JP6191676B2 - Board holding frame and board packaging - Google Patents
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本発明は、剛性であり撓み性を有する矩形状（四角形状）の基板を、同じく矩形状の基板保持用枠体の内周に設けた基板支持板に１枚ずつ載せ、該基板を載せた状態の基板保持用枠体を多段に積み重ねして保管・搬送する用途の基板保持用枠体とそれを用いた基板の梱包体に関する。
基板の例としては薄板ガラス基板があり、特には、プラズマデイスプレイ、有機ＥＬデイスプレイ、液晶表示装置用のカラーフィルター基板、それらの中間製品、その他の各種基板等を挙げることができる。これらの大型の基板は撓みやすく、四周縁辺部のみを支持した場合には、下方にやや湾曲した状態になるため、多段積みした際に基板の相互間が接触しないようにし、かつ高い密度に積層する必要がある。さらに、搬送時や保管時の振動による破損や割れから基板を保護する必要があり、塵埃の混入や汚染を防止する必要もある。
In the present invention, a rigid (flexible) rectangular (quadrangle) substrate is placed one by one on a substrate support plate provided on the inner periphery of a rectangular substrate holding frame, and the substrate is placed thereon. The present invention relates to a substrate holding frame for use in which the substrate holding frames in a state are stacked and stored and transported in multiple stages, and a substrate packaging body using the same.
An example of the substrate is a thin glass substrate, and in particular, a plasma display, an organic EL display, a color filter substrate for a liquid crystal display device, an intermediate product thereof, and other various substrates can be exemplified. These large substrates are easy to bend, and when only the four peripheral edges are supported, they are slightly curved downward, so that they are not in contact with each other when stacked in multiple stages and are stacked at a high density. There is a need to. Furthermore, it is necessary to protect the substrate from damage and cracking due to vibration during transportation and storage, and it is also necessary to prevent dust contamination and contamination.
このような保管・搬送装置には、基板保持用枠体と共に、多段に積み重ねした基板保持用枠体全体の下面を受けるインナーパレット、最下段に用いる防振パレットが用いられ、さらには、基板保持用枠体の上面や周囲を保護する上蓋やカバー等が用いられる。
本発明はこれらの搬送・保管装置中、特に、基板保持用枠体とそれらを使用した基板の梱包体に関するものである。
In such storage / conveyance devices, a substrate holding frame, an inner pallet that receives the lower surface of the entire substrate holding frame stacked in multiple stages, a vibration isolating pallet that is used in the lowermost stage, and a substrate holding An upper lid, a cover, or the like that protects the upper surface or the periphery of the frame body is used.
In particular, the present invention relates to a substrate holding frame and a substrate packaging body using them.
液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル、それらのカラーィルター等のようなガラス基板を損傷したり、汚したりすることなく搬送及び保管することが重要である。このような板状物を搬送等する際は、板状物表面の機能層を保護するため、基板同士が接触しないように所定間隔で並列収納する必要がある。
しかし、これら基板であるカラーフィルター基板やその中間製品等は表示装置自体が大型化していること、小サイズ物であっても多面付けの状態で製造されること等のため、大サイズ化しており、１メートル角程度のサイズにもなると、０．７ｍｍ厚のガラス基板でも対向する２辺または４辺を支持した場合は、中間部が１００ｍｍ以上も下方（重力方向）に湾曲した状態になるのを避けられない。基板はさらに２メートル角以上の大サイズ化が求められており、保管スペースや取り扱い装置の問題からこのような基板を高密度で安全に保管し、取り扱いできるようにする必要がある。
It is important to transport and store glass substrates such as liquid crystal display panels, plasma display panels, and their color filters without damaging or contaminating them. When transporting such a plate-like object, it is necessary to store in parallel at a predetermined interval so that the substrates do not contact each other in order to protect the functional layer on the surface of the plate-like object.
However, these color filter substrates and their intermediate products are increasing in size because the display device itself is large, and even small-sized products are manufactured in a multi-faceted state. When the size is about 1 meter square, even if a glass substrate with a thickness of 0.7 mm supports two or four sides facing each other, the middle part is curved downward (gravity direction) by 100 mm or more. Inevitable. Substrates are required to have a size of 2 square meters or more, and it is necessary to store and handle such substrates with high density and safety due to problems of storage space and handling equipment.
特許文献１は、複数の可撓性材料のシートを保持する容器を提案している。この容器は、両側の容器壁に対となる湾曲した細幅の溝を複数形成し、各対の溝に可撓性材料のシートを変形させて差し込みし、両側の容器壁により保持するものである。
しかし、この容器は、湾曲した溝の間に可撓性材料のシートを保持するため、シートを溝の間に差し込み、また湾曲した溝に差し込まれた可撓性材料のシートを引き出しする作業が困難であるという問題がある。シートの収納や引き出しの際に、破損が生じ易く、また、可撓性材料のシートの容器壁や溝との接触による異物や塵埃の発生も問題となる。さらに、人手で扱いできないような大型の基板に対しての自動化も極めて複雑な装置が必要になる問題がある。
Patent Document 1 proposes a container that holds a plurality of sheets of flexible material. In this container, a plurality of curved narrow grooves to be paired are formed on the container walls on both sides, a sheet of flexible material is deformed and inserted into each pair of grooves, and held by the container walls on both sides. is there.
However, since this container holds the sheet of flexible material between the curved grooves, the operation of inserting the sheet between the grooves and pulling out the sheet of flexible material inserted into the curved groove There is a problem that it is difficult. When the sheet is stored or pulled out, the sheet is easily damaged, and the generation of foreign matter or dust due to contact with the container wall or groove of the sheet of flexible material becomes a problem. Furthermore, there is a problem that automation of a large substrate that cannot be handled manually requires an extremely complicated device.
特許文献２も、大型ガラス基板用搬送トレイを提案している。このものは、前後左右に側縁部を有する有底の容器であり、底面中央部が上方に湾曲したトレイ面に設けた支え突起上にガラス基板を載せるようにしている。底面の湾曲形状について中央部と両端部の高さの差を３０から１００ｍｍで規定しているが、湾曲形状が円弧面であることや曲率半径についての記載はない。有底のトレイであることや側縁部や押さえ板等を有する複雑な構成からなり、本願のものとは相違している。
特許文献３も、ガラス等の矩形状の板状物を保持するトレイについて記載している。このトレイは板状物の対向する２辺を湾曲した支持部に載せることを記載し、湾曲した面の断面形状が、円弧もしくは楕円の外周形状の一部になるように形成することも記載している（請求項７）。しかし、どの程度の円弧が好適であるかを示す具体的な数値は記載されていない。
このような中、近年、特に、液晶表示装置用フラットパネルにおいては、より大型のカラーフィルター基板の製造が要求されており、カラーフィルター基板やその中間工程基板の輸送方法、保管装置は、さらに一層の、輸送効率向上による輸送コスト低減や保管場所の省スペース化が求められている。一方カラーフィルター基板やその中間工程基板の安全な取扱いも重要な課題となって来ている。
ちなみに、第６世代といわれる基板は、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍのサイズ、第８世代は、２２００ｍｍ×２５００ｍｍのサイズ、第９世代は、２４００ｍｍ×２８００ｍｍのサイズとなっている。
Under these circumstances, in particular, in the flat panel for liquid crystal display devices, there is a demand for manufacturing a larger color filter substrate, and the transport method and storage device for the color filter substrate and its intermediate process substrate are further increased. There is a need to reduce transportation costs and save storage space by improving transportation efficiency. On the other hand, safe handling of color filter substrates and intermediate process substrates has also become an important issue.
By the way, the substrate referred to as the sixth generation has a size of 1500 mm × 1850 mm, the eighth generation has a size of 2200 mm × 2500 mm, and the ninth generation has a size of 2400 mm × 2800 mm.
カラーフィルター基板には、ガラス材料が使用されているが、表示装置の大型化や多面付け化の要請に伴い、ガラス基板が大サイズ化し、基板の両辺を支持した場合は、中央部分でかなりの撓みが生じるのが実情であり、平面な状態で、輸送、保管することはできない。
このようなガラス基板を嵩高にならないように、高い密度で集積して搬送・保管することは、保管スペースの節減のみだけではなく、取り扱い装置や搬送装置の大型化を防ぎ、ひいては、資源の節減や製造コストの低減に寄与することになる。
従来、使用されている基板保持枠では、フォークリフトによる搬送やトラック輸送の際、振動を受け、ガラス基板の縁辺部等に破損が生じる問題があった。僅かな破損であっても、飛散したガラス粉はその梱包体全体に影響を与え、また、製造装置に混入する場合には製造ライン全体を対しても影響を与える問題があった。
また振動による基板保持枠からの発塵および外部からの異物の混入など輸送による品質問題もあった。
本発明は、このような課題を解決すべく、鋭意研究して完成されたものである。
A glass material is used for the color filter substrate, but if the glass substrate becomes larger and supports both sides of the substrate due to the demand for larger display and multi-faceted display devices, a considerable amount is required at the center. The actual situation is that bending occurs, and it cannot be transported or stored in a flat state.
Accumulating and transporting and storing such glass substrates at a high density not only saves storage space, but also prevents the handling equipment and transport equipment from becoming large, thus saving resources. This will contribute to the reduction of manufacturing costs.
Conventionally, a substrate holding frame that has been used has a problem that the edge of the glass substrate is damaged due to vibration during transportation by a forklift or truck transportation. Even if it is a slight breakage, the scattered glass powder has an effect on the entire package, and when mixed into the manufacturing apparatus, there is a problem in that the entire manufacturing line is also affected.
In addition, there were quality problems due to transportation such as generation of dust from the substrate holding frame due to vibration and mixing of foreign substances from the outside.
The present invention has been completed through intensive research to solve such problems.
上記課題を解決する本発明の要旨の第１は、矩形状の薄板基板の１枚を対向する２辺を支持して中央部が自重により撓んだ状態でその裏面を保持する基板保持用枠体であり、平面視矩形状の金属枠部を有し、（１）中央部が下方に湾曲した前後の金属枠部と該金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板と、（２）平坦な左右の金属枠部と該金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板と、（３）前後左右の金属枠部と基板支持板の境界部に、該金属枠部の表面に沿って金属枠部の内周側に形成されている第１嵌合部と該金属枠部の裏面に沿って金属枠部の内周側に形成されている第２嵌合部と、を有し、前記基板支持板に前記薄板基板を載置した状態で、前記第１嵌合部と前記第２嵌合部の嵌め合わせにより、上下の前記金属枠部相互間の位置合わせをして、多段に積み重ね可能であり、前記湾曲した前後の金属枠部から延設した基板支持板の基板支持面の形状がその中央部において下方に湾曲した形状であって、前記薄板基板が、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズのガラス基板であって厚みが０．７ｍｍであり、前記基板支持板の基板保持幅が３０ｍｍから１００ｍｍの範囲であり、以下に定義する撓み率（δ／Ｌ）が、７０／１５００≦（δ／Ｌ）≦１５０／１５００の範囲になるように、前記薄板基板を撓めて支持する基板支持面を有することを特徴とする基板保持用枠体、にある。
撓み率（δ／Ｌ）＝基板支持面の最大撓み深さ（δ）／基板支持面の長さ（Ｌ）
The first of the gist of the present invention for solving the above problems is a substrate holding frame for supporting two opposite sides of a rectangular thin plate substrate and holding the back surface in a state where the central portion is bent by its own weight. A metal frame portion having a rectangular shape in plan view, and (1) a front and rear metal frame portion whose center portion is curved downward, and a substrate support plate extending inward of the frame along the metal frame portion, (2) Flat left and right metal frame portions and a substrate support plate extending inside the frame along the metal frame portions; (3) The metal frame at the boundary between the front and rear metal frames and the substrate support plate; A first fitting part formed on the inner peripheral side of the metal frame part along the surface of the part and a second fitting part formed on the inner peripheral side of the metal frame part along the back surface of the metal frame part And with the thin plate substrate placed on the substrate support plate, by fitting the first fitting portion and the second fitting portion to each other, the upper and lower metal frame portions are connected to each other. The shape of the substrate support surface of the substrate support plate extended from the curved metal frame portion before and after the curve is a shape curved downward at the center portion thereof, The thin substrate is a glass substrate having a size of 1500 mm × 1850 mm, the thickness is 0.7 mm, the substrate holding width of the substrate support plate is in the range of 30 mm to 100 mm, and the deflection rate (δ / L) defined below However, the substrate holding frame has a substrate support surface that bends and supports the thin substrate so that the range of 70/1500 ≦ (δ / L) ≦ 150/1500 is satisfied.
Deflection rate (δ / L) = Maximum deflection depth of substrate support surface (δ) / Length of substrate support surface (L)
上記において、前記湾曲した前後の金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板の基板支持面の断面形状が、その両端部では直線状であり、その範囲を除く中央部分が、下方に湾曲した形状である、ようにすることができる。
大型の湾曲した枠体の作成は、高精度を維持する事は、難しいが両端部を直線状にすることにより、高精度が維持しやすく、また作成にかかる費用も安くできる。
また、前記基板支持板の基板保持幅が３０ｍｍから１００ｍｍの範囲である場合には基板の振動をよりよく抑制することができる。
なお、基板保持幅は、基板の裏面を枠体周辺で保持する各辺の幅であり、基板の清浄度を保つために接触面積を極力少なくすることが要求される。
基板支持板の上面には、記載はしてないがガラス基板など破損し易い材料を保持する場合は、基板と接触する部分には、傷などを防ぐ為の樹脂製の基板支持部材や樹脂製のテープなどが装着されている。
一般に基板を安定して保持するには、基板保持幅を大きくする必要があるが、大きすぎると基板支持板自体の振動によるバタツキが生じ、発塵の原因にもなる。
さらに上記において、基板保持用枠体に、基板を納めて、該基板保持用枠体を１０ｍｍから１５ｍｍ間隔で積み重ね可能にすることもできる。枠体を短い間隔で積み重ねる場合は、保管や輸送効率、省スペースに寄与することができる。
In the above, the cross-sectional shape of the substrate support surface of the substrate support plate extending inside the frame along the curved front and rear metal frame portions is linear at both ends, and the central portion excluding the range is downward It can be made to be a curved shape.
Although it is difficult to create a large curved frame, it is difficult to maintain high accuracy, but it is easy to maintain high accuracy by making both ends straight, and the cost for the production can be reduced.
Further, when the substrate holding width of the substrate support plate is in the range of 30 mm to 100 mm, the vibration of the substrate can be suppressed more effectively.
The substrate holding width is the width of each side that holds the back surface of the substrate around the frame body, and it is required to reduce the contact area as much as possible in order to maintain the cleanliness of the substrate.
On the top surface of the substrate support plate, when holding a material that is not described but easily damaged such as a glass substrate, a resin substrate support member or resin The tape etc. are installed.
In general, in order to stably hold a substrate, it is necessary to increase the substrate holding width, but if it is too large, fluttering due to vibration of the substrate support plate itself occurs, which may cause dust generation.
Further, in the above, the substrate can be stored in the substrate holding frame so that the substrate holding frame can be stacked at intervals of 10 mm to 15 mm. When the frames are stacked at a short interval, it can contribute to storage, transportation efficiency, and space saving.
上記課題を解決する本発明の要旨の第２は、前記薄板基板を載置した状態の上記基板保持用枠体を、嵌合部の嵌め合わせにより多段に積み重ねし、最上段の基板保持用枠体の嵌合部に上蓋の嵌合部を嵌め合わせて封じ、かつ上蓋が前記薄板基板に接触しないようにし、最下段の基板保持用枠体の嵌合部にインナーパレットの嵌合部を嵌め合わせて封じ、かつ上蓋とインナーパレット間を結束ベルトで結束し、防振パレットに載せて搬送可能にしたことを特徴とする基板の梱包体、にある。 The second of the gist of the present invention to solve the above problems is that the substrate holding frame in a state where the thin plate substrate is placed is stacked in multiple stages by fitting of fitting portions, and the uppermost substrate holding frame is obtained. The upper lid fitting portion is fitted and sealed to the body fitting portion, and the upper lid is not in contact with the thin plate substrate, and the inner pallet fitting portion is fitted to the fitting portion of the lowermost substrate holding frame. Further, the substrate packaging body is characterized in that it is sealed together, and the upper lid and the inner pallet are bound by a binding belt and can be transported on a vibration-proof pallet.
本発明の基板保持用枠体は、前記前後の金属枠部から延設した基板支持板の基板支持面の形状が中央部に向かい下方に湾曲した形状であって、撓み率（δ／Ｌ）が、７０／１５００≦（δ／Ｌ）≦１５０／１５００の範囲であるため、基板を撓めて支持する基板支持面を有する構造により基板が搬送時に受ける振動の加速度に対して、基板の変位量が最小となるように、前後の基板支持板の基板支持面の形状が設計されている。そのため、トラックによる輸送やフォークリフト搬送等の振動による基板の上下動が少なく、基板の破損を少なくでき安全に搬送、保管することができる。 In the substrate holding frame of the present invention, the shape of the substrate support surface of the substrate support plate extending from the front and rear metal frame portions is curved downward toward the center portion, and the bending rate (δ / L) However, since it is in the range of 70/1500 ≦ (δ / L) ≦ 150/1500, the displacement of the substrate with respect to the acceleration of the vibration that the substrate receives during transportation by the structure having the substrate support surface that bends and supports the substrate. The shape of the substrate support surfaces of the front and rear substrate support plates is designed so that the amount is minimized. For this reason, there is little up-and-down movement of the substrate due to vibration such as transportation by truck or forklift conveyance, and damage to the substrate can be reduced and safe transportation and storage can be achieved.
本発明の基板保持用枠体は、基板支持面の長さが、１０００ｍｍ〜１２００ｍｍ程度を超える場合は、前記前後の金属枠体の基板支持板断面の基板支持面の形状がその両端部では直線状にされ、その範囲を除く中央部分が、下方に湾曲した形状にされている構造を有する場合には、基板の裏面を保持する面積を増やすことにより振動による基板の上下動を少なくして搬送できる。 In the substrate holding frame of the present invention, when the length of the substrate support surface exceeds about 1000 mm to 1200 mm, the shape of the substrate support surface of the cross section of the substrate support plate of the front and rear metal frames is linear at both ends. In the case where the central portion excluding the range is curved downward, the substrate can be transported by reducing the vertical movement of the substrate due to vibration by increasing the area holding the back surface of the substrate. it can.
本発明の基板保持用枠体および基板の梱包体は、湾曲した基板支持枠体を用いて、例えば、第６世代のガラス基板１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ（厚み０．７ｍｍ）を搬送した場合、トラックでの輸送時において通常生じる振動の加速度３０ｍ／ｓ2において、振動振幅を５ｍｍ未満に抑えることができる。それにより、基板間隔を１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度に短縮し積載することが可能となる。
また加速度３０ｍ／ｓ2で振動させた際の上下の基板の相互間の振動の位相差が１ｍｍ以内であることにより、基板間隔を１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度に短縮して積載しても上下の基板は、ほぼ同じ方向に振動することにより基板同士の接触を防止することができる。
振動による基板の上下動が少ないので金属枠の厚みを薄くし、基板間間隔を接近させられるので、枠体に収納された高密度の基板集積体を実現できる。
従来、第６世代のガラス基板１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ、０．７ｍｍｔは基板の撓みの為、基板を積層する際、基板同士が接触しない為には、３０ｍｍ程度の間隔が必要であり、輸送手段のコンテナの高さ制限の為、積層は６０段に積み上げるのが限界であったが、１０ｍｍの間隔が可能となり、１５０段まで積層した梱包が可能となった。
このことは、基板の保管スペースの節減、輸送効率の向上と共に、製造装置の小型化、効率化にも寄与するものである。
The substrate holding frame and the substrate packing body of the present invention, for example, when a sixth-generation glass substrate 1500 mm × 1850 mm (thickness 0.7 mm) is conveyed using a curved substrate support frame, The vibration amplitude can be suppressed to less than 5 mm at a vibration acceleration of 30 m / s 2 that normally occurs during transportation. As a result, it is possible to stack the substrates by reducing the distance between the substrates to about 10 mm to 15 mm.
In addition, since the phase difference of vibration between the upper and lower substrates when vibrating at an acceleration of 30 m / s 2 is within 1 mm, the upper and lower substrates can be stacked even when the substrate spacing is reduced to about 10 mm to 15 mm. The substrates can be prevented from contacting each other by vibrating in substantially the same direction.
Since the vertical movement of the substrate due to vibration is small, the thickness of the metal frame can be reduced and the distance between the substrates can be made closer, so that a high-density substrate integrated body housed in the frame can be realized.
Conventionally, the 6th generation glass substrate 1500mm x 1850mm, 0.7mmt is the bending of the substrate, so when laminating the substrates, in order to prevent the substrates from contacting each other, an interval of about 30mm is necessary, and a container for transportation means Due to the height restriction, stacking up to 60 levels was the limit, but 10 mm intervals became possible, and packing up to 150 levels was possible.
This contributes to a reduction in substrate storage space, an improvement in transport efficiency, and a reduction in the size and efficiency of the manufacturing apparatus.
さらに、本発明の基板保持用枠体は、嵌合部を金属枠部自体にではなく、枠体自体や基板の荷重を受けない金属枠部の内周側に形成したので、誤って枠体を重ねた場合にも嵌合部が変形し難く、位置合わせが不完全になることが少ない。 Furthermore, since the frame for holding a substrate of the present invention is formed not on the metal frame itself, but on the inner peripheral side of the frame itself or the metal frame that does not receive the load of the substrate, the frame is erroneously formed. Even when stacked, the fitting portion is not easily deformed, and alignment is rarely incomplete.
以下、まず本発明の基板保持用枠体について、図面を参照して説明する。
図１は、基板保持用枠体を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。
図１（Ａ）の斜視図のように、基板保持用枠体１０は、平面視は矩形状の枠体であるが、前側と後側の辺の中央部が下方（重力方向）に湾曲した枠体となっている。
図１（Ｂ）の平面図ように、四辺にフレーム状の金属枠部１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからなる）を有している。この金属枠部１１部分が、多段に積み重ねる基板保持用枠体１０と基板の全重量を支える構造部材となっている。
金属枠部１１の左右側の辺１１ａ、１１ｂは平坦な直線状の金属枠部であるが、前後側辺１１ｃ、１１ｄは、前記のように下方に湾曲した形状にされている。四周の金属枠部１１からは、基板Ａが接触して載せられる定幅の基板支持板１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）が内周側に延長して設けられている。左右の基板支持板１３ａ、１３ｂと前後の基板支持板１３ｃ，１３ｄは重ならないようにするため、重なる部分の左右支持板は切り欠きされている。
Hereinafter, first, the substrate holding frame of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing a substrate holding frame, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a plan view.
As shown in the perspective view of FIG. 1A, the
As shown in the plan view of FIG. 1B, it has frame-like metal frame portions 11 (consisting of 11a, 11b, 11c, and 11d) on four sides. The
The left and
基板支持板１３により囲まれる領域Ｋは開口域である。この領域の全体と基板支持板１３にかけて、基板Ａが載せられることになる。図１（Ｂ）では、基板Ａの前後左右縁が均等の幅ｆで基板支持板１３に載っている状態が示されている。この基板支持板の前後の支持板１３ｃ、１３ｄの断面形状（基板Ａが載る面の形状）を湾曲形状にすることに本発明の特徴がある。その詳細については後に詳述する。
なお、枠体の前後と左右は、本来、対向する２辺のいずれを前後または左右としても良いが、本明細書では、区別し易いように矩形状の基板の長辺側の２辺を左右辺としている。
図１（Ｂ）に示すように、ｆは、基板支持板の基板を保持している部分の基板外側の端部から内方向の長さである。
A region K surrounded by the
Note that the front and rear and the left and right sides of the frame body may originally be either the front or rear or the left and right sides, but in this specification, the two sides on the long side of the rectangular substrate are left and right for easy identification. The side.
As shown in FIG. 1B, f is the length in the inward direction from the outer edge of the portion of the substrate support plate that holds the substrate.
金属枠部１１と基板支持板１３の間には金属枠部１１に沿って、上下に重ねる枠体の位置合わせを行う嵌合部１２が形成されている。図１（Ｂ）では図示されないが、下面内周に沿っても嵌合部が形成されているものである（図４参照）。
また、左右の金属枠部１１ａ、１１ｂの外側には、手掛部１５が形成されている。手掛部１５は、ロボットアーム等で枠体を把持する部分である。
基板支持板１３と嵌合部１２、手掛部１５は、通常金属枠部１１と同質の材料からなっている。ただし、この嵌合部１２は、金属枠部１１と基板支持板１３の間ではなく、金属枠部１１の外周側に沿って形成しても良いものである。この明細書および図面では、説明を簡潔にするため、金属枠部１１と基板支持板１３の間に嵌合部１２があるもののみを記載している。
Between the
Further, a
The
前後の辺１１ｃ、１１ｄは、同じ形状で湾曲しており、湾曲した金属枠部１１から基板支持板１３ｃ、１３ｄが延設されている。この基板支持板１３ｃ、１３ｄの上面に基板Ａが載せられるので、その面の形状が、枠体に基板を載せて搬送する際の基板Ａの安定性に影響を与える。
従来技術では、この湾曲形状を、「基板の自然な撓み形状に合わせる」とするものが多いが、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズのガラス基板（厚み０．７ｍｍ）の長辺側端縁を支持し自然な撓み形状にした場合、３５０ｍｍ程度も短辺の中央部が沈む形状になり、実用的な湾曲形状ではなかった。
The front and
In the prior art, this curved shape is often “matched with the natural bending shape of the substrate”, but the long side edge of a 1500 mm × 1850 mm size glass substrate (thickness 0.7 mm) is supported and is natural. When it was made into a bending shape, it became a shape where the center part of a short side sinks about 350 mm, and it was not a practical curved shape.
本発明では、後述するように各種の試験を行った結果、湾曲形状は、撓み率（δ／Ｌ）＝基板支持面の最大撓み深さ（δ）／基板支持面の長さ（Ｌ）、とした場合に、
撓み率δ／Ｌが、７０／１５００≦（δ／Ｌ）≦１５０／１５００の範囲にある、ようにすることを提案するものである。
ここで、基板支持面とは、基板支持板と基板とが接触している面を意味し、基板との相対的関係で定まる面のことである。例えば、後側辺の基板支持板１３ｄの曲面の長さが、１８００ｍｍであって、そこに、１５００ｍｍのガラス基板を載せた場合は、接触している面である基板支持面の曲面に沿った長さ（Ｌ）は１５００ｍｍである。すなわち、δやＬは、基板保持用枠体単独で定まる数値ではない。
In the present invention, as a result of various tests as will be described later, the curved shape is as follows. Deflection rate (δ / L) = Maximum deflection depth of substrate support surface (δ) / Length of substrate support surface (L) If
It is proposed that the deflection rate δ / L is in the range of 70/1500 ≦ (δ / L) ≦ 150/1500.
Here, the substrate support surface means a surface where the substrate support plate and the substrate are in contact with each other, and is a surface determined by a relative relationship with the substrate. For example, when the length of the curved surface of the
図２は、基板保持用枠体の湾曲する後側辺の正面図であり、基板Ａが湾曲した基板保持用枠体に載せられた状態を示している。この状態で、基板Ａの断面形状は、前後の基板支持面とほぼ同一の湾曲形状となっている。理解の容易のため、左右の金属枠部１１ａ、１１ｂと基板支持板１３ａ、１３ｂの断面も図示している。なお、説明の都合上、後側辺としているが前側辺も同一湾曲形状にされる。
基板Ａの裏面を支持する前後側辺の基板支持面の長さ（図２に置いて距離Ｌ）に対する最大撓み深さ（図２に置いて距離δ）の比率（δ／Ｌ）とした場合、撓み率（δ／Ｌ）が、７０／１５００≦（δ／Ｌ）≦１５０／１５００の範囲にあることが搬送中の振動を少なくできることが解明されている。ただし、前後側辺の金属枠体の基板支持板断面の形状が、その両端部から３０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲（図２中、ＥｌとＥｒ部分）では直線状にされていても、その範囲を含む部分が該撓み率の湾曲形状にされていれば、振動による影響は同様に少なくできることも明らかにされている。
FIG. 2 is a front view of the curved rear side of the substrate holding frame, and shows a state where the substrate A is placed on the curved substrate holding frame. In this state, the cross-sectional shape of the substrate A is substantially the same curved shape as the front and rear substrate support surfaces. For easy understanding, cross sections of the left and right
When the ratio (δ / L) of the maximum deflection depth (distance δ in FIG. 2) with respect to the length (distance L in FIG. 2) of the substrate support surface on the front and rear sides supporting the back surface of the substrate A It has been clarified that the vibration during conveyance can be reduced when the deflection rate (δ / L) is in the range of 70/1500 ≦ (δ / L) ≦ 150/1500. However, even if the shape of the cross section of the substrate support plate of the metal frame on the front and rear sides is linear in the range of 30 mm to 150 mm from both ends (El and Er portions in FIG. 2), the range is included. It has also been clarified that the influence of vibration can be similarly reduced if the portion is curved with the deflection rate.
左右の基板支持板１３ａ、１３ｂの端部は、前後の基板支持板１３ｃ、１３ｄとは重ならないようにするために図１（Ｂ）のように切り欠かれている。図１（Ｂ）中、符号ｆは、基板Ａと基板支持板が接触する幅であり、基板保持幅というものとする。
この基板保持幅も基板に振動を与えた場合の基板の安定性に影響する。この詳細についても後述する。
The end portions of the left and right
This substrate holding width also affects the stability of the substrate when vibration is applied to the substrate. Details of this will also be described later.
図３は、基板保持用枠体に基板を載せる状態の外観斜視図である。
基板保持用枠体１０に基板Ａを載せる場合は、静止させた状態の基板保持用枠体１０に対して、上方から基板Ａを下降させて載置しても良いが、製造装置から出された基板Ａを一旦平面な架台上に停止させ、その状態で基板保持用枠体１０を架台の周囲下方から上昇させて基板Ａを掬い上げるように載せる方法が、基板Ａへの落下異物防止の観点より、一般に用いられる。
基板Ａは基板支持板１３面に沿って置かれるが、自重により撓んだ状態になる。その際、基板Ａの機能層面は上面にされ、上段の基板保持用枠体１０の基板支持板１３面にも接しないようにされる。
FIG. 3 is an external perspective view of a state where the substrate is placed on the substrate holding frame.
When the substrate A is placed on the
The substrate A is placed along the surface of the
図４は、図１（Ａ）の左右の金属枠体のｚ−ｚ線での断面図である。（Ａ）は、基板保持用枠体に基板を載置する前であり、基板保持用枠体を３段に積み重ねした状態の図である。（Ｂ）は、基板保持用枠体に基板を載置した状態で枠体を３段に積み重ねした状態の図である。いずれも左側断面のみが図示されているが、右側にも対称形の断面形状が現れる。３段としたのは例示であり、実際はさらに多段にする。
基板保持用枠体１０を既に基板Ａを載せた他の基板保持用枠体１０に順次積み重ねることにより、枠体の多段積み重ね体にすることができる。上下の枠体の積み重ねは、枠体１０の下側の嵌合部１２ｂの下面と、枠体１０の上側の嵌合部１２ａの上面とが係合することにより嵌め合わせされ、位置合わせが確実に行われる。基板保持用枠体１０は、最大１５０段程度に積み重ねできる。
金属枠部１１には、軽量化の目的からアルミやアルミ合金等の材料を使用する。図のように、断面が矩形状または正方形状であって、中空構造を好適に採用できる。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line zz of the left and right metal frames in FIG. (A) is a figure before the board | substrate is mounted in the frame for board | substrate holding | maintenance, and the state which piled up the board | substrate frame for board | substrates in 3 steps | paragraphs. (B) is a figure of the state which piled up the frame in three steps in the state which mounted the board | substrate in the frame for board | substrate holding | maintenance. In either case, only the left cross section is shown, but a symmetric cross section also appears on the right side. The three stages are examples, and the number of stages is actually increased.
By sequentially stacking the
A material such as aluminum or an aluminum alloy is used for the
図４の場合、基板支持板１３は金属枠部１１の上面から延出して設けられているが、下面側から延設して基板支持板１３としてもよい。基板支持板１３の金属枠部に沿う部分は、上側嵌合部１２ａとなっている。下側嵌合部１２ｂは金属枠部１１の下面から短く延出する突起片として設けられている。基板支持板１３を下側にした場合は、この突起片を上面側から突出するようにしてもよい。
In the case of FIG. 4, the
基板支持板１３は、一定幅Ｈ１で設ける。Ｈ１は、３０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度であるが、前記の基板保持幅ｆは、５０ｍｍ程度得られれば良い。左右の金属枠部１１ａ、１１ｂに設ける基板支持板１３ａ、１３ｂは、基板Ａの形状に沿わせるため、角度αで下方に屈曲されている。
前後の金属枠部１１ｃ、１１ｄの基板支持板１３ｃ、１３ｄは、長さ方向は例えば、１５００ｍｍ幅基板の場合、最も深く撓んだ中央部分で、両端から５０ｍｍから１５０ｍｍの範囲とするのが好ましい。内周方向側は下方には屈曲させないで良い。
The
The
前記の図４の場合、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズのガラス基板（厚み、０．７ｍｍ）で、段ピッチ間隔ｄ（図４（Ａ）参照）を１０ｍｍ〜１５ｍｍとすることができる。基板のサイズが一層大型化すれば、撓み量は大きくなるが、撓みの程度が一定（同一品種内でばらつきがない。）であれば、均一な撓み量となるので同一の段ピッチ間隔を採用できる。 In the case of FIG. 4 described above, a glass substrate (thickness, 0.7 mm) having a size of 1500 mm × 1850 mm can have a step pitch interval d (see FIG. 4A) of 10 mm to 15 mm. If the size of the substrate is further increased, the amount of bending will increase, but if the degree of bending is constant (there is no variation within the same product type), the amount of bending will be uniform and the same step pitch interval will be adopted. it can.
金属枠部１１の四隅は、図１（A）に図示のように、樹脂製等のコーナーピース１６を端部に嵌め込みして連結できるが、可能であれば溶接等で接合してもよい。コーナーピースの場合、金属枠部１１との連結部が平滑に接続されるように注意する。
コーナーピース１６内に差し込みされる金属枠部１１は切削して薄肉化し、コーナーピース１６の表面と金属枠部１１の表面との間に段差が生じないようにする。コーナーピース１６自体にも嵌合溝を形成するのが好ましい。金属枠部１１とコーナーピース１６は、２辺の角度が直角に維持されるように、ボルトとナットで強く固定される。
As shown in FIG. 1A, the four corners of the
The
次に、本発明の基板の梱包体について説明する。
図５は、基板を載せた基板保持用枠体を多段に重ね、インナーパレット、防振パレットを用いて梱包した状態の図である。
すなわち、各１枚の基板を載せた状態の基板保持用枠体１０を、金属枠体の嵌合部の嵌め合わせにより多段に積み重ねし、最上段の基板保持用枠体の嵌合部に上蓋２１の嵌合部を嵌め合わせして封じ、かつ上蓋２１が基板に接触しないようにし、最下段の基板保持用枠体の嵌合部に基板の湾曲形状を納め基板に接触しない形状にされたパレット（インナーパレット）３０の嵌合部を嵌め合わせて封じ、かつ上蓋とインナーパレット間を結束ベルト２３で結束し、さらに防振パレット４０に載せ、フォークリフト搬送や貨物としてトラック輸送可能にされるのが通常である。
Next, the package body of the substrate of the present invention will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the substrate holding frames on which the substrates are placed are stacked in multiple stages and packed using an inner pallet and an anti-vibration pallet.
That is, the substrate holding frames 10 on which one substrate is placed are stacked in multiple stages by fitting the fitting portions of the metal frame, and the upper lid is placed on the fitting portion of the uppermost substrate holding frame. The fitting portion of 21 is fitted and sealed, and the
（材質と製法に関する実施形態）
基板保持用枠体１０は、枠部材に構造強度を有する金属材料等を使用する。基板保持用枠体１０自体と基板Ａの合計荷重に耐える必要があるからである。例えば、前記第６世代の場合、１枚のガラス基板が５．１ｋｇ、基板保持用枠体が５．５ｋｇになるので、１５０段にした場合、１．６トン以上となる。
従って、金属枠部１１に使用する材料には、軽量で腐食を生じない金属材料を使用できる。具体的には、純アルミニウム、ジュラルミン（アルミ、銅（３．５〜５．５％）、マグネシウム）系、アルミニウム−マンガン系等のアルミニウム合金等を使用できる。これらの材料を中空押し出し加工して枠形を製造することができる。金属枠部は、直線状の２辺と湾曲した円弧状の２辺を４隅で連結して構成される。湾曲した円弧状の辺は、連続した一体で作製しても可能であるが、大型基板用では、１辺の長さが長くなり、製作する上で治具の大型化もあり、技術面、コスト面で難しくなる。金属枠部は、ガラス基板を保持する面であり、一体でガラス基板が馴染む湾曲する面を持っていれば。分割して作製して後で連結しても良い。
(Embodiments related to materials and manufacturing method)
The
Therefore, a metal material that is lightweight and does not cause corrosion can be used as the material used for the
コーナーピース１６には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系プラスチック材料、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）、ナイロン６６、ナイロン６１０といったポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のプラスチック材料を使用できる。これらの材料を金型を用いインジェクション成形して製造できる。
The
（基板支持板の湾曲形状について）
基板を湾曲させて保管する考えは、既述のように先行技術にも見られるが、その基板支持板の湾曲形状は、自然な撓み形状に合わせる方法が主として行われてきた。しかし、基板が大サイズ化すると、撓み量が３００ｍｍから５００ｍｍ程度にもなり、搬送時の揺動が大きく、実用に供し得ない状態になってきている。
(About the curved shape of the substrate support plate)
The idea of storing the substrate in a curved shape can also be seen in the prior art as described above, but the method of matching the curved shape of the substrate support plate to a natural bent shape has been mainly performed. However, when the size of the substrate is increased, the amount of bending is increased to about 300 mm to 500 mm, and the swinging during the transportation is large, so that the substrate cannot be put into practical use.
１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズ（厚み０．７ｍｍ）のガラス基板の両端長辺を単純支持した場合の自然な撓み量を、レーザー変位計で測定した結果、短辺の中央部の最大撓み量は約３５０ｍｍであり、この結果より多項式で近似すると数１のようになる。図９は、これを表すグラフである。なお、横座標ｘは、原点（０，０）からの基板距離ｍｍ、縦座標ｙは、水平面に対する撓み量ｍｍである。
一方、有限要素法による強度解析の結果では、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズ、０．７ｍｍｔのガラス基板の長辺２辺を支持した場合の最大撓み量は、３５０ｍｍで、ガラス基板に働く最大応力は４４ＭＰaとなる。この値は、一般的なガラス破壊応力の４７ＭＰａに近くガラスへダメージを与える危険性が非常に大きい状態である。ガラス基板の破壊を防ぐ為には、ガラス基板に懸かる応力は、前述の最大応力に対して安全率１／３以下での支持が安全上望ましい。
前記ガラス基板の短辺２辺の中央部の撓み状態は、実際の取扱いで約１００ｍｍ程度が安定していることより、短辺の最大撓み量を１００ｍｍとして、数１に係数を掛けて撓み形状をシミュレートした。この状態でのガラス基板に懸かる最大応力は、有限要素法による強度解析の結果、約１１ＭＰａとなり、ガラス基板に対する破壊応力の安全率が確保できると考えられる。
On the other hand, as a result of the strength analysis by the finite element method, the maximum deflection amount when supporting two long sides of a 1500 mm × 1850 mm size, 0.7 mmt glass substrate is 350 mm, and the maximum stress acting on the glass substrate is 44 MPa. Become. This value is close to a general glass fracture stress of 47 MPa, and is a state in which the risk of damaging the glass is very large. In order to prevent breakage of the glass substrate, it is desirable for safety that the stress applied to the glass substrate is supported at a safety factor of 1/3 or less with respect to the above-mentioned maximum stress.
The bending state of the central part of the two short sides of the glass substrate is stable at about 100 mm in actual handling. Therefore, the maximum bending amount of the short side is set to 100 mm, and the bending shape is obtained by multiplying Equation 1 by a factor. Was simulated. The maximum stress applied to the glass substrate in this state is about 11 MPa as a result of the strength analysis by the finite element method, and it is considered that the safety factor of the fracture stress on the glass substrate can be secured.
次に、（１）両短辺２辺が湾曲し、長辺２辺が直線状の湾曲枠体で前記ガラス基板を支持した場合と、（２）短辺２辺と長辺２辺の４辺が直線状の平面枠体で支持した場合の撓み及び応力について、有限要素法で強度解析を行った。その結果を、図１０と図１１を参照して説明する。 Next, (1) when the glass substrate is supported by a curved frame body in which two short sides are curved and two long sides are linear, and (2) four short sides and two long sides. The strength analysis was performed by the finite element method for bending and stress when the sides were supported by a flat planar frame. The result will be described with reference to FIG. 10 and FIG.
図１０は、要素法による強度解析にて長辺方向が直線で、短辺方向が最大撓み１００ｍｍの枠体でガラス基板を支持した場合の最大応力と撓み形状を表すグラフである。
図１０に 示すように、矢印ｘ１のガラス基板の短辺方向は、枠体の短辺の湾曲形状に沿った撓み曲線となり、矢印ｘ２のガラス基板の長辺中央部同士を結ぶ中央線の撓みは、枠体の短辺の湾曲形状に沿った撓みとほぼ同じである。 即ち長辺側の基板端から中央部に向かい枠体の撓みに倣って１００ｍｍ下方に撓みが生じている。しかし、この撓みは枠体に倣った撓みであり、ガラス基板の自重による撓みは、ほぼ無い状態といえる。
FIG. 10 is a graph showing the maximum stress and the bending shape when the glass substrate is supported by a frame body in which the long side direction is a straight line and the short side direction is the maximum bending 100 mm in the strength analysis by the element method.
As shown in FIG. 10, the short side direction of the glass substrate indicated by the arrow x1 is a bending curve along the curved shape of the short side of the frame, and the bending of the center line connecting the long side central portions of the glass substrate indicated by the arrow x2 is performed. Is substantially the same as the bending along the curved shape of the short side of the frame. In other words, the bending occurs 100 mm downward from the end of the substrate on the long side toward the center, following the bending of the frame. However, this bend is a bend that follows the frame, and it can be said that there is almost no bend due to the weight of the glass substrate.
これに対してガラス基板の長辺方向は、矢印ｙ１の枠体の長辺の直線上の枠に沿った部分は枠体と同じ位置で直線状で、矢印ｙ２のガラス基板の短辺中央部も長辺方向は、基板端部に対して１００ｍｍ下方の位置で直線状である。短辺の中央部同士を結ぶ中心線の撓みは、ほぼ無い状態となる。
即ちガラス基板の短辺は、湾曲枠体に保持された状態で、ガラス基板の長辺方向は、直線状で撓みの殆ど無い状態である。
この場合のガラス基板に懸かる最大応力は、１１．１ＭＰaで応力の分布は、長辺方向に伸びたなだらかな分布である。即ちこの状態で振動した場合、ガラス基板の破壊応力の１／３以下で安全な応力で短辺、長辺ともしっかり保持された状態と考えられる。
On the other hand, in the long side direction of the glass substrate, the portion along the straight line of the long side of the frame of the arrow y1 is linear at the same position as the frame, and the short side center of the glass substrate of the arrow y2 The long side direction is linear at a
That is, the short side of the glass substrate is held by the curved frame body, and the long side direction of the glass substrate is linear and almost free from bending.
In this case, the maximum stress applied to the glass substrate is 11.1 MPa, and the stress distribution is a gentle distribution extending in the long side direction. That is, when it vibrates in this state, it is considered that the short side and the long side are firmly held by safe stress at 1/3 or less of the fracture stress of the glass substrate.
図１１は、有限要素法による強度解析にて４辺がフラットな枠体でガラス基板を支持した場合の応力と撓み形状を表すグラフである。
これに対して図１１のように４辺フラットな枠体でガラス基板を支持した場合は、矢印ｘ２及びｙ２の部分で最大撓みは基板中央部で１０．４ｍｍと撓み量は小さいが、矢印ｘ１及びｙ１の枠体に沿った基板の端部が１ｍｍ程度枠体より浮きが生じる。即ちガラス基板の端部が枠体から浮き保持が不安定となる。
また、最大応力は、１３．４ＭＰａで４コーナー部に懸かり、応力分布も中央部に向かい傾斜が大きい。即ちこの状態で振動した場合基板が上下に揺れ安定性の無い保持状態であると考えられる。
この推測が正しいことを実証するために、後述するように、１５００×１８５０ｍｍサイズ（厚み０．７ｍｍ）のガラス基板を使用し、短辺の撓み率が６０／１５００〜３５０／１５００の範囲の各種撓み率の基板保持用枠体を用いて、振動試験を行った。その結果は、表１に示されるように、７０／１５００〜１５０／１５００の範囲が良好な結果を示すことが確認された。
なお、撓み曲線として、数１に係数を乗じた曲線が適切なことを説明したが、この曲線は、図１２に示すように円周の一部（円弧）に近似する曲線であるので、両端部の直線部を除く中央部の該湾曲形状部は、「撓み率の近似した」円弧でもよいことになる。円弧にした場合、曲率半径は、４０２０ｍｍ〜１８５０ｍｍとなる。
FIG. 11 is a graph showing the stress and the bending shape when the glass substrate is supported by a frame having flat four sides in the strength analysis by the finite element method.
On the other hand, when the glass substrate is supported by a four-sided flat frame as shown in FIG. 11, the maximum deflection is 10.4 mm at the center of the substrate at the portions indicated by arrows x2 and y2, but the amount of deflection is small. And the edge part of the board | substrate along the frame of y1 raises about 1 mm from a frame. In other words, the end of the glass substrate is lifted off the frame and the holding becomes unstable.
Further, the maximum stress is 13.4 MPa, which is hung on the four corners, and the stress distribution has a large slope toward the center. That is, when the substrate vibrates in this state, it can be considered that the substrate swings up and down and has no stability.
In order to verify that this assumption is correct, as will be described later, a glass substrate having a size of 1500 × 1850 mm (thickness 0.7 mm) is used, and various bending ratios of short sides of 60/1500 to 350/1500 are used. A vibration test was performed using a substrate holding frame having a flexure rate. As shown in Table 1, it was confirmed that the range of 70/1500 to 150/1500 shows good results.
Although it has been explained that a curve obtained by multiplying the coefficient by the equation 1 is appropriate as the bending curve, this curve is a curve that approximates a part of the circumference (arc) as shown in FIG. The curved portion at the central portion excluding the straight portion of the portion may be a circular arc “approximate the deflection rate”. In the case of an arc, the radius of curvature is 4020 mm to 1850 mm.
以上の結果より１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズ、０．７ｍｍｔのガラス基板に対して中央部で１００ｍｍ程度下向きに撓ませた状態において、ガラス基板が受ける応力は、ガラス破壊応力の１／３以下となることより、撓み量を１００ｍｍとし、ガラス基板の周辺部における基板保持幅について振動振幅、品質等の検討を行った。
表２に示すように基板保持量としては３０ｍｍから１００ｍｍが適用可能範囲であった。
From the above results, the stress that the glass substrate receives in a state where the glass substrate of 1500 mm × 1850 mm size and 0.7 mmt is bent downward by about 100 mm at the center is less than 1/3 of the glass breaking stress. The amount of deflection was set to 100 mm, and the vibration amplitude, quality, etc. were examined for the substrate holding width in the periphery of the glass substrate.
As shown in Table 2, the range of 30 to 100 mm was applicable as the substrate holding amount.
（振動試験方法）
ガラス基板を湾曲した基板保持用枠体に載せ、インナーパレット上に２段に重ねた状態でフォークリフトのフォークに載せ加速度３０ｍ／ｓ2で振動させた時のガラス基板の振動振幅をレーザー変位計で測定し、各種湾曲トレイにおけるガラス基板の振動振幅の比較を行った。
(Vibration test method)
Place the glass substrate on the curved substrate holding frame, place it on the inner pallet in two steps, place it on the fork of the forklift and vibrate it at an acceleration of 30 m / s 2 with a laser displacement meter. Measurements were made to compare the vibration amplitudes of the glass substrates in various curved trays.
図８は、振動による振幅測定方法を説明する図である。
測定方法は、図８に示すように、２つのレーザー変位計Ｒ１、Ｒ２を同時に用い、各振動付与時における基板の位置を比較することにより、位相差を測定することができる。図８の場合、レーザー変位計Ｒ１は、上段のガラス基板からの反射光を測定し、Ｒ２は、下段のガラス基板の反射光を測定する状態になっている。同時における位相が静止時と比較して変化が小さければ、位相変化は小さいことになる。レーザー変位計は、キーエンスＬＫ−Ｇ８０等を使用でき、本試験も当該測定機によった。
なお、３０ｍ／ｓ2は、実際にトラック輸送した際に測定した振動の加速度でもある。
FIG. 8 is a diagram illustrating an amplitude measurement method using vibration.
As shown in FIG. 8, the measurement method can measure the phase difference by simultaneously using two laser displacement meters R1 and R2 and comparing the position of the substrate when each vibration is applied. In the case of FIG. 8, the laser displacement meter R1 measures reflected light from the upper glass substrate, and R2 is in a state of measuring reflected light from the lower glass substrate. If the change in phase at the same time is small compared to when stationary, the phase change is small. As the laser displacement meter, Keyence LK-G80 or the like can be used, and this test was also performed by the measuring machine.
Note that 30 m / s 2 is also the acceleration of vibration measured during actual truck transportation.
（振動試験結果）
前記試験方法にて、１５００×１８５０ｍｍ、０．７ｍｍｔのガラス基板を短辺の撓み率が６０／１５００、７０／１５００、８０／１５００、１００／１５００、１５０／１５００、２００／１５００、３５０／１５００の各種撓み率で基板の基板保持幅は５０ｍｍでの応力および振動振幅を表１に示す。
(Vibration test results)
According to the above test method, a glass substrate of 1500 × 1850 mm and 0.7 mmt has a short side deflection rate of 60/1500, 70/1500, 80/1500, 100/1500, 150/1500, 200/1500, 350/1500. Table 1 shows the stress and vibration amplitude when the substrate holding width of the substrate is 50 mm at various bending rates.
基板にかかる応力は撓み率が１００／１５００の場合で１１．１ＭＰａであり、撓み率がこれより小さい場合は、基板にかかる応力は、１１．１ＭＰａ以下である。これは、ガラス破壊応力の４７ＭＰａの１／３以下であり、ガラス基板へのダメージは少なくガラス基板の破壊に対して問題ない。撓み率が１５０／１５００で応力１５ＭＰａとガラス破壊応力の４７ＭＰａのほぼ１／３となり撓み率がこれより大きいと基板のかかる応力も大きくなり、ガラス基板に対するダメージが大きいと推察される。
基板の振幅の観点から撓み率をみると、撓み率が６０／１５００では振幅が６ｍｍであり、撓み率が７０／１５００では、振幅が４ｍｍであるのに対して、撓み率が１００／１５００では、振幅が２ｍｍとなった。撓み率が大きくなる程、振動による振幅が小さくなる。撓み率が１５０／１５００より大きい場合は、振幅は２ｍｍ以下となる。
多段に積層するトレイ間隔は、狭い程省スペースとなり、有効であるが、今回のトレイ設計は、トレイ間隔を１０ｍｍ、即ち１０ｍｍピッチで１５０段のガラス保持枠体を設計するに対して、ガラス基板が振動した際に許容される振幅は最大で５ｍｍ以下であり、基板の振幅および基板にかかる応力の許容範囲から枠体の撓み率は７０／１５００から１５０／１５００とした。最も良い状態は、振幅変位が２．５ｍｍ以内で基板にかかる応力がガラス破壊応力の１／３以下だと撓み率が１００／１５００から１５０／１５００の範囲となる。
The stress applied to the substrate is 11.1 MPa when the deflection rate is 100/1500, and when the deflection rate is smaller than this, the stress applied to the substrate is 11.1 MPa or less. This is 1/3 or less of 47 MPa of the glass breaking stress, and there is little damage to the glass substrate, and there is no problem with respect to the breaking of the glass substrate. When the deflection rate is 150/1500, the stress is 15/3 and the glass fracture stress is approximately 1/3 of 47 MPa. If the deflection rate is larger than this, the stress applied to the substrate increases, and it is assumed that the glass substrate is greatly damaged.
Looking at the deflection rate from the viewpoint of the amplitude of the substrate, the amplitude is 6 mm when the deflection rate is 60/1500, and the amplitude is 4 mm when the deflection rate is 70/1500, whereas the deflection rate is 100/1500. The amplitude was 2 mm. As the deflection rate increases, the amplitude due to vibration decreases. When the bending rate is larger than 150/1500, the amplitude is 2 mm or less.
The narrower the gap between the stacked trays, the smaller the space and the more effective. However, this time the tray design is 10 mm, i.e., a glass holding frame with a pitch of 10 mm is designed for a 150-stage glass holding frame. The maximum allowable amplitude when the oscillates is 5 mm or less, and the bending rate of the frame body is set to 70/1500 to 150/1500 from the allowable range of the substrate amplitude and the stress applied to the substrate. In the best state, when the amplitude displacement is within 2.5 mm and the stress applied to the substrate is 1/3 or less of the glass fracture stress, the deflection rate is in the range of 100/1500 to 150/1500.
基板保持幅についての試験結果を表２に示す。撓み率を１００／１５００で２０ｍｍから１５０ｍｍで各種基板保持幅を換え、振動試験を行った。基板保持幅が２０ｍｍで、振幅が５ｍｍであり基板保持幅が５０ｍｍで振幅が２ｍｍになる。この基板保持幅が２０ｍｍから５０ｍｍの間では、基板保持幅が増加するにつれて振幅が小さくなったが、基板保持幅が１００ｍｍで振幅３ｍｍ、基板保持幅が１５０ｍｍでは、振幅５ｍｍとなり、基板保持幅が５０ｍｍを超すと基板保持幅が大きくなると振幅が大きくなった。これは、基板を保持している基板支持板が長くなり、基板支持体自体のバタツキが生じ始め、基板保持幅が長くなり過ぎると基板支持体自体の振動が基板に伝わり、基板の振幅が増加したことによる。表２に示すように基板保持量としては３０ｍｍから１００ｍｍが適用可能範囲であった。
図６は、撓み率（１００／１５００）の基板保持用枠体に基板を積載し、基板保持幅（５０ｍｍ）で加速度を与えた場合の、基板の振幅変位状態を示すグラフである。
Table 2 shows the test results for the substrate holding width. Various substrate holding widths were changed at a deflection rate of 100/1500 from 20 mm to 150 mm, and a vibration test was performed. The substrate holding width is 20 mm, the amplitude is 5 mm, the substrate holding width is 50 mm, and the amplitude is 2 mm. When the substrate holding width is between 20 mm and 50 mm, the amplitude decreases as the substrate holding width increases. However, when the substrate holding width is 100 mm, the amplitude is 3 mm, and when the substrate holding width is 150 mm, the amplitude is 5 mm. When it exceeded 50 mm, the amplitude increased as the substrate holding width increased. This is because the substrate support plate holding the substrate becomes longer and the substrate support itself begins to flutter, and if the substrate holding width becomes too long, the vibration of the substrate support itself is transmitted to the substrate and the amplitude of the substrate increases. It depends on. As shown in Table 2, the range of 30 to 100 mm was applicable as the substrate holding amount.
FIG. 6 is a graph showing an amplitude displacement state of a substrate when a substrate is loaded on a substrate holding frame having a bending rate (100/1500) and acceleration is given with a substrate holding width (50 mm).
図７は、基板を積載した基板保持用枠体に加速度を与えた場合の、上下に隣り合う基板の位相変位状態を示すグラフである。
１５００×１８５０ｍｍ、０．７ｍｍｔのガラス基板を短辺の撓み率が１００／１５００で基板保持幅を５０ｍｍとして枠体にガラス基板を載せ、この枠体を２層に積層して振動試験を行った。図８の方法で測定した結果を各ガラス基板の中央部のそれぞれのガラス基板の振幅変位の状態が図７に示す。
FIG. 7 is a graph showing the phase displacement state of the substrates adjacent in the vertical direction when acceleration is applied to the substrate holding frame on which the substrates are loaded.
A glass substrate of 1500 × 1850 mm and 0.7 mmt having a short side deflection rate of 100/1500 and a substrate holding width of 50 mm was placed on the frame body, and this frame body was laminated in two layers to conduct a vibration test. . FIG. 7 shows the state of amplitude displacement of each glass substrate at the center of each glass substrate as a result of measurement by the method of FIG.
ガラス基板を枠体に保持し積層して輸送する場合は、それぞれ上下に位置するガラス基板同士の振動する位相ずれが大きいと振幅は小さい場合でも上下のガラス基板の接触による破損の要因となる。２枚積載した状態でそれぞれのガラス基板の振動の位相について測定した結果、最大の位相ずれで１ｍｍであり、上下のガラス基板の振動の位相ずれは問題無いことが確認できた。 When a glass substrate is held on a frame and stacked and transported, a large phase shift caused by vibration between the glass substrates positioned above and below causes damage due to contact between the upper and lower glass substrates even when the amplitude is small. As a result of measuring the phase of vibration of each glass substrate in a state where two sheets were loaded, it was confirmed that the maximum phase shift was 1 mm, and there was no problem with the phase shift of vibration of the upper and lower glass substrates.
アルミニウム合金材料を使用して、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズ基板用の基板保持用枠体１０を製造した。まず、図１図示の金属枠部を中空押し出し加工して製造した。
左右の金属枠部１１ａ、１１ｂはそのまま使用したが、前後の金属枠部１１ｃ、１１ｄは押し出し後、基板Ａの撓み形状に合わせる曲げ加工を行った。撓み率δ／Ｌは、１００／１５００となるようにした。金属枠部１１の厚み（段ピッチ）ｄを１０ｍｍとし、金属枠幅ｗ１を３０ｍｍとした。各部の肉厚は、３ｍｍから５ｍｍとなった。
嵌合部１２の幅ｗ２を１５ｍｍとし、基板支持板１３の幅Ｈ１を１００ｍｍとした。
四隅の金属枠部を加工し、ポリアミド樹脂製のコーナーピース１６に嵌め込みできるようにして接続した。完成した基板保持用枠体１０を使用して基板Ａの移載を前記移載用架台とロボットアームを使用して試験したが、円滑に機能することが確認された。
A
The left and right
The width w2 of the
The metal frame portions at the four corners were processed and connected so as to be fitted into the
この基板保持用枠体に、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズ（厚み０．７ｍｍ）のガラス基板を積載した。基板保持幅ｆは、４周囲共に５０ｍｍとなった。基板保持用枠体を１５０段積層し、このように段積みされた枠体を、最下段に基板の湾曲形状を納め基板に接触しない形状にされたパレット（インナーパレット）を介して、さらに防振パレットに載せ、最上段に上蓋を載せ、結束ベルトで固定した。
ガラス基板を含めた梱包体は、総重量１．８トンで、全高さは２．１ｍとなった。
この状態でフォークリフト搬送や貨物としてトラック輸送する試験を行ったが、ガラス基板の破損傷も無く品質上の異物付着も無い良好な結果が得られた。
A glass substrate having a size of 1500 mm × 1850 mm (thickness: 0.7 mm) was loaded on the substrate holding frame. The substrate holding width f was 50 mm on all four sides. 150 layers of substrate holding frames are stacked, and the stacked frames are further protected through a pallet (inner pallet) that is shaped so that the curved shape of the substrate is placed at the bottom and does not contact the substrate. It was placed on a swing pallet, an upper lid was placed on the top and fixed with a binding belt.
The package including the glass substrate had a total weight of 1.8 tons and a total height of 2.1 m.
In this state, tests for forklift transportation and truck transportation as cargo were carried out, and good results were obtained in which there was no damage to the glass substrate and no adhesion of foreign substances in quality.
１０ 基板保持用枠体
１１ 金属枠部
１２ａ 第１嵌合部
１２ｂ 第２嵌合部
１３ 基板支持板
１５ 手掛部
１６ コーナーピース
２０ 上蓋
２１ 表面板
２２ 結束機構
２３ 結束ベルト
３０ インナーパレット
４０ 防振パレット
１００ 枠体の多段積み重ね体
Ａ 基板
D 金属枠部の撓み量
ｆ 基板保持幅
ｄ 金属枠部の厚み（段ピッチ）
W１ 金属枠幅ｗ１
W２ 嵌合部１２の幅
Ｈ１ 基板支持部材１３の幅
Ｅｌ 前後の金属枠体の左側端部 直線部
Ｅｒ 前後の金属枠体の右側端部 直線部
δ 基板支持面の最大撓み深さ
Ｌ 基板支持面の長さ
DESCRIPTION OF
D Deflection amount of metal frame part f Substrate holding width d Metal frame part thickness (step pitch)
W1 metal frame width w1
W2 Width of
Claims (5)
平面視矩形状の金属枠部を有し、
（１）中央部が下方に湾曲した前後の金属枠部と該金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板と、
（２）平坦な左右の金属枠部と該金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板と、
（３）前後左右の金属枠部と基板支持板の境界部に、該金属枠部の表面に沿って金属枠部の内周側に形成されている第１嵌合部と、
（４）該金属枠部の裏面に沿って金属枠部の内周側に延出する突起片として形成されている第２嵌合部と、
を有し、
前記中央部が下方に湾曲した前後の金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板、及び、前記平坦な左右の金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板に前記薄板基板を載置した状態で、前記第１嵌合部の上面と前記第２嵌合部の下面とが係合することによる嵌め合わせにより、上下の前記金属枠部相互間の位置合わせをして、多段に積み重ね可能であり、
前記中央部が下方に湾曲した前後の金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板の基板支持面の形状がその中央部において下方に湾曲した形状であって、
前記薄板基板が、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍサイズのガラス基板であって厚みが０．７ｍｍであり、
前記中央部が下方に湾曲した前後の金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板の基板保持幅が３０ｍｍから１００ｍｍの範囲であり、
前記中央部が下方に湾曲した前後の金属枠部に沿って枠内側に延設した基板支持板の基板支持面が、
前記薄板基板の短辺を支持するものであって、
以下に定義する撓み率（δ／Ｌ）が、７０／１５００≦（δ／Ｌ）≦１５０／１５００の範囲になるように、前記薄板基板を撓めて支持する基板支持面であることを特徴とする基板保持用枠体。
撓み率（δ／Ｌ）＝基板支持面の最大撓み深さ（δ）／基板支持面の長さ（Ｌ） A substrate holding frame that supports two sides facing one sheet of a rectangular thin plate and holds the back surface in a state where the center portion is bent by its own weight,
Having a rectangular metal frame in plan view,
(1) Front and rear metal frame portions whose center portion is curved downward, and a substrate support plate extending inside the frame along the metal frame portions;
(2) flat left and right metal frame portions and a substrate support plate extending inside the frame along the metal frame portions;
(3) a first fitting portion formed on the inner peripheral side of the metal frame portion along the surface of the metal frame portion at the boundary between the front and rear metal frames and the substrate support plate ;
(4) a second fitting portion formed as a protruding piece extending along the back surface of the metal frame portion toward the inner peripheral side of the metal frame portion;
Have
A substrate support plate extending inward of the frame along the front and rear metal frame portions with the central portion curved downward, and a substrate support plate extending inward of the frame along the flat left and right metal frame portions; In a state where the thin plate substrate is placed, the upper and lower metal frame parts are aligned by fitting by engaging the upper surface of the first fitting part and the lower surface of the second fitting part. Can be stacked in multiple stages,
The shape of the substrate support surface of the substrate support plate extending inward of the frame along the front and rear metal frame portions curved downward at the center portion is a shape curved downward at the center portion,
The thin plate substrate is a glass substrate having a size of 1500 mm × 1850 mm and a thickness of 0.7 mm,
The substrate holding width of the substrate support plate extending inward of the frame along the front and rear metal frame portions curved downward in the center is in the range of 30 mm to 100 mm,
The substrate support surface of the substrate support plate extending inward of the frame along the front and rear metal frame portions where the central portion is curved downward,
Supporting the short side of the thin plate substrate,
It is a substrate support surface that bends and supports the thin plate substrate so that a deflection rate (δ / L) defined below is in a range of 70/1500 ≦ (δ / L) ≦ 150/1500. A frame for holding a substrate.
Deflection rate (δ / L) = Maximum deflection depth of substrate support surface (δ) / Length of substrate support surface (L)
5. The substrate packaging body according to claim 4, wherein the thin plate substrate is placed in the substrate holding frame, and the substrate holding frames are stacked at intervals of 10 mm to 15 mm.
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