したがって、簡易な構造で、かつ短い動作時間でカスタマトレイＫＳＴを保持・搬送することができる。
また、距離確認センサＳ６の感知によってトレイ移送アーム２０５の移動動作が通常動作からトルク制限動作に切り替わり、Ｚ軸駆動装置へのトルクの印加によってトレイ移送アーム２０５の移動動作が停止するハンドラ１においては、トルク制限の必要のない位置におけるトレイ移送アーム２０５の移動速度を高速に維持することができるとともに、距離確認センサＳ６が高精度なセンサでなくても（カスタマトレイＫＳＴまたはその載置部位の位置を正確に取得することができなくても）、トレイ移送アーム２０５がカスタマトレイＫＳＴに届かないこと、あるいはトレイ移送アーム２０５がカスタマトレイＫＳＴに衝突し、両者またはいずれかが破損してしまうことが防止される。
さらに、Ｚ軸駆動装置にトルクを印加させた状態、すなわちトレイ移送アーム２０５をカスタマトレイＫＳＴに、またはカスタマトレイＫＳＴをその載置部位に押し付けた状態でカスタマトレイＫＳＴを保持または解放するトレイ移送アーム２０５によれば、カスタマトレイＫＳＴの高さまたはカスタマトレイＫＳＴの載置高さを決定し、その高さまでトレイ移送アーム２０５を移動させてカスタマトレイＫＳＴを保持または解放する場合と比較して、安定してカスタマトレイＫＳＴの保持または解放を行うことができる。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
例えば、上記ハンドラ１において、テストトレイＴＳＴを保持・搬送する装置やＩＣデバイスを吸着・搬送する装置を上記トレイ移送アーム２０５のような構造にすることができる。また、距離確認センサＳ６の代わりに、ＣＣＤや測長器を使用することもできる。
産業上の利用の可能性
以上説明したように、本発明の搬送装置、電子部品ハンドリング装置および搬送方法によれば、所定の対象物を簡易な構造で、かつ短い動作時間で確実に保持・搬送することができるとともに、対象物の高さまたは対象物の載置高さを正確に知る必要がない。すなわち、本発明は、電子部品の試験を低コストで効率良くスムーズに行うのに有用である。

Claims (8)

1. 電子部品ハンドリング装置にて所定の対象物を保持し少なくともＺ軸方向に移動させることのできる搬送装置であって、
   所定の対象物を保持・解放することのできる保持装置と、
   前記保持装置と、保持すべき対象物または対象物の載置部位との距離が所定の距離にあることを感知し得るセンサと、
   前記保持装置をＺ軸方向に移動させることができ、かつ前記保持装置をＺ軸下方向に移動させている途中で、前記保持装置と、保持すべき対象物または対象物の載置部位との距離が所定の距離になったときに、当該移動動作をトルク制限のない通常動作からトルク制限動作に切り替えるＺ軸駆動装置と
   を備えたことを特徴とする搬送装置。
2. 前記Ｚ軸駆動装置に所定のトルクが印加されたときに、前記Ｚ軸駆動装置は前記保持装置の移動を停止し、前記保持装置は所定の対象物を保持または解放することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記保持装置が保持対象物に当接すること、または前記保持装置が保持している対象物が当該対象物の載置部位に当接することにより、前記Ｚ軸駆動装置に前記トルクが印加されることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記保持装置は、複数の電子部品を搭載し得るトレイを保持・解放することのできる装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の搬送装置。
5. 前記保持装置は、前記トレイに係合可能なツメ部材を備えており、前記ツメ部材はＺ軸回りに回転可能となっており、前記ツメ部材をＺ軸回りに回転させることにより、前記トレイを保持または解放することができることを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
6. 前記保持装置は、複数の電子部品を搭載し得る第１のトレイおよび前記第１のトレイに搭載された電子部品をカバーする第２のトレイの一方または両方のトレイを当該保持装置に保持して移動することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の搬送装置。
7. 前記保持装置は、前記トレイの複数箇所の端部で、当該トレイを保持または解放でき、かつ当該トレイを上下２段状態で保持し得る保持解放機構を備えたことを特徴とする請求項６に記載の搬送装置。
8. 電子部品の試験を行うために被試験電子部品を取り廻すことのできる電子部品ハンドリング装置であって、請求項１〜７のいずれかに記載の搬送装置を備えたことを特徴とする電子部品ハンドリング装置。

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