[发明专利]搬运系统和自动制造系统

说明书

技术领域

本发明涉及例如半导体元件、硬盘驱动器、液晶显示器、等离子显示器或印刷电路板等经过多个连续步骤被自动处理的产品的搬运系统(conveyance system)。此外，本发明还涉及应用该搬运系统的自动制造系统。

背景技术

对于例如半导体元件、硬盘驱动器(HDD)、液晶显示器、等离子显示器或印刷电路板等先进装置产品的制造步骤，在例如需要化学反应的处理、微加工或微组装等制造步骤中，可能存在在不允许操作员直接进行操作的情况下通过例如机械臂或机床等自动制造系统来制造先进装置产品的情况。此外，可能还存在制造系统由数十个乃至数百个连续步骤构成的情况。此外，可能还存在在制造处理过程中对半成品(工件)进行测试的情况。

例如，在制造硬盘驱动器时，多个磁头和磁盘与例如心轴电动机和框体等其它零件一起组装至硬盘驱动器，并在多个连续的自动步骤中测试硬盘驱动器的磁性特性和存储容量后，作为产品而完成。

对于印刷电路板，使用自动化机器将例如半导体芯片和电容器等微小电子零件布置在印刷电路板上，这些微小电子零件在回流焊接炉中被自动附着至印刷电路板，并且接受自动化机器的电测试，然后作为产品而完成。

在这种产品制造步骤中，自动制造系统生产率的提高从投资回收观点来说是至关重要的任务。当将这种生产率的提高定义为单位时间的产量时，要提高生产率，则有必要缩短净操作时间和辅助操作时间。特别在自动制造系统中，除降低系统出现故障的频率外，缩短辅助操作时间也变得至关重要，例如缩短安装操作时间，或者缩短在操作步骤进入允许搬运工件的状态前使工件流程停止的等待时间。

例如，在硬盘驱动器的制造中，多个连续的自动步骤包括伺服轨道写入(servo track write)步骤和测试步骤，在所述伺服轨道写入步骤中相对于所有硬盘驱动器将控制信号写入磁盘中，在所述测试步骤中相对于所有硬盘驱动器进行功能测试和耐久测试。在这些步骤中，常规上，存在这样一种批量操作方法，其中数十乃至数百个硬盘驱动器被成批地安装到装置中并接受处理，此后，这些硬盘驱动器又被成批地安装到下一个步骤的装置中并接受处理。这种批量操作方法具有如下问题：(1)硬盘驱动器特性问题，其中即使硬盘驱动器具有相同容量，但由于固有的读写性能差异而导致硬盘驱动器的处理时间不同；(2)操作问题，即相对于所有硬盘驱动器，在对预定数量或更多的硬盘驱动器的处理没有完成前，不能从装置中取出硬盘驱动器，从而导致辅助操作时间被延长的问题。也就是说，由于上述问题(1)和(2)，在批量操作方法中，在对其它硬盘驱动器的处理完成前，已经进行过处理的硬盘驱动器必须处于等待状态。这延长了辅助操作时间，从而阻碍了自动制造系统生产率的提高。

为克服该问题，存在这样一种单独操作方法，其中硬盘驱动器被逐个安装在装置中并接受处理，此后，硬盘驱动器被逐个安装在下一步骤的测试装置中并接受处理。于是，存在这样一种自动制造系统，其具有数十乃至数千个使用上述方法的装置的集合体，并且该方法使用机械臂手部将硬盘驱动器逐个搬运至各装置以进行硬盘驱动器测试。在这种系统中，当未依次搬运处于等待机械臂手部来搬运的状态的多个硬盘驱动器时，会产生如下问题：(a)即使完成了一个步骤，但下一步骤的装置还被另一硬盘驱动器占据着，以致无法搬运硬盘驱动器；(b)即使装置处于空闲状态，但前一步骤的装置还在进行测试，以致无法搬运硬盘驱动器，因此延长了辅助操作时间，从而阻碍了自动制造系统生产率的提高。