JP2007201275A - 基板吸着移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 各種サイズの基板、特に小さい基板を確実に吸着して移送することができる基板吸着移送装置を提供する。
【解決手段】ステージの少なくとも２個の隅部を仮想縦線３１ａ、３１ｂと仮想横線３２ａ、３２ｂにより矩形セクション３３ａ〜３３ｄ及び分割セクション３４ａ〜３４ｄに区画し、ステージの縦辺２９と各仮想縦線３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂとの距離、ステージの横辺３０と各仮想横線３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂとの距離を２個の隅部において相異させる。従って、ステージの縦辺２９と横辺３０と仮想縦線３１ａ、３１ｂと仮想横線３２ａ、３２ｂとによって囲まれる矩形セクション３３ａ〜３３ｄ、及び隣接する仮想縦線３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ及び／又は隣接する仮想横線３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂによって囲まれる分割セクション３４ａ〜３４ｄの面積が、２個の隅部において互いに相異し、基板吸着部を細分化できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ステージの上面に基板を吸着して移送する基板吸着装置に関するものである。

上面に基板を吸着したステージが水平面内で移動して基板を移送する基板吸着装置は従来から知られている。特許文献１に記載された基板ユニットでは、図１，２に示されるように、接触面１ａが３個のスペース１ｃに分割され、各スペース毎に多数の吸引口１ｂが設けられた上面板１と、３つの切換弁２と、台板３とで吸着ブロック５ａが構成されている。上面板１の下面には各スペース１ｃ毎に空洞１ｄが設けられ、各空洞１ｄが切換弁２を介してバキューム穴３ｂと導通されている。幅のみ異なる２種類の吸着ブロック５ａが複数個並べられてベースに位置決め固定され、各バキューム穴３ｂが真空装置に接続されて吸着ユニット８ａが構成されている。
特開２００３−１４２８９６号公報（第３，４頁、図１，２，６）

上述の吸着ユニット８ａでは、所定幅を有する複数の吸着ブロック５ａが複数個並べられて吸着ユニット８ａが構成されており、吸着ブロックの幅を狭くすることは制作上、コスト上限界があるので、サイズが異なる各種基板が、各スペース１ｃの吸引口１ｂを全て閉塞した状態で接触面１ａ上に吸着されることは不可能である。従って、載置された基板１２の下方に位置するスペース１ｃの吸引口１ｂの中、基板１２により閉塞されない吸引口１ｂにはＯリング１４ａ付きの蓋を差し込まなければならず、移送する基板１２の種類が変わった場合の段取り替えに労力と時間を要する。

本発明は係る点に鑑みてなされたもので、各種サイズの基板、特に小さい基板を確実に吸着して移送することができる基板吸着移送装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、基台に水平面内で移動可能に装架されたテーブルと、垂直な回転軸線回りに割出し回転可能に前記テーブルに装架され、水平な上面に負圧源に断続可能に接続される多数の吸着穴が開口された矩形のステージとを備えた基板吸着移送装置において、前記矩形のステージの上面の少なくとも２個の隅部が夫々、該ステージの縦辺と横辺および該縦辺と横辺に平行な仮想縦線と仮想横線により矩形セクションに区画されているとともに、該矩形セクションと前記回転軸線との間を複数の仮想縦線及び／又は仮想横線により複数の分割セクションに区画されており、前記ステージには、各矩形セクションおよび各分割セクションに対応して複数の区画室が前記上面の下方で互いに分離して形成され、前記ステージの上面の各矩形セクションおよび各分割セクションには、対応する各区画室と連通する前記多数の吸着穴が開口され、各区画室は開閉弁を介して前記負圧源に接続され、前記縦辺と各仮想縦線との間の各距離及び／又は前記横辺と各仮想横線との間の各距離が前記２個の隅部において相異されていることである。

請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記ステージの形状は正方形であり、該正方形のステージの上面の４個の隅部が夫々、該ステージの縦辺と横辺および該縦辺と横辺に平行な仮想縦線と仮想横線により矩形セクションに区画されているとともに、該矩形セクションと前記回転軸線との間が複数の仮想縦線と仮想横線により複数の分割セクションに区画されていることである。

請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記矩形のステージの上面の隣接する２個の隅部が夫々、該ステージの縦辺と横辺および該縦辺と横辺に平行な仮想縦線と仮想横線により正方形セクションに区画されているとともに、該正方形セクションと前記回転軸線との間が複数の仮想縦線と仮想横線により複数の分割セクションに区画されており、前記矩形のステージの上面の他の隣接する２個の隅部が夫々、該ステージの縦辺と横辺および該縦辺と横辺に平行な仮想縦線と仮想横線により長方形セクションに区画されているとともに、該長方形セクションと前記回転軸線との間が複数の仮想縦線と仮想横線により複数の分割セクションに区画されていることである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、ステージの少なくとも２個の隅部が仮想縦線と仮想横線により矩形セクション及び分割セクションに区画されている。そして、ステージの縦辺と各仮想縦線との距離、ステージの横辺と各仮想横線との距離が２個の隅部において相異されている。従って、ステージの縦辺と横辺と仮想縦線と仮想横線とによって囲まれる矩形セクション、及び隣接する仮想縦線及び／又は隣接する仮想横線によって囲まれる分割セクションの面積が、２個の隅部において互いに相異し、基板吸着部を細分化することができる。これにより、移送される基板のサイズに合わせてステージの隅部を選択し、基板によって覆われる矩形セクション、分割セクションに開口する吸着穴を負圧源に連通する開閉弁を開くことにより、基板をできるだけ広い面積でステージ上に確実に吸着することができ、特に小さい基板を確実に吸着して移送することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、正方形のステージの４個の隅部に、基板を吸着する面積及び／又は形状が異なる複数の基板吸着部を容易に成立させることができる。そして、基板に適した何れの隅部が使用隅部として選択されても、４個の隅部は回転軸線から等距離にあるので、基板を移送して位置決めする目標位置と使用隅部との間の位置関係が変わることがなく、ステージを目標位置に移動させるプログラムを容易に作成することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、正方形のステージの回転中心から等距離にある隣接する２個の隅部に、基板を吸着する面積が異なる複数の正方形の基板吸着部を容易に成立させ、他の隣接する２個の隅部に、基板を吸着する面積が異なる複数の長方形の基板吸着部を容易に成立させることができるので、基板の形状およびサイズに適した隅部を選択することにより基板をできるだけ広い面積でステージ上に確実に吸着し、基板を目標位置に容易に移動することができる。

発明の実施の形態

以下、本発明に係る基板吸着移送装置を液晶表示装置のＬＣＤガラス基板の端子上に電子部品を実装する電子部品実装装置に使用した実施形態を図面に基づいて説明する。図１において、１０はＬＣＤガラス基板などの基板１１上に電子部品１３を位置合せして装着する部品実装装置である。部品実装装置１０は、搬入位置でステージ１５上に搬入された基板１１を吸着保持し、各ステーションに基板１１を順次搬入して位置決めする基板吸着移送装置１４、基板１１に異方性導電膜２０（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film、図２参照）を貼り付ける第１ステーション、該異方性導電膜２０上に電子部品１３を仮圧着する第２ステーション、該電子部品１３を異方性導電膜２０を介して基板１１に本圧着する第３ステーション、基板吸着移送装置１４および第１乃至第３ステーションなどを制御する制御装置１６等から構成されている。各ステーションには、基板吸着移送装置１４により搬入、位置決めされた基板１１の部品実装部１２が載置される圧着台１７が設けられている。部品実装装置１０の第１乃至第３ステーションは、本発明と直接関係しないので、詳細な説明を省略する。

液晶表示装置１８は、図２に示すように、ＬＣＤガラス基板１１と、基板１１の中央に設けられた液晶部１９と、基板１１の縁部に異方性導電膜２０によって固定されて液晶部１９を駆動する電子部品１３とから構成されている。

図１、図３に示すように、基板吸着移送装置１４は、基板１１をステージ１５の上面に吸着し、ステージ１５を水平面内および上下方向に移動させるとともに割出し回転させて基板１１の部品実装部１２を圧着台１７の上面に位置決め載置するもので、基台２１上を水平なＸ軸に沿って往復動するＸ軸テーブルと、Ｘ軸テーブル上をＸ軸と直交する水平なＹ軸に沿って往復動するＹ軸テーブルと、Ｙ軸テーブル上をＸ，Ｙ軸と直交する上下方向のＺ軸に沿って往復動するＺ軸スライダ２２を備えている。Ｘ，Ｙ軸テーブルおよびＺ軸スライダ２２は周知のリニアガイド等により直線案内され、ボールネジを介してサーボモータにより移動される。ステージ１５は、その下面中心に垂直に突設された回転軸２３によりＺ軸スライダ２２上に回転可能に支承され、回転軸２３に回転連結されたサーボモータ２４により垂直な回転軸線２５回りに割出し回転されるようになっている。ステージ１５の上面には、負圧源である真空ポンプ２６に開閉弁２７を介して接続された複数の吸着穴２８が開口されており、吸着穴２８が真空ポンプ２６に接続されると基板１１は負圧によりステージ１５の上面に吸着され、吸着穴２８が大気に接続されると基板１１は開放される。

本実施の形態に係る基板吸着移送装置１４では、各種サイズの基板１１を確実に吸着して移送するために、図４に示すようにステージ１５が正方形に形成され、ステージ１５の上面の隣接する２個の隅部Ａ，Ｂが夫々、ステージ１５の図４における左縦辺２９と上下横辺３０，３０および左縦辺２９と上下横辺３０，３０に平行な仮想縦線３１ａ，３１ｂと仮想横線３２ａ，３２ｂにより正方形セクション３３ａ，３３ｂに区画されているとともに、正方形セクション３３ａ，３３ｂと回転軸線２５との間が複数の仮想縦線３１ａ，３１ｂと仮想横線３２ａ，３２ｂにより複数の分割セクション３４ａ，３４ｂに区画されている。隅部Ａ，Ｂにおいて、左縦辺２９と各仮想縦線３１ａとの間の各距離Ｌa1，Ｌa2・・・と、左縦辺２９と各仮想縦線３１ｂとの間の各距離Ｌb1，Ｌb2・・・とが相異され、上横辺３０と各仮想横線３２ａとの間の各距離Ｄa1，Ｄa2・・・と、下横辺３０と各仮想横線３２ｂとの間の各距離Ｄb1，Ｄb2・・・とが相異されている。これにより、正方形セクション３３ａ，３３ｂ、及び複数の分割セクション３４ａ，３４ｂの面積が、隅部Ａ，Ｂにおいて互いに相異し細分化される。

ステージ１５の上面の他の隣接する２個の隅部Ｃ，Ｄが夫々、ステージ１５の右縦辺２９と上下横辺３０，３０および右縦辺２９と上下横辺３０，３０に平行な仮想縦線３１ｃ、３１ｄと仮想横線３２ｃ、３２ｄにより長方形セクション３３ｃ、３３ｄに区画されているとともに、長方形セクション３３ｃ、３３ｄと回転軸線２５との間が複数の仮想縦線３１ｃ、３１ｄと仮想横線３２ｃ、３２ｄにより複数の分割セクション３４ｃ、３４ｄに区画されている。隅部Ｃ，Ｄにおいて、右縦辺２９と各仮想縦線３１ｃとの間の各距離Ｌc1，Ｌc2・・・と、右縦辺２９と各仮想縦線３１ｄとの間の各距離Ｌd1，Ｌd2・・・とが相異され、上横辺３０と各仮想横線３２ｃとの間の各距離Ｄc1，Ｄc2・・・と、下横辺３０と各仮想横線３２ｄとの間の各距離Ｄd1，Ｄd2・・・とが相異されている。これにより、長方形セクション３３ｃ，３３ｄ、及び複数の分割セクション３４ｃ，３４ｄの面積が、隅部Ｃ，Ｄにおいて互いに相異し細分化される。

ステージ１５は、ロアープレート３５の上面にアッパープレート３６が接合して構成されている。アッパープレート３６の下面には、正方形セクション３３ａ，３３ｂ、長方形セクション３３ｃ，３３ｄ、各分割セクション３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄに夫々対応して正方形区画室３７ａ，３７ｂ、長方形区画室３７ｃ，３７ｄ、各分割区画室３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが互いに分離して凹設され、下面をロアープレート３５の上面で封鎖されている。正方形の区画室３７ａ，３７ｂ、長方形の区画室３７ｃ，３７ｄは、正方形セクション３３ａ，３３ｂ、長方形セクション３３ｃ，３３ｄを相似形状に僅かに縮小して形成され、各分割区画室３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄは、各分割セクション３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを相似形状に僅かに縮小して形成されている。アッパープレート３６上面の正方形セクション３３ａ，３３ｂ、長方形セクション３３ｃ，３３ｄ、各分割セクション３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄには、対応する正方形区画室３７ａ，３７ｂ、長方形区画室３７ｃ，３７ｄ、各分割区画室３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄと連通する多数の吸着穴２８が夫々開口されている。

図３，５に示すように、ロアープレート３５の左右縦辺２９方向の両側縁部には、複数の連通路３９が垂直方向に穿設され、各連通路３９は正方形区画室３７ａ，３７ｂ、長方形区画室３７ｃ，３７ｄ、各分割区画室３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄと夫々連通するようにロアープレート３５の上面に開口している。該両側縁部には、開閉弁２７の弁穴４０が各連通路３９に対応して水平方向に穿設され、各弁穴４０の一端がロアープレート３５の左右側面に開口されている。ロアープレート３５には、側通路４１が左右縦辺２９に沿って穿設され、側通路４１に弁穴４０の各他端が開口されている。ロアープレート３５には、回転軸線２５上に中心通路４２が穿設され、中心通路４２と側通路４１とは、水平通路４３により連通されている。中心通路４２は回転軸２３に穿設された連通穴、エアー回転式継手４４、切換弁４５を介して真空ポンプ２６に連通されている。各弁穴４０には弁体４６が回転可能に支承され、弁体４６が開位置に回動されると、連通路３９と側通路４１とは弁体４６に穿設された弁通路４７により連通され、弁体４６が閉位置に回動されると、連通路３９と側通路４１との間は遮断される。このように、正方形区画室３７ａ，３７ｂ、長方形区画室３７ｃ，３７ｄ、各分割区画室３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄは各開閉弁２７を介して負圧ポンプ２６に接続されている。

次に、上述した電子部品実装装置１０の作動を説明する。電子部品１３が装着される基板１１の形状およびサイズに合わせてステージ１５の４個の隅部の中の一つが使用隅部として選択される。例えば、基板１１が正方形の場合、正方形セクション３３ａ，３３ｂを有する隅部Ａ又はＢにおけるステージ１５の左縦辺２９および上下横辺３０，３０から基板１１の縁部を所定量ずつオーバハングさせて基板１１をステージ１５上に載置したとき、基板１１によって吸着穴２８が全て覆われる分割セクション３４ａ又は３４ｂの面積が大きい方の隅部Ａ又はＢが使用隅部として選択される。吸着穴２８が全て覆われる分割セクションが無い場合は、吸着穴２８が全て覆われる正方形セクション３３ａ又は３３ｂの面積が大きい方の隅部Ａ又はＢが選択される。そして、選択された隅部Ａ又はＢの基板１１によって吸着穴２８が全て覆われる正方形セクション３３ａ又は３３ｂおよび分割セクション３４ａ又は３４ｂに対応する開閉弁２７の弁体４６のみが開位置に回動され、対応する正方形区画室３７ａ又は３７ｂおよび分割区画室３８ａ又は３８ｂが切換弁４５を介して真空ポンプ２６に連通され、基板１１を吸着する面積が大きい正方形の基板吸着部が成立される。

このステージ１５の４個の隅部の中のいずれを使用するかについては、基板１１の形状およびサイズに基づいて制御装置１６が自動的に選択するようにしてもよい。そして、開閉弁２７を自動開閉弁とし、基板１１によって吸着穴２８が全て覆われる正方形セクションおよび分割セクションに対応する自動開閉弁のみが自動的に開状態に切り換えられ、かかる正方形セクションおよび分割セクションが真空ポンプ２６に連通されるようにしてもよい。

また、部品実装装置１０のオペレータが制御装置１６に設けられた表示装置に表示されたステージ１５の画像に基板１１の画像を重ね合わせることにより使用隅部を画面上で選択するようにしてもよい。

このように、ステージ１５の使用隅部が選択されると、該使用隅部が使用位置、例えば図４の左上位置に割出されるようにステージ１５がモータ２４により回転された後に、ステージ１５がＸおよびＹテーブルにより搬入位置に移動される。搬入位置でステージ１５の使用隅部に基板１１が搬入されると、切換弁４５が切り換えられて真空ポンプ２６が、基板１１によって吸着穴２８が全て覆われる正方形セクションおよび分割セクションに対応する正方形区画室および分割区画室に連通され、基板１１がステージ１５の使用隅部に成立された基板吸着部に吸着される。これにより、移送される基板１１の形状およびサイズに合わせて、基板１１をできるだけ広い面積でステージ１５上に強固に吸着することができ、特に小さい基板を確実に吸着して移送することができる。

この状態で、基板吸着移送装置１４は、ステージ１５を第１ステーションに移動し基板１１のステージ１５からオーバハングした部品実装部１２を圧着台１７上に位置決め載置する。第１ステーションでは、圧着台１７上に載置された基板１１の部品実装部１２に異方性導電膜２０が貼り付けられる。次に、基板吸着移送装置１４は、第２ステーションに移動して部品実装部１２を圧着台１７上に位置決め載置する。第２ステーションでは、異方性導電膜２０上に電子部品１３が仮圧着される。仮圧着後、基板吸着移送装置１４は、第３ステーションに移動して部品実装部１２を圧着台１７上に位置決め載置する。第３ステーションでは、電子部品１３が部品実装部１２に異方性導電膜２０を介して本圧着される。本圧着後、基板吸着移送装置１４がステージ１５をＸおよびＹテーブルにより搬出位置に移動すると、切換弁４５が切り換えられて大気が、基板１１によって吸着穴２８が全て覆われる正方形セクションおよび分割セクションに対応する正方形区画室および分割区画室に連通され、基板１１が基板吸着部から解放されてステージ１５から搬出される。

本実施の形態では、ステージ１５の形状が正方形にされているので、４個の隅部はステージ１５の回転軸線２５から等距離にある。これにより、４個の隅部のいずれが使用隅部として選択されても、基板１１を移送して部品実装部１２を圧着台１７上に位置決め載置する目標位置と使用隅部との間の位置関係が変わることがなく、ステージ１５上に吸着された基板１１を各ステーションで位置決めするためにステージ１５を移動させるプログラムを容易に作成することができる。

上記実施の形態では、ステージの４個の隅部の中の２個の隅部に正方形セクションと分割セクションを設け、２個の隅部に長方形セクションと分割セクションを設けているが、４個の隅部全てに正方形セクションと分割セクション又は長方形セクションと分割セクションを設けてもよく、または２個の隅部のみに正方形セクションと分割セクションを設けてもよい。

また、上記実施の形態では、ステージの形状を正方形としたが、長方形としてもよい。

さらに、上記実施の形態では、正方形セクションと回転軸線との間が複数の仮想縦線及び仮想横線により複数のＬ字状の分割セクションに区画されているが、複数の仮想縦線又は複数の仮想横線により複数の縦長矩形または横長矩形の分割セクションに分割するようにしてもよい。

本実施の形態に係る基板吸着装置を備えた電子部品実装装置の構成を示す図。 図１に示す電子部品実装装置で電子部品が基板に圧着される液晶表示装置の平面図。 ステージの断面図。 ステージを上方から見た図。 ステージのロアープレートを上方から見た図。

符号の説明

１０…部品実装装置、１１…基板、１２…部品実装部、１３…電子部品、１４…基板吸着移送装置、１５…ステージ、１６…制御装置、１７…圧着台、１８…液晶表示装置、２０…異方性導電膜、２１…基台、２２…Ｚ軸スライダ、２３…回転軸、２４…サーボモータ、２５…回転軸線、２６…真空ポンプ（負圧源）、２７…開閉弁、２８…吸着穴、２９…縦辺、３０…横辺、３１…仮想縦線、３２…仮想横線、３３ａ，３３ｂ…正方形セクション、３３ｃ，３３ｄ…長方形セクション、３４…分割セクション、３５…ロアープレート３５…アッパープレート、３７ａ，３７ｂ…正方形区画室、３７ｃ，３７ｄ…長方形区画室、３８…分割区画室、３９…連通路、４０…弁穴、４１…側通路、４２…中心通路、４３…水平通路、４４…エアー回転式継手、４５…切換弁、４６…弁体、４７…弁通路。

Claims (3)

1. 基台に水平面内で移動可能に装架されたテーブルと、垂直な回転軸線回りに割出し回転可能に前記テーブルに装架され、水平な上面に負圧源に断続可能に接続される多数の吸着穴が開口された矩形のステージとを備えた基板吸着移送装置において、
   前記矩形のステージの上面の少なくとも２個の隅部が夫々、該ステージの縦辺と横辺および該縦辺と横辺に平行な仮想縦線と仮想横線により矩形セクションに区画されているとともに、該矩形セクションと前記回転軸線との間を複数の仮想縦線及び／又は仮想横線により複数の分割セクションに区画されており、
   前記ステージには、各矩形セクションおよび各分割セクションに対応して複数の区画室が前記上面の下方で互いに分離して形成され、
   前記ステージの上面の各矩形セクションおよび各分割セクションには、対応する各区画室と連通する前記多数の吸着穴が開口され、
   各区画室は開閉弁を介して前記負圧源に接続され、
   前記縦辺と各仮想縦線との間の各距離及び／又は前記横辺と各仮想横線との間の各距離が前記２個の隅部において相異されていることを特徴とする基板吸着移送装置。
2. 請求項１において、前記ステージの形状は正方形であり、該正方形のステージの上面の４個の隅部が夫々、該ステージの縦辺と横辺および該縦辺と横辺に平行な仮想縦線と仮想横線により矩形セクションに区画されているとともに、該矩形セクションと前記回転軸線との間が複数の仮想縦線と仮想横線により複数の分割セクションに区画されていることを特徴とする基板吸着移送装置。
3. 請求項２において、前記矩形のステージの上面の隣接する２個の隅部が夫々、該ステージの縦辺と横辺および該縦辺と横辺に平行な仮想縦線と仮想横線により正方形セクションに区画されているとともに、該正方形セクションと前記回転軸線との間が複数の仮想縦線と仮想横線により複数の分割セクションに区画されており、
   前記矩形のステージの上面の他の隣接する２個の隅部が夫々、該ステージの縦辺と横辺および該縦辺と横辺に平行な仮想縦線と仮想横線により長方形セクションに区画されているとともに、該長方形セクションと前記回転軸線との間が複数の仮想縦線と仮想横線により複数の分割セクションに区画されていることを特徴とする基板吸着移送装置。

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