JP2001127137A - 基板搬送装置および基板搬送装置用カセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カセット２に収納された基板１をロボットで
次工程に搬送する装置において、スペースや費用の増大
をもたらすセンタリング装置やセンサを使用せずに、基
板１を正確に位置決めできる基板搬送装置およびカセッ
トを提供する。 【解決手段】 基板搬送装置のセット台３にカセット２
を設置するに当たって、基板取出し側からみて、基板１
が水平面から角度θだけ傾くようにカセット２を設置す
る基板搬送装置とする。基板１の取出し時には、ロボッ
トアームは同じ角度θだけ回転してからカセット２内部
に挿入される。カセット２は、基板受け１０および上部
が細くなるテーパ形状を含む基板ガイド８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板、特に液晶パ
ネルなどの薄型基板の、搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カセットに収納された液晶パネル
などの基板をカセットから取出し、次工程に搬送する場
合、基板がカセット内の所定の位置に正確に配置されて
いることが必要である。仮に、基板が所定の位置からず
れて配置されていると、次工程の装置などに設置する際
に正確な位置にセットできず、いわゆるセット不良を引
き起こしたりする。また、基板が所定の位置からずれて
配置されていると、ロボットハンドが基板をカセット外
へ取出す際に、カセット内の基板を、ロボットハンドに
対して相対的にずれた位置のまま吸着して移動するた
め、基板が基板ガイドと接触してロボットハンドから落
下する可能性がある。液晶パネルのようなガラス材質の
基板の場合は、落下すれば破損する可能性がある。さら
に、このような事態が生じれば装置停止を余儀なくさ
れ、稼働率低下という損失をもたらす。

【０００３】また、セット不良やロボットハンドからの
落下を引き起こさない場合であっても、基板が基板ガイ
ドに接触しながら引き抜かれる可能性がある。この場合
であっても、たとえば基板が液晶パネルである場合など
においては、基板と基板ガイドとの擦過により発生する
静電気により、基板に電気的破壊が生じ、やはり不良の
原因として問題となる。

【０００４】そこで、従来の技術に基づく基板搬送装置
において、カセットに収納された基板をロボットハンド
により取出す際のセンタリング作業を図１０（ａ），
（ｂ）を参照して説明する。なお、（ａ）は、センタリ
ング前、（ｂ）はセンタリング直後の状態を示す図であ
る。ロボットハンドをカセット２に挿入する前に、一
旦、カセット２内の基板１に向けて、センタリング装置
６を移動させて押し当てることによってセンタリングを
行なう。センタリングによって基板１が所定の位置に配
置され、基板１と基板ガイドが接触することなく取り出
せる状態にした後、次工程の装置へ搬送する。

【０００５】一方、センタリング装置を用いない基板搬
送装置として、特開平１０−１２０１７２号公報には、
基板との距離をセンサで測定し、ロボットハンドの姿勢
を補正することで基板のセンタリングを行なって基板を
搬送する装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示す従来のセ
ンタリング装置６を用いた方法では、センタリング装置
６によるセンタリングを行なうための時間が必要とな
る。また、カセット２の配置スペース以外にセンタリン
グ装置を設置するためのスペースが必要となり、搬送装
置全体の大きさも大きくならざるを得なかった。これら
により、時間的にも空間的にも無駄の多いものとなって
いた。

【０００７】センタリング装置を用いない基板搬送装置
が特開平１０−１２０１７２号公報に開示されている。
この基板搬送装置を用いた方法では、センサの出力結果
からロボットハンドの姿勢を補正するため、複雑で高価
な制御システムが必要となる。また、カセット内に収納
されている基板は１枚ずつ別個独立に位置がずれている
ため、１枚１枚の基板ごとに測定およびロボットハンド
の姿勢の補正を繰返すことが必要となる。したがって、
ロボットハンドの高速移動が困難となり、短いサイクル
タイムでの基板搬送が望めない。

【０００８】そこで、本発明は、このような時間的・空
間的な無駄をなくし、センサを使った場合のような複雑
で高価なシステムを必要とせず、安価で迅速に搬送を行
なえる基板搬送装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に基づく基板搬送装置においては、カセット
に保持された基板を、ロボットハンドによって、略水平
方向に取り出して、次工程に搬送する基板搬送装置であ
って、基板取出し方向から見たときに上記基板が水平面
から傾くように上記カセットを設置する。

【００１０】上記構成を採用することにより、カセット
内に収容された基板は、自重で傾きに沿って下側に移動
するので、迅速に位置決めを行なうことができる。セン
タリング装置、センサ、ロボットの姿勢の補正のための
制御装置などが必要でなくなるため、省スペース、省コ
ストを図ることができる。

【００１１】上記発明において好ましくは、上記基板を
上記カセットから取出す際に、上記ロボットハンドが、
上記基板と実質的に同じ傾きになるように回転し、上記
カセット内部に挿入される。

【００１２】上記構成を採用することにより、カセット
内部で傾いて保持されている基板をロボットハンドに対
して相対的に正確な位置で吸着し、取り出すことができ
る。

【００１３】また、本発明に基づく基板搬送装置用カセ
ットの１つの局面においては、基板ガイドを備え、上記
基板ガイドは、上部が細くなるテーパ形状を含む。

【００１４】上記構成を採用することにより、基板を上
昇させる際に基板ガイドと接触せずに上昇できるストロ
ークを大きくとることができ、またロボットに高い位置
精度を持たせなくとも、基板と基板ガイドとの接触を防
止することができる。

【００１５】上記発明において好ましくは、上記基板ガ
イドの下端から上記基板の厚み以下の高さまでの領域が
上記基板に略垂直な面を含む。

【００１６】上記構成を採用することにより、基板が基
板ガイドに乗り上げることを防止しつつ、基板の位置決
めを行なうことができる。

【００１７】また、本発明に基づく基板搬送装置用カセ
ットの他の局面においては、基板ガイドを備え、上記基
板ガイドは、上部が細くなる段差を含む。

【００１８】上記構成を採用することにより、上述のテ
ーパ形状を含めた場合と同様に、基板を上昇させる際に
基板ガイドと接触せずに上昇できるストロークを大きく
とることができ、またロボットに高い位置精度を持たせ
なくとも、基板と基板ガイドとの接触を防止することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１） （基板搬送装置全体の構造）本実施の形態における基板
搬送装置の構造の平面図を図１に、正面図を図２に、右
側面図を図３に示す。本装置は、基板搬送装置用カセッ
ト（以下、「カセット」という。）２を設置するセット
台３と、ロボット４と、ロボット４を制御する制御装置
５とを備えている。ロボット４は、基板１をカセット２
から手前に向けて取り出し、次工程に搬送する。図３に
示すように、セット台３のカセット２を載せる面は角度
θだけ傾斜しているため、カセット２をセット台３に載
せた状態で、基板１が水平面から角度θだけ傾く。な
お、図３においては、基板取出しの向きは紙面奥側であ
る。

【００２０】（ロボットの構造）本実施の形態における
基板搬送装置に含まれるロボット４の構造についてさら
に詳細に説明する。図５に示すように、このロボット４
は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、ロボットハンドの回転軸１４、
ロボット本体の旋回軸１５の合計５軸について動作可能
となっている。ロボットハンド７には、基板１を吸着保
持するための吸着パッド９が取り付けられている。

【００２１】（カセットの構造）本実施の形態における
基板搬送装置に用いられるカセット２の構造についてさ
らに詳細に説明する。カセット２の全体の形状は、図１
〜図３において既に示した通りであり、カセット２への
基板１の出し入れは水平方向から行なうものとなってい
る。図３の一部分３１を拡大したところを、図４に示
す。カセット２は、複数の基板１を、互いに接触しない
ように上下方向に多層的に並べてそれぞれ基板受け１０
に載せることで保持する構造となっており、各層の基板
受け１０には左右に基板ガイド８が設けられ、基板１の
左右の変位をある程度拘束するものとなっている。基板
ガイド８は、ストレート部分４１とテーパ部分４２とを
組合せた形状となっている。具体的には、下端から基板
１の厚み以下の高さまでの領域が基板１に略垂直な面、
すなわちストレート部分４１として円柱となっており、
その上部は上方に向けて徐々に細くなるテーパ部分４２
として円錐台となっている。１枚の基板１は、４つの基
板ガイド８によって水平方向の変位をある程度拘束され
ている。

【００２２】なお、本実施の形態においては、基板ガイ
ド８は、円柱と円錐台との組合せとしたが、他の形状の
組合せであっても、基板取出し方向から見て輪郭がスト
レート部分４１とテーパ部分４２との組合せとなる形状
であればよい。

【００２３】（ロボットの動作）ロボット４は、カセッ
ト２外で予め、回転軸１４を中心に傾斜角θだけロボッ
トハンド７を回転させる。ロボットハンド７は、その姿
勢を維持したまま、取り出すべき基板１の下方に平行移
動する。ロボットハンド７は、吸着パッド９によって基
板１下側から吸着動作を行ないながら、Ｚ軸上方へ平行
移動する。基板１がロボットハンド７に保持され、か
つ、基板１が基板ガイド８のどの部分とも干渉しない位
置にまでロボットハンド７が上昇したら、ロボットハン
ド７はＹ軸方向に平行移動し、カセット２内から基板１
が取り出される。その後、回転軸１４を中心に回転する
ことによってロボットハンド７は水平に戻り、基板１は
次工程３０に搬送される。

【００２４】（作用・効果）基板１およびカセット２が
角度θだけ傾いていることにより、図４に示すように、
カセット２内の基板１が、低くなった側の基板ガイド８
に向けて自重により移動する。基板１と基板ガイド８と
が接触することによって、基板１の位置決めが正確に行
なわれる。すべての基板の位置決めが自重によって同時
に自然に行なわれるため、センタリング装置、センサ、
ロボットの姿勢の補正のための制御装置などが必要でな
く、省スペース、省コストを図ることができる。また、
センタリングのためのみに余計な時間を費やす必要もな
い。

【００２５】角度θは、基板１の材質と基板受け１０の
材質との組合せによって適宜選択する必要があるが、た
とえば、基板１がガラスからなる液晶パネルであって、
基板受け１０にはテフロン樹脂を使用した場合、基板が
移動するのにθが１５°以上であることが必要であっ
た。

【００２６】図３の一部分３２を拡大したところを図７
に示す。基板ガイド８ｂの上部を上述のテーパ部分４２
のようなテーパ形状としているため、図６に示すように
基板ガイド８ａの全体が単なる円柱であった場合に比較
して、基板１をＺ軸方向に上昇させる際に基板ガイド８
ｂと接触せずに上昇できるストロークを大きくとること
ができ、またロボットに高い位置精度を持たせなくと
も、基板１と基板ガイド８との接触を防止することがで
きる。

【００２７】このテーパ角φは、基板１およびカセット
２の傾斜角θ以上の角度にすることが望ましい。空間の
余裕が大きくなり接触をより容易に防止できるからであ
る。

【００２８】一方、仮に、基板ガイド８が円柱を含ま
ず、テーパ形状のみからなるものであった場合には、基
板１およびカセット２の傾斜角θが一定以上大きいとき
に、低い側の基板ガイド８に基板１が乗り上げてしま
い、基板１を正しい位置に位置決めできなくなるという
問題があるが、基板ガイド８の下端付近に上述のように
ストレート部分４１として円柱の部分を設けたため、基
板１が基板ガイド８に乗り上げることを防止することが
できる。このストレート部分４１の高さは、基板１の厚
み以下であることが望ましい。

【００２９】（実施の形態２）図８に示すように、基板
ガイド８に、上部が細くなる段差１８を設ける。他の部
分の構成は、実施の形態１と同じである。

【００３０】この場合も、図６に示すように基板ガイド
８ａの全体が単なる円柱であった場合に比較して、基板
１をＺ軸方向に上昇させる際に基板ガイド８ｂと接触せ
ずに上昇できるストロークを大きくとることができ、ま
たロボットに高い位置精度を持たせなくとも、基板１と
基板ガイド８との接触を防止することができる。

【００３１】（実施の形態３） （構造）図９を参照して、本発明に基づく基板搬送装置
および基板搬送装置用カセットを用いて作業を行なう例
を説明する。

【００３２】この基板搬送装置は、カセット２を３個セ
ットできるように３つのセット台３ａ，３ｂ，３ｃを備
えており、セット台３ａ，３ｂ，３ｃの上には、３個の
カセット２１，２２，２３をそれぞれ設置している。カ
セット２１，２２には加工前の基板１が収納されてお
り、加工装置１１でこれらの基板１に対して１枚ずつ加
工を行なったのちに、再びいずれかのカセットに収納す
ることが求められているものとする。カセット２３は、
空のカセットである。カセット２１，２２，２３はいず
れも同じ収納枚数のカセットである。他の部分の構成
は、実施の形態１と同じである。

【００３３】（動作）作業を開始すると、ロボット４
は、カセット２１から順次基板１を取り出し、加工装置
１１に搬送する。基板１は加工装置１１において加工さ
れる。ロボット４は加工の完了した基板１を搬送し、カ
セット２３に順次収納する。カセット２１とカセット２
３は収納枚数が等しいので、カセット２３が満たされる
時点で、カセット２１は空となる。次に、ロボット４
は、カセット２２から順次基板１を取り出し、加工装置
１１に搬送する。加工の完了した基板４はカセット２１
に順次収納される。この間に、図示しない搬入出手段に
よって、加工後の基板１によって満たされたカセット２
３を搬出し、空いたセット台３ｃには代りに、加工前の
基板１によって満たされた新たなカセット２４（図示省
略）が設置される。カセット２１が加工後の基板１で満
たされる時点で、カセット２２は空となる。次に、カセ
ット２４の基板１を加工してカセット２２に順次収納す
る。

【００３４】（作用・効果）このような作業を繰り返せ
ば、空のカセットを搬送する必要はなくなり、加工装置
１１および基板搬送装置全体のシステムの連続運転が可
能となる。

【００３５】従来のセンタリング装置を用いた方法によ
れば、上述と同じ連続運転を行なおうとすれば、セット
台３ａ，３ｂ，３ｃのすべてに対してセンタリング装置
６が必要となる。したがって、装置に要するコストも増
大し、同時に装置の大きさも大きなものとなってしま
う。また、コストおよび必要スペースの増大を抑えるた
めに、センタリング装置６を１つのセット台３ａに対し
てのみ設置すると、セット台３ａにおいて空のカセット
と加工前の基板１で満たされたカセットとの入替え作業
が必要となり、作業効率が低下する。

【００３６】このように、本発明に基づいた基板搬送装
置を用いることで、従来方法に比較して省スペースを実
現しつつ、連続運転が可能となり、作業効率を著しく向
上させることができる。

【００３７】なお、今回開示した上記実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の
範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更を含むものである。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係る基板搬送装置および基板搬
送装置用カセットによれば、基板およびカセットが傾い
ているため、基板が自重で移動し、基板ガイドに接触す
ることにより、すべての基板の位置決めが正確に行なわ
れる。したがって、センタリング装置、センサ、ロボッ
トの姿勢の補正のための制御装置などが必要でなく、省
スペース、省コストを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく実施の形態１における基板搬
送装置の平面図である。

【図２】 本発明に基づく実施の形態１における基板搬
送装置の正面図である。

【図３】 本発明に基づく実施の形態１における基板搬
送装置の右側面図である。

【図４】 本発明に基づく実施の形態１における基板搬
送装置用カセットの一部分の拡大図である。

【図５】 本発明に基づく実施の形態１における基板搬
送装置のロボットの動きを説明するための斜視図であ
る。

【図６】 基板ガイド全体が単なる円柱であった場合の
基板と基板ガイドとの接触についての説明図である。

【図７】 本発明に基づく実施の形態１における基板と
基板ガイドとの接触についての説明図である。

【図８】 本発明に基づく実施の形態２における基板と
基板ガイドとの接触についての説明図である。

【図９】 本発明に基づく実施の形態３における基板搬
送装置の平面図である。

【図１０】 従来技術に基づく基板搬送装置におけるカ
セットおよびセンタリング装置の動作についての説明図
である。

【符号の説明】

１ 基板、２，２１，２２，２３ カセット、３，３
ａ，３ｂ，３ｃ セット台、４ ロボット、５ 制御装
置、６ センタリング装置、７ ロボットハンド、８，
８ａ，８ｂ，８ｃ 基板ガイド、９ 吸着パッド、１０
基板受け、１１加工装置、１４ ロボットハンドの回
転軸、１５ ロボット本体の旋回軸、１８ 段差、３０
次工程の装置、３１，３２ 一部分、４１ ストレー
ト部分、４２ テーパ部分。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カセットに保持された基板を、ロボット
   ハンドによって、略水平方向に取り出して、次工程に搬
   送する基板搬送装置であって、 基板取出し方向から見たときに前記基板が水平面から傾
   くように前記カセットを設置する基板搬送装置。
2. 【請求項２】 前記基板を前記カセットから取出す際
   に、前記ロボットハンドが、前記基板と実質的に同じ傾
   きになるように回転し、前記カセット内部に挿入され
   る、請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 【請求項３】 基板ガイドを備え、前記基板ガイドは、
   上部が細くなるテーパ形状を含む、基板搬送装置用カセ
   ット。
4. 【請求項４】 前記基板ガイドの下端から前記基板の厚
   み以下の高さまでの領域が前記基板に略垂直な面を含
   む、請求項３に記載の基板搬送装置用カセット。
5. 【請求項５】 基板ガイドを備え、前記基板ガイドは、
   上部が細くなる段差を含む、基板搬送装置用カセット。