JP4354204B2 - Parts testing equipment - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップ等に代表される電子部品の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、例えば特開平１１−３３３７７５号公報に開示されるような装置がある。
【０００３】
この装置は、まず、トレイに収納された試験前の部品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する。次に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バッファ装置上の部品を吸着してテストヘッドまで移送し、テストヘッドに部品を押し付けて、テストヘッドと部品を電気的に接触させることにより部品が正常であるか否かの試験を行う。そして試験後は、第２搬送装置によりテストヘッドから第２バッファ装置に部品を移載して、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部品を移し替えるように構成されている。
【０００４】
また、このような装置に使用するノズル部材は、一般的に、ノズル保持部と、部品を吸着する吸着部分とを有するノズル部とを含み、ノズル部がノズル保持部に対して上下方向に移動可能となるように接続されている。そして、トレイ又は第１バッファ装置に搭載された部品を第１搬送装置又は第２搬送装置に設けられたノズル部材で吸着するとき、又は第１搬送装置によりノズル部材に吸着された部品をテストヘッドに押し付けるときに、部品にかかる衝撃的な接触圧で部品が損傷するといった事態を避けるため、ノズル部とノズルシャフト部との間にばね等の弾性材を設けて当該接触圧を緩和している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなノズル部材を用いると、第１バッファ装置に搭載された部品を第２搬送装置に設けられたノズル部材で吸着する場合、ノズル部材が部品に接触するときに生じる衝撃によって、部品が損傷することを防止するため、当該ノズルで吸着可能な限りで上記接触圧は弱いほうが好ましい。
【０００６】
一方、吸着ノズルで吸着した部品をテストヘッドに移送してテストヘッドに部品を押し付ける場合については、確実に部品をテストヘッドに接触させるためには比較的大きな接触圧が必要であって、部品吸着時の要求に適合する程度の弱い接触圧では、部品の試験不良が起こる可能性があり、より確実に試験ができる試験装置が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ノズル部材と部品との接触時の衝撃により部品が損傷することを防止しつつ、より確実に部品の試験を行うことのできる試験装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品と電気的に接触して当該部品が正常であるか否かの試験を行うテストヘッドと、当該部品を吸着する吸着ノズル部材を有する移動可能な部品保持手段とを備え、当該部品保持手段により部品供給側から部品を吸着してテストヘッドまで搬送するとともに、テストヘッド上に押し付けて試験を行うようにした部品試験装置において、当該吸着ノズル部材は、部品を吸着して保持するノズル部と、上記ノズル部に接続されるノズルシャフト部と、上記ノズル部およびノズルシャフト部を保持する保持部とを備え、上記ノズル部が上記保持部に対して軸方向に一定範囲だけ移動可能とされるとともに、上記ノズル部を弾性的に最大突出位置に保持するように突出方向に付勢する第１弾性部材と、上記ノズル部が最大突出位置から反突出方向に所定量以上移動したときにこのノズル部に突出方向の付勢力を加える第２弾性部材とが設けられ、上記ノズル部の外周に軸方向移動可能な可動部材が配置され、この可動部材と上記ノズル部とに軸方向に相対向する当接部が設けられ、上記ノズル部が最大突出位置から反突出方向に所定量だけ移動したときに上記の相対向する当接部が互いに当接して、それ以上に移動するとそれに伴い上記可動部材が反突出方向に移動するように可動部材の移動範囲が設定され、この可動部材が上記第２弾性部材により突出方向に付勢されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、ノズル部が部品に押し付けられたときに、反力により、弾性部材の付勢力に反してノズル部が反突出方向に移動し、この場合、ノズル部の反突出方向の移動が所定量に達するまでは第1弾性部材の付勢力のみが作用し、上記移動が所定量以上になると第２弾性部材の付勢力も作用するため、段階的に異なった弾性力を得ることが可能となる。したがって、吸着ノズルと部品との接触時に生ずる衝撃によって部品が損傷することを防止しつつも部品をテストヘッドに押し付ける場合に大きな接触圧を与えることができ、より確実に試験を行うことが可能である。
【００１３】
又、ノズル部が反突出方向に移動するとき、上記の相対向する当接部が互いに当接するまでは第1弾性部材の付勢力のみが作用し、相対向する当接部が互いに当接すると第２弾性部材の付勢力も作用する。
【００１４】
また、上記弾性部材は、例えば空圧ダンパー等、チップに衝撃的な接触圧を与えないものであれば特に限定されないが、請求項２の発明のように、コイルばねにするほうが、弾性部材の小型化をすることができ、好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図１〜図９を用いて説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されることはない。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。この場合には、試験装置本体３を除くハンドラ２そのものを本発明の部品試験装置とみなすことができる。
【００２０】
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。
【００２１】
ハンドラ２の基台２ａ上は、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。
【００２２】
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３の３つのトレイ収納部１２〜１４が並設されている。１１，１５は空トレイの仮置きスペース（以下仮置きスペースと略す。）である。そして、第１トレイ収納部１２に試験前（未検査）の部品を載せたトレイＴｒが、第２トレイ収納部１３に試験後の部品のうち不合格品（Fail）を載せたトレイＴｒが、第３トレイ収納部１４に試験後の部品のうち合格品（Pass）を載せたトレイＴｒが各々収納されている。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格子状に区画形成された複数の部品収納部が設けられ、ＩＣチップ等の部品が各部品収納部に収納されるように構成されている。
【００２３】
各トレイ収納部１２〜１４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。
【００２４】
具体的には、図３に示すように、各トレイ収納部１２〜１４には、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるレール１７が設けられ、このレール１７にテーブル１６が移動可能に装着されている。また、サーボモータ１８により作動する前記レール１７と平行なボールねじ軸１９が設けられ、このボールねじ軸１９がテーブル１６のナット部分１６ａに螺合装着されている。そして、テーブル１６上に複数のトレイＴｒが積み重ねられた状態で載置され、サーボモータ１８によるボールねじ軸１９の回転駆動に伴いテーブル１６が昇降することにより、テーブル１６上に積み重ねられたトレイＴｒの数に応じてその最上位のものが各開口部１２ａ〜１４ａを介して基台上に配置されるように構成されている。
【００２５】
また、ハンドラ２の側壁には、図１に示すように各トレイ収納部１２〜１４に対応して扉１２ｂ〜１４ｂが設けられており、これらの扉１２ｂ〜１４ｂを開くことにより各トレイ収納部１２〜１４に対してトレイＴｒを出し入れできるように構成されている。
【００２６】
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。
【００２７】
Ｐ＆Ｐロボット２０は、移動可能なヘッド２３を有しており、このヘッド２３によって第１トレイ収納部１２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２トレイ収納部１３又は第３トレイ収納部１４のトレイＴｒに移載するもので、さらに仮置きスペース１１、１５とその他のトレイ収納部１２〜１４との間で空トレイＴｒを搬送するトレイ搬送装置としても機能するように構成されている。
【００２８】
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て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１２〜１４及び仮置スペース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。
【００２９】
ヘッド２３には、複数のノズル部材が搭載されており、当実施の形態では部品吸着用の一対のノズル部材２４ａ，２４ｂとトレイ吸着用のノズル部材２５との合計３つのノズル部材が搭載されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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２５ａ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１トレイ収納部１２から仮置きスペース１１、１５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１２及び仮置きスペース１１、１５に収納されている空のトレイＴｒを吸着して第２又は第３のトレイ収納部１３，１４に移送するように構成されている。
【００３２】
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（図示省略）が配設されている。このカメラ３４は、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、仮置きスペース１１，１５夫々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（供給部）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。
【００３７】
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４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３３ａ，３３ｂがＸ軸方向に所定間隔で、具体的にはテストロボット４０の各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに設けられる一対のヘッド本体４３ａ，４３ｂの最小ピッチ、あるいはそれ以上のピッチであって、かつ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３３ａ，３３ｂ上に部品が置かれて吸着された状態で搬送されるように構成されている。
【００３８】
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。
【００３９】
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５（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５（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。
【００４０】
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５（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がＸ軸方向に夫々位置決めされるとともに、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５（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。
【００４１】
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。
【００４２】
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保持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という）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ヘッド本体４３ａ，第２ヘッド本体４３ｂという）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６〜図８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。
【００４３】
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という；単位フレーム）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８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。
【００４４】
各可動フレーム４６ａ，４６ｂ上には、図７及び図８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７では左側端部）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。
【００４５】
各ヘッド本体４３ａ，４３ｂには、図７に示すように部品を吸着する吸着ノズル部材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、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。
【００４６】
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。
【００４７】
ここで、ノズル部材６０ａ及び６０ｂの構成について、図９、図１０を用いて説明する。なお、ノズル部材６０ａ及びノズル部材６０ｂとは同一構成であるため、ここでは６０ａのみを説明する。
【００４８】
ノズル部材６０ａは、ノズル部６１０、ノズルシャフト部６２０及び保持部６３０を有している。ノズル部６１０の本体であるノズル部本体軸６１１、及びノズルシャフト部６２０は共に中空かつ軸状の形体であり、保持部６３０はノズルシャフト部６２０を包囲する大径筒状となっている。そして、ノズル部本体軸６１１は、その基端側（図９、図１０では上側）の一部がノズルシャフト部６２０の中空部分に軸方向に移動可能なように嵌合され、ノズルシャフト部６２０より先端側（図９、図１０では下側）に設置されている。なお、本実施形態では、軸方向は上下方向である。
【００４９】
さらに、ノズルシャフト部６２０は、その基端側に備えられたメインシャフト６２１の一部が保持部６３０の中空部分に挿入されて、保持部６３０より先端側に突出する状態に設置されている。また、メインシャフト６２１と保持部６３０との間には、軸受６４１が軸方向にずらして二個設置されることにより、ノズルシャフト部６２０が保持部６３０に対し軸周りに回転可能なように設置されている。そして、図外のＲ軸モータ等の回転駆動手段により、ノズルシャフト部６２０が回転駆動されるようになっている。なお、軸受６４１の数は二個に限定されず、任意の数を設定することが可能である。
【００５０】
以上より、ノズル部６１０、ノズルシャフト部６２０及び保持部６３０は、ノズル部本体軸６１１を先端にして、ノズルシャフト部６２０、保持部６３０の順に略同軸上に配列され、かつ、ノズル部６１０及びノズルシャフト部６２０は、保持部６３０に対し軸周りに回転可能なように接続されている。
【００５１】
また、保持部６３０の外面に設けられた複数の突出部６３１が、ヘッド本体４３ａ（４３ｂ）に設けられた吸着ノズル取付部材（図示せず）に固着されている。
【００５２】
また、これも図示しないが、この吸着ノズル取付部材は、ヘッド本体４３ａ（４３ｂ）に軸方向と平行に設けられたレールに嵌合することにより、軸方向と平行に移動可能となっている。したがって、この接続部に接続されたノズル部材６０ａ（６０ｂ）は、その軸方向、すなわち上下方向に移動可能となっている。そして、Ｚ軸モータ等の軸方向移動駆動手段により、ノズル部材６０の軸方向移動が行われるようになっている。
【００５３】
ノズル部本体軸６１１は、その先端（図９、図１０では下端）に、部品を吸着する開口部６１５を有している。さらに、開口部６１５より基端側の中空部分には負圧通路６１６が形成されている。そして、先端近傍部にフランジ６１２が設けられている。また、ノズル部本体軸６１１の基端側には、小径部６１４が設けられている。
【００５４】
ノズルシャフト部６２０は、メインシャフト６２１と、その先端に取付けられたノズル部挿通部６２５を有し、これらの部材は中空かつ軸状の形体をしている。
【００５５】
メインシャフト６２１の中空部分は、先端部分から段階的に小径になっており、その径の大きさは先端側から、ノズル部挿通部６２５の外径、ノズル部後端の小径部６１４の外径より所定量大きい径、上記小径部６１４の外径となっている。さらにはその基端側に、部品を吸着するための負圧を供給する負圧通路６２３が、基端側に貫通するように設けられている。
【００５６】
このメインシャフト６２１の中空部分の先端側にノズル部挿通部６２５が嵌合されており、このノズル部挿通部６２５に設けられたフランジ６２５ａとメインシャフト６２１の先端のフランジ部６２１ａとが接触し、ボルト６２８で固定されている。そして、ノズル部本体軸６１１がノズル部挿通部６２５に挿通されて、ノズル部６１０がノズルシャフト部６２０に対して軸方向に一定範囲だけ移動可能に接続されている。
【００５７】
また、メインシャフト６２１の中空部内においてノズル部後端の小径部６１４の周囲には、上記ノズル部を弾性的に最大突出位置に保持するように突出方向に付勢する第１ばね（第１弾性部材）６５１が介装されている。この第１ばね６５１は、圧縮コイルばねである。
【００５８】
さらに、上記ノズル部が最大突出位置から反突出方向に所定量以上移動したときにこのノズル部に突出方向の付勢力を加える第２ばね（第２弾性部材）６５３が設けられ、当実施形態では、ノズル部６１０が最大突出位置から反突出方向に所定量以上移動したときに可動部材６２７を介して第２ばね６５３からノズル部６１０に付勢力が加えられるようになっている。
【００５９】
すなわち、上記可動部材６２７は、メインシャフト６２１の先端側の部分に外嵌される円筒部６２７ａと、ノズル部本体軸６１１の外周に位置して上記フランジ部６１２と軸方向に対向するストッパー部６２７ｂと、これら円筒部６２７ａおよびストッパー部６２７ｂを連結する連結部６２７ｃとを有している。そして、ノズルシャフト部６２０に対して軸方向移動可能とされ、かつ、円筒部６２７ａの先端のフランジ部６２７ｄがメインシャフト６２１のフランジ部６２１ａに当接することにより突出方向の移動が規制されている。上記フランジ部６２７ｄとメインシャフト６２１の外周に設けられたばね受け部６２１ｂとの間に、第２ばね６５３が介装されている。
【００６０】
このようにして、上記ノズル部６１０が最大突出位置から反突出方向に所定量だけ移動したときに上記フランジ部６１２とストッパー部６２７ｂ（相対向する当接部）が互いに当接して、それ以上にノズル部６１０が移動するとそれに伴い上記可動部材６２７が移動するように可動部材６２７の移動範囲が設定されるとともに、この可動部材６２７が上記第２ばね６５３により突出方向に付勢されている。
【００６１】
この第２ばね６５３も、第１ばね６５１と同様に圧縮コイルばねである。なお、第２ばね６５３の弾性率は、第１ばね６５１の弾性率と比較して高い。
【００６２】
以下に、当実施形態の装置の動作を説明する。
【００６３】
まず、ノズル部材６０ａでテーブル３２上に搭載された部品を吸着する場合の動作は以下のとおりである。
【００６４】
動作１：テーブル３２上に位置決めされたノズル部材６０ａが下降して、ノズル部材６０ａの最先端であるノズル部本体軸６１１の先端部分が部品に接触する。この場合、接触時に生ずる反力により、第１ばね６５１が若干圧縮され、衝撃が吸収される。
【００６５】
動作２：さらにもう少しだけ第１ばね６５１が圧縮されつつ、ノズル部材６０ａが下降することにより、ノズル部本体軸６１１が部品を確実に圧着する。それに伴い、予め負圧通路６２３及び負圧通路６１６を経て開口部６１５に供給された負圧により、部品が吸着される。
【００６６】
動作３：部品が吸着された状態で、ノズル部材６０ａが上昇する。この場合、ノズル部材６０ａが上昇すると共に、圧縮された第１ばね６５１が復元する。
【００６７】
また、ノズル部材６０ａに吸着された部品をテーブル３２上に搭載する場合の動作は以下のとおりである。
【００６８】
動作１：テーブル３２上に位置決めされたノズル部材６０ａが下降して、ノズル部本体軸６１１の先端部分に吸着された部品が、テーブル３２上に接触して搭載される。この場合も、接触時に生ずる反力により、第１ばね６５１が若干圧縮され、衝撃が吸収される。
【００６９】
動作２：開口部６１５に供給された負圧の供給を止めることにより、ノズル部本体軸６１１から部品が外れる。
【００７０】
動作３：ノズル部材６０ａが上昇する。この場合、部品とノズル部材６０ａとの接触状態は完全に解消される。また、ノズル部材６０ａが上昇すると共に、圧縮された第１ばね６１５が復元する。
【００７１】
次に、ノズル部材６０ａに吸着した部品をテストヘッド４に押し付けるときの動作を以下に説明する。
【００７２】
動作１：テストヘッド４上に位置決めされたノズル部材６０ａが下降して、ノズル部本体軸６１１の先端部分に吸着された部品が、テストヘッド４上に接触する。この場合、接触時に生ずる衝撃により、第１ばね６５１が若干圧縮される。
【００７３】
動作２：さらにノズル部材６０ａが下降して、ノズル部６１０のフランジ６１２と、可動部材６２７のストッパー６２７ｂとが当接するまで、第１ばね６５１が圧縮され、テストヘッド４に部品が圧着される。
【００７４】
動作３：動作２の状態からさらにもう少しだけノズル部材６０ａが下降されることにより、第２ばね６５３が圧縮され、テストヘッド４と部品との圧着力がさらに増加する。これにより、完全に部品とテストヘッド４とが電気的に接続され、部品の試験が行われる。
【００７５】
動作４：試験終了後に、部品が吸着されたままノズル部材６０ａが上昇する。この場合、ノズル部材６０ａの上昇に伴い、第１ばね６５１及び第２ばね６５３が復元する。
【００７６】
以上のように、ノズル部６１０を弾性的に最大突出位置に保持するように突出方向に付勢する第１ばね６５１と、ノズル部６１０が最大突出位置から反突出方向に所定量以上移動したときにこのノズル部６１０に突出方向の付勢力を加える第２ばね６５３とが設けられているため、段階的に異なった弾性力を得ることが可能となる。
【００７７】
すなわち、部品をテーブル３２から吸着する場合及びテーブル３２に搭載する場合及び部品をテストヘッド４に圧着する場合には、弾性係数の低い第１ばね６５１が最初に作動するため、部品にかかる衝撃を吸収しやすい。さらに、部品をテストヘッド４に圧着するときには、ノズル部６１０のフランジ６１２と、可動部材６２７のストッパー６２７ｂとが当接して、第１ばね６５１の付勢力に加えて弾性係数の高い第２ばね６５３の付勢力を作用させる状態とするため、部品をテストヘッド４に押し付ける場合に、大きな接触圧を与えることができる。したがって、接触時の衝撃による部品の損傷が生じることを防止しつつも、より確実に試験を行うことが可能である。
【００７８】
また、ノズル部６１０が保持部６３０に対し軸周りに回転自在のため、搬送の対象とする部品を様々な角度で着脱することができる。本実施形態においては、仮にテーブル３２に設置された部品が適正な方向に設置されていなかったとしても、ノズル部６１０の角度を調節することにより適正な状態で部品を吸着吸着したり搭載したりすることができ、また適正な位置で部品をテストヘッド４に押し付けることができる。したがって、検査不良が発生する確率を下げることができ、より確実に試験を行うことが可能である。
【００７９】
なお、第１ばね６５１及び第２ばね６５３は、空圧ダンパー等の、チップに衝撃的な接触圧を与えないものであれば特に限定されないが、本実施形態のように、コイルばねであるほうが上記の部材と部品と比較して備品の小型化を図ることが可能なため、好ましい。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ノズル部を弾性的に最大突出位置に保持するように突出方向に付勢する第１弾性部材と、ノズル部が最大突出位置から反突出方向に所定量以上移動したときにこのノズル部に突出方向の付勢力を加える第２弾性部材とが設けられているため、段階的に異なった弾性力を得ることが可能となる。したがって、部品吸着時等に部品が損傷することを防止するとともに、部品をテストヘッドに押し付ける場合に、大きな接触圧を与えることができ、より確実に試験を行うことが可能である。
【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】図１のトレイ収納部周辺においてのＹ軸断面図である。
【図４】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５】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矢指図である（（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６】テストロボットの具体的な構成を示す平面図である。
【図７】テストロボットの具体的な構成を示す図６のＣ−Ｃ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７のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】ノズル部材の一部断面図である。
【図１０】ノズル部材の全面断面図である。
【符号の説明】
１ 部品試験装置
３ 試験装置本体
４ テストヘッド
４２Ａ，４２Ｂ 搬送用ヘッド
４３ａ，４３ｂ ヘッド本体
６０ａ，６０ｂ ノズル部材
６１０ ノズル部
６１５ 開口部
６１６ 負圧通路
６２０ ノズルシャフト部
６３０ 保持部
６５１ 第１ばね
６５３ 第２ばね[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a test apparatus for electronic parts represented by an IC chip or the like.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device or the like, it is necessary to perform various tests on electronic components such as an IC chip that is finally manufactured. There is an apparatus as disclosed in Japanese Patent No. 333775.
[0003]
In this apparatus, first, a pre-test component stored in a tray is sucked by a first transport device having a component suction nozzle member, placed on the first buffer device, and transported to the vicinity of the test head by the first buffer device. . Next, a component on the first buffer device is sucked and transferred to the test head by a second transport device having a nozzle member for picking up the component, and the test head and the component are brought into electrical contact by pressing the component against the test head. To test whether the part is normal. After the test, the parts are transferred from the test head to the second buffer device by the second transport device and transported to the tray mounting unit, and then the components are placed on a predetermined tray according to the test result by the first transport device. Is configured to transfer.
[0004]
Moreover, the nozzle member used for such an apparatus generally includes a nozzle holding part and a nozzle part having a suction part for sucking parts, and the nozzle part moves in the vertical direction with respect to the nozzle holding part. Connected as possible. When the component mounted on the tray or the first buffer device is sucked by the nozzle member provided in the first transport device or the second transport device, or the component sucked by the nozzle member by the first transport device is tested by the test head. In order to avoid a situation in which the component is damaged by the shocking contact pressure applied to the component when pressing against the nozzle, an elastic material such as a spring is provided between the nozzle portion and the nozzle shaft portion to reduce the contact pressure. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the nozzle member as described above is used, when the component mounted on the first buffer device is adsorbed by the nozzle member provided in the second transport device, the component is caused by an impact generated when the nozzle member contacts the component. In order to prevent damage, it is preferable that the contact pressure is weak as long as adsorption is possible with the nozzle.
[0006]
On the other hand, when the parts sucked by the suction nozzle are transferred to the test head and pressed against the test head, a relatively large contact pressure is required to reliably bring the parts into contact with the test head. When the contact pressure is weak enough to meet the demands of the time, there is a possibility that a test failure of parts may occur, and a test apparatus capable of performing the test more reliably has been demanded.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and is a test apparatus capable of more reliably testing a component while preventing the component from being damaged by an impact at the time of contact between the nozzle member and the component. Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention comprises a test head that makes an electrical contact with an electronic component and tests whether the component is normal, and a movable component holding means having a suction nozzle member that sucks the component, In the component testing apparatus in which the component is sucked from the component supply side by the component holding means and conveyed to the test head, and pressed onto the test head to perform the test, the suction nozzle member sucks and holds the component. A nozzle portion connected to the nozzle portion, and a holding portion for holding the nozzle portion and the nozzle shaft portion, and the nozzle portion moves by a certain range in the axial direction relative to the holding portion. A first elastic member that urges the nozzle portion in a protruding direction so as to elastically hold the nozzle portion at the maximum protruding position, and the nozzle portion from the maximum protruding position. A second elastic member for applying a biasing force in the projecting direction in the nozzle portion is provided when moving more than a predetermined amount in the projecting direction, An axially movable movable member is disposed on the outer periphery of the nozzle portion, and an abutting portion is provided on the movable member and the nozzle portion so as to face each other in the axial direction. When the movable member moves by a predetermined amount, the contact portions facing each other come into contact with each other. The movable member is biased in the protruding direction by the second elastic member. It is characterized by.
[0009]
According to this configuration, when the nozzle portion is pressed against the component, the reaction force causes the nozzle portion to move in the anti-projection direction against the biasing force of the elastic member. Until the predetermined amount is reached, only the urging force of the first elastic member acts, and when the movement exceeds the predetermined amount, the urging force of the second elastic member also acts, so that different elastic forces can be obtained in stages. It becomes. Therefore, it is possible to apply a large contact pressure when pressing the component against the test head while preventing the component from being damaged by the impact caused by the contact between the suction nozzle and the component. is there.
[0013]
or, When the nozzle part moves in the anti-projection direction, only the urging force of the first elastic member acts until the opposing contact parts contact each other, and when the opposing contact parts contact each other, the second The biasing force of the elastic member also acts.
[0014]
Further, the elastic member is not particularly limited as long as it does not give a shocking contact pressure to the chip, such as a pneumatic damper. 2 As in the invention, it is preferable to use a coil spring because the elastic member can be downsized.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
[0016]
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the X-axis and the Y-axis are shown in order to clarify the directionality.
[0017]
1 and 2 schematically show a component testing apparatus according to the present invention. As shown in these drawings, a component test apparatus 1 (hereinafter abbreviated as “test apparatus 1”) includes a handler 2 that plays a mechanical role of conveying parts and holding (fixing) components during a test, It is comprised from the test apparatus main body 3 incorporated.
[0018]
The test apparatus main body 3 is a box-type apparatus having a test head 4 on the upper surface, and a part is set in a socket (not shown) provided on the test head 4 and a test current is supplied to an input terminal of the part. It is configured to judge the quality of a component by receiving an output current from the output terminal of the component.
[0019]
The test apparatus main body 3 is configured to be detachable from the handler 2 and is not shown in the figure. For example, the test apparatus main body 3 is inserted from the lower side of the handler 2 with the test apparatus main body 3 mounted on a dedicated carriage. The test head 4 is assembled to the handler 2 by being inserted into the position and being fixed in a state where the test head 4 faces an after-mentioned test area Ta from an opening formed in the base 2a of the handler 2. Note that the test head 4 and the test apparatus main body 3 are not necessarily integrated with each other, only the test head 4 is assembled to the handler 2, and other portions are arranged at positions away from the handler 2 to the test head 4. Then, it may be electrically connected by an electric cable or the like. In this case, the handler 2 itself excluding the test apparatus main body 3 can be regarded as the component test apparatus of the present invention.
[0020]
As shown in the figure, the handler 2 is a substantially box-shaped device with the upper part protruding sideways, takes out the parts stored in the tray and transports them to the test head 4, and further passes the parts after the test to the test head 4. It is configured to sort according to the test result. The configuration will be specifically described below.
[0021]
The base 2a of the handler 2 is roughly divided into two areas: a tray storage area Sa in which the tray Tr is stored and a test area Ta in which the test head 4 and the like are arranged.
[0022]
In the tray storage area Sa, a plurality of tray storage units are arranged in parallel in the X-axis direction. In this embodiment, the first to third tray storage units 12 to 14 are arranged in order from the left side of FIG. It is installed. Reference numerals 11 and 15 denote temporary storage spaces for empty trays (hereinafter abbreviated as temporary storage spaces). The tray Tr on which the pre-test (uninspected) parts are placed on the first tray storage unit 12 is the tray Tr on which the rejected product (Fail) is placed on the second tray storage part 13 after the test. Each of the trays Tr on which a pass product (Pass) among the tested components is placed is stored in the third tray storage unit 14. Each tray Tr has a common structure and is not shown in the figure. However, for example, a plurality of component storage portions that are partitioned and formed in a lattice shape are provided on the surface, and components such as an IC chip are provided. It is comprised so that it may be accommodated in each component accommodating part.
[0023]
Each of the tray storage units 12 to 14 is configured to store a plurality of trays Tr stacked on a table that can be moved up and down, and only the uppermost tray Tr faces the base 2a. And the other trays Tr are accommodated in a space below the base.
[0024]
Specifically, as shown in FIG. 3, each tray storage portion 12 to 14 is provided with a rail 17 extending in the vertical direction (Z-axis direction), and a table 16 is movably mounted on the rail 17. Yes. A ball screw shaft 19 parallel to the rail 17 operated by the servo motor 18 is provided, and the ball screw shaft 19 is screwed onto the nut portion 16 a of the table 16. A plurality of trays Tr are stacked on the table 16, and the table 16 is moved up and down as the ball screw shaft 19 is rotated by the servomotor 18, thereby stacking the trays Tr on the table 16. The uppermost one is arranged on the base via the openings 12a to 14a in accordance with the number of.
[0025]
Further, as shown in FIG. 1, doors 12 b to 14 b are provided on the side walls of the handler 2 so as to correspond to the tray storage units 12 to 14, and the tray storage units are opened by opening these doors 12 b to 14 b. The tray Tr can be taken in and out of 12 to 14.
[0026]
In the tray storage area Sa, a P & P robot (Pick & Place Robot) 20 is further provided as shown in FIGS.
[0027]
The P & P robot 20 has a movable head 23. The head 23 takes out a component from the tray Tr of the first tray storage unit 12 and delivers it to shuttle robots 30A and 30B described later. Is transferred from the shuttle robots 30A and 30B to the tray Tr of the second tray storage unit 13 or the third tray storage unit 14, and the temporary storage spaces 11 and 15 and the other tray storage units 12 to 14 It is also configured to function as a tray transport device that transports empty trays Tr between them.
[0028]
More specifically, a pair of fixed rails 21 extending in the Y-axis direction are provided on the base 2a, and a head support member 22 is movably mounted on the fixed rails 21. Although not shown, a ball screw shaft that is driven to rotate by a servo motor and extends in parallel with the fixed rail 21 is provided on the base 2a, and this ball screw shaft is provided on the support member 22 as a nut member. (Not shown) is screwed. Further, although not shown in detail, the support member 22 is provided with a fixed rail extending in the X-axis direction, and the head 23 is movably mounted on the fixed rail, and is driven to rotate by a servo motor. A ball screw shaft extending in parallel with the ball screw shaft is provided, and this ball screw shaft is screwed onto a nut portion provided on the head 23. Then, the support member 22 moves in the Y-axis direction and the head 23 moves in the X-axis direction in accordance with the rotational drive of the ball screw shaft by the servo motors, so that the head 23 moves to the tray storage portions 12 to 14 and the temporary storage. It is configured to move in a plane (moving on the XY plane) within a range including the placement spaces 11 and 15 and the later-described parts delivery position P1 of the shuttle robots 30A and 30B.
[0029]
A plurality of nozzle members are mounted on the head 23, and in this embodiment, a total of three nozzle members including a pair of nozzle members 24a and 24b for component suction and a nozzle member 25 for tray suction are mounted. Yes.
[0030]
Each of the nozzle members 24a and 24b for sucking components can be moved up and down and rotated (rotation around the nozzle axis) with respect to the head 23. Although not shown, each is driven by a drive mechanism using a servo motor as a drive source. It is configured to operate. Then, in the state where the head 23 is disposed on the tray Tr such as the second tray storage unit 12 or the postscript table 32 of the shuttle robots 30A and 30B, with respect to the tray Tr as the nozzle members 24a and 24b move up and down. It is configured to take parts in and out. When storing the components in the tray Tr, the nozzle members 24a and 24b rotate in addition to the nozzle lifting and lowering operation so that the components can be stored in a predetermined direction with respect to the tray Tr. It is configured.
[0031]
The tray nozzle member 25 can only move up and down with respect to the head 23, and is configured to operate by a drive mechanism using a servo motor 25a as a drive source. Then, in the state where the tray Tr that has become empty due to the removal of the components is adsorbed, the tray Tr is transferred from the first tray storage portion 12 to the temporary placement spaces 11 and 15 as the head 23 moves, and as necessary. An empty tray Tr stored in the first tray storage unit 12 and the temporary storage spaces 11 and 15 is sucked and transferred to the second or third tray storage units 13 and 14.
[0032]
In the tray storage area Sa, a component recognition camera 34 (not shown) including a CCD area sensor is disposed between the component delivery positions P1 of the shuttle robots 30A and 30B. The camera 34 images the parts attracted to the head 23 of the P & P robot 20 from the lower side, and is configured to image the parts after the test is completed before being stored in the tray Tr. The component recognition camera 34 is configured to be able to simultaneously image two components sucked by the nozzle members 24a and 24b of the head 23.
[0033]
On the other hand, in the test area Ta, the test head 4, a pair of shuttle robots 30A and 30B (first shuttle robot 30A and second shuttle robot 30B), and a test robot 40 are arranged.
[0034]
As described above, the test head 4 is disposed in a state where the test head 4 is exposed from the opening formed in the base 2a to a substantially central portion of the test area Ta. A plurality of sockets (not shown) for setting parts are disposed on the surface of the test head 4. In the test apparatus 1, two sockets are arranged in the X-axis direction. .
[0035]
Each socket is provided with a contact portion (not shown) corresponding to each lead of the component (IC chip or the like). When the component is positioned in each socket, each lead of the component and the corresponding contact are provided. The part is in contact with each other and is subjected to an electrical test such as a continuity test and an output characteristic test with respect to an input current.
[0036]
The shuttle robots 30A and 30B are devices that deliver parts to the P & P robot 20 and the test robot 40 while conveying parts between the tray storage area Sa and the test area Ta, as shown in FIG. A fixed rail 31 extending in the Y-axis direction and a table 32 driven by a drive mechanism using a servo motor as a drive source and moved along the fixed rail 31 are provided. And between the parts delivery position P1 for the P & P robot 20 set in the vicinity of the temporary placement spaces 11 and 15 and the parts delivery position P2 (supply part) for the test robot 40 set on the side of the test head 4. While the table 32 is reciprocated along the fixed rail 31, the parts are conveyed by the table 32.
[0037]
In the table 32, an area for placing the parts before the test and an area for placing the parts after the test are determined in advance. In the present embodiment, as shown in FIG. The tray storage area Sa side (the lower side in the figure) is defined as a first area a1 where components after the test are placed, and the opposite side is defined as a second area a2 where components before the test are placed. In each of the areas a1 and a2, a pair of suction pads 33a and 33b are provided at predetermined intervals in the X-axis direction, specifically, a pair of head main bodies 43a and 43b provided on the respective transport heads 42A and 42B of the test robot 40. Are provided at intervals corresponding to the nozzle members 24a and 24b of the head 23 of the P & P robot 20, and components are placed on the pads 33a and 33b when the components are conveyed. It is configured to be conveyed while being adsorbed.
[0038]
In addition, delivery of parts between each of the shuttle robots 30A and 30B and the P & P robot 20 and the test robot 40 is performed as follows, for example.
[0039]
First, when parts before testing are transferred from the P & P robot 20 to the shuttle robots 30A and 30B, as shown in FIG. 5A, the nozzle member 24a of the P & P robot 20 is placed at a predetermined position of the parts delivery position P1. , 24b (head 23) is positioned, and the table 32 is positioned so that the second area a2 corresponds to the nozzle members 24a, 24b (this position is referred to as the second position). In this state, the nozzle members 24a, 24b are moved up and down. Accordingly, the parts are transferred onto the table 32. On the other hand, when the tested parts are transferred from the shuttle robot 30A (30B) to the P & P robot 20, the table is set so that the first area a1 corresponds to the nozzle members 24a and 24b as shown in FIG. 32 is positioned (this position is referred to as a first position), and in this state, the parts on the table 32 are adsorbed as the nozzle members 24a and 24b move up and down.
[0040]
Further, when transferring the part after the test from the test robot 40 to the shuttle robot 30A (30B), as shown in FIG. 5C, a postscript nozzle member of the test robot 40 is placed at a predetermined position of the part delivery position P2. 60a and 60b are positioned in the X-axis direction, respectively, and the table 32 is positioned so that the first area a1 corresponds to each nozzle member 60a and 60b (first position). In this state, the nozzle members 60a and 60b The components are placed on the table 32 as it moves up and down. On the other hand, when the parts before the test are transferred from the shuttle robot 30A (30B) to the test robot 40, the table is set so that the second area a2 corresponds to the nozzle members 60a and 60b as shown in FIG. 32 is positioned (second position), and in this state, components are sucked from the table 32 as the nozzle members 60a and 60b are raised and lowered.
[0041]
As described above, the test robot 40 conveys (supplies) the parts supplied from the tray storage area Sa to the test area Ta by the shuttle robots 30A and 30B to the test head 4 and supplies the parts to the test head 4 during the test. This is a device that holds (fixes) a part in a pressed state, and delivers (discharges) the part as it is to the shuttle robots 30A and 30B after the test.
[0042]
The test robot 40 includes a pair of transfer heads 42A and 42B (first transfer heads 42A) serving as component holding means that moves along the overhead 2b provided on the base 2a so as to straddle the shuttle robots 30A and 30B. And a second transport head 42B), and a pair of head bodies 43a and 43b (referred to as a first head body 43a and a second head body 43b) mounted on the transport heads 42A and 42B, respectively. Components are supplied to and discharged from the head 4. Hereinafter, the configuration of the transport heads 42A and 42B will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 6 to 8. FIG.
[0043]
Each of the transport heads 42A and 42B is a pair of movable frames 46a and 46b (a first movable frame 46a and a second movable frame) that are movable along the X-axis direction fixed rail 45 disposed on the elevated 2b. A unit frame). A servo motor 47 is fixed to the first movable frame 46a of these movable frames 46a and 46b, and a ball screw shaft 48 extending in the X-axis direction is integrally connected to the output shaft of the servo motor 47. The ball screw shaft 48 is screwed to a nut portion 49 provided on the second movable frame 46b. In addition, a pair of ball screw shafts 51 parallel to the fixed rail 45, which are rotationally driven by the servo motor 50, are provided on the base 2a, and these ball screw shafts 51 are respectively connected to the first movable frames of the transport heads 42A and 42B. The nut part 52 provided in 46a is screwed and attached. That is, as the ball screw shaft 51 is rotationally driven by the servo motor 50, the respective transport heads 42A and 42B move in the X-axis direction along the fixed rail 45, and the servo motor 47 rotationally drives the ball screw shaft 48. Accordingly, each of the transport heads 42A and 42B is configured such that the second movable frame 46b can move in the X-axis direction relative to the first movable frame 46a as shown by a two-dot chain line in FIG. ing.
[0044]
A fixed rail 54 extending in the Y-axis direction is disposed on each of the movable frames 46a and 46b, as shown in FIGS. A head support member 55 is movably supported on each rail 54, and the head main bodies 43 a and 43 b are assembled to the front end portions (left end portions in FIG. 7) of the head support members 55. . A ball screw shaft 58 parallel to the fixed rail 54 driven by the servomotor 57 is supported on each movable frame 46a, 46b via a fixed base 56, and these ball screw shafts 58 are supported by the head support member 55. Each nut portion 59 is screwed and attached. Thus, each head body 43a, 43b is configured to move in the Y-axis direction with respect to the movable frames 46a, 46b in accordance with the rotational drive of the ball screw shaft 58 by each servo motor 57.
[0045]
The head main bodies 43a and 43b are provided with suction nozzle members 60a and 60b (first nozzle member 60a and second nozzle member 60b), respectively, for sucking parts as shown in FIG. The nozzle members 60a and 60b can be moved up and down (rotated around the nozzle axis) with respect to the frames of the head main bodies 43a and 43b, and are driven by a driving mechanism (not shown) using a servo motor as a driving source. It is configured as follows.
[0046]
As shown in FIG. 1, a dust-proof cover 2c is attached to the top of the handler 2, and the space on the base 2a including the test area Ta and the tray storage area Sa is covered with the cover 2c. Yes.
[0047]
Here, the configuration of the nozzle members 60a and 60b will be described with reference to FIGS. In addition, since the nozzle member 60a and the nozzle member 60b are the same structures, only 60a is demonstrated here.
[0048]
The nozzle member 60 a includes a nozzle part 610, a nozzle shaft part 620, and a holding part 630. The nozzle part main body shaft 611 and the nozzle shaft part 620 which are the main bodies of the nozzle part 610 are both hollow and axially shaped, and the holding part 630 has a large-diameter cylindrical shape surrounding the nozzle shaft part 620. The nozzle portion main body shaft 611 is fitted so that a part of the base end side (the upper side in FIGS. 9 and 10) can move in the axial direction in the hollow portion of the nozzle shaft portion 620, and the nozzle shaft portion 620. It is installed on the more distal side (lower side in FIGS. 9 and 10). In the present embodiment, the axial direction is the vertical direction.
[0049]
Further, the nozzle shaft portion 620 is installed in a state in which a part of the main shaft 621 provided on the proximal end side thereof is inserted into the hollow portion of the holding portion 630 and protrudes from the holding portion 630 to the distal end side. In addition, between the main shaft 621 and the holding portion 630, two bearings 641 are installed so as to be shifted in the axial direction, so that the nozzle shaft portion 620 can be rotated around the axis with respect to the holding portion 630. Has been. The nozzle shaft portion 620 is rotationally driven by rotational driving means such as an R-axis motor (not shown). The number of bearings 641 is not limited to two, and an arbitrary number can be set.
[0050]
As described above, the nozzle portion 610, the nozzle shaft portion 620, and the holding portion 630 are arranged substantially coaxially in the order of the nozzle shaft portion 620 and the holding portion 630 with the nozzle portion main body shaft 611 at the tip, and the nozzle portion 610 and The nozzle shaft portion 620 is connected to the holding portion 630 so as to be rotatable around the axis.
[0051]
A plurality of protrusions 631 provided on the outer surface of the holding part 630 are fixed to a suction nozzle mounting member (not shown) provided in the head main body 43a (43b).
[0052]
Although not shown in the drawings, the suction nozzle mounting member is movable in parallel to the axial direction by being fitted to a rail provided on the head main body 43a (43b) in parallel to the axial direction. Therefore, the nozzle member 60a (60b) connected to the connection portion is movable in the axial direction, that is, the vertical direction. The nozzle member 60 is moved in the axial direction by an axial movement driving means such as a Z-axis motor.
[0053]
The nozzle portion main body shaft 611 has an opening 615 for adsorbing components at the tip (lower end in FIGS. 9 and 10). Further, a negative pressure passage 616 is formed in the hollow portion on the base end side from the opening 615. A flange 612 is provided near the tip. Further, a small diameter portion 614 is provided on the proximal end side of the nozzle portion main body shaft 611.
[0054]
The nozzle shaft portion 620 has a main shaft 621 and a nozzle portion insertion portion 625 attached to the tip thereof, and these members have a hollow and axial shape.
[0055]
The hollow portion of the main shaft 621 gradually decreases in diameter from the tip portion, and the size of the diameter from the tip side is the outer diameter of the nozzle portion insertion portion 625 and the outer diameter of the small diameter portion 614 at the rear end of the nozzle portion. The diameter is larger by a predetermined amount and the outer diameter of the small diameter portion 614. Furthermore, a negative pressure passage 623 for supplying a negative pressure for adsorbing components is provided on the base end side so as to penetrate the base end side.
[0056]
A nozzle portion insertion portion 625 is fitted to the distal end side of the hollow portion of the main shaft 621, and a flange 625a provided in the nozzle portion insertion portion 625 and a flange portion 621a at the distal end of the main shaft 621 are in contact with each other. It is fixed with bolts 628. The nozzle unit body shaft 611 is inserted into the nozzle unit insertion unit 625, and the nozzle unit 610 is connected to the nozzle shaft unit 620 so as to be movable within a certain range in the axial direction.
[0057]
In addition, a first spring (first elastic member) that biases the nozzle portion in the protruding direction so as to elastically hold the nozzle portion at the maximum protruding position around the small diameter portion 614 at the rear end of the nozzle portion in the hollow portion of the main shaft 621. Member) 651 is interposed. The first spring 651 is a compression coil spring.
[0058]
Furthermore, a second spring (second elastic member) 653 is provided to apply a biasing force in the protruding direction to the nozzle portion when the nozzle portion moves a predetermined amount or more in the counter-projecting direction from the maximum protruding position. The urging force is applied from the second spring 653 to the nozzle portion 610 via the movable member 627 when the nozzle portion 610 moves by a predetermined amount or more in the anti-projection direction from the maximum protruding position.
[0059]
That is, the movable member 627 includes a cylindrical portion 627 a that is externally fitted to a distal end portion of the main shaft 621, and a stopper portion 627 b that is positioned on the outer periphery of the nozzle portion main body shaft 611 and faces the flange portion 612 in the axial direction. And a connecting portion 627c for connecting the cylindrical portion 627a and the stopper portion 627b. The nozzle shaft portion 620 can move in the axial direction, and the flange portion 627d at the tip of the cylindrical portion 627a abuts on the flange portion 621a of the main shaft 621 so that movement in the protruding direction is restricted. A second spring 653 is interposed between the flange portion 627d and a spring receiving portion 621b provided on the outer periphery of the main shaft 621.
[0060]
In this way, when the nozzle part 610 is moved by a predetermined amount in the anti-projection direction from the maximum projecting position, the flange part 612 and the stopper part 627b (abutting parts facing each other) come into contact with each other, and more The moving range of the movable member 627 is set so that the movable member 627 moves with the movement of the nozzle portion 610, and the movable member 627 is urged in the protruding direction by the second spring 653.
[0061]
The second spring 653 is also a compression coil spring like the first spring 651. Note that the elastic modulus of the second spring 653 is higher than the elastic modulus of the first spring 651.
[0062]
Below, operation | movement of the apparatus of this embodiment is demonstrated.
[0063]
First, the operation when the component mounted on the table 32 is sucked by the nozzle member 60a is as follows.
[0064]
Operation 1: The nozzle member 60a positioned on the table 32 descends, and the tip portion of the nozzle part body shaft 611, which is the forefront of the nozzle member 60a, contacts the component. In this case, the first spring 651 is slightly compressed by the reaction force generated at the time of contact, and the impact is absorbed.
[0065]
Operation 2: While the first spring 651 is compressed a little more, the nozzle member 60a descends, so that the nozzle body shaft 611 securely presses the components. Accordingly, the components are adsorbed by the negative pressure supplied to the opening 615 through the negative pressure passage 623 and the negative pressure passage 616 in advance.
[0066]
Operation 3: The nozzle member 60a is raised in a state where the component is adsorbed. In this case, the nozzle member 60a is raised and the compressed first spring 651 is restored.
[0067]
In addition, the operation in the case where the component adsorbed by the nozzle member 60a is mounted on the table 32 is as follows.
[0068]
Operation 1: The nozzle member 60a positioned on the table 32 is lowered, and the component adsorbed on the tip portion of the nozzle body shaft 611 is mounted on the table 32 in contact therewith. Also in this case, the first spring 651 is slightly compressed by the reaction force generated at the time of contact, and the impact is absorbed.
[0069]
Operation 2: The component is detached from the nozzle unit main body shaft 611 by stopping the supply of the negative pressure supplied to the opening 615.
[0070]
Action 3: The nozzle member 60a moves up. In this case, the contact state between the component and the nozzle member 60a is completely eliminated. Further, the nozzle member 60a is raised, and the compressed first spring 615 is restored.
[0071]
Next, the operation for pressing the component adsorbed on the nozzle member 60a against the test head 4 will be described below.
[0072]
Operation 1: The nozzle member 60a positioned on the test head 4 is lowered, and the component adsorbed on the tip portion of the nozzle portion main body shaft 611 comes into contact with the test head 4. In this case, the first spring 651 is slightly compressed by the impact generated at the time of contact.
[0073]
Operation 2: The first spring 651 is compressed and the component is pressure-bonded to the test head 4 until the nozzle member 60a is further lowered and the flange 612 of the nozzle portion 610 and the stopper 627b of the movable member 627 come into contact with each other.
[0074]
Operation 3: When the nozzle member 60a is further lowered from the state of the operation 2, the second spring 653 is compressed, and the pressure-bonding force between the test head 4 and the component further increases. Thereby, the component and the test head 4 are completely electrically connected, and the component is tested.
[0075]
Operation 4: After the test is completed, the nozzle member 60a is raised while the component is adsorbed. In this case, the first spring 651 and the second spring 653 are restored as the nozzle member 60a rises.
[0076]
As described above, when the first spring 651 urged in the protruding direction to elastically hold the nozzle part 610 at the maximum protruding position, and the nozzle part 610 has moved from the maximum protruding position to the anti-projecting direction by a predetermined amount or more. In addition, since the second spring 653 that applies the urging force in the protruding direction to the nozzle portion 610 is provided, different elastic forces can be obtained in stages.
[0077]
That is, when the component is adsorbed from the table 32, when mounted on the table 32, and when the component is pressure-bonded to the test head 4, the first spring 651 having a low elastic coefficient is actuated first. Easy to absorb. Further, when the component is pressure-bonded to the test head 4, the flange 612 of the nozzle portion 610 and the stopper 627 b of the movable member 627 come into contact with each other, and the second spring 653 having a high elastic coefficient in addition to the biasing force of the first spring 651. Therefore, when the component is pressed against the test head 4, a large contact pressure can be applied. Therefore, it is possible to perform the test more reliably while preventing the parts from being damaged by the impact at the time of contact.
[0078]
In addition, since the nozzle unit 610 is rotatable around the axis with respect to the holding unit 630, components to be transported can be attached and detached at various angles. In the present embodiment, even if the component installed on the table 32 is not installed in an appropriate direction, the component is adsorbed and adsorbed or mounted in an appropriate state by adjusting the angle of the nozzle unit 610. In addition, the component can be pressed against the test head 4 at an appropriate position. Therefore, it is possible to reduce the probability that an inspection failure occurs and to perform the test more reliably.
[0079]
The first spring 651 and the second spring 653 are not particularly limited as long as they do not give a shocking contact pressure to the chip, such as a pneumatic damper. However, as in this embodiment, the first spring 651 and the second spring 653 are coil springs. This is preferable because it is possible to reduce the size of the equipment as compared with the above-described members and parts.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the first elastic member that urges the nozzle portion in the protruding direction so as to elastically hold the nozzle portion in the maximum protruding position, and the nozzle portion has moved a predetermined amount or more in the anti-projecting direction from the maximum protruding position. Since the second elastic member for applying a biasing force in the protruding direction to the nozzle portion is sometimes provided, it is possible to obtain different elastic forces in stages. Therefore, it is possible to prevent the component from being damaged at the time of component adsorption or the like, and to apply a large contact pressure when pressing the component against the test head, so that the test can be performed more reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a component testing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a component testing apparatus.
3 is a Y-axis cross-sectional view around the tray storage portion of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a schematic plan view showing a configuration of a table of the shuttle robot.
5 is a B arrow diagram of FIG. 2 showing the position of the table at the parts delivery position of the shuttle robot ((a), (c) are the state in which the table is arranged at the first position, and (b), (d). ) Shows a state in which the table is arranged at the second position).
FIG. 6 is a plan view showing a specific configuration of the test robot.
7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6 showing a specific configuration of the test robot.
8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 7 showing a specific configuration of the test robot.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a nozzle member.
FIG. 10 is an overall cross-sectional view of a nozzle member.
[Explanation of symbols]
1 Parts testing equipment
3 Test equipment
4 Test head
42A, 42B Transport head
43a, 43b Head body
60a, 60b nozzle member
610 Nozzle
615 opening
616 Negative pressure passage
620 Nozzle shaft
630 holding part
651 1st spring
653 Second spring

Claims (2)

電子部品と電気的に接触して当該部品が正常であるか否かの試験を行うテストヘッドと、当該部品を吸着する吸着ノズル部材を有する移動可能な部品保持手段とを備え、当該部品保持手段により部品供給側から部品を吸着してテストヘッドまで搬送するとともに、テストヘッド上に押し付けて試験を行うようにした部品試験装置において、
当該吸着ノズル部材は、部品を吸着して保持するノズル部と、上記ノズル部に接続されるノズルシャフト部と、上記ノズル部およびノズルシャフト部を保持する保持部とを備え、上記ノズル部が上記保持部に対して軸方向に一定範囲だけ移動可能とされるとともに、
上記ノズル部を弾性的に最大突出位置に保持するように突出方向に付勢する第１弾性部材と、上記ノズル部が最大突出位置から反突出方向に所定量以上移動したときにこのノズル部に突出方向の付勢力を加える第２弾性部材とが設けられ、
上記ノズル部の外周に軸方向移動可能な可動部材が配置され、この可動部材と上記ノズル部とに軸方向に相対向する当接部が設けられ、上記ノズル部が最大突出位置から反突出方向に所定量だけ移動したときに上記の相対向する当接部が互いに当接して、それ以上に移動するとそれに伴い上記可動部材が反突出方向に移動するように可動部材の移動範囲が設定され、この可動部材が上記第２弾性部材により突出方向に付勢されていることを特徴とする部品試験装置。A test head for testing whether or not the electronic component is in electrical contact with the electronic component; and a movable component holding means having a suction nozzle member for sucking the component; In the component testing device that sucks the component from the component supply side and transports it to the test head, and presses it onto the test head for testing.
The suction nozzle member includes a nozzle part that sucks and holds a component, a nozzle shaft part connected to the nozzle part, and a holding part that holds the nozzle part and the nozzle shaft part. It is possible to move only a certain range in the axial direction relative to the holding part,
A first elastic member that urges the nozzle portion in a protruding direction so as to elastically hold the nozzle portion at a maximum protruding position; and when the nozzle portion moves a predetermined amount or more in the counter-projecting direction from the maximum protruding position, A second elastic member for applying a biasing force in the protruding direction is provided ,
An axially movable movable member is disposed on the outer periphery of the nozzle portion, and an abutting portion is provided on the movable member and the nozzle portion so as to face each other in the axial direction. When the movable member moves by a predetermined amount, the contact portions facing each other come into contact with each other. The component testing apparatus, wherein the movable member is biased in the protruding direction by the second elastic member . 請求項１記載の部品試験装置において、
上記両弾性部材がコイルばねであることを特徴とする部品試験装置。The component testing apparatus according to claim 1 ,
The part testing apparatus characterized in that both the elastic members are coil springs.

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