JP2005104629A - 基板収納具、基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板ケースのプリント基板の収納枚数を増加させ、且つ、プリント基板の歩留りを向上させること。
【解決手段】複数の基板を一定の間隔をおいて立てて収納する基板収納手段と、少なくとも隣接する前記基板相互の高さが異なるように前記複数の基板を下方から支持する支持台と、前記基板収納手段から前記基板の上部を保持して取り出すか、又は、前記基板収納手段に前記基板の上部を保持して収納する搬送手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は基板収納具、基板搬送装置及び基板搬送方法に関し、より詳しくは、複数の基板を立てて収納する基板収納具と、基板収納具から基板を取り出し、搬送し、基板ケースに基板を立てて収納する基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。

近年、電子機器の小型化に伴い、電子部品を装着するプリント基板にも薄型化が要求されており、作業性及び搬送性を向上させるために基板ケースに多数枚に纏めて収納される。そのため、プリント基板に加工を施す装置やプリント基板へ電子部品を搭載する装置は、プリント基板を自動的に基板ケースから取り出したり、基板ケースに収納する基板搬送装置と共に用いられる。

基板搬送装置では、図６に示すように、プリント基板１を横たえさせて基板ケース２に収納する。そして、表面に吸引パッド６を具備した搬送ハンド５と呼ばれる基板保持具を用いて、プリント基板１を収納ケース２から取り出し、収納ケース２に収納している。しかしながら、このように基板ケース２にプリント基板１を収納すると、基板ケース２内のプリント基板１が自重により撓み、プリント基板１間に搬送ハンド５を挿入するための十分な隙間が得にくく、搬送ハンド５にプリント基板１が接触することがあった。この接触により、プリント基板１はその表面に傷を生じて不良品となってしまい、歩留まりが低くなってしまう。

このような問題を解決するために、図７に示すように、プリント基板１を立てて基板ケース２に収納してプリント基板１を取り出す搬送装置もある。（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−５６２７号公報

しかしながら、このような基板搬送装置においても、プリント基板１の間に搬送ハンド５を挿入して基板ケース２からプリント基板１を取り出すことには変わりはない。つまり、プリント基板１と搬送ハンド５との接触を避けるために基板ケース２内のプリント基板１の間隔を十分確保しておく必要がある。このような理由から、基板ケース２へのプリント１基板の収納枚数を増やす場合には、基板ケース２を大きくするしかなかった。この場合、基板ケース２自体の重量が増加するので、基板ケース２を基板搬送装置へ配置する際や装置間で運搬する際に、作業性及び搬送性が悪くなる。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、基板ケースへのプリント基板の収納枚数を増加させ、且つ、プリント基板の歩留りを向上させる基板収納具、基板搬送装置及び基板搬送方法を提供することを目的とする。

上記した課題は、複数の基板を一定の間隔をおいて立てて収納する基板収納手段と、少なくとも隣接する前記基板相互の高さが異なるように前記複数の基板を下方から支持する支持台と、前記基板収納手段から前記基板の上部を保持して取り出すか、又は、前記基板収納手段に前記基板の上部を保持して収納する搬送手段とを有することを特徴とする基板搬送装置により解決する。

または、上記した課題は、複数の基板を一定の間隔をおいて前記複数の基板を立てて基板収納手段に収納された前記複数の基板を１枚毎に前記基板収納手段から取り出し、所定の処理を終えた前記複数の基板を１枚毎に保持して前記基板収納手段に立てて収納する基板搬送方法において、前記基板収納手段において少なくとも隣接する前記基板相互の高さが異なるように前記複数の基板を下方から支持し、前記複数の基板を取り出す際には、収納高さの高い方から順に前記基板の上部を保持して前記複数の基板を取り出し、前記複数の基板を収納する際には、前記基板の上部を保持して前記基板収納手段の前記複数の基板が収納高さの低い位置から順に前記複数の基板を前記基板収納手段に収納することを特徴とする基板搬送方法により解決する。

または、上記した課題は、少なくとも上方に開口した基板収納具であって、一側面と該側面に対向する他側面に複数の基板を一定の間隔をおいて保持する保持部と、前記複数の基板のうち、少なくとも隣接する前記基板相互の高さが異なるように下方から支持する支持台とを有することを特徴とする基板収納具により解決する。

本発明によれば、基板収納具において、収納される複数の基板は、立てて並列するように、かつ、少なくとも隣接する基板相互の高さが異なるように支持される。つまり、収納された基板のうち、例えば一番高い位置に収納された基板は隣接する基板に対して上方に突出する部分を生じる。

従って、この基板収納具を用いた基板搬送装置及び基板搬送方法において、基板搬送手段により基板収納具（基板収納手段）から基板を取り出す際に、収納された基板のうち、例えば一番高い位置に収納された基板を順次その突出した上部において基板搬送手段で保持しようとすると、基板収納具に収納された全ての基板を基板搬送手段と基板とが接触しないように取り出すことができる。さらに、基板収納具に基板を収納する際に、収納しようとする基板をその上部において基板搬送手段により保持し、収納高さが低い位置から順に基板収納具に基板を収納していくことにより、基板搬送手段と基板とが接触しないように全ての基板を収納することができる。

これにより、基板搬送手段と基板との接触による基板の損傷が回避され、基板の歩留りを向上させることができる。

また、本発明においては、基板収納具において、立てて並列するように収納された基板のうち一番高い位置に収納される基板は、隣接する基板に対して上方に突出する部分を生じるため、基板収納具に収納される基板の間隔を狭めても、基板搬送装置及び基板搬送方法において、基板搬送手段と基板とを接触させることなく基板搬送手段により基板を取り出し、また収納することができる。

これにより、基板収納具への基板収納数の増加に寄与し、基板収納具設置面積に対する基板収納数の割合を向上させることができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送装置の主要部を示す斜視図である。

本実施の形態の基板搬送装置は、プリント基板（基板）５０を収納する基板ケース（保持部、基板収納手段）３０と、基板ケース３０を配置する基板ケースステージ（載置台）１０と、基板ケース３０内のプリント基板を支持する基板台２０と、プリント基板５０を保持して搬送する搬送アーム（搬送手段）４０とを含んでいる。そして、搬送アーム４０にはシリンダが取り付けられており、一定距離の往復運動を行なうことができるようになっている。
図２は、本実施の形態に係る基板ケースを示し、図２(a)は斜視図であり、図２は上面図である。

基板ケース３０には、図２(b)に示すように、内側の一側壁面とこれに対向する側壁面にそれぞれ凹部３１が縦に等間隔で複数形成されており、プリント基板５０は凹部３１に嵌め込まれて収納される。図２(b)では、例として、凹部３１は１面当たり５箇所に形成されている場合について示しており、この場合、基板ケース３０には５枚のプリント基板５０が一定の間隔Ｓ１をおいて立てて収納される。基板ケース３０の底面には、側壁面の凹部の下部を残して貫通孔Ｈが設けられている。即ち、基板ケース３０を基板ケースステージ１０から持ち上げても、プリント基板５０は残した基板ケース３０の底面により支持されるようになっている。また、基板ケースステージ１０にも、基板ケース３０を載せる場所に貫通孔Ｈと同形状の貫通孔ｈが設けられている。なお、基板ケース３０を形成する側壁の上端部は、図２(a)に示すように、内側に傾斜のついた形状となっており、プリント基板５０を収納しやすくなっている。

図３は、本実施の形態に係る基板台を示し、図３(a)は斜視図であり、図３(b)は上面図である。

基板台２０は支持台２３の底部に台座２２に支えられた台座２２に嵌入されたボールねじ２１と連結されている。これにより、支持台２３は台座２２に対して昇降できるようになっている。

基板台２０は支持台２３の底部に台座２２に支えられたボールねじ２１に連結された構造になっている。支持台２３の縦横の寸法Ｄ１，Ｗ１は基板ケースステージ１０及び基板ケース３０の貫通孔ｈ，Ｈの縦横の寸法Ｄ２，Ｗ２よりそれぞれ小さく、ボールねじ２１の駆動によって基板ケースステージ１０及び基板ケース３０の貫通孔ｈ，Ｈを介して基板ケースステージ１０及び基板ケース３０の底面より上方に支持台２３を上昇させることできる。支持台２３は基板ケース３０の収納枚数と同じ５つの段が階段状に形成され、隣接する各段間の段差Ｄは等しく形成されている。また、各段の幅Ｓ２は基板ケース３０の隣り合うプリント基板５０の間隔Ｓ１と等しく、ホールねじ２１により支持台２３を上昇させた際に、各段２５がそれぞれ１枚のプリント基板５０を支持するようになっている。これにより、プリント基板５０の上端の位置は支持台２３の段差を反映して一側方から他側方にかけて一様にＤの割合で徐々に低くなる。

搬送アーム４０には、２つのボールねじ４１，４２が嵌入されており、それぞれボールねじに繋がれたモータ（図示せず）の回転動作が半藤アーム４０の水平面に平行な一方向及び垂直方向の移動に変換される。搬送アーム４０には1対の基板ホルダー４３が設けられており、プリント基板５０の上端部分を基板ホルダー４３により挟んで保持することが可能となっている。

このように、本実施の形態の基板搬送装置によれば、プリント基板５０を支持する支持台２３の上面に階段状の段差に設けているので、基板ケース３０の貫通孔Ｈから支持台２３を上昇させてプリント基板５０を支持させることにより、プリント基板５０を順次、階段状に並立させることができる。また、ボールねじ２１を垂直方向に駆動させることにより、支持台２３の全体の高さを変えられるようにしたので、この操作に合わせてプリント基板５０の上端の高さを自在に換えて支持台２３の階段状に配置されたプリント基板５０に対して、反動あー、うによる保持位置の高さを揃えることができる。

次に、上記した基板搬送装置を用いてプリント基板を搬送する方法について図４(a)〜図４(c)に沿って説明する。

まず、図４(a)に示すように、基板搬送装置内の基板ケースステージ１０の所定位置にプリント基板５０が収納された基板ケース３０を配置し、基板ケースステージ１０及び基板ケース３０の貫通孔ｈ，Ｈからボールねじ２１の駆動により支持台２３を上昇させる。これにより、図４(b)に示すように、支持台２３が各々のプリント基板５０の下端を支持して上方に押し上げ、プリント基板５０は上端の高さが順次高くなっていく。

次に、図４(b)に示すように、基板ホルダー４３が開けた状態で一番高く押し上げられたプリント基板５０ａの上方に位置するようにモータ４６の駆動により搬送アーム４０を移動させた後に下降させ、基板ホルダー４３を閉じてプリント基板５０ａを挟んで保持する。この際、基板ホルダー４３の先端部が保持するプリント基板５０ａとそれに隣接するプリント基板５０ｂとの間に入らない程度の高さまで搬送アーム４０を下降させる。つまり、基板ホルダー４３によるプリント基板５０ａの保持部分の長さは階段部の段差Ｄ未満となっている。

このようにすれば、プリント基板５０ｂと搬送アーム４０との接触を回避することができる。次いで、モータ４５の駆動により搬送アーム４０を上昇させて基板ケース３０からプリント基板５０ａを取り出した後、モータ４６の駆動により搬送アーム４０を水平方向に移動させて所望の基板処理装置までプリント基板５０ａを搬送する。

その後、次のプリント基板５０ｂの取り出しに移る。まず、図４(c)に示すように、プリント基板５０ｂの上端が所定の高さとなるように、ボールねじ２１の駆動により支持台を更に上昇された後、ボールねじ４２の回転により搬送アーム４０をプリント基板５０ｂの上方に位置するように移動させる。次に、ボールねじ４１の回転により搬送アーム４０を下降させてプリント基板５０ｂを基板ホルダー４３により挟んで保持し、ボールねじ４１の回転により搬送アーム４０を上昇させて基板ケース３０からプリント基板４０を水平方向に移動させて所望の基板処理装置にプリント基板５０を搬送する。

このように、搬送アーム４０にプリント基板５０ｂを保持させる際に、プリント基板５０ｂの上端の位置が一定の高さＨとなるようにボールねじ２１により支持台の高さを調整すると、図７に示す搬送装置と同様にプリント基板５０ａ，５０ｂの取り出し、又は、収納の際の搬送アーム40の垂直方向の動作がプリント基板５０ａ，５０ｂ毎に変わることなく、搬送アーム４０に高精度の動作が要求されない。

このようになそう差を残りのプリント基板５０ｃ，５０ｄ，５０ｅについても行い、基板ケース３０に収納された全てのプリント基板５０ａ〜５０ｅを搬送する。

その後、基板ケース３０を取り替えて上記同様にプリント基板を搬送する。

上記した搬送方法の逆の手順を踏めば、基板ケース３０にプリント基板５０ａ〜５０ｅを収納することができる。この際、既に収納されたプリント基板と搬送アーム４０との接触を避けるために、収納しようとするプリント基板の収納位置としては、隣接位置に収納高さが低いプリント基板がくるような位置を選ぶ。例えば、収納高さが低い位置から順にプリント基板を収納していくとよい。つまり、図４において、プリント基板５０ｅの位置に最初に収納するプリント基板を収納し、最後に収納するプリント基板はプリント基板５０ａの位置に収納する。

このように、本実施の形態の基板搬送方法によれば、搬送アーム４０によりプリント基板５０ａ〜５０ｅを基板ケース３０から取り出す際に、収納されたプリント基板のうち、一番高い位置に収納されたプリント基板を順次その突出した上部において保持するので、基板ケース３０に収納された全てのプリント基板５０ａ〜５０ｅを搬送アーム４０とプリント基板５０ａ〜５０ｅとが接触しないように取り出すことができる。

また、プリント基板５０ａ〜５０ｅを基板ケース３０に収納する際に、収納しようとするプリント基板をその上部において搬送アームにより保持し、収納高さが低い位置から順に基板ケースにプリント基板５０ａ〜５０ｅを収納していくことにより、搬送アーム４０とプリント基板５０ａ〜５０ｅとが接触しないように全ての基板５０ａ〜５０ｅを収納することができる。

これにより、プリント基板５０ａ〜５０ｅの表面に傷を生じさせることなくプリント基板５０ａ〜５０ｅを搬送することができるので、プリント基板の歩留りが向上する。

また、基板ケース３０に収納されたプリント基板５０ａ〜５０ｅのうち、一番高い位置に収納されたプリント基板５０は、隣接するプリント基板５０ａ〜５０ｅに対して上方に突出する部分を生じるため、基板ケース３０のプリント基板５０ａ〜５０ｅの収納間隔を狭めても、搬送アーム４０とプリント基板５０ａ〜５０ｅとを接触させずにプリント基板５０ａ〜５０ｅを取り出し、又は収納することができる。

これにより、基板ケース３０の設置面積に対する基板収納枚数の割合を向上させることができる。
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、第１の実施の形態よりも簡素化した構造の基板搬送装置について説明する。

図５は、本発明の第２の基板搬送装置の主要部を示す斜視図である。

本実施の形態の基板搬送装置では、基板ケース３０の底面に基板ケース３０が一体化して基板台２０が形成され、基板ケース３０のみから構成される点において、第１の実施の形態とは異なる。つまり、本実施の形態の基板搬送装置では、支持台２３は動作せず、プリント基板５０が、基板ケース３０に収納された時点で、プリント基板５０の上端の位置が階段状に並列する。また、本実施の形態では、基板ケース３０と基板台２０とが一体化しているので、基板ケース３０や基板ケースステージ１０に基板台２０を基板ケース３０に挿入するための貫通孔ｈ，Ｈは必要ない。なお、本実施の形態の場合、各基板を挟んで保持する高さが異なるので、搬送アームにはボールねじ（図示せず）が取り付けられて、上下方向に自由に昇降運動できるようにしておく。

この基板搬送装置を用いてプリント基板５０を搬送する場合、第１の実施の形態とは異なり支持台２３が動作しないので、搬送アーム４０にプリント基板４０を保持させる際に、プリント基板５０の上端の高さはプリント基板毎に異なる。この場合、搬送アーム４０を所望のプリント基板の上端が挟める位置までボールねじにより搬送アームを下降させてプリント基板５０を保持する。

本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して基板台２０が動作しないので、装置の構造が簡素化され低価格で基板搬送装置を提供することができる。

本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではない。例えば、第２の実施の形態のｈｓん同道地において、基板ケースステージ１０を縦方向にどうされきるようにしてもよい。この場合、基板ケースステージ１０にシリンダが連結される。

また、支持台２３の段数と基板ケース３０のプリント基板５０の収納枚数は必ずしも一致させる必要はなく、収納枚数と比較して段数が十分多くしてもよい。また、支持台２３の上面を水平面に対して角度をなす傾斜面としてもよい。このようにすれば、上記の実施の形態と同様に、プリント基板５０は上端部の高さが順次高くなる。

さらに、プリント基板５０の高さを必ずしも順次高くする必要はなく、隣接するプリント基板５０の高さを異ならせるだけでも、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。

例えば、プリント基板５０の上端の位置がノコギリ状に１枚おきに変わるように支持台２３を作成する。この場合、収納されたプリント基板５０は高い位置にあるものと低い位置にあるものに分かれ、高い位置にあるプリント基板５０同士の間には上部に収納間隔の２倍の空間が生じている。このようにして、搬送アーム４０を差し込むために十分な空間を形成し、搬送アーム４０をこの空間に差し込んでプリント基板５０を保持することにより、プリント基板５０と搬送アーム４０との接触を回避することができる。また、高い位置のプリント基板５０を全て取り出した後、低い位置のプリント基板５０の間には収納間隔の２倍の空間が生じるので、高い位置のプリント基板５０を保持する場合と同様に、プリント基板５０と搬送アーム４０との接触を回避することができる。

また、上記の実施の形態では、搬送アーム４０はプリント基板５０の上端部を挟んで保持したが、両側方から上側部を挟んで保持してもよい。この場合も上記の実施の形態と同様に、プリント基板５０間に搬送アーム４０を挿入することなくプリント基板５０を保持することができるので、プリント基板５０と搬送アーム４０とが接触することはない。

また、基板ケース３０内のプリント基板５０を横たえないようにすればよいものであり、プリント基板５０を立てて基板ケース３０に収納しさえすれば基板ケース３０からプリント基板５０を取り出す方向、又は、基板ケース３０へプリント基板５０を収納の方向は限定しない。例えば、上記の実施の形態の基板ケース３０において、凹部３１が形成された側壁面の一方を取り外し可能とする。この場合、取り外された側壁面側からプリント基板５０の取り出し、収納を行う。

さらに、搬送の対象物はプリント基板５０に限定されるものではなく、半導体ウエハの搬送にも本発明を適用することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送装置の主要部を示す斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送装置に用いる基板ケースを示し、図２(a)は斜視図であり、図２(b)は上面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送装置に用いる支持台を示し、図２(a)は斜視図であり、図２(b)は上面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送方法を示す側面図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態に係る基板搬送装置の主要部を示す斜視図である。 図６は、従来の第１の基板搬送装置を示す斜視図である。 図７は、従来の第２の基板搬送装置を示す斜視図である。

符号の説明

１・・・プリント基板
２・・・基板ケース
５・・・搬送ハンド
６・・・吸引パッド
１０・・・基板ケースステージ
２０・・・基板台
２３・・・支持台
３０・・・基板ケース（保持部、基板収納手段）
４０・・・搬送アーム（搬送手段）
５０・・・プリント基板（基板）

Claims (10)

1. 複数の基板を一定の間隔をおいて立てて収納する基板収納手段と、
   少なくとも隣接する前記基板相互の高さが異なるように前記複数の基板を下方から支持する支持台と、
   前記基板収納手段から前記基板の上部を保持して取り出すか、又は、前記基板収納手段に前記基板の上部を保持して収納する搬送手段と
   を有することを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記基板収納手段の底面には貫通孔が設けられおり、前記支持台は前記貫通孔を通して上下方向に昇降可能であり、前記複数の基板の高さを変えることができることを特徴とする請求項７に記載の基板収納具。
3. 前記基板収納手段は、該基板収納手段を載置する載置台と一体化して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
4. 前記支持台の上面は、階段状になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
5. 複数の基板を一定の間隔をおいて前記複数の基板を立てて基板収納手段に収納された前記複数の基板を１枚毎に前記基板収納手段から取り出し、所定の処理を終えた前記複数の基板を１枚毎に保持して前記基板収納手段に立てて収納する基板搬送方法において、
   前記基板収納手段において、少なくとも隣接する前記基板相互の高さが異なるように前記複数の基板を下方から支持し、前記複数の基板を取り出す際には、収納高さの高い方の高い順に前記基板の上部を保持して前記複数の基板を取り出し、前記複数の基板を収納する際には、前記基板の上部を保持して前記基板収納手段の前記複数の基板が収納高さの低い位置から順に前記複数の基板を前記基板収納手段に収納することを特徴とする基板搬送方法。
6. 前記複数の基板は、前記基板搬送手段の一側方から他側方にかけて順次高くなるように収納されることを特徴とする請求項５に記載の基板搬送方法。
7. 少なくとも上方に開口した基板収納具であって、
   一側面と該側面に対向する他側面に複数の基板を一定の間隔をおいて保持する保持部と、
   前記複数の基板のうち、少なくとも隣接する前記基板相互の高さが異なるように下方から支持する支持台と
   を有することを特徴とする基板収納具。
8. 前記基板収納具の底面には貫通孔が設けられおり、前記支持台は前記貫通孔を通して上下方向に昇降可能であり、前記複数の基板の高さを変えることができることを特徴とする請求項７に記載の基板収納具。
9. 前記支持台は、前記基板収納具の底面と一体化して設けられていることを特徴とする請求項７に記載の基板収納具。
10. 前記支持台の上面は、階段状になっていることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の基板収納具。

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