专利名称：吸附传感器控制器以及使用该吸附传感器控制器的吸附输送装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于判定是否是工件(将IC芯片等电子器件作为工件)被 吸附在以真空吸附它的喷嘴的状态的吸附传感器控制器和使用该吸附传感 器控制器的吸附输送装置，特别涉及检测用于吸附电子器件的喷嘴的堵塞和 空气泄漏的吸附传感器控制器和使用该吸附传感器控制器的吸附输送装置。
背景技术：
为了在检査板上搭载IC芯片等电子器件，在安装基板上搭载电子器件， 使用了真空吸附并输送电子器件的吸附输送装置。吸附输送装置具有作为以 真空吸附电子器件的吸附器的喷嘴，通过对喷嘴供给负压空气即真空而在喷 嘴的顶端吸附电子器件，用喷嘴输送电子器件并将其配置到规定的位置。在 具有针对这样的工件的捡拾(pickup)步骤和安放(place)步骤的吸附输送 装置中，为了自动检测电子器件被吸附在喷嘴的顶端的情况，使用了吸附检 测传感器。在该吸附检测传感器中具有用于检测喷嘴内流道的空气压力的压 力传感器(参见专利文献1)、用于检测喷嘴内流道的空气流量的流量传感器 (参见专利文献2)。压力传感器根据喷嘴内流道的真空压力而输出输出信 号，根据该输出信号，在真空度变为规定的范围内时，判定电子器件被吸附 在喷嘴。而流量传感器根据喷嘴内流道的空气流量而输出输出信号，根据该 输出信号，在流量变为规定的范围内时，判定电子器件被吸附在喷嘴。该判 定根据来自吸附检测传感器的信号，通过吸附传感器控制器进行判定。
专利文献1:特开平11-214893号公报
专利文献2:特开2005-262351号公报
发明内容
在电子器件比较大的情况下、或者在电子器件的表面和喷嘴的顶端面之 间的密合度高的情况下，能用压力传感器检测电子器件的吸附，而在电子器 件被吸附在喷嘴的状态的基础上，在发生空气从喷嘴顶端面流入的泄漏现象 的情况下，使用流量传感器。例如以喷嘴吸附一边的电子器件为1毫米-数 毫米的小型IC芯片的情况下，在吸附前后，喷嘴内的压力差不会变大，所 以无法使用压力传感器进行检测，而应使用流量传感器。
如上所述，使用流量传感器的情况多是吸附输送比较小型的电子器件的
情况，在使用喷嘴内流道的内径为0.8毫米-0.1毫米左右的小径喷嘴的情况 下，为了检测电子器件向喷嘴的吸附而使用流量传感器。可是，尤其是在使 用了小径喷嘴的吸附输送装置中，对喷嘴供给负压空气，喷嘴真空吸附外部 空气时，如果尘埃与外部空气一起进入喷嘴内，则有时尘埃会附着在喷嘴内 流道匕如果尘埃附着在流道内，则喷嘴内流道的内径就会变细，因此喷嘴 内的空气流量减少，有可能发生工件吸附错误或流量传感器引起的吸附检测 错误。
如果发生这样的误动作，就会发生电子仪器或电子器件的组装异常，使 生产成品率下降。
本发明的目的在于，能自动检测用于吸附电子器件的喷嘴的堵塞。 本发明的其它目的在于，能自动检测喷嘴的空气泄漏。 本发明的吸附传感器控制器用于判定所述电子器件是否被吸附在以真
空吸附电子器件的喷嘴，其特征在于，所述吸附传感器控制器包括用于存 储针对喷嘴内流道的基准流量的堵塞判定流量的判定流量存储部；用于对在 电子器件不接触喷嘴的状态下通过对所述喷嘴供给负压空气而检测到的喷 嘴内流道的空吸流量和所述堵塞判定流量进行比较、并在所述空吸流量比所 述堵塞判定流量少时判定为喷嘴堵塞的计算单元；用于在由所述计算单元判定为喷嘴堵塞时输出错误信号的输出单元。
本发明的吸附传感器控制器的特征在于所述判定流量存储部存储针对 喷嘴内流道的基准流量的空气泄漏判定流量，所述计算单元比较所述空吸流 量和所述空气泄漏判定流量并在所述空吸流量比所述空气泄漏判定流量多 时判定为空气泄漏，在判定为空气泄漏时输出错误信号。
本发明的吸附输送装置具有上述吸附传感器控制器，其特征在于该吸 附输送装置用于比较所述空吸流量和所述堵塞判定流量，在未判定为堵塞 时，不停止向所述喷嘴供给负压空气，以进行电子器件的吸附输送。
本发明的吸附输送装置具有上述吸附传感器控制器，其特征在于该吸 附输送装置用于比较所述空吸流量和所述堵塞判定流量，在未判定为堵塞 时，停止向所述喷嘴供给负压空气直到由所述喷嘴进行电子器件的吸附输 送，在进行电子器件的吸附输送时，使所述喷嘴接触所述电子器件之后才对 所述喷嘴供给负压空气。
本发明的吸附输送装置具有上述吸附传感器控制器，其特征在于该吸 附输送装置用于比较所述空吸流量和所述空气泄漏判定流量，在未判定为空 气泄漏时，不停止向所述喷嘴供给负压空气，以进行所述电子器件的吸附输 送。
本发明的吸附输送装置具有上述吸附传感器控制器，其特征在于该吸 附输送装置用于比较所述空吸流量和所述空气泄漏判定流量，在未判定为空 气泄漏时，停止向所述喷嘴供给负压空气直到由所述喷嘴进行电子器件的吸 附输送，在进行电子器件的吸附输送时，使所述喷嘴接触所述电子器件之后 才对所述喷嘴供给负压空气。
根据本发明，在尘埃等异物进入吸附电子器件的喷嘴内、喷嘴堵塞的情 况下，在以喷嘴吸附输送电子器件之前，能预先根据喷嘴内的空气流量，自 动检测堵塞。据此，不会在发生堵塞的情况下进行电子器件的吸附输送动作， 所以能防止电子仪器的组装异常等的发生。在喷嘴发生空气泄漏的情况下，在以喷嘴进行电子器件的吸附输送之 前，能预先根据喷嘴内的空气流量，自动检测空气泄漏。据此，不会在喷嘴 发生空气泄漏的情况下进行电子器件的吸附输送动作，所以能防止由空气泄 漏引起的电子仪器的组装异常等的发生。
利用用于检测电子器件是否被吸附在喷嘴和电子器件是否从喷嘴脱离 的流量传感器，能检测喷嘴内的堵塞，还能检测喷嘴的空气泄漏。据此，能 防止使用喷嘴组装电子器件的组装装置中的组装异常的发生，能提高组装生 产的成品率。
图1是表示使用本发明的一个实施方式的吸附传感器控制器的吸附输送 装置中的喷嘴的上下移动部的示意图2是表示用于对喷嘴供给负压空气和正压空气的空气压线路和吸附传 感器控制器以及可编程控制器的关系的图3是表示基于喷嘴内的空气流量和来自流量传感器的输出信号的电子 器件的吸附状态和吸附脱离状态的判定结果的时间图4是表示在空吸状态下的正常时的喷嘴内的空气流量以及喷嘴堵塞等 异常时的空气流量的时间图5是表示基于进行了喷嘴的堵塞判定和空气泄漏判定之后以吸引后接 触方式吸附输送电子器件的情况下的喷嘴内的空气的流量变化和来自流量 传感器的输出信号的吸附和吸附脱离判定的时间图6是表示基于进行了喷嘴的堵塞判定和空气泄漏判定之后以接触后吸 引方式吸附输送电子器件的情况下的喷嘴内的空气的流量变化和来自流量 传感器的输出信号的吸附和吸附脱离判定的时间图；以及
图7是表示使用吸附传感器控制器的吸附输送装置的动作控制的步骤的算法。
具体实施例方式
以下根据附图详细说明本发明的实施方式。
吸附输送装置如图l所示，具有在水平方向自由移动的输送头l，在输
送头1上设置有空气压气缸2，在由空气压气缸2在上下方向驱动的活塞杆 3上设置有以真空吸附电子器件W的吸附器即喷嘴10。虽然图1表示了一 个空气压气缸2，但是在输送头1上设置有多个空气压气缸2，在各空气压 气缸2的活塞杆3上设置有喷嘴10，使用作为上下移动单元的空气压气缸2， 各喷嘴IO可以上下自由移动。为了用喷嘴IO将电子器件W从器件容纳部 Bl输送到器件搭载部B2以进行搭载，水平移动输送头1，在将喷嘴10定 位移动到器件容纳部Bl之后，使喷嘴10下降移动，用喷嘴10真空吸附电 子器件W。接着，通过使喷嘴10上升移动并且使输送头1水平移动，将电 子器件W输送到器件搭载部B2。在该状态下，通过使喷嘴10下降移动， 能在特定的位置搭载电子器件W。
图2中表示了设置在输送头1上的多个喷嘴10中的一个，与喷嘴10对 应，真空供给控制阀11和真空破坏控制阀12被设置在输送头1。喷嘴10 的内部流道即装卸流道13通过真空供给控制阀11连接在真空供给路径14 Jl，通过真空破坏控制阀12连接在正压供给路径15上。真空供给路径14 连接在由真空泵等构成的真空供给源16上，正压供给路径15通过未图示的 过滤器和调压阀连接在由压縮机等构成的正压供给源17上。
真空供给控制阀11是具有与真空供给路径14连通的真空供给口 VS、 与装卸流道13连通的真空口 V、与外部连通的大气开放口 T的电磁阀，该 真空供给控制阀11具有螺线管21。真空供给控制阀11如果向螺线管21通 电，则在使真空供给口 VS与真空口 V连通的位置工作，如果停止通电，则断开真空供给口 VS与真空口 V的连通，在使真空口 V与大气开放口 T连 通的位置工作。如果向螺线管21通电，则对喷嘴10内的装卸流道13供给 来自真空供给源16的负压空气即真空。
真空破坏控制阀12是具有与正压供给路径15连通的正压口 P、与装卸 流道13连通的输出口 A的电磁阀，该真空破坏控制阀12具有螺线管22。 真空破坏控制阀12如果向螺线管22通电，则在使正压口 P与输出口 A连通 的位置工作，如果停止通电，则在断开正压口P与输出口A的连通的位置工 作。如果向螺线管22通电，则对喷嘴10内的装卸流道13供给作为用于破 坏真空的正压空气。从输出口 A喷出的压缩空气由可变节流孔23节流之后， 提供给装卸流道13。
图2中表示了对螺线管21、 22的通电停止的状态，装卸流道13成为大 ,(丌放状态。为了用喷嘴IO真空吸附电子器件W，具有对真空供给控制 阀]1的螺线管21通电、在对喷嘴10的内部流道即装卸流道13供给负压空 气的状态下使喷嘴10接近电子器件W、喷嘴10接触电子器件W的吸引后 接触方式；以及不对真空供给控制阀11的螺线管21通电、使喷嘴10接近 电子器件W、在使喷嘴10接触或几乎接触电子器件W的状态下对螺线管 21通电、对装卸流道13供给负压空气的接触后吸引方式。无论采用哪种方 式，通过对螺线管21通电，使喷嘴10内的装卸流道13保持在真空状态， 用喷嘴10真空吸附电子器件W，在真空吸附的状态下，通过空气压气缸2 和输送头1的驱动，将电子器件W输送到规定的搭载位置。
当电子器件W被输送到规定的位置时，停止对真空供给控制阀11的螺 线管21通电，停止向喷嘴IO供给负压空气，并且对真空破坏控制阀12的 螺线管22通电，对喷嘴10供给正压空气。据此，电子器件W从喷嘴10的 顶端可靠地离开，被配置到规定的搭载位置。
为了检测是否处于电子器件W被真空吸附在喷嘴IO的状态、是否处于电子器件W从喷嘴10可靠地离开的状态，在喷嘴10设置有检测其内部的 装卸流道13的空气流量的流量传感器24。将流量传感器24的输出信号发送 给吸附传感器控制器25，根据来自吸附传感器控制器25的检测信号，从作 为主控制器的可编程控制器26对各螺线管21、 22发送驱动信号。
图3是表示基于喷嘴10内的空气流量和来自流量传感器24的输出信号 的电子器件W的吸附状态和吸附脱离状态的判定结果的时间图，表示了用 上述的接触后吸引方式由喷嘴10真空吸附电子器件W的情况。对图2所示 的双方的螺线管21、 22不通电，在喷嘴10内的流道对大气开放的状态下， 使喷嘴10接近电子器件W，在喷嘴10接触或几乎接触电子器件W的状态 下，对螺线管21通电，对喷嘴10供给负压空气。通过向螺线管21通电， 空气从喷嘴10和电子器件W的间隙流入喷嘴10内，装卸流道13内的流量 即流速增加。
如果从真空供给源16对装卸流道13供给一定压力的负压空气，则从喷 嘴10的顶端面和电子器件W之间流入喷嘴10内的空气流即泄漏流量就变 为儿乎恒定。该泄漏流量如图3所示，考虑到泄漏流量的误差，在处于规定 的吸附判定流量L (1)与规定的吸附判定流量L (2)之间时，判定为电子 器件W吸附在喷嘴10。根据对装卸流道13供给的负压空气的真空度，通过 实验来设定吸附判定流量L (1)和吸附判定流量L (2)。
如果判定为电子器件被真空吸附，则根据该判定，喷嘴10通过空气压 气缸2被提升，通过输送头1的水平移动而上升移动的电子器件W被输送 到规定的搭载位置的正上方。在该状态下，通过驱动空气压气缸2，喷嘴IO 被下降移动，电子器件W被配置在规定的搭载位置。电子器件W被配置之 后，停止对螺线管21通电，停止向喷嘴10供给负压空气，并且通过对螺线 管22通电，对喷嘴10内在规定时间中供给用于破坏真空的正压空气。据此， 如图3所示，喷嘴10内的空气流减少，在流量比吸附判定流量L (2)低的 时刻，判定电子器件W从喷嘴10离开。而在上述的吸引后接触方式中，由于在对喷嘴10内供给负压空气的状态下，使喷嘴IO接近电子器件W，所以从喷嘴10内的空气流量比吸附判定 流量L (1)大的状态来看，通过喷嘴10向电子器件W接近使得流量比吸 附判定流量L (1)低时，判定为电子器件W被吸附在喷嘴IO上。如果由于尘埃等而导致喷嘴IO发生堵塞时，即使对喷嘴IO供给负压空 气，在喷嘴10内也不会产生在吸附判定流量L (2)以上的空气流，所以无 法使电子器件W吸附到喷嘴10。而在进行吸附电子器件W的动作的状态下， 发生在吸附判定流量L (1)以上空气流的情况是电子器件W不接触喷嘴10 或者喷嘴10的装卸流道13成为空气泄漏的情况。图4是表示不接触电子器件W而将对喷嘴10内供给负压的状态设定为 空吸状态、将此时的喷嘴内的流量设定为空吸流量的情况下的正常时的空吸 流量、以及喷嘴堵塞等异常时的空吸流量的时间图。如图4所示，如果对喷嘴IO供给规定压力的负压空气，则在不接近电 子器件W的空吸状态下，基准流量Lc的空气流到喷嘴10内的流道。根据 来自真空供给源的真空压的变动、喷嘴10的内径等，将从基准流量Lc减去 规定值Lbm后的流量Lcm作为堵塞判定流量，将基准流量Lc加上规定值 Lbp后的流量Lcp作为空气泄漏判定流量。因此，在空吸状态下，如用虚线 所示，在喷嘴10内的空气流量变为在堵塞判定流量Lcm以下时，判定为喷 嘴10堵塞。此外，在空吸状态下，如用点划线所示，喷嘴10内的空气流量 变为在空气泄漏判定流量Lcp以上时，判定喷嘴10的装卸流道13是空气泄 漏。图2所示的吸附传感器控制器25具有包含存储器部的微处理器(CPU)、 判定流量存储部31和计算部32。在判定流量存储部31存储如图4所示的堵 塞判定流量Lcm和空气泄漏判定流量Lcp，并且存储吸附判定流量L ( 1) 和L(2)。即与各判定流量Lcm和Lcp对应的流量传感器24的输出值、与 吸附判定流量L (1)和L (2)对应的流量传感器24的输出值存储在判定流量存储部31中。在吸附传感器控制器25设置有信号输出部33。根据吸附判定流量L( 1 ) 和L(2)，由计算部32判定电子器件W的吸附和吸附脱离时，从信号输出 部33对作为驱动空气压气缸2和输送头1的主控制器的可编程控制器26发 送检测信号。同样，由计算部32判定喷嘴10的堵塞和空气泄漏时，从信号 输出部33对作为主控制器的可编程控制器26输出错误信号，使警报灯点亮， 或者使蜂鸣器工作，从而停止吸附输送装置的动作。图5和图6分别是表示基于预先进行喷嘴10的堵塞判定和空气泄漏判 定之后在吸附输送电子器件W的情况下的喷嘴10内的空气流量变化和来自 流量传感器24的输出信号的吸附和吸附脱离判定的时间图，图5表示基于 所述吸引后接触方式的吸附输送，图6表示基于所述接触后吸引方式的吸附 输送。无论在吸引后接触方式还是接触后吸引方式中，如图5和图6所示，首 先对喷嘴IO供给负压空气，进行喷嘴检查。通过该喷嘴检查，如果喷嘴IO 内的空气流量是在Lcm与Lcp之间的流量，则判定在装卸流道13内未发生 堵塞或者空气泄漏。在图5所示的吸引后接触方式中，在喷嘴检查之后，一 度停止负压空气的供给，进行电子器件W的吸附输送时，在对喷嘴供给负 压空气的状态下，使喷嘴向电子器件W接触移动。在喷嘴10内的空气流量 比吸附判定流量L (1)少、并且比吸附判定流量L (2)更多时，判定为吸 附，进行电子器件的吸附输送。而在图6所示的接触后吸引方式中，在喷嘴10接触或几乎接触电子器 件的状态F，对喷嘴IO供给负压空气。喷嘴10内的空气流量比吸附判定流 量L (2)多、并且比吸附判定流量L (1)少时，判定为吸附，进行电子器 件的吸附输送。图7是表示吸附输送装置的动作控制的步骤的算法的一个实例，参照图 5和图6来说明吸附输送装置的动作。首先，在步骤S1中，不输出吸附输送装置中的喷嘴10的检查指令，对图2中的真空供给控制阀11的螺线管21进行通电，执行步骤S2的空吸。 在步骤S3中，测定在空吸状态下的空气流量，判定该测定流量LO是否比堵 塞判定流量Lcm小。在图5和图6中，如[3]所示，如果测定流量L0比堵塞 判定流量Lcm小，就在步骤S3中判定为是。据此，在步骤S4中，从信号 输出部33对外部的机器输出错误信号，在外部的机器的显示部点亮显示堵 塞，在步骤S5，中止基于吸附输送装置的工件的输送，在步骤S6，将可输 送标记变为关。如果在步骤S3中判定为否，则执行步骤S7。在步骤S7中，判定测定流量LO是否比空气泄漏判定流量Lcp多。如果 在步骤S7中判定测定流量L0比空气泄漏判定流量Lcp多，就是图5和图6 中的[l]的状态，在步骤S8中，在显示部点亮显示空气泄漏，再执行上述的 步骤S5、 S6。如果在步骤S7中判定为否，则从测定流量LO来看，在喷嘴 IO未发生堵塞，而且也未发生空气泄漏，处于吸附输送装置能输送工件的状 态，在歩骤S9中，将可输送标记设定为开。在步骤S1中，如果喷嘴检査为否，就执行步骤SIO,在步骤SIO，如果 没有工件的输送指令，在步骤S11中，就判定可输送标记的开关，只在可输 送标记变为开时，才在步骤S12中执行吸附输送。图5和图6表示通过空吸，进行喷嘴检査之后， 一度停止负压空气的供 给后进行吸附输送的情况。优选每次进行电子器件的吸附输送时进行喷嘴检 査，也可以进行规定次数的吸附输送之后，进行喷嘴检査。本发明并不局限于所述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围中能进行各 种变更。工业实用性本发明能应用于吸附并输送IC芯片等电子器件的情况。
权利要求
1.一种吸附传感器控制器，该吸附传感器控制器用于判定电子器件是否被吸附在以真空吸附所述电子器件的喷嘴，其特征在于，所述吸附传感器控制器包括用于存储针对喷嘴内流道的基准流量的堵塞判定流量的判定流量存储部；用于对在所述电子器件不接触所述喷嘴的状态下通过对所述喷嘴供给负压空气而检测到的所述喷嘴内流道的空吸流量和所述堵塞判定流量进行比较、并在所述空吸流量比所述堵塞判定流量少时判定为喷嘴堵塞的计算单元；用于在由所述计算单元判定为喷嘴堵塞时输出错误信号的输出单元。
2. 根据权利要求1所述的吸附传感器控制器，其特征在于，具有 所述判定流量存储部存储针对所述喷嘴内流道的基准流量的空气泄漏判定流量、所述计算单元比较所述空吸流量和所述空气泄漏判定流量并在所 述空吸流量比所述空气泄漏判定流量多时判定为空气泄漏、所述输出单元在 判定为空气泄漏时输出错误信号。
3. —种吸附输送装置，该吸附输送装置具有权利要求1所述的吸附传 感器控制器，其特征在于该吸附输送装置用于比较所述空吸流量和所述堵塞判定流量，在未判定 为堵塞时，不停止向所述喷嘴供给负压空气，以进行电子器件的吸附输送。
4. 一种吸附输送装置，该吸附输送装置具有权利要求1所述的吸附传感器控制器，其特征在于该吸附输送装置用于比较所述空吸流量和所述堵塞判定流量，在未判定为堵塞时，停止向所述喷嘴供给负压空气直到由所述喷嘴进行电子器件的吸 附输送，在进行电子器件的吸附输送时，使所述喷嘴接触所述电子器件之后 才对所述喷嘴供给负压空气。
5. —种吸附输送装置，该吸附输送装置具有权利要求2所述的吸附传感器控制器，其特征在于该吸附输送装置用于比较所述空吸流量和所述空气泄漏判定流量，在未 判定为空气泄漏时，不停止向所述喷嘴供给负压空气，以进行所述电子器件 的吸附输送。
6. —种吸附输送装置，该吸附输送装置具有权利要求2所述的吸附传感器控制器，其特征在于该吸附输送装置用于比较所述空吸流量和所述空气泄漏判定流量，在未 判定为空气泄漏时，停止向所述喷嘴供给负压空气直到由所述喷嘴进行电子 器件的吸附输送，在进行电子器件的吸附输送时，使所述喷嘴接触所述电子 器件之后才对所述喷嘴供给负压空气。
全文摘要
吸附输送装置具有以真空吸附电子器件的喷嘴(10)和根据装卸流道(13)的空气流量来检测电子器件是否被吸附在喷嘴(10)的流量传感器(24)。对于喷嘴内流道的基准流量的堵塞判定流量被存储在吸附传感器控制器(25)的判定流量存储部(31)，比较在电子器件不接触喷嘴(10)的状态下通过对喷嘴(10)供给负压空气而检测到的喷嘴内流道的空吸流量和堵塞判定流量，在空吸流量比堵塞判定流量少时，判定为喷嘴堵塞。
文档编号B25J15/06GK101616777SQ200880005309
公开日2009年12月30日 申请日期2008年7月1日 优先权日2007年7月4日
发明者大村雄厚, 高桥义広 申请人:株式会社小金井