JP2006330699A - Device and method for assembling substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for assembling a substrate which is compact and can assemble the substrate with high precision. <P>SOLUTION: In four corners of a rack, Z-axial driving mechanisms for moving up and down an upper frame are provided, an upper chamber equipped with an upper table inside is suspended below the upper frame, and a lower chamber equipped with a lower table supported through a plurality of support legs inside is provided on the side of the rack; and the upper chamber and lower chamber are put together across a seal ring to constitute a vacuum chamber, and the upper table is coupled with the upper frame and moved by the Z-axial driving mechanism through the upper frame, which is moved to move up and down the upper chamber, thereby opening and closing the vacuum chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶ディスプレ形成する場合に、テーブル上の基板に液晶を滴下した後、加圧板側又はテーブル上のどちらか一方の基板に塗布した接着剤で貼り合わせる基板組立装置と基板組立方法に関する。   The present invention relates to a substrate assembling apparatus and a substrate assembling method in which a liquid crystal is dropped on a substrate on a table and then bonded with an adhesive applied to either the pressure plate side or the substrate on the table when a liquid crystal display is formed. .

従来の液晶表示パネルの製造装置として、特許文献１に記載されたものがある。この公報には、透明電極や薄膜トランジスタアレイを設けた２枚のガラス基板の一方側に液晶をコーティングし、更にスペーサを分散配置した後、他方の基板を、上下機構を有するピンで一方の基板上に載せ、その基板を装置の左右方向に設けた位置決めピンで位置合せをした後、チャンバ内を真空にして基板を重ねた後、再度位置合せを行った後に、チャンバ内圧力を大気圧側に戻すことで貼り合せを行うようにしている。   As a conventional apparatus for manufacturing a liquid crystal display panel, there is one described in Patent Document 1. In this publication, liquid crystal is coated on one side of two glass substrates provided with transparent electrodes and thin film transistor arrays, spacers are further distributed, and then the other substrate is mounted on one substrate with pins having a vertical mechanism. The substrate is aligned with positioning pins provided in the left and right direction of the apparatus, the chamber is evacuated, the substrates are stacked, the alignment is performed again, and the pressure in the chamber is brought to the atmospheric pressure side. By putting it back, the pasting is performed.

また、特許文献２には、一体構造の真空チャンバ内に上面または下面に両基板の何れか一方を脱着自在に固着させる第一のテーブルと下面または上面に両基板の他方を脱着自在に固着させる第二のテーブルをそれぞれの基板を固着させる上面および下面が対向するように備え、両テーブルの一方は弾性体を介して真空チャンバと気密に移動可能に結合しており、かつ該一方のテーブルは前記弾性体で区画された真空チャンバの大気側に真空チャンバに対して少なくとも水平方向に移動する駆動手段を備える構造が開示されている。   Further, in Patent Document 2, a first table for detachably fixing either one of the two substrates to the upper surface or the lower surface in a vacuum chamber having an integrated structure and the other of the two substrates to the lower surface or the upper surface are detachably fixed. A second table is provided so that an upper surface and a lower surface to which the respective substrates are fixed are opposed to each other, and one of the tables is movably coupled to the vacuum chamber via an elastic body, and the one table is A structure is disclosed that includes driving means that moves at least in the horizontal direction with respect to the vacuum chamber on the atmosphere side of the vacuum chamber partitioned by the elastic body.

また、特許文献３には、チャンバを上下２つに分割して、下側チャンバを基板の搬送及び液晶滴下装置を備えた基板組立装置が開示されている。   Patent Document 3 discloses a substrate assembling apparatus in which a chamber is divided into two parts, and a lower chamber is provided with a substrate transport and liquid crystal dropping device.

さらに特許文献４に記載には、架台上に下フレームと上フレームとを設け、下フレーム側に上フレームを上下に大きく移動させる第１のＺ軸駆動機構を設け、前記下フレームの内側に下チャンバを、上フレームの内側に上チャンバを設け、上チャンバの内側に上テーブルを設け、前記下チャンバの下側に下チャンバ内に設けた下テーブルを上下に微小移動させる第２のＺ軸駆動機構を、下チャンバ側面に前記下テーブルを水平方向に移動させる駆動機構を設け、上フレームと下フレームを合体させることで上チャンバと下チャンバとをシールリングを介して合体し真空チャンバを形成する構成となっている。   Further, in Patent Document 4, a lower frame and an upper frame are provided on a gantry, a first Z-axis drive mechanism for moving the upper frame up and down greatly is provided on the lower frame side, and a lower frame is provided inside the lower frame. A second Z-axis drive that moves the lower table provided in the lower chamber to the lower side of the lower chamber and moves the lower table in the lower chamber up and down slightly. The mechanism is provided with a drive mechanism for moving the lower table in the horizontal direction on the side surface of the lower chamber, and the upper frame and the lower frame are merged through a seal ring to form a vacuum chamber. It has a configuration.

特開平１０−２６７６３号公報JP 10-26763 A 特開２００１−３０５５６３号公報JP 2001-305563 A 特開２００１−５４０１号公報JP 2001-5401 A 特開２００４−２３３４７３号公報JP 2004-233473 A

上記特許文献１では、基板の加圧は基板間と基板外側の気圧差のみを用いて行うもので、この場合、基板間のシール材が上下基板間を確実に埋めた状態となるようにしなけばならない。このため使用するシール材の量が多く必要になると共に、表示部側に広がる恐れもある。また、真空中での基板の保持を下側の基板は平坦なステージに載置しているが、上側の基板はその周縁の適宜な個所をピン状の部材で支えるため、大型基板２ｍ×２ｍ以上の大型基板の場合、撓んで、上下の両基板の正確な位置決めをすることが困難となる。   In the above-mentioned patent document 1, the substrate is pressurized using only the pressure difference between the substrates and the outside of the substrate. In this case, the sealing material between the substrates must be surely filled between the upper and lower substrates. I must. For this reason, a large amount of the sealing material to be used is required, and there is a possibility of spreading to the display unit side. In addition, while holding the substrate in a vacuum, the lower substrate is placed on a flat stage, but the upper substrate is supported by a pin-shaped member at an appropriate portion of its periphery, so a large substrate 2 m × 2 m In the case of the above large-sized substrate, it is bent and it becomes difficult to accurately position both the upper and lower substrates.

さらに、上下の基板を真空チャンバの中に直接搬送し、搬送後にチャンバ内を大気圧から真空に排気するため排気に時間がかかり、生産性を高くすることができないという問題もある。   Furthermore, since the upper and lower substrates are directly transferred into the vacuum chamber and the inside of the chamber is evacuated from the atmospheric pressure to the vacuum after the transfer, there is a problem that it takes time to exhaust and the productivity cannot be increased.

また、特許文献２のように基板の大型化に伴い、真空チャンバ自体も大型になり特に、基板の搬入搬出には従来にゲートバルブを用いる方式では真空チャンバ自体をさらに大型化することになり、基板の搬出入やメンテナンスも難しくなる。また、基版を上テーブル（加圧板）への固定、下テーブルへの固定及び位置決めも、特許文献３のように下チャンバ自体を移動して行うには下チャンバの重量が大きくなり、過大な駆動力が必要となるという問題も発生する。   In addition, as the size of the substrate is increased as in Patent Document 2, the vacuum chamber itself is also increased. In particular, the conventional method using a gate valve for loading and unloading the substrate further increases the size of the vacuum chamber itself. It is also difficult to carry in and out the board and maintain it. In addition, fixing the base plate to the upper table (pressure plate), fixing to the lower table, and positioning are also performed by moving the lower chamber itself as in Patent Document 3, so that the weight of the lower chamber becomes too large. There also arises a problem that a driving force is required.

また、特許文献４に記載の貼合せ装置の構成では上フレームを上下動させるための駆動機構と上テーブルもしくは下テーブルを上下動させるための駆動機構がそれぞれ必要となるため、装置の大型化、重量の増大が避けられないものであった。   Further, in the configuration of the laminating apparatus described in Patent Document 4, a drive mechanism for moving the upper frame up and down and a drive mechanism for moving the upper table or the lower table up and down are required, so the size of the apparatus is increased. The increase in weight was inevitable.

また、特許文献４の装置では上フレームを上下動させる際のガイド機構にボールスプラインを用いており、大型の装置の場合に要求される剛性が確保できなくなることも考えられる。   Further, in the apparatus of Patent Document 4, a ball spline is used as a guide mechanism for moving the upper frame up and down, and it may be considered that rigidity required for a large apparatus cannot be secured.

また、貼合せ時の加圧むらを発生させることのないように基板を保持する上下テーブルの表面は高精度の平面であることが求められるが大型の貼合せ装置では要求される平面度を確保することが困難になっている。   In addition, the surface of the upper and lower tables that hold the substrate is required to be a high-precision flat surface so as not to cause pressure unevenness during bonding, but the flatness required for large-sized bonding devices is ensured. It has become difficult to do.

本発明は、以上の課題を解決し、小型で、高精度の基板組立が可能な基板組立装置を提供するものである。   The present invention solves the above-described problems and provides a substrate assembly apparatus that is small and capable of highly accurate substrate assembly.

上記目的を達成するために、本発明では、架台上の４角に上フレームを上下に動かすためのＺ軸駆動機構を設け、上フレームに吊り下げられ、上テーブルを内側に設けた上チャンバと、架台側に複数の支持脚にて支持された下テーブルを内側に備えた下チャンバとを有し、上下チャンバがシールリングを介して合体することで真空チャンバを構成し、前記上テーブルは前記上フレームと連結され上フレームを介して前記Ｚ軸駆動機構により上下に移動し、前記下テーブルは複数の支持脚とテーブル間に設けたフリージョイントステージと、真空チャンバの外側に設けた横押し機構により水平方向に可動できる構成とした。   In order to achieve the above object, the present invention provides a Z-axis drive mechanism for moving the upper frame up and down at four corners on the gantry, an upper chamber suspended from the upper frame, and provided with an upper table inside. A lower chamber provided inside with a lower table supported by a plurality of support legs on the gantry side, and the upper and lower chambers are combined through a seal ring to constitute a vacuum chamber, and the upper table is Connected to the upper frame and moved up and down by the Z-axis drive mechanism through the upper frame, the lower table is a free joint stage provided between a plurality of support legs and the table, and a lateral pushing mechanism provided outside the vacuum chamber Therefore, it can move in the horizontal direction.

本発明によれば、上側のフレーム等を架台側に設けた駆動系で上下させる構成とすることで、装置の構造を簡素化することが出来、従来構造の装置に比べて軽量、小型の貼合せ装置を提供することが出来る。また、上フレームのガイド機構に組合せガイドを使用することで剛性の高いガイド機構が得られ、上フレームおよび上フレームに連結された上テーブルを高精度に上下動させることが出来る。   According to the present invention, the structure of the device can be simplified by moving the upper frame or the like up and down by the drive system provided on the gantry side, and is lighter and smaller than the conventional structure. An alignment device can be provided. Further, by using a combination guide for the guide mechanism of the upper frame, a highly rigid guide mechanism can be obtained, and the upper frame and the upper table connected to the upper frame can be moved up and down with high accuracy.

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の基板組立装置の一実施例を示したものである。本実施の形態の基板組立装置は下チャンバ部と上チャンバ部から構成されている。上チャンバ部は上フレーム５や上チャンバ７、上テーブル９と支持梁２ｄ等から構成されており、下チャンバ部は架台１や下チャンバ８、下テーブル１０や下シャフト１２やＺ軸駆動機構２等から構成されている。   FIG. 1 shows an embodiment of a substrate assembly apparatus according to the present invention. The substrate assembling apparatus of the present embodiment is composed of a lower chamber part and an upper chamber part. The upper chamber part is composed of an upper frame 5, an upper chamber 7, an upper table 9 and a support beam 2d, and the lower chamber part is a frame 1, a lower chamber 8, a lower table 10, a lower shaft 12, and a Z-axis drive mechanism 2. Etc.

架台１と上フレーム５を剛体支持部材として、架台１上に設けたＺ軸駆動機構２により上フレーム５を上下移動可能に構成している。架台１と上フレーム５の間に上チャンバ７と下チャンバ８が設けられている。すなわち、上チャンバ部を構成する上フレーム５等は、架台１側に設けたＺ軸駆動機構２を構成するＺ軸駆動モータ２ａのボールネジ２ｂを回転駆動することで、上フレーム５を支持する支持梁２ｄに設けたボールネジ受け部２ｃを介して、架台１に対して上下方向に移動する構成としてある。また、上フレーム５が上下動する際の案内機構３がＺ軸駆動機構２の内側に４組設けられている。それぞれの案内機構３の一部断面図を図２に示す。図２示すように架台側に固定された梁１５にリニアガイド３ａを、上フレーム５側に固定された梁１６にリニア移動部がそれぞれ２つ設けてある。これにより、上フレームをスムーズに上下移動可能に案内されている。   Using the gantry 1 and the upper frame 5 as rigid support members, the upper frame 5 is configured to be movable up and down by a Z-axis drive mechanism 2 provided on the gantry 1. An upper chamber 7 and a lower chamber 8 are provided between the gantry 1 and the upper frame 5. That is, the upper frame 5 constituting the upper chamber portion supports the upper frame 5 by rotationally driving the ball screw 2b of the Z-axis drive motor 2a constituting the Z-axis drive mechanism 2 provided on the gantry 1 side. It is configured to move in the vertical direction with respect to the gantry 1 via a ball screw receiving portion 2c provided on the beam 2d. Further, four sets of guide mechanisms 3 when the upper frame 5 moves up and down are provided inside the Z-axis drive mechanism 2. A partial sectional view of each guide mechanism 3 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the linear guide 3a is provided on the beam 15 fixed on the gantry side, and two linear moving portions are provided on the beam 16 fixed on the upper frame 5 side. Thus, the upper frame is guided so as to be smoothly moved up and down.

架台１の上方には下テーブル１０を支持するための複数の下シャフト１２が取り付けてある。各下シャフト１２は下チャンバ８内と気密性を保つため真空シールを介して下チャンバ８内に突出している。さらに各下シャフト１２と下テーブル１０の間にはＸＹθ方向にそれぞれ独立に可動可能なように構成された、フリージョイントステージ（以後ＸＹθ移動ユニットと称する場合もある）１３が取り付けてある。尚、ＸＹθ移動ユニット１３は、上下方向に固定で水平方向に自由に移動可能なボールベア等を使用した機構で構成しても良い。詳細構成は後述がするが、下テーブル１０の水平方向（Ｘ，Ｙ方向）には複数の下テーブル水平駆動機構が下チャンバ８の外側に設けてある。この水平駆動機構を動作させてＸＹθ方向の位置決めを行えるように構成してある。また、図示していないが、下テーブル１０にはテーブル面にロボットハンドから基板を受け取たり、ロボットハンドに基板を受け渡すために基板とテーブル面との間に隙間を形成するためのテーブル面上に突出できるサポートピンが複数設けてある。さらに、図示していないが下テーブル１０には、基板を保持するための複数の吸引吸着孔が設けてあり、その吸着孔は負圧源に接続されている。   A plurality of lower shafts 12 for supporting the lower table 10 are attached above the gantry 1. Each lower shaft 12 protrudes into the lower chamber 8 through a vacuum seal in order to maintain airtightness with the lower chamber 8. Further, a free joint stage (hereinafter sometimes referred to as an XYθ moving unit) 13 is attached between each lower shaft 12 and the lower table 10 so as to be independently movable in the XYθ directions. The XYθ moving unit 13 may be configured by a mechanism using a ball bear or the like that is fixed in the vertical direction and can move freely in the horizontal direction. Although the detailed configuration will be described later, a plurality of lower table horizontal drive mechanisms are provided outside the lower chamber 8 in the horizontal direction (X, Y direction) of the lower table 10. This horizontal drive mechanism is operated so that positioning in the XYθ direction can be performed. Although not shown, the lower table 10 has a table surface for receiving a substrate from the robot hand to the table surface and for forming a gap between the substrate and the table surface to deliver the substrate to the robot hand. A plurality of support pins that can be protruded are provided. Further, although not shown, the lower table 10 is provided with a plurality of suction suction holes for holding the substrate, and the suction holes are connected to a negative pressure source.

さらに下チャンバ８と上チャンバ７の接続部には、図示していないが、弾性体で形成されているシールリングが設けてある。このシールリングより上下のチャンバを合体させ、内部を排気した時の空気の漏れを防止している。   Further, although not shown in the drawing, a seal ring formed of an elastic body is provided at a connection portion between the lower chamber 8 and the upper chamber 7. The upper and lower chambers are combined with the seal ring to prevent air leakage when the inside is exhausted.

上フレーム５とＺ駆動機構２の接続部にはそれぞれロードセル４が設けられている。上フレーム５の内側には、上チャンバ７が取り付けてある。上チャンバ７は上フレーム５から吊り下げられる構造になっており上フレーム５を上下動させることによってチャンバの開閉を行うことが出来る。また上チャンバ７は、上フレーム５に図示していないジョイントで連結されている。また、上フレーム５には、上チャンバ内に設けられている上テーブル９を支持するため、上チャンバ７内に向かって複数の上シャフト６が設けてある。上シャフト６と上チャンバ７間はチャンバ内の気密を保持するために真空シールで接続されている。さらに上テーブル９は上シャフト６に固定されており、基板を加圧した時の力をロードセル４で検知できる構造となる。また、上チャンバ７と下チャンバ８とが合体してチャンバを構成すると、上チャンバ７と上フレーム５とのジョイントが外れて、上フレームに連結されている上テーブル９のみが上下に移動できるように構成されている。   A load cell 4 is provided at each connection portion between the upper frame 5 and the Z drive mechanism 2. An upper chamber 7 is attached inside the upper frame 5. The upper chamber 7 is structured to be suspended from the upper frame 5, and the chamber can be opened and closed by moving the upper frame 5 up and down. The upper chamber 7 is connected to the upper frame 5 by a joint (not shown). The upper frame 5 is provided with a plurality of upper shafts 6 toward the upper chamber 7 in order to support the upper table 9 provided in the upper chamber. The upper shaft 6 and the upper chamber 7 are connected by a vacuum seal in order to maintain the airtightness in the chamber. Further, the upper table 9 is fixed to the upper shaft 6 so that the load cell 4 can detect the force when the substrate is pressurized. When the upper chamber 7 and the lower chamber 8 are combined to form a chamber, the joint between the upper chamber 7 and the upper frame 5 is disengaged so that only the upper table 9 connected to the upper frame can move up and down. It is configured.

また上記のように本実施の形態では、上テーブル９および下テーブル１０は上チャンバ７および下チャンバ８とは離間して配置している。このため、チャンバ内を減圧した時にチャンバが変形するが、この変形がテーブルに伝達することなく、夫々のテーブルに保持されている基板を水平に保持することが出来る。   Further, as described above, in the present embodiment, the upper table 9 and the lower table 10 are arranged apart from the upper chamber 7 and the lower chamber 8. For this reason, the chamber is deformed when the inside of the chamber is depressurized, but the substrate held on each table can be held horizontally without this deformation being transmitted to the table.

上テーブル９には基板を保持するための静電チャック１１が設けてある。図３に静電チャック部の部分断面図を示す。図３に示すように、静電チャック１１は、基板を保持する面にシート状の電極１１ａが設けてある。この電極１１ａは可撓性のある樹脂製のシート上に電極を設け、表面をレジストで被覆したものであり、このため電極１１ａは可撓性を有している。電極１１ａの下には、弾性のある緩衝層１１ｂが設けられ、これにより静電チャックの表面が柔軟で、変形可能な構造としている。緩衝層１１ｂの下には、サブプレート１１ｃが設けられ、電極１１ａと、緩衝層１１ｂおよびサブプレート１１ｃで一つのモジュールが形成される。貼合わせるガラス基板の寸法に合わせた寸法、形状にモジュールを配置してベースプレート１１ｄ上に取り付ける。このベースプレートが上テーブル９に埋め込まれている磁石により吸着されて上テーブル９に取り付けられる。なお、放電を防ぐためにはガラス基板の縁部にあたる部分には電極を形成していないモジュールにしておくと良い。   The upper table 9 is provided with an electrostatic chuck 11 for holding the substrate. FIG. 3 shows a partial cross-sectional view of the electrostatic chuck portion. As shown in FIG. 3, the electrostatic chuck 11 is provided with a sheet-like electrode 11a on the surface holding the substrate. The electrode 11a is obtained by providing an electrode on a flexible resin sheet and covering the surface with a resist. Therefore, the electrode 11a has flexibility. An elastic buffer layer 11b is provided under the electrode 11a, whereby the surface of the electrostatic chuck is flexible and deformable. A sub plate 11c is provided under the buffer layer 11b, and one module is formed by the electrode 11a, the buffer layer 11b, and the sub plate 11c. The module is arranged in a size and shape that matches the size of the glass substrate to be bonded, and is mounted on the base plate 11d. This base plate is attached to the upper table 9 by being attracted by a magnet embedded in the upper table 9. In order to prevent discharge, a module in which no electrode is formed on the edge of the glass substrate is preferably used.

なお、図示していないが上テーブルには、吸引吸着機構も設けてあり、大気状態で上基板を吸引吸着機構でテーブル面に吸着した後に、前述の静電吸着機構を動作させることで基板とテーブル面とが離間している時に発生する放電を抑制する構成としてある。また、この吸引吸着機構は、複数の上下に移動可能な（テーブル表面から突き出て上基板を確実に吸着できるようにしたもの）吸着サポートノズルを備えている。   Although not shown, the upper table is also provided with a suction suction mechanism. After the upper substrate is sucked to the table surface by the suction suction mechanism in the atmospheric state, the above-described electrostatic suction mechanism is operated to operate the substrate. In this configuration, the discharge generated when the table surface is separated is suppressed. In addition, the suction suction mechanism includes a plurality of suction support nozzles that can move up and down (those that protrude from the table surface so that the upper substrate can be reliably suctioned).

図４に下テーブルの水平方向移動機構の配置を示す。   FIG. 4 shows the arrangement of the horizontal movement mechanism of the lower table.

図４に示すように、本実施例では下テーブル１０の外周部の少なくとも３箇所（長手方向２箇所２０ｂ、幅方向１箇所２０ａ）に、水平方向に下テーブル１０を移動するための駆動機構を備えた横押し機構２０が設けてある。幅方向に１箇所設けた横押し機構２０ａは、及び長手方向の横押し機構２０ｂは、それぞれテーブルの中心軸からずれた位置に設けてある。このように、中心軸とは一致させずに配置することでテーブルにθ方向の変位を作用させることができるようにしてある。この横押し機構２０の配置は、本実施形態に限るものではなく、四角の２辺に２箇所配置するか、又は、四角の各辺に対角状に４箇所配置することも可能である。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, a drive mechanism for moving the lower table 10 in the horizontal direction is provided at least at three locations (two locations in the longitudinal direction 20 b and one location in the width direction 20 a) on the outer periphery of the lower table 10. The provided lateral pushing mechanism 20 is provided. The lateral pushing mechanism 20a provided in one position in the width direction and the lateral pushing mechanism 20b in the longitudinal direction are provided at positions shifted from the center axis of the table. As described above, the table is arranged so as not to coincide with the central axis so that a displacement in the θ direction can be applied to the table. The arrangement of the lateral pushing mechanism 20 is not limited to the present embodiment, and it is possible to arrange two places on two sides of the square, or four places diagonally on each side of the square.

また、図４の点線で示すように、本実施の形態では下テーブル１０の下部に設けた下シャフト１２には９個のフリージョイントステージ１３が設けてあり、上記横押し機構２０を動作させたとき、下側テーブルが容易に水平方向に移動できるようにしてある。   Further, as shown by the dotted line in FIG. 4, in the present embodiment, nine free joint stages 13 are provided on the lower shaft 12 provided at the lower portion of the lower table 10, and the lateral pushing mechanism 20 is operated. Sometimes, the lower table can be easily moved in the horizontal direction.

図５に横押し機構２０の詳細構成を示す。図に示すように、横押し機構２０は、下テーブル１０の側面部に固定された補助部材１５を、下側チャンバ８の外側に設けた駆動モータ２１でボールネジ２８を回転させ、可動部材２２を図の左右に移動させる。可動部材２２は横押し部材２３に固定されている。横押し部材２３の下部に設けたリニア移動部材２５が、貼り合わせ装置の架台１側に固定されているリニアレール２４上を移動する。横押し部材２３には補助部材１５との結合部２７が設けてある。結合部２７はバネ等の弾性部材２６を介して補助部材１５が図の上下、左右方向に移動できるようにしてあり、さらに結合部２７は横押し部材２３に対して回転可能に支持されている。また、補助部材と下側チャンバ間には真空チャンバ内の真空状態を保つために蛇腹状の弾性体からなる遮蔽部材（ベローズ）１４で密閉されている。さらに、本図には図示していないが、リニアレール２４部にはリニアスケールが設けてあり、横押し部材２３の移動量を測定することで、下テーブル１０と上テーブル９の位置ズレを補正することができる。   FIG. 5 shows a detailed configuration of the lateral pushing mechanism 20. As shown in the figure, the lateral pushing mechanism 20 rotates the ball screw 28 with the auxiliary member 15 fixed to the side surface portion of the lower table 10 by the drive motor 21 provided outside the lower chamber 8, thereby moving the movable member 22. Move left and right in the figure. The movable member 22 is fixed to the lateral pushing member 23. A linear moving member 25 provided at a lower portion of the lateral pushing member 23 moves on the linear rail 24 fixed to the gantry 1 side of the bonding apparatus. The lateral pushing member 23 is provided with a coupling portion 27 with the auxiliary member 15. The coupling portion 27 is configured such that the auxiliary member 15 can move in the vertical and horizontal directions in the figure via an elastic member 26 such as a spring. Further, the coupling portion 27 is rotatably supported by the lateral pushing member 23. . Further, the auxiliary member and the lower chamber are sealed with a shielding member (bellows) 14 made of a bellows-like elastic body in order to maintain a vacuum state in the vacuum chamber. Further, although not shown in the figure, a linear scale is provided in the linear rail 24 portion, and the displacement of the lower table 10 and the upper table 9 is corrected by measuring the movement amount of the lateral pushing member 23. can do.

図６にはフリージョイントステージ１３の構成を示す。フリージョイントステージ１３は、架台１上に固定される下シャフト１２と、下シャフト１２上にＸ方向に長いリニアレール（リニアガイド）とその上に可動部材からなるＸステージ３２が設けられ、その上にθ方向に回転可能なクロスローラ３３が、そして、クロスローラ３３の上部にＹ方向に長いリニアレールとその上にテーブルに取り付けられた可動部材からなるＹステージ３４からなる。フリージョイントステージ１３を設ける部分の下チャンバは貫通穴が設けられている。そのため、下シャフト１２から水平方向に設けた受け台部３５と下チャンバ８との間には蛇腹状の弾性部材からなる遮蔽部材（ベローズ）８ｂを設けて、真空を保持できるようにしてある。   FIG. 6 shows the configuration of the free joint stage 13. The free joint stage 13 is provided with a lower shaft 12 fixed on the gantry 1, a linear rail (linear guide) long in the X direction on the lower shaft 12, and an X stage 32 made of a movable member thereon. The cross roller 33 is rotatable in the θ direction, and a Y stage 34 is formed of a linear rail long in the Y direction on the cross roller 33 and a movable member attached to the table thereon. The lower chamber in which the free joint stage 13 is provided is provided with a through hole. Therefore, a shielding member (bellows) 8b made of an accordion-like elastic member is provided between the cradle part 35 provided in the horizontal direction from the lower shaft 12 and the lower chamber 8, so that a vacuum can be maintained.

なお図１には示していないが、下側テーブル２側には、載置された下側基板と上側基板の位置合せマークを観測するためのマーク観測用のカメラが複数台設置されており、下側テーブルにはこのカメラ観測用の窓が複数箇所設けてある。   Although not shown in FIG. 1, on the lower table 2 side, a plurality of mark observation cameras for observing the alignment marks of the placed lower substrate and upper substrate are installed. A plurality of windows for camera observation are provided on the lower table.

次に本装置を用いた液晶基板の組立手順を述べる。   Next, a procedure for assembling the liquid crystal substrate using this apparatus will be described.

まず、Ｚ軸駆動機構２を動作させて、基板を挿入し、上テーブル９と下テーブル１０に保持できるだけの空間を設けるために、上チャンバ７と上テーブル９とを一緒に上昇させて、下チャンバ及び下テーブル１０とから離間させる。この動作距離は１００〜２００ｍｍ程度である。なお、チャンバ内のメンテナンスや清掃を行う場合は、２００〜３００ｍｍ程度離間させると作業性が向上する。   First, in order to operate the Z-axis drive mechanism 2 to insert a substrate and provide a space that can be held in the upper table 9 and the lower table 10, the upper chamber 7 and the upper table 9 are raised together, Separated from the chamber and lower table 10. This operating distance is about 100 to 200 mm. When performing maintenance or cleaning in the chamber, workability is improved by separating the chamber by about 200 to 300 mm.

次に、ロボットハンドを用いて貼合せ面を下テーブル１０側に向けた上基板を上テーブル９下面に搬入する。上テーブル９から図示していない複数の吸着サポートノズルを下げて上基板を吸着サポートノズルの先端に吸着する。吸着サポートノズルには負圧が供給されており、その負圧にて基板を吸着保持するものである。その後、吸着サポートノズルの先端が上テーブル面位置になるまで吸着サポートノズルを後退させ、その周囲の吸引吸着孔に負圧を供給し基板を上テーブル面に保持する。その状態で静電チャック１１に電圧を印加して静電吸着する。   Next, the upper substrate with the bonding surface facing the lower table 10 is carried into the lower surface of the upper table 9 using a robot hand. A plurality of suction support nozzles (not shown) are lowered from the upper table 9 to suck the upper substrate to the tip of the suction support nozzle. A negative pressure is supplied to the suction support nozzle, and the substrate is sucked and held by the negative pressure. Thereafter, the suction support nozzle is retracted until the tip of the suction support nozzle reaches the upper table surface position, and a negative pressure is supplied to the suction suction holes around the suction support nozzle to hold the substrate on the upper table surface. In this state, a voltage is applied to the electrostatic chuck 11 for electrostatic adsorption.

下テーブル１０に下基板を保持する手順を示す。上テーブル９に上基板を吸着保持した後に、もし、下テーブル１０上に貼合せの完了した基板が存在する場合は、下テーブル１０に設けたサポートピンをテーブル面より突出させて液晶基板を下テーブル面より浮かせ、ロボットハンドを液晶基板の下に挿入出来るようにする。そして、ロボットハンドで液晶基板を真空チャンバの外に取り出す。その後、下基板面に環状に接着剤（シール剤）を塗布し、その接着剤で囲まれた領域に液晶を滴下した下基板を下テーブル１０位置までロボットハンドで搬入し、サポートピン上に載置する。なお、接着剤は上記では下基板に設けることで説明したが、上基板側に設けてもよく、上下両基板に設けても良い。   A procedure for holding the lower substrate on the lower table 10 will be described. After adhering and holding the upper substrate on the upper table 9, if there is a substrate on which bonding has been completed on the lower table 10, the support pins provided on the lower table 10 are protruded from the table surface to lower the liquid crystal substrate. Float from the table so that the robot hand can be inserted under the LCD substrate. Then, the liquid crystal substrate is taken out of the vacuum chamber by the robot hand. After that, an adhesive (sealant) is applied annularly to the lower substrate surface, and the lower substrate on which liquid crystal has been dropped onto the area surrounded by the adhesive is carried by the robot hand to the position of the lower table 10 and placed on the support pins. Put. In the above description, the adhesive is provided on the lower substrate. However, the adhesive may be provided on the upper substrate or on both the upper and lower substrates.

次にサポートピンを先端部が下テーブル面の位置になるまで下テーブル内に後退させ、下テーブルに設けられた吸着孔に負圧源より負圧を供給し保持する。   Next, the support pin is retracted into the lower table until the tip is positioned on the lower table surface, and negative pressure is supplied from the negative pressure source to the suction hole provided in the lower table and held.

上下テーブルにそれぞれ上下基板を保持し終わると、Ｚ軸駆動機構２を動作させて、上フレーム５および上チャンバ７、上テーブル９を下降させ、上チャンバ７と下チャンバ８とをシールリングを介して合体させ真空チャンバを形成する。なお、この時上テーブル９と下テーブル１０の間隔は数ミリ程度保っておき、上基板とした基板は接触させない。真空チャンバを形成した状態で、下チャンバ側に設けた焦点深度の深い位置決め用カメラを用いて上基板と下基板に予め設けてある位置決めマークを観測し、そのずれ量を求める。   When the upper and lower substrates are respectively held on the upper and lower tables, the Z-axis drive mechanism 2 is operated to lower the upper frame 5, the upper chamber 7, and the upper table 9, and the upper chamber 7 and the lower chamber 8 are connected via a seal ring. To form a vacuum chamber. At this time, the distance between the upper table 9 and the lower table 10 is kept about several millimeters, and the upper substrate is not brought into contact. In a state where the vacuum chamber is formed, a positioning mark provided in advance on the upper substrate and the lower substrate is observed using a positioning camera having a deep focal depth provided on the lower chamber side, and the amount of deviation is obtained.

しかし、カメラの焦点深度の浅い場合は、カメラを上下動作させる機構を設けてまず上基板の位置決めマークを認識してからカメラを下方に移動させ下基板の位置決めマークを認識して上下基板の位置決めマークのずれ量を求める方法をとる。その後、横押し機構２０を駆動することで、下テーブル１０をフリージョイントステージ１３により移動して、上下基板のＸＹθ方向のずれを修正する。   However, if the depth of focus of the camera is shallow, a mechanism for moving the camera up and down is provided, and first the positioning marks on the upper board are recognized, then the camera is moved downward to recognize the positioning marks on the lower board and the upper and lower boards are positioned. A method of obtaining the amount of mark shift is used. Thereafter, by driving the lateral pushing mechanism 20, the lower table 10 is moved by the free joint stage 13 to correct the deviation of the upper and lower substrates in the XYθ directions.

上下基板の位置合せが終了すると、図示していないが下チャンバ８側に設けた排気口から真空チャンバ内の空気を排気して真空チャンバ内を減圧する。真空チャンバ内が貼合せをするための減圧状態になると、上フレームに設けた上チャンバとの連結機構を動作させ、連結を解除する。そして、Ｚ軸駆動機構２を動作させて上フレーム５を介して上テーブル９を下テーブル１０側に移動させて上下基板の貼合せ、加圧を行う。なおこのとき、基板を加圧する際に静電チャックの凸部分が変形する。これによって基板全体を均一に加圧することが出来る。なお加圧時に両テーブル上に保持している基板が位置ずれを起こす場合もあり、位置決め用のカメラを用いて時々位置決めマークを観測して位置ずれ補正を行ったほうが良い。   When the alignment of the upper and lower substrates is completed, although not shown, the air in the vacuum chamber is exhausted from the exhaust port provided on the lower chamber 8 side, and the pressure in the vacuum chamber is reduced. When the inside of the vacuum chamber is in a reduced pressure state for bonding, the connection mechanism with the upper chamber provided in the upper frame is operated to release the connection. Then, the Z-axis drive mechanism 2 is operated to move the upper table 9 to the lower table 10 side through the upper frame 5 to bond and pressurize the upper and lower substrates. At this time, the convex portion of the electrostatic chuck is deformed when the substrate is pressurized. As a result, the entire substrate can be uniformly pressurized. Note that the substrates held on both tables may be displaced when pressed, and it is better to observe the positioning marks from time to time using a positioning camera to correct the displacement.

上下の基板を加圧して貼合せが終了すると、その状態で、図示していないＵＶ照射機構を動作させて、複数箇所接着剤を硬化させて仮止めを行う。その後、真空チャンバ内に大気を導入して、大気圧に戻す。仮固定して大気圧に戻された基板は、大気圧に戻すことでさらに押し付け力が作用して、規定の厚みまで加圧される。その状態で、ＵＶ照射機構で接着剤全体を硬化させて液晶基板の貼合せが終了する。   When the upper and lower substrates are pressurized and pasting is completed, in this state, a UV irradiation mechanism (not shown) is operated to cure the adhesive at a plurality of locations and perform temporary fixing. Thereafter, air is introduced into the vacuum chamber to return to atmospheric pressure. The substrate temporarily fixed and returned to the atmospheric pressure is further pressed to a predetermined thickness by applying a pressing force by returning to the atmospheric pressure. In this state, the entire adhesive is cured by the UV irradiation mechanism, and the bonding of the liquid crystal substrate is completed.

一組の基板の貼合せが終了すると、先に述べたように、次の基板を貼合せるための準備と、完成した液晶基板の取り出しを行う。   When the bonding of one set of substrates is completed, as described above, preparation for bonding the next substrate and removal of the completed liquid crystal substrate are performed.

以上のように、本発明の基板組立装置の構成とすることで、駆動機構を簡素化し、装置全体の小型化および軽量化を図ることができる。   As described above, with the configuration of the substrate assembly apparatus of the present invention, the drive mechanism can be simplified, and the entire apparatus can be reduced in size and weight.

また、上下動の案内機構を剛性の高い構造としたことで上下動の際に外部から加わる力に対しＸＹθ方向のずれを小さく抑えることが出来る。   Further, since the vertical movement guide mechanism has a highly rigid structure, it is possible to suppress a deviation in the XYθ direction with respect to the force applied from the outside during the vertical movement.

なお、前記上テーブルでは、負圧を用いた吸引吸着機構と静電吸着機構を併用する構成としているが、さらに粘着力を利用した粘着保持機構を付加しても良いし、粘着保持機構と、吸引吸着機構又は静電吸着機構の、どちら一方を組み合せた構成としても良い。同じく、下テーブルについても吸引吸着機構だけを設けた構成として説明したが、粘着保持機構や静電吸着機構を併用する構成とすることで、真空状態なり吸引吸着力が小さくなり、外乱等により基板が移動することを確実に防止することが可能である。   In the upper table, a suction suction mechanism using a negative pressure and an electrostatic suction mechanism are used in combination, but an adhesive holding mechanism using an adhesive force may be added, or an adhesive holding mechanism. It is good also as a structure which combined any one of a suction adsorption mechanism or an electrostatic adsorption mechanism. Similarly, the lower table has been described as having a suction suction mechanism only. However, by using a structure in which an adhesion holding mechanism and an electrostatic suction mechanism are used together, the vacuum suction state and suction suction force are reduced, and the substrate may be disturbed by disturbances. Can be reliably prevented from moving.

また、先の説明では、上下のチャンバを合体させて真空チャンバを形成した際に上フレームと上チャンバの連結を解除する構成としたが、基板を貼り合せるために上テーブルを移動させる距離がシールリングの変形量で吸収できる距離の場合は、上チャンバと上フレーム間に連結機構を設けずに上チャンバと上テーブルを一体で移動して貼り合せを行うようにすることもできる。   In the above description, when the upper and lower chambers are combined to form a vacuum chamber, the connection between the upper frame and the upper chamber is released. However, the distance by which the upper table is moved to bond the substrates is sealed. In the case of a distance that can be absorbed by the deformation amount of the ring, the upper chamber and the upper table can be moved together to perform bonding without providing a connection mechanism between the upper chamber and the upper frame.

本発明における基板組立装置の全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the board | substrate assembly apparatus in this invention. 貼合せ装置の組合せガイドの説明図である。It is explanatory drawing of the combination guide of a bonding apparatus. シート状電極と弾性体シートによる静電チャックの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the electrostatic chuck by a sheet-like electrode and an elastic body sheet. 下テーブルの横押し機構の配置例を示した図である。It is the figure which showed the example of arrangement | positioning of the horizontal pushing mechanism of a lower table. 下テーブルの横押し機構の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the horizontal pushing mechanism of a lower table. 下テーブルの下に設けたフリージョイントの詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the free joint provided under the lower table.

符号の説明Explanation of symbols

１…架台、２…Ｚ軸駆動機構、２ａ…Ｚ軸駆動モータ、２ｂ…ボールネジ、２ｃ…ボールネジ受け部、２ｄ…支持梁、３…案内機構、３ａ…リニアガイド、４…ロードセル、５…上フレーム、６…上シャフト、７…上チャンバ、８…下チャンバ、９…上テーブル、１０…下テーブル、１１…静電チャック、１１ａ…電極、１１ｂ…緩衝層、１１ｃ…サブプレート、１１ｄ…ベースプレート、１２…下シャフト、１３…フリージョイント。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mount, 2 ... Z-axis drive mechanism, 2a ... Z-axis drive motor, 2b ... Ball screw, 2c ... Ball screw receiving part, 2d ... Support beam, 3 ... Guide mechanism, 3a ... Linear guide, 4 ... Load cell, 5 ... Top Frame, 6 ... Upper shaft, 7 ... Upper chamber, 8 ... Lower chamber, 9 ... Upper table, 10 ... Lower table, 11 ... Electrostatic chuck, 11a ... Electrode, 11b ... Buffer layer, 11c ... Sub-plate, 11d ... Base plate , 12 ... Lower shaft, 13 ... Free joint.

Claims (5)

パネル形成部に液晶が滴下された下基板と上基板とをそれぞれ上下に保持して対向させ、位置決めを行うと共に間隔を狭めて、減圧状態のチャンバ内で両基板を貼り合せる基板組立装置において、
上フレームと、この上フレームに支持され内部に前記上基板を保持する上テーブルを有して上下に分割された前記チャンバのうちの上チャンバと、架台上に設置され前記下基板を保持する下テーブルを有する下チャンバと、この架台の４角に配置され前記上フレームを上下に動かす駆動機構を備えた基板組立装置。 In the substrate assembly apparatus in which the lower substrate and the upper substrate on which the liquid crystal is dropped on the panel forming unit are held up and down to oppose each other, positioning and narrowing the interval, and the substrates are bonded together in a decompressed chamber.
An upper frame, which is supported by the upper frame and has an upper table for holding the upper substrate therein, is divided into upper and lower chambers, and a lower chamber which is installed on a pedestal and holds the lower substrate. A substrate assembling apparatus comprising a lower chamber having a table and a drive mechanism arranged at four corners of the gantry to move the upper frame up and down. 請求項１において、上フレームを上下動させる際のガイド機構を装置の４角に設け、それぞれのガイド機構は二つのリニアガイドを一方の案内面に対して他方の案内面が垂直となるように組み合せた構成としたことを特徴とする基板組立装置。   The guide mechanism for vertically moving the upper frame according to claim 1 is provided at four corners of the apparatus, and each guide mechanism has two linear guides so that the other guide surface is perpendicular to one guide surface. A board assembling apparatus characterized by having a combined structure. 請求項１において、前記上フレームを上下に動かす駆動機構はボールネジと、このボールネジを回転させるモータである基板組立装置。   2. The board assembly apparatus according to claim 1, wherein the drive mechanism for moving the upper frame up and down is a ball screw and a motor for rotating the ball screw. パネル形成部に液晶が滴下された下基板と上基板とをそれぞれ上下に保持して対向させ、位置決めを行うと共に間隔を狭めて、減圧状態のチャンバ内で両基板を貼り合せる基板組立方法において、
前記チャンバを上チャンバ及び下チャンバからなる構造とし、この上チャンバを支持する上フレームを備え、前記上チャンバ内に配置された上テーブルにより前記上基板を保持し、架台上に設置された下チャンバに配置された下テーブルにより前記下基板を保持し、この架台の４角に配置された駆動機構により前記上フレームを上下に動作させることにより前記上チャンバと前記下チャンバとが組み合わされて真空チャンバが形成される基板組立方法。 In the substrate assembly method in which the lower substrate and the upper substrate on which the liquid crystal is dropped on the panel forming portion are held up and down to face each other, positioning and narrowing the interval, and the two substrates are bonded together in a decompressed chamber.
The chamber is composed of an upper chamber and a lower chamber, and includes an upper frame that supports the upper chamber, the upper substrate is held by an upper table disposed in the upper chamber, and is installed on a gantry. The lower substrate is held by a lower table, and the upper frame is moved up and down by a drive mechanism arranged at four corners of the gantry, whereby the upper chamber and the lower chamber are combined to form a vacuum chamber. A method for assembling a substrate. 請求項４において、前記上フレームを上下に動かす駆動機構はボールネジと、このボールネジを回転させるモータである基板組立方法。

5. The substrate assembly method according to claim 4, wherein the drive mechanism for moving the upper frame up and down is a ball screw and a motor for rotating the ball screw.

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