專利名稱：真空拾取和放置裝置以及拾取和放置確認(rèn)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空拾取和放置裝置以及拾取和放置確認(rèn)傳感器，尤其涉及這樣一種真空拾取和放置裝置以及拾取和放置確認(rèn)傳感器利用所述裝置和傳感器，當(dāng)利用真空從拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口吸入空氣、以便將部件抬升至具有空氣抽吸口的真空吸杯時(shí)，能夠檢測(cè)部件是否在真空吸杯處。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)諸如電子器件等小部件被傳送時(shí)，使用真空將所述部件抬升至拾取和放置噴嘴的真空拾取和放置裝置被使用。在這種類型的真空拾取和放置中，具有空氣抽吸口的真空吸杯形成在拾取和放置噴嘴中。利用諸如抽氣器或真空泵等真空發(fā)生器所產(chǎn)生的真空，將空氣從空氣抽氣口吸入。這樣，所述部件被抬升至拾取和放置噴嘴的真空吸杯處。
在所述真空拾取和放置裝置中，確認(rèn)部件的存在或不存在，即，所希望的部件是否已經(jīng)從諸如帶進(jìn)給器之類的部件進(jìn)給器上被抬升、或者在部件被傳送到印刷布線板上的部件安裝位置的同時(shí)檢查被抬升起的部件是否已經(jīng)掉了的情況。如果部件沒(méi)有被抬升，則必須立即執(zhí)行處理這種情況的過(guò)程，即，諸如重新拾取和放置相同部件等錯(cuò)誤處理或者發(fā)出警報(bào)。
傳統(tǒng)上，當(dāng)確認(rèn)被抬升至抽吸噴嘴的部件的存在或者不存在時(shí)，拾取和放置噴嘴之后的空氣抽吸通道中的氣壓由壓力傳感器測(cè)量。基于壓力傳感器所測(cè)量的壓力值的變化，確認(rèn)被抬升部件的存在與否。
這種確認(rèn)利用了以下的事實(shí)。當(dāng)部件被抬升至拾取和放置噴嘴時(shí)，與沒(méi)有部件被抬升起來(lái)的情況相比，來(lái)自空氣抽吸口的空氣抽吸量減少，空氣抽吸通道中的氣壓減少，空氣抽吸口打開(kāi)。
實(shí)際上，指示當(dāng)空氣抽吸口打開(kāi)時(shí)空氣抽吸通道中壓力的參考?jí)毫Ρ活A(yù)先設(shè)置。基于抬升操作期間壓力傳感器所實(shí)際測(cè)量到的空氣抽吸通道中的測(cè)量壓力值是否達(dá)到參考?jí)毫χ?，確認(rèn)拾取和放置的存在與否。
在真空拾取和放置裝置中，當(dāng)部件尺寸減小時(shí)，拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口的通路的橫截面面積趨于減小。
例如，在諸如蜂窩式便攜無(wú)線電話或電子攝像機(jī)等精密電子設(shè)備中，為了減小設(shè)備的尺寸和高度，必須減小印刷布線板的面積。作為諸如電阻器或電容器等芯片部件，使用尺寸為1.0mm×0.5mm或者0.6mm×0.3mm的非常小的芯片部件。
為了抬升這種部件，必須使用具有通路橫截面積為0.2mm或0.1mm的小空氣抽吸口的拾取和放置噴嘴。
然而，當(dāng)拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口的通路橫截面積隨著部件尺寸的減小而減小時(shí)，經(jīng)過(guò)小空氣抽吸口的空氣的流速減小。由此，上述參考?jí)毫χ蹬c測(cè)量壓力值之間的差變得非常小。通過(guò)利用壓力傳感器檢測(cè)壓力變化的傳統(tǒng)方法，不能精確地確認(rèn)被抬升部件存在與否。

發(fā)明內(nèi)容
提出本發(fā)明以解決上述問(wèn)題，并且本發(fā)明的目的是提供一種真空拾取和放置裝置以及拾取和放置確認(rèn)傳感器，即使在拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口的通路橫截面積小的情況下，所述裝置和傳感器也能可靠地檢測(cè)被抬升部件存在與否。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的真空拾取和放置裝置包括拾取和放置噴嘴，所述拾取和放置噴嘴包括具有空氣抽吸口的真空吸杯；真空發(fā)生器，所述真空發(fā)生器產(chǎn)生真空，并且利用真空從拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口吸入空氣以將部件抬升至真空吸杯；拾取和放置確認(rèn)傳感器，所述傳感器測(cè)量從空氣抽吸口被吸入的空氣的流速，并且基于所測(cè)量的流速而輸出用于指示被吸引至所述吸引部分的部件存在與否的電信號(hào)；閥，所述閥對(duì)使用真空從拾取和放置噴嘴抽吸空氣進(jìn)行控制；以及空氣抽吸通道，所述空氣抽吸通道使拾取和放置噴嘴、拾取和確認(rèn)傳感器、閥以及真空發(fā)生器彼此連接起來(lái)。
作為拾取和放置確認(rèn)傳感器，可以使用包括以下部件的傳感器設(shè)置在氣體通路中的基底、被形成成為基底表面上的薄膜的加熱器、形成成為基底表面上的薄膜的多個(gè)溫度傳感器、以及用于基于溫度傳感器所測(cè)量到的在加熱器附近的溫度分布來(lái)測(cè)量氣體流速的檢測(cè)裝置。
作為拾取和放置確認(rèn)傳感器，可以使用包括以下部件的傳感器流量傳感器，所述流量傳感器檢測(cè)在閥與拾取和放置噴嘴之間的空氣抽吸通道中所測(cè)量到的空氣的流速變化；以及檢測(cè)裝置，用于基于流量傳感器的輸出來(lái)輸出用于指示被抬升至真空吸杯的部件存在與否的電信號(hào)。特別地，可以檢測(cè)在空氣抽吸通道的處于拾取和放置噴嘴附近的部分中所測(cè)量到的空氣流速變化。
拾取和放置噴嘴可以包括通過(guò)共享真空源而經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)空氣抽吸口將空氣吸入、以便抬升不同部件的多個(gè)拾取和放置噴嘴?？梢詾槊總€(gè)拾取和放置噴嘴設(shè)置拾取和放置確認(rèn)傳感器。
作為拾取和放置噴嘴，可以使用這樣的噴嘴所述噴嘴包括空氣抽吸口，所述空氣抽吸口設(shè)置于一開(kāi)口端，并且空氣通過(guò)所述空氣抽吸口而被吸入。
作為拾取和放置噴嘴，可以使用這樣的噴嘴所述噴嘴包括空氣抽吸孔，在所述空氣抽吸孔中通過(guò)空氣抽吸口被真空吸入的空氣的流速變?yōu)槁曀佟？蛇x地，作為拾取和放置噴嘴，可以使用這樣的噴嘴所述噴嘴包括空氣抽吸孔，所述空氣抽吸孔的通路橫截面積的尺寸使得利用真空通過(guò)空氣抽吸口而被吸入的空氣的流速變?yōu)橐羲?，并且空氣抽吸口的開(kāi)口面積根據(jù)被抬升至真空吸杯的部件的狀態(tài)而變化。
拾取和放置噴嘴還可以包括這樣的空氣抽吸孔所述空氣抽吸孔向空氣抽吸口開(kāi)口并且將通過(guò)空氣抽吸口吸入的空氣引導(dǎo)至連接至真空發(fā)生器并與真空發(fā)生器接觸的拾取和放置噴嘴的噴嘴內(nèi)室。真空發(fā)生器可以產(chǎn)生真空，利用所述真空，在空氣抽吸孔的上游端處的壓力基本不小于下游端處的壓力的兩倍。
根據(jù)本發(fā)明的拾取和放置確認(rèn)傳感器包括流量傳感器，所述流量傳感器檢測(cè)空氣流速的變化；以及檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置基于流量傳感器的輸出來(lái)輸出電信號(hào)。
流量傳感器可以包括設(shè)置在氣體通路中的基底、被形成成為基底表面上的薄膜的加熱器、以及被形成成為基底表面上的薄膜的溫度傳感器。檢測(cè)裝置可以基于溫度傳感器所測(cè)量的加熱器附近的溫度分布來(lái)測(cè)量氣體流速。
檢測(cè)裝置可以基于在拾取和放置噴嘴與閥之間的空氣抽吸通道中所測(cè)量到的空氣流速的變化而輸出用于指示被抬升至拾取和放置噴嘴的真空吸杯的部件存在與否的電信號(hào)，其中所述閥用于控制從真空拾取和放置裝置的拾取和放置噴嘴處對(duì)空氣的抽吸。
檢測(cè)裝置可以基于在拾取和放置噴嘴附近的一部分空氣抽吸通道中所測(cè)量的空氣流速的變化而輸出用于指示被抬升至真空吸杯的部件存在與否的電信號(hào)。
檢測(cè)裝置可以基于通過(guò)空氣抽吸孔而被吸入的空氣的流速變化輸出用于指示被抬升至空氣抽吸口的部件存在與否的電信號(hào)，其中所述空氣抽吸孔包括作為一個(gè)開(kāi)口端的真空拾取和放置裝置的拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口，并且在所述空氣抽吸孔中通過(guò)空氣抽吸口被吸入的空氣的流速變?yōu)橐羲佟?br> 檢測(cè)裝置可以基于通過(guò)空氣抽吸孔而被吸入的空氣的流速變化輸出指示被抬升至空氣抽吸口的部件存在與否的電信號(hào)，其中所述空氣抽吸孔包括作為一個(gè)開(kāi)口端的真空拾取和放置裝置的拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口，并且它的通路橫截面積的尺寸使得通過(guò)空氣抽吸口被吸入的空氣的流速變?yōu)橐羲伲⑶以谒隹諝獬槲字懈鶕?jù)被抬升至拾取和放置噴嘴的真空吸杯處的部件的狀態(tài)改變空氣抽吸口的打開(kāi)面積。
進(jìn)一步設(shè)置連接至空氣抽吸通道的連接器。
設(shè)置安裝和保持流量傳感器的板。
溫度傳感器還包括設(shè)置在氣體流動(dòng)方向的上游側(cè)處的上游溫度傳感器、設(shè)置在下游側(cè)處的下游溫度傳感器、以及設(shè)置在基底的上游側(cè)附近的環(huán)境溫度傳感器。
基底的中心部分處具有腔，使溫度傳感器和基底彼此熱隔絕的隔膜進(jìn)一步設(shè)置在腔上。
附圖簡(jiǎn)述

圖1A和1B是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的真空拾取和放置裝置的外觀的視圖；圖2是示出拾取和放置噴嘴的剖視圖；圖3A和3B是示出拾取和放置確認(rèn)傳感器的結(jié)構(gòu)的視圖；圖4A和4B是示出流量傳感器的結(jié)構(gòu)的視圖；圖5A和5B是示出從拾取和放置確認(rèn)傳感器輸出的輸出量的輸出波形圖；以及圖6是用于解釋拾取和放置噴嘴的操作特性的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1A和1B是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的真空拾取和放置噴嘴的外觀的視圖，圖1A是前視圖，圖1B是側(cè)視圖。圖2是示出拾取和放置噴嘴的結(jié)構(gòu)的視圖。
圖1A和1B示出了用于在安裝設(shè)備中的真空拾取和放置裝置的例子，其中所述安裝設(shè)備將芯片部件安裝在印刷布線板上。用在模塊式(X-Y式)安裝設(shè)備中的真空拾取和放置裝置將被作為例子在下文中被描述，其中在所述安裝設(shè)備中多個(gè)拾取和放置噴嘴被設(shè)置成直線。本發(fā)明能夠類似地被應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)式安裝設(shè)備，其中在所述安裝設(shè)備中多個(gè)拾取和放置噴嘴被設(shè)置成圓形。
根據(jù)本發(fā)明的真空拾取和放置裝置具有拾取和放置確認(rèn)傳感器1、拾取和放置噴嘴2、空氣抽吸通道4A至4C、閥5、管6、真空發(fā)生器7、以及頭單元9。
多個(gè)(在該情況中為5個(gè))拾取和放置噴嘴2可拆卸地、等距離地連接至頭單元9地底部，以控制形成在拾取和放置噴嘴2的遠(yuǎn)端處的噴嘴部分3的提升操作和噴嘴部分3圍繞作為軸線的噴嘴部分3的垂直方向的旋轉(zhuǎn)操作。例如，關(guān)于拾取和放置噴嘴2的平面位置(X-Y)，頭單元9本身被安裝設(shè)備的X-Y移動(dòng)機(jī)構(gòu)傳送至所希望的位置處。
拾取和放置噴嘴2通過(guò)空氣抽吸通道4A、拾取和放置確認(rèn)傳感器1、空氣抽吸通道4B、閥5、以及空氣抽吸通道4C共同地被連接至管6，并且共用真空發(fā)生器7所產(chǎn)生的真空以抬升所述部件。
每個(gè)閥5控制真空/大氣壓至相應(yīng)拾取和放置噴嘴2的供給，并且控制部件的拾取和放置/釋放。每個(gè)拾取和放置確認(rèn)傳感器1是包括氣體流量計(jì)并且基于從拾取和放置噴嘴2吸入的空氣的流速來(lái)檢測(cè)被抬升至拾取和放置噴嘴2的部件存在與否的傳感器。
如圖2所示，每個(gè)拾取和放置噴嘴2主要由具有內(nèi)室24的圓柱形噴嘴主體26構(gòu)成。具有孔22的圓柱形保持件部分21形成在拾取和放置噴嘴2的下端處，從而保持件部分21與噴嘴主體26集成一體，其中所述孔22連接至內(nèi)室24并與內(nèi)室24接觸。
每個(gè)噴嘴部分3形成具有噴嘴內(nèi)室36的圓筒，并且一體形成有裝配部分31，所述裝配部分31裝配在保持件部分21的孔22中并且被保持以可垂直移動(dòng)；以及圓柱形遠(yuǎn)端部分32，所述圓柱形遠(yuǎn)端部分32形成在裝配部分31的下端處。
遠(yuǎn)端部分32具有真空吸杯34，所述真空吸杯34在其下端處具有空氣抽吸口33。真空吸杯34抬升部件?？諝獬槲?5形成在遠(yuǎn)端部分32?？諝獬槲?5具有空氣抽吸口33，作為它的一個(gè)開(kāi)口端。空氣抽吸孔35的另一個(gè)開(kāi)口端向著連接至真空發(fā)生器7并與真空發(fā)生器7接觸的噴嘴內(nèi)室36開(kāi)口。
下面將參考圖3A、3B、4A和4B描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的拾取和放置確認(rèn)傳感器。圖3A和3B是示出拾取和放置確認(rèn)傳感器的結(jié)構(gòu)的視圖，其中圖3A是示出外觀的視圖，圖3B是前剖視圖。圖4A和4B是示出用在拾取和放置確認(rèn)傳感器中的流量傳感器的結(jié)構(gòu)的視圖，其中圖4A是透視圖，圖4B是A-A剖視圖。
拾取和放置確認(rèn)傳感器1總體上是矩形的平行六面體?？諝饬鹘?jīng)的通路12形成在由模制品構(gòu)成的殼體10中，其中所述模制品由塑料樹(shù)脂制成。用于測(cè)量在通路12中流動(dòng)的空氣流速的流量傳感器14設(shè)置在通路12中。
通路12的入口和出口形成在沿殼體10的縱向方向彼此相對(duì)的各個(gè)側(cè)表面17A和17B中。將被連接至空氣抽吸通道4A和4B的連接器11A和11B分別設(shè)置于側(cè)表面17A和17B。
當(dāng)流量傳感器14安裝在板13的通路12側(cè)上時(shí)，流量傳感器14被保持。在板13的下側(cè)，即，在沒(méi)有安裝流量傳感器的一側(cè)，控制流量傳感器14的檢測(cè)電路15(檢測(cè)器)被安裝，以測(cè)量通路12中空氣的流速，并且檢測(cè)電路15從配線16輸出用于指示被抬升至拾取和放置噴嘴2的部件存在與否的電信號(hào)1A。即，板13形成通路的壁。
如圖4A和4B所示，通過(guò)將加熱器61、上游溫度傳感器62、下游溫度傳感器63、環(huán)境溫度傳感器64、電極60形成為薄膜而形成在基底50的表面上，并用絕緣薄膜層52覆蓋這些薄膜，由此來(lái)獲得流量傳感器14，其中基底50是通過(guò)使用鉑或類似物的圖案由諸如硅片等基底材料制成。
加熱器61設(shè)置在基底50的中心處。上游溫度傳感器62設(shè)置在氣體流動(dòng)方向的上游側(cè)。下游溫度傳感器63設(shè)置在相對(duì)的下游側(cè)。環(huán)境溫度傳感器64設(shè)置在基底50的上游側(cè)附近。
在基底50的中心部分處，一部分基底材料通過(guò)諸如各向異性蝕刻等處理被去除，以形成腔(凹陷空間)54。加熱器61、上游溫度傳感器62、以及下游溫度傳感器63形成在與基底50熱隔絕的隔膜51上。大量的通氣孔53形成在隔膜51中，以沿隔膜51的厚度方向延伸，從而空氣也流入腔54中。
流量傳感器14以下述原理進(jìn)行操作?？諝獗患訜崞?1加熱，從而它的溫度比環(huán)境溫度傳感器64測(cè)量的空氣溫度高出預(yù)定的溫度。空氣的溫度分布被上游溫度傳感器62和下游溫度傳感器63測(cè)量，以測(cè)量空氣流速。
當(dāng)空氣靜止時(shí)，通過(guò)上游溫度傳感器62和下游溫度傳感器63獲得的溫度分布是軸對(duì)稱的。當(dāng)空氣流動(dòng)時(shí)，失去了這種對(duì)稱，并且下游溫度傳感器63獲得的溫度變得比上游溫度傳感器62獲得的溫度高。這種溫度差被橋電路檢測(cè)，以基于諸如空氣的熱導(dǎo)率等物理值獲得空氣流速(質(zhì)量流速)。
通過(guò)該流量傳感器14，傳感器本身的尺寸能夠被減小。每個(gè)溫度傳感器和基底均通過(guò)隔膜結(jié)構(gòu)彼此熱隔絕。這樣，能夠獲得高靈敏度和高響應(yīng)速度，而不會(huì)由于環(huán)境溫度產(chǎn)生負(fù)面影響。并且，能降低功率消耗。
因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)精確地檢測(cè)與被抬升至拾取和放置噴嘴2處的部件存在與否相對(duì)應(yīng)的非常小的流速改變或被吸入空氣。
下面將參考圖5A、5B和6描述根據(jù)本實(shí)施例的真空拾取和放置裝置的操作。圖5A和5B是示出波形圖(實(shí)際測(cè)量值)，示出了從真空拾取和放置裝置的拾取和放置確認(rèn)傳感器1輸出的輸出量。圖6是用于解釋拾取和放置噴嘴的操作特性的圖。
當(dāng)閥5被切換至真空發(fā)生器7一側(cè)時(shí)，由于真空發(fā)生器7產(chǎn)生的真空，空氣通過(guò)噴嘴部分3的空氣抽吸口33被吸入，并且通過(guò)空氣抽吸孔35和噴嘴內(nèi)室36被引導(dǎo)至內(nèi)室24。
這以后，空氣通過(guò)形成在噴嘴主體26的側(cè)壁中的孔25流向空氣抽吸通道4A，并且進(jìn)入拾取和放置確認(rèn)傳感器1?？諝饬魉俦皇叭『头胖么_認(rèn)傳感器1測(cè)量，并且空氣經(jīng)過(guò)空氣抽吸通道4B、閥5、空氣抽吸通道4C、以及管6到達(dá)真空發(fā)生器7。這樣，緊接拾取和放置噴嘴2的空氣抽吸口33而設(shè)置在其下方的部件被抬升至真空吸被34。
當(dāng)閥5被切換至大氣壓側(cè)，從空氣抽吸口33的空氣抽吸停止，抬升至真空吸杯34的部件被釋放。
在沒(méi)有部件被抬升至拾取和放置噴嘴2的打開(kāi)狀態(tài)中，相對(duì)較大量的空氣通過(guò)空氣抽吸口33被吸入，如圖5B中測(cè)量流速值71所示。這樣，從拾取和放置確認(rèn)傳感器1輸出的輸出量表示高的輸出電壓。在部件被抬升的狀態(tài)中，部件減小空氣抽吸口33的打開(kāi)面積，從而通過(guò)空氣抽吸口33而被吸入的空氣減少。這樣，從拾取和放置確認(rèn)傳感器1輸出的輸出量表示低的輸出電壓。
因此，可以基于釋放狀態(tài)和抬升狀態(tài)之間的輸出電壓差，確認(rèn)被抬升部件存在與否。
通常，根據(jù)天氣、溫度或海拔高度，大氣壓發(fā)生改變。真空發(fā)生器7所產(chǎn)生的真空包括由于裝置的結(jié)構(gòu)因素而引起的正和負(fù)波動(dòng)幅度。并且，如圖1A所示，如果一個(gè)真空被多個(gè)拾取和放置噴嘴共享，則當(dāng)另外的拾取和放置噴嘴操作時(shí)，真空發(fā)生變化。
因此，與傳統(tǒng)情況相同，當(dāng)利用壓力傳感器在拾取和放置噴嘴的出口側(cè)測(cè)量的氣壓將被測(cè)量時(shí)，上述各種類型的波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生直接的負(fù)面的影響。特別地，當(dāng)具有小通路橫截面積的拾取和放置噴嘴被使用時(shí)，在拾取和放置噴嘴中的壓降較大，并且由此被抬升部件存在與否所引起的壓力差趨于較小。擾動(dòng)被加至這種趨勢(shì)，以減小S/N比。結(jié)果，不能被精確地確認(rèn)被抬升部件的存在與否。
為了排除擾動(dòng)的影響，在需要時(shí)，用于確認(rèn)的參考?jí)毫χ悼梢员徽{(diào)整。在這種情況中，調(diào)整操作變得必要，結(jié)果降低了安裝設(shè)備的操作效率。
與此相反，本發(fā)明人注意到上述拾取和放置噴嘴2的特性。通過(guò)測(cè)量從拾取和放置噴嘴2吸入的質(zhì)量流速或空氣來(lái)檢測(cè)被抬升部件存在與否。
在將芯片部件安裝到印刷布線板上的安裝設(shè)備所使用的真空拾取和放置裝置中，拾取和放置噴嘴2的空氣抽吸孔35(空氣抽吸口33)的通路橫截面積較小。為了獲得所需要的部件抬升力，利用真空發(fā)生器7通過(guò)與大氣壓相差極大的真空將空氣吸入。在沒(méi)有部件被抬升的釋放狀態(tài)中，在拾取和放置噴嘴2的空氣抽吸孔35處的空氣流速恒定，即，是聲速(當(dāng)大氣溫度是20攝氏度時(shí)，為344m/s)通常，已知當(dāng)空氣通道的入口側(cè)壓力Pin與出口側(cè)壓力Pout的壓力比Pin/Pout(絕對(duì)壓力比)具有預(yù)定值時(shí)，即，大致為2或更多時(shí)，在空氣通道中的流速等于聲速的預(yù)定速度，如圖6所示。該空氣通道被稱為音速噴嘴。
在安裝設(shè)備中使用的真空拾取和放置裝置的拾取和放置噴嘴2中，由于抬升部件所需的足夠的真空的作用，空氣抽吸孔35非常窄，足夠的壓力比被形成。這樣，空氣抽吸孔35被用在空氣流速是聲速的飽和段中。換言之，當(dāng)以上壓力比被保持時(shí)，即使在真空改變時(shí)，在空氣抽吸孔35中的空氣流速也是恒定的。
由此，質(zhì)量流速變得不再與壓力相關(guān)?？梢垣@得高的S/N比作為流速信號(hào)，而不會(huì)被排列成行的真空發(fā)生器或拾取和放置噴嘴的操作所引起的擾動(dòng)負(fù)面地影響，即，不會(huì)被壓力波動(dòng)負(fù)面地影響。
當(dāng)從打開(kāi)面積和聲速的乘積獲得質(zhì)量流速時(shí)，它依賴于打開(kāi)面積。打開(kāi)面積根據(jù)被抬升部件的存在與否而發(fā)生變化。如果質(zhì)量流速被檢測(cè)，則打開(kāi)面積的變化，即，能根據(jù)質(zhì)量流速的大小，精確地確認(rèn)被抬升部件的存在與否。因此，能夠精確地確認(rèn)釋放狀態(tài)。因此，所述確認(rèn)不會(huì)較大地受到被抬升部件的姿態(tài)的負(fù)面影響，并且即使有真空吸杯具有三維結(jié)構(gòu)、部件被傾斜地抬升的拾取和放置頭，所述確認(rèn)也能被很好地進(jìn)行。
在以上描述中，描述了抬升諸如電子部件等小部件的拾取和放置噴嘴。當(dāng)其他物品將被真空抬升時(shí)，作為拾取和放置噴嘴，可以使用這種的噴嘴即，所述噴嘴具有空氣抽吸孔，所述空氣抽吸孔的通路橫截面積使得在釋放狀態(tài)下空氣流速變得恒定(聲速)或者使得能獲得上述壓力比。例如，在上述圖2中，形成在抬升噴嘴2的遠(yuǎn)端部分34中的空氣抽吸孔35具有從上游端至下游端大致恒定的形狀，并且具有如上所述的通路橫截面積。
這將基于上述音速噴嘴的原理被嚴(yán)格地表達(dá)。只要空氣抽吸孔35在空氣抽吸口33處具有上述通路橫截面積，并且在空氣抽吸口33處的通路橫截面積在空氣抽吸口33之后、管6之前的空氣通路中為最窄，就足以滿足對(duì)空氣抽吸孔35的要求。
這將從真空側(cè)被表達(dá)。可以使用這樣的真空利用所述真空，在拾取和放置噴嘴2的空氣抽吸孔35的兩端處的壓力比變?yōu)閮杀痘蚋啾?。可以?shí)際測(cè)量空氣抽吸孔35的下游端處的壓力，或者可以根據(jù)在噴嘴內(nèi)室36、內(nèi)室24、或空氣抽吸通道4A中測(cè)量的壓力以及根據(jù)從壓力測(cè)量位置至空氣抽吸孔35的下游端的壓力梯度進(jìn)行評(píng)估。
上述圖5A和5B示出了在使用空氣抽吸口33(空氣抽吸孔35)的通路橫截面積為φ0.2的拾取和放置噴嘴2時(shí)所獲得的輸出電壓。為了比較，示出了使用壓力傳感器時(shí)所獲得輸出電壓。
壓力傳感器是普通的傳感器，具有與廣泛地用在安裝設(shè)備中的真空發(fā)生器的真空輸出(大約為30kPa的絕對(duì)壓力)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量范圍。圖5A和5B示出了在釋放狀態(tài)下兩種情況的輸出電壓。在壓力傳感器的輸出特性72中的部件拾取和放置之前和之后之間的輸出值差小于在空氣流速傳感器的輸出特性71中的輸出值差。
除了輸出值差最初較小的事實(shí)以外，由于上述的擾動(dòng)，輸出特性波動(dòng)、從而降低S/N比。這樣，不能相對(duì)于參考?jí)毫χ?4保持幅度，并且很難利用壓力傳感器確認(rèn)被抬升的部件存在與否。
與此相對(duì)，關(guān)于空氣流速，可以獲得一定程度的輸出值差，并且上述的擾動(dòng)大致沒(méi)有影響，從而能夠獲得高的S/N比。這樣，能夠相對(duì)于參考流速值73保持充足的幅度，并且能夠精確地確認(rèn)被抬升部件存在與否。
關(guān)于拾取和放置確認(rèn)傳感器1的布置位置，只要它位于使拾取和放置噴嘴2與閥5彼此連接的空氣抽吸通道4A或4B上即可，如圖1A和1B所示，而不用管它設(shè)置在哪兒，只要它能夠測(cè)量從拾取和放置噴嘴2吸入的空氣流速。
盡管短，然而空氣流動(dòng)還是會(huì)花費(fèi)時(shí)間。如果拾取和放置確認(rèn)傳感器1設(shè)置在拾取和放置噴嘴2的附近、空氣、空氣抽吸通道4A和4B的附近，能夠縮短檢測(cè)被抬升部件所需的延遲時(shí)間。
根據(jù)上述實(shí)施例，設(shè)置拾取和放置噴嘴，它包括具有空氣抽吸口的真空吸杯。當(dāng)利用真空從拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口吸入空氣時(shí)，使用拾取和放置確認(rèn)傳感器，以基于從拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口吸入的空氣的流速變化來(lái)輸出指示被抬升至真空吸杯的部件存在與否的電信號(hào)。與使用壓力傳感器檢測(cè)被抬升部件存在與否的傳統(tǒng)情況相比，即使在使用的拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口的通路橫截面積小的情況下，也能更可靠地檢測(cè)被抬升部件存在與否。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的真空拾取和放置裝置以及拾取和放置確認(rèn)傳感器適于傳送諸如電子部件等小部件，并且尤其適于檢測(cè)被抬升至真空吸杯的部件存在與否。
權(quán)利要求
1.一種真空拾取和放置裝置，其特征在于，包括拾取和放置噴嘴，所述拾取和放置噴嘴包括具有空氣抽吸口的真空吸杯，并且從空氣抽吸口吸入空氣，以將部件抬升至所述抬升部分；真空供給單元，所述真空供給單元將用于抽吸的真空供給至所述拾取和放置噴嘴；以及拾取和放置確認(rèn)傳感器，所述傳感器基于從空氣抽吸口吸入的空氣的流速變化而輸出用于指示被抬升至所述抬升部分的部件存在與否的電信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，所述拾取和放置確認(rèn)傳感器包括設(shè)置在氣體通路中的基底；加熱器，所述加熱器被形成成為所述基底表面上的薄膜；多個(gè)溫度傳感器，所述多個(gè)溫度傳感器被形成成為所述基底的所述表面上的薄膜；以及用于基于所述溫度傳感器所測(cè)量到的在所述加熱器附近的溫度分布來(lái)測(cè)量氣體流速的檢測(cè)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括閥，所述閥對(duì)使用真空從所述拾取和放置噴嘴抽吸空氣的情況進(jìn)行控制；以及空氣抽吸通道，所述空氣抽吸通道使所述拾取和放置噴嘴、拾取和確認(rèn)傳感器、閥以及真空供給單元彼此連接起來(lái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，所述拾取和放置確認(rèn)傳感器包括流量傳感器，所述流量傳感器檢測(cè)在所述閥與拾取和放置噴嘴之間的所述空氣抽吸通道中所測(cè)量到的空氣的流速變化；以及檢測(cè)裝置，用于基于所述流量傳感器的輸出來(lái)輸出指示被抬升至所述抬升部分的部件存在與否的電信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，所述流量傳感器檢測(cè)在所述空氣抽吸通道的處于所述拾取和放置噴嘴附近的部分中所測(cè)量到的空氣的流速變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，所述拾取和放置噴嘴包括通過(guò)共享真空而經(jīng)過(guò)空氣抽吸口將空氣吸入、以便抬升不同部件的多個(gè)拾取和放置噴嘴；以及為每個(gè)所述拾取和放置噴嘴設(shè)置所述拾取和放置確認(rèn)傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，所述拾取和放置噴嘴包括空氣抽吸口，所述空氣抽吸口設(shè)置于一開(kāi)口端，并且空氣通過(guò)所述空氣抽吸口而被吸入。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，所述拾取和放置噴嘴還包括空氣抽吸孔，在所述空氣抽吸孔中通過(guò)空氣抽吸口被真空吸入的空氣的流速變?yōu)槁曀佟?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，所述拾取和放置噴嘴還包括空氣抽吸孔，所述空氣抽吸孔的通路橫截面積的尺寸使得利用真空通過(guò)空氣抽吸口而被吸入的空氣的流速變?yōu)槁曀?，并且空氣抽吸口的開(kāi)口面積根據(jù)被抬升至所述抬升部分的部件的狀態(tài)而變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空拾取和放置裝置，其特征在于，所述拾取和放置噴嘴還包括這樣的空氣抽吸孔所述空氣抽吸孔向空氣抽吸口開(kāi)口并且將通過(guò)空氣抽吸口吸入的空氣引導(dǎo)至連接至所述真空供給單元并與所述真空供給單元接觸的所述拾取和放置噴嘴的噴嘴內(nèi)室；以及所述真空供給單元產(chǎn)生真空，利用所述真空，在空氣抽吸孔的上游端處的壓力基本不小于下游端處的壓力的兩倍。
11.一種拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，包括流量傳感器，當(dāng)部件被抬升至拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口時(shí)，所述流量傳感器檢測(cè)通過(guò)空氣抽吸口被吸入的空氣的流速變化；以及檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置基于所述流量傳感器的輸出來(lái)輸出用于指示被抬升至所述抬升部分的部件存在與否的電信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，所述流量傳感器包括設(shè)置在氣體通路中的基底；加熱器，所述加熱器被形成成為所述基底表面上的薄膜；以及溫度傳感器，所述溫度傳感器形成成為所述基底的所述表面上的薄膜；以及所述檢測(cè)裝置基于所述溫度傳感器所測(cè)量的所述加熱器附近的溫度分布來(lái)測(cè)量氣體流速。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)裝置基于在所述拾取和放置噴嘴與閥之間的空氣抽吸通道中所測(cè)量到的空氣流速的變化、而輸出用于指示被抬升至所述拾取和放置噴嘴的真空吸杯的部件存在與否的電信號(hào)，其中所述閥用于控制從真空拾取和放置裝置的拾取和放置噴嘴處對(duì)空氣的抽吸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)裝置基于在所述拾取和放置噴嘴附近的一部分所述空氣抽吸通道中所測(cè)量的空氣流速的變化、而輸出用于指示被抬升至所述抬升部分的部件存在與否的電信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)裝置基于通過(guò)空氣抽吸孔而被吸入的空氣的流速變化、輸出用于指示被抬升至空氣抽吸口的部件存在與否的電信號(hào)，其中所述空氣抽吸孔包括作為一個(gè)開(kāi)口端的真空拾取和放置裝置的拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口，并且在所述空氣抽吸孔中通過(guò)空氣抽吸口被吸入的空氣的流速變?yōu)槁曀佟?br> 16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)裝置基于通過(guò)空氣抽吸孔而被吸入的空氣的流速變化、輸出用于指示被抬升至空氣抽吸口的部件存在與否的電信號(hào)，其中所述空氣抽吸孔包括作為一個(gè)開(kāi)口端的真空拾取和放置裝置的拾取和放置噴嘴的空氣抽吸口，并且所述空氣抽吸孔的通路橫截面積的尺寸使得通過(guò)空氣抽吸口被吸入的空氣的流速變?yōu)槁曀?，并且在所述空氣抽吸孔中根?jù)被抬升至所述拾取和放置噴嘴的所述抬升部分的部件的狀態(tài)改變空氣抽吸口的打開(kāi)面積。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，進(jìn)一步包括連接至所述空氣抽吸通道的連接器。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，進(jìn)一步包括將所述流量傳感器安裝和保持在其上的板，所述板形成通路壁。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，所述溫度傳感器包括設(shè)置在氣體流動(dòng)方向的上游側(cè)處的上游溫度傳感器；設(shè)置在下游側(cè)處的下游溫度傳感器；以及設(shè)置在所述基底的上游側(cè)附近的環(huán)境溫度傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的拾取和放置確認(rèn)傳感器，其特征在于，所述基底的中心部分處具有腔，以及使所述溫度傳感器和基底彼此熱隔絕的隔膜進(jìn)一步設(shè)置在腔上。
全文摘要
空氣抽吸通道(4A，4B)設(shè)有包括氣體流量傳感器的拾取和放置確認(rèn)傳感器(1)。該拾取和放置確認(rèn)傳感器(1)測(cè)量從拾取和放置噴嘴(2)的空氣抽吸口(33)吸入的空氣的流速?；跍y(cè)量結(jié)果檢測(cè)被抬升至拾取和放置噴嘴(2)的部件存在與否。
文檔編號(hào)G01F1/68GK1662348SQ0381471
公開(kāi)日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2003年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月4日
發(fā)明者伊勢(shì)谷順一, 畠山洋志, 稻垣廣行, 青島滋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社山武