JP2005101235A - 基板移動装置 - Google Patents

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仁孝 西尾
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Abstract

【課題】表示パネルに使用されるように所定サイズに分断された貼り合わせマザー基板を、比較的小さなスペースにおいて、所定の姿勢になるように移動させることができる基板移動装置を提供する。
【解決手段】貼り合わせマザー基板50を吸着する基板保持手段11a,11bを回転自在に保持する軸を備えた旋回アーム13aが、回転する間に、前記基板保持手段を前記軸を中心に旋回アームの旋回方向とは逆向きに回転させる。基板旋回手段13による基板保持手段の旋回が、動力伝達機構によって基板回転手段12に伝達され、連動して基板回転手段が回転される。
【選択図】図1

Description

本発明において、「基板」には、複数の基板に分断されるマザー基板、また、鋼板等の金属基板、木板、プラスチック基板、プリント基板およびセラミックス基板、半導体基板、ガラス基板等の脆性材料基板等の単板が含まれる。さらに、このような単板に限らず、一対の基板同士を貼り合わせた貼り合わせ基板、一対の基板同士を積層させた積層基板も含まれる。
本発明は、例えば、液晶表示装置のパネル基板(表示パネル用貼り合わせ基板)に使用される一対のマザーガラス基板が相互に貼り合わされた貼り合わせマザー基板を、所定サイズに分断された後に、その貼り合わせマザー基板を所定位置に搬送する基板搬送装置において、貼り合わせマザー基板を所定の姿勢になるように移動させるために使用される基板移動装置に関する。
液晶表示装置等の表示パネルに使用されるガラス基板を貼り合わせた貼り合わせマザー基板は、通常、基板分断装置によって所定の大きさに分断され、分断された貼り合わせマザー基板は、基板搬送装置によって所定位置にまで搬送されるようになっている
特許文献1(特開平11−116260号公報)には、貼り合わせマザー基板を所望のサイズにスクライブして分割するガラス加工装置が開示されている。このガラス加工装置は、貼り合わせマザー基板を搬送又は反転させる搬送反転ロボットが備えられている。この搬送反転ロボットは吸着された貼り合わせマザー基板を伸縮自在なアームによって、一方向に搬送するようになっている。
図6は搬送反転機を構成する搬送反転ロボット131の詳細図である。図6に示すように搬送反転ロボット131おいて、水平方向に延在するレール132が、不図示の駆動源によって上下動(矢印J4方向)および旋回可能(矢印J5方向)に支持されている。そのレール132に沿って可動ベース133が位置しており、その可動ベース133から水平方向に突き出したアーム134は、軸回転可能(矢印J6方向)に設けられている。そのアーム134の先端には、上方と下方にそれぞれ開口した一対の吸盤135が設けられている。又、この搬送反転ロボット131自身移動可能になっている。
搬送反転ロボット131の下側の吸盤135で貼り合わせマザー基板を吸着し、アーム134を180°軸回転してその貼り合わせマザー基板を持ち上げ、その状態で置台の上に載置する。吸着を解除してから吸盤135のみを移動させ、その吸盤135によって、貼り合わせマザー基板を上方から吸着して次のガラススクライバーのテーブルに移載すれば、貼り合わせマザー基板は反転した状態でセットされる。
また、図7は搬送反転機を具備する加工装置のシステム図である。この加工装置システムは、給材部Z1と、除材部Z2と、90°回転するテーブル112を備えたガラススクライバー111と、反転ロボット145と、貼り合わせマザー基板50を一時的に載置する置台141を備えた中間テーブル146を備えている。
この加工装置は、ガラススクライバー111により、貼り合わせマザー基板50の上側の基板のスクライブされると、テーブル112はR12の位置に後退し、貼り合わせマザー基板50は反転ロボット145により、中間テーブル146上の置き台141に置かれて反転され、R12に位置するテーブル112に戻される、さらに、まだスクライブされていない側の基板がX軸、Y軸方向に同様にスクライブされる。
尚、この反転ロボット145は図6の搬送反転ロボット131と実質的に同一のものである。
特開平11−116260号公報
前記特許文献1に記載されているように、貼り合わせマザー基板を搬送する際に、図5に示すようにアームを直線移動させる駆動装置全体を旋回させる構成や、図6に示すようにアームを旋回させる装置全体を直線移動させる構成にすると、装置全体の重量が重くなりコストがかかる上に、慣性が大きくなり、装置を高速移動させることが出来ず、作業効率が低下するという問題もある。
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、簡単な機構で、例えば貼り合わせマザー基板等の基板を保持した状態で、比較的小さなスペースにおいて基板の姿勢を変更して搬送ことができる基板移動装置を提供することにある。
本発明の基板移動装置は、基板を保持する基板保持手段と、該基板を保持する該基板保持手段と、前記基板保持手段に対して垂直な第1の軸回りに回転させる基板回転手段と、該基板保持手段を、該基板保持手段に対して垂直な前記第1の軸とは異なる第2の軸回りに旋回させる基板旋回手段と、を具備することを特徴とする。
前記基板旋回手段による基板保持手段の旋回が、動力伝達機構によって前記基板回転手段に伝達され、連動して前記基板回転手段を回転させる。
前記基板回転手段による基板保持手段の回転方向が、前記基板旋回手段による基板回転手段の旋回方向とは反対になっている。
前記基板回転手段による基板保持手段の回転角度が、前記基板旋回手段による基板回転手段の旋回角度の2倍である。
前記基板回転手段による基板保持手段の回転駆動と、前記基板旋回手段による基板保持手段の旋回駆動とが独立している。
前記基板回転手段の動力源と、前記基板旋回手段の動力源とが独立している。
前記基板回転手段による基板保持手段の動力源と、前記基板旋回手段動力源と前記基板移動装置の基部の備える基板移動装置。
本発明の基板移動装置では、基板保持手段によって保持された基板は、基板回転手段によって、基板に対して垂直な第1の軸周りに回転されつつ、基板回転手段が、基板旋回手段によって、基板に対して垂直な第1の軸とは異なる第2の軸回りに旋回されるために、基板保持手段によって保持された基板は、比較的小さなスペースで、所定の姿勢にされて搬送される。また、重量の大きな駆動モータを全て基板搬送装置の基部の部分に備えるため、アーム部の構造を簡単、軽量にすることができるため、慣性が少なく旋回アームを高速移動させることができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の基板移動装置の一例を示す一部破断正面図である。この基板移動装置は、例えば、貼り合わせマザー基板50を所定のサイズに分断する際に、貼り合わせマザー基板50を所定位置に搬送するために使用される基板搬送装置に取り付けられている。
図1に示す基板移動装置は、水平方向および垂直方向への旋回可能になった基板搬送装置の支持ビーム16に取り付けられている。この基板移動装置には、例えば、分断されて水平状態に載置された貼り合わせマザー基板50を吸着して保持する基板保持手段11が設けられている。この基板保持手段11は、貼り合わせマザー基板50に吸着してその貼り合わせマザー基板50を保持する複数の吸着パッド11aと、全ての吸着パッド11aが取り付けられた1枚の吸着パッド取付板11bとを備えている。吸着パッド取付板11bは平板状に構成されて、例えば水平状態に配置されている。吸着パッド取付板11bの下面には、例えば16個の吸着パッド11aが、4行×4列に設けられている。
本発明の基板移動装置には、貼り合わせマザー基板50が保持された基板保持手段11を、貼り合わせマザー基板50とともに、保持された貼り合わせマザー基板50に対して垂直な第1の軸回りに回転させる基板回転手段12と、この基板回転手段12自体を、貼り合わせマザー基板50が保持された基板保持手段11とともに、貼り合わせマザー基板50に対して垂直な前記第1の軸とは異なる第2の軸回りに旋回させる基板旋回手段13とが設けられている。
基板回転手段12は、吸着パッド取付板11bの水平方向における中心部に下端部が取り付けられた垂直な回転軸12a、この回転軸12aの上端部に水平状態で取り付けられた従動歯車12bとを備えている。回転軸12aは、基板旋回手段13を構成する水平状態になった旋回アーム13aの先端部にベアリングを介して回転可能に支持されている。回転軸12aは、旋回アーム13aの先端部を上下方向に貫通しており、旋回アーム13aの上方に突出した上端部に、前記従動歯車12bの中心部が取り付けられている。
旋回アーム13aの基端部は、垂直状態になった駆動シャフト13bの下端部に取り付けられている。駆動シャフト13bの上端部は、基板搬送装置の支持ビーム16に取り付けられたサーボモータ13cの駆動軸に連結されている。
駆動シャフト13bには、旋回アーム13aの上側において、従動歯車12bに噛み合った主歯車13dが取り付けられている。主歯車13dの歯数は、従動歯車12bの歯数の2倍になっている。従って、従動歯車12bの回転角度は、主歯車13dの回転角度の2倍になっている。
このような構成の基板移動装置は、所定のサイズに分断された貼り合わせマザー基板50を、基板搬送装置によって所定の位置に搬送する際に、貼り合わせマザー基板50を所定の姿勢になるように移動させるために使用される。この場合、各吸着パッド11aが、水平状態になった貼り合わせマザー基板50を吸着するように、吸着パッド取付板11b全体が、貼り合わせマザー基板50上に位置するように、基板搬送装置の支持ビーム16が移動させられる。そして、各吸着パッド11aが貼り合わせマザー基板50の上方に位置すると、各吸着パッド11aが貼り合わせマザー基板50を吸着するように、支持ビーム16が下降する。これにより、吸着パッド取付板11b全体が下降して、全ての吸着パッド11aが貼り合わせマザー基板50を吸着する。
その後、支持ビーム16が上昇することによって、吸着パッド取付板11b全体が上昇する。これにより、吸着パッド取付板11bに取り付けられた全ての吸着パッド11aが、貼り合わせマザー基板50を吸着した状態で上昇する。
このような状態になると、サーボモータ13cが駆動されて、駆動シャフト13bは所定方向に回転させられる。駆動シャフト13bの回転によって、主歯車13dも駆動シャフト13bと同じ方向に回転させられるとともに、駆動シャフト13bと一体となった旋回アーム13aも、駆動シャフト13bを中心として駆動シャフト13bと同じ方向に旋回させられる。
旋回アーム13aの先端部が所定方向に旋回されることによって、この旋回アーム13aの先端部に取り付けられた回転軸12aが、駆動シャフト13bの軸心を中心とした円周上を旋回する。このとき、旋回アーム13aと一体となって回転する主歯車13dの回転によって、回転軸12aに取り付けられた従動歯車12bが、主歯車13dの回転方向とは反対方向に、主歯車13dの回転角度の2倍の回転角度で回転させられる。これにより、従動歯車12bと一体となった回転軸12aも、従動歯車12bと同方向に同様の回転角度になるように回転させられる。
これにより、回転軸12aの下端部に取り付けられた吸着パッド取付板11bは、回転軸12aの回転によって、回転軸12aの軸心を中心として回転される。このように、回転軸12a自体が旋回アーム13aの旋回によって、駆動シャフト13bを中心とした円周上をサーボモータの駆動方向に旋回している間に、回転軸12aの回転によって、吸着パッド11aに吸着された貼り合わせマザー基板50はサーボモータの駆動方向とは反対に回転させられる。
図2は本発明の基板移動装置の動作説明のための概略平面図である。図2に示すように、例えば、駆動シャフト13bが矢印A方向に90°にわたって回転すると、駆動シャフト13bと一体となった旋回アーム13aは、駆動シャフト13bと同様に矢印A方向に90°にわたって旋回する。これにより、各吸着パッド11aによって吸着された貼り合わせマザー基板50も、駆動シャフト13bを中心として、矢印A方向に90°にわたって旋回する。駆動シャフト13bが矢印A方向に90°にわたって回転すると、駆動シャフト13bに一体的に取り付けられた主歯車13dも、同方向に90°にわたって回転し、これにより、主歯車13dの歯数に対して1/2の歯数の従動歯車12bは、主歯車13dの2倍の回転角度、すなわち、180°にわたって、主歯車13dとは反対方向に回転することになる。従って、従動歯車12bに一体的に取り付けられた回転軸12aは、旋回アーム13aが矢印Aで示す方向に90°にわたって旋回している間に、矢印Aで示す方向とは反対方向(図2に矢印Bで示す方向)に180°にわたって回転することになる。これにより、回転軸12aの下端部に取り付けられた吸着パッド取付板11bは、同様に、駆動シャフト13bを中心として矢印A方向に90°にわたって旋回する間に、回転軸12aを中心として、矢印Aで示す方向とは反対方向である矢印Bで示す方向に、180°にわたって回転することになる。
その結果、吸着パッド取付板11bの各吸着パッド11aに吸着された貼り合わせマザー基板50は、図2に示すように、矢印Bで示す方向に、回転軸12aの軸心位置をずらせつつ、90°にわたって回動される。本実施形態の基板移動装置では、駆動モータが一つですみ、重量の大きな駆動モータを基板搬送装置の基部の部分に備えるため、アーム部の構造を簡単、軽量にすることができるため、慣性が少なく旋回アームを高速移動させることができ、比較的小さなスペースにおいて、貼り合わせマザー基板50を水平状態を保持して、90°にわたって回動させることができる。
従って、本実施形態の基板移動装置では、比較的小さなスペースにおいて、貼り合わせマザー基板50を水平状態を保持して、90°にわたって回動させることができる。
図3は、本発明の基板移動装置の他の例を示す斜視図、図4は本発明の基板移動装置の構成を示す概略構成図、図5は本発明の基板移動装置の動作を説明する説明図である。この基板移動装置も、貼り合わせマザー基板50を所定のサイズに分断する際に、貼り合わせマザー基板50(図5参照)を所定位置に搬送するために使用される基板搬送装置の支持ビーム(図示せず)に連結ブロック26を介して取り付けられている。連結ブロック26には、垂直状態に配置された連結シャフト31が、ベアリングを介して回転自在に貫通しており、その連結シャフト31内を、駆動シャフト25がベアリングを介して回転自在に挿通しており、連結シャフト31と駆動シャフト25はそれぞれ独立して回転することができる。
連結シャフト31の上端部および駆動シャフト25の上端部は、連結ブロック26の上方にそれぞれ突出している。連結シャフト31内を挿通する駆動シャフト25の上端部には、回転用サーボモータ27の駆動軸が連結されている。
連結ブロック26から上方に突出した連結シャフト31の上端部には、旋回用従動プーリ32が取付けられており、連結ブロック26の上方には、この旋回用従動プーリ32に隣接して、旋回用主プーリ33が設けられている。旋回用主プーリ33は、垂直状態で回転可能に配置された回転軸34に取り付けられている。そして、旋回用主プーリ33と旋回用従動プーリ32とにわたって旋回用伝動ベルト35が巻き掛けられて、これら旋回用主プーリ33と旋回用従動プーリ32と旋回用伝動ベルト35とによってベルト伝動機構が構成されている。旋回用主プーリ33が取り付けられた回転軸34は、旋回用サーボモータ36によって回転駆動されるようになっている。
連結ブロック26内を貫通する連結シャフト31の下端部には、中空になった旋回アーム23の基端部が連結シャフト31と一体的に回転するように取り付けられている。この旋回アーム23は、水平状態に配置されており、旋回用サーボモータ36の回転が、旋回用主プーリ33、旋回用伝動ベルト35、旋回用従動プーリ32を介して連結シャフト31に伝達されて、連結シャフト31が回転されることによって、旋回アーム23の先端部が、連結シャフト31の軸心を中心として、連結シャフト31と一体的に旋回するようになっている。
連結シャフト31内を挿通する駆動シャフト25の下端部は、中空状態になった旋回アーム23の内部に位置しており、その下端部に、回転用主プーリ28が駆動シャフト25と一体的に回転するように取り付けられている。
旋回アーム23の先端部内には、垂直状態になった回転軸22がベアリングを介して回転可能に設けられている。旋回アーム23内に位置する回転軸22には、回転用従動プーリ24が、回転軸22と一体的に回転するように取り付けられており、この回転用従動プーリ24と、回転用主プーリ28との間に、回転用伝動ベルト29が巻き掛けられている。従って、回転用従動プーリ24と回転用主プーリ28と回転用伝動ベルト29とによってベルト伝動機構が形成されており、回転用サーボモータ27によって駆動シャフト25が回転されると、その回転が、回転用主プーリ28、回転用伝動ベルト29、回転用従動プーリ24を介して回転軸23に伝達されるようになっている。
駆動シャフト25の回転が伝達される回転軸22は、旋回アーム23の下方に設けられた連結体37に取り付けられている。そして、この連結体37に、それぞれが水平状態で相互に平行になった4本の吸着パッド支持体21の一方の端部がそれぞれ取り付けられており、各吸着パッド支持体21に、貼り合わせマザー基板50に吸着する4個の吸着パッド21aが取付けられている。
本実施形態において、各吸着パッド支持体21、各吸着パッド21aおよび連結体37が基板保持手段を構成している。また、連結体37に取り付けられた回転軸22、回転軸22に取り付けられた回転用従動プーリ24、駆動シャフト25、駆動シャフト25に取り付けられた回転用主プーリ28、回転用従動プーリ24および回転用主プーリ28に巻き掛けられた回転用伝動ベルト29、および回転用サーボモータ27が、基板回転手段を構成している。
さらに、回転軸22が取り付けられた旋回アーム23、旋回アーム23に取り付けられた連結シャフト31、連結シャフト31に取り付けられた旋回用従動プーリ32、旋回用サーボモータ36、旋回用サーボモータ36に取り付けられた旋回用主プーリ33、旋回用主プーリ33および旋回用従動プーリ32に巻き掛けられた旋回用伝動ベルト35が、基板旋回手段を構成している。
このような構成の基板移動装置では、各吸着パッド21aが貼り合わせマザー基板50を吸着した状態になると、図1に示す基板移動装置と同様に、貼り合わせマザー基板50を90°にわたって回動させることができる。
この場合、旋回用サーボモータ36が駆動すると、旋回用サーボモータ36の回転が、旋回用主プーリ33、旋回用伝動ベルト35および旋回用従動プーリ32を介して連結シャフト31に伝達されることによって、連結シャフト31が回転させられる。これにより、連結シャフト31の下端部に一体的に取り付けられた旋回アーム23が、例えば、図5に矢印Aで示す方向に、連結シャフト31を中心として90°にわたって旋回させられる。旋回アーム23の先端部が回動させられることによって、この旋回アーム23の先端部に取り付けられた回転軸22が、連結シャフト31を中心とした円周上を旋回する。
同時に、回転用サーボモータ27が回転駆動することによって、駆動シャフト25が回転させられて、駆動シャフト25の回転が、回転用主プーリ28、伝動伝動回転用伝動ベルト29、回転用従動プーリ24を介して回転軸22に伝達される。これにより、回転軸22の下端部の各九着パッド支持体21を取り付けられた連結体37が、回転軸22を中心として回転させられる。
この場合、回転用サーボモータ27によって回転する駆動シャフト25と、旋回用サーボモータ34によって回転される連結シャフト31の回転方向が相互に反対方向になっており、また、駆動シャフト25によって回転される回転軸22の回転角度が、連結シャフト31の回転角度、すなわち、旋回アーム23の回転角度の2倍になっている。これにより、回転軸22の下端部に取り付けられた各吸着パッド支持体21は、回転軸22の回転により、回転軸22の軸心を中心として回転しつつ、連結シャフト31の軸心を中心とした円周上を旋回させられることになる。
そして、例えば、図5に示すように、連結シャフト31が矢印A方向に90°にわたって回転することによって、旋回アーム23が矢印A方向に90°にわたって旋回させられる場合に、回転軸22が、矢印Aとは反対方向に180°にわたって回転させらることによって、回転軸22の下端部に取り付けられた吸着パッド取付板21も、同様に、連結シャフト31を中心として90°にわたって旋回する間に、回転軸22を中心として、矢印Aで示す方向とは反対方向である矢印Bで示す方向に、180°にわたって回転させらることになる。
これにより、各吸着パッド支持体21の各吸着パッド21aに吸着された貼り合わせマザー基板50は、図5に示すように、矢印Bで示す方向に、回転軸22の位置をずらせつつ90°にわたって回動させられる。従って、本実施形態の基板移動装置でも、重量の大きな駆動モータを全て基板搬送装置の基部の部分に備えるため、アーム部の構造を簡単、軽量にすることができるため、慣性が少なく旋回アームを高速移動させることができ、比較的小さなスペースにおいて、貼り合わせマザー基板50を水平状態を保持して、90°にわたって回動させることができる。
なお、上記各実施形態では、水平な貼り合わせマザー基板50を吸着して、貼り合わせマザー基板50を水平方向に90°にわたって回動させる場合について説明したか、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、垂直状態あるいは垂直状態に対して傾斜した状態に配置されたガラス基板を、90°以外の所定の角度に回動させることもできる。
また、吸着されて搬送される基板として、上述のように脆性材料基板の一種であるガラス基板を貼り合わせた貼り合わせマザー基板一例として説明したが、これに限らない。基板は、鋼板等の金属基板、木板、プラスチック基板、およびセラミクス基板、ガラス基板、半導体基板等の脆性材料基板であってもよい。
さらに、基板にはマザー基板の他に、マザー基板同士を組み合わせて貼り合わせた貼り合わせ基板、異なるマザー基板を組み合わせて貼り合わせた貼り合わせ基板、マザー基板を組み合わせて積層させた基板が含まれる。
本発明は、例えば表示パネルに使用されるように所定サイズに分断された貼り合わせマザー基板を、比較的小さなスペースにおいて、所定の姿勢になるように移動させることができる。
本発明の基板移動装置の一例を示す一部破断正面図である。 本発明の基板移動装置の動作説明のための概略平面図である。 本発明の基板移動装置の他の例を示す一部破断正面図である。 その基板移動装置の構成を示す正面断面図である。 その基板移動装置の動作説明のための概略平面図である。 従来技術を示す搬送反転機を構成する搬送反転ロボットの詳細図である。 従来技術を示す搬反転機を具備するガラス加工装置のシステム図である。
符号の説明
11 基板保持手段
11a 吸着パッド
11b 吸着パッド取付板
12 基板回転手段
12a 回転軸
12b 従動歯車
13 基板旋回手段
13a 旋回アーム
13b 駆動シャフト
13c サーボモータ
13d 主歯車
21 吸着パッド支持体
21a 吸着パッド
22 回転軸
23 旋回アーム
24 回転用従動プーリ
25 駆動シャフト
27 回転用サーボモータ
28 回転用主プーリ、
29 回転用伝動ベルト
31 連結シャフト
32 旋回用従動プーリ
33 旋回用主プーリ
35 旋回用伝動ベルト
36 旋回用サーボモータ
37 連結体

Claims (7)

  1. 基板を保持する基板保持手段と、
    該基板を保持する該基板保持手段と、前記基板保持手段に対して垂直な第1の軸回りに回転させる基板回転手段と、
    該基板保持手段を、該基板保持手段に対して垂直な前記第1の軸とは異なる第2の軸回りに旋回させる基板旋回手段と、
    を具備することを特徴とする基板移動装置。
  2. 前記基板旋回手段による基板保持手段の旋回が、動力伝達機構によって前記基板回転手段に伝達され、連動して前記基板回転手段を回転させる請求項1に記載の基板移動装置。
  3. 前記基板回転手段による基板保持手段の回転方向が、前記基板旋回手段による基板回転手段の旋回方向とは反対になっている請求項2に記載の基板移動装置。
  4. 前記基板回転手段による基板保持手段の回転角度が、前記基板旋回手段による基板回転手段の旋回角度の2倍である請求項3に記載の基板移動装置。
  5. 前記基板回転手段による基板保持手段の回転駆動と、前記基板旋回手段による基板保持手段の旋回駆動とが独立している請求項1に記載の基板移動装置。
  6. 前記基板回転手段の動力源と、前記基板旋回手段の動力源とが独立している請求項5に記載の基板移動装置。
  7. 前記基板回転手段による基板保持手段の動力源と、前記基板旋回手段動力源と前記基板移動装置の基部の備える請求項6に記載の基板移動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103240734A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 深圳怡丰自动化科技有限公司 一种自动上料机械手
CN103676241A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 合肥京东方光电科技有限公司 一种用于背光源拆解的装置

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