JP2002005770A - 圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークを吸着搬送するための吸着具の圧力を
検出する圧力検出装置の小型化を達成することにある。 【解決手段】 圧力検出装置はワークを吸着する吸着具
が設けられた搬送ヘッドに装着される。搬送ヘッドに設
けられる流路切換ユニットには、センサケース３２が取
り付けられるようになっており、センサケース３２内に
はセンサパッケージ３６が設けられている。このセンサ
パッケージ３６内に設けられた圧力センサからの出力信
号を処理する信号処理回路が設けられたＩＣチップ４２
は、センサ基板３５にフリップチップ実装により取り付
けられ、センサパッケージ３６はＩＣチップ４２を覆う
ようにセンサ基板３５に取り付けられている。圧力セン
サからの信号に基づいて、吸着具の圧力状態はセンサ基
板３５に設けられたＬＥＤにより点灯表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＩＣなどの電子部品
をワークとしてこれを吸着搬送する搬送機に用いる圧力
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路が形成されたＩＣやＬＳ
Ｉなどの電子部品を検査ボードに多数搭載してそれぞれ
の電子部品が所定の機能を有するか否かを検査してい
る。その際には、それぞれトレイなどに配置された電子
部品を搬送装置によって検査ボードに搭載するようにし
ている。また、実装基板に電子部品を搭載する場合に
も、チップマウンタとも言われる搬送装置を用いて所定
の順序で複数種類の電子部品を順次実装基板に搭載する
ようにしている。

【０００３】このような搬送装置としては、Ｘ方向とＹ
方向の２軸方向に水平移動自在の搬送ヘッドに上下動自
在に吸着具を設け、搬送ヘッドを部品供給ステージと検
査ボードや実装基板などの被搭載位置に移動させ、部品
供給ステージと被搭載位置において吸着具を上下動させ
るようにしている。

【０００４】搬送ヘッドには部品のサイズなどに対応さ
せて複数の吸着具が設けられ、真空つまり負圧により吸
着して搬送する部品に応じて所定の吸着具を上下動させ
るようにしている。吸着具に負圧を供給することによっ
て、吸着具に電子部品を吸着する場合には、吸着具の先
端に電子部品が吸着されたことを、圧力センサにより検
出するようにしており、吸着具内の着脱路内の圧力が所
定の真空度となったときには、吸着具の先端に電子部品
が保持されたと判断するようにしたり、光センサや工業
用ビデオカメラを用いて電子部品の吸着動作を行った後
の吸着具先端の画像を取り込んで、電子部品が確実に吸
着されたか否かを判断するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光セン
サなどを用いて画像処理によって電子部品の吸着状態を
検出する場合には、搬送ルート上に光センサを設置する
必要があるだけでなく、判断に時間がかかるという問題
点がある。

【０００６】従来、吸着具内の圧力を検出して電子部品
が吸着されたか否かを検出する場合には、吸着具内の負
圧が所定の真空度以上となったか否かで判断している
が、電子部品のサイズに応じて吸着具のサイズが変化す
ると、吸着状態での負圧の圧力値つま真空度が変化する
ので、それに対応させて吸着状態での負圧値を変化させ
る必要がある。しかしながら、同一のサイズの吸着具を
用いた場合でも、吸着具内にゴミなどの異物が付着して
着脱路の内径が変化すると、電子部品が吸着されたとき
の真空度が変化することがあり、吸着状態と判断するた
めの真空度の値を設定し直さなければ、誤動作すること
になる。また、吸着具のサイズ変更や経時変化を想定し
て、吸着時の真空度の値の許容値を大きくすると、吸着
の判断までに時間がかかり、迅速に吸着状態を検出する
ことができなくなる。

【０００７】さらに、吸着具の圧力を検出して吸着具に
電子部品が吸着された状態となっているか否かを検出す
る場合には、圧力検出の時間遅れを防止するために、吸
着具の近傍に圧力センサを設置する必要があり、高速で
搬送ヘッドを移動させるには搬送ヘッドに移動に影響を
与えない程度に圧力センサを小型化することが望まし
い。また、圧力センサからの信号を処理して電気信号を
発生させる信号処理回路を搬送機から離れて設置された
制御部に設けるようにすると、配線の這い回しが複雑と
なるので、信号処理回路も搬送ヘッド側の圧力センサの
近傍に設けることが望ましい。

【０００８】本発明の目的は、電子部品をワークとして
これを吸着搬送するための吸着具の圧力を検出する圧力
検出装置の小型化を達成し得るようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の圧力検出装置
は、ワークを吸着する吸着具が設けられ、前記吸着具に
吸着されたワークを搬送する搬送ヘッドと、前記搬送ヘ
ッドに設けられ、前記吸着具に対する正圧空気の供給を
制御する正圧切換弁および前記吸着具に対する負圧空気
の供給を制御する負圧切換弁を流路切換ユニットと、前
記流路切換ユニットに設けられ、前記吸着具内の圧力を
検出する圧力センサが組み込まれたセンサパッケージ
と、前記流路切換ユニットに設けられ、前記圧力センサ
からの信号を処理する信号処理回路と、前記流路切換ユ
ニットに設けられ、前記信号処理回路からの出力信号に
より制御されて前記吸着具が正圧であるか負圧であるか
を点灯表示する点灯表示手段とを有することを特徴とす
る。

【００１０】本発明の圧力検出装置は、前記流路切換ユ
ニットに設けられたセンサ基板に前記センサパッケージ
のアウターリードを取り付け、前記信号処理回路が形成
されたＩＣチップを前記センサ基板にフリップチップ実
装により取り付けたことを特徴とする。

【００１１】本発明の圧力検出装置は、前記センサパッ
ケージを前記ＩＣチップを覆うように前記センサ基板に
取り付けることを特徴とする。

【００１２】本発明の圧力検出装置は、前記点灯表示手
段を前記センサ基板に設け、前記センサ基板および前記
センサパッケージを収容するセンサケースに前記点灯表
示手段の点灯状況を外部に透光させる透光部を設けたこ
とを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の圧力検出装置が組み込まれ
た搬送機を示す概略平面図であり、この搬送機は部品ス
テージに配置されたＩＣなどの電子部品をワークとして
これを検査ボードに自動的に搭載するために使用されて
いる。検査ボードに搭載された所定の数の電子部品は、
この位置から自動的に搬送されて検査ステージにまで送
られるようになっている。

【００１５】この搬送機は搭載テーブル１１を有し、こ
の搭載テーブル１１の所定の位置に、被搭載部材として
の検査ボード１２が、たとえば、図１の右側から搬入さ
れ、搭載後には左側に搬出されるようになっている。

【００１６】搭載テーブル１１にはＸ方向に伸びるガイ
ドレール１３が２本敷設されており、それぞれのガイド
レール１３に沿って摺動自在に設けられた摺動ブロック
１４には、Ｙ方向に伸びるガイドレール１５が取り付け
られている。このガイドレール１５には搬送ヘッド１６
がＹ方向に摺動自在に取り付けられており、この搬送ヘ
ッド１６は、図示しないモータにより駆動されるボール
ねじによりＹ方向に駆動されるようになっている。ま
た、搬送ヘッド１６はそれぞれの摺動ブロック１４を図
示しないモータにより駆動されるボールねじによりＸ方
向に駆動されるようになっている。

【００１７】搭載テーブル１１には、ＩＣなどの電子部
品を配置するための部品供給ステージ１７が複数個設け
られ、それぞれの部品供給ステージ１７には、同種ある
いは異種の電子部品がトレイあるいはテープに巻き付け
られた状態となって配置されるようになっている。

【００１８】検査ボード１２に代えて実装基板に対して
多数の電子部品を搭載する場合にも図１に示す吸着搬送
装置を使用することができる。その場合には、実装基板
の所定の位置に複数のＩＣのみならず、コンデンサや抵
抗器などの多種類の電子部品が搭載されることになる。

【００１９】また、吸着搬送装置としては、検査ボード
１２などの被搭載部材を支持する搭載テーブルと、電子
部品を収容する部品供給ステージとを有し、これらの間
に水平方向に移動自在に吸着搬送器を移動させるタイプ
であれば、図１に示されるものに限られない。

【００２０】搬送ヘッド１６には複数組の吸着搬送器１
８が取り付けられており、それぞれの吸着搬送器１８に
は複数の吸着搬送ユニット１９が設けられている。

【００２１】図２は１つの吸着搬送ユニット１９を示す
正面図であり、吸着搬送ユニット１９に空圧シリンダな
どの駆動手段により上下動自在となったロッド２１の先
端には吸着具２２が取り付けられている。図２（Ａ）は
吸着具２２内の着脱路内を大気に開放した状態であり、
この状態の下で部品供給ステージ１７のワークＷに向け
て吸着具２２を接近移動させる。図２（Ｂ）は吸着具２
２をワークＷに接触させるとともに吸着具２２内に負圧
を供給してワークＷを吸着させた状態を示し、この状態
で吸着具２２をロッド２１により上昇させるとともに搬
送ヘッド１６を水平移動させることによりワークＷは搬
送ヘッド１６により搬送される。図２（Ｃ）はワークＷ
を搬送している状態を示す。吸着具２２が所定の被搭載
位置まで搬送された後にはロッド２１を下降移動させる
ことによりワークＷは所定の位置にセットされる。図２
（Ｄ）はワークＷがセットつまり搭載された状態を示
す。その後、吸着具２２に対して正圧空気を供給して真
空状態を破壊し、ロッド２１を上昇させることにより、
図２（Ｅ）に示すように、ワークＷは吸着具２２から離
脱することになる。

【００２２】図３は１つの吸着搬送器１８におけるそれ
ぞれの吸着搬送ユニット１９に設けられる流路切換ユニ
ット２３を示す図であり、流路切換ユニット２３の空気
圧流路を示すと図４の通りである。

【００２３】図３に示すように、流路ブロック２４には
正圧供給ポートＰと真空供給ポートＶＳと出力ポートつ
まり真空ポートＶとが設けられており、真空ポートＶは
吸着具２２内の着脱路２０に連通されている。図４に示
すように、流路ブロック２４には真空供給ポートＶＳと
真空ポートＶとを連通させる位置と連通を遮断する位置
に作動する真空供給用制御弁２５と、正圧供給ポートＰ
と真空ポートＶとを連通させる位置と連通を遮断する位
置とに作動する真空破壊用制御弁２６とが取り付けられ
ている。

【００２４】１つの吸着搬送器１８に８つの吸着搬送ユ
ニット１９が装着される場合には、吸着搬送ユニット１
９の数に対応させて８つの流路切換ユニット２３が積層
されることになり、図４に示すように、それぞれの正圧
供給ポートＰは正圧空気源２７に接続され、それぞれの
真空供給ポートＶＳは真空圧源２８に接続されることに
なる。それぞれの流路切換ユニット２３は、図２
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、吸着具２２にワークを吸
着させるときには、真空供給用制御弁２５をオンして真
空ポートＶと真空供給ポートＶＳとを連通した状態とす
る。一方、図２（Ｅ）に示すように、ワークＷを吸着具
２２から離脱させるには、真空破壊用制御弁２６をオン
して吸着具２２に正圧空気を供給し、その後真空供給用
制御弁２５をオフして負圧の供給を停止して着脱路２０
を大気に開放させる。真空破壊用の正圧空気の流量は流
量調節用のニードル弁２９により調節されるようになっ
ている。

【００２５】図３に示すように、流路ブロック２４には
継手部３１を介してセンサケース３２が取り付けられて
おり、センサケース３２内には圧力検出器３３が組み込
まれている。

【００２６】図５はカバーを取り外した状態におけるセ
ンサケース３２の内部を示す一部切り欠き斜視図であ
り、図６は図５の正面図であり、図７はセンサケース３
２内に組み込まれた圧力検出器３３を拡大して示す正面
図である。

【００２７】圧力検出器３３はセンサ基板３５とセンサ
パッケージ３６とを有し、センサパッケージ３６の内部
には図７に示すようにシリコンダイヤフラム３７が組み
込まれている。このシリコンダイヤフラム３７にはピエ
ゾ抵抗体により構成される歪みセンサからなる圧力セン
サ３８が設けられている。圧力センサ３８は４つのピエ
ゾ抵抗体を有し、それぞれは接続されてホイートストン
ブリッジ回路を形成し、連通路３９を介して連通する着
脱路２０内の圧力に応じて圧力センサ３８が変形する
と、圧力センサ３８を構成する歪みセンサの抵抗値が変
化することから、着脱路２０内の圧力を検出することが
できる。

【００２８】センサパッケージ３６は、図７に示すよう
に、外部に吐出したアウターリード４１をセンサ基板３
５に差し込むととともにハンダ付けによりセンサ基板３
５に取り付けられている。つまり、センサパッケージ３
６は、センサ基板３５に対してＤＩＰ(dual in-line pa
ckage)実装されている。

【００２９】センサ基板３５にはセンサパッケージ３６
側に位置させてＩＣチップ４２が取り付けられており、
センサパッケージ３６はＩＣチップ４２を覆うようにセ
ンサ基板３５に取り付けられている。つまり、センサパ
ッケージ３６のアウターリード４１により形成されるセ
ンサ基板３５とセンサパッケージ３６との間の空間を利
用してその空間にＩＣチップ４２が取り付けられてい
る。このＩＣチップ４２には圧力センサ３８からの出力
信号を増幅して処理する信号処理回路が形成されてい
る。ＩＣチップ４２はフリップチップ方式によりセンサ
基板３５に実装されており、ＩＣチップ４２の表面電極
はセンサ基板３５に設けられた基板電極に対向して接続
され、ＩＣチップ４２は樹脂封止することなく、ベアチ
ップつまりそのままの状態で実装されている。

【００３０】これにより、狭いスペース内にＩＣチップ
４２とセンサパッケージ３６とを３次元立体構造とする
ことができ、圧力検出器３３を小型化して吸着具２２の
近傍に取り付けることができる。このように、圧力検出
器３３を小型化して吸着具２２の近傍に取り付けるよう
にしたことから、着脱路２０の圧力変動に対する圧力検
出器３３の作動応答性が向上することになる。また、着
脱路２０の通気抵抗が小さいことから、Ｓ／Ｎ比が向上
して圧力検出精度を高めることができる。

【００３１】フリップチップ方式としては、ＩＣチップ
４２にAuのスタッドバンプを配置して導電性接着剤によ
りスタッドバンプと基板電極とを接続するようにしたＳ
ＢＢ(Stud Bump Bonding) 方式、ＩＣチップ４２と基板
電極との間に異方性導電フィルムを挟んで実装するよう
にしたＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film) 方式、こ
の方式の異方性導電フィルムに代えてペーストを使用し
たＡＣＰ(AnisotropicConductive Paste)などを用いる
ことができる。図示する場合には、ＡＣＦ方式により異
方性導電フィルム４２ａを用いてＩＣチップ４２はセン
サ基板３５に固定されている。

【００３２】センサ基板３５には、ＩＣチップ４２の反
対側に位置させて赤色を点灯するＬＥＤ（Ｒ）４３と緑
色を点灯するＬＥＤ（Ｇ）４４とがそれぞれ点灯表示手
段として取り付けられており、一方のＬＥＤ（Ｒ）４３
は負圧値がある一定値以上つまり吸着具２２にワークＷ
がほぼ吸着されているときに点灯し、他方のＬＥＤ
（Ｇ）４４は正圧値がある一定値以上つまり吸着具２２
内が大気圧以上であるときに点灯する。センサケース３
２には、それぞれのＬＥＤ（Ｒ）４３、ＬＥＤ（Ｇ）４
４に対応してＬＥＤの光を外部に透光させるための透光
部４３ａ，４４ａが設けられており、外部から吸着具２
２の状態を確認することができる。つまり、ワークを吸
着して保持する吸着具２２の近傍に配置されているセン
サケース３２を目視することによって、簡易的に吸着状
態を確認することができる。吸着状態および大気圧状態
のＬＥＤによる表示は任意の色彩とすることができる。

【００３３】図８は歪みセンサからなる圧力センサ３８
からの信号を処理することにより着脱路２０内の圧力変
化に応じたアナログ信号を出力する圧力検出器３３から
の出力電圧つまりアナログ信号の変化を示す特性線図で
あり、圧力検出器３３は着脱路２０内の圧力が−１００
ｋＰａとなると、５Ｖのアナログ信号を出力し、大気圧
（０ｋＰａ）となると１Ｖを出力し、２００ｋＰａとな
ると、０．２Ｖを出力する。このように、圧力検出器３
３の出力電圧の変化率は着脱路２０内が負圧のときと正
圧のときとでは相違しており、負圧のときの感度つまり
分解能は正圧のときよりも高くなっている。着脱路２０
内の真空を破壊するために供給される正圧空気の圧力は
高精度に検出する必要はないのに対して、負圧値はワー
クの材質や湿度、経年変化などによって変化することが
あることから、微調整する必要があるが、図８に示すよ
うに、負圧の変化率が高い出力信号が圧力検出器３３か
ら出力されることから、吸着状態を高精度で検出するこ
とが可能となる。

【００３４】搬送ヘッド１６に設けられたそれぞれの圧
力検出器３３からの出力信号は、図９に示すように、ケ
ーブル４５によりセンサコントローラ４６に送られる。
このセンサコントローラ４６はケーブル４７により装置
コントローラ４８に接続されている。装置コントローラ
４８は、吸着搬送機から離れた位置に設けられており、
搬送ヘッド１６を作動させるためのモータ、および搬送
ヘッド１６に設けられた電磁弁などに対して制御信号を
送るようになっており、ＣＰＵなどの演算処理部と、吸
着搬送機を構成する各部材の作動手順を格納したり、プ
ログラムの実行に必要な変数を一時的に格納するための
メモリとを有している。センサコントローラ４６も同様
に演算処理部とメモリとを有している。

【００３５】したがって、図１に示す搬送機を構成する
各部材の作動は、装置コントローラ４８からの信号によ
って制御され、圧力検出器３３からの出力信号はセンサ
コントローラ４６に送られるようになっているが、２つ
のＬＥＤ（Ｒ）４３，ＬＥＤ（Ｇ）４４の点灯は、セン
サコントローラ４６や装置コントローラ４８からの制御
信号とは無関係に、ＩＣチップ４２からの出力信号によ
って制御される。これにより、搬送機の保守点検時や試
運転時に、センサコントローラ４６や装置コントローラ
４８から制御信号が送られてこないときにも、搬送ヘッ
ド１６に設けられたＬＥＤ４３，４４を見ることによっ
て動作状態を確認することができる。

【００３６】図１０は各々の吸着具２２が第１の位置Ｉ
から第２の位置IIまでワークを吸着して搬送する際に圧
力検出器３３により検出される着脱路２０の圧力変化を
示すタイムチャートであり、真空供給用制御弁２５に通
電がなされていないときには、着脱路２０はＨ点からＡ
点に示すように大気開放状態となっている。

【００３７】真空供給用制御弁２５が通電されると、着
脱路２０内は大気圧よりも圧力が低下して負圧が高くな
り、Ｂ点で所定の吸着準備圧力Ｐset となる。この圧力
はワークＷが吸着具２２の先端に接触されるまで保持さ
れて、Ｃ点においてワークＷが吸着具２２の先端に接触
すると、着脱路２０内の負圧は高くなり、吸着確認圧力
ΔＰset を経過した後に、これよりも高いＤ点の圧力ま
で負圧が高くなる。このときには、ＬＥＤ（Ｒ）４３が
点灯するが、ΔＰset とは関係なく、ある負圧値によっ
て点灯する。すなわち、センサコントローラ４６の制御
とは関係なく、おおまかな状態を表示することができ
る。

【００３８】このようにして吸着具２２の先端にワーク
Ｗが吸着された状態のもとで、第１の位置Ｉから第２の
位置IIにワークＷが吸着搬送されることになり、第２の
位置IIにワークＷが搬送されてその位置にワークＷがセ
ットされると、ワークＷを吸着具２２から外すために、
Ｅ点において真空破壊用制御弁２６に通電がなされて着
脱路２０内には、正圧供給ポートＰからの正圧空気が供
給され、着脱路２０はワークＷが吸着具２２から離れる
離脱圧力Ｐreset となる。正圧の供給によって、着脱路
２０内の圧力はＦ点の位置で大気圧まで負圧が低下した
後に、正圧供給ポートＶに供給される圧縮空気の圧力と
なるＧ点まで正圧が高くなる。Ｇ点において真空破壊用
制御弁２６に対する通電を解くと、着脱路２０内の圧力
は大気圧まで低下してＨ点に達することになる。このと
き、ＬＥＤ（Ｇ）４４は所定の正圧値で点灯する。

【００３９】前述した吸着確認圧力ΔＰset および離脱
圧力Ｐreset は、センサコントローラ４６内のメモリに
格納されており、センサコントローラ４６に設けられた
操作キーやダイヤルを操作することによって任意の値に
設定することができる。

【００４０】吸着準備圧力Ｐset は、吸着具２２の開口
部から制御弁までの着脱路２０の内径などの種々の条件
によって変化することになり、吸着具２２を交換してそ
の内径が変化しても吸着準備圧力Ｐset は相違すること
になる。

【００４１】そこで、吸着具２２に負圧を供給した後に
一定となった着脱路２０の吸着準備圧力Ｐset を吸着動
作が行われる毎に検出し、吸着動作後の負圧の増加量が
所定の吸着確認圧力ΔＰset だけ増加したことを検出し
たときに、吸着完了を判断するようにしている。

【００４２】図１１はワークを吸着して搬送する際にお
ける吸着具２２の作動手順を示すフローチャートであ
り、ステップＳ１で着脱路２０に負圧が供給されてから
所定の時間が経過して図１０に示すＢ点を過ぎ、着脱路
２０内の圧力が安定状態となったときに、ホストコンピ
ュータとしての装置コントローラ４８から吸着準備圧力
Ｐset を読み取る信号、つまり図１０におけるセンサ信
号入力許可信号がステップＳ２で出力されて、その値が
ステップＳ３で読み取られて、センサコントローラ４６
内のＲＡＭなどのメモリやバッファーに格納されること
になる。

【００４３】吸着準備圧力Ｐset の値は、圧力センサが
着脱路２０内の圧力を検出する毎にメモリに書き換える
ようにしても良く、所定の吸着動作毎に書き換えるよう
にしても良い。書き換え要求がない場合には、前回の吸
着準備圧力Ｐset 値を使用して、吸着動作が可能となっ
たか否かを判断するようにしても良い。

【００４４】次いで、ステップＳ４で吸着動作が行われ
て、吸着具２２の先端にワークＷが接触すると、Ｃ点か
らＤ点に向けて着脱路２０内の負圧は高まることにな
る。そこで、着脱路２０内の負圧が所定値よりも大きく
なったとき、つまり着脱路２０内の吸着圧力レベルが
（Ｐset ＋ΔＰset ）＞設定値となったことがステップ
Ｓ５で判断されたときには、センサコントローラ４６か
らは吸着確認信号が出力されて、吸着具２２を搬送動作
させるための作動信号がステップＳ６において搬送ヘッ
ド１６に送られ、吸着具２２は第１の位置からまず上昇
移動した後に第２の位置まで水平移動し、第２の位置で
下降移動することになる。

【００４５】このように、ワークＷが吸着具２２に吸着
されることにより増加する負圧の増加圧力つまり吸着確
認圧力ΔＰset の値を設定しておくことによって、吸着
動作後の吸着圧力（Ｐset ＋ΔＰset ）が設定値よりも
高くなったときに、搬送動作を行うようにしたので、吸
着具２２が交換されてその内径が変化しても、吸着確認
圧力ΔＰset 値を検出することになってワークＷが吸着
されたことを確実に検出することができる。

【００４６】ステップＳ７で搬送動作の終了が検出され
たならば、真空破壊用制御弁２６に対して通電がなされ
ることになり、ステップＳ８において着脱路２０には正
圧空気が供給される。ステップＳ９において、着脱路２
０の圧力が離脱圧力Ｐresetとなったことが検出された
ならば、ステップＳ１０で吸着具２２の離脱動作が実行
されて、吸着具２２は上昇移動することになる。

【００４７】このように、半導体チップなどの電子部品
をワークＷとしてこれを吸着具２２の先端に吸着して搬
送する場合には、吸着具２２の開口部に連通する着脱路
２０に負圧を供給し、吸着準備圧力Ｐset となったこと
が圧力センサ３８からの信号によって検出されたときに
は吸着具２２をワークＷに接触させる吸着動作を行い、
吸着後に着脱路２０内の負圧が所定の吸着確認圧力ΔＰ
set だけ増加したときには搬送動作を行うことになる。
これにより、吸着具２２に負圧を供給した後における吸
着動作と、ワークＷが吸着された後の搬送動作とを誤動
作なく迅速に行うことができる。

【００４８】離脱圧力Ｐreset としては、吸着具２２が
これを上昇移動させると確実にワークＷから離れる圧力
であれば、負圧状態でも正圧状態でも良く、負圧状態と
する場合には、吸着準備圧力Ｐset よりも低い負圧と
し、かつ大気圧に近い圧力に設定される。

【００４９】負圧の検出と正圧の検出とを別々の圧力セ
ンサにより検出することも可能であるが、吸着搬送装置
の製造コストを低減するためには、同一の圧力センサに
よって負圧と正圧とを検出することが好ましい。

【００５０】真空供給用制御弁２５をオンさせたときの
負圧値と、真空破壊用制御弁２６をオンさせたときの正
圧値とを比較した場合には、圧力変化量は負圧よりも正
圧の方が大きくなる。このため、圧力センサからの出力
電圧は負圧を検出しているときよりも、正圧を検出して
いるときの方が大きくなる。したがって、離脱圧力Ｐre
set を正圧に設定した場合には、圧力センサからの出力
電圧の範囲は大きくなり、制御部も大きな変動範囲の出
力電圧に対応した処理を行うことが必要となる。しか
も、吸着準備圧力Ｐset や吸着確認圧力ΔＰset を検出
するための圧力センサによる検出精度は高める必要があ
るが、正圧を検出しているときの検出精度は高める必要
はない。

【００５１】図１２は離脱圧力Ｐreset を正圧とした場
合における図１０と同様な着脱路２０の圧力変化を示す
タイムチャートであり、この場合には実際の離脱圧力Ｐ
resetAを0.２〜0.３ＭＰａ程度の正圧に設定している。
離脱圧力ＰresetAをこのような正圧値とした場合には、
圧力センサ３８からの出力電圧は負圧を検出していると
きよりも図示するように大きな変化量となるので、正圧
を検出しているときには、圧力検出器３３の分解能つま
り感度を負圧を検出しているときよりも１／Ｋに低くす
るか、あるいは負圧を検出しているときは正圧を検出し
ているときよりも感度がＫ倍高くなるようにし、図１２
において破線で示す圧力変化を検出した場合と同様な出
力値となるようにしている。つまり、変換された後の圧
力検出器３３からの出力信号としての離脱圧力ＰresetB
は実際の離脱圧力ＰresetAよりも１／Ｋに圧縮された圧
力値を出力することになる。

【００５２】図１３は前述のように負圧と正圧の場合で
出力分解能を変化させるようにした場合におけるＩＣチ
ップ４２内に形成された信号処理回路を示すブロック図
であり、この信号処理回路は４つの抵抗素子からなる圧
力センサ３８からの出力信号を増幅する増幅回路５１
と、圧力が正圧であるか負圧であるかを判定する正圧負
圧検出判定回路５２、負圧Ｋ倍回路５３と、合成および
電圧シフト回路５４と、アナログ出力回路５５と、ＬＥ
Ｄ出力回路５６とを有し、さらに、基準電流回路５７と
基準電圧回路５８とを有している。

【００５３】図１３に示すような信号処理回路が形成さ
れたＩＣチップ４２は、図６に示すようにセンサ基板３
５にフリップチップ実装により搭載されることになる
が、図６に示すような圧力検出器３３を製造するには、
まず、複数のセンサ基板３５に相当するプリント配線パ
ターンを基板材料に形成する。そして、１つのセンサ基
板３５に対応する部分にＩＣチップ４２を搭載するとと
もに、コンデンサや抵抗器をロウ付けし、各々のセンサ
基板３５に相当する部分を基板材料からカッターを用い
て切断することになる。

【００５４】これにより、センサ基板３５をセンサ基板
から多数個取りすることができるが、切断する前に、Ｉ
Ｃチップ４２などの所定の電子部品をセンサ基板３５に
搭載した状態で、圧力センサ３８のオフセット調整つま
りゼロ点調整を行うとともに、増幅回路の増幅ゲインの
調整を行う必要がある。そのため、基板材料には各々の
センサ基板３５に対応させて、測定回路がプリントされ
ている。測定回路の端子にゼロ点検出用の抵抗検出装置
５９と、ゲイン検出用の抵抗検出装置６０とを接続し
て、圧力センサ３８に所定の圧力を加えてそのときの圧
力値と圧力検出器３３からの出力信号とを比較すること
により、ゼロ点調整用とゲイン調整用の抵抗値を検出す
る。

【００５５】検出されたそれぞれの抵抗値に対応する抵
抗器４９ａ，４９ｂは、図５および図７に示すようにセ
ンサ基板３５にロウ付けされる。抵抗値４９ａ，４９ｂ
をロウ付けした後には、基板材料から各々のセンサ基板
３５に対応する部分が前述したように切断されるが、そ
のときには、それぞれの抵抗検出装置５９，６０のため
の配線は切断されることになる。

【００５６】図１４は図１３にブロック図で示された信
号処理回路の具体的な回路構成を示す回路図であり、セ
ンサパッケージ３６内に設けられた圧力センサ３８は４
つの抵抗素子を有するブリッジ回路によって形成されて
いる。ＩＣチップ４２には、負圧Ｋ倍回路５３、正圧負
圧検出判定回路５２およびＬＥＤ出力回路５６と、合成
および電圧シフト回路５４およびアナログ出力回路５５
とが形成され、さらに、基準電流回路５７と基準電圧回
路５８とが形成されている。

【００５７】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

【００５８】たとえば、図示する吸着搬送装置は多数の
吸着具を備えているが、１つの吸着具を作動する場合で
も良い。また、負圧源としては真空ポンプを用いるよう
にしても良く、エジェクタを使用するようにしても良
い。

【００５９】

【発明の効果】本発明にあっては、ワークを吸着する吸
着具が設けられた搬送ヘッドに吸着具に対して正圧空気
と負圧空気とを切り換えて供給する流路切換ユニット
に、吸着具の圧力を検出する圧力センサと、圧力センサ
からの出力信号を処理する信号処理回路と、吸着具の圧
力に応じて点灯表示する点灯表示手段を設けたので、そ
れぞれの流路切換ユニットからの配線の数を少なくして
省配線を達成することができる。

【００６０】ＬＥＤなどからなる点灯表示手段を流路切
換ユニットに設けるようにしたので、吸着具の作動状態
を外部から目視することができる。

【００６１】圧力センサが設けられたセンサパッケージ
と、圧力センサからの出力信号を処理する信号処理回路
が設けられたＩＣチップとをセンサ基板に取り付けるよ
うにしたので、圧力検出装置の小型化と軽量化とを達成
することができ、搬送ヘッドの高速移動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である圧力検出装置が組
み込まれた搬送機を示す概略平面図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は吸着搬送ユニットの吸着搬送
動作を示す工程図である。

【図３】流路切換ユニットを示す斜視図である。

【図４】複数の流路切換ユニットの正圧および負圧の空
気回路を示す回路図である。

【図５】図３に示されたセンサケースの内部を示す一部
切り欠き斜視図である。

【図６】図５の正面図である。

【図７】図６に示された圧力検出器の拡大正面図であ
る。

【図８】圧力センサの作動特性とＬＥＤの点灯タイミン
グと示すを示す線図である。

【図９】複数の圧力検出器と装置コントローラとの接続
状態を示すブロック図である。

【図１０】吸着具によりワークを搬送する際における着
脱路内の圧力変化とＬＥＤの点灯タイミングとを示すタ
イムチャートである。

【図１１】ワークを吸着して搬送する際における吸着具
の作動手順を示すフローチャートである。

【図１２】吸着具によりワークを搬送する際における着
脱路内の圧力変化を示すタイムチャートである。

【図１３】信号処理回路を示すブロック図である。

【図１４】図１３に示した信号処理回路の具体例を示す
回路図である。

【符号の説明】

１１ 搭載テーブル １２ 検査ボード １３ ガイドレール １４ 摺動ブロック １５ ガイドレール １６ 搬送ヘッド １７ 部品供給ステージ １８ 吸着搬送器 １９ 吸着搬送ユニット ２０ 着脱路 ２２ 吸着具 ２３ 流路切換ユニット ２４ 流路ブロック ２５ 真空供給用制御弁 ２６ 真空破壊用制御弁 ２７ 正圧空気源 ２８ 真空圧源 ２９ 流量調節用のニードル弁 ３２ センサケース ３３ 圧力検出器 ３５ センサ基板 ３６ センサパッケージ ３７ シリコンダイヤフラム ３８ 圧力センサ ４１ アウターリード ４２ ＩＣチップ ４３，４４ ＬＥＤ（点灯表示手段） ４６ センサコントローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを吸着する吸着具が設けられ、前
   記吸着具に吸着されたワークを搬送する搬送ヘッドと、 前記搬送ヘッドに設けられ、前記吸着具に対する正圧空
   気の供給を制御する正圧切換弁および前記吸着具に対す
   る負圧空気の供給を制御する負圧切換弁を流路切換ユニ
   ットと、 前記流路切換ユニットに設けられ、前記吸着具内の圧力
   を検出する圧力センサが組み込まれたセンサパッケージ
   と、 前記流路切換ユニットに設けられ、前記圧力センサから
   の信号を処理する信号処理回路と、 前記流路切換ユニットに設けられ、前記信号処理回路か
   らの出力信号により制御されて前記吸着具が正圧である
   か負圧であるかを点灯表示する点灯表示手段とを有する
   ことを特徴とする圧力検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧力検出装置において、
   前記流路切換ユニットに設けられたセンサ基板に前記セ
   ンサパッケージのアウターリードを取り付け、前記信号
   処理回路が形成されたＩＣチップを前記センサ基板にフ
   リップチップ実装により取り付けたことを特徴とする圧
   力検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の圧力検出装置において、
   前記センサパッケージを前記ＩＣチップを覆うように前
   記センサ基板に取り付けることを特徴とする圧力検出装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３の何れか１項に記
   載の圧力検出装置において、前記点灯表示手段を前記セ
   ンサ基板に設け、前記センサ基板および前記センサパッ
   ケージを収容するセンサケースに前記点灯表示手段の点
   灯状況を外部に透光させる透光部を設けたことを特徴と
   する圧力検出装置。