JP2009206315A - テーブルへの基板搭載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に傷が付かないようにして位置合わせを行うことが可能なテーブルへの基板搭載装置を提供する。
【解決手段】基板を、その周辺部を支持しつつ下降させて、テーブル表面３ａ上に搭載する昇降ピン４と、基板がテーブル表面に到達して接触する前の下降動作途中位置に設けられ、昇降ピン上で当該基板をテーブルに対し位置決めするために、下降動作方向に沿って基板の周縁が接触・離脱可能で、接触した基板の周縁をテーブル中心に向かって水平方向へ送り出す回転体５とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に傷が付かないようにして位置合わせを行うことが可能なテーブルへの基板搭載装置に関する。

従来、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルなどの製造分野および半導体製造分野等で、特許文献１に開示されているような塗装装置が知られており、そのテーブル上に、処理対象である基板を位置決めして搭載するための装置として、特許文献２が知られている。特許文献２は基本的には、基板を保持するための所定の領域を上面に有するステージと、前記ステージの上面と平行な回転軸に対して回転可能であり、前記所定の領域に近接して設けられたローラを有する少なくとも１つのローラガイドと、を有する基板位置合わせ装置を開示している。

具体的には、ロボットアームが基板を他の場所から基板位置合わせ装置の領域の上方へ搬送し、上昇した状態に保たれている昇降装置のピンの上に基板を置く。その後、ピンが下降して、基板がステージの上面に保持される。このとき、基板の位置が領域からずれていると、基板の一部がローラの上に乗り上げてしまう。しかし、ローラが回転し得るので、基板の自重により、ローラが基板を所定の領域の方向に押し出すように回転する。押し出された基板はローラから離れると、ステージの上面に全体が接するため、それ以降大きく移動することなくステージ上で停止する。これにより、基板はステージの表面に接触しながら移動して、領域内に収まる。その結果、基板がステージ上において領域内に位置合わせされることとなる。
特開２０００−１９７８４４号公報 特開２００３−１４２５６１号公報（図３参照）

ところで、特許文献２にあっては、基板をステージ上で位置合わせするようにしていた。基板が移動する際、基板の少なくとも一端はステージ表面と接触しているので、摩擦が生じ、このために基板に傷が付きやすかった。また特に、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルに用いるような薄く大型の角型ガラス製基板（例えば、厚さ０．７ｍｍ、対辺１〜２ｍ）の場合は、支持状態によっては自重で比較的大きな撓みを生じるので、撓んだ状態の基板をそのまま下降させると、最も大きく撓んだ箇所が、位置合わせのために移動する前に、既にステージと面接触していて、このような状態で基板を移動させると、さらに広範囲に傷が付いてしまうという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、基板に傷が付かないようにして位置合わせを行うことが可能なテーブルへの基板搭載装置を提供することを目的とする。

本発明にかかるテーブルへの基板搭載装置は、基板を、その周辺部を支持しつつ下降させて、テーブル表面上に搭載する昇降ピンと、上記基板が上記テーブル表面に到達して接触する前の下降動作途中位置に設けられ、上記昇降ピン上で当該基板を該テーブルに対し位置決めするために、下降動作方向に沿って該基板の周縁が接触・離脱可能で、接触した該基板の周縁を該テーブル中心に向かって水平方向へ送り出す案内部材とを備えたことを特徴とする。

前記基板は、その周縁から、すべての前記案内部材が離脱した状態で前記テーブル表面に接触することを特徴とする。

前記案内部材は、前記基板の周縁が接触することで前記テーブル中心に向かって回転自在な回転体であることを特徴とする。

前記案内部材は、前記テーブル中心に向かって下向き傾斜で形成されたスロープ面を有することを特徴とする。

前記昇降ピンは、前記基板に当接される当接部の摩擦を小さくしたことを特徴とする。

本発明にかかるテーブルへの基板搭載装置にあっては、基板に傷が付かないようにして位置合わせを行うことができる。

以下に、本発明にかかるテーブルへの基板搭載装置の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかるテーブルへの基板搭載装置１は基本的には、図１から図３に示すように、基板２を、その周辺部を支持しつつ下降させて、テーブル表面３ａ上に搭載する昇降ピン４と、基板２がテーブル表面３ａに到達して接触する前の下降動作途中位置に設けられ、昇降ピン４上で当該基板２をテーブル３に対し位置決めするために、下降動作方向に沿って基板２の周縁２ａが接触・離脱可能で、接触した基板２の周縁２ａをテーブル３の中心に向かって水平方向へ送り出す案内部材としての回転体５とを備えて構成される。基板２は、その周縁２ａから、すべての回転体５が離脱した状態でテーブル表面３ａに接触される。回転体５は、基板２の周縁２ａが接触することでテーブル３の中心に向かって回転自在となっている。

本実施形態は、ガラス製基板２に塗装を行う塗装装置に適用した場合を示している。塗装装置には、塗装対象物である基板２を設置するために、テーブル３が備えられる。基板２が設置されるテーブル表面３ａは、平坦面で形成される。テーブル３には必要に応じて、吸引作用などにより基板２をテーブル表面３ａに吸着して位置保持する吸着手段が備えられる。

テーブル３には、基板２を支持しながら、当該基板２を下降させてテーブル表面３ａ上に搭載するための昇降ピン４が設けられる。昇降ピン４は、上端部が基板２に下から当接して当該基板２を下方から支える複数のピン部材４ａと、これらピン部材４ａを上下方向に昇降移動させる駆動手段（図示せず）とを備えて構成される。テーブル３には、テーブル表面３ａから当該テーブル３内部へ向かって、縦穴６が形成される。縦穴６は、テーブル３の周辺部に、当該テーブル３の周方向に沿って適宜間隔を隔てて、複数形成される。複数のピン部材４ａは、これら縦穴６それぞれに、テーブル表面３ａよりテーブル３内部に没入した位置からテーブル表面３ａよりも上方へ突出した位置まで、上下方向に昇降自在に設けられる。これにより、ピン部材４ａはテーブル３の周辺部に、互いに適宜間隔を隔てて配設され、基板２は、その周辺部がこれら複数のピン部材４ａによって昇降可能に支持される。

基板２に当接されるピン部材４ａの上端部は、基板２に対する摩擦が小さくなるように形成される。例えば、ピン部材４ａの上端部は、これに合成樹脂製のキャップ７が装着されたり、低摩擦材が塗布またはコーティングされて、低摩擦係数に形成される。これらピン部材４ａは、駆動手段によって、テーブル表面３ａに対し、互いに同じ高さを保持しながら同期して昇降移動され、これにより、基板２は、ピン部材４ａで支持されつつ、テーブル表面３ａよりも上方位置から下降され、ピン部材４ａがテーブル表面３ａ下方へ没入することで、テーブル表面３ａ上に搭載される。

テーブル３周囲のエリア８には、当該テーブル３の周方向に互いに適宜間隔を隔てて、複数の高さ調整可能な柱９が立設される。これら柱９は好ましくは、二本一組で、テーブル３を挟んで互いに向かい合うように配置される。これら柱９にはそれぞれ、基板２をテーブル３に対し位置決めするために、例えばローラやボールからなる回転体５が支持される。これら回転体５は、テーブル表面３ａから同一高さ位置に設けられる。図示例にあっては、回転体５は、柱９上端に回転自在に設けられているが、柱９の高さ方向中間位置に回転自在に設けるようにしてもよい。

テーブル３を取り囲んで配置される回転体５は、基板２の平面外形寸法との関係で、基板２がテーブル３に対し、位置ズレなく下降する際には、当該基板２と接触しないように柱９に設けられる。従って、回転体５は、例えば基板２がテーブル３に対し左側に位置ズレしている場合（図３参照）、基板２の左縁に面する回転体５が基板２と接触し、右縁に面する回転体５は基板２とは接触しない。なお、図示例では、基板２がテーブル３の平面外形寸法よりも大きいので、回転体５は、テーブル３から離れるようにして柱９に設けられているが、基板２がテーブル３の平面外形寸法よりも小さい場合には、テーブル表面３ａ上方に迫り出すようにして柱９に設けることとなる。基板２に対する回転体５のこの種の設定は、回転体５の外径寸法や、柱９の設置位置、柱９への回転体５の支持位置等によって調整される。

また、回転体５は、柱９を高さ調整することで、ピン部材４ａによって下降する基板２がテーブル表面３ａに到達して接触する前の、下降動作途中の高さ位置に配置される。詳細には、回転体５の高さ位置（図４中、Ｂで示す）は、基板２がテーブル表面３ａに接触（図４中、高さＡ＝０の状態）する以前の高さ位置であれば、どのような高さ位置でも良いが、基板２がテーブル表面３ａに接触する、できる限り直前の高さ位置に設定することが好ましい。回転体５による位置決め後の下降距離が長いと、下降距離が短い場合に比べて、その後の下降中に位置ズレが生ずる可能性が高いためである。基板２がテーブル表面３ａに接触する直前の高さ位置であれば、位置決め後の位置ズレを適切に防止することができる。これにより、回転体５は、基板２全体がテーブル表面３ａから浮いている状態で、基板２を位置決めすることとなるので、基板２はテーブル表面３ａに接触しながら移動することがなく、基板２には傷が付かない。

さらに、柱９による回転体５の支持高さ位置は、基板２の下降動作との関係で、基板２の周縁２ａがすべての回転体５から離脱した状態でテーブル表面３ａに接触するように設定される。回転体５は、基板２の下降動作方向に沿って、基板２の周縁２ａが接触・離脱可能とされる。具体的には、回転体５は、基板２の底面がテーブル表面３ａに到達して接触する前に、基板２の周縁２ａから離脱する（図３（ｃ）参照）一方で、それ以前の下降段階で、基板２の周縁２ａが接触（図３（ｂ）参照）可能な高さ位置に柱９によって支持される。回転体５のこの種の設定も、回転体５の外径寸法や柱９への回転体５の支持位置等によって調整される。

このように配設位置が設定された回転体５は、下降される基板２の周縁２ａが接触することで、当該基板２の下降作用に伴う引きずりによりテーブル３の中心に向かって回転され、この回転によって、接触した基板２の周縁２ａをテーブル３の中心に向かって水平方向へ送り出し、これによりテーブル表面３ａと非接触状態の基板２がこれを支持しているピン部材４ａ上で位置決めされるようになっている。回転体５が、回転軸５ａを有するローラの場合には、基板２の周縁２ａをテーブル３の中心へ送り出すために、ローラの回転軸５ａが基板２の周縁２ａとおおよそ平行になるように設定される。回転体５は柱９に対し、上下方向に弾性緩衝作用を発揮するバネやゴムなどのクッション材を介して支持するようにしても良い。これにより、基板２の周縁２ａが接触する際の衝撃を弱めることができる。他方、回転体５は水平方向については、柱９に対し剛に設けることが好ましい。回転体５が水平方向に移動し得ると、位置決め精度が劣化するおそれがあるためである。

次に、本実施形態にかかるテーブルへの基板搭載装置１の作用について説明する。基板２は、ロボットアームなどの搬送手段で搬送されて、図３（ａ）に示すように、テーブル表面３ａ上方へ突出されている複数のピン部材４ａ上に載置される。ピン部材４ａは、基板２が載置されると、駆動手段により下降移動され、これにより基板２を支持しつつテーブル表面３ａに向かって降下させる。基板２がテーブル３に対して位置ズレ（図３（ａ）中、ｘで示す。）していると、基板２の周縁２ａは、柱９に設けた回転体５の上に載って接触する。

回転体５は、基板２が接触すると、当該基板２の下降動作による引きずりでテーブル３側に向かって回転する。回転体５がテーブル３側に向かって回転すると、回転体５上に載っている基板２の周縁２ａは、ピン部材４ａの下降移動により下降しながらテーブル３の中心に向かって水平方向へ送り出され、これにより図３（ｂ）に示すように、ピン部材４ａ上でテーブル３に対する基板２の位置決めが行われる。基板２の周縁２ａが回転体５上から離脱した段階では、基板２は継続してピン部材４ａ上に支持されて、テーブル表面３ａ上方に浮いた状態となっている。回転体５からの離脱後、さらにピン部材４ａが下降移動され、ピン部材４ａが縦穴６内部に没入すると、基板２は、図３（ｃ）に示すように、テーブル表面３ａ上に載置される。基板２がテーブル３に対して位置ズレしていない場合には、基板２は回転体５と接触することなく、テーブル表面３ａ上に搭載される。

以上説明した本実施形態にかかるテーブルへの基板搭載装置１にあっては、基板２がテーブル表面３ａに到達して接触する前の下降動作途中位置に設けられ、昇降ピン４上で当該基板２をテーブル３に対し位置決めするために、下降動作方向に沿って基板２の周縁２ａが接触・離脱可能で、接触した基板２の周縁２ａをテーブル３の中心に向かって水平方向へ送り出す回転体５を備えたので、基板２の位置合わせをピン部材４ａ上で行うことができ、背景技術のように、基板を、テーブル表面上に接触させながら移動させる必要がなくて、基板２に傷が付かないようにして位置合わせを行うことができる。特に、撓み変形する基板２の場合であっても、基板２がテーブル表面３ａ上に到達して接触する前の下降動作途中位置に設けた回転体５で位置決めするようにして、すなわちピン部材４ａ上で位置決めするようにしているので、基板２に傷が付くことを適切に防止することができる。

また、案内部材を回転体５で構成し、当該回転体５を柱９に定位置で支持して設けるようにしたので、基板２の下降動作を利用して、きわめて簡単な構造で、かつ作業時間の遅延を生じさせることなく、位置決め作用を得ることができる。また、回転体５を用いるようにしたので、基板２の周縁２ａとの接触時に、回転体５が回転して逃げるので、傷が付きにくいとともに、回転体５の回転作用で滑らかに基板２をテーブル３の中心へ送り出すことができる。

基板２と当接するピン部材４ａの上端部の摩擦を小さくしたので、基板２やテーブル３に低摩擦材などを塗布するなどして低摩擦化するよりも、構成が簡単であるとともに、テーブル３等に低摩擦材を適用することによって基板２への各種処理に障害が生じることも防止することができる。また、基板２をピン部材４ａ上に支持するにあたり、ピン部材４ａから基板２下面に向かってエアを噴出させることで、ピン部材４ａ上で基板２が傷つくことをさらに防止できる。さらに、基板２をテーブル表面３ａ上に搭載するにあたり、テーブル表面３ａから基板２下面に向かってエアを噴出させることで、テーブル表面３ａ上で基板２に傷が付くことをさらに防止できる。

図５には変形例が示されている。この変形例では、案内部材として、上記回転体５に代えて、断面三角形状のブロック１１が採用されている。このブロック１１は、柱９の上端に固定して設けられ、３辺のうちの一辺が、テーブル３の中心に向かって下向き傾斜のスロープ面１１ａを構成するようになっている。スロープ面１１ａの下縁部１１ｂは、基板２の周縁２ａの離脱を円滑化するために、丸味を帯びた形状に形成される。また、ブロック１１は、上述したクッション材１２を介して柱９に取り付けるようにしても良い。このような変形例にあっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。特にブロック１１は、可動部分がないので、故障などを生じることがない。

上記実施形態にあっては、ガラス製基板に塗装を行う塗装装置に適用した場合について説明したが、基板２の材質はどのようなものであっても良く、またどのような装置に適用してもよいことはもちろんである。

本発明にかかるテーブルへの基板搭載装置の好適な一実施形態を示す概略側断面図である。 図１に示したテーブルへの基板搭載装置の概略平面図である。 図１に示したテーブルへの基板搭載装置の作用の概略説明図である。 図１に示したテーブルへの基板搭載装置において、基板がテーブル表面に到達する直前の状況を説明するための概略側面図である。 本発明にかかるテーブルへの基板搭載装置の変形例を示す概略側断面図である。

符号の説明

１ テーブルへの基板搭載装置
２ 基板
２ａ 基板の周縁
３ テーブル
３ａ テーブル表面
４ 昇降ピン
５ 回転体
１１ａ スロープ面

Claims (5)

1. 基板を、その周辺部を支持しつつ下降させて、テーブル表面上に搭載する昇降ピンと、上記基板が上記テーブル表面に到達して接触する前の下降動作途中位置に設けられ、上記昇降ピン上で当該基板を該テーブルに対し位置決めするために、下降動作方向に沿って該基板の周縁が接触・離脱可能で、接触した該基板の周縁を該テーブル中心に向かって水平方向へ送り出す案内部材とを備えたことを特徴とするテーブルへの基板搭載装置。
2. 前記基板は、その周縁から、すべての前記案内部材が離脱した状態で前記テーブル表面に接触することを特徴とする請求項１に記載のテーブルへの基板搭載装置。
3. 前記案内部材は、前記基板の周縁が接触することで前記テーブル中心に向かって回転自在な回転体であることを特徴とする請求項１または２に記載のテーブルへの基板搭載装置。
4. 前記案内部材は、前記テーブル中心に向かって下向き傾斜で形成されたスロープ面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のテーブルへの基板搭載装置。
5. 前記昇降ピンは、前記基板に当接される当接部の摩擦を小さくしたことを特徴とする請求項１〜４いずれかの項に記載のテーブルへの基板搭載装置。

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