JP4315954B2 - ワークハンドリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに対して検査、加工、組付け等の所定の処理を施す際に、ワークを保持して搬送及び位置決めするワークハンドリング装置に関し、特に、半導体チップ等のワークに対して検査を施す工程で用いられるワークハンドリング装置に関する。

半導体チップ（ワーク）を検査部に対して搬入及び搬出する従来のハンドリング装置としては、例えば、ワークを搬送する二つの搬送機構、ワークを吸着して二つの搬送機構の搬送方向に対して直交する方向及び鉛直方向に往復動可能な二つのハンドラ等を備え、二つの搬送機構の中央部に配置された検査ソケットと搬送機構との間で、二つのハンドラによりワークを位置決めしつつ搬送するものが知られている（例えば、特開２００２−１４８３０７号公報、特開昭５７−２２５７０号公報）。

また、他のハンドリング装置としては、未検査及び検査済みのワークをそれぞれ載せるトレイを載置する複数のトレイ載置部、トレイ載置部に隣接し一方向にのみ往復動自在に配置された予備加熱部、トレイ載置部と予備加熱部との間でワークを搬送するローダ及びアンローダ、二つのテストヘッド（検査部）と予備加熱部と間で移動してワークを搬送する二つのハンドラ等を備え、予備加熱部がハンドラの移動方向と直交する方向に適宜移動させられて、二つのハンドラが予備加熱部からワークを受け取り又予備加熱部にワークを受け渡すものが知られている（例えば、特開平８−３３４５４８号公報）。

ところで、上記二つの搬送機構及びハンドラを備える従来の装置においては、ワーク又はワークを載せたトレイを搬送する搬送機構を両側に設け、各々の搬送機構（トレイ）と検査ソケットとの間を二つのハンドラだけが移動してワークを搬送する構成であるが故に、各機構の集約化が困難であり、この装置を半導体製造ライン等に設置するには比較的広いスペースが必要であった。
また、トレイ載置部及び予備加熱部を備える従来の装置においては、トレイ載置部と予備加熱部との間でワークを搬送する搬送機構（ローダ及びアンローダ）、予備加熱部とテストヘッドとの間でワークを搬送する搬送機構（ハンドラ）等の如く、複数の搬送機構によってリレー搬送する構成であり、又、トレイ載置部及び予備加熱部等が平面状に配置され、さらに、二つのハンドラはお互いに干渉しない位置に離隔して配置され各々が単に独立して駆動される構成であるが故に、構造が複雑であり、各機構の集約化が困難であり、この装置を半導体製造ライン等に設置するには比較的広いスペースが必要であった。

特開２００２−１４８３０７号公報 特開昭５７−２２５７０号公報 特開平８−３３４５４８号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造の簡略化、各機構の集約化、装置全体として小型化、設置面積の省スペース化、ワークの搬送に要する時間の短縮化等を図り、ワークに対して検査、加工等の処理を効率良く行うことができ、生産性を向上させることができるワークハンドリング装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明のワークハンドリング装置は、ワークを載せるトレイを昇降させるように収容するトレイ収容部と、トレイ収容部から上昇させて供給されたトレイを担持するトレイ担持部と、ワークに対して所定の処理を施す処理部とトレイ担持部に担持されたトレイとの間で移動自在に配置されてワークを搬送するハンドラと、を備えたワークハンドリング装置であって、上記トレイ収容部は、ハンドラの水平移動方向に対して水平に交差する所定方向に配列されると共にそれぞれトレイを昇降させるように形成されたトレイ供給部及びトレイ排出部を含み、上記トレイ担持部は、トレイ収容部の上方において上記所定方向に往復動自在に配置された可動テーブルと、この可動テーブルを所定方向に駆動する機構を含み、可動テーブルは、トレイ収容部から上昇させて供給されたトレイを受け入れると共にワークを上方に向けて露出させるように形成された開口部に位置付けられたトレイを固定する固定機構を含む。
この構成によれば、未処理のワークを載せたトレイが、トレイ収容部のトレイ供給部から上昇させてトレイ担持部である可動テーブルの開口部に供給されて保持され、可動テーブルが所定方向に移動してトレイを所望の位置に位置付け、ハンドラが位置付けられたトレイからワークを受け取って処理部まで搬送する。一方、ハンドラは、処理済みのワークを受け取って処理部から予め移動して位置決めされた可動テーブルの開口部に保持されたトレイに受け渡し、処理済みのワークを載置したトレイは、トレイ排出部に向けて排出される。このように、トレイを保持した可動テーブルとハンドラとをお互いに交差する方向に移動させて所定位置に位置決めした後ワークを搬送するため、ワークに所定の処理（例えば、検査、加工等）を施すためのハンドリングが円滑に行われ、生産性が向上する。
また、トレイ担持部（可動テーブル）は、トレイ収容部の上方においてハンドラの水平移動方向に交差する所定方向に往復動自在に配置されているため、装置が集約化、小型化されて、例えば半導体製造ライン等に設置される際に設置面積の省スペース化を達成でき、又、ハンドラを３次元駆動ではなく２次元駆動にすることもできる。これにより、ハンドラすなわち装置を小型化でき、ハンドラによる搬送距離を短くして搬送に要する時間を短縮化できる。

上記構成をなす装置において、開口部は、トレイ供給部及びトレイ排出部に少なくとも対応するべく上記所定方向（ハンドラの水平移動方向に対して水平に交差する所定方向）に複数配列して形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、未処理のワークを載せていたトレイを、一連の流れの中で置き替えて処理済みのワークを載せるトレイとして用いることができるため、トレイ収容部にはワークの供給及び排出に要する必要最小限のトレイが収容されればよく、それ故に、トレイを収容するスペースを狭くでき、装置を小型化できる。

上記構成をなす装置において、ハンドラは、処理部を挟んで上記所定方向に離隔するように配置された一対のハンドラからなり、一対のハンドラは、それぞれ、ハンドラの水平移動方向に移動自在に設けられた第１可動部と、第１可動部に保持され上下方向に移動自在に設けられた第２可動部と、第２可動部に連結され水平面内において回動可能に設けられた関節型アームと、関節型アームの先端に設けられたワーク保持部を含み、一対のハンドラの一方の関節型アームと他方の関節型アームは、お互いに対向するように配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、一対のハンドラは、それぞれ、関節型アームでワークを保持して適宜回転しつつ、第１可動部及び第２可動部の移動により二次元的に移動して、ワークをトレイから処理部へ又は処理部からトレイへ搬送することができる。特に、一対のハンドラが関節型アームを含むため、両者がお互いに干渉しないように関節型アームの動作（屈曲又は回転動作）を適宜制御して、ワークを効率良く搬送することができる。その結果、搬送時間（ハンドリングに要する時間）を短縮でき、生産性が向上する。

上記構成をなす装置において、一対のハンドラの一方の関節型アームと他方の関節型アームは、上記所定方向に方向付けたとき、お互いにオーバラップするように配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、一対のハンドラがお互いに干渉しないように関節型アームの動作を制御することを前提に、可動テーブルの往復動方向において一対のハンドラをより近づけて配置（集約化）できるため、装置をさらに小型化できる。

上記構成をなす装置において、トレイ収容部は、トレイ供給部に隣接して配置されたトレイストック部を含み、トレイストック部は、トレイをトレイ供給部に向けて押し出す機構を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、トレイストック部にストックされた未処理のワークを載置したトレイを、隣接して配置されたトレイ供給部に向けて押し出すことができる。

上記構成をなす装置において、トレイストック部は、押し出されるトレイの上方に位置するトレイを保持するチャック機構を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、トレイストック部からトレイ供給部に向けてトレイを押し出す際に、押し出されるトレイの上方にあるトレイをチャック機構により保持することで、積層された状態にあるトレイのうち、下側のトレイを円滑に押し出すことができる。

図１は、本発明に係るワークハンドリング装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
図２は、本発明に係るワークハンドリング装置の一部をなすトレイ収容部及びトレイ担持部を示す部分斜視図である。
図３は、本発明に係るワークハンドリング装置の一部を正面から見た模式図である。
図４は、本発明に係るワークハンドリング装置の一部をなすトレイ担持部を示す平面図である。
図５は、本発明に係るワークハンドリング装置の一部をなすハンドラを示す部分斜視図である。
図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃ，図６Ｄは、未処理のワークを載せたトレイをトレイ担持部に供給する動作を示す動作図である。
図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃ，図７Ｄは、処理済みのワークを載せたトレイをトレイ担持部から排出する動作を示す動作図である。
図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃ，図８Ｄは、処理済みのワークを載せるための空のトレイをトレイ担持部に供給する動作を示す動作図である。
図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃ，図９Ｄは、ワークが全て取り出されて空になったトレイを一時的に停留させるためにトレイ担持部から排出する動作を示す動作図である。

以下 本発明の最良の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。尚、この実施形態においては、ワークとして半導体チップが採用され、処理部として半導体チップの電気的特性を検査処理するソケットをもつ検査部が採用されている。
このワークハンドリング装置は、図１に示すように、ワークＷを載せるトレイＴを収容するトレイ収容部１０、トレイ収容部１０の上方に配置されて供給されたトレイＴを担持するトレイ担持部２０、ワークＷに対して検査処理を施す処理部としての検査部３０、トレイ担持部２０に担持されたトレイＴと検査部３０との間を移動自在に配置されてワークＷを搬送するハンドラ４０等を備えている。

トレイ収容部１０は、図１ないし図３に示すように、それぞれ隣接して水平方向（Ｘ方向）に配列された、トレイストック部１１、トレイ供給部１２、トレイ停留部１３、二つのトレイ排出部１４，１５を備えている。
トレイストック部１１は、ワークＷを載せたトレイＴを取り囲むと共に前方に開口する側壁１１ａ、積み重ねられた複数のトレイＴを載置して鉛直方向Ｚに昇降する昇降テーブル１１ｂ、昇降テーブル１１ｂを昇降駆動する駆動機構１１ｃ、積層された最下部のトレイＴをトレイ供給部１２に向けて押し出すプッシュロッド１１ｄ、プッシュロッド１１ｄを駆動する駆動機構１１ｅ、トレイＴの側面を挟持して固定する一対のチャック機構１１ｆ等により形成されている。
側壁１１ａには、図３に示すように、昇降テーブル１１ｂが最下端に位置する状態で、プッシュロッド１１ｄを挿通させる開口部１１ａ´、プッシュロッド１１ｄにより押されたトレイＴをトレイ供給部１２に向けて通す開口部１１ａ´´が形成されている。
一対のチャック機構１１ｆは、側壁１１ａに設けられて、昇降テーブル１１ｂが所定高さだけ上昇した状態で、二段目の（最下部のトレイＴの直上にある）トレイＴを挟持して一時的に保持するようになっている。
ここで、駆動機構１１ｃとしては、空気圧式又は油圧式のシリンダ駆動機構あるいは電動アクチュエータ等が採用され、駆動機構１１ｅとしては、電動アクチュエータ（例えば、モータ）、空気圧式のシリンダ駆動機構等が採用される。

トレイ供給部１２は、図２及び図３に示すように、トレイＴを取り囲むと共に前方に開口しかつ上方に開口する側壁１２ａ、トレイＴを載置した状態で鉛直方向Ｚに昇降し得る昇降テーブル１２ｂ、昇降テーブル１２ｂを昇降駆動する駆動機構１２ｃ等により形成されている。駆動機構１２ｃとしては、空気圧式又は油圧式のシリンダ駆動機構、あるいは、電動アクチュエータ等が採用される。
そして、トレイ供給部１２においては、トレイストック部１１から押し出されたトレイＴが昇降テーブル１２ｂに載置されると、駆動機構１２ｃにより昇降テーブル１２ｂを上昇させ、トレイ担持部２０（後述する可動テーブル２１）にトレイＴを供給する。

トレイ停留部１３は、図２及び図３に示すように、トレイＴを取り囲むと共に前方に開口しかつ上方に開口する側壁１３ａ、トレイＴを載置した状態で鉛直方向Ｚに昇降し得る昇降テーブル１３ｂ、昇降テーブル１３ｂを昇降駆動する駆動機構１３ｃ等により形成されている。駆動機構１３ｃとしては、電動アクチュエータ等が採用される。
そして、トレイ停留部１３においては、昇降テーブル１３ｂが上昇した状態で、空になったトレイＴをトレイ担持部２０（後述する可動テーブル２１）から受け取り、駆動機構１３ｃにより昇降テーブル１３ｂを下降させて一時的にトレイＴを停留させ、その後所定のタイミングで、駆動機構１３ｃにより昇降テーブル１３ｂを上昇させ、トレイ担持部２０（後述する可動テーブル２１）に再びトレイＴを供給する。

トレイ排出部１４，１５は、図２及び図３に示すように、トレイＴを取り囲むと共に前方に開口しかつ上方に開口する側壁１４ａ，１５ａ、トレイＴを載置した状態で鉛直方向Ｚに昇降し得る昇降テーブル１４ｂ，１５ｂ、昇降テーブル１４ｂ，１５ｂを昇降駆動する駆動機構１４ｃ，１５ｃ等により形成されている。駆動機構１４ｃ，１５ｃとしては、電動アクチュエータ等が採用される。
そして、トレイ排出部１４，１５においては、昇降テーブル１４ｂ，１５ｂが上昇して、検査済みのワークＷを載せたトレイＴをトレイ担持部２０（後述する可動テーブル２１）から受け取り、駆動機構１４ｃ，１５ｃにより昇降テーブル１４ｂ，１５ｂを下降させて、トレイＴが所定個数だけ積み重ねられるまでその場所に保持する。
ここで、トレイ排出部１４，１５は、異なる種類のワークＷ毎にトレイＴを分類して取り出すために使い分けられ、あるいは、同種のワークＷであっても積層されたトレイＴの状態に応じて使い分けられる。

トレイ担持部２０は、図１ないし図４に示すように、略矩形形状をなし、トレイ収容部１０の上方に配置された可動テーブル２１、上板５０に固定され可動テーブル２１をＸＹ平面上のＸ方向に往復動自在に支持する２本のガイド２２、可動テーブル２１に連結されたリードスクリュー２３、上板５０に固定されリードスクリュー２３を回転駆動するモータ２４等を備えている。
このように、トレイ収容部１０の上方にトレイ担持部２０が配置されるため、両者が平面状に隣接して配置される場合に比べて装置が集約化され、小型化される。したがって、この装置を半導体製造ラインの設置する場合、設置面積を省スペース化できる。

可動テーブル２１は、図２ないし図４に示すように、矩形形状の輪郭をなすように形成され、Ｘ方向に隣接して配列された３つの開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、開口部２１ｂに対しＹ方向に隣接して配置された１つの開口部２１ｄ、それぞれの開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの両端部に配置された固定機構２１ｅ，２１ｅ´、リードスクリュー２３が螺合されるナット部２１ｆ等を備えている。

開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、図３に示すように、下方から供給されたトレイＴを受け入れると共に位置決めするように、下側がトレイＴの寸法よりも幅広くかつ上側がトレイＴの寸法よりも幅狭く形成されている。開口部２１ｄは、上方から供給されたトレイＴを受け入れると共に担持するように、上側がトレイＴの寸法よりも幅広くかつ下側がトレイＴの寸法よりも幅狭く形成されている。
そして、開口部２１ａには、未検査のワークＷを載せたトレイＴが供給されて位置付けられ、開口部２１ｂ，２１ｃには、検査済みのワークＷを載せるための空のトレイＴが供給されて位置付けられ、開口部２１ｄには、不良品とみなされたワークＷを載せるトレイＴが位置付けられるようになっている。

固定機構２１ｅは、それぞれの開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに位置付けられたトレイＴを固定するものである。固定機構２１ｅとしては、例えば、トレイＴが開口部２１ａ〜２１ｃに位置付けられたことをセンサ等により検出しその検出信号に基づいてトレイＴを両側から挟持（クランプ）し、又、昇降テーブル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂが所定の位置まで上昇してトレイＴを保持したことをセンサ等により検出しその検出信号に基づいてトレイＴの挟持（クランプ）を解除し得る電磁駆動型のクランプ機構（例えば、出没自在な挟持片、又は、出没自在なロッド等を備える機構）等が採用される。
尚、固定機構２１ｅとして、トレイＴの開口部２１ａ〜２１ｃへの位置付けに連動して機械的に作動しトレイＴを挟持し得ると共に、昇降テーブル１２ｂ〜１５ｂの上昇に連動してトレイＴの挟持状態を解除し得るような機械式のロックレバー等を採用してもよい。
固定機構２１ｅ´は、トレイＴが開口部２１ｄに位置付けられたことをセンサ等により検出して挟持する前述同様のクランプ機構、あるいは、手動にて固定及びその解除を行う固定片等が採用される。
すなわち、トレイ担持部２０においては、モータ２４がリードスクリュー２３を回転させると、可動テーブル２１がＸ方向の所望の位置に移動して、開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃがそれぞれ、トレイ供給部１２、トレイ停留部１３、トレイ排出部１４，１５のいずれかの直上に位置付けられるようになっている。

処理部としての検査部３０は、図１及び図５に示すように、Ｙ方向において可動テーブル２１よりも奥側に配置されており、上板５０から露出した状態となっている。検査部３０は、２つのワークＷ（半導体チップ）を同時に接続するソケット３１を有し、ワークＷがソケット３１にセット（挿入）されると、自動的に所定の電気的特性を満たすか否かの検査を行う。

一対のハンドラ４０，４０´は、図１、図３、図５に示すように、可動テーブル２１の往復動方向（Ｘ方向）において検査部３０を略中央に挟むように、すなわち、検査部３０の中心を通るＹ方向の直線Ｌに対して線対称となるように、上板５０上に配置されている。
ハンドラ４０，４０´は、それぞれＹ方向に伸長するガイド４１，４１´、ガイド４１，４１´の内部空間においてＹ方向に伸長して配置されたリードスクリュー４２，４２´、リードスクリュー４２，４２´に螺合されてＹ方向に移動自在な第１可動部４３，４３´、第１可動部４３，４３´に保持されＺ方向に移動自在な第２可動部４４，４４´、第２可動部４４，４４´に連結されて水平面（ＸＹ面）内で回動可能な関節型アーム４５，４５´、関節型アーム４５，４５´の先端に設けられワークＷを保持し又解放し得るワーク保持部４６，４６´等を備えている。

また、ハンドラ４０，４０´は、リードスクリュー４２，４２´を介して第１可動部４３，４３´を駆動する電動アクチュエータ４７ａ，４７ａ´、第２可動部４４，４４´を駆動する電動アクチュエータ４７ｂ，４７ｂ´、関節型アーム４５，４５´を回転駆動する電動アクチュエータ４７ｃ，４７ｃ´、ワーク保持部４６，４６´を駆動する電動アクチュエータ４７ｄ，４７´等を備えている。
さらに、一対のハンドラ４０，４０´は、それぞれの関節型アーム４５，４５´を可動テーブル２１の往復動方向（Ｘ方向）に伸長した状態で、お互いにオーバラップするように配置されている。すなわち、関節型アーム４５，４５´を採用しているが故に、適宜Ｒ方向に回転させて両者の干渉を防止させつつ、Ｙ方向に移動させることができるため、Ｘ方向において一対のハンドラ４０，４０´をより近づけて配置することができ（両者を集約化でき）、装置を小型化できる。

上記一対のハンドラ４０，４０´においては、電動アクチュエータ４７ａ，４７ａ´及びリードスクリュー４２，４２´により第１可動部４３，４３´及び第２可動部４４，４４´を介して、関節型アーム４５，４５´が、Ｙ方向に移動させられる。また、電動アクチュエータ４７ｂ，４７ｂ´により第２可動部４４，４４´を介して、関節型アーム４５，４５´がＺ方向に昇降させられる。また、電動アクチュエータ４７ｃ，４７ｃ´により関節型アーム４５，４５´がＸＹ平面内を回動させられる。さらに、電動アクチュエータ４７ｄ，４７ｄ´により、ワーク保持部４６，４６´が、トレイＴからワークＷを取り出して保持し又保持したワークＷを解放してトレイＴに戻すように駆動される。

ここで、一対のハンドラ４０，４０´が、可動テーブル２１に担持されたトレイＴから未検査のワークＷを受け取る際及びトレイＴに検査済みのワークＷを受け渡す際に、対象となるトレイＴを、Ｘ方向における二つのガイド４１，４１´の略中間位置に（すなわち、図５に示す直線Ｌの近傍に）位置付けるように、可動テーブル２１が駆動される。
また、一対のハンドラ４０，４０´が、検査部３０との間でワークＷの受け渡し及び受け取りを行う際に、図５に示すように、一方のハンドラ４０´（４０）がワークＷを検査部３０にセットしている場合、他方のハンドラ４０（４０´）は、ワークＷを保持した後に関節型アーム４５´（４５）に干渉しないように関節型アーム４５（４５´）を回転させつつ奥側に移動させられて待機するように駆動される。
このように駆動されることで、一対のハンドラ４０，４０´（関節型アーム４５，４５´）は、お互いに干渉しないように最短距離を移動して、ワークＷの受け取り及び受け渡しを行えるため、ワークＷを効率良く搬送（ハンドリング）することができ、それ故に搬送時間（ハンドリングに要する時間）を短縮化でき、生産性が向上する。

次に、この実施形態に係るワークハンドリング装置の動作について、図５、図６Ａないし図９Ｄを参照しつつ説明する。尚、この動作において、昇降テーブル１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂは、駆動機構１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃによりそれぞれ昇降駆動され、プッシュロッド１１ｄは駆動機構１１ｅにより出没駆動され、ハンドラ４０，４０´は電動アクチュエータ４７ａ，４７ａ´〜４７ｄ、４７ｄ´により二次元的に駆動される。

先ず、トレイＴの供給動作について図６Ａないし図６Ｄを参照しつつ説明すると、トレイ収容部１０のトレイストック部１１に対して、作業者が、未検査のワークＷを載せた複数のトレイＴを積層して載置する。
次に、図６Ａに示すように、昇降テーブル１１ｂが若干上昇すると、図６Ｂに示すように、一対のチャック機構１１ｆが下側から二段目のトレイＴを挟持して固定すると同時に、昇降テーブル１１ｂが元の休止位置まで下降し、プッシュロッド１１ｄが突出して、最下部に位置するトレイＴをトレイ供給部１２に向けて押し出す。

押出しが完了すると、図６Ｃに示すように、プッシュロッド１１ｄは没入して元の休止位置に戻り、続いて、開口部２１ａがトレイ供給部１２の直上に位置するように、可動テーブル２１が位置決めされた状態において、昇降テーブル１２ｂは押し出されたトレイＴを保持して上昇し始めると共に、昇降テーブル１１ｂが上昇して二段目以上の残りのトレイＴを保持する。そして、一対のチャック機構１１ｆによる挟持状態が解除され、昇降テーブル１１ｂは休止位置に向けて再び下降し始める。

そして、図６Ｄに示すように、昇降テーブル１２ｂがトレイＴを可動テーブル２１の開口部２１ａに位置付けると同時に、固定機構２１ｅがトレイＴを固定する。一方、昇降テーブル１１ｂは所望のタイミングで休止位置に戻り待機する。その後、昇降テーブル１２ｂは下降して元の休止位置に戻る。
これにより、未検査のワークＷを載せたトレイＴをトレイ担持部２０（可動テーブル２１）に供給する動作が終了する。

トレイ担持部２０（可動テーブル２１）へのトレイＴの供給が完了すると、モータ２４及びリードスクリュー２３を介して、可動テーブル２１がＸ方向右側に移動し、開口部２１ａに位置するトレイＴが、図５に示す直線Ｌの近傍（略中央位置）に位置付けられる。そして、一方のハンドラ４０（４０´）が、Ｙ方向前方に移動して、開口部２１ａに位置するトレイＴから未検査のワークＷを取り出して保持し、Ｙ方向に奥側に向けて関節型アーム４５（４５´）を回転（屈曲）させつつ他方の関節型アーム４５´（４５）の後方に移動し、図５に示す状態で待機する。

一方、検査が完了したワークＷを保持するハンドラ４０´（４０）はＹ方向前方に移動し始めると共に、待機中のハンドラ４０（４０´）は検査部３０の直上に移動して所定の位置まで下降し、未検査のワークＷをソケット３１にセットする。また、可動テーブル２１はＸ方向左側に移動して、開口部２１ｂに位置するトレイＴ又は開口部２１ｃに位置するトレイＴが略中央位置（図５に示す直線Ｌの近傍）に位置付けられる。その後、ハンドラ４０´（４０）は、保持した検査済みのワークＷを略中央に位置付けられたトレイＴに受け渡す。

そして、可動テーブル２１がＸ方向右側に移動して、開口部２１ａに位置するトレイＴが再び略中央位置（図５に示す直線Ｌの近傍）に位置付けられ、ハンドラ４０´（４０）は、未検査のワークＷをトレイＴから取り出して保持し、前述したハンドラ４０（４０´）と同様に、Ｙ方向の奥側に向けて関節型アーム４５´（４５）を回転（屈曲）させつつ他方の関節型アーム４５（４５´）の後方に移動して待機する。検査処理を行うためのハンドリングとしては、上記の動作が繰り返される。
尚、上記一連の動作において、検査により不良のワークＷが検出された場合は、ハンドラ４０（４０´）は開口部２１ｄに位置するトレイＴにそのワークＷを受け渡し、その後は前述同様に、開口部２１ａに位置するトレイＴ上の未検査のワークＷを受け取るように移動する。

このように、一対のハンドラ４０，４０´が可動テーブル２１に担持されたトレイＴから未検査のワークＷを受け取る際に又はトレイＴに検査済みのワークＷを受け渡す際に、一対のハンドラ４０，４０´の略中間位置（直線Ｌの近傍）に対象となるトレイＴを位置付けるように可動テーブル２１が駆動されるため、一対のハンドラ４０，４０´は、最短距離を移動してワークＷの受け取り及び受け渡しを行えるため、搬送時間（ハンドリングに要する時間）を短縮でき、生産性が向上する。

次に、検査済みのワークＷを載せたトレイＴを排出する動作について、図７Ａないし図７Ｄを参照しつつ説明する。尚、ここでは、開口部２１ｃに担持されたトレイＴが検査済みのワークＷで満たされ、このトレイＴがトレイ排出部１５に向けて排出される場合の動作を説明する。
先ず、図７Ａに示すように、可動テーブル２１は、開口部２１ｃがトレイ排出部１５の直上に位置するように、Ｘ方向右側に移動して位置決めされる。
次に、図７Ｂに示すように、昇降テーブル１５ｂが、開口部２１ｃに位置するトレイＴに向けて上昇し始め、図７Ｃに示すように、トレイＴの直下に到達する。と同時に、センサの検出信号により固定機構２１ｅがトレイＴの挟持状態を解除し、トレイＴは昇降テーブル１５ｂ上に保持される。

その後、昇降テーブル１５ｂは、検査済みのワークＷを載せたトレイＴを保持した状態で、図７Ｄに示すように下降し始め、元の休止位置に戻る。尚、昇降テーブル１５ｂは、トレイＴが所定の高さに積層されるまで、複数のトレイＴを保持した状態に維持され、その後、作業者がこれら積層された複数のトレイＴをトレイ排出部１５から取り出す。
開口部２１ｂに位置するトレイＴがトレイ排出部１５に向けて排出される場合は、可動テーブル２１がさらにＸ方向右側に移動して、開口部２１ｂがトレイ排出部１５の直上に位置付けられた後、前述同様の排出動作が行われ、開口部２１ｂ，２１ｃに位置するトレイＴがトレイ排出部１４に向けて排出される場合は、可動テーブル２１が適宜Ｘ方向に移動して、開口部２１ｂ，２１ｃがトレイ排出部１４の直上に位置付けられた後、前述同様の排出動作が行われる。

次に、トレイ停留部１３に停留（収容）された空のトレイＴを、トレイ担持部２０（可動テーブル２１）の開口部２１ｃに供給する動作について、図８Ａないし図８Ｄを参照しつつ説明する。
先ず、図８Ａに示すように、可動テーブル２１は、開口部２１ｃがトレイ停留部１３の直上に位置するように、Ｘ方向左側に移動して位置決めされる。
次に、図８Ｂに示すように、空のトレイＴを保持した昇降テーブル１３ｂが、開口部２１ｃに向けて上昇し始める。そして、図８Ｃに示すように、昇降テーブル１３ｂが所定の高さまで上昇して、最上部のトレイＴを可動テーブル２１の開口部２１ｃに位置付けると同時に、センサの検出信号により固定機構２１ｅがトレイＴを固定する。

その後、昇降テーブル１３ｂは、図８Ｄに示すように下降し始め、元の休止位置に戻る。これにより、トレイ担持部２０（可動テーブル２１）への空のトレイＴの供給動作が完了する。
ここで、可動テーブル２１の開口部２１ｂに向けて空のトレイＴが供給される場合は、可動テーブル２１がＸ方向右側に移動して、開口部２１ｂがトレイ停留部１３の直上に位置付けられた後、前述同様の供給動作が行われる。

次に、未検査のワークＷが全て取り出されて空になったトレイＴを、トレイ停留部１３に向けて一時的に停留させるための排出動作（停留動作）について、図９Ａないし図９Ｄを参照しつつ説明する。
先ず、図９Ａに示すように、可動テーブル２１は、開口部２１ａがトレイ停留部１３の直上に位置するように、Ｘ方向右側に移動して位置決めされる。
続いて、図９Ｂに示すように、昇降テーブル１３ｂが、開口部２１ａに位置する空のトレイＴに向けて上昇し始め、図９Ｃに示すように、トレイＴの直下に到達する。と同時に、センサの検出信号により固定機構２１ｅがトレイＴの挟持状態を解除し、トレイＴは昇降テーブル１３ｂ上に保持される。

その後、昇降テーブル１３ｂは、受け渡された空のトレイＴを保持した状態で、図９Ｄに示すように下降し始め、元の休止位置に戻る。
そして、空のトレイＴが可動テーブル２１から排出されると、続けて、前述の図６Ａないし図６Ｄに示すように、開口部２１ａに対して、未検査のワークＷを載せたトレイＴを供給する動作が行われる。
上記一連のハンドリング（供給動作、ワークＷの搬送、排出動作、停留動作）は、ワークＷの検査を続けるにあたって、円滑に連続的に繰り返されるため、半導体製造ラインでの生産性が向上する。

ここでは、トレイＴの供給動作、排出動作、及び停留動作と、ハンドラ４０，４０´のハンドリング（搬送動作）とを別々に説明したが、トレイ収容部１０と可動テーブル２１との間でのトレイＴの供給動作又は排出動作が、ハンドラ４０，４０´が可動テーブル２１に担持されたトレイＴからワークＷを受け取る動作又はトレイＴにワークＷを受け渡す動作と略同時に行われるようにしてもよい。これによれば、各々の動作と動作との間の待機時間が解消されて、全体のハンドリングに要する時間をさらに短縮でき、生産性がさらに向上する。

上記実施形態においては、トレイ担持部２０（可動テーブル２１）をトレイ収容部１０の上方に配置する構成を示したが、これに限定されるものではなく、トレイ収容部の下方にトレイ担持部（可動テーブル）を配置し、又、トレイ収容部において、鉛直方向に往復動すると共にトレイＴを把持して保持し得る把持アーム等を設け、上方から可動テーブルに向けて未検査のワークＷを載せたトレイＴを供給するべく把持アームを下降させ、又、検査済みのワークＷを載せたトレイＴを上方に向けて排出及び停留させるべく把持アームを上昇させる構成を採用してもよい。
また、可動テーブル２１は、ハンドラ４０，４０´の移動方向（Ｙ方向）に直交するＸ方向に往復動自在に形成される場合を示したが、直交（直角）以外の角度で交差する方向に往復動自在に形成されてもよい。

上記実施形態においては、トレイ収容部１０において、二つのトレイ排出部１４，１５を採用したが、これに限定されるものではなく、一つ又は三つ以上のトレイ排出部を採用してもよく、又、トレイストック部１１、トレイ供給部１２、トレイ停留部１３についても、一つに限定されるものではなく、二つ以上採用してもよい。
上記実施形態においては、トレイ担持部２０を構成する可動テーブル２１に対して、未検査のワークＷを載せたトレイＴを保持するための一つの開口部２１ａ、検査済みのワークＷを載せるトレイＴを保持するための二つの開口部２１ｂ，２１ｃを設けたが、これに限定されるものではなく、各々それ以外の個数の開口部を設ける構成を採用してもよい。

上記構成においては、可動テーブル２１にトレイＴを固定するために、開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの短辺側にそれぞれ一対の固定機構２１ｅ，２１ｅ´を設けた構成を示したが、これに限定されるものではなく、開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの長辺側にそれぞれ一対又は二対の固定機構２１ｅ，２１ｅ´を設ける構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、ワークＷとして半導体チップを示したが、これに限定されるものではなく、その他の電子部品あるいは機械部品等をハンドリングの対象としてもよく、又、ワークＷに施す処理及び処理部として、電気的特性の検査及び検査部３０を示したが、これに限定されるものではなく、ワークに対して切削、塗装等の加工、あるいは、部品の組付け等の如く、その他の処理を施す処理部に対して、本発明の装置を適用してもよい。
また、上記実施形態においては、装置に対して処理部（検査部３０）を含める構成を示したが、処理部（検査部３０）そのものは本発明の構成要素ではなく、本発明の装置が所定の処理部に対して適用されるようになっていればよい。

以上述べたように、本発明のワークハンドリング装置によれば、ワークを載せるトレイを収容するトレイ収容部の上方又は下方に、トレイ収容部から供給されたトレイを担持するトレイ担持部を配置し、トレイ担持部に、処理部とトレイ担持部に担持されたトレイとの間で移動自在に配置されてワークを搬送するハンドラの往復動方向に対して交差する方向に往復動自在に可動テーブルを設けたことにより、ワークに処理を施すためのハンドリングが円滑に行われ、生産性が向上する。
特に、トレイ担持部をトレイ収容部に対して上下方向に配列したことにより、装置が集約化、小型化されて、設置面積の省スペース化を達成できる。また、トレイ担持部（可動テーブル）は所定方向に往復動自在であるため、ハンドラを３次元駆動ではなく２次元駆動にすることもでき、ハンドラを小型化でき、ハンドラによる搬送距離を短くして、搬送時間の短縮化を達成できる。

以上述べたように、本発明のワークハンドリング装置は、ワークに対して検査、加工、組付け等の所定の処理を施す際に、ワークの搬送及び位置決め等を必要とする分野であれば、半導体製造の分野は勿論のこと、自動車あるいはその部品の生産ライン、電子機器あるいはその部品の生産ライン、その他の機械あるいは電子部品関連等の分野においても有用である。

Ｗ ワーク
Ｔ トレイ
Ｙ ハンドラの水平移動方向
Ｘ 可動テーブルの往復動方向（所定方向）
Ｚ 鉛直方向（上下方向）
１０ トレイ収容部
１１ トレイストック部
１１ａ 側壁
１１ｂ 昇降テーブル
１１ｃ 駆動機構
１１ｄ プッシュロッド
１１ｅ 駆動機構
１１ｆ 一対のチャック機構
１２ トレイ供給部
１２ａ 側壁
１２ｂ 昇降テーブル
１２ｃ 駆動機構
１３ トレイ停留部
１３ａ 側壁
１３ｂ 昇降テーブル
１３ｃ 駆動機構
１４，１５ トレイ排出部
１４ａ，１５ａ 側壁
１４ｂ，１５ｂ 昇降テーブル
１４ｃ，１５ｃ 駆動機構
２０ トレイ担持部
２１ 可動テーブル
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 開口部
２１ｅ，２１ｅ´ 固定機構
２１ｆ ナット
２２ ガイド
２３ リードスクリュー
２４ モータ
３０ 検査部（処理部）
４０，４０´ 一対のハンドラ
４１，４１´ ガイド
４２，４２´ リードスクリュー
４３，４３´ 第１可動部
４４，４４´ 第２可動部
４５，４５´ 関節型アーム
４６，４６´ ワーク保持部
４７ａ，４７ａ´ 電磁アクチュエータ
４７ｂ，４７ｂ´ 電磁アクチュエータ
４７ｃ，４７ｃ´ 電磁アクチュエータ
４７ｄ，４７ｄ´ 電磁アクチュエータ

Claims (6)

1. ワークを載せるトレイを昇降させるように収容するトレイ収容部と、前記トレイ収容部から上昇させて供給されたトレイを担持するトレイ担持部と、ワークに対して所定の処理を施す処理部と前記トレイ担持部に担持されたトレイとの間で移動自在に配置されてワークを搬送するハンドラと、を備えたワークハンドリング装置であって、
   前記トレイ収容部は、前記ハンドラの水平移動方向に対して水平に交差する所定方向に配列されると共にそれぞれトレイを昇降させるように形成されたトレイ供給部及びトレイ排出部を含み、
   前記トレイ担持部は、前記トレイ収容部の上方において前記所定方向に往復動自在に配置された可動テーブルと、前記可動テーブルを前記所定方向に駆動する機構を含み、
   前記可動テーブルは、前記トレイ収容部から上昇させて供給されたトレイを受け入れると共にワークを上方に向けて露出させるように形成された開口部に位置付けられたトレイを固定する固定機構を含む、
   ことを特徴とするワークハンドリング装置。
2. 前記開口部は、前記トレイ供給部及びトレイ排出部に少なくとも対応するべく前記所定方向に複数配列して形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のワークハンドリング装置。
3. 前記ハンドラは、前記処理部を挟んで前記所定方向に離隔するように配置された一対のハンドラからなり、
   前記一対のハンドラは、それぞれ、前記水平移動方向に移動自在に設けられた第１可動部と、前記第１可動部に保持され上下方向に移動自在に設けられた第２可動部と、前記第２可動部に連結され水平面内において回動可能に設けられた関節型アームと、前記関節型アームの先端に設けられたワーク保持部を含み、
   前記一対のハンドラの一方の関節型アームと他方の関節型アームは、お互いに対向するように配置されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワークハンドリング装置。
4. 前記一対のハンドラの一方の関節型アームと他方の関節型アームは、前記所定方向に方向付けたとき、お互いにオーバラップするように配置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のワークハンドリング装置。
5. 前記トレイ収容部は、前記トレイ供給部に隣接して配置されたトレイストック部を含み、
   前記トレイストック部は、トレイを前記トレイ供給部に向けて押し出す機構を含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一つに記載のワークハンドリング装置。
6. 前記トレイストック部は、押し出されるトレイの上方に位置するトレイを保持するチャック機構を含む、
   ことを特徴とする請求項５に記載のワークハンドリング装置。

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