JP4197932B2

JP4197932B2 - 輸送ロボットおよび輸送ロボットを採用した混成集積回路の製造方法

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Publication number: JP4197932B2
Application number: JP2002346104A
Authority: JP
Inventors: 雅彦水谷; 伸一豊岡
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP2004174685A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輸送ロボットに関し、特に、１つのヘッドを用いて、重さおよび厚さの異なる板状の材料を１枚ずつ吸着して輸送する輸送ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表面に混成集積回路等の電気回路が形成される回路基板の１つとして、表面に銅箔が形成されたアルマイト基板がある。この場合は、アルミニウム等の金属の基板上に銅等から成る導電パターンが形成されている。そして、アルマイト基板と導電パターンとは、両者の間の絶縁層により絶縁されている。
【０００３】
表面に導電パターンが形成されたアルマイト基板からなる回路基板の製造方法を説明する。金属基板は例えばアルマイト基板が所定の幅で用意され、導電パターンとなる導電箔も所定の幅で用意される。ここで、銅箔の裏面には接着剤となる樹脂が塗布されて用意される。そして、金属基板に導電箔を圧着させることにより、導電箔と金属基板とは一体化されて回路基板となる。導電箔をエッチング等により部分的に除去することにより、導電パターンは形成される。その後に、ＩＣ等の回路素子を固着する工程、ワイヤボンドの工程、基板を分割する工程、封止の工程等を経て、混成集積回路装置が製造される。
【０００４】
図６を参照して、アルマイト基板と銅箔とを圧着させる工程を説明する（例えば、特許文献１参照）。アルマイト板１１３Ｂは所定の幅（数メートル）で用意され、銅箔１１３Ｃもアルマイト板１１３Ｂと同等の幅で用意される。ここで、銅箔１１３Ｃの裏面には、接着剤となる絶縁性樹脂が塗布されている。そして、アルマイト板１１３Ｂ上に銅箔１１３Ｃを重畳させてから、２つのロール１２０により、上下方向から圧力を加えることにより、両者は圧着されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０６−０９１８３６号公報（第１頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなロールによる基板の積層方法では、ロール１２０の圧力により、銅箔の裏面に付着された樹脂にクラックが発生してしまう問題があった。
【０００７】
更に、上記のような問題を解決するために、約１メートル四方に形成されたアルマイト板１１３Ｂおよび銅箔１１３Ｃを積層させた後に、プレス機で両者を圧着させる積層方法がある。しかしながら、板状の材料の輸送および積層は人力で行っていたので積層の精度が悪いという問題があった。
【０００８】
更にまた、吸引力の大きい吸着パッドを用いてアルマイト基板１１３Ｂを吸着すると、複数枚のアルマイト基板１１３Ｂを同伴して吸着してしまう問題があった。
【０００９】
本発明は、上記した問題を鑑みて成されたものである。従って、本発明の主な目的は、板状の材料を吸着して輸送する輸送ロボットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の輸送ロボットは、積層された第１の材料および前記第１の材料よりも厚い第２の材料を輸送する輸送ロボットであり、移動可能なヘッドと、前記ヘッドに備えられた第１のパッドと、前記ヘッドに備えられて前記第１のパッドよりも吸引力が大きい第２のパッドと、前記第１のパッドと前記第２のパッドとの上下方向の相対的な位置を変化させる移動機構とを具備し、前記ヘッドに設けられる前記第１のパッドの個数は、前記第２パッドよりも多数であり、前記第１の材料を輸送するときは、前記ヘッドを前記第１の材料の上方まで移動させ、前記移動機構により前記第１のパッドを前記第２のパッドよりも下方に配置し、前記第１のパッドにて前記第１の材料の表面を吸着して輸送し、前記第２の材料を輸送するときは、前記ヘッドを前記第２の材料の上方まで移動させ、前記移動機構により前記第２のパッドを前記第１のパッドよりも下方に配置し、前記第２のパッドにて前記第２の材料の表面を吸着して輸送することを特徴とする。
【００１１】
本発明の輸送方法は、積層された第１の材料および前記第１の材料よりも厚い第２の材料を、輸送ロボットを使用して輸送する輸送方法であり、前記輸送ロボットは、移動可能なヘッドと、前記ヘッドに備えられた第１のパッドと、前記ヘッドに備えられて前記第１のパッドよりも吸引力が大きい第２のパッドと、前記第１のパッドと前記第２のパッドとの上下方向の相対的な位置を変化させる移動機構とを具備し、前記ヘッドに設けられる前記第１のパッドの個数は、前記第２パッドよりも多数であり、前記第１の材料を輸送するときは、前記ヘッドを前記第１の材料の上方まで移動させ、前記移動機構により前記第１のパッドを前記第２のパッドよりも下方に配置し、前記第１のパッドにて前記第１の材料の表面を吸着して輸送し、前記第２の材料を輸送するときは、前記ヘッドを前記第２の材料の上方まで移動させ、前記移動機構により前記第２のパッドを前記第１のパッドよりも下方に配置し、前記第２のパッドにて前記第２の材料の表面を吸着して輸送することを特徴とする。
【００１２】
本発明の混成集積回路装置の製造方法は、導電パターンの材料である第１の材料を、板状の金属から成り前記第１の材料よりも厚い第２の材料の上面に積層させて積層板を構成する工程と、前記第１の材料を選択的にエッチングして前記導電パターンを形成する工程と、前記導電パターンに回路素子を固着する工程と、前記積層板を分離する工程と、を具備し、前記積層板を構成する工程では、前記第１の材料および前記第２の材料を、輸送ロボットを使用して輸送し、前記輸送ロボットは、移動可能なヘッドと、前記ヘッドに備えられた第１のパッドと、前記ヘッドに備えられて前記第１のパッドよりも吸引力が大きい第２のパッドと、前記第１のパッドと前記第２のパッドとの上下方向の相対的な位置を変化させる移動機構とを具備し、前記ヘッドに設けられる前記第１のパッドの個数は、前記第２パッドよりも多数であり、前記第１の材料を輸送するときは、前記ヘッドを前記第１の材料の上方まで移動させ、前記移動機構により前記第１のパッドを前記第２のパッドよりも下方に配置し、前記第１のパッドにて前記第１の材料の表面を吸着して輸送し、前記第２の材料を輸送するときは、前記ヘッドを前記第２の材料の上方まで移動させ、前記移動機構により前記第２のパッドを前記第１のパッドよりも下方に配置し、前記第２のパッドにて前記第２の材料の表面を吸着して輸送する、ことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（輸送ロボットの構成を説明する第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の輸送ロボット２０の構成を説明する。図１（Ａ）は輸送ロボット２０が有するヘッド２４の斜視図であり、図１（Ｂ）は輸送ロボット２０の外形を示す図である。
【００２７】
本発明の輸送ロボット２０は、ヘッド２４と、ヘッド２４に取り付けられた吸着力の小さい第１のパッド２６と、ヘッド２４に取り付けられた第１のパッド２６よりも吸着力の大きい第２のパッド２７とを有している。ここで、輸送される板状の材料１３の重量に応じて、第１のパッド２６または第２のパッド２７のいずれかを用いて、板状の材料１３を輸送する。更に、輸送される板状の材料の剛性に応じて、前記第１のパッドまたは前記第２のパッドのいずれかを用いて、板状の材料を輸送する。このような輸送ロボット２０の構成を以下にて説明する。
【００２８】
図１（Ａ）を参照して、輸送ロボット２０が有するヘッド２４の詳細を説明する。ヘッド２４は第３のアーム２３Ｃに連結されて固定されている。そしてヘッド２４は、第３のアーム２３Ｃに固定された上段テーブル２５Ａと、上段テーブル２５Ａの下方に取り付けられて昇降可能な下段テーブル２５Ｂと、上段テーブル２５Ａに固定された吸着力の大きい第２のパッド２７と、下段テーブル２５Ｂに取り付けられた吸着力の小さい第１のパッド２６とを有している。これらの構成要素を以下にて説明する。
【００２９】
上段テーブル２５Ａは、テーブル状に形成されており、第３のアーム２３Ｃに固定されている。そして、ヘッド２４を構成する他の要素を支持するはたらきを有する。具体的には、第１のパッド２６、下段テーブル２５Ｂおよびシリンダ２８が、上段テーブル２５Ａに取り付けられている。また、上段テーブル２５Ａには、下段テーブル２５Ｂを昇降させる昇降機構も取り付けられる。
【００３０】
下段テーブル２５Ｂは板状に形成されており、その平面的な大きさは輸送される板状の材料１３と同等である。下段テーブル２５Ｂの周辺部の下面には、複数個の第１のパッド２６が取り付けられており、更にその他の箇所にも複数個の第１のパッド２６が取り付けられている。下段テーブル２５Ｂ自体は、上段テーブル２５Ａが有する昇降手段に取り付けられている。従って、この昇降手段を操作することにより、下面に多数個の第１のパッド２６を有する下段テーブル２５Ｂが上下に移動することになる。具体的には、下段テーブル２５Ｂを上方向に移動させることにより、相対的に第２のパッド２７が第１のパッド２６よりも下方に延在するようになる。それに対して、下段テーブル２５Ｂを下方向に移動させることにより、相対的に第１のパッド２６が第２のパッド２７よりも下方に延在するようになる。また、下段テーブル２５Ｂには孔が設けられており、この孔から第２のパッド２７を下方に突出している。
【００３１】
第２のパッド２７は、上段テーブル２５Ａに複数個が取り付けられている。第２のパッド２７は比較的大きな吸引力を有しているので、重量が数十キログラムの板状の材料を吸着して持ち上げることができる。
【００３２】
第１のパッド２６は、下段テーブル２５Ｂに複数個が取り付けられている。第１のパッド２６は、比較的小さな吸引力を有し且つその径も小さいので、厚さが数十μｍ程度の薄い板状の材料１３を吸着して持ち上げることができる。このように第１のパッド２６は小さな吸引力を有しているので、薄い板状の材料１３を吸着しても、その材料に変形等が発生しない。また、第１のパッド２６は、第２のパッド２７と比較すると、多数個が設けられているので、安定して板状の材料１３を輸送することができる。
【００３３】
次に第１のパッド２６と第２のパッド２７との使い分けについて説明する。吸着する材料の厚さおよび剛性に応じて、第１のパッド２６と第２のパッド２７は使い分ける。薄い板状の材料１３の吸着は重量が軽く剛性が弱いので第１のパッド２６で行い、厚い板状の材料１３の吸着は重量が重たいので第２のパッド２７で行っている。具体的には、重量が重たいコール板１３Ｅ、アルマイト板１３Ｂおよびアルミ板１３Ｄの吸着は第２のパッド２７で行っている。そして、厚さ数十μｍ程度の銅箔１Ｃ、クッション紙およびアルミ箔１３Ｆの吸着は、第１のパッド２６で行っている。なお、ヘッド２４の上部には、制御部（図示せず）が設けられており、第１のパッド２６および第２のパッド２７の移動と吸着動作を制御している。
【００３４】
シリンダ２８は、上段テーブル２５Ａに装着されており、その端部に第３のパッド２８Ａを有している。シリンダ２８の下端に設けられる第３のパッド２８は、板状の材料１３の端部にその場所が対応している。ここでは、１つのシリンダ２８のみが図示されているが、シリンダ２８は、ヘッド２４の平面的な対角の箇所に２個が装着されている。シリンダ２８の垂直に延在する部分は伸縮が可能と成っており、この箇所を伸縮させることにより、第３のパッド２８Ａを上下させることができる。第３のパッド２８Ａは、他のパッドと同様に、吸引力により板状の材料１３を吸引する働きを有する。シリンダ２８の具体的な動作に関しては後述する。
【００３５】
次に、ヘッド２４上部に設けた傾斜機構について説明する。ヘッド２４は傾斜機構を有しており、この傾斜機構によりヘッド２４全体を傾斜させることができる。特に板状の材料１３を、大きな吸引力を有する第２のパッド２７で吸着した場合、板状の材料１３の同伴が問題となる。従って、第２のパッド２７で板状の材料１３を吸着した後に、傾斜機構によりヘッド２４全体を傾斜させることで、第２のパッド２７が吸着した板状の材料１３のみを確実に輸送することができる。この方法の詳細に関しては後述する。
【００３６】
図１（Ｂ）を参照して、上記したヘッド２４を有する輸送ロボット２０の構成について説明する。輸送ロボット２０は、次のような構成を有している。全体の土台となる第１の台座２１Ａと、水平方向の回転を行う第１の関節２２Ａと、第１の関節上に設置された第２の台座２１Ｂと、垂直方向の回転を行う第２の関節２２Ｂ、第３の関節２２Ｃおよび第４の関節２２Ｄと、第２の関節２２Ｂと第４の関節２２Ｄとの間に設けた第１のアーム２３Ａ、第２のアーム２３Ｂおよび第３のアーム２３Ｃと、第３のアームに接続するヘッド２４とから輸送ロボット２０は構成されている。
【００３７】
（回路基板の製造装置の構成を説明する第２の実施の形態）
図２を参照して製造装置の構成を説明する。本発明の回路基板の製造装置は、回路基板の材料となる板状の材料１３を積層させて積層材料１１Ａを形成する積層装置１０と、積層装置１０から輸送された積層材料１１Ａを圧着して回路基板を形成する圧着装置とを有し、積層装置１０は、種類の異なる板状の材料１３をその種類毎に用意する複数の材料ステージ１２と、板状の材料１３を積層させる積層ステージ１１と、材料ステージ１２および積層ステージ１１に囲まれるように配置された輸送ロボット２０とから成る。そして、輸送ロボット２０により板状の材料１３を所定の順番に１枚ずつ積層ステージ１１に輸送することを特徴とする。図２（Ａ）は、積層装置１０の平面図であり、図２（Ｂ）はその断面図である。このような構成を有する積層装置１０の詳細を以下にて説明する。
【００３８】
材料ステージ１２Ａ〜１２Ｆは、それぞれ種類の異なる板状の材料１３が載置されており、上方から見ると規則的に配置されている。具体的に、材料ステージ１２Ａ〜１２Ｆは、積層ステージ１１と共に輸送ロボット２０を取り囲むように四角の形状に配置されている。そして、各々の材料ステージ１２Ａ〜１２Ｆと輸送ロボット２０との距離は、輸送ロボット２０のヘッド２４が材料ステージ１２Ａ〜１２Ｆに到達する範囲で設定される。また、積層ステージ１１と輸送ロボット２０との距離も、輸送ロボット２０のヘッド２４が積層ステージ１１に到達する範囲で設定される。積層ステージ１２Ａ〜１２Ｆの平面的な大きさは、そこに載置される材料よりも大きく形成され、１メートル四方以上の大きさに形成される。詳細は後述するが、それぞれの材料ステージ１２Ａ〜１２Ｆに積層された板状の材料は、中央部に配置された輸送ロボット２０により１枚ずつ輸送され、積層ステージ１１に所定の順序で積層される。
【００３９】
それぞれの材料ステージ１２Ａ〜１２Ｆに載置される材料は、金属基板となるアルマイト板１３Ｂおよび銅箔１３Ｃと、間材となるアルミ板１３Ｄなどであり、その大きさは約１メートル四方の大きさに統一されて積層されている。具体的には、材料ステージ１２Ａ〜１２Ｆには、クッション紙１３Ａ、アルマイト板１３Ｂ、銅箔１３Ｃ、アルミ板１３Ｄ、コール板１３Ｅおよびアルミ箔１３Ｆが積層されている。ここで、銅箔１３Ｃの裏面には、銅箔１３Ｃとアルマイト板１３Ｂとの接着剤となる絶縁成接着剤が塗布されている。
【００４０】
なお、材料ステージ１２Ｆでは、ロール状に巻かれたアルミ箔１３Ｆが用意されても良い。そして、材料ステージ１２Ｆに、アルミ箔１３Ｆを自動的に供給する装置を追加することにより、アルミ箔を自動的に材料ステージ１２Ｆに供給することができる。更に、他の材料ステージ１２と同じく、約１メートル四方にカットされたアルミ箔１３Ｆが用意されても良い。
【００４１】
積層ステージ１１は、上記した材料ステージ１２と同様に、輸送ロボット２０のヘッドが到達する箇所に配置される。そして、輸送ロボット２０により所定の順序で材料ステージ１２から材料を１枚ずつ輸送して、積層ステージ１１上に積層させる。その後にプレス（図示せず）を用いて、積層された板状の材料をプレスすることにより、アルマイト板１３Ｂと銅箔１３Ｃは圧着される。板状の材料１３Ａ〜１３Ｆを１枚ずつ輸送して積層ステージ１１に積層させる方法については後述する。
【００４２】
また、積層ステージ１１にて数十セット分の回路装置を構成する板状の材料が積層された積層材料１１Ａは、自走式の移送装置（図示せず）に載置される。そして、移送装置により、積層材料１１Ａは圧着装置（図示せず）に移送されてセットされる。その後に、圧着装置により積層材料１１Ａをプレスすることにより、アルマイト板１３Ｂと銅箔１３Ｃとが圧着されて、回路基板を構成する。
【００４３】
図２（Ｂ）を参照して、前述したように、輸送ロボット２０は、積層ステージ１１および材料ステージ１２に囲まれるように配置されており、次のような構成を有している。全体の土台となる第１の台座２１Ａと、水平方向の回転を行う第１の関節２２Ａと、第１の関節上に設置された第２の台座２１Ｂと、垂直方向の回転を行う第２の関節２２Ｂ、第３の関節２２Ｃおよび第４の関節２２Ｄと、第２の関節２２Ｂと第４の関節２２Ｄとの間に設けた第１のアーム２３Ａ、第２のアーム２３Ｂおよび第３のアーム２３Ｃと、第３のアームに接続するヘッド２４とから輸送ロボット２０は構成されている。
【００４４】
上記したように、輸送ロボット２０は、水平方向の回転を行う第１の関節２２Ａと、垂直方向の回転を行う第２の関節２２Ｂ〜第４の関節２２Ｄを有している。従って、これらの関節２２の回転を所定の動作で制御することにより、ヘッド２４を３次元的に移動させることができる。また、ヘッド２４は、基本的にその平行性が保たれている。上記の説明では、輸送ロボット２０は合計で４つの関節を有するが、ヘッド２４の平行性を保ちながら３次元的に移動させることができる範囲で、関節の数を変化させることもできる。
【００４５】
（板状の材料１３の吸着方法を説明する第３の実施の形態）
図３および図４を参照して、上記したヘッド２４を用いて、材料ステージ１２に積層された板状の材料１３を吸着する方法を具体的に説明する。
【００４６】
図３（Ａ）を参照して、積層して準備された銅箔１３Ｃを吸着する方法を説明する。ここで輸送する板状の材料である銅箔１３Ｃは、厚さが数十μｍと非常に薄く且つ重量も軽い。従って、吸着力の弱い第１のパッド２６を用いてその吸着を行う。このことから、ヘッド２４の状態は同図に示すように、第１のパッド２６を固定する下段テーブル２５Ｂが下降して、第１のパッド２６の下端が、第２のパッド２７の下端よりも下方に突き出た形となっている。第１のパッド２６の吸引力は弱いので、その吸引力による銅箔１３Ｃの変形は小さい。従って、下方の他の銅箔１３Ｃが同伴してしまう危険性も低い。
【００４７】
図３（Ｂ）を参照して、材料ステージ１２Ｅに載置されたコール板１３Ｅを吸着する方法を説明する。コール板１３Ｅは、積層ステージ１１に材料を積層される際に、最も下方に載置されて受け皿となる鋼製のものであるので、コール板１３Ｅの重量は数十キログラムと重い。従って、コール板１３Ｅの吸着は、吸着力の大きい第２のパッド２７を用いて行う。このことから、ヘッド２４の状態は同図に示すように、第１のパッド２６を固定する下段テーブル２５Ｂが上昇して、第２のパッド２７の下端が、第１のパッド２６の下端よりも下方に突き出た形となっている。第２のパッド２７は、その形状的な大きさおよび吸引力が、第１のパッド２６よりも大きいため、数十キログラムのコール板１３Ｅを輸送することができる。
【００４８】
図４を参照して、アルマイト板１３Ｂを吸着する方法を説明する。金属基板の基材となるアルマイト板１３Ｂは、厚さが約１．５ｍｍで約１メートル四方の金属板である。このことから、アルマイト板１３Ｂの重量は数キログラムとなり、厚さが数十μｍの銅箔１３Ｃを吸着する第１のパッドを用いて吸着することはできないので、吸着力の大きい第２のパッド２７を使用する。このように大きな吸着力を用いて最上層の板状の材料１３を吸着すると、その吸着力により板状の材料が変形して疑似パッドとなってしまう場合がある。このような場合、この疑似パッドにより、数枚の板状の材料１３が同伴してしまう問題があった。本発明では、このような問題を、シリンダ２８を用いることと、ヘッド２４全体を傾斜させることにより解決している。その詳細を以下にて説明する。
【００４９】
図４（Ａ）を参照して、アルマイト板１３Ｂを第２のパッド２７で吸着する方法を説明する。ここでは、ヘッド２４の状態は、第１のパッド２６を固定する下段テーブル２５Ｂが上昇して、第２のパッド２７の下端が、第１のパッド２６の下端よりも下方に突き出た形となっている。従って、ヘッド２４を下降させることにより、第２のパッド２７の下端が、最上層に積層されたアルマイト板１３Ｂの表面に接触して吸着可能となる。第２のパッド２７がアルマイト板１３Ｂを吸着するのと前後して、シリンダ２８下端に設けた第３のパッド２８Ａが下降してアルマイト板１３Ｂの端部を吸着する。そして、第２のパッドがアルマイト板１３Ｂを上昇させるのに先行して、第３のパッド２８Ａがアルマイト板１３Ｂの端部を吸着上昇させる。
【００５０】
このことにより、最上層のアルマイト板１３Ｂの端部付近は上方向に湾曲する。そして、湾曲した最上層のアルマイト板１３Ｂと、その下に積層されたアルマイト基板１３Ｂとの間には、空気が侵入する。従って、第２のパッド２７により疑似パッドが形成された場合でも、この疑似パッドに空気を侵入させることにより、疑似パッドの吸着力を低減させることができる。このことから、最上部のアルマイト板１３Ｂに、下方のアルマイト板１３Ｂが同伴してしまうのを防止できる。上記の説明では、１つのシリンダ２８を用いてアルマイト板１３Ｂの端部を吸着上昇させていたが、アルマイト板１３Ｂの対角に対応する２箇所を、２つのシリンダ２８を用いて局所的に吸着上昇させると、上記した効果を更に確実に奏することができる。
【００５１】
図４（Ｂ）を参照して、ヘッド２４によりアルマイト板１３Ｂを吸着上昇させる方法を説明する。アルマイト板１３Ｂの吸着上昇は、第２のパッド２７で吸着を行った後に、ヘッド２４全体を上昇させることにより行う。ここでは、ヘッド２４全体を傾けてから、その上昇を行っている。前述したようにシリンダ２８を用いて、アルマイト板１３Ｂの端部を吸着上昇させることにより、最上層のアルマイト基板１３Ｂの下面に空気を取り込み、下層のアルマイト板１３Ｂの同伴を防止している。ここでは、ヘッド２４全体を傾けることで、更に確実に最上層のアルマイト基板１３Ｂの切り離しを行っている。このようにヘッド２４を傾斜させる動作は、ヘッド２４が連結される第４の関節を回転させることにより行うことができる。更には、これとは別途に、ヘッド２４を傾斜させる機構を設けても良い。更にまた、ここでは、アルマイト基板１３Ｂの端部を持ち上げたシリンダ２８を若干伸縮させることにより、アルマイト基板１３Ｂに振動を加えている。このようにアルマイト基板１３Ｂに振動を加えることにより、アルマイト基板１３Ｂの切り離しを確実に行うことができる。
【００５２】
（回路基板の製造方法を説明する第４の実施の形態）
図５を参照して、以上にて説明した製造装置を用いて、積層ステージ１１に板状の基板１３を積層させて回路基板を形成する具体的な方法を説明する。図５（Ａ）は回路基板を製造する工程を示す工程図であり、図５（Ｂ）は回路基板の製造装置の平面図である。
【００５３】
本発明の回路装置の製造方法は、種類の異なる板状の材料１３を、その種類毎に材料ステージ１２に積層させる工程と、材料ステージ１２の近辺に配置された輸送ロボット２０により、板状の材料を１枚ずつ積層ステージ１２に積層させて積層材料１１Ａを形成する工程と、積層材料１１Ａを圧着装置に輸送して、圧着装置により積層材料１１Ａを圧着して回路基板を形成する工程とを有する。このような工程を以下にて説明する。
【００５４】
先ず、図５（Ａ）を参照して、材料ステージ１２Ａ〜１２Ｆに、板状の材料１３Ａ〜１３Ｆを積層して準備する。また材料ステージ１２および積層ステージ１１は、輸送ロボット２０を囲むように配置されている。
【００５５】
次に、輸送ロボットのヘッド２４に設けられた第２のパッド２７で、材料ステージ１２Ｅ上に載置されたコール板１３Ｅを吸着する。そして、輸送ロボット２０の複数の関節部が動作することにより、コール板１３Ｅを積層ステージ１１に移動させる。コール板１３Ｅは、アルマイト板１３Ｂ等を支持する働きを有する。
【００５６】
次に、積層ステージ１１上に載置されたコール板１３Ｅ上に緩衝材を積層させる。具体的には、クッション紙１３Ａおよびアルミ箔１３Ｆを複数枚積層させる。ここでは、アルミ箔１３Ｆ・クッション紙１３Ａ・アルミ箔１３Ｆの順番で積層させている。具体的な材料の移動方法は、材料ステージ１２Ａ上に積層されて準備されたクッション紙１３Ａを、第１のパッド２６で吸着する。そして、積層ステージ１１上に載置されたコール板１３Ｅの上部にクッション紙１３Ａを載置させる。次に、材料ステージ１２Ｆに用意されたアルミ箔１３Ｆを、クッション紙１３Ａ上に載置する。この動作は、第１のパッドを用いた吸着により行うこともできるが、ロール状に巻かれたアルミ箔１３Ｆが用意されても良い。ロール状に巻かれたアルミ箔１３Ｆが用意される場合は、このアルミ箔１３Ｆを積層ステージ１１上に供給する装置が別途に必要となる。
【００５７】
次に、材料ステージ１２Ｂ上のアルマイト板１３Ｂを、第２のパッド２７を用いて吸着して、アルミ箔１３Ｆ上に載置する。この作業に於いては、複数のアルマイト板１３Ｂが同伴されるのを防止するために、上述したようなシリンダ２８等を用いた同伴防止の対策を施している。
【００５８】
次に、材料ステージ１２Ｃ上の銅箔１３Ｃを、第１のパッド２６を用いて吸着し、アルマイト板１３Ｂの上部に積層させる。アルマイト板１３Ｂと銅箔１３Ｃは、後にプレス機でプレスされることにより、圧着されて回路基板となる。上述したアルマイト板１３Ｂと銅箔１３Ｃの積層の作業は、製造される回路基板の数だけ積層される。そして、各セットの間にはアルミ箔１３Ｆが積層される。更に、板状の材料１３を、積層ステージに積層させる際は、その位置をＣＣＤカメラやセンサ等で感知しているので、正確に板状の材料１３を積層させることが可能となる。
【００５９】
最後に、積層される板状の材料１３の最上段に、再び緩衝材を積層させる。具体的には、クッション紙１３Ａおよびアルミ箔１３Ｆの他に押さえ板を緩衝材として積層させている。ここで、それらを積層させる順番としては、例えば、下から、アルミ板・クッション紙１３Ａ・アルミ箔１３Ｆ・ステンレス板である。ステンレスの板は、材料ステージ１２Ｄ上に、アルミ板１３Ｄと交互に積層されて準備されている。また、材料ステージ１２Ｄには、センサが設置されており、このセンサでアルミ板およびステンレス板の判断を行っている。このように、押さえ板となるアルミ板１３Ｄおよびステンレス板を最上部に載置することにより、圧着を行う工程で、板状の材料１３全体に圧力を均等に加えることが可能となる。
【００６０】
次に、積層ステージ１１上で積層された積層材料１１Ａは、自走式の移送手段等に載置されて、圧着装置３０に移動される。そして、積層材料１１Ａの上部からプレス機で下方向にプレスすることにより、銅箔１３Ｃとアルマイト板１３Ｂとは圧着されて回路基板となる。
【００６１】
上記した工程の後に、銅箔１３Ｃをエッチング等により部分的に除去することにより、導電パターンは形成される。その後に、ＩＣ等の回路素子を固着する工程、ワイヤボンドの工程、基板を分割する工程、封止の工程等を経て、混成集積回路装置が製造される。
【００６２】
また、上記では、約１メートル四方に形成された混成集積回路装置の材料の輸送に関して説明を行ったが、本発明を用いて他の材料を輸送することも可能である。具体的には、ガラス基板、半導体ウェハ、フレキシブルシート、銅箔、圧延銅箔、樹脂材と金属体が積層された積層基板等の輸送を、本発明を用いて輸送することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
本発明では、以下に示すような効果を奏することができる。
【００６４】
第１に、輸送ロボット２０のヘッド２４にもうけた第１のパッド２６および第２のパッド２７を使い分けて、板状の材料１３の吸着・輸送を行うことにより、重量が数十キログラムのコール板から、厚さが数十μｍまでの板状の材料を、１枚づつ吸着して輸送することができる。
【００６５】
第２に、第１のパッド２６が取り付けられた下段テーブル２５Ｂを昇降させることで、第１のパッド２６または第２のパッド２７のいずれかを下方に突出させることができる。従って、第１のパッド２６と第２のパッド２７の切替を容易に行うことができる。
【００６６】
第３に、多数個の第１のパッド２６を用いて、厚さが数十μｍ程度の薄い板状の材料１３を吸着するので、パッドの吸引圧による板状の材料１３の変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の輸送ロボットが有するヘッドの斜視図（Ａ）、輸送ロボットの概略図（Ｂ）である。
【図２】本発明の製造装置の平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の製造装置が有するヘッドの断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の製造装置が有するヘッドの断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図５】本発明の回路装置の製造方法を示す工程図（Ａ）、平面図（Ｂ）である。
【図６】従来の板状の材料の積層方法を示す図である。

Claims

積層された薄い板状の第１の材料および前記第１の材料よりも厚く重量の有る積層された板状の第２の材料から１枚ずつ輸送する輸送ロボットであり、
前記輸送ロボットのアームの一端に取り付けられた上段テーブルと、前記上段テーブルの下方に取り付けられた下段テーブルと、前記下段テーブルの周辺の下面に複数個が取り付けられ、その他の前記下面に複数個が取り付けられ、前記第１の材料を吸着する第１のパッドと、前記上段テーブルの下面に複数個が取り付けられ、前記下段テーブルに設けられた孔を通じて下方に突出する、前記第２の材料を吸着し前記第１のパッドよりも吸着力の大きい第２のパッドと、前記上段テーブルに取り付けられ、前記第２の材料の端部に対応する位置であり、上下移動および吸着が可能な第３のパッドとを有する移動可能なヘッドと、
前記アームの他端に取り付けられ、前記ヘッドを傾斜するための回転を可能とする関節と、
前記下段テーブルを昇降する昇降機構により、前記第１のパッドと前記第２のパッドとの上下方向の相対的な位置を変化させ、前記昇降機構により前記下段テーブルを上昇することで前記第２のパッドが前記第１のパッドよりも下方に延在し、前記下段テーブルを下方に下降させることで、前記第１のパッドを前記第２のパッドよりも下方に延在させる移動機構とを具備し、
前記ヘッドに設けられる前記第１のパッドの個数は、前記第２のパッドよりも多数であり、
前記第１の材料を輸送する時は、前記ヘッドを前記第１の材料の上方まで移動させ、前記移動機構により前記第１のパッドを前記第２のパッドよりも下方に配置し、前記第１のパッドにて前記第１の材料の表面を吸着して輸送し、
前記第２の材料を輸送する時は、前記ヘッドを前記第２の材料の上方まで移動させ、前記移動機構により前記第２のパッドを前記第１のパッドよりも下方に配置し、前記第３のパッドで前記第２の材料の端部を吸着上昇し、前記第２のパッドにて前記第２の材料の表面を吸着した状態で、第２の材料の前記端部を湾曲させ、
その後に、前記関節を使って、前記湾曲した所の前記第２の材料とその下方に位置する第２の材料との間に空気が取り込まれる方向に、前記第２の材料と共に前記ヘッドを傾斜させて上昇させ、輸送することを特徴とする輸送ロボット。
前記第３のパッドの上下移動を可能とするシリンダが前記上段テーブルに備えられ、
前記第２のパッドが前記第２の材料を吸着した後に、前記第２の材料の端部の表面に前記シリンダを降下させて前記第３のパッドで吸着し、前記シリンダを上昇させて前記第２の材料の端部を湾曲させ、
前記積層された第２の材料の内、最上段の一枚とその下方に位置する第２の材料との間に空気を取り込むことを特徴とする請求項１記載の輸送ロボット。
前記第１の材料として銅箔から成る板状体が積層された銅箔用のステージと、前記第２の材料であるアルマイト板が積層して配置されるアルマイト板用のステージとを有し、前記銅箔用のステージと前記アルマイト板用のステージに前記ヘッドが到達する位置に、前記ヘッドを支える台座が設置されることを特徴とする請求項１記載の輸送ロボット。
導電パターンの材料である前記第１の材料を、板状の金属から成り前記第１の材料よりも厚い前記第２の材料の上面に積層させて積層板を構成する工程と、
前記第１の材料を選択的にエッチングして前記導電パターンを形成する工程と、
前記導電パターンに回路素子を固着する工程と、
前記積層板を分離する工程と、を具備し、
前記積層板を構成する工程では、
前記第１の材料を前記第２の材料の上面に積層する際に、前記輸送ロボットを使用して輸送する請求項１、請求項２または請求項３に記載の輸送ロボットを採用した混成集積回路装置の製造方法。