JP4315954B2 - ワークハンドリング装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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WO2004086495A1 (ja) | 2004-10-07 |
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