JP2005317966A - カセット反転位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反転後のカセットが精密な位置決めが可能であり、基板の破損を防ぐことができるカセット反転位置決め装置を提供する。
【解決手段】カセット３０の一側面に位置してカセット３０を反転させる反転部材１０と、反転後のカセット３０の一側面に位置し、ベース２３、位置決め素子２１及び転動体２２を有する少なくとも一の移動式位置決め部材２０と、を備え、位置決め素子２１と転動体２２がベース２３上に固定され、転動体２２が位置決め素子２１とカセット３０との間から突出して反転後のカセット３０を垂直方向に位置決めし、位置決め素子２１が反転後のカセット３０を水平方向に位置決めする。
【選択図】図３

Description

本発明はカセット反転位置決め装置に関し、特に大型基板を搭載するカセットに適用するカセット反転位置決め装置に関する。

現在一般の表示パネルやウェハ製造工場内では、ともにカセット（cassette）を使用して基板を一時的に収納している。一般に生産ラインでよく見られるのは、基板をまずまとめてカセット内に収納し、且つカセットの開口を上向きにして基板の落下を防ぐ。これら基板をある製造工程に移載する際に、生産員はこれらカセットを反転装置により反転させ、本来上向きの開口を側面向きに回転させて、機台の搬送部材、例えばロボットアームがカセット内の基板を挟持してプロセス・チャンバに入れ、該製造工程を行う。該製造工程を終了すると、機台の搬送部材が続いて順に基板を取り出してカセット内に収納する。従って、基板のカセットからの取出し、又はカセットへの収納は生産ラインにおいて非常に頻繁な動作である。然しながら、基板サイズの大型化に伴い、また単一カセット内の基板の枚数が多くなるに従って、基板同士の間の距離が小さくなり、反転動作に要求される位置決め精度が次第に高くなる。即ち、カセットと機台搬送部材との間のアライメントが非常に精密でなければ、搬送部材が基板と衝突するか、搬送部材が搭載する基板がカセットと衝突して、基板を破損させる。カセットと機台搬送部材との間のアライメントは、実質上まずカセットと搬送部材をそれぞれ位置決めする。一般に、機台の搬送部材は常に機台のモニタリングを受けて、且つ基本的に搬送部材は機台内に固定されているので、その位置決めは比較的容易であるが、カセットについてはそうでいかない。カセットは基板の搬送を容易にするための工具であり、基板の製造工程に従って、基板を異なる機台に搬送して各製造工程を行うので、カセットが反転装置によって反転する度に、精確に位置決めして搬送部材が安全に基板と基板の間の極小空間（約１〜２mm）に入り基板を取出したり、基板を安全にカセット内に収納できるようしなければならない。

図１に示すとおり、現在使用されている反転装置は、サーボモータ100がカセット２００を反転すると、位置決め部材３００がカセット２００の方向に移動して、カセット２００を挟持して水平方向にカセット２００を位置決めする。しかしながら、カセット２００は重さ数キロにもなり、慣性が大きい上に回転力の重力加速度が加わって、サーボモータ１００が制御回路を有するにもかかわらず、カセットは反転した後、予定位置に到達するまでかなり時間かかる。また、図２を参照すると、カセット反転の衝撃力を緩衝するため、基準台座４００上に設置された緩衝器４１０が制振効果を発揮して、サーボモータ１００がカセット２００を反転させて基準台座４００に近づく際の衝撃力を緩衝する。緩衝器４１０を一定期間使用すると、エージングやバネの弾力が不良である場合には、緩衝器４１０が反転後のカセット２００を確実に予定位置に到達させることができず、往々にしてカセット２００が予定位置まで回転していないうちに、位置決め部材３００がカセット２００に引っかかり、カセット２００が予定位置に至ることができない。即ち、カセット２００の支持ベース１２が到着基準部材４２に密接することができず、両者の間に隙間Ｘが存在する。このときに、基板をカセット２００から取出したり、若しくはカセット２００に収納すると、破損が生じるという重大な問題が起きる。この他、従来のカセット反転位置決め装置は、水平方向の位置決め効果のみを有するので、カセットの端部に存在する粒子により、カセットの垂直方向の位置決めに誤差が生じていた。これら誤差は小型パネルには大きく影響しないが、目下大型パネルを高密度でカセット内に積む必要があることから、次第に使用できなくなっている。

本発明は上述した従来の欠点に鑑みてなされたものであり、反転後のカセットが精密な位置決めが可能であり、基板の破損を防ぐことができるカセット反転位置決め装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、カセットを反転させ、反転後の前記カセットを位置決めするカセット反転位置決め装置であって、前記カセットの一側面に位置して前記カセットを反転させる反転部材と、反転後の前記カセットの一側面に位置し、ベース、位置決め素子、及び転動体を有する少なくとも一の移動式位置決め部材と、を備え、前記位置決め素子と前記転動体が前記ベース上に固定され、前記転動体が前記位置決め素子と前記カセットとの間から突出して反転後の前記カセットを垂直方向に位置決めし、前記位置決め素子が反転後の前記カセットを水平方向に位置決めし、前記反転部材がカセットを反転させる際に、移動式位置決め部材が同時に該カセットの方向に移動することを特徴とする。

基板サイズが薄くなるにつれ、各カセットも可能な限り多くの基板を収容できるよう、基板同士の間の隙間がより狭小となり、基板をカセットから取り出したり、カセット内に収納したりする際に必要なアライメントも、さらなる精度の向上を要求されている。本発明のカセット反転位置決め装置によれば、簡単にコストの低い反転装置を利用しつつ、反転後のカセットが高精度で位置決めされると同時に、基板の大量破損を防止するので、生産コストの低下と量産の向上に対して優れている効果を上げることができる。

本発明のカセット反転位置決め装置において、該位置決め素子は従来の位置決めストッパーであることが好ましい。本発明のカセット反転位置決め装置においては、該転動体は従来のあらゆる転動体でよいが、トロリー車、又は精密軸受（転がり軸受やニードル軸受）がより好ましい。本発明のカセット反転位置決め装置において、反転部材の駆動方式は、従来のあらゆる駆動方式でよいが、シリンダー駆動やサーボモータ駆動がより好ましい。本発明のカセット反転位置決め装置において、カセットと転動体が接触する面は、転動体がカセットに下向きの押圧力を与えると同時に、転動体の消耗を防止するために、傾斜した面が好ましい。本発明のカセット反転位置決め装置において、好ましくは該転動体が弾性部材を介して前記位置決め素子とつながり、よって転動体に作用する反押圧力を緩衝し、前記転動体の寿命を延長させることができる。前記弾性部材は、従来のあらゆる弾性体でよく、バネが好ましい。本発明のカセット反転位置決め装置において、前記転動体のカセットに対する案内範囲を大きくするよう、前記転動体の転がり半径は２〜１５mmの範囲が好ましい。

本発明の技術内容をより理解しやすくするために、以下でカセット反転位置決め装置について好適な実施形態を具体的に説明する。

図３は、本発明による実施形態であるカセット反転位置決め装置の斜視図である。本発明によるカセット反転位置決め装置は、反転部材１０と移動式位置決め部材２０を備える。本実施形態において、反転部材１０は反転しようとするカセットの底側に位置し、反転部材１０は、サーボモータで駆動される軸継手１１及びＬ形の支持ベース１２からなり、軸継手１１は支持ベース１２を動かして支持ベース１２の本来基準台座４０と平行な面を基準台座４０と垂直になるよう回転させ、本来基準台座４０と垂直な面を基準台座４０と平行になるよう回転させる。支持ベース１２はカセットを挟持することができ、反転中にカセット３０の落下を防ぐ。移動式位置決め部材２０は反転後のカセット３０の両側にあり、ベース２３と、位置決め素子２１と、転動体２２とを備え、転動体２２と位置決め素子２１はベース２３上に固定されて、転動体２２は位置決め素子２１とカセット３０との間から突出している。反転部材１０がカセット３０を反転する際、図４ａに示すように、移動式位置決め部材２０が同時にカセット３０に向かって移動し、このときカセット３０は下向きに移動して転動体２２がカセット３０に接触すると、転動体２２がカセット３０に垂直方向の押圧力を与え、図４ｂに示すように、カセット３０を垂直方向の予定位置に案内し、移動式位置決め部材２０が継続して移動し、位置決め素子２１がカセット３０を水平方向の予定位置に案内して、カセット３０の位置決めを完了する。本実施形態において、位置決め素子２１は位置決めストッパーであって、転動体22は回転半径が２〜１５mmの精密軸受（転がり軸受やニードル軸受など）又はトロリー車などである。この他、本実施形態においては、反転後のカセット３０の下方に予め緩衝器４１を設けて、カセット３０が反転した後に基準台座４０にかかる衝撃力を緩衝するか、又は到着基準部材４０をカセット反転後の位置に予め設けても良い。本実施形態は、更に検出器（図示せず）を設けて反転後のカセット３０が予定位置に到達したか否かを検出する。この検出器は反転部材１０、移動式位置決め部材２０及び補助位置決め部材５０（図３を参照）とつながり、カセット３０が予定位置に到達すると、該検出器は反転部材１０、移動式位置決め部材２０及び補助位置決め部材５０に送信して、反転部材１０と移動式位置決め部材２０の作動を停止させ、そして補助位置決め部材５０をカセット３０に向けて移動させてカセット３０の固定を補助する。

本実施形態の構造と作動方法は第1実施形態とほぼ同じで、反転部材及び移動式位置決め部材とを備え、反転部材は反転しようとするカセットの底側に位置し、サーボモータに駆動される軸継手及びＬ形の支持ベースからなる。軸継手は支持ベースを動かして支持ベースの本来基準台座と平行な面を基準台座と垂直になるよう回転させ、本来基準台座と垂直な面を基準台座と平行になるよう回転させる。支持ベースはカセットを挟持し、反転中にカセットの落下を防止する。移動式位置決め部材は反転後のカセットの両側に位置し、ベース６１、位置決め素子６４及び転動体６２を備え、前記転動体６２と位置決め素子６４はベース６１上に固定され、転動体６２は位置決め素子６４とカセット６０との間に突出している（図５ａ、図５ｂ及び図５ｃを参照）。反転部材がカセット６０を反転するとき、移動式位置決め部材がカセット６０に向かって移動し、この際カセット６０は下向きに移動する。転動体６２がカセット６０に接触すると、転動体６２はカセット６０に垂直方向の押圧力を与えてカセット６０を垂直方向の予定位置に案内し、移動式位置決め部材は継続して移動し、位置決め素子６４がカセット６０を水平方向の予定位置に案内して、カセット６０の位置決めを完了する。図５ａに示すように、本実施形態と第1実施形態の相違点は、転動体６２が固定座６５に枢支され、固定座６５はスライダー６６に固定され、スライダー６６はあり溝６７内に設置されてあり溝６７内に摺動でき、スライダー６６の下方にスライダー６６を止めるようストッパー６８が設置される。この他、バネ６３は上蓋６９とスライダー６６の間に挟装されている。図５ｂに示すように、転動体６２とカセット６０が係合する時、もし粒子８０がカセット６０上に存在した場合、バネ６３がカセット６０の転動体６２に対する反押圧力を緩衝でき、図５ｃに示すように、過大な外力が転動体６２を押圧するのを防止して、転動体６２の寿命を延長することができる。更に、上記カセット６０の転動体６２に対する反押圧力を緩衝するため、シリンダーを使用してもよい。本実施形態において、転動体６２は転がり半径が２〜１５mmある精密軸受（転がり軸受やニードル軸受）又はトロリー車などを使用している。同様に、本実施形態において、反転後のカセット６０の下に、予め緩衝器７１を設けて、カセット６０が反転した後基準台座７０にかかる衝撃力を緩衝したり、又は、到着基準部材７２を予めカセット反転後の位置に設けてもよい。本実施形態は、さらに検出器（図示せず）を設けて反転後のカセット６０が予定位置に到達したか否かを検出しても良い。この検出器が反転部材、移動式位置決め部材及び補助位置決め部材とつながり、カセットが予定位置に到達した時に、上記検出器が反転部材、移動式位置決め部材及び補助位置決め部材に送信して、反転部材と移動式位置決め部材の作動を停止させ、且つ補助位置決め部材をカセット６０に向けて移動させてカセット６０の固定を補助させてもよい。

以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

従来のカセット反転位置決め装置の斜視図である。 従来の移動式位置決め部材がカセットを位置決めする略図である。 本発明の実施形態であるカセット反転位置決め装置の斜視図である。 本発明の実施形態である移動式位置決め部材がカセットを位置決めする図である。 本発明の実施形態である移動式位置決め部材がカセットを位置決めする図である。 本発明の別の実施形態である移動式位置決め部材の立体分解図である。 本発明の別の実施形態である移動式位置決め部材がカセットを位置決めする図である。 本発明の別の実施形態である移動式位置決め部材がカセットを位置決めする図である。

符号の説明

１０ 反転部材
１１ 軸継手
１２ 支持ベース
２０ 移動式位置決め部材
２１ 位置決め素子
２２ 転動体
２３ ベース
３０ カセット
４０ 基準台座
４１ 緩衝器
４２ 到着基準部材
５０ 補助位置決め部材
６０ カセット
６１ ベース
６２ 転動体
６３ バネ
６４ 位置決め素子
６５ 固定座
６６ スライダー
６７ あり溝
６８ ストッパー
６９ 上蓋
７０ 基準台座
７１ 緩衝器
７２ 到着基準部材
８０ 粒子
１００ サーボモータ
２００ カセット
３００ 位置決めストッパー
４００ 基準台座
４１０ 緩衝器

Claims (11)

1. カセットを反転させ、反転させた前記カセットを位置決めするカセット反転位置決め装置であって、
   前記カセットの一側面に位置して前記カセットを反転させる反転部材と、
   反転後の前記カセットの一側面に位置し、ベース、位置決め素子及び転動体を有する少なくとも一の移動式位置決め部材と、を備え、
   前記位置決め素子と前記転動体が前記ベース上に固定され、前記転動体が前記位置決め素子と前記カセットとの間から突出して反転後の前記カセットを垂直方向に位置決めし、前記位置決め素子が反転後の前記カセットを水平方向に位置決めすることを特徴とするカセット反転位置決め装置。
2. 前記位置決め素子が位置決めストッパーであることを特徴とする請求項１に記載のカセット反転位置決め装置。
3. 前記転動体が軸受若しくはトロリー車であることを特徴とする請求項１に記載のカセット反転位置決め装置。
4. 前記軸受が転がり軸受又はニードル軸受であることを特徴とする請求項３に記載のカセット反転位置決め装置。
5. 前記反転部材の駆動方式がシリンダー駆動またはサーボモータ駆動であることを特徴とする請求項１に記載のカセット反転位置決め装置。
6. 反転後の前記カセットが予定位置に到達したか否かを検知する検出器を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のカセット反転位置決め装置。
7. 前記検出器は前記反転部材及び前記移動式位置決め部材とつながり、前記カセットが予定位置に到達すると、前記検出器が信号を発して前記反転部材及び前記移動式位置決め部材の作動を停止させることを特徴とする請求項６に記載のカセット反転位置決め装置。
8. 前記転動体と前記ベースとの間に弾性部材が設けられ、前記転動体に作用する押圧力を緩衝することを特徴とする請求項１に記載のカセット反転位置決め装置。
9. 前記弾性部材がバネであることを特徴とする請求項８に記載のカセット反転位置決め装置。
10. 前記転動体と前記ベースとの間にシリンダーが設けられ、前記転動体に作用する押圧力を緩衝することを特徴とする請求項１に記載のカセット反転位置決め装置。
11. 前記転動体の半径が２〜１５mmであることを特徴とする請求項１に記載のカセット反転位置決め装置。

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