JP2013167474A - ハンドラー、及び部品検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】局所的な冷却が可能な冷却機構を有するハンドラー、及び該ハンドラーを備える部品検査装置を提供する。
【解決手段】ハンドラーは、圧縮空気を低温窒素ガスで冷却する低温窒素熱交換器５１と、低温窒素熱交換器５１で冷却された圧縮空気が供給されるステージ１５と、ステージ１５を加熱するヒーター５３と、ステージ１５の温度を検出する温度センサー５４と、低温窒素熱交換器５１に低温窒素ガスを供給する供給路を開閉するバルブ５２とを備える。さらに、ハンドラーは、制御部によって、温度センサー５４の検出温度が所定温度になるように、ヒーター５３の出力及びバルブ５２の開閉を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、部品を搬送するハンドラーに関し、特に部品の温度を調節する温度調節部を有するハンドラー、及び該ハンドラーを備える部品検査装置に関する。

一般に、電子部品の電気的特性を検査する部品検査装置では、基台上のトレイと検査用ソケットとの間で検査前や検査後の電子部品を搬送するハンドラーが用いられている。こうした部品検査装置の中には、電子部品の電気的特性を０℃以下の低温環境下で検査するものがある。従来、このような低温環境とは、例えば特許文献１に記載のように、トレイと検査用ソケットとこれらの間で電子部品を搬送する搬送部とを収容する恒温槽によって具体化されている。

特開２００３−２４８０３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の部品検査装置においては、ハンドラーの搬送部等をはじめとする各種のロボット機構が恒温槽の中に配置されることになるため、恒温槽の内部空間が大きなものとならざるを得ない。そのため、恒温槽内を所定の温度とするには、エネルギーや冷却材の消費量の増大が避けられず、例えば低温ガスを充填して恒温槽内を低温にする場合には、低温ガスの消費量が大きくなってしまうという問題があった。したがって、冷却が必要な部分のみを局所的に冷却することが可能な冷却機構を有するハンドラーが強く望まれている。なお、局所的な冷却とは、部品に触れる部材そのものを冷却すること、あるいは、熱を伝導する部材を挟んで部品に間接的に触れる部材そのものを冷却することを指す。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却が必要な部分のみの局所的な冷却が可能な冷却機構を有するハンドラー、及び該ハンドラーを備える部品検査装置を提供することにある。

本発明におけるハンドラーの一態様は、部品が支持されるステージを有するハンドラーであって、常温未満の温度のガスである低温窒素ガスで圧縮空気を冷却する低温窒素熱交換器と、前記低温窒素熱交換器で冷却された圧縮空気が供給される前記ステージと、前記ステージを加熱するヒーターと、前記ステージの温度を検出する温度センサーと、前記低温窒素熱交換器に低温窒素ガスを供給する供給路を開閉するバルブと、前記温度センサーの検出温度が所定温度になるように、前記ヒーターの出力及び前記バルブの開閉を制御する制御部とを備える。

一般に、低温窒素ガスは外気から受ける熱で体積を大きく変動させる。そのため、低温窒素ガスの圧力や流量を調整することは通常困難であり、特にハンドラーの一部分だけを所定温度に冷却し続ける程度の低圧力及び低流量を調整することは極めて困難である。それゆえに、ハンドラーの一部分だけを低温窒素ガスで直接冷却する態様では、低温窒素ガスの流量調整時に、冷却対象となる部分の温度が大きく変動してしまうことになる。

この点、本発明におけるハンドラーの一態様によれば、低温窒素ガスと比べて低圧力及び低流量の調整が容易である圧縮空気がステージの冷媒として用いられ、該圧縮空気の温度は低温窒素ガスとの熱交換により制御される。このような態様であれば、冷媒の圧力及び流量が圧縮空気の流量により定められ、且つ該冷媒の温度が圧縮空気の流量とは異なる低温窒素ガスの流量により定められる。そのため、低温窒素ガスに対して圧力、流量、及び温度の全てを調整する態様と比べて、冷却対象となる部位の温度の安定化を図ることが可能となる。そして、ステージのみが冷却されるため、ハンドラーにおいて冷却が必要な部分のみの局所的な冷却が可能である。したがって、従来のような部品をステージにまで搬送する機構全体が収容された恒温槽が用いられる冷却の態様と比べて、冷却対象がステージのみとなることにより熱容量が小さくなる結果、冷却に必要なエネルギーや冷却材の量を削減でき、また温度の切り替えに要する時間も短縮できるようになる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記低温窒素熱交換器、前記ステージ、前記ヒーター、前記温度センサー、及び前記バルブを有する冷却ユニットを複数備え、前記複数の冷却ユニット以外から圧縮空気が入る前記冷却ユニットを前段冷却ユニットとし、前記複数の冷却ユニット以外に圧縮空気を出す前記冷却ユニットを後段冷却ユニットとし、前記前段冷却ユニットの前記ステージにおける前記圧縮空気の出口と、前記後段冷却ユニットの前記低温窒素熱交換器における前記圧縮空気の入口とを互いに連通する連通部を有する。

本発明におけるハンドラーの一態様によれば、冷却ユニットを複数備えることにより、冷却部位を局所的としながらも複数の部位を同時に冷却することが可能となる。しかも、前段冷却ユニットで利用された圧縮空気が後段冷却ユニットで再利用されるため、各冷却ユニットに対して圧縮空気が並列に供給される冷却の態様と比べて、圧縮空気の使用量を削減することができる。また、前段冷却ユニットの低温窒素熱交換器で一旦冷却された圧縮空気が後段冷却ユニットの低温窒素熱交換器に入ることになるため、後段冷却ユニットの低温窒素熱交換器において圧縮空気の冷却に必要な低温窒素ガスの使用量を削減することができるようになる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記低温窒素熱交換器、前記ステージ、前記ヒーター、前記温度センサー、及び前記バルブを有する冷却ユニットを複数備え、前記複数の冷却ユニットの各々の前記低温窒素熱交換器が並列に接続されて複数の前記低温窒素熱交換器の各々に前記低温窒素ガスを供給する低温窒素ガス供給部を有する。

本発明におけるハンドラーの一態様によれば、低温窒素ガス供給部の供給する低温窒素ガスの流量を大きく取れる配管断面積が確保されるから、複数の冷却ユニットの低温窒素熱交換器に供給される低温窒素ガスの総流量を十分に確保できる。そのため、低温窒素ガス供給部までの低温窒素ガスの流量にかかる制御がより容易となる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記低温窒素熱交換器から出た低温窒素ガスが流通する流路上に、当該低温窒素熱交換器にてガスが逆流することを抑制する逆止弁を備える。

本発明におけるハンドラーの一態様によれば、低温窒素熱交換器から出た低温窒素ガスが、低温窒素熱交換器にて逆流することを抑えることが可能となる。
本発明におけるハンドラーの一態様は、前記低温窒素熱交換器、前記ステージ、前記ヒーター、前記温度センサー、及び前記バルブを有する冷却ユニットを複数備え、一つの冷却ユニットの低温窒素熱交換器が低温窒素ガスを排出する先に対し、他の冷却ユニットの低温窒素熱交換器における低温窒素ガスの出口が並列に接続され、前記逆止弁を前記冷却ユニットごとに備える。

本発明におけるハンドラーの一態様によれば、各冷却ユニットの低温窒素熱交換器から出た低温窒素ガスが、同低温窒素熱交換器にて逆流することを抑えることが可能となる。また同時に、各冷却ユニットの低温窒素熱交換器の各々から出た低温窒素ガスが、他の冷却ユニットの低温窒素熱交換器に流入することを抑えることが可能となる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記ステージを収容する収容室と、前記低温窒素熱交換器から出る低温窒素ガスを加熱して前記収容室内に導入する常温窒素生成部とを備える。

本発明におけるハンドラーの一態様によれば、ステージ及びステージに支持される部品に結露が発生することを抑制することができる。また、低温窒素熱交換器で使用した低温窒素ガスが結露対策用のガスとして再利用されるため、結露対策用のガスが低温窒素ガスとは別に用意される態様に比べて、使用されるガスの量を削減して低温窒素ガスを有効に利用することが可能となる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記連通部が、前記前段冷却ユニット及び前記後段冷却ユニット以外の前記冷却ユニットである。
本発明におけるハンドラーの一態様によれば、前段冷却ユニットと後段冷却ユニットとが他の冷却ユニットとは異なる別の配管で連通する態様に比べて、圧縮空気をより有効に利用することが可能となる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記複数の冷却ユニットの各々にて圧縮空気の流れる部分を流通部分とし、前記複数の冷却ユニットでは前記複数の流通部分が直列に接続されている。

本発明におけるハンドラーの一態様によれば、冷却ユニット間における圧縮空気の流量のばらつきを抑えて圧縮空気をより有効に利用することが可能となる。
本発明におけるハンドラーの一態様は、前記低温窒素熱交換器に入る圧縮空気を前記低温窒素熱交換器から出る低温窒素ガスで冷却する排出窒素熱交換器を備える。

本発明におけるハンドラーの一態様によれば、圧縮空気が圧縮空気供給源から直接低温窒素熱交換器に供給される態様と比べて、圧縮空気が低い温度にて低温窒素熱交換器に入ることになるため、低温窒素熱交換器にて圧縮空気の冷却に要する低温窒素ガスの量を削減することができる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記排出窒素熱交換器から出る低温窒素ガスを常温まで加熱する加熱器を備える。
本発明におけるハンドラーの一態様によれば、排出窒素熱交換器にて加熱された低温窒素ガスを加熱器にて常温まで加熱することとなるため、加熱器で低温窒素ガスを加熱する際に必要なエネルギーを削減することが可能となる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記低温窒素熱交換器に入る圧縮空気を前記ステージから出る圧縮空気で冷却する排出空気熱交換器を備える。
本発明におけるハンドラーの一態様によれば、圧縮空気が圧縮空気供給源から直接低温窒素熱交換器に供給される態様と比べて、圧縮空気が低い温度にて低温窒素熱交換器に入ることになるため、低温窒素熱交換器にて圧縮空気の冷却に要する低温窒素ガスの量を削減することができる。

本発明におけるハンドラーの一態様は、前記ステージから前記排出空気熱交換器に入って該排出空気熱交換器から出る圧縮空気を常温まで加熱する加熱器を備える。
本発明におけるハンドラーの一態様によれば、排出空気熱交換器にて加熱された圧縮空気を加熱器にて常温まで加熱することとなるため、加熱器で圧縮空気を加熱する際に必要なエネルギーを削減することが可能となる。

本発明における部品検査装置の一態様は、部品が支持されるステージを有する部品検査装置であって、常温未満の温度のガスである低温窒素ガスで圧縮空気を冷却する低温窒素熱交換器と、前記低温窒素熱交換器で冷却された圧縮空気が供給される前記ステージと、前記ステージを加熱するヒーターと、前記ステージの温度を検出する温度センサーと、前記低温窒素熱交換器に低温窒素ガスを供給する供給路を開閉するバルブと、前記温度センサーの検出温度が所定温度になるように、前記ヒーターの出力及び前記バルブの開閉を制御する制御部とを備える。

本発明における部品検査装置の一態様によれば、電子部品等の部品が支持されるステージのみが冷却されるため、部品検査装置において冷却が必要な部分のみの局所的な冷却が可能である。したがって、従来のような部品をステージにまで搬送する機構全体が収容された恒温槽が用いられる冷却の態様と比べて、冷却対象がステージのみとなることにより熱容量が小さくなる結果、冷却に必要なエネルギーや冷却材の量を削減でき、また温度の切り替えに要する時間も短縮できるようになる。

本発明を具体化したハンドラー及び部品検査装置の第１の実施形態について、その全体構成を示す構成図。 同実施形態の冷却ユニットにおける圧縮空気の流通する経路、及び低温窒素ガスの流通する経路を示す流路系統図。 同実施形態のハンドラーにおける電気的構成の一部を示すブロック図。 同実施形態のハンドラーにおける圧縮空気の流通する経路、及び低温窒素ガスの流通する経路を示す流路系統図。 本発明を具体化したハンドラー及び部品検査装置の第２の実施形態について、同実施形態のハンドラーにおける圧縮空気の流通する経路、及び低温窒素ガスの流通する経路を示す流路系統図。 変形例におけるステージを模式的に示した図。

（第１の実施形態）
以下、本発明のハンドラー及び部品検査装置を具体化した第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、部品検査装置は、搬送対象である電子部品を搬送するハンドラーと、ハンドラーとは別体の装置であって電子部品の電気的特性を検査するテスターとを備えるものである。

［ハンドラー及び部品検査装置の構成］
まず、ハンドラー、及び該ハンドラーを備える部品検査装置の全体構成について図１を参照して説明する。図１に示されるように、ハンドラー１０の基台１１には、各種ロボットの搭載される搭載面１１ａが上面として設けられ、該搭載面１１ａの大部分が、カバー部材１２によって覆われている。これらカバー部材１２と搭載面１１ａとにより囲まれた空間である搬送空間は、外部から供給されるドライエアーにより湿度と温度とが所定の値に維持されている。

基台１１の搭載面１１ａには、カバー部材１２の外側と内側との間で電子部品Ｔを搬送する４つのコンベアーＣ１〜Ｃ４が配列されている。このうち、コンベアーの配列方向であるＸ方向の一方側には、カバー部材１２の外側から内側に向かって検査前の電子部品Ｔを搬送する供給用コンベアーＣ１が敷設され、Ｘ方向の他方側には、カバー部材１２の内側から外側に向かって検査後の電子部品Ｔを搬送する回収用コンベアーＣ２，Ｃ３，Ｃ４が敷設されている。これらのコンベアーＣ１〜Ｃ４では、複数の電子部品Ｔが各コンベアー上のデバイストレイＣ１ａ〜Ｃ４ａに収容された状態で搬送される。

また、搭載面１１ａのうち、搬送空間の略中央には、搭載面１１ａを貫通する矩形状の開口部１３が形成されている。この開口部１３には、テスターのテストヘッド１４が取り付けられている。テストヘッド１４は、その上面に電子部品Ｔが嵌め込まれる検査用ソケット１４ａを有しており、該電子部品Ｔを検査するためのテスター内の検査回路に電気的に接続されている。

さらに、搭載面１１ａのうち、Ｘ方向と直交するＹ方向では、開口部１３の両側に、検査前及び検査後の電子部品Ｔが一時的に載置される第１シャトル１５と第２シャトル１６とが配設されている。これらのシャトル１５，１６は、Ｘ方向に延びるように形成されており、その上面における上記供給用コンベアーＣ１側には、検査前の電子部品Ｔが収容される供給用シャトルプレート１５ａ，１６ａがそれぞれ固定されている。一方、シャトル１５，１６の上面における上記回収用コンベアーＣ２〜Ｃ４側には、検査後の電子部品Ｔが収容される回収用シャトルプレート１５ｂ，１６ｂがそれぞれ固定されている。そして、これらシャトル１５，１６は、搭載面１１ａに固設されたＸ方向に延びるシャトルガイド１５ｃ，１６ｃにそれぞれ連結されてＸ方向に沿って往動及び復動する。

基台１１の搭載面１１ａ上には、検査用ソケット１４ａ、供給用シャトルプレート１５ａ，１６ａ、及び回収用シャトルプレート１５ｂ，１６ｂの各々に電子部品Ｔを搬送するロボット機構が搭載されている。そして、ロボット機構を構成する供給ロボット２０、搬送ロボット３０、及び回収ロボット４０の動作に合わせて、上述のシャトル１５，１６はシャトルガイド１５ｃ，１６ｃに沿って移動する。

供給ロボット２０は、供給用コンベアーＣ１上のデバイストレイＣ１ａから、シャトル１５，１６上の供給用シャトルプレート１５ａ，１６ａに検査前の電子部品Ｔを搬送するロボットであり、供給用コンベアーＣ１のＹ方向に配置されている。詳しくは、供給ロボット２０は、Ｙ方向に延びる固定軸である供給側固定ガイド２１と、供給側固定ガイド２１に対してＹ方向に往動及び復動可能に連結された供給側可動ガイド２２と、供給側可動ガイド２２に対してＸ方向に往動及び復動可能に連結された供給用ハンドユニット２３とを有している。また、供給用ハンドユニット２３は、その下端に電子部品Ｔを吸着する吸着部を有し、搭載面１１ａに対して下降及び上昇可能に供給側可動ガイド２２に連結されている。そして、供給側可動ガイド２２及び供給用ハンドユニット２３の移動により、デバイストレイＣ１ａに載置された電子部品Ｔが、供給用ハンドユニット２３の吸着部に吸着されて搬送され、供給用シャトルプレート１５ａ，１６ａに載置される。

回収ロボット４０は、シャトル１５，１６上の回収用シャトルプレート１５ｂ，１６ｂから、回収用コンベアーＣ２〜Ｃ４上のデバイストレイＣ２ａ〜Ｃ４ａに検査後の電子部品Ｔを搬送するロボットであり、回収用コンベアーＣ２〜Ｃ４のＹ方向に配置されている。詳しくは、回収ロボット４０は、上述の供給ロボット２０と同様、Ｙ方向に延びる固定軸である回収側固定ガイド４１と、回収側固定ガイド４１に対してＹ方向に往動及び復動可能に連結された回収側可動ガイド４２と、回収側可動ガイド４２に対してＸ方向に往動及び復動可能に連結された回収用ハンドユニット４３とを有している。また、回収用ハンドユニット４３は、その下端に電子部品Ｔを吸着する吸着部を有し、搭載面１１ａに対して下降及び上昇可能に回収側可動ガイド４２に連結されている。そして、回収側可動ガイド４２及び回収用ハンドユニット４３の移動により、回収用シャトルプレート１５ｂ，１６ｂに載置された電子部品Ｔが、回収用ハンドユニット４３の吸着部に吸着されて搬送され、デバイストレイＣ２ａ〜Ｃ４ａに載置される。

搬送ロボット３０は、搬送空間の略中央に設置されたＹ方向に延びる固定軸である搬送ガイド３１と、搬送ガイド３１に対してＹ方向に往動及び復動可能に連結された第１搬送ユニット３２及び第２搬送ユニット３３とを有している。このうち、第１搬送ユニット３２は、第１シャトル１５上とテストヘッド１４上との間を往復し、第２搬送ユニット３３は、第２シャトル１６上とテストヘッド１４上との間を往復する。また、第１搬送ユニット３２及び第２搬送ユニット３３は、各々がその下端に電子部品Ｔを吸着する吸着部を有し、搭載面１１ａに対して下降及び上昇可能に搬送ガイド３１に連結されている。

そして、第１搬送ユニット３２は、第１シャトル１５上の供給用シャトルプレート１５ａに載置された検査前の電子部品Ｔを吸着部に吸着して搬送し、テストヘッド１４の検査用ソケット１４ａに所定の押圧力で嵌め込む。検査用ソケット１４ａの底面には、電子部品Ｔの雄端子と嵌合可能な複数の雌端子が凹設されており、電子部品Ｔの有する雄端子が検査用ソケット１４ａの雌端子に嵌め込まれることによって、電子部品Ｔの電気的特性がテスターにより検査可能になる。テスターは、ハンドラー１０から検査開始の指令を受けて電子部品Ｔの検査を開始し、その検査結果とともに検査の終了を示す信号をハンドラー１０に出力する。こうして電子部品Ｔの検査が終了すると、第１搬送ユニット３２は、検査後の電子部品Ｔをテストヘッド１４の検査用ソケット１４ａから第１シャトル１５上の回収用シャトルプレート１５ｂへ搬送する。

同様に、第２搬送ユニット３３は、第２シャトル１６上の供給用シャトルプレート１６ａに載置された検査前の電子部品Ｔを吸着部に吸着して搬送し、テストヘッド１４の検査用ソケット１４ａに所定の押圧力で嵌め込む。そして、テスターによる電子部品Ｔの検査が終了すると、第２搬送ユニット３３は、検査後の電子部品Ｔを、テストヘッド１４の検査用ソケット１４ａから第２シャトル１６上の回収用シャトルプレート１６ｂへ搬送する。このような第１搬送ユニット３２及び第２搬送ユニット３３によるテストヘッド１４への電子部品Ｔの搬送は交互に行われ、電子部品Ｔがテスターによって順次検査されていく。

なお、供給用ハンドユニット２３、回収用ハンドユニット４３、第１搬送ユニット３２及び第２搬送ユニット３３は、複数の電子部品を同時に吸着保持するものであり、各々の吸着部は例えば真空吸着によって電子部品Ｔを吸着して把持することの可能なエンドエフェクターとして構成される。

ここで、本実施形態では、第１シャトル１５の周囲に、搬送空間内で隔離され、第１シャトル１５と供給用シャトルプレート１５ａ及び回収用シャトルプレート１５ｂとを収容する部屋である前段収容室５０が配設されている。同様に、開口部１３及び開口部１３に取り付けられたテストヘッド１４の周囲には、搬送空間内で隔離され、テストヘッド１４及び検査用ソケット１４ａを収容する部屋である中段収容室６０が配設されている。さらに、第２シャトル１６の周囲には、搬送空間内で隔離され、第２シャトル１６と供給用シャトルプレート１６ａ及び回収用シャトルプレート１６ｂとを収容する部屋である後段収容室７０が配設されている。そして、これら前段収容室５０、中段収容室６０、及び後段収容室７０の各々において、各収容室内に収容された各部の冷却が行われる。

［冷却ユニットの構成］
こうした各部の冷却を行う冷却ユニットの構成について、図２を参照して説明する。なお、本実施形態では、供給用シャトルプレート１５ａ及び回収用シャトルプレート１５ｂと共に第１シャトル１５を冷却する冷却ユニットを前段冷却ユニットとする。また、検査用ソケット１４ａと共にテストヘッド１４を冷却する冷却ユニットを中段冷却ユニットとする。また、供給用シャトルプレート１６ａ及び回収用シャトルプレート１６ｂと共に第２シャトル１６を冷却する冷却ユニットを後段冷却ユニットとする。これらの３つの冷却ユニットは、冷却に用いられる圧縮空気の供給元及び排出先が互いに異なるものの、冷却対象を冷却するための構成は同様であるため、以下では前段冷却ユニットの構成について説明する。

図２に示されるように、前段冷却ユニットを構成する前段熱交換器５１は、部品検査装置が設置された施設における圧縮空気供給源５０ａと、同じく同施設における低温窒素ガス供給源５０ｂとに接続されている。圧縮空気供給源５０ａから前段熱交換器５１に入る圧縮空気は、コンプレッサー等により生成される常温以上の空気であって、強制的な排気が行われない状態で部品検査装置内から出る程度の圧力及び所定の流量に調整されている。また、低温窒素ガス供給源５０ｂから前段熱交換器５１に入る低温窒素ガスは、液体窒素から生成される常温未満の窒素ガスであって、冷却対象の目標温度よりも低い温度に調整されている。また、低温窒素ガス供給源５０ｂと前段熱交換器５１との間には、これらを連結する通路を開閉する前段窒素ガスバルブ５２が挟まれている。

そして、前段熱交換器５１で圧縮空気と低温窒素ガスとの熱交換が行われると、冷却された圧縮空気と加熱された低温窒素ガスとが前段熱交換器５１から排出される。この際、前段熱交換器５１に供給される低温窒素ガスの流量は、前段窒素ガスバルブ５２の開閉により制御される。これによって、圧縮空気の冷却の程度、すなわち圧縮空気の温度が制御される。

前段冷却ユニットを構成する第１シャトル１５の内部には、圧縮空気の流れる流路が形成され、該流路の入口は前段熱交換器５１における圧縮空気の出口に連結され、該流路の出口は前段収容室５０の外部に配設されている。また、第１シャトル１５の内部には、該第１シャトル１５を加熱する前段ヒーター５３が備えられ、第１シャトル１５の表面には、該第１シャトル１５の温度を検出する前段温度センサー５４が備えられている。

そして、前段熱交換器５１で冷却された圧縮空気は、前段熱交換器５１を出た後、第１シャトル１５内の流路を流通して第１シャトル１５を冷却する。この圧縮空気による冷却と前段ヒーター５３による加熱との協働によって第１シャトル１５が所定の温度である例えば−４５℃に制御される。この際、第１シャトル１５が冷却されることと同時に、第１シャトル１５上の供給用シャトルプレート１５ａ及び回収用シャトルプレート１５ｂも冷却されることとなる。

前段収容室５０の上部には、先に説明された前段熱交換器５１における低温窒素ガスの出口が、前段常温窒素生成部５５を介して接続されている。前段常温窒素生成部５５は、低温窒素ガスを加熱する加熱器、及び常温に昇温された窒素ガスの流量を調整する絞り弁等から構成されている。そして、前段常温窒素生成部５５は、前段熱交換器５１から出た低温窒素ガスを常温まで加熱して、常温の乾燥窒素ガスを前段収容室５０内に入れる。これにより、常温の窒素ガスで前段収容室５０内が充填されるため、冷却された第１シャトル１５や供給用シャトルプレート１５ａ、回収用シャトルプレート１５ｂに結露が生じることを抑制することができる。また、前段熱交換器５１における低温窒素ガスの出口と前段常温窒素生成部５５とを連結する通路の途中には、前段収容室５０から前段熱交換器５１へのガスの流入を禁止し、且つ前段熱交換器５１から前段収容室５０へのガスの流入を許容する前段逆止弁５６が備えられている。

一般に、液体窒素から生成された低温窒素ガスは、外気から受ける熱で体積を大きく変動させるため、その圧力や流量をハンドラーの一部分だけを所定温度に冷却し続ける程度の低圧力及び低流量に制御することは困難である。一方で、圧縮空気については、コンプレッサー等の機器を使用することにより、そうした低圧力及び低流量の状態を容易に実現することができる。そこで、本実施形態では、予め所定の圧力及び流量に調整された圧縮空気が冷媒として用いられ、且つ、冷媒である圧縮空気が低温窒素ガスによって冷却される。これにより、電子部品Ｔを基台１１の上で支持する部分を局所的に冷却することに際し、該冷却に必要とされる温度、圧力、及び流量からなる冷媒ガスを生成することが可能になる。

なお、第１シャトル１５、供給用シャトルプレート１５ａ、及び回収用シャトルプレート１５ｂによりステージが構成され、このステージ、前段熱交換器５１、前段窒素ガスバルブ５２、前段ヒーター５３、及び前段温度センサー５４により前段冷却ユニットが構成されている。

［ハンドラー及び部品検査装置の電気的構成］
次に、ハンドラー及び部品検査装置の電気的構成について、ハンドラー１０の電気的構成を中心に図３を参照して説明する。上記ハンドラー１０に備えられた制御部を構成する制御装置８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、不揮発性メモリー（ＲＯＭ）、及び揮発性メモリー（ＲＡＭ）を有するマイクロコンピューターを中心に構成されている。制御装置８０は、上記ＲＯＭ及びＲＡＭに格納された各種データ及びプログラムに基づいて、上述の供給ロボット２０、搬送ロボット３０、回収ロボット４０といったロボット機構の動作をはじめとするハンドラー１０にかかわる各種制御を統括的に行っている。また、制御装置８０には、テスター８５が電気的に接続されており、テスター８５との間で電子部品Ｔの検査の開始や終了を示す信号の入出力を行っている。なお、ここでは、制御装置８０による制御のうち、前段冷却ユニットにかかわる制御の態様について説明する。

図３に示されるように、制御装置８０には、前段バルブ駆動部８１ａと前段ヒーター駆動部８１ｂとを有する前段冷却ユニット駆動部８１が電気的に接続されている。前段バルブ駆動部８１ａは、制御装置８０から入力された目標温度と、前段温度センサー５４から入力されたステージの温度とに基づいて、ステージの温度が目標温度になるように、前段窒素ガスバルブ５２の開閉時間を設定するとともに、該開閉時間を示す信号を前段窒素ガスバルブ５２に出力する。前段窒素ガスバルブ５２は、入力された信号に応じた開閉を行うことで前段熱交換器５１に流入する低温窒素ガスの量を調整する。

また、前段ヒーター駆動部８１ｂは、制御装置８０から入力された目標温度と、前段温度センサー５４から入力されたステージの温度とに基づいて、ステージの温度が目標温度になるように、前段ヒーター５３の駆動電力を生成するとともに、該駆動電力を前段ヒーター５３に出力し、前段ヒーター５３を駆動する。

なお、上記前段冷却ユニット駆動部８１と同様、中段冷却ユニット、後段冷却ユニットに対しても、冷却ユニットごとに冷却ユニット駆動部が設けられている。すなわち、制御装置８０は、各冷却ユニットを互いに独立させた態様で制御する。

［冷却ユニット間の構成］
続いて、圧縮空気の流路及び低温窒素ガスの流路を中心に、各冷却ユニット間の構成について図４を参照して説明する。なお、図４にて太線で示される圧縮空気の流路及び低温窒素ガスの流路は、配管により形成されているが、便宜上その図示を省略している。また、テストヘッド１４及び検査用ソケット１４ａによりステージが構成され、上述の前段冷却ユニットと同様、このステージ、中段熱交換器６１、中段窒素ガスバルブ６２、中段ヒーター６３、及び中段温度センサー６４により中段冷却ユニットが構成されている。また、第２シャトル１６、供給用シャトルプレート１６ａ、及び回収用シャトルプレート１６ｂによりステージが構成され、このステージ、後段熱交換器７１、後段窒素ガスバルブ７２、後段ヒーター７３、及び後段温度センサー７４により後段冷却ユニットが構成されている。

図４に示されるように、上述したハンドラーの基台１１には、圧縮空気供給部としての圧縮空気供給ポート５０ｃが取り付けられている。圧縮空気供給ポート５０ｃにおける導入側は、圧縮空気供給源５０ａに連結され、圧縮空気供給ポート５０ｃにおける導出側は、前段熱交換器５１における圧縮空気の入口に連結されている。また、前段冷却ユニットの第１シャトル１５における圧縮空気の出口は、中段冷却ユニットの中段熱交換器６１における圧縮空気の入口に連結されている。さらにまた、中段冷却ユニットのテストヘッド１４における圧縮空気の出口は、後段冷却ユニットの後段熱交換器７１における圧縮空気の入口に連結されている。すなわち、前段冷却ユニット、中段冷却ユニット、及び後段冷却ユニットでは、圧縮空気の流れる流通部分が直列に接続されている。しかも、前段冷却ユニットの第１シャトル１５における圧縮空気の出口と、後段冷却ユニットの後段熱交換器７１における圧縮空気の入口とが互いに連通しており、これらを連通させる部分を中段冷却ユニットが担っている。

そして、外部の圧縮空気供給源５０ａにおいて、コンプレッサー及び乾燥機により乾燥圧縮されて所定の低圧力及び低流量とされた圧縮空気は、まず、圧縮空気供給ポート５０ｃから前段熱交換器５１へ入る。上述のように、圧縮空気は、前段熱交換器５１で低温窒素ガスによって冷却された後、第１シャトル１５内の流路を流通して第１シャトル１５及び第１シャトル１５上の供給用シャトルプレート１５ａ、回収用シャトルプレート１５ｂを冷却する。このとき、第１シャトル１５、供給用シャトルプレート１５ａ、及び回収用シャトルプレート１５ｂの有する熱を圧縮空気が受け取るため、第１シャトル１５から出る圧縮空気の温度は、第１シャトル１５に入る前よりも高くなる。

第１シャトル１５内の流路を出た圧縮空気は、その後、中段冷却ユニットにおける中段熱交換器６１に入る。中段熱交換器６１では、前段熱交換器５１と同様に、圧縮空気が再び低温窒素ガスによって冷却される。そして、中段熱交換器６１で冷却された圧縮空気は、中段熱交換器６１を出た後、テストヘッド１４内の流路を流通してテストヘッド１４及びテストヘッド１４上の検査用ソケット１４ａを冷却する。ここでも、テストヘッド１４及び検査用ソケット１４ａの有する熱を圧縮空気が受け取るため、テストヘッド１４から出る圧縮空気の温度は、テストヘッド１４に入る前よりも高くなる。

続いて、テストヘッド１４内の流路を出た圧縮空気は、後段冷却ユニットにおける後段熱交換器７１に入る。後段熱交換器７１では、前段熱交換器５１及び中段熱交換器６１と同様に、圧縮空気が再び低温窒素ガスによって冷却される。そして、後段熱交換器７１で冷却された圧縮空気は、後段熱交換器７１を出た後、第２シャトル１６内の流路を流通して第２シャトル１６、供給用シャトルプレート１６ａ、及び回収用シャトルプレート１６ｂを冷却する。そして、第２シャトル１６内の流路を出た圧縮空気は、加熱乾燥されて所定の湿度と温度とに調整された後、ドライエアーとしてハンドラー１０のカバー部材１２内の搬送空間に供給される。

一方、図４に示されるように、上述したハンドラーの基台１１には、低温窒素ガス供給源５０ｂに連結された低温窒素ガス供給部としての低温窒素ガス供給ポート５０ｄが取り付けられている。低温窒素ガス供給ポート５０ｄにおける導出側は、前段冷却ユニットの前段熱交換器５１における低温窒素ガスの入口、中段冷却ユニットの中段熱交換器６１における低温窒素ガスの入口、及び後段冷却ユニットの後段熱交換器７１における低温窒素ガスの入口、これらに並列に接続されている。また、低温窒素ガス供給ポート５０ｄと前段熱交換器５１との間には、前段窒素ガスバルブ５２が配設されている。さらにまた、低温窒素ガス供給ポート５０ｄと中段熱交換器６１との間には、中段窒素ガスバルブ６２が配設され、低温窒素ガス供給ポート５０ｄと後段熱交換器７１との間には、後段窒素ガスバルブ７２が配設されている。

そして、外部の低温窒素ガス供給源５０ｂにて生成された低温窒素ガスは、低温窒素ガス供給ポート５０ｄから、前段冷却ユニットの前段熱交換器５１、中段冷却ユニットの中段熱交換器６１、後段冷却ユニットの後段熱交換器７１の各々に対して並列に供給される。

このうち、前段冷却ユニットの前段熱交換器５１への低温窒素ガスの供給量は、前段窒素ガスバルブ５２の開閉により調節される。この前段窒素ガスバルブ５２の開閉時間は、上述のように、制御装置８０の前段バルブ駆動部８１ａによって、前段温度センサー５４により検出される第１シャトル１５の温度を目標温度にするべく調節される。すなわち、前段窒素ガスバルブ５２が開かれている時間が長くなるほど、前段熱交換器５１に流入する低温窒素ガスの流量が大きくなり、その結果、前段熱交換器５１にて圧縮空気の冷却が促進されることとなる。これにより、前段熱交換器５１を出る圧縮空気の温度、つまり第１シャトル１５に入る圧縮空気の温度がより低くなり、第１シャトル１５の冷却が促進される。

なお、この際、制御装置８０では、前段温度センサー５４により検出される第１シャトル１５の温度を目標温度にするべく、前段ヒーター駆動部８１ｂによって前段ヒーター５３の駆動も制御されている。すなわち、前段ヒーター５３による第１シャトル１５の加熱状態を調整することで、圧縮空気による第１シャトル１５の過冷却を防ぎ、第１シャトル１５の温度を微調整して目標温度となるようにしている。このように、第１シャトル１５の温度は、制御装置８０の制御によって、前段窒素ガスバルブ５２と前段ヒーター５３との協働により制御される。そして、第１シャトル１５の温度が目標温度に調整されることによって、該第１シャトル１５に固定された供給用シャトルプレート１５ａ及び回収用シャトルプレート１５ｂの温度も目標温度に調整されることになる。すなわち、これら第１シャトル１５、供給用シャトルプレート１５ａ、及び回収用シャトルプレート１５ｂから構成されるステージの温度が目標温度に調整されることとなる。

また、中段冷却ユニットの中段熱交換器６１への低温窒素ガスの供給量は、中段窒素ガスバルブ６２の開閉により調節される。中段冷却ユニットにおいても、前段冷却ユニットと同様、中段温度センサー６４の検出温度に基づき、中段バルブ駆動部８２ａによる中段窒素ガスバルブ６２の開閉制御と、中段ヒーター駆動部８２ｂによる中段ヒーター６３の出力制御とが行われる。これにより、テストヘッド１４の温度、ひいては検査用ソケット１４ａの温度が目標温度に調整される。そして、中段熱交換器６１から出た低温窒素ガスは、中段逆止弁６６を介して中段常温窒素生成部６５に入り、この中段常温窒素生成部６５によって、常温まで加熱された後に中段収容室６０内に流入する。

また同様に、後段冷却ユニットの後段熱交換器７１への低温窒素ガスの供給量は、後段窒素ガスバルブ７２の開閉により調節される。後段冷却ユニットにおいても、前段冷却ユニットや中段冷却ユニットと同様、後段温度センサー７４の検出温度に基づき、後段バルブ駆動部８３ａによる後段窒素ガスバルブ７２の開閉制御と、後段ヒーター駆動部８３ｂによる後段ヒーター７３の出力制御とが行われる。これにより、第２シャトル１６の温度、ひいては供給用シャトルプレート１６ａの温度、及び回収用シャトルプレート１６ｂの温度が目標温度に調整される。そして、後段熱交換器７１から出た低温窒素ガスは、後段逆止弁７６を介して後段常温窒素生成部７５に入り、この後段常温窒素生成部７５によって、常温まで加熱された後に後段収容室７０内に流入する。

次に、本実施形態のハンドラー及び部品検査装置の作用について述べる。
本実施形態のハンドラー及び部品検査装置では、各冷却ユニットにおいて、所定の圧力及び流量で供給される圧縮空気が、所定の温度の低温窒素ガスにより冷却され、これにより冷却対象の冷媒が生成される。そして、所定の圧力及び流量で流れる冷媒により、冷却対象であるステージのみが冷却される。例えば、前段冷却ユニットでは、第１シャトル１５、供給用シャトルプレート１５ａ、及び回収用シャトルプレート１５ｂのみが冷却される。また、中段冷却ユニットでは、テストヘッド１４及び検査用ソケット１４ａのみが冷却される。また、後段冷却ユニットでは、第２シャトル１６、供給用シャトルプレート１６ａ、及び回収用シャトルプレート１６ｂのみが冷却される。すなわち、電子部品Ｔを基台１１の上で支持する部分のみが局所的に冷却される。そして、電子部品Ｔが各冷却ユニットのステージに載置されることによって、該電子部品Ｔが所定の低温環境下での検査に供されることとなる。この際、従来のような電子部品Ｔを搬送する機構全体が収容された恒温槽が用いられる冷却の態様と比べて、冷却対象がステージのみとなるため、冷却対象の熱容量が小さくなる。その結果、冷却に必要なエネルギーや冷却材の量を削減でき、また温度の切り替えに要する時間も短縮できる。

そして、こうした冷却ユニットを複数備えることにより、冷却部位を局所的としながらも複数の部位を同時に冷却することが可能となっている。また、各冷却ユニットが独立して制御されるため、各冷却ユニットのステージの温度を個別に制御することも可能である。さらに、例えば１つの冷却ユニットに異常が生じた場合でも、従来のような一体制御の恒温槽が用いられる冷却の態様と比べて、その修復も容易となる。

また、各冷却ユニットにて圧縮空気の流れる流通部分が直列に接続されているため、一つの冷却ユニットで使用された圧縮空気が次の冷却ユニットでも使用されることとなる。したがって、各冷却ユニットに対して圧縮空気が並列に供給される冷却の態様と比べて、圧縮空気の使用量を削減することが可能となり、ひいては圧縮空気を調整するコンプレッサーや乾燥機の消費電力を低減することができる。

さらに、一つの冷却ユニットのステージから出た圧縮空気は、その冷却ユニットのステージの冷却に使用されることによってステージ内の流路への流入前より温度が上昇するとはいえ、一旦は熱交換器で冷却されたものであるため、その温度は常温以下となっている。したがって、他の冷却ユニットのステージから出た圧縮空気が入る冷却ユニットの熱交換器、すなわち中段熱交換器６１、後段熱交換器７１においては、圧縮空気源から常温以上の圧縮空気を供給して冷却する場合に比べて圧縮空気の冷却に要する低温窒素ガスの量を削減することができる。すなわち、圧縮空気供給ポート５０ｃから常温以上の圧縮空気を各冷却ユニットの熱交換器に並列で供給する冷却の態様と比べて、低温窒素ガスの使用量を削減することが可能となり、ひいては液体窒素の使用量や低温窒素ガスを発生させる機構の消費電力を削減することができる。

また、各冷却ユニットにおいて、熱交換器から出た低温窒素ガスを加熱した後に各収容室に導入し、結露対策用のガスとして使用するようにしている。液体窒素から発生させた窒素ガスは水分含有量が０に近いため結露の抑制に有効であり、これによってステージ及びステージに載置される電子部品Ｔに結露が発生して電子部品Ｔが故障することを抑制することが可能となる。また、熱交換器で使用した低温窒素ガスを再利用することとなるため、結露対策用のガスを別に用意する場合に比べて、使用するガスの量を削減して低温窒素ガスを有効に利用することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）従来のような電子部品Ｔを搬送する機構全体が収容された恒温槽が用いられる冷却の態様と比べて、冷却対象がステージのみとなることにより熱容量が小さくなる結果、冷却に必要なエネルギーや冷却材の量を削減でき、また温度の切り替えに要する時間も短縮できるようになる。

（２）冷却ユニットを複数備えることにより、冷却部位を局所的としながらも複数の部位を同時に冷却することが可能となる。しかも、第１シャトル１５における圧縮空気の出口と、後段熱交換器７１における圧縮空気の入口とが互いに連通しているため、前段冷却ユニットで使用された圧縮空気が後段冷却ユニットで再使用されることとなる。その結果、複数の冷却ユニットの各々に圧縮空気を並列に供給する冷却の態様と比べて、圧縮空気の使用量を削減することができるようになる。さらに、前段熱交換器５１で一旦冷却された圧縮空気が、その後、後段熱交換器７１に入ることになるため、後段熱交換器７１において圧縮空気の冷却に必要な低温窒素ガスの使用量を削減することができるようになる。

（３）特に、前段冷却ユニットと後段冷却ユニットとを連通する連通部が、中段冷却ユニットであるため、前段冷却ユニットと後段冷却ユニットとを別途配管で直接接続して連通するようにする態様に比べて、圧縮空気をより有効に利用することができるようになる。

（４）さらに、複数の冷却ユニットの各々にて圧縮空気の流れる流通部分が直列に接続されているため、冷却ユニット間における圧縮空気の流量のばらつきを抑えて圧縮空気をより有効に利用することができるようになる。

（５）低温窒素ガス供給ポート５０ｄの供給する低温窒素ガスが、複数の冷却ユニットの各々の熱交換器５１，６１，７１に並列に供給される。この際、低温窒素ガス供給ポート５０ｄの配管口径は低温窒素ガスの流量が十分に確保できる程度になるため、低温窒素ガス供給ポート５０ｄにおける低温窒素ガスの流量が安定する。したがって、各窒素ガスバルブ５２，６２，７２に対する供給圧の安定化を図ることが容易にもなるため、各窒素ガスバルブ５２，６２，７２による低温窒素ガスの流量制御が容易にもなる。

（６）各熱交換器５１，６１，７１から出る低温窒素ガスの各々が加熱後に各収容室５０，６０，７０内に導入されるため、ステージ及びステージに載置される電子部品Ｔに結露が発生することを抑制することができる。

（７）また、各熱交換器５１，６１，７１で使用された低温窒素ガスが結露対策用のガスとして再利用されるため、結露対策用のガスを低温窒素ガスとは別に用意する場合に比べて、使用するガスの量を削減して低温窒素ガスを有効に利用することができる。

（８）各熱交換器５１，６１，７１から出た低温窒素ガスが流通する流路上、すなわち各熱交換器５１，６１，７１における低温窒素ガスの出口と各常温窒素生成部５５，６５，７５とを連結する通路の途中に、逆止弁５６，６６，７６がそれぞれ備えられている。これにより、各収容室５０，６０，７０内のガスが各熱交換器５１，６１，７１に逆流することを抑えることができる。

なお、上記第１の実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・前段逆止弁５６は前段常温窒素生成部５５と前段収容室５０との間に備えられてもよい。同様に、中段逆止弁６６は中段常温窒素生成部６５と中段収容室６０との間に備えられてもよく、後段逆止弁７６は後段常温窒素生成部７５と後段収容室７０との間に備えられてもよい。

・圧縮空気供給ポート５０ｃから直接圧縮空気が供給され、且つ他の冷却ユニットに圧縮空気を排出する前段冷却ユニットの数量が２以上に変更されてもよい。すなわち、複数の前段冷却ユニットが一つの圧縮空気供給ポート５０ｃに対して並列に接続されてもよい。

・他の冷却ユニットから圧縮空気が供給され、且つ別の冷却ユニットに圧縮空気を排出する中段冷却ユニットの数量が２以上に変更されてもよい。この場合、各中段冷却ユニットの圧縮空気の流れる流通部分は、互いに直列に接続されてもよく、また互いに並列に接続されてもよく、さらにはこれらの双方を有する接続の態様であってもよい。

・他の冷却ユニットから圧縮空気が供給され、且つ冷却ユニット以外に圧縮空気を排出する後段冷却ユニットの数量が２以上に変更されてもよい。この場合、例えば、一つの中段冷却ユニットの圧縮空気の流通部分が分岐して各後段冷却ユニットの圧縮空気の流通部分に接続されるようにしてもよい。また、複数の中段冷却ユニットの圧縮空気の流通部分が合流して、後段冷却ユニットの圧縮空気の流通部分に接続されるようにしてもよい。また、圧縮空気の流通部分が互いに並列となっている中段冷却ユニットと同数の後段冷却ユニットを設けて、各中段冷却ユニットの圧縮空気の流通部分と各後段冷却ユニットの圧縮空気の流通部分をそれぞれ直列に接続するようにしてもよい。さらには、これらの接続の態様が組み合わされていてもよい。

・前段冷却ユニット、中段冷却ユニット、後段冷却ユニットの各々の個数は、任意に組み合わせ可能である。このような構成によっても、上記（１）〜（３）の効果を得ることができる。ただし、圧縮空気及び低温窒素ガスの消費量の削減という観点から見ると、前段冷却ユニットを一つ、中段冷却ユニットを一つまたは複数、後段冷却ユニットを一つとし、各冷却ユニットの圧縮空気の流通部分を直列に接続する場合が、最も圧縮空気及び低温窒素ガスの使用効率を高めることができる。

・中段冷却ユニットが割愛されてもよい。すなわち、前段冷却ユニットと後段冷却ユニットとが配管等により直接接続されてもよい。また、冷却ユニットを一つとし、圧縮空気供給ポート５０ｃから直接圧縮空気が供給され、冷却ユニット以外に圧縮空気を排出するようにしてもよい。

・冷却ユニットによって局所的な冷却が行われる箇所は、基台１１の搭載面１１ａ上、もしくはカバー部材１２によって覆われた搬送空間内における基台１１の上方で電子部品Ｔを支持する部分であれば任意に設定することが可能である。例えば、供給用シャトルプレート１５ａと回収用シャトルプレート１５ｂとをそれぞれ別のステージとして、これらに対して各別の冷却ユニットを設けて冷却してもよい。また、搬送ロボット３０における第１搬送ユニット３２及び第２搬送ユニット３３の下端の吸着部にステージを配設し、第１搬送ユニット３２及び第２搬送ユニット３３の各々の下端部に冷却ユニットを設けるようにしてもよい。要は、電子部品Ｔが支持される部分であれば、その箇所をステージとして冷却ユニットを設けることができる。なお、各冷却ユニット間において電子部品Ｔを搬送する際には、収容室の一部を開閉して電子部品Ｔの移送を行うようにすればよい。

（第２の実施形態）
以下、本発明のハンドラー及び部品検査装置を具体化した第２の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、本実施形態のハンドラー及び部品検査装置も、その基本的な構成は第１の実施形態と同等であるため、図５においても第１の実施形態と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。また、図５においても太線で示される圧縮空気の流路及び低温窒素ガスの流路は、配管により形成されているが、便宜上その図示を省略している。

［冷却ユニット間の構成］
図５に示されるように、本実施形態のハンドラー、及び該ハンドラーを備える部品検査装置も、第１の実施形態と同様の構成を有する前段冷却ユニット、中段冷却ユニット、後段冷却ユニットの３つの冷却ユニットを備えている。ただし、本実施形態では、各冷却ユニットの熱交換器５１，６１，７１から出た低温窒素ガスの排出先、及び後段冷却ユニットの第２シャトル１６から出た圧縮空気の排出先が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下ではこの相違点について詳しく説明する。

図５に示されるように、本実施形態のハンドラー及び部品検査装置は、排出空気熱交換器９０と排出窒素熱交換器９１の２つの熱交換器をさらに備えている。排出空気熱交換器９０における低温側の流路の入口は、後段冷却ユニットの第２シャトル１６における圧縮空気の出口に連結されている。また、排出空気熱交換器９０における低温側の流路の出口は、排出空気逆止弁９２を介して排出空気加熱器９３の入口に接続されている。排出空気逆止弁９２は、排出空気熱交換器９０から排出空気加熱器９３への圧縮空気の流入を許容し、且つ排出空気加熱器９３から排出空気熱交換器９０へのガスの流入を禁止する。

一方、排出窒素熱交換器９１における低温側の流路の入口は、前段熱交換器５１、中段熱交換器６１、後段熱交換器７１の各々における低温窒素ガスの出口と並列に接続されている。また、排出窒素熱交換器９１における低温側の流路の出口は、排出窒素逆止弁９４を介して排出窒素加熱器９５の入口に接続されている。排出窒素逆止弁９４は、排出窒素熱交換器９１から排出窒素加熱器９５への窒素ガスの流入を許容し、且つ排出窒素加熱器９５から排出窒素熱交換器９１へのガスの流入を禁止する。

そして、排出空気熱交換器９０における高温側の流路の入口は、圧縮空気供給源５０ａが導入側に連結された圧縮空気供給ポート５０ｃの導出側と連結されている。さらに、排出空気熱交換器９０における高温側の流路の出口は、排出窒素熱交換器９１における高温側の流路の入口に連結されている。そして、排出窒素熱交換器９１における高温側の流路の出口は、前段熱交換器５１における圧縮空気の入口に連結されている。

また、前段熱交換器５１における低温窒素ガスの出口に連結された流路と中段熱交換器６１における低温窒素ガスの出口に連結された流路との合流する箇所を合流箇所Ｐ１とすると、前段熱交換器５１における低温窒素ガスの出口と合流箇所Ｐ１との間には、前段逆止弁５６が備えられている。前段逆止弁５６は、前段熱交換器５１から合流箇所Ｐ１への低温窒素ガスの流入を許容し、且つ合流箇所Ｐ１から前段熱交換器５１への低温窒素ガスの流入を禁止する。同様に、中段熱交換器６１における低温窒素ガスの出口と合流箇所Ｐ１との間には、中段逆止弁６６が備えられている。中段逆止弁６６は、中段熱交換器６１から合流箇所Ｐ１への低温窒素ガスの流入を許容し、且つ合流箇所Ｐ１から中段熱交換器６１への低温窒素ガスの流入を禁止する。

また、合流箇所Ｐ１と排出窒素熱交換器９１とを連結する流路と後段熱交換器７１における低温窒素ガスの出口に連結された流路との合流する箇所を合流箇所Ｐ２とすると、後段熱交換器７１における低温窒素ガスの出口と合流箇所Ｐ２との間には、後段逆止弁７６が備えられている。後段逆止弁７６は、後段熱交換器７１から合流箇所Ｐ２への低温窒素ガスの流入を許容し、且つ合流箇所Ｐ２から後段熱交換器７１への低温窒素ガスの流入を禁止する。

すなわち、各逆止弁５６，６６，７６は、各熱交換器５１，６１，７１における低温窒素ガスの出口と、それら熱交換器５１，６１，７１における低温窒素ガスの出口に連結された流路同士の合流箇所Ｐ１，Ｐ２との間に設けられている。換言すれば、一つの冷却ユニットの低温窒素熱交換器が低温窒素ガスを排出する先に対し、他の冷却ユニットの低温窒素熱交換器における低温窒素ガスの出口が並列に接続されており、各逆止弁５６，６６，７６は、各冷却ユニットに備えられている。

続いて、圧縮空気及び低温窒素ガスの流れを説明しつつ、本実施形態のハンドラー及び部品検査装置の作用について述べる。
まず、外部の圧縮空気供給源５０ａにおいて乾燥圧縮されて所定の低圧力及び低流量とされた圧縮空気は、圧縮空気供給ポート５０ｃから排出空気熱交換器９０へ入る。上述のように、排出空気熱交換器９０には、後段冷却ユニットの第２シャトル１６から出た圧縮空気が流入するように構成されている。この後段冷却ユニットから排出された圧縮空気は、第２シャトル１６の冷却の際に、第２シャトル１６、供給用シャトルプレート１６ａ、及び回収用シャトルプレート１６ｂの有する熱を受け取ってはいるものの、圧縮空気供給ポート５０ｃから供給される常温以上の圧縮空気よりは温度が低い。したがって、排出空気熱交換器９０では、圧縮空気供給ポート５０ｃから流入した圧縮空気が、後段冷却ユニットから排出された圧縮空気によって冷却される。

次に、排出空気熱交換器９０にて冷却された圧縮空気は、排出窒素熱交換器９１へ入る。上述のように、排出窒素熱交換器９１には、前段熱交換器５１、中段熱交換器６１、後段熱交換器７１から出た低温窒素ガスが合流した後に流入するように構成されている。この各熱交換器５１，６１，７１から排出された低温窒素ガスは、各熱交換器５１，６１，７１における圧縮空気の冷却の際に、圧縮空気から熱を受け取ってはいるものの、後段冷却ユニットから排出された圧縮空気や排出窒素熱交換器９１に流入する圧縮空気よりは温度が低くなっている。したがって、排出窒素熱交換器９１では、排出空気熱交換器９０にて冷却された圧縮空気が各熱交換器５１，６１，７１から排出された低温窒素ガスによってさらに冷却される。そして、排出窒素熱交換器９１から出た圧縮空気は、前段熱交換器５１に入り、低温窒素ガス供給源５０ｂから低温窒素ガス供給ポート５０ｄを介して供給される低温窒素ガスによって冷却される。すなわち、各部の冷却に用いられた冷媒の廃熱が、新たな冷媒の冷却に再利用され、且つ、冷媒の冷却に用いられた低温窒素ガスの廃熱が、これもまた新たな冷媒の冷却に再利用される。

一方、後段冷却ユニットから排出された後に排出空気熱交換器９０を流通した圧縮空気は、その温度が常温よりも低い場合に排出空気加熱器９３にて常温まで加熱され、その後、ハンドラーのカバー部材と搭載面とにより囲まれた搬送空間内に注入される。この際、排出空気熱交換器９０と排出空気加熱器９３とを連結する流路上に排出空気逆止弁９２が設けられているため、加熱された圧縮空気が排出空気熱交換器９０側に逆流することを抑えることができる。また同様に、排出窒素熱交換器９１を流通した低温窒素ガスは、その温度が常温よりも低い場合に排出窒素加熱器９５にて常温まで加熱され、その後、ハンドラーの上記搬送空間内に注入される。この際、排出窒素熱交換器９１と排出窒素加熱器９５とを連結する流路上に排出窒素逆止弁９４が設けられているため、加熱された窒素ガスが排出窒素熱交換器９１側に逆流することを抑えることができる。こうして、各冷却ユニットで使用された圧縮空気及び低温窒素ガスは、常温まで加熱された後に、ハンドラーの搬送空間内を満たすドライエアーとして再利用される。

このように、本実施形態では、各冷却ユニットで使用された圧縮空気及び低温窒素ガスを、排出空気熱交換器９０、排出窒素熱交換器９１の各々にて、各冷却ユニットで使用される前の圧縮空気と熱交換させることにより、熱利用の効率を高めることを可能としている。

すなわち、各冷却ユニットで使用される前の圧縮空気は、排出空気熱交換器９０及び排出窒素熱交換器９１内において冷却されることにより、圧縮空気供給ポート５０ｃから直接前段熱交換器５１に供給される場合と比べて、低い温度にて前段熱交換器５１に入ることとなる。したがって、前段熱交換器５１にて圧縮空気の冷却に要する低温窒素ガスの量を削減することができる。また同時に、各冷却ユニットで使用された圧縮空気及び低温窒素ガスは、排出空気熱交換器９０、排出窒素熱交換器９１内において加熱されることとなる。したがって、ドライエアーとしての再利用にあたり、圧縮空気及び低温窒素ガスを排出空気加熱器９３、排出窒素加熱器９５の各々にて常温まで加熱する際に必要なエネルギーを削減することができる。

また、上述のように、各冷却ユニットの熱交換器５１，６１，７１における低温窒素ガスの出口と、それら熱交換器５１，６１，７１から出た低温窒素ガスの流通する流路同士の合流箇所Ｐ１，Ｐ２との間には、逆止弁５６，６６，７６が設けられている。これにより、排出窒素熱交換器９１側から各冷却ユニットの熱交換器５１，６１，７１に低温窒素ガスが逆流することを抑えることができる。また同時に、前段熱交換器５１、中段熱交換器６１、後段熱交換器７１の各々から出た低温窒素ガスが、合流箇所Ｐ１，Ｐ２を経由して他の冷却ユニットの熱交換器に流入することを抑えることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（５）の効果に加え、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（９）排出空気熱交換器９０にて、前段熱交換器５１に入る圧縮空気を後段冷却ユニットのステージから出る圧縮空気で冷却するようにした。これにより、圧縮空気が、圧縮空気供給ポート５０ｃから直接前段熱交換器５１に供給される場合と比べて、低い温度にて前段熱交換器５１に入ることになるため、前段熱交換器５１にて圧縮空気の冷却に要する低温窒素ガスの量を削減することが可能となる。

（１０）排出空気加熱器９３にて、各冷却ユニットで使用された圧縮空気を、常温まで加熱してハンドラーの搬送空間内を満たすドライエアーとして再利用するようにした。これにより、ドライエアー用のガスを別途用意する場合と比べて、使用するガスの量を削減することが可能となる。

（１１）また、各冷却ユニットで使用された後に排出空気熱交換器９０で加熱された圧縮空気を排出空気加熱器９３にて加熱するようにした。これにより、ドライエアーとしての再利用にあたり、圧縮空気を排出空気加熱器９３にて所定の温度まで加熱する際に必要なエネルギーを削減することが可能となる。

（１２）排出窒素熱交換器９１にて、前段熱交換器５１に入る圧縮空気を前段熱交換器５１、中段熱交換器６１、後段熱交換器７１から出る低温窒素ガスで冷却するようにした。これにより、圧縮空気が、圧縮空気供給ポート５０ｃから直接前段熱交換器５１に供給される場合と比べて、低い温度にて前段熱交換器５１に入ることになるため、前段熱交換器５１にて圧縮空気の冷却に要する低温窒素ガスの量を削減することができる。

（１３）排出窒素加熱器９５にて、各冷却ユニットで使用された低温窒素ガスを、常温まで加熱してハンドラーの搬送空間内を満たすドライエアーとして再利用するようにした。これにより、ドライエアー用のガスを別途用意する場合と比べて、使用するガスの量を削減することが可能となる。

（１４）また、各熱交換器５１，６１，７１で使用された後に排出窒素熱交換器９１で加熱された低温窒素ガスを排出窒素加熱器９５にて加熱するようにした。これにより、ドライエアーとしての再利用にあたり、低温窒素ガスを排出窒素加熱器９５にて所定の温度まで加熱する際に必要なエネルギーを削減することが可能となる。

（１５）各冷却ユニットの熱交換器５１，６１，７１における低温窒素ガスの出口と、それら熱交換器５１，６１，７１から出た低温窒素ガスの流通する流路同士の合流箇所Ｐ１，Ｐ２との間に、逆止弁５６，６６，７６を設けた。これにより、排出窒素熱交換器９１側から各冷却ユニットの熱交換器５１，６１，７１に低温窒素ガスが逆流することを抑えることが可能となる。また同時に、前段熱交換器５１、中段熱交換器６１、後段熱交換器７１の各々から出た低温窒素ガスが、合流箇所Ｐ１，Ｐ２を経由して他の冷却ユニットの熱交換器に流入することを抑えることが可能となる。

なお、上記第２の実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・排出空気逆止弁９２は排出空気加熱器９３の出入口に接続されている形態でもよい。同様に、排出窒素逆止弁９４は排出窒素加熱器９５の出入口に接続されている形態でもよい。

・排出空気熱交換器９０及び排出窒素熱交換器９１については、これら２つの熱交換器のいずれか一方のみを備えるようにしてもよい。
・上記実施形態では、全ての冷却ユニットから出た低温窒素ガスが排出窒素熱交換器９１に流入するようにしたが、一部の冷却ユニットから出た低温窒素ガスが排出窒素熱交換器９１に流入するようにしてもよい。例えば前段熱交換器５１のみ、もしくは前段熱交換器５１及び中段熱交換器６１の２つの熱交換器から出た低温窒素ガスが排出窒素熱交換器９１に流入するようにしてもよい。

・上述された第１の実施形態の変形例の各々が、第２の実施形態及びその変形例の各々に適用された形態であってもよい。
また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態は、各々以下のように変更して実施することもできる。

・第１の実施形態及び第２の実施形態では、基台１１を貫通する開口部１３に取り付けられたテストヘッド１４とテストヘッド１４上面の検査用ソケット１４ａとによりステージが構成されるものとした。これに代えて、図６に示されるように、圧縮空気の流れる流路１００、ヒーター１０１、及び検査用ソケット１４ａの収容される収容部１０２を備える台座１０３を基台１１に設置し、この台座１０３をステージとしてもよい。この場合、検査用ソケット１４ａは、台座１０３の収容部１０２に収容されることによってハンドラー１０に搭載される。そして、台座１０３が冷却されることによって、検査用ソケット１４ａに収容された電子部品が冷却される。

部品検査装置を構成するハンドラーとテスターとは別体の装置であるため、テストヘッド１４及び検査用ソケット１４ａをステージとする場合、ハンドラー側の構成とは別に、予めテスターのテストヘッド１４に圧縮空気の流れる流路やヒーターを備えておく必要がある。この点、上述した構成によれば、内部流路やヒーターを備えたテストヘッド１４を要することなく、検査用ソケット１４ａに収容された電子部品Ｔを冷却することが可能となる。

なお、温度センサーは、ステージの温度が検出可能であれば、台座１０３に搭載されていてもよいし、検査用ソケット１４ａに搭載されていてもよい。また、図６に記載の台座１０３には１つの収容部１０２が形成されているが、台座１０３に形成される収容部１０２の数は、２以上であってもよい。また、台座１０３の収容部１０２にテストヘッド１４及び検査用ソケット１４ａが収容される構成としてもよい。要は、電子部品を支持するステージとして、熱を伝導する部材を挟んで電子部品に間接的に触れる部材そのものが冷却される態様であればよい。

Ｔ…電子部品、Ｃ１…供給用コンベアー、Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…回収用コンベアー、Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ３ａ，Ｃ４ａ…デバイストレイ、Ｐ１，Ｐ２…合流箇所、１０…ハンドラー、１１…基台、１１ａ…搭載面、１２…カバー部材、１３…開口部、１４…テストヘッド、１４ａ…検査用ソケット、１５…第１シャトル、１６…第２シャトル、１５ａ，１６ａ…供給用シャトルプレート、１５ｂ，１６ｂ…回収用シャトルプレート、１５ｃ，１６ｃ…シャトルガイド、２０…供給ロボット、２１…供給側固定ガイド、２２…供給側可動ガイド、２３…供給用ハンドユニット、３０…搬送ロボット、３１…搬送ガイド、３２…第１搬送ユニット、３３…第２搬送ユニット、４０…回収ロボット、４１…回収側固定ガイド、４２…回収側可動ガイド、４３…回収用ハンドユニット、５０…前段収容室、５０ａ…圧縮空気供給源、５０ｂ…低温窒素ガス供給源、５０ｃ…圧縮空気供給ポート、５０ｄ…低温窒素ガス供給ポート、５１…前段熱交換器、５２…前段窒素ガスバルブ、５３…前段ヒーター、５４…前段温度センサー、５５…前段常温窒素生成部、５６…前段逆止弁、６０…中段収容室、６１…中段熱交換器、６２…中段窒素ガスバルブ、６３…中段ヒーター、６４…中段温度センサー、６５…中段常温窒素生成部、６６…中段逆止弁、７０…後段収容室、７１…後段熱交換器、７２…後段窒素ガスバルブ、７３…後段ヒーター、７４…後段温度センサー、７５…後段常温窒素生成部、７６…後段逆止弁、８０…制御装置、８１…前段冷却ユニット駆動部、８１ａ…前段バルブ駆動部、８１ｂ…前段ヒーター駆動部、８２ａ…中段バルブ駆動部、８２ｂ…中段ヒーター駆動部、８３ａ…後段バルブ駆動部、８３ｂ…後段ヒーター駆動部、８５…テスター、９０…排出空気熱交換器、９１…排出窒素熱交換器、９２…排出空気逆止弁、９３…排出空気加熱器、９４…排出窒素逆止弁、９５…排出窒素加熱器、１００…流路、１０１…ヒーター、１０２…収容部、１０３…台座。

Claims (13)

1. 部品が支持されるステージを有するハンドラーであって、
   常温未満の温度のガスである低温窒素ガスで圧縮空気を冷却する低温窒素熱交換器と、
   前記低温窒素熱交換器で冷却された圧縮空気が供給される前記ステージと、
   前記ステージを加熱するヒーターと、
   前記ステージの温度を検出する温度センサーと、
   前記低温窒素熱交換器に低温窒素ガスを供給する供給路を開閉するバルブと、
   前記温度センサーの検出温度が所定温度になるように、前記ヒーターの出力及び前記バルブの開閉を制御する制御部とを備える
   ことを特徴とするハンドラー。
2. 前記低温窒素熱交換器、前記ステージ、前記ヒーター、前記温度センサー、及び前記バルブを有する冷却ユニットを複数備え、
   前記複数の冷却ユニット以外から圧縮空気が入る前記冷却ユニットを前段冷却ユニットとし、
   前記複数の冷却ユニット以外に圧縮空気を出す前記冷却ユニットを後段冷却ユニットとし、
   前記前段冷却ユニットの前記ステージにおける前記圧縮空気の出口と、前記後段冷却ユニットの前記低温窒素熱交換器における前記圧縮空気の入口とを互いに連通する連通部を有する
   請求項１に記載のハンドラー。
3. 前記低温窒素熱交換器、前記ステージ、前記ヒーター、前記温度センサー、及び前記バルブを有する冷却ユニットを複数備え、
   前記複数の冷却ユニットの各々の前記低温窒素熱交換器が並列に接続されて複数の前記低温窒素熱交換器の各々に前記低温窒素ガスを供給する低温窒素ガス供給部を有する
   請求項１又は２に記載のハンドラー。
4. 前記低温窒素熱交換器から出た低温窒素ガスが流通する流路上に、当該低温窒素熱交換器にてガスが逆流することを抑制する逆止弁を備える
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のハンドラー。
5. 前記低温窒素熱交換器、前記ステージ、前記ヒーター、前記温度センサー、及び前記バルブを有する冷却ユニットを複数備え、
   一つの冷却ユニットの低温窒素熱交換器が低温窒素ガスを排出する先に対し、
   他の冷却ユニットの低温窒素熱交換器における低温窒素ガスの出口が並列に接続され、
   前記逆止弁を前記冷却ユニットごとに備える
   請求項４に記載のハンドラー。
6. 前記ステージを収容する収容室と、
   前記低温窒素熱交換器から出る低温窒素ガスを加熱して前記収容室内に導入する常温窒素生成部とを備える
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のハンドラー。
7. 前記連通部が、前記前段冷却ユニット及び前記後段冷却ユニット以外の前記冷却ユニットである
   請求項２に記載のハンドラー。
8. 前記複数の冷却ユニットの各々にて圧縮空気の流れる部分を流通部分とし、
   前記複数の冷却ユニットでは前記複数の流通部分が直列に接続されている
   請求項７に記載のハンドラー。
9. 前記低温窒素熱交換器に入る圧縮空気を前記低温窒素熱交換器から出る低温窒素ガスで冷却する排出窒素熱交換器を備える
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のハンドラー。
10. 前記排出窒素熱交換器から出る低温窒素ガスを常温まで加熱する加熱器を備える
    請求項９に記載のハンドラー。
11. 前記低温窒素熱交換器に入る圧縮空気を前記ステージから出る圧縮空気で冷却する排出空気熱交換器を備える
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載のハンドラー。
12. 前記ステージから前記排出空気熱交換器に入って該排出空気熱交換器から出る圧縮空気を常温まで加熱する加熱器を備える
    請求項１１に記載のハンドラー。
13. 部品が支持されるステージを有する部品検査装置であって、
    常温未満の温度のガスである低温窒素ガスで圧縮空気を冷却する低温窒素熱交換器と、
    前記低温窒素熱交換器で冷却された圧縮空気が供給される前記ステージと、
    前記ステージを加熱するヒーターと、
    前記ステージの温度を検出する温度センサーと、
    前記低温窒素熱交換器に低温窒素ガスを供給する供給路を開閉するバルブと、
    前記温度センサーの検出温度が所定温度になるように、前記ヒーターの出力及び前記バルブの開閉を制御する制御部とを備える
    ことを特徴とする部品検査装置。

Images