JP2005239356A - 基板運搬移載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な装置構成により基板を容易且つ確実にハンドリングできる基板運搬移載装置を提供する。
【解決手段】基板運搬移載装置１は、基板１１を収容する複数段の収容部を有するカセット２、カセット２を載置して運ぶ台車４、および基板処理装置に対向配置されてカセット２を昇降移動させるためのリフター６を有する。カセット２を載置した台車４のフレーム４ａをリフター６のフレーム２２に嵌合し、サーボモータ３０を回転して昇降板２１を上昇させ、カセット２を昇降移動させて所望する収容部を処理装置の基板出入口に対向させる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、例えば、ＦＥＤなどの平面表示装置の製造工程において、前面基板や背面基板を処理装置間で運搬して処理装置に投入或いは処理装置から受け取る基板運搬移載装置に関する。

近年、陰極線管（ＣＲＴ）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が注目されている。例えば、放電現象による蛍光体の発光を利用したプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）や、主として電界による電子放出を利用したフィールド・エミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）が知られている。

ＦＥＤにおいて、前面基板の内面には蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には蛍光体を励起発光させる電子放出源である電子放出素子が各画素に対応して配列されている。そして、２枚の基板間には、複数のスペーサが介在され、周縁部同士が枠状の側壁によって封着され、内部を真空にした真空外囲器が構成される（例えば、特許文献１参照。）。

ＦＥＤを製造する場合、例えば、前面基板の内面に蛍光体スクリーンを形成するため、前面基板を所定の処理装置へ供給する。このとき、複数枚の基板を複数段の棚に収容したカセットを台車を用いて処理装置へ運搬し、ロボットアームなどによって基板をカセットから取り出して１枚ずつ処理装置へ投入する。この場合、カセットに収容された基板の高さが異なるため、ロボットアームの駆動制御が複雑で装置構成が高価であった。

また、この場合、ロボットアームの可動範囲に制限があり、処理装置の投入口の高さ位置やカセットの棚の高さ、収容可能枚数など、各構造の設計の自由度が低かった。さらに、ロボットアームの旋回動作を許容するため、比較的広い作業スペースが必要となる不具合があるとともに、旋回動作によって周辺のゴミなどを撒き散らしてクリーンな環境を維持できなくなる問題があった。特に、ＦＥＤの製造工程では、極めてクリーンな環境を必要とし、歩留り低下の要因となる。
特開２００３−５１２５５号公報

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、安価な装置構成により基板を容易且つ確実にハンドリングできる基板運搬移載装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の基板運搬移載装置は、複数枚の基板を面方向に重ねて収容する複数段の収容部を有するカセットと、このカセットを分離可能に載置して運ぶ台車と、基板処理装置の基板出入口に対向配置され、上記カセットを昇降移動させて上記複数段の収容部のうち１つの収容部を上記基板出入口に対向させる昇降機構と、を備えている。

上記発明によると、カセットを昇降移動させて複数段の収容部のうち１つを処理装置の基板出入口に対向させる。このため、従来のように高価なロボットアームを必要とせず、クリーンな作業環境を維持しつつ、基板の出し入れが可能となる。

この発明の基板運搬移載装置は、上記のような構成および作用を有しているので、安価な装置構成により基板を容易且つ確実にハンドリングできる。

以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。
まず、本実施の形態に係る基板運搬移載装置１を用いて製造される画像表示装置の一例としてＦＥＤの構成を説明する。

図１および図２に示すように、ＦＥＤは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１１、および背面基板１２を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、前面基板１１および背面基板１２は、矩形枠状の側壁１３を介して周縁部同士が接合され、内部が真空状態に維持された扁平な矩形状の真空外囲器１０を構成している。

接合部材として機能する側壁１３は、例えば低融点ガラスからなるフリットガラス１９により、背面基板１２の周縁部および前面基板１１の周縁部に封着され、前面基板および背面基板の周縁部同士を接合している。

真空外囲器１０の内部には、前面基板１１および背面基板１２に加わる大気圧荷重を支えるため、複数のスペーサ１４が設けられている。スペーサ１４としては、板状あるいは柱状のスペーサ等を用いることができる。

前面基板１１内面の画像表示領域には、赤、緑、青の蛍光体層１６とマトリクス状の黒色遮光層１７とを有した蛍光体スクリーン１５が形成されている。これらの蛍光体層１６はストライプ状あるいはドット状に形成してもよい。蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック２０が形成され、更に、メタルバックに重ねてゲッター膜８が形成されている。

背面基板１２の内面上には、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６を励起する励起手段として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板１２の内面には電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線７がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引出されている。

このようなＦＥＤにて画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１５およびメタルバック２０にアノード電圧を印加し、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１５へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６が励起されて発光し、カラー画像を表示する。

次に、本発明の実施の形態に係る基板運搬移載装置１（以下、単に、装置１と称する）について、図３を参照して説明する。この装置１は、例えば、上述した前面基板１１の内面に蛍光体スクリーン１５などを形成する基板処理装置（図示せず）まで基板１１を運んで１枚ずつ供給したり、基板処理装置から排出した処理済の基板１１を収容して他の基板処理装置（図示せず）へ運んだりするためのものである。

装置１は、複数枚の基板１１を面方向に重ねて収容する複数段の収容部を有するカセット２、カセット２を載置して運ぶための台車４、およびカセット２を台車４から分離して昇降移動させるためのリフター６（昇降機構）を有する。カセット２、台車４、リフター６は、適宜、分離可能に組み合わされて動作する。

カセット２は、矩形箱型の筐体を有し、筐体の互いに向かい合う１組の内壁に複数段の棚２ａを取り付けて複数段の収容部を構成している。すなわち、基板１１は、その内面を上にした状態で、対向する１組の端辺を棚２ａによって支持されて、複数段の収容部に１枚ずつ収容される。このため、基板１１の上述した端辺を除く他の部位には何も支持する部材が無く、後述する基板処理装置のアーム４０によって基板１１を支持可能となっている。尚、図３では、説明を分かり易くするため、筐体の数枚の壁を省図してある。

台車４は、４つの車輪を有するフレーム４ａ、カセット２を載置する載置板４ｂ、および台車移動時に作業員が把持するハンドルバー４ｃを有する。載置板４ｂおよびハンドルバー４ｃは、フレーム４ａに取り付けられている。フレーム４ａは、リフター６の後述するフレーム２２に嵌合することによりリフター６に対して台車４を位置決め配置可能な形状を有する。載置板４ｂには、カセット２を位置決めするための複数本の位置決めピン５（第１ピン）が突設され、リフター６の後述する昇降板２１を入れ子状に受け入れるための矩形の開口４ｄが形成されている。一方、カセット２の底板には、各位置決めピン５を受け入れる図示しない複数の位置決め穴（第１穴）が形成されている。

リフター６は、図示しない基板処理装置の基板出入口に対向した所定位置に固定的に位置決め設置される。リフター６は、カセット２の底板に面接する昇降板２１、昇降板２１を昇降移動可能に支持するフレーム２２、および昇降板２１をフレーム２２に関して昇降移動させるための移動機構２４を有する。

昇降板２１は、上述した台車４の開口４ｄに入れ子状に受け入れ可能な外形寸法を有し、カセット２の底板に設けられた図示しない位置決め穴（第２穴）に嵌合する少なくとも１本の位置決めピン２５（第２ピン）が突設されている。フレーム２２は、上述した台車４のフレーム４ａを外側に嵌合せしめて位置決め可能な形状を有する。

移動機構２４は、フレーム２２に対して昇降板２１をスライド自在に支承する４本（図３では手前の１本を省図してある）のスライドシャフト２６を有する。一方、フレーム２２の上板２２ａには、各スライドシャフト２６を鉛直方向に沿ってスライド可能に受け入れる４つの軸受２７が設けられている。

また、移動機構２４は、昇降板２１を昇降移動させるためのサーボモータ３０、昇降板２１の下面略中央に固設されたボールネジ３２、フレーム２２に対して回転可能且つ固定的に設けられボールネジ３２に螺合した回転体３４、サーボモータ３０の回転軸３０ａに固設されたプーリ３６、およびプーリ３６と回転体３４に巻回されて張設された無端状のベルト３８を有する。

しかして、サーボモータ３０を回転すると、プーリ３６およびベルト３８を介して駆動力が伝達され、回転体３４が回転されてボールネジ３２が昇降移動され、昇降板２１が昇降移動されるようになっている。

以下、上記構造の装置１による動作を説明する。
まず、カセット２の底板に設けられた複数の図示しない位置決め穴に台車４の載置板４ｂから突設した位置決めピン５を嵌合してカセット２を台車４にセットする。この状態で、オペレータが台車４を押してリフター６まで運び、リフター６のフレーム２２に台車４のフレーム４ａを嵌合して所定の作業位置にセットする。このとき、リフター６の昇降板２１が最下端のホーム位置に下降されており、昇降板２１がカセット２の底板の下側に対面する。また、このとき、リフター６が図示しない基板処理装置のアーム４０に対して位置決め配置されているため、台車４も基板処理装置に対して位置決めされる。

この後、リフター６のサーボモータ３０を回転して昇降板２１を上昇させ、昇降板２１から突設した位置決めピン２５をカセットの図示しない位置決め穴に嵌合するとともに昇降板２１をカセット２の底板に面接させる。このとき、リフター６の昇降板２１が台車４の載置板４ｂに形成された開口４ｄに対して入れ子状に受け入れられて上昇される。そして、昇降板２１をさらに上昇させ、カセット２を上昇させて台車４から離間する方向に分離し、カセット２の所望する段の収容部を基板処理装置の基板出入口に設けられたアーム４０に対向させる。

アーム４０によって基板１１をカセット２に収容する場合、アーム４０に乗せた基板１１を収容部に挿入し、サーボモータ３０を僅かに回転させてカセット２を僅かに上昇させ、基板１１の両端を棚２ａに乗せてアーム４０から受け取り、アーム４０を収容部から退避させる。さらに、基板１１を収容する場合、収容先となる別の収容部を基板出入口に対向させるためサーボモータ３０を回転し、上述した動作を繰り返す。

一方、カセット２内に収容した基板１１をアーム４０によって基板処理装置へ供給する場合、供給を希望する基板１１を収容した収容部を出入口に対向させるようにサーボモータ３０を回転させ、アーム４０を当該基板１１の下面側に挿入する。そして、この状態で、カセット２を僅かに下降させて当該基板１１をアーム４０に移載し、アーム４０を収容部から引き抜いて基板１１をカセット２から払い出す。さらに、基板１１を供給する場合、供給を希望する基板１１を収容した収容部を出入口に対向させるようにサーボモータ３０を回転し、上述した動作を繰り返す。

以上のように、本実施の形態によると、台車４を用いて基板処理装置へ運んだカセットを作業位置に設置されているリフターによって昇降移動させるだけの簡単な装置構成および簡単な動作により基板１１の処理装置に対する供給および払い出しができる。つまり、本実施の形態の装置１によると、従来のように高価なロボットアームを必要とせず、作業スペースを小さくでき、クリーンな作業環境を維持しつつ、基板１１の出し入れが可能となる。これにより、歩留りを向上することもできる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。

例えば、上述した実施の形態では、カセット２を台車４から分離して昇降移動させる場合について説明したが、これに限らず、台車４ごとリフター６によって昇降移動させるようにしても良い。また、上述した実施の形態では、リフター６を予め基板処理装置の基板出入口に対向させて固設した場合について説明したが、リフター６の機能を台車４に搭載しても良い。

この発明の実施の形態に係るＦＥＤを示す外観斜視図。 図１のＦＥＤを線分II−IIに沿って切断した断面図。 この発明の実施の形態に係る基板運搬移載装置を示す概略斜視図。

符号の説明

１…基板運搬移載装置、２…カセット、２ａ…棚、４…台車、４ａ…フレーム、４ｂ…載置台、４ｄ…開口、５…位置決めピン、６…リフター、１０…真空外囲器、１１…前面基板、１２…背面基板、１３…側壁、１４…スペーサ、１５…蛍光体スクリーン、２１…昇降板、２２…フレーム、２４…移動機構、２５…位置決めピン、３０…サーボモータ、３２…ボールネジ、３４…回転体、３６…プーリ、３８…ベルト、４０…アーム。

Claims (7)

1. 複数枚の基板を面方向に重ねて収容する複数段の収容部を有するカセットと、
   このカセットを分離可能に載置して運ぶ台車と、
   基板処理装置の基板出入口に対向配置され、上記カセットを昇降移動させて上記複数段の収容部のうち１つの収容部を上記基板出入口に対向させる昇降機構と、
   を備えていることを特徴とする基板運搬移載装置。
2. 上記台車は、上記カセットを位置決めする複数本の第１ピンを突設した載置板を有し、上記カセットは、上記複数本の第１ピンそれぞれに嵌合する複数の第１穴を有する底板を有することを特徴とする請求項１に記載の基板運搬移載装置。
3. 上記カセットは、上記台車から離間する鉛直上方に持ち上げられて該台車から分離されることを特徴とする請求項２に記載の基板運搬移載装置。
4. 上記昇降機構は、上記カセットを位置決めするための第２ピンを有するとともに該カセットの底板に面接する昇降板を有し、上記カセットの底板は、上記第２ピンを嵌合する第２穴を有することを特徴とする請求項３に記載の基板運搬移載装置。
5. 上記台車の載置板は、昇降移動する上記昇降板を入れ子状に受け入れる開口を有することを特徴とする請求項４に記載の基板運搬移載装置。
6. 上記台車は、上記昇降板が上記開口内に入れ子状に受け入れ可能となるように上記昇降機構に位置決めされるフレームを有することを特徴とする請求項５に記載の基板運搬移載装置。
7. 上記台車は、複数の基板処理装置間を手動により移動されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板運搬移載装置。

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