DE19745795A1

DE19745795A1 - Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Transportieren von Gegenständen

Info

Publication number: DE19745795A1
Application number: DE19745795A
Authority: DE
Inventors: Yukio Kanno
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1998-06-25
Also published as: US5961168A; CN1113032C; TW381200B; KR19980032670A; MY126726A; JPH10118969A; CN1184761A

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Transportieren von Objekten bzw. Gegenständen und insbesondere eine Aufnahme- und Plaziervorrichtung, die ein Ansaugen und eine Freigabe bzw. Belüftung durch Öffnen und Schließen einer Unterdruckquelle zum Transportieren von Objekten, wie z. B. von Halbleiterbauelementen, ausführt.

Bestimmte Anwendungen einer Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Transportieren von Objekten erfordern das präzise und schnelle Transportieren von Objekten, um die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems zu erhöhen. Ein derartiges Beispiel ergibt sich bei einer Aufnahme- und Plaziervorrichtung, die in einer Testhandhabevorrichtung verwendet wird, die zum Transportieren von Prüfobjekten in einem Halbleiterprüfsystem untergebracht ist. In einer derartigen, mit einem Halbleitersystem verbundenen Testhandhabevorrichtung sind die zu transportierenden Prüfobjekte Halbleiter-IC-Bauelemente. Ein anderes Beispiel ist eine Chipmontagevorrichtung, die verschiedene elektrische Bauteile in einer Chipform in vorgegebenen Positionen auf einer Leiterplatte oder dergleichen plaziert. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahme- und Plaziervorrichtung mit einem Ansaugmechanismus zum Anziehen und Loslassen der zu transportierenden Objekte mit einer Saugkraft, die durch einen Unterdruck erzeugt wird, wie z. B. durch ein Vakuum.

Diese Aufnahme- und Plaziervorrichtungen müssen eine hohe Leistungsfähigkeit aufweisen, um die Gesamtproduktivität mit einer hohen Transportgeschwindigkeit und hoher Zuverlässigkeit bei niedriger Staurate zu verbessern. Um diese Zielstellungen zu erreichen, wird in einer Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Transport von Objekten mit Anwendung des Ansaugverfahrens eine Druckdetektionseinrichtung für jedes Saugkissen vorgesehen, um den Ansaugzustand zu erfassen.

Dadurch werden die Aufnahmeoperation (das Ansaugen) durch Erfassen des Ansaugdrucks gewährleistet und die Verkürzung der Ansaugzeit (Aufnahmeoperationszeit) oder der Saugfreigabezeit (Plazierungsoperationszeit) gefördert.

Ein Beispiel für eine Konstruktion in einer solchen Aufnahme- und Plaziervorrichtung wird anhand von Fig. 5 erläutert. Dieses Beispiel steuert die Ansaug- und die Belüftungs- bzw. Saugfreigabeoperation durch Detektionssignale von einem Druckdetektor 41. Ferner sind in diesem Beispiel mehrere zu prüfende Bauelemente (Devices Under Test = DUT), die durch die Aufnahme- und Plaziervorrichtung transportiert werden sollen, auf einem horizontalen Magazin angeordnet.

In Fig. 5 setzt sich die Aufnahme- und Plaziervorrichtung mit Ansaugmechanismus aus einem Saugkissen 30, einem Kissenträger 32, einer Transfer- bzw. Transportantriebseinrichtung 80, einem Vakuumschlauch 38, einem Druckdetektor 41, einem Unterdruckschalter 45, einer Unterdruckquelle 50 und einer Ansaugsteuerung 70 zusammen.

Das Saugkissen 30 weist eine Kissenspitze 31, die das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 berührt, sowie in der Mitte eine Durchgangsbohrung 75 auf, durch die der Unterdruck auf das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 übertragen werden soll. Das Saugkissen 30 ist ein kreisförmiges Bauteil, welches das zu prüfende Bauelement (DUT) durch die durch den Unterdruck erzeugte Saugkraft aufnehmen und plazieren kann. Beispiele des Saugkissens 30 sind in Fig. 6(a)-6(c) dargestellt. Das Saugkissen 30 ist beispielsweise mit einem elastischen Gummikissen gemäß Fig. 6(a) ausgebildet, oder mit einem elastischen Gummikissen, das mit einer Metallringabdeckung gemäß Fig. 6(b) versehen ist, oder mit einem elastischen Gummikissen mit Metallrohr, wie in Fig. 6(c) dargestellt. Der Vakuumschlauch 38 ist am oberen Ende des Saugkissens 30 angeschlossen, um den Unterdruck durch die Bohrung 75 zur Kissenspitze 31 einzubringen. Mit dem anderen Ende des Vakuumschlauchs 38 ist beispielsweise der Unterdruckschalter 45 verbunden, um die Ein/Aus-Schaltoperationen der Saugkraft auszuführen.

Dieses Saugkissen 30 kann durch die Transportantriebseinrichtung 80 mittels des Kissenträgers 32 frei in drei Richtungen positioniert werden. Zum Beispiel wird das Saugkissen 30 durch die Transportantriebseinrichtung 80 in vertikaler Richtung (Z) zu Auf- und Abwärtsbewegungen angetrieben, und in (X-Y)-Richtungen zu Rechts- oder Links- und Vorwärts- oder Rückwärtsbewegungen. Eine derartige Antriebseinrichtung ist dem Fachmann bekannt, wie z. B. in der Roboterarmtechnologie, und daher wird hier keine weitere Erläuterung gegeben.

Der Druckdetektor 41 erfaßt vorgegebene Druckpunkte zur Beurteilung einer Aufnahme- und Plazieroperation und zum Auslösen der nächsten Schaltoperation der Saugkraft von der Unterdruckquelle. Die zu erfassenden Druckpunkte variieren entsprechend der Länge des Vakuumschlauchs 38, dem Kontaktzustand zwischen der Oberfläche des zu prüfenden Bauelements (DUT) 90 und dem Saugkissen 30 oder anderen Faktoren. Detektionssignale vom Druckdetektor 41, welche die Druckpunkte anzeigen, werden der Ansaugsteuerung 70 zugeführt.

Als Beispiel für die Unterdruckquelle 50 wird im allgemeinen eine Saugstrahl- bzw. Ejektorvakuumpumpe verwendet, um auf der Basis einer Fluidgeschwindigkeit, die durch Abblasen einer unter hohem Druck stehenden Luft in die Atmosphäre verursacht wird, einen Unterdruck zu erzeugen. Der Druckdetektor 41, der Unterdruckschalter 45 und die Unterdruckquelle 50 können in einem Baustein untergebracht werden, um die Gesamtabmessungen zu minimieren.

Unterdruckkurven im Vakuumschlauch 38 bezüglich der Aufnahmeoperation (Ansaugperiode) und der Plazierungsoperation (Saugfreigabeperiode) sind in Fig. 4 dargestellt. Fig. 4(a) ist eine Unterdruckkurve im Vakuumschlauch während der Ansaugperiode. Der Unterdruck im Schlauch 38 schwankt zwischen den Eigenschaftskurven C1a und C1b. Die Hauptfaktoren für die Ursache dieser Schwankungen sind Rohrabschnitte im Vakuumschlauch 38, Zwischenräume und Unregelmäßigkeiten zwischen dem Saugkissen 31 und dem zu prüfenden Bauelement (DUT) 90 sowie altersbedingte Verschlechterungen. Infolgedessen streuen, wie in Fig. 4a dargestellt, auch die Zeiten T1a und T1b, die bis zum Erreichen des vorgegebenen Ansaugdruckpunkts P1 benötigt werden.

Fig. 4(b) ist ein Beispiel, das Unterdruck-Eigen schaftskurven in dem Vakuumschlauch 38 während der Saugfreigabeperiode darstellt. In diesem Beispiel ist wieder eine Streuung des Unterdrucks zwischen den Eigenschaftskurven C2a und C2b dargestellt, die ähnlichen Faktoren zuzuschreiben ist, wie sie oben bezüglich Fig. 4a erwähnt wurden.

Im Hinblick auf die oben beschriebene Druckstreuung wird nachstehend das Ansaugverfahren zum Aufnehmen des zu prüfenden Bauelements (DUT) 90 auf dem Magazin 100 erläutert. In diesem Beispiel wird angenommen, daß der Ansaugdruckpunkt P1, der ein Unterdruckwert ist, welcher zuverlässig und mit Sicherheit die Saugwirkung auf das zu prüfende Bauelements (DUT) 90 aufrechterhalten kann, in dem Druckdetektor 41 eingestellt wird.

Zu Beginn der Ansaugperiode wird die Spitze des Saugkissens 30 so positioniert, daß das Saugkissen 30 durch die Transportantriebseinrichtung 80 leicht über das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 gepreßt wird. Die Ansaugsteuerung 70 schaltet den Unterdruckschalter 45 ein, um den Unterdruck in den Vakuumschlauch 38 einzuleiten. Diese Situation ist in Fig. 3 abgebildet, die einen Druckübergang während der Ansaugperiode darstellt.

In der auf der linken Seite von Fig. 3 dargestellten Ansaugperiode wird das Ansaugverfahren durch Halten des Drucks P1 beendet, sobald der Ansaugdruck P1 durch den Druckdetektor 41 erfaßt wird. Das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 wird an der Spitze des Saugkissens gehalten, und die Aufnahme- und Plaziervorrichtung geht zur nächsten Operation über, wie z. B. dem Transport des zu prüfenden Bauelements (DUT) 90 zur vorgesehenen Position auf der Testhandhabevorrichtung. Bei diesem Saugverfahren wird das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 zuverlässig und ohne Zeitverlust an der Spitze des Saugkissens 30 gehalten.

Als nächstes wird die Saugfreigabeoperation zur Freigabe des zu prüfenden Bauelements (DUT) 90 über einer vorgegebenen Position erläutert. Die rechte Seite von Fig. 3 zeigt den Druckübergang während der Saugfreigabeperiode. Nachdem das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 zur vorgegebenen Position transportiert worden ist, wie z. B. zu einer Auflagefläche auf dem Magazin 100 von Fig. 5, schaltet die Ansaugsteuerung 70 den Unterdruckschalter 45 aus, um den Unterdruck durch Einleiten eines Atmosphärendruck in den Vakuumschlauch 38 zu verringern.

Da, wie oben bemerkt, der Druckdetektor 41 mit dem Ansaugdruckpunkt P1 versehen ist, erzeugt er ein Detektionssignal, sobald der Unterdruck im Schlauch 38 auf den Druckpunkt P1 abfällt, obwohl das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 noch an der Spitze des Saugkissens 30 angesaugt wird. Folglich ist ein Zeitgeber vorgesehen, der durch das Detektionssignal vom Druckdetektor 41 aktiviert wird. Der Zeitgeber ist auf eine Zeitdauer eingestellt, von der angenommen wird, daß sie geeignet ist, um das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 mit Sicherheit freizugeben. Nachdem ein Signal vom Zeitgeber durch die Ansaugsteuerung 70 empfangen wird, wird das Saugfreigabeverfahren beendet, und der nächste Arbeitsgang beginnt.

Die Zeitdauer im Zeitgeber wird unter Berücksichtigung der Streuung des Unterdrucks für die erfolgreiche Freigabe des zu prüfenden Bauelements (DUT) und einer Arbeitstoleranz für die erfolgreiche Freigabeoperation festgelegt. Folglich ist die im Zeitgeber eingestellte Zeit länger als in jeder zu erwartenden Situation bei der Freigabe des zu prüfenden Bauelements (DUT). Als Ergebnis entstehen Differenzen zwischen der tatsächlichen Zeiteinstellung für die Freigabe des zu prüfenden Bauelements (DUT) 90 und der durch den Zeitgeber definierten Zeitdauer, wodurch Zeit verschwendet wird. Wenn andererseits die Zeitdauer kürzer eingestellt wird, kann ein Stau von zu prüfenden Bauelementen (DUT) auftreten, und die Transportzuverlässigkeit kann sich verschlechtern.

Es ist daher ein Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufnahme- und Plaziervorrichtung herzustellen, die in der Lage ist, elektronische Bauelemente mit hoher Geschwindigkeit und hoher Effizienz unter Anwendung einer Saugkraft aufzunehmen und zu plazieren.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aufnahme- und Plaziervorrichtung bereitzustellen, die mit hoher Geschwindigkeit elektronische Bauelemente durch Anwendung einer Saugkraft aufnehmen und die Bauelemente durch Wegnahme der Saugkraft absetzen bzw. plazieren soll, ohne einen Stau der elektronischen Bauelemente zu verursachen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aufnahme- und Plaziervorrichtung bereitzustellen, die getrennt voneinander einen Saugdruckdetektor und einen Saugfreigabedruckdetektor aufweist, um unabhängig voneinander vorgegebene Druckpunkte des Unterdrucks in der Vorrichtung zu erfassen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aufnahme- und Plaziervorrichtung bereitzustellen, die einen Druckdetektor und einen Analog-Digital-Wandler aufweist, um einen Saugpunkt und einen Saugfreigabepunkt zu erfassen, die vorgegeben oder durch ein Softwareverfahren modifiziert werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aufnahme- und Plaziervorrichtung bereitzustellen, die getrennt voneinander einen Saugdruckdetektor und einen Saugfreigabedruckdetektor sowie mindestens einen Zeitgeber aufweist, um Endzeitpunkte der Aufnahme- und Plazierungsoperationen zum Übergang zu den nächsten Operationen der Vorrichtung zu bestimmen.

Nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Aufnahme- und Plaziervorrichtung mit einer Unterdruckquelle zum Transportieren eines Objekts für die Ausführung der Ansaug- und Saugfreigabeoperationen zum Aufnehmen und Plazieren des Objekts auf: einen ersten Druckdetektor zum Erfassen eines Ansaugzustands in einem Verfahren zum Aufnehmen des Objekts durch Anwenden eines Unterdrucks; einen zweiten Druckdetektor zum Erfassen eines Saugfreigabezustands in einem Verfahren zum Plazieren des Objekts in einer vorgegebenen Position durch Wegnahme des Unterdrucks; und eine Steuerung zum Steuern eines Gesamtbetriebs der Aufnahme- und Plaziervorrichtung, um nach Empfang eines Saugdetektionssignals vom ersten Druckdetektor oder eines Saugfreigabedetektionssignals vom zweiten Druckdetektor zum nächsten Arbeitsgang überzugehen.

Wegen der obigen Konfiguration können während der Ansaugperiode eine zuverlässige Aufnahmeoperation und während der Saugfreigabeperiode eine zuverlässige Freigabeoperation erzielt werden, ohne einen Stau der Objekte zu verursachen.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Aufnehmen und Plazieren eines Objekts durch Steuerung einer Saugkraft auf: eine Unterdruckquelle zum Erzeugen der Saugkraft für das Aufnehmen oder die Freigabe des Objekts; ein Saugkissen, das durch eine Leitung, wie z. B. einen Schlauch mit der Unterdruckquelle verbunden ist, um in Kontakt mit dem Objekt zu kommen und das Objekt durch die von der Unterdruckquelle herrührende Saugkraft aufzunehmen und zu plazieren; einen Druckschalter zum Öffnen eines Weges im Schlauch, um dem Saugkissen die Saugkraft zuzuführen, oder zum Schließen des Weges, um zu verhindern, daß die Saugkraft dem Saugkissen zugeführt wird; einen ersten Druckdetektor zum Erfassen eines ersten vorgegebenen Unterdrucks im Schlauch in einem Verfahren zum Aufnehmen des Objekts; einen zweiten Druckdetektor zum Erfassen eines zweiten vorgegebenen Unterdrucks im Schlauch bei einer Saugfreigabe bzw. Belüftung zum Plazieren des Objekts in einer vorgegeben Position; und eine Steuerung zum Steuern einer Schaltoperation des Druckschalters sowie eines Gesamtbetriebs der Aufnahme- und Plaziervorrichtung, um nach Empfang eines Saugdetektionssignals vom ersten Druckdetektor oder eines Saugfreigabedetektionssignals vom zweiten Druckdetektors zum nächsten Arbeitsgang überzugehen.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Analog-Digital-Wandler verwendet, um den erfaßten Unterdruck zur Weiterverfolgung durch eine Steuerung in ein Digitalsignal umzuwandeln. Die Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Aufnehmen und Plazieren eines Objekts durch Steuern einer Saugkraft weist auf: eine Unterdruckquelle zum Erzeugen der auf das Objekt anzuwendenden Saugkraft; ein Saugkissen, das durch einen Schlauch mit der Unterdruckquelle verbunden ist, um mit dem Objekt in Kontakt zu kommen und das Objekt durch die von der Unterdruckquelle herrührende Saugkraft aufzunehmen und zu plazieren; einen Druckschalter zum Öffnen eines Weges im Schlauch, um die Saugkraft dem Saugkissen zuzuführen, oder zum Schließen des Weges, um zu verhindern, daß die Saugkraft dem Saugkissen zugeführt wird; einen Druckdetektor zum Erfassen eines Unterdrucks im Schlauch und zum Erzeugen eines Analogsignals, das einen Betrag des Unterdrucks anzeigt; einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) zum Umwandeln des Analogsignals vom Druckdetektor in ein Digitalsignal; und eine Steuerung zum Steuern einer Schaltoperation des Druckschalters und eines Gesamtbetriebs der Aufnahme- und Plaziervorrichtung, um zum nächsten Arbeitsgang überzugehen, nachdem das Digitalsignal vom A/D-Wandler empfangen und ausgewertet worden ist, um festzustellen, ob der Unterdruck vorgegebene Druckpunkte erreicht, die erfolgreiche Aufnahme- oder Freigabeoperationen des Objekts anzeigen.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zeitgeber verwendet, um für eine hohe Geschwindigkeit und einen zuverlässigen Betrieb beim Aufnehmen und Plazieren des Objekts die Zeitpunkte der Aufnahme- und/oder Freigabeoperation durch ein Endsignal des Zeitgebers festzulegen. Die Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Aufnehmen und Plazieren eines Objekts durch Steuerung der Saugkraft weist auf: eine Unterdruckquelle zum Erzeugen der auf das Objekt anzuwendenden Saugkraft; einen ersten Druckdetektor zum Erfassen eines ersten vorgegeben Unterdrucks im Schlauch bei einem Verfahren zum Aufnehmen des Objekts; einen zweiten Druckdetektor zum Erfassen eines zweiten vorgegeben Unterdrucks im Schlauch bei einem Verfahren zur Freigabe des Objekts in einer vorgegebenen Position; einen Zeitgeber zum Erzeugen eines Endsignals zu einer vorgegebenen Zeit nach Empfang eines Detektionssignals vom ersten Druckdetektor oder vom zweiten Druckdetektor; und eine Steuerung zum Steuern eines Gesamtbetriebs der Aufnahme- und Plaziervorrichtung, um nach Empfang des Endsignals vom Zeitgeber zum nächsten Arbeitsgang überzugehen.

Erfindungsgemäß werden die Druckdetektoren zum Erfassen des Ansaugzustands bzw. des Saugfreigabezustands unabhängig voneinander bereitgestellt. Folglich werden eine zuverlässige Aufnahmeoperation des zu prüfenden Bauelements (DUT) während des Ansaugverfahrens und eine zuverlässige Freigabeoperation während des Saugfreigabeverfahrens auf der Basis der entsprechenden Detektionssignale ausgeführt. Ferner wird durch den Zeitgeber, der das Endsignal auf der Basis des Detektionssignals vom Druckdetektor erzeugt, eine flexible und zuverlässige Operation zur Aufnahme und Freigabe des zu prüfenden Bauelements (DUT) ausgeführt. Als Ergebnis kann die Zeitverschwendung, die durch den Zeitgeber bei der herkömmlichen Technologie entsteht, beseitigt werden, und ein Gesamtdurchsatz beim Transport kann wesentlich erhöht werden. Außerdem kann die Zuverlässigkeit des Ansaugens wegen der zuverlässigen Erfassung der Ansaug- und Saugfreigabebedingungen erhöht werden. Dementsprechend entsteht in der erfindungsgemäßen Aufnahme- und Plaziervorrichtung kein unerwünschter Stau der zu prüfenden Bauelemente (DUT).

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Grundstruktur der Aufnahme- und Plaziervorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das eine Grundstruktur der Aufnahme- und Plaziervorrichtung in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das eine Arbeitsweise des Ansaug- und Saugfreigabeverfahrens in der herkömmlichen Aufnahme- und Plaziervorrichtung mit darin enthaltenem Druckdetektor darstellt.

Fig. 4(a) und 4(b) Blockdiagramme, die Unterdruck- Eigenschaftskurven in einem Vakuumschlauch während der Ansaug- und Saugfreigabeperioden darstellen.

Fig. 5 ein Blockdiagramm, das eine Grundstruktur der Aufnahme- und Plaziervorrichtung bei der herkömmlichen Technologie darstellt.

Fig. 6 ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines Saugkissens der Aufnahme- und Plaziervorrichtung darstellt.

Fig. 7 ein Blockdiagramm, das eine Arbeitsweise des Ansaug- und Saugfreigabeverfahrens mit Verwendung der Zeitgeber in der erfindungsgemäßen Aufnahme- und Plaziervorrichtung darstellt.

Die erfindungsgemäße Aufnahme- und Plaziervorrichtung weist einen Druckdetektor zum Erfassen eines Ansaugzustands getrennt von einem Druckdetektor zum Erfassen eines Saugfreigabezustands auf. Die Aufnahme- und Plaziervorrichtung geht zum nächsten Schritt über, sobald ein Detektionssignal, das eine erfolgreiche Aufnahmeoperation anzeigt, oder ein Detektionssignal, das eine erfolgreiche Plazierungsoperation anzeigt, durch eine Ansaugsteuerungsschaltung empfangen wird.

Fig. 1 zeigt eine Struktur der Aufnahme- und Plaziervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Aufnahme- und Plaziervorrichtung gemäß Fig. 1 weist auf: ein Saugkissen 30, einen Kissenträger 32, eine Transportantriebseinrichtung 80, einen Vakuumschlauch 38, Druckdetektoren 41 und 42, einen Unterdruckschalter 45, eine Unterdruckquelle 50 und eine Ansaugsteuerung 10 mit Zeitgebern 14a und 14b. Ein typisches Beispiel für die Druckdetektoren 41 und 42 ist ein Halbleiterdrucksensor.

Der Druckdetektor 41 dient zum Erfassen des Unterdrucks in der Ansaugperiode zur Aufnahme eines zu prüfenden Bauelements (DUT) 90 auf einem Magazin 100. In dem Druckdetektor 41 ist der Druckpunkt P1 in Fig. 3 oder 4(a) so eingestellt, daß das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 durch das Saugkissen 30 sicher aufgenommen wird. Sobald die Spitze des Saugkissens 30 durch die Transportantriebseinrichtung 80 auf dem zu prüfenden Bauelement (DUT) 90 positioniert ist, schaltet die Ansaugsteuerung 10 den Unterdruckschalter 45 ein und leitet den Unterdruck in den Vakuumschlauch 38 ein.

In dieser Ansaugperiode nimmt der Unterdruck im Vakuumschlauch 38 auf eine in Fig. 3 dargestellte Weise zu. Sobald der Unterdruck im Vakuumschlauch 38 den Druckpunkt P1 erreicht, erzeugt der Detektor 41 ein Detektionssignal, das durch die Ansaugsteuerung 10 empfangen wird. Dann stellt die Ansaugsteuerung 10 fest, daß das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 sicher aufgenommen ist, und weist die Vorrichtung an, zur nächsten Bewegung der Aufnahme- und Plaziervorrichtung über zugehen.

Der Druckdetektor 42 dient zum Erfassen des Unterdrucks in der Saugfreigabeperiode zum Plazieren des zu prüfenden Bauelement (DUT) 90 in einer vorgegebenen Position, wie z. B. einer Auflagefläche auf dem Magazin 100 gemäß Fig. 1. In dem Druckdetektor 42 ist der Druckpunkt P2 gemäß Fig. 3 oder 4(b) eingestellt, bei dem das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 sicher freigegeben werden kann. Nachdem das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 in die vorgegebene Position transportiert worden ist, schaltet die Ansaugsteuerung 10 den Unterdruckschalter 45 aus. Sobald der Druck im Vakuumschlauch 38 auf den Druckpunkt P2 abfällt, erzeugt der Druckdetektor 42 ein Detektionssignal, das von der Ansaugsteuerung 10 empfangen wird. Dann stellt die Ansaugsteuerung 10 fest, daß das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 vom Saugkissen 30 erfolgreich freigegeben ist und weist die Vorrichtung an, zum nächsten Schritt der Aufnahme- und Plaziervorrichtung überzugehen.

In der vorstehend beschriebenen Aufnahme- und Plaziervorrichtung erfassen die Druckdetektoren 41 und 42 getrennt die Druckpunkte P1 und P2 zum Aufnehmen und zur Freigabe des zu prüfenden Bauelements (DUT) 90. Folglich sind an der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung keine instabilen und unzuverlässigen Faktoren beteiligt, wie z. B. die geschätzte Zeitdauer im Zeitgeber bei der herkömmlichen Technologie. Die Betriebszuverlässigkeit und -stabilität bei den Ansaug- und Saugfreigabeverfahren werden verbessert, wodurch sich auch der Gesamtdurchsatz des Bauelementetransports erhöht.

Die Aufnahme- und Plaziervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Saugkissen 30, einen Kissenträger 32, eine Transportantriebseinrichtung 80, einen Vakuumschlauch 38, einen Druckdetektor 62, einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 64, einen Unterdruckschalter 45, eine Unterdruckquelle 50 und eine Ansaugsteuerung 10b mit Zeitgebern 14a und 14b, wie in Fig. 2 dargestellt.

Der Druckdetektor 62 ist vorzugsweise ein analoger Halbleiterdrucksensor, der ein analoges Ausgangssignal erzeugt. Das analoge Ausgangssignal ist proportional zum Druck im Vakuumschlauch 38 und wird vom A/D-Wandler 64 empfangen. Der A/D-Wandler 64 wandelt das empfangene Signal in ein Digitalsignal um, welches das Unterdrucksignal im Vakuumschlauch 38 darstellt und der Ansaugsteuerung 10b zugeführt wird.

Bei Empfang des Digitalsignals vom A/D-Wandler 64 vergleicht die Ansaugsteuerung 10b die empfangenen Daten mit den voreingestellten Daten, die den Unterdruck des Ansaugpunktes oder des Saugfreigabepunktes anzeigen. Nach Erfassen der vorgegebenen Druckpunkte steuert die Steuerung 10b die Vorrichtung zum nächsten Arbeitsgang. Genauer gesagt, sobald in der Ansaugperiode der Unterdruckpunkt P1 erfaßt wird, geht die Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum nächsten Arbeitsgang über. Sobald in der Saugfreigabeperiode der Unterdruckpunkt P2 erfaßt wird, geht die Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum nächsten Arbeitsgang über. Bei diesem Beispiel können der Druckpunkt P1 oder der Saugfreigabedruckpunkt P2 eingestellt oder modifiziert werden, z. B. durch ein Software-Verfahren.

Die obige Ausführungsform erläutert den Fall, in welchem der Ansaugzustand und der Saugfreigabezustand durch die Detektionssignale von den Druckdetektoren 41 und 42 ermittelt werden. Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ferner Zeitgeber auf, um die Zeiteinstellungen für das Ansaugen und die Saugfreigabe flexibel zu steuern. Fig. 7 zeigt ein Schemadiagramm zur Erläuterung der Zeiteinstellungen der Ansaug- und Saugfreigabeoperationen, wenn zusätzlich zu den Druckdetektoren 41 und 42 die Zeitgeber verwendet werden. Solche Zeitgeber 14a und 14b können in der Ansaugsteuerung 10 enthalten sein, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt.

In dem Beispiel von Fig. 7 wird in dem Druckdetektor 41 ein Druckpunkt P1b eingestellt. Der Druckpunkt P1b ist etwas niedriger als P1, der ein Druckpunkt ist, bei dem das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 mit Sicherheit durch die Aufnahme- und Plaziervorrichtung aufgenommen wird. Sobald durch den Druckdetektor 41 ein Detektionssignal erzeugt wird, beginnt der Zeitgeber 14a in Fig. 1 oder 2 mit der Zeitzählung über eine vorgegebene Zeitspanne, die kurz genug ist, um ungefähr am Druckpunkt P1 zu enden, damit das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 sicher aufgenommen wird.

Nach Ablauf der im Zeitgeber 14a eingestellten Zeit stellt die Ansaugsteuerung 10 fest, daß das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 aufgenommen ist und weist die Aufnahme- und Plaziervorrichtung an, zum nächsten Arbeitsgang überzugehen. Indem die Zeitdauer im Zeitgeber 14a so eingestellt wird, daß sie in der Nähe des Druckpunktes P1 endet, kann bei dieser Ausführungsform die Ansaugzeit für die Aufnahmeoperation entsprechend den Änderungen der Bauteile, welche die Aufnahme- und Plaziervorrichtung bilden, wie z. B. des Vakuumschlauchs, und entsprechend den Oberflächenbedingungen der zu prüfenden Bauelemente (DUT) flexibel eingestellt werden.

Ähnlich dem vorstehend beschriebenen Aufnahmeverfahren (Ansaugverfahren) wird beim Freigabeverfahren (Saugfreigabeverfahren) ein Druckpunkt P2b im Druckdetektor 42 eingestellt. Der Unterdruck beim Druckpunkt P2b ist etwas höher als der Druck P2, d. h. als der Punkt, wo das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 mit Sicherheit von der Aufnahme- und Plaziervorrichtung freigegeben wird. Sobald durch den Druckdetektor 42 ein Detektionssignal erzeugt wird, beginnt der Zeitgeber 14b in Fig. 1 oder 2 mit der Zeitzählung über eine vorgegebene Zeitspanne, die kurz genug ist, um ungefähr am Druckpunkt P2 zu enden, damit das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 freigegeben wird.

Nach Ablauf der im Zeitgeber 14b eingestellten Zeit stellt die Ansaugsteuerung 10 fest, daß das zu prüfende Bauelement (DUT) 90 von der Aufnahme- und Plaziervorrichtung freigegeben ist, und weist die Aufnahme- und Plaziervorrichtung an, zum nächsten Arbeitsgang überzugehen. Indem die Zeitdauer im Zeitgeber 14b so eingestellt wird, daß sie in der Nähe des Druckpunkts P2 endet, kann bei dieser Ausführungsform die Ansaugsteuerung für die Freigabeoperation entsprechend den Änderungen der Bauelemente, welche die Aufnahme- und Plaziervorrichtung bilden, und entsprechend den Oberflächenbedingungen der zu prüfenden Bauelemente (DUT) flexibel eingestellt werden.

Wie bei der vorstehenden Ausführungsform werden bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Verwendung der beiden Druckdetektoren 41 und 42 und der beiden Zeitgeber 14a und 14b die Aufnahme- und Plazierungsoperationen genau ausgeführt, und die Endzeitpunkte der Aufnahme- und der Plazierungsoperation werden getrennt voneinander bestimmt. Daher kann die erfindungsgemäße Aufnahme- und Plaziervorrichtung mit hoher Geschwindigkeit und hoher Effizienz arbeiten, ohne einen Stau der Bauelemente zu verursachen.

In der obigen Ausführungsform sind die voreingestellten Zeitwerte in den Zeitgebern 14a und 14b viel kleiner als die Voraussagezeitdauer in dem bei der herkömmlichen Technologie eingesetzten Zeitgeber. Folglich kann der Zeitverlust infolge der Streuung und der Abweichungen von Bauteilen sehr gering sein. In dem obigen Beispiel werden die beiden Zeitgeber 14a und 14b in Kombination mit den Druckdetektoren 41 und 42 verwendet. Es kann jedoch auch nur ein Zeitgeber entweder in der Aufnahme- oder in der Plazierungsoperation verwendet werden.

Die obige Ausführungsform wurde für den Fall erläutert, in dem die Transportantriebseinrichtung 80 mit dem Saugkissen 30 verbunden ist, um das Saugkissen 30 in drei Dimensionen (X, Y und Z) zu bewegen. Es ist jedoch möglich, einen derartigen dreidimensionalen Antrieb für das Magazin 100 bereitzustellen, während das Saugkissen 30 in einer bestimmten Position fixiert ist. In der obigen Ausführungsform wird die Transportantriebseinrichtung 80 für ein einzelnes Saugkissen 30 bereitgestellt. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Saugkissen durch einen Mechanismus der Transportantriebseinrichtung 80 anzutreiben.

Die vorliegende Erfindung erzielt durch die oben erläuterte Konfiguration die folgende Wirkung.

Die Druckdetektoren zum Erfassen des Ansaugzustandes bzw. des Saugfreigabezustandes werden unabhängig voneinander bereitgestellt. Folglich werden auf der Grundlage der jeweiligen Detektionssignale während des Ansaugprozesses eine zuverlässige Aufnahmeoperation des zu prüfenden Bauelements (DUT) und während des Saugfreigabeprozesses eine zuverlässige Freigabeoperation ausgeführt. Ferner wird durch den Zeitgeber, der auf der Basis des Detektionssignals vom Druckdetektor das Endsignal erzeugt, eine flexible und zuverlässige Operation zur Aufnahme und zur Freigabe des zu prüfenden Bauelements (DUT) ausgeführt. Als Ergebnis kann die durch den Zeitgeber bei der herkömmlichen Technologie verursachte Zeitverschwendung beseitigt werden, und ein Gesamttransportdurchsatz kann wesentlich erhöht werden. Außerdem kann die Zuverlässigkeit des Ansaugens wegen der zuverlässigen Erfassung der Ansaug- und Saugfreigabezustände erhöht werden. Dementsprechend kommt es in der erfindungsgemäßen Aufnahme- und Plaziervorrichtung zu keinem unerwünschten Stau der zu prüfenden Bauelemente (DUT).

Claims

1. Aufnahme- und Plaziervorrichtung mit einer Unterdruckquelle zum Transport eines Gegenstands und zur Ausführung von Ansaug- und Saugfreigabeoperationen zum Aufnehmen und Plazieren des Gegenstands, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen ersten Druckdetektor zum Erfassen eines Ansaugzustandes in einem Verfahren zum Aufnehmen des Gegenstands durch Anwenden eines Unterdrucks;
einen zweiten Druckdetektor zum Erfassen eines Saugfreigabezustandes in einem Verfahren zum Plazieren des Gegenstands in einer vorgegebenen Position durch Wegnahme des Unterdrucks; und
eine Steuerung zum Steuern eines Gesamtbetriebs der Aufnahme- und Plaziervorrichtung, um nach Empfang eines Ansaugdetektionssignals von dem ersten Druckdetektor oder eines Saugfreigabedetektionssignals vom zweiten Druckdetektor zum nächsten Arbeitsgang überzugehen.

2. Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Aufnehmen und Plazieren eines Gegenstands durch Steuerung einer Ansaugkraft, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Unterdruckquelle zum Erzeugen der Ansaugkraft für das Aufnehmen oder die Freigabe des Gegenstands;
ein Saugkissen, das durch einen Schlauch mit der Unterdruckquelle verbunden ist, um mit dem Gegenstand in Kontakt zu kommen und den Gegenstand durch die von der Unterdruckquelle herrührende Saugkraft aufzunehmen und zu plazieren;
einen Druckschalter zum Öffnen eines Weges in dem Schlauch, um die Saugkraft dem Saugkissen zuzuführen, oder zum Schließen des Weges, um zu verhindern, daß die Saugkraft dem Saugkissen zugeführt wird;
einen ersten Druckdetektor zum Erfassen eines ersten vorgegebenen Unterdrucks in dem Schlauch in einem Verfahren zum Aufnehmen des Gegenstands;
einen zweiten Druckdetektor zum Erfassen eines zweiten vorgegebenen Unterdrucks in dem Schlauch in einem Saugfreigabeverfahren zum Plazieren des Gegenstands in einer vorgegebenen Position; und
eine Steuerung zum Steuern einer Schaltoperation des Druckschalters und des Gesamtbetriebs der Aufnahme- und Plaziervorrichtung, um bei Empfang eines Ansaugdetektionssignals von dem ersten Druckdetektor oder eines Saugfreigabedetektionssignals von dem zweiten Druckdetektor zum nächsten Arbeitsgang überzugehen.

3. Aufnahme- und Plaziervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist:
ein Saugkissen, das durch einen Schlauch mit der Unterdruckquelle verbunden ist, um mit dem Gegenstand in Kontakt zu kommen und den Gegenstand durch die Saugkraft aufzunehmen und zu plazieren; und
einen Druckschalter zum Öffnen eines Weges in dem Schlauch, um die Saugkraft dem Saugkissen zuzuführen, oder zum Schließen des Weges, um zu verhindern, daß die Saugkraft dem Saugkissen zugeführt wird.

4. Aufnahme- und Plaziervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, die ferner aufweist:
eine Positionssteuereinrichtung zum Positionieren des Saugkissens in vertikaler und horizontaler Richtung.

5. Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Aufnehmen und Plazieren eines Gegenstands durch Steuerung einer Saugkraft, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Unterdruckquelle zum Erzeugen der auf den Gegenstand anzuwendenden Saugkraft;
ein Saugkissen, das durch einen Schlauch mit der Unterdruckquelle verbunden ist, um mit dem Gegenstand in Kontakt zu kommen und den Gegenstand durch die von der Unterdruckquelle herrührende Saugkraft aufzunehmen und zu plazieren;
einen Druckschalter zum Öffnen eines Weges in dem Schlauch, um die Saugkraft dem Saugkissen zuzuführen, oder zum Schließen des Weges, um zu verhindern, daß die Saugkraft dem Saugkissen zugeführt wird;
einen Druckdetektor zum Erfassen eines Unterdrucks in dem Schlauch und zum Erzeugen eines Analogsignals, das den Betrag des Unterdrucks anzeigt;
einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) zum Umwandeln des Analogsignals vom Druckdetektor in ein Digitalsignal;
eine Steuerung zum Steuern einer Schaltoperation des Druckschalters und eines Gesamtbetriebs der Aufnahme- und Plaziervorrichtung, um zum nächsten Arbeitsgang überzugehen, nachdem das Digitalsignal vom A/D-Wandler empfangen und ausgewertet worden ist, um zu erkennen, ob der Unterdruck vorgegebene Druckpunkte erreicht, die eine erfolgreiche Aufnahme- oder Plazierungsoperation des Gegenstands anzeigen.

6. Aufnahme- und Plaziervorrichtung nach Anspruch 5, die ferner aufweist:
eine Positionssteuereinrichtung zum Positionieren des Saugkissens in vertikaler und horizontaler Richtung.

7. Aufnahme- und Plaziervorrichtung zum Aufnehmen und Plazieren eines Gegenstands durch Steuerung einer Saugkraft, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Unterdruckquelle zum Erzeugen der auf den Gegenstand anzuwendenden Saugkraft;
einen ersten Druckdetektor zum Erfassen eines ersten vorgegebenen Unterdrucks in dem Schlauch bei einem Verfahren zur Aufnahme des Gegenstands;
einen zweiten Druckdetektor zum Erfassen eines zweiten vorgegebenen Unterdrucks in dem Schlauch bei einem Freigabeverfahren zur Freigabe des Gegenstands in einer vorgegebenen Position;
einen Zeitgeber zum Erzeugen eines Endsignals zu einer vorgegebenen Zeit nach Empfang eines Detektionssignals von dem ersten Druckdetektor oder dem zweiten Druckdetektor;
eine Steuerung zum Steuern eines Gesamtbetriebs der Aufnahme- und Plaziervorrichtung, um nach Empfang des Endsignals vom Zeitgeber zum nächsten Arbeitsgang überzugehen.

8. Aufnahme- und Plaziervorrichtung nach Anspruch 7, die ferner aufweist:
ein Saugkissen, das durch einen Schlauch mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, um mit dem Gegenstand in Kontakt zu kommen und den Gegenstand durch die von der Unterdruckquelle herrührende Saugkraft aufzunehmen und zu plazieren; und
einen Druckschalter zum Öffnen eines Weges in dem Schlauch, um die Saugkraft dem Saugkissen zuzuführen, oder zum Schließen des Weges, um zu verhindern, daß die Saugkraft dem Saugkissen zugeführt wird;
wobei durch die Steuerung als Reaktion auf das Endsignal von dem Zeitgeber eine Operation des Druckschalters gesteuert wird.

9. Aufnahme- und Plaziervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, die ferner aufweist:
eine Positionssteuereinrichtung zum Positionieren des Saugkissens in vertikaler und horizontaler Richtung.