JP5544460B2 - 電気特性検査装置、外置きユニット用搬送装置、及び電子部品搬送装置 - Google Patents

電気特性検査装置、外置きユニット用搬送装置、及び電子部品搬送装置 Download PDF

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Description

本発明は、電子部品に後工程処理を施す後工程処理装置、各種の後処理を行うメイン搬送経路に対して外置きされた後工程処理装置に向けて電子部品を搬送する外置きユニット用搬送装置、及びこれらを備える電子部品搬送装置に関する。
ダイシング、マウンティング、ボンディング、シーリングの各組立工程を経た電子部品は、電子部品搬送装置に供給される。そして、電子部品搬送装置に設けられた保持機構によって保持され、メイン搬送経路内を搬送されながら、デバイスの電気特性測定、分類、マーキング、外観検査、梱包等の各工程処理が施される。このような電子部品搬送装置においては、処理効率の向上のため、工程処理の時間短縮、工程処理間の搬送時間の短縮が図られている。
従来、電子部品搬送装置は、トレイ供給、トレイ収納の水平搬送式、すなわち、XYの2軸方向の搬送が主流であった(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、このようなXYロボットによる搬送では、一工程から他の工程への搬送時間であるインデックスタイムは0.5秒程度に短縮するのが限界であった。テスト時間が1〜3秒程度のデバイスでは、多数個同時測定により実効的なテスト処理時間を短縮することがテストコストの低減に有効だが、このとき前述の搬送時間がボトルネックになっていた。
また、上記のような水平搬送式では、加工点の配置に柔軟性が乏しく、各種処理工程を設けるには、搬送レーンに隣接するターンテーブルを複数設ける必要があり、マーキング、画像検査、テーピングなどの工程を連設することが困難であった(例えば、特許文献2参照。)。
そこで、電子部品搬送装置としては、回転式のターンテーブルを備え、このターンテーブルの外周をメイン搬送経路とする方式が多く採用されている。この回転搬送方式は、搬送時間が0.1秒以下と速く、各種の後工程処理装置の設置が容易という利点がある(例えば、特許文献3参照。)。
しかし、この回転搬送方式の電子部品搬送装置であっても、後工程処理装置によってはメイン搬送経路の外に配置するほうが好適な場合もある。例えば、更なる処理効率のために、多数の電子部品を一括処理することを目的として、大型化していく傾向にある後工程処理装置がある。
電子部品に対して電流を流したり、電圧を印加したりすることによって、電子部品の電圧、電流、抵抗、又は周波数等の電気特性を測定するテストユニットはその好例である。また、特に、テストユニットは、その性能を正確にテストするためにテストヘッドとテストボードの配線長を最短にする必要があり、電子部品搬送装置に対して外置きとして設置したほうがよい場合がある。
このような外置きの後工程処理装置は、上面に電子部品を搭載する処理ステージを設け、ターンテーブルからの分岐搬送経路を設け、その分岐搬送経路が後工程処理装置の上方を通るように構成されていた(例えば、特許文献4参照。)。
特開平11−67794号公報 特開平5−229509号公報 特開平3−30340号公報 特開2010−14632号公報
この分岐搬送経路を形成する電子部品の搬送機構は、フレームにより支持される。分岐搬送経路は後工程処理装置の上方を通るため、このフレームは、設置面から延びる足部と足部に支えられた平行部とにより構成された門形状となり、後工程処理装置は、フレームが画成する内部空間に収容されることになる。
そのため、後工程処理装置の大きさは、このフレームにより制限されることとなり、更なる処理効率の向上に支障をきたすおそれがある。または、大型化した後工程処理装置に合わせて、フレームと該フレームで支持される分岐搬送路の大きさを変更するように再設計する必要が生じ、製造コストの増加を招いてしまう。従って、従来は、外置きの後工程処理装置のサイズを容易に変更することはできなかった。
本発明は、上記のような問題点を解決するために提案されたもので、電子部品搬送装置に設置することを考慮してもサイズを容易に変更することのできる外置きの後工程処理装置、メイン搬送経路に対して外置きされた後工程処理装置に対して電子部品を搬送する外置きユニット用搬送装置、及びこれらを備える電子部品搬送装置を提供することを目的とする。
本発明に係る電気特性検査装置は、各種の工程処理が施される電子部品をメイン搬送経路に沿って搬送する電子部品搬送装置に備えられ、前記電子部品に対して電気特性を検査する電気特性検査装置であって、前記メイン搬送経路の外部に設けられた装置本体と、前記装置本体の側面に設けられ、前記電子部品が装着されるステージと、前記ステージが設けられた前記側面の脇を通るように配設され、前記メイン搬送経路と前記ステージとの間で、前記電子部品を搬送する搬送手段と、を備えること、を特徴とする。
前記搬送手段は、第1の保持手段と第2の保持手段とを備え、前記第1の保持手段は、真下を向く第1の角度から前記ステージと向かい合う第2の角度まで回転し、前記第1の角度で前記第2の保持手段と前記電子部品を受け渡し、前記第2の角度で前記ステージに対して前記電子部品を着脱し、前記第2の保持手段は、前記メイン搬送経路と前記第1の保持手段の真下との間を往復し、前記第1の角度に位置した前記第1の保持手段と前記電子部品を受け渡すようにしてもよい。
前記第2の保持手段は、前記第1の保持手段の真下の位置を挟んで一直線に平行に延びる一対の軸と、前記軸上を摺動可能な各スライダと、前記各スライダに設けられ、前記第1の保持手段の真下を含む共通の移動軌跡を有する前記電子部品の各載置台と、前記各載置台を昇降させる各昇降手段と、を備え、各載置台は、前記昇降手段によって互い違いに昇降されることで、上下ですれ違うようにしてもよい。
前記第1の保持手段は、回転中心から放射状に複数設けられ、前記第2の保持手段から前記電子部品を受け取った後、間欠的に回動しながら1回転するようにしてもよい。
記ステージは、前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、前記第1の保持手段は、前記ステージの並び方向に沿って複数設けられ、前記ステージ及び前記第2の保持手段に対する電子部品の移動量、押し付け荷重、又は移動の加減速がそれぞれ個別に制御されるようにしてもよい。
記ステージは、前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、前記第1の保持手段は、前記ステージの並び方向に沿って配された回転軸に嵌め込まれて分離独立して複数設けられ、回転軸に沿ってそれぞれ独立してスライドさせることで、前記ステージが並ぶピッチに合わせて位置調整されるようにしてもよい。
また、本発明に係る外置きユニット用搬送装置は、電子部品が電気特性検査のために装着されるステージが装置本体の側面に設けられた電気特性検査ユニットに対して、メイン搬送経路から分岐させて前記電子部品を供給する外置きユニット用搬送装置であって、前記ステージが設けられた前記側面の脇を通るように配設され、前記メイン搬送経路と前記ステージとの間で、前記電子部品を搬送する搬送手段を有し、前記搬送手段は、第1の保持手段と第2の保持手段を備え、前記第1の保持手段は、真下を向く第1の角度から前記ステージと向かい合う第2の角度まで回転し、前記第1の角度で前記第2の保持手段と前記電子部品を受け渡し、前記第2の角度で前記ステージに対して前記電子部品を着脱し、前記第2の保持手段は、前記メイン搬送経路と前記第1の保持手段の真下との間を往復し、前記第1の角度に位置した前記第1の保持手段と前記電子部品を受け渡すこと、を特徴とする。
前記第2の保持手段は、前記第1の保持手段の真下の位置を挟んで一直線に平行に延びる一対の軸と、前記軸上を摺動可能な各スライダと、前記各スライダに設けられ、前記第1の保持手段の真下を含む共通の移動軌跡を有する前記電子部品の各載置台と、前記各載置台を昇降させる各昇降手段と、を備え、各載置台は、前記昇降手段によって互い違いに昇降されることで、上下ですれ違うようにしてもよい。
前記第1の保持手段は、回転中心から放射状に複数設けられ、前記第2の保持手段から前記電子部品を受け取った後、間欠的に回動しながら1回転するようにしてもよい。
記ステージは、前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、前記第1の保持手段は、前記ステージの並び方向に沿って複数設けられ、前記ステージ及び前記第2の保持手段に対する電子部品の移動量、押し付け荷重、又は移動の加減速がそれぞれ個別に制御されるようにしてもよい。
記ステージは、前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、前記第1の保持手段は、前記ステージの並び方向に沿って配された回転軸に嵌め込まれて分離独立して複数設けられ、回転軸に沿ってそれぞれ独立してスライドさせることで、前記ステージが並ぶピッチに合わせて位置調整されるようにしてもよい。
また、本発明に係る電子部品搬送装置は、電子部品を搬送しながら各種の工程処理を行う電子部品搬送装置であって、前記電子部品のメイン搬送経路と、前記メイン搬送経路上に設けられた各種の工程処理を行う工程処理手段と、前記工程処理手段とは別に前記メイン搬送経路の外部に設けられて、前記電子部品に対して電気特性の検査を行うユニット本体と、前記ユニット本体の側面に設けられ、前記電子部品が装着されるステージと、前記ステージが設けられた前記側面の脇を通るように配設され、前記メイン搬送経路と前記ステージとの間で、前記電子部品を搬送する分岐搬送手段と、を備えること、を特徴とする。
前記電子部品を保持して前記メイン搬送経路に沿って間欠移動するメイン搬送用の保持手段を備え、前記分岐搬送手段は、第1の保持手段と第2の保持手段を備え、前記第1の保持手段は、真下を向く第1の角度から前記ステージと向かい合う第2の角度まで回転し、前記第1の角度で前記第2の保持手段と前記電子部品を受け渡し、前記第2の角度で前記ステージに前記電子部品を着脱し、前記第2の保持手段は、前記第1の保持手段の一停止地点と前記メイン搬送用の保持手段の真下との間を往復し、前記第1の角度に位置した前記第1の保持手段と前記電子部品を受け渡すようにしてもよい。
前記第2の保持手段は、前記第1の保持手段の真下の位置を挟んで一直線に平行に延びる一対の軸と、前記軸上を摺動可能な各スライダと、前記各スライダに設けられ、前記第1の保持手段の真下を含む共通の移動軌跡を有する前記電子部品の各載置台と、前記各載置台を昇降させる各昇降手段と、を備え、各載置台は、前記昇降手段によって互い違いに昇降されることで、上下ですれ違うようにしてもよい。
前記第1の保持手段は、回転中心から放射状に複数設けられ、前記第3の保持手段から前記電子部品を受け取った後、間欠的に回動しながら1回転するようにしてもよい。
記ステージは、前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、前記第1の保持手段は、前記ステージの並び方向に沿って複数設けられ、前記ステージ及び前記第2の保持手段に対する電子部品の移動量、押し付け荷重、又は移動の加減速がそれぞれ個別に制御されるようにしてもよい。
記ステージは、前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、前記第1の保持手段は、前記処理ステージの並び方向に沿って配された回転軸に嵌め込まれて分離独立して複数設けられ、回転軸に沿ってそれぞれ独立してスライドさせることで、前記ステージが並ぶピッチに合わせて位置調整されるようにしてもよい。
本発明によれば、上面に処理ステージを有する後工程処理装置のように、後工程処理装置の上方に分岐搬送経路を延設する必要はなく、門形のフレームで後工程処理装置を囲むことはない。すなわち、メイン搬送経路と処理ステージとの間で電子部品を搬送する搬送手段は、処理ステージが設けられた側面の脇を通るように配設され、後工程処理装置は、上面、処理ステージが設けられた側面と隣接する2側面、及び当該側面の背面の方向に容易に拡大することができる。従って、後工程処理装置のサイズを容易に変更することができ、処理効率の向上を図ることができるとともに、分岐搬送経路を再設計しなくてはならない場面が減って製造コストの増加を防止できる。
外置きのテストユニット本体を示す斜視図である。 テストユニット全体を示す上面図である。 ロータリーピックアップの正面図である。 ロータリーピックアップの上面図である。 ロータリーピックアップの側面図である。 シャトルを示す上面図である。 シャトルの移動機構を示す上面図である。 シャトルの移動機構を示す側面図である。 シャトルの移動機構を示す正面図である。 電子部品搬送装置を示し、(a)はメインの搬送経路を形成する装置の側面図であり、(b)は電子部品搬送装置の上面図である。
本実施形態に係る電子部品搬送装置は、電子部品を整列搬送しながら各種の工程処理を行う。各種の工程処理は、主に電子部品の後工程処理である。前工程では、ダイシング、マウンティング、ボンディング、及びシーリング等の各組み立て工程を経て個片に分離される。後工程では、マーキング処理、外観検査、電気特性検査、リード成形処理、電子部品の分類、又はこれら各処理の複合が行われる。
電子部品搬送装置は、各種の後工程処理装置を巡るメイン搬送経路を有し、後工程処理は各後工程処理装置で行われる。各種の後工程処理装置は、メイン搬送経路上に配置されたり、独自の分岐搬送経路を有することでメイン搬送経路の外に配置されたりする。
以下、本実施形態では、独自の分岐搬送経路を有し、メイン搬送経路の外に配置される後工程処理装置、分岐搬送経路を形成する外置きユニット用搬送装置、及びこれらを備える電子部品搬送装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、後工程処理装置として、テストユニットを例に採り説明するが、これに限らず、本発明は、メイン搬送経路の外に配置される各種の後工程処理装置について適用可能である。
[構成]
(外置きテストユニット)
図1は、外置きのテストユニット1を示す斜視図である。図2は、テストユニット1を示す上面図である。図1及び2に示すテストユニット1は、電子部品Dの電気特性を検査する装置である。電子部品Dは、電気製品に使用される部品であり、半導体素子が含まれる。半導体素子としては、トランジスタや集積回路、電子部品としては抵抗やコンデンサ等が挙げられる。検査する電気特性は、電子部品Dの電圧、電流、抵抗、周波数、又はファンクションテスト等である。印加と測定を共通の接触子11aで行うシングルコンタクト方式と、印加と測定を別々の接触子11aで行うケルビンコンタクト方式のどちらを採用してもよい。
このテストユニット1は、ユニット本体の側面1aに処理ステージが設けられている。側面1aは、ユニットの設置面に連続する面である。電子部品Dの電気特性を検査する処理ステージは、電子部品Dが装着されるソケット11である。テストユニット1は、このソケット11をユニットの横方向に複数並べて備えている。例えば、ソケット11は、ユニットの幅方向に一列に8箇所並んで設けられ、電子部品Dが装着されて電気特性を測定する処理ステージとなる。
ソケット11は、電子部品Dの受け口となり、底面に接触子11aが設けられている。接触子11aは、金属製の板又はピンである。例えば、接触子11aは、銅又はベリリウム銅等の合金、ステンレス鋼、又は、タングステン又はその合金又は超合金からなる。この接触子11aは、電子部品Dがソケット11に装着されたときに電子部品Dの電極と電気的に接触する。
テストユニット1は、ソケット11に装着された電子部品Dに対して、接触子11aを介して試験信号を送信し、接触子11aを介して電子部品Dの出力信号を受け取る。そして、テストユニット1は、電子部品Dからの出力信号を解析し、電子部品Dの各種の電気特性を得る。テストユニット1には、電気特性の許容範囲を示す数値データが記憶されている。テストユニット1は、得られた電気特性の測定結果と数値データとを比較して、電子部品Dの良又は不良を判定する。
このテストユニット1は、電気特性を検査する電子部品Dをメイン搬送経路から分岐させてソケット11まで搬送する分岐搬送手段2を備えている。この分岐搬送手段2は、メイン搬送経路を形成するターンテーブル100とテストユニット1との間で電子部品Dを搬送する。
分岐搬送手段2は、ソケット11が設けられた片側面1aに沿って、テストユニット1の脇を通るように配設されている。分岐搬送手段2は、テストユニット1が側面1aにソケット11を有しているために、テストユニット1の上面から離れて延設されることができ、テストユニット1は、設置面と搬送手段の支持フレームとによって周囲を囲まれずにすむ。
分岐搬送手段2は、電子部品Dの2種類の保持手段を有する。すなわち、分岐搬送手段2は、図2に示すように、ロータリーピックアップ21及びシャトル22で構成される。シャトル22は、ターンテーブル100からロータリーピックアップ21まで直線的に電子部品Dを搬送する。ロータリーピックアップ21は、シャトル22及びテストユニット1のソケット11との間で電子部品Dを搬送する。
(ロータリーピックアップ)
図3乃至5は、ロータリーピックアップ21を示し、図3はテストユニット1のソケット11が設けられた面及び上面と直交する正面図、図4は上面図、図5はテストユニット1が設けられた面と平行な側面図である。
図3乃至5に示すように、ロータリーピックアップ21は、回転体211に対して円周等配位置に複数の保持手段212を有する。保持手段212は、それぞれ電子部品Dを着脱可能に保持する。例えば、4本の保持手段212が回転体211に固定される。
この回転体211は、モータ213と接続された回転軸214に嵌め込まれ、モータ213の駆動によって回転軸214を介して円周方向に一定角度ずつ間欠的に回動する。換言すると、モータ213は、一定角度ずつ間欠的に回転する。回転体211の1ピッチの回転角度は、隣り合う保持手段212の設置角度に等しい。また、回転体211を停止させたときには、何れかの保持手段212が真下に向かう第1の角度A1に位置し、何れかの保持手段212がテストユニット1のソケット11と向かい合う第2の角度A2に位置する。すなわち、保持手段212の設置角度の整数倍には、90度が含まれる。
保持手段212は、吸着ノズル212aとノズル駆動部212bとを有する。回転体211に近い方にノズル駆動部212bが配置され、ノズル駆動部212bの先端に続き、回転体211の半径方向に吸着ノズル212aが延びている。
吸着ノズル212aは、内部が中空のパイプである。パイプ内部は、図示しない真空発生装置の空気圧回路とチューブを介して連通している。この吸着ノズル212aは、真空発生装置による負圧の発生によって電子部品Dを吸着し、真空破壊によって電子部品Dを離脱させる。
ノズル駆動部212bは、吸着ノズル212aを押し出すロッドと、ロッドを押し引きするアクチュエータを備えている。アクチュエータを作動させてロッドを吸着ノズル212aに向けて押し出すと、吸着ノズル212aは、後端でロッドの先端と当接して押圧され、ノズル先端が飛び出す方向に移動する。アクチュエータによりロッドが引き込まれると、吸着ノズル212aとロッドとの当接は解除され、ノズル先端は回転体211の内側へ戻る方向に移動する。
このロータリーピックアップ21は、各ソケット11に対応して回転軸214に複数並べて嵌め込まれている。それぞれのロータリーピックアップ21は、保持手段212の回転軌跡とソケット11とが同一平面に含まれるように配置されている。すなわち、回転体211が一定角度回転すると、1本の保持手段212が対応のソケット11に向かう。
これらロータリーピックアップ21はそれぞれ分離独立している。各ロータリーピックアップ21と各ソケット11との位置調整は、ソケット11のピッチに合わせるように各ロータリーピックアップ21を個別に回転軸214の軸方向にスライドさせることにより行われる。
このロータリーピックアップ21は、それぞれが個別に制御可能となっている。特に吸着ノズル212aを介した電子部品Dのソケット11に対する押し付け荷重と、吸着ノズル212aを介した電子部品Dのシャトル22に対する押し付け荷重は、ロータリーピックアップ21毎に制御される。すなわち、ノズル駆動部212bの荷重やストロークや加減速は、それぞれが個別に制御される。
具体的には、吸着ノズル212aが押し出されると、吸着ノズル212aが保持している電子部品Dがソケット11に装着され、ソケット11内の接触子11aに電子部品Dの電極が所望の荷重で押し当てられるように、各ロータリーピックアップ21の位置と各吸着ノズル212aを押し出すストローク、トルク、及び加減速が個別に調整されている。ソケット11内の接触子11aと当該ソケット11に向かい合う保持手段212の先端との離間距離は、ノズル駆動部212bによる吸着ノズル212aの押出量と電子部品Dの厚みとの和に等しいか、若しくはその和よりも若干短い。
(シャトル)
図6は、シャトル22を示す上面図である。シャトル22は、電子部品Dの載置領域22aを有する載置台である。このシャトル22は、メイン搬送経路を形成するターンテーブル100とロータリーピックアップ21の真下に向いた保持手段212の直下との間を往復する。そして、シャトル22は、ターンテーブル100とロータリーピックアップ21との間でそれぞれ電子部品Dを受け渡す。
このシャトル22は、矩形形状を有する。載置領域22aは、長手方向に沿って複数設けられている。載置領域22aは、ロータリーピックアップ21の数に合わせて例えば一列に8箇所設けられている。載置領域22aには、搬送時の加速によって電子部品Dがズレないように、電子部品Dの周囲を支持する窪み又は突起を設けるようにしてもよい。窪みは、深さ方向に沿った断面が台形で、その断面と直交する断面が矩形の形状を有するようにし、電子部品Dが窪みに滑り込むように収まることで当該電子部品Dの位置ズレが補正されるようにしてもよい。
図7乃至9は、シャトル22の移動機構を示し、図7は上面図、図8は側面図、図9は正面図である。このシャトル22は、ボールネジ221に嵌合するナットを有するスライダ222上に設けられ、ロータリーピックアップ21の真下を向いた保持手段212の列直下まで一直線に移動する。すなわち、ボールネジ221は、駆動軸として、メインテーブルの電子部品Dを受け渡しする箇所からロータリーピックアップ21の直下まで延設されている。ボールネジ221はモータ223に接続されて軸回転可能となっている。スライダ222は、この軸上を摺動可能となっている。
尚、シャトル22の移動機構は、その他の公知の機構により構成可能である。例えば、ボールネジ221の代わりにレールを配設し、スライダ222に車輪とモータ223とを備えてレール上を自走させるようにしてもよい。また、ワイヤを巻回するリールを両端に設け、各ワイヤの一端をスライダ222に固定し、リールの回転によるワイヤの巻き取り及び送り出しによりスライダ222を移動させるようにしてもよい。
本実施形態では、2機のシャトル22がターンテーブル100とロータリーピックアップ21との間を往復する。両シャトル22とも真下を向いた保持手段212の直下を通る共通の移動軌跡Tを有する。そのため、この2機のシャトル22は、上下に拡がる環状の移動軌跡Tを有し、移動の際に互い違いに昇降されて、一方が上側を直線移動し、他方が下側を直線移動することで、高さ方向で立体交差するようになっている。
すなわち、第1に、ボールネジ221は、真下を向いた保持手段212の列を挟んで2本設けられ、それぞれに1機ずつシャトル22が設置されている。また、第2に、シャトル22は、シャトル22の中心線が真下を向いた保持手段212の列と一致するように、スライダ222に取り付けられている。そして、第3に、各スライダ222は、シャトル22を昇降させる昇降手段224を備えている。昇降手段224は、高さ方向に延びるレール224aと、そのレール224a上を摺動可能に挟持する支持部材と、支持部材を昇降させるエアシリンダ(不図示)と、エアシリンダに圧力を供給する圧力供給管224bである。
尚、シャトル22の昇降方法としては、一方のシャトル22については昇降させずに上側のみを直線移動し、他方のシャトル22についてのみ昇降させることで下側のみを直線移動させるようにしてもよい。
[動作]
このようなテストユニット1では、まず、装置の設置のために、ソケット11の各位置に合わせてロータリーピックアップ21の位置調整がなされる。具体的には、各保持手段212の回転軌跡とソケット11とが同一平面に含まれるように、回転軸214に沿って各ロータリーピックアップ21をスライドさせる。
そして動作時においては、まず、ターンテーブル100とシャトル22との間で電子部品Dの交換を行う。1機のシャトル22は、先頭の載置領域22aがターンテーブル100の受渡箇所に位置するように停止し、その後、載置領域22aの形成間隔ピッチ分だけ間欠的に複数回移動する。複数回の移動は、載置領域22aの数から1減じた回数である。
シャトル22には、電気特性のテストが終了した電子部品Dが既に載置されている。最初に、先頭の載置領域22aに載置されている電子部品Dがピックアップされてターンテーブル100に戻され、空となった先頭の載置領域22aには、電気特性のテストを受けるためにターンテーブル100に沿って移動してきた電子部品Dが載置される。シャトル22は、間欠的に1ピッチずつ移動することで、交換した電子部品Dを後段の載置領域22aに順次搭載していく。
電気特性のテストを受ける電子部品Dを搭載したシャトル22は、ターンテーブル100からロータリーピックアップ21の直下へ向かう。一方、テストユニット1による電気特性のテストが終了した電子部品Dを搭載したシャトル22は、ロータリーピックアップ21からターンテーブル100へ向かう。
ロータリーピックアップ21に向かうシャトル22は、ターンテーブル100と電子部品Dを交換する際、昇降手段224によって上昇している。このシャトル22は、昇降手段224によって上昇したまま、上側の移動軌跡Tを辿ってロータリーピックアップ21へ移動する。一方、ターンテーブル100へ向かうシャトル22は、ロータリーピックアップ21との間での電子部品Dの交換を終えた後、昇降手段224によって下降し、下側の移動軌跡Tを辿ってターンテーブル100の受渡箇所まで移動し、昇降手段224によって再び上昇する。このため、2機のシャトル22は、ターンテーブル100とロータリーピックアップ21との間で上下にすれ違う。
シャトル22は、電気特性のテストを受ける電子部品Dを搭載してロータリーピックアップ21の直下まで移動する。このとき、シャトル22は、真下に向いた各保持手段212の真下には各搭載領域が1対1で対応して位置するように停止する。
ロータリーピックアップ21は、直下に位置したシャトル22から電子部品Dを受け取る。真下に向いた保持手段212の吸着ノズル212aは、ノズル駆動部212bによって電子部品Dまで下降し、真空発生装置による負圧の発生によって電子部品Dを吸着する。このとき、吸着ノズル212aの下降量、押し出されるトルク、及び加減速は、ロータリーピックアップ21毎に制御される。電子部品Dを吸着すると、ノズル駆動部212bのロッドによる押圧が解除されることにより、吸着ノズル212aは元の位置に戻る。
一方、真下に向いた保持手段212が電子部品Dを受け取っている際、他の何れかの保持手段212は、保持している電子部品Dのテストが終了するまで、テストユニット1のソケット11に電子部品Dを装着した状態を維持している。
電子部品Dの受け取りとテストとが終了すると、ロータリーピックアップ21の回転体211は1ピッチ回転する。回転体211は、真下に位置した保持手段212が間欠的に1回転する。回転体211が1ピッチ回転する毎に新たな電子部品Dの受け取りとテストとが実行される。
回転体211が間欠的に回転を継続し、真下で電子部品Dを保持した保持手段212がテストユニット1のソケット11に向かい合うと、その保持手段212は、ソケット11に電子部品Dを装着する。ソケット11に向いた保持手段212の吸着ノズル212aは、ノズル駆動部212bによってソケット11まで移動し、電子部品Dを接触子11aに押し付ける。このとき、吸着ノズル212aの下降量、押し出されるトルク、及び加減速は、ロータリーピックアップ21毎に制御される。
テストユニット1は、接触子11aと電極を通じて電子部品Dに試験信号を送信し、電子部品Dから出力される出力信号を受信する。そして、出力信号を解析して、電子部品Dの電圧、電流、及び周波数等の各種の電気特性を測定する。電気特性を測定すると、その測定結果と予め記憶している数値データとを比較し、電子部品Dの良又は不良を判定する。
電気特性のテストが終了すると、ノズル駆動部212bのロッドによる押圧が解除されることにより、吸着ノズル212aは元の位置に戻る。ソケット11に向かい合った保持手段212の吸着ノズル212aが元に戻り、ロータリーピックアップ21の真下で電子部品Dの交換が終了すると、ロータリーピックアップ21は、回転体211を間欠的に回転させる。
電気特性のテストが終了した電子部品Dを保持している保持手段212がロータリーピックアップ21の真下よりも1ピッチ前で停止しているときには、真下に位置した保持手段212がシャトル22から電子部品Dを受け取っている。そして、次の1ピッチの回転によって、1ピッチ前で停止していた保持手段212は、電気特性のテストが終了した電子部品Dを保持しつつ、空となったシャトル22と向かい合う。
電気特性のテストが終了した電子部品Dを保持しつつ、真下に位置した保持手段212は、空となったシャトル22に対して、保持している電子部品Dを受け渡す。真下に向いた保持手段212の吸着ノズル212aは、ノズル駆動部212bによって電子部品Dまで下降し、真空破壊により電子部品Dをシャトル22の載置領域22aへ離脱させる。
電子部品Dを離脱させた保持手段212は、電気特性のテストを受ける電子部品Dを搭載した次のシャトル22を待つ。一方、電気特性のテストが終了した電子部品Dを受け取ったシャトル22は、下側の移動軌跡Tを辿ってターンテーブル100に移動し、ターンテーブル100に電子部品Dを戻す。
[効果]
以上のように、電子部品Dに対して工程処理をするテストユニット1等の後工程処理装置は、メイン搬送経路の外部に外置きとして設けられる。電子部品Dが装着されるソケット11等の処理ステージは、装置本体の側面1aに設けられる。メイン搬送経路と処理ステージとの間で電子部品Dを搬送する搬送手段は、処理ステージが設けられた側面1aの脇を通るように配設される。
そのため、上面に処理ステージを有する後工程処理装置のように、後工程処理装置の上方に分岐搬送経路が延設する必要はなく、門形のフレームで後工程処理装置を囲むことはない。すなわち、メイン搬送経路と処理ステージとの間で電子部品Dを搬送する搬送手段は、処理ステージが設けられた側面1aの脇を通るように配設され、後工程処理装置は、上面、処理ステージが設けられた側面1aと隣接する2面、及び当該側面1aの背面の方向に容易に拡大することができる。従って、後工程処理装置のサイズを容易に変更することができ、処理効率の向上を図ることができるとともに、分岐搬送路を再設計しなくてはならない場面が減って製造コストの増加を防止できる。
また、メイン搬送経路と処理ステージとの間で電子部品Dを搬送する搬送手段は、2種類の保持手段を有する。第1の保持手段は、ロータリーピックアップ21に設けられる吸着ノズル212a等であり、真下を向く第1の角度A1から処理ステージと向かい合う第2の角度A2まで回転し、第1の角度A1で前記電子部品Dを受け渡し、第2の角度A2で処理ステージに電子部品Dを着脱する。第2の保持手段は、シャトル22等であり、メイン搬送経路と第1の保持手段の真下との間を往復し、第1の角度A1に位置した第1の保持手段と電子部品Dを受け渡す。
上面にソケット11を配置していた際には、XYZ方向に移動可能な保持手段を後工程処理装置上に配置することで、ソケット11に電子部品Dを装着することが可能であるが、装置本体の側面1aにソケット11を配置した場合、この保持手段には更にθ方向の回転機構を追加し、保持手段を4軸駆動方式にすることが考えられる。
一方、真下を向く第1の角度A1から処理ステージと向かい合う第2の角度A2まで回転し、第1の角度A1で前記電子部品Dを受け渡すロータリーピックアップ21に設けられる吸着ノズル212a等の回転保持手段を備えるようにすることで、1軸の駆動、すなわちθ方向の回転機構のみで対応が可能となる。そのため、この場合は、この第1の保持手段のモータ数を減少させることができるし、機構が煩雑となるXYZθ方向に移動する保持手段と比べて、第1の保持手段は、簡単な構成とすることができる。従って、製造コストを抑えることが可能となる。
また、第2の保持手段は、第1の保持手段の真下の位置を含む共通の移動軌跡Tを有する複数の載置台を有する。この載置台は、それぞれスライダ222に設けられ、スライダ222は、第1の保持手段の真下を挟んで一直線に平行に延びる一対の軸上をそれぞれ摺動可能となっている。そして、各載置台は昇降手段224によって互い違いに昇降され、上下ですれ違う。
ロータリーピックアップ21に設けられる吸着ノズル212a等の回転保持手段に対して電子部品Dを受け渡すには、その受渡箇所は第1の保持手段が真下を向いた1箇所に制限されてしまう。従って、第2の保持手段の移動軌跡Tを1直線状とした場合には、載置台は1機しか設けられず、電子部品Dの処理効率は低下してしまう。しかしながら、この第2の保持手段によると、少なくとも2機の載置台を同時に稼働させることができるため、1機が回転保持手段と電子部品Dの受け渡しをしているときには、他の機がメイン搬送経路と電子部品Dを受け渡しすることができ、処理効率を高めることができる。
また、ロータリーピックアップ21に設けられる吸着ノズル212a等の第1の保持手段は、回転中心から放射状に複数設けられるようにし、シャトル22等の第2の保持手段から電子部品Dを受け取った後、間欠的に1回転するようにする。
例えば、1本の第1の保持手段を、ソケット11が停止する真下の角度とソケット11と向かい合う角度との間の90度を往復させるようにしてもよいが、ソケット11に電子部品Dを装着しているときには、シャトル22と電子部品Dの受け渡しをすることはできないし、シャトル22と電子部品Dの受け渡しをしているときには、電子部品Dの電気特性を測定することはできない。
しかしながら、第1の保持手段を回転中心から放射状に複数設けることにより、何れかの保持手段がソケット11に電子部品Dを装着しているときに、他の何れかの保持手段はシャトル22と電子部品Dの受け渡しをすることができる。従って、電子部品Dの処理効率は向上する。
また、ロータリーピックアップ21等の第1の保持手段は、ソケット11等の処理ステージの並び方向に沿って複数設けられ、処理ステージ及びシャトル22等の第2の保持手段に対する電子部品Dの移動量、押し付け荷重、又は移動の加減速がそれぞれ個別に制御されるようにした。これにより、ロータリーピックアップ21、シャトル22、及びソケット11の位置のばらつきや、吸着ノズル212aやノズル駆動部212bの動きのばらつきに対応でき、搬送中に電子部品Dにダメージを与えてしまうことを防止できる。また、テストユニット1等の後工程処理装置に対するダメージもコントロール可能となり、後工程処理装置の長寿命化を達成することもできる。
また、ロータリーピックアップ21等の第1の保持手段は、回転軸214に嵌め込まれて分離して複数設けられるようにした。これにより、後工程処理装置の処理ステージの配置ピッチが変わっても、第1の保持手段を交換する必要なく、それぞれ回転軸214に沿ってスライドさせ、処理ステージに向かう合う箇所に位置合わせすることができる。
[適用例]
このテストユニット1を備える電子部品搬送装置について説明する。図10は、電子部品搬送装置を示し、(a)は電子部品搬送装置の側面図であり、(b)はメインの搬送経路を形成する装置の上面図である。
図10に示す電子部品搬送装置のターンテーブル100は、ダイレクトドライブモータ101と接続されて間欠的に回転する。ターンテーブル100には、外周に沿って等間隔で離間した保持手段110が固定されている。その配置間隔は、ターンテーブル100の1ピッチの回転角度と等しい。
ターンテーブル100に固定された保持手段110は、テストユニット1のロータリーピックアップ21と同様に吸着ノズル111とノズル駆動部112により構成され、負圧の発生と真空破壊によって電子部品Dを着脱する。保持手段110の吸着ノズル111は、ターンテーブル100の外周部に取り付けられた支持部によって、その下端をターンテーブル100の下面に突出させるように支持されている。
シャトル22は、この吸着ノズル111と電子部品Dの交換を行う。すなわち、シャトル22は、ターンテーブル100の下方に潜り、吸着ノズル111の停止位置のうちの1箇所で停止する。
ターンテーブル100の周りには、テストユニット1の他に、パーツフィーダ、マーキングユニット、外観検査ユニット、テストコンタクトユニット、分類ソートユニット、姿勢判別ユニット、姿勢補正ユニット、テーピングユニット、不良品排出ユニット等の各工程処理ユニット120が配置される。
これら工程処理ユニット120は、ターンテーブル100を取り囲んで外周方向に等間隔離間して配置される。配置間隔は、ターンテーブル100の1ピッチの回転角度と同一若しくは整数倍に等しい。工程処理ユニット120の配置位置は、メイン搬送用の保持手段110の停止位置と一致する。停止位置には、何れかの搬送処理ユニットの1機が配置される。尚、停止位置Lの数≧工程処理ユニット120の数であれば、これらの数は同数でなくともよく、工程処理ユニット120が配置されない停止位置が存在していてもよい。
パーツフィーダは、電子部品搬送装置に電子部品Dを供給する装置である。このパーツフィーダは、例えば、円形の振動パーツフィーダと直線型の供給振動フィーダとを組み合わせて、ターンテーブル100の外周端直下の搬送経路終端まで多数の電子部品Dを整列させて連続的に搬送する。
マーキングユニットは、電子部品Dに臨んでレーザ照射用のレンズを有し、レーザを電子部品Dに照射してマーキングを行う。
外観検査ユニットは、カメラを有し、電子部品Dを撮影し、画像から電子部品Dの電極形状、表面の欠陥、キズ、汚れ、異物等の有無を検査する。
分類ソートユニットは、電気特性及び外観検査の結果に応じて電子部品Dを不良品と良品とに分類し、そのレベルに応じて分類してシュートする。
姿勢判別ユニットは、カメラを有し、電子部品Dの姿勢を判別する。姿勢補正ユニットは、姿勢判別ユニットが判別した姿勢に応じて、電子部品Dの方向合わせと、保持位置の位置決めを行う。
テーピングユニットは、良品と判定された電子部品Dを収納する。不良品排出ユニットは、テーピング梱包されなかった電子部品Dを電子部品搬送装置から排出する。
このような電子部品搬送装置は、図示しない搬送制御部を備え、ダイレクトドライブモータ101、メイン搬送用の保持手段110、テストユニット1、シャトル22の移動機構、ロータリーピックアップ21の回転機構、及びその他の各種の工程処理ユニット120に電気信号を送出することで、これらの動作タイミングを制御している。すなわち、搬送制御部は、制御プログラムを格納するROM、CPU、及びドライバを備え、制御プログラムに従い、インターフェースを介して各駆動機構に各タイミングで動作信号を出力している。
以上のような電子部品搬送装置においては、ロータリーピックアップ21の保持手段212やメイン搬送用の保持手段110として、真空の発生及び破壊により電子部品Dを吸着及び離脱させる方式に代えて、静電吸着方式、ベルヌーイチャック方式、又は電子部品Dを機械的に挟持するチャック機構を配してもよい。また、テストユニット1を有するものであれば、上記した種類の工程処理ユニット120に限られず、その他の種類の工程処理を実施するユニットと置き換えることが可能であり、また配置順序も適宜変更可能である。
1 テストユニット
1a 側面
11 ソケット
11a 接触子
D 電子部品
2 分岐搬送手段
21 ロータリーピックアップ
211 回転体
212 保持手段
212a 吸着ノズル
212b ノズル駆動部
213 モータ
214 回転軸
A1 第1の角度
A2 第2の角度
22 シャトル
22a 載置領域
221 ボールネジ
222 スライダ
223 モータ
224 昇降手段
224a レール
224b 圧力供給管
T 移動軌跡
100 ターンテーブル
101 ダイレクトドライブモータ
110 保持手段
111 吸着ノズル
112 ノズル駆動部
120 工程処理ユニット

Claims (17)

  1. 各種の工程処理が施される電子部品をメイン搬送経路に沿って搬送する電子部品搬送装置に備えられ、前記電子部品に対して電気特性を検査する電気特性検査装置であって、
    前記メイン搬送経路の外部に設けられた装置本体と、
    前記装置本体の側面に設けられ、前記電子部品が装着されるステージと、
    記ステージが設けられた前記側面の脇を通るように配設され、前記メイン搬送経路と前記ステージとの間で、前記電子部品を搬送する搬送手段と、
    を備えること、
    を特徴とする電気特性検査装置
  2. 前記搬送手段は、
    第1の保持手段と第2の保持手段とを備え、
    前記第1の保持手段は、
    真下を向く第1の角度から前記ステージと向かい合う第2の角度まで回転し、前記第1の角度で前記第2の保持手段と前記電子部品を受け渡し、前記第2の角度で前記ステージに対して前記電子部品を着脱し、
    前記第2の保持手段は、
    前記メイン搬送経路と前記第1の保持手段の真下との間を往復し、前記第1の角度に位置した前記第1の保持手段と前記電子部品を受け渡すこと、
    を特徴とする請求項1記載の電気特性検査装置
  3. 前記第2の保持手段は、
    前記第1の保持手段の真下の位置を挟んで一直線に平行に延びる一対の軸と、
    前記軸上を摺動可能な各スライダと、
    前記各スライダに設けられ、前記第1の保持手段の真下を含む共通の移動軌跡を有する前記電子部品の各載置台と、
    前記各載置台を昇降させる各昇降手段と、
    を備え、
    各載置台は、前記昇降手段によって互い違いに昇降されることで、上下ですれ違うこと、
    を特徴とする請求項2記載の電気特性検査装置
  4. 前記第1の保持手段は、
    回転中心から放射状に複数設けられ、
    前記第2の保持手段から前記電子部品を受け取った後、間欠的に回動しながら1回転すること、
    を特徴とする請求項2又は3記載の電気特性検査装置
  5. 記ステージは、
    前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、
    前記第1の保持手段は、
    記ステージの並び方向に沿って複数設けられ、前記ステージ及び前記第2の保持手段に対する電子部品の移動量、押し付け荷重、又は移動の加減速がそれぞれ個別に制御されること、
    を特徴とする請求項2乃至4の何れかに記載の電気特性検査装置
  6. 記ステージは、
    前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、
    前記第1の保持手段は、
    記ステージの並び方向に沿って配された回転軸に嵌め込まれて分離独立して複数設けられ、
    回転軸に沿ってそれぞれ独立してスライドさせることで、前記ステージが並ぶピッチに合わせて位置調整されること、
    を特徴とする請求項2乃至4の何れかに記載の電気特性検査装置
  7. 電子部品が電気特性検査のために装着されるステージが装置本体の側面に設けられた電気特性検査ユニットに対して、メイン搬送経路から分岐させて前記電子部品を供給する外置きユニット用搬送装置であって、
    前記ステージが設けられた前記側面の脇を通るように配設され、前記メイン搬送経路と前記ステージとの間で、前記電子部品を搬送する搬送手段を有し、
    前記搬送手段は、
    第1の保持手段と第2の保持手段を備え、
    前記第1の保持手段は、
    真下を向く第1の角度から前記ステージと向かい合う第2の角度まで回転し、前記第1の角度で前記第2の保持手段と前記電子部品を受け渡し、前記第2の角度で前記ステージに対して前記電子部品を着脱し、
    前記第2の保持手段は、
    前記メイン搬送経路と前記第1の保持手段の真下との間を往復し、前記第1の角度に位置した前記第1の保持手段と前記電子部品を受け渡すこと、
    を特徴とする外置きユニット用搬送装置。
  8. 前記第2の保持手段は、
    前記第1の保持手段の真下の位置を挟んで一直線に平行に延びる一対の軸と、
    前記軸上を摺動可能な各スライダと、
    前記各スライダに設けられ、前記第1の保持手段の真下を含む共通の移動軌跡を有する前記電子部品の各載置台と、
    前記各載置台を昇降させる各昇降手段と、
    を備え、
    各載置台は、前記昇降手段によって互い違いに昇降されることで、上下ですれ違うこと、
    を特徴とする請求項7記載の外置きユニット用搬送装置。
  9. 前記第1の保持手段は、
    回転中心から放射状に複数設けられ、
    前記第2の保持手段から前記電子部品を受け取った後、間欠的に回動しながら1回転すること、
    を特徴とする請求項7又は8記載の外置きユニット用搬送装置。
  10. 記ステージは、
    前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、
    前記第1の保持手段は、
    記ステージの並び方向に沿って複数設けられ、前記ステージ及び前記第2の保持手段に対する電子部品の移動量、押し付け荷重、又は移動の加減速がそれぞれ個別に制御されること、
    を特徴とする請求項7乃至9の何れかに記載の外置きユニット用搬送装置。
  11. 記ステージは、
    前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、
    前記第1の保持手段は、
    記ステージの並び方向に沿って配された回転軸に嵌め込まれて分離独立して複数設けられ、
    回転軸に沿ってそれぞれ独立してスライドさせることで、前記ステージが並ぶピッチに合わせて位置調整されること、
    を特徴とする請求項7乃至9の何れかに記載の外置きユニット用搬送装置。
  12. 電子部品を搬送しながら各種の工程処理を行う電子部品搬送装置であって、
    前記電子部品のメイン搬送経路と、
    前記メイン搬送経路上に設けられた各種の工程処理を行う工程処理手段と、
    前記工程処理手段とは別に前記メイン搬送経路の外部に設けられて、前記電子部品に対して電気特性の検査を行うユニット本体と、
    前記ユニット本体の側面に設けられ、前記電子部品が装着されるステージと、
    記ステージが設けられた前記側面の脇を通るように配設され、前記メイン搬送経路と前記ステージとの間で、前記電子部品を搬送する分岐搬送手段と、
    を備えること、
    を特徴とする電子部品搬送装置。
  13. 前記電子部品を保持して前記メイン搬送経路に沿って間欠移動するメイン搬送用の保持手段を備え、
    前記分岐搬送手段は、
    第1の保持手段と第2の保持手段を備え、
    前記第1の保持手段は、
    真下を向く第1の角度から前記ステージと向かい合う第2の角度まで回転し、前記第1の角度で前記第2の保持手段と前記電子部品を受け渡し、前記第2の角度で前記ステージに前記電子部品を着脱し、
    前記第2の保持手段は、
    前記第1の保持手段の一停止地点と前記メイン搬送用の保持手段の真下との間を往復し、前記第1の角度に位置した前記第1の保持手段と前記電子部品を受け渡すこと、
    を特徴とする請求項12記載の電子部品搬送装置。
  14. 前記第2の保持手段は、
    前記第1の保持手段の真下の位置を挟んで一直線に平行に延びる一対の軸と、
    前記軸上を摺動可能な各スライダと、
    前記各スライダに設けられ、前記第2の保持手段の真下を含む共通の移動軌跡を有する前記電子部品の各載置台と、
    前記各載置台を昇降させる各昇降手段と、
    を備え、
    各載置台は、前記昇降手段によって互い違いに昇降されることで、上下ですれ違うこと、
    を特徴とする請求項13記載の電子部品搬送装置。
  15. 前記第1の保持手段は、
    回転中心から放射状に複数設けられ、
    前記第2の保持手段から前記電子部品を受け取った後、間欠的に回動しながら1回転すること、
    を特徴とする請求項13又は14記載の電子部品搬送装置。
  16. 記ステージは、
    前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、
    前記第1の保持手段は、
    記ステージの並び方向に沿って複数設けられ、前記ステージ及び前記第2の保持手段に対する電子部品の移動量、押し付け荷重、又は移動の加減速がそれぞれ個別に制御されること、
    を特徴とする請求項13乃至15の何れかに記載の電子部品搬送装置。
  17. 記ステージは、
    前記装置本体の側面に幅方向に複数並べられ、
    前記第1の保持手段は、
    前記処理ステージの並び方向に沿って配された回転軸に嵌め込まれて分離独立して複数設けられ、
    回転軸に沿ってそれぞれ独立してスライドさせることで、前記ステージが並ぶピッチに合わせて位置調整されること、
    を特徴とする請求項13乃至15の何れかに記載の電子部品搬送装置。
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