JP2008120500A - 基板組立装置の搬送治具と搬送方法 - Google Patents

基板組立装置の搬送治具と搬送方法 Download PDF

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Abstract

【課題】
液晶パネルの組立装置において、パネルの大型化に伴い装置も大型になり、装置重量も４０ｔｆを超えそのままの状態では搬送できなくなってきている。
【解決手段】
基板組立装置を上チャンバユニットと下チャンバユニットに上下シャフト部で２分割し、下チャンバユニットはそのままの状態を保持して搬送すると共に、上チャンバユニットは上チャンバユニットを構成する上フレーム部を搬送治具に取り付け、搬送すると共に、前記搬送治具に上チャンバユニットを上下移動する機構を付加して、組立治具にも使えるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、大型のガラス基板を用いて、液晶を滴下して真空中で基板を貼り合せするための基板組立装置の搬送治具と該装置の搬送方法に関する。
近年、特許文献１に示すように、一方に液晶を滴下した基板と、他方にカラーフィルタ等を設けた基板とを真空中（真空チャンバ内）で貼り合せる基板組立装置を用いて液晶ディスプレイを製造する方法が採用され、液晶ディスプレイの量産化が進められている。この量産化において使用するガラス基板も２ｍ×２ｍを超えるものが使用されるようになってきている。
また、大型の重量物を設置する場合、特許文献２に示すように位置合わせ等に工夫を要する。
特開２００４−０３７５９４号公報 特開２００３−３２１１９５号公報
前述のように、基板の大型化に伴い、基板貼り合せる基板組立装置も大型化され、装置製造工場からパネル組立工場まで１台の搬送車両で搬送することが交通法上もできない状況になってきている。
そこで、装置製造工場で１度装置を組立て、種々の検査を行った後で複数の部品に分解して、パネル工場まで搬送し、再度組立てし直す方法をとることも考えられている。しかし、この方法では、再組立てに多くの時間がかかりパネル組立工場の操業開始を遅らせることになり、問題であった。
本発明の目的は、装置の大型化に伴って、車両搬送が可能で、かつ、パネル組立工場において、装置の組立時間をそれほど要することなくできる基板組立装置の搬送治具と搬送方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、基板組立装置を上チャンバユニットと下チャンバユニットの上下に２分割し、前記上チャンバユニットを搬送するための搬送治具が上チャンバユニットを構成する上フレームにボルトにて締結する構造とし、上チャンバユニットを上下に移動できるように構成した。
また、工場側にクレーン設備を備えている場合は、上チャンバユニットを構成上フレームに吊り金具を設けてチャンバ側を下にして、キャスタ付の仮置き台上に上フレームの受け座部分で仮置き台に固定すると共に、上チャンバ部と上テーブルとが移動しないように仮置き台に振れ止め用の保持具を設けた構成とした。
本発明のように、基板組立装置を上チャンバユニットと下チャンバユニットの２つに分割して、搬送できる構成とし、特に上チャンバユニットを、組立方向を維持した状態で搬送できる搬送治具を用いて搬送し、かつ、その搬送治具を組立治具にそのまま使用できるようにすることで、組立時間の短縮を図り、装置の稼動開始を早めることが可能となる。
液晶パネルの製造装置はここ数年でマザーガラス基板の大型に伴って、装置自体も大型化する必要性が高まっている。最近ではガラス基板が２ｍ×２ｍを超え、基板組立装置の重量も３５ｔｆ〜４０ｔｆと重くなり、装置を組立てたまま搬送することができなくなってきた。そこで、１度組立て試験等を行った装置を、搬送組立ての容易な状態に分割して搬送することにした。その場合、装置を細かに分解して搬送することは容易であるが、せっかく１度組立てたものを再分割すると、装置の立ち上げに多くの時間を要すると共に、再組立ての際に組立不良が発生する確率化が大きくなる。そのため、本発明では最小限の分割にして、分割した装置を搬送のための治具に固定して搬送するようにした。以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
図１は本発明の基板組立装置の断面図を示したものである。
基板組立装置は架台１と上フレーム５を剛体支持部材として、その内側に上チャンバ８と下チャンバ３を設ける構成としている。なお、架台１側に設けた図２に示すＺ軸駆動機構を構成するＺ軸駆動モータ１１によりボールネジ１２を回転駆動することで、上下シャフト１０に設けたボールネジ受け部を介して上下シャフト１０が伸び縮みする。この、上下シャフト１０の上端部には上フレーム５の受け座５ａがボルトにより固定できるようになっている。すなわち、上下シャフト１０を上下方向に移動することで、上フレーム５が架台１に対して上下する構成としてある。この上下シャフト１０は４組以上設けられている。また、上フレーム５上には貼り合せた基板のシール部分にＵＶ光を照射して仮固定するための光源等が設置されている。さらに、上フレーム側に付属するエアー機器や電気機器に対する配線や配管等は、継ぎ手構造としてあり、分割，接続がワンタッチで行えるようにしてある。また、上フレームに設けた受け座５ａ部が搬送時の固定座を兼ねるように構成してある。
架台１の上方には下テーブル４を支持するための複数の下シャフト２が取り付けてある。各下シャフト２は下チャンバ３を支持すると共に、下チャンバ３内と気密性を保つため真空シールを介して下チャンバ３内に突出している。さらに各下シャフト２と下テーブル４の間にはＸＹθ方向にそれぞれ独立に可動可能なように構成されたＸＹθ移動ユニットが取り付けてある。尚、ＸＹθ移動ユニットは、上下方向に固定で水平方向に自由に移動可能なボールベア等を使用した機構で構成しても良い。下テーブル４の水平方向（Ｘ，Ｙ方向）に図示していない複数の下テーブル水平駆動機構が下チャンバ３の外側に設けてあり、駆動機構に設けた軸で下テーブルの側面(下テーブルの厚み方向)を押すことでＸＹθ方向の位置決めを行えるように構成してある。
さらに、下チャンバ３と上チャンバ８は分割できる構成としてあり、その接続部には図示していないがシールリングが設けてあり、これにより上下のチャンバを合体させ、内部を排気した時の空気の漏れを防止している。
上フレーム５とＺ軸駆動機構の接続部にはそれぞれロードセルが設けられている。上フレーム５の内側には、上チャンバ８が取り付けてある。上チャンバ８は上フレーム５から複数の支持軸７によって吊り下げられる構造になっている。上フレーム５を上下動させることによって、上チャンバ８を下チャンバ３より離間させることが出来る。また、上フレーム５には上テーブル９を支持するため、上チャンバ８内に向かって複数の上シャフト６が設けてある。上シャフト６と上チャンバ８間はチャンバ内の気密を保持するために真空シールで接続されている。さらに上テーブル９は上シャフト６に固定されており、基板を加圧した時の力をロードセルで検知できる構造となる。
なお、Ｚ軸駆動機構は上フレーム５，上チャンバ８及び上テーブル９を上下に移動できるようになっている。そのため、上チャンバ８を上フレーム５に設けた支持軸７と上テーブル９を上フレーム支持する軸（上シャフト６）が別々に設けてある。そのため、上チャンバ８の支持軸７は、上チャンバ８が下チャンバ３に合体すると、上チャンバ８から下チャンバ３に下側に移動する力が作用しないように、遊びのできる支持構成となっている。すなわち、上チャンバ８上部に所定の高さのブラケットを取り付け、そのブラケット内部に上チャンバ８の支持軸７の先端にフランジ部が当たるようにしてある。上チャンバ８を持ち上げるときはこのブラケットに支持軸７のフランジ部が接触して上チャンバ８及び上テーブル９が一体で上方向に移動できる。すなわち、上下シャフト１０を上昇させ、上テーブル９を上チャンバ８内で所定量上方に移動すると支持軸７のフランジ部がブラケットに当接して、さらに上昇させると上テーブル９と上チャンバ８が一緒に上方に移動する構成となっている。また、上チャンバ８が下側に移動して下チャンバ３と一体になるまでは上チャンバ８と上テーブル９は一体で移動し、上下チャンバが一体になった後は上テーブル９が下テーブル４側に単独で移動できるようになっている。すなわち、ブラケットの内部には支持軸７のフランジ部が上下できるように空間が設けてある。
また上記のように本実施例では、上テーブル９および下テーブル４は上チャンバ８及び下チャンバ３とは離間して配置しているため、チャンバ内を減圧した時にチャンバは変形するが、この変形が上下テーブルに伝達することなく、基板を水平に保持することが出来る。基板の搬入及び搬出時には上チャンバと上テーブルを持ち上げて下チャンバと下テーブル間に隙間を設けそこに、ロボットハンド等を用いて基板を搬入する構成としてある。
上テーブル９には図示していないが鉄製の弾性体プレートが設けてある。弾性体プレートの基板と接触する面全体には弾性体が設けてある。弾性体プレートは上テーブルに埋め込んだ複数の磁石の磁気力とネジ締結により固定し、交換可能に構成してある。
本実施例では、基板組立装置を１度組立て、種々の検査を行った後で搬送するために、上下シャフト１０の部分で下チャンバユニット２５と上チャンバユニット２０の２つに分割できるように構成した。ここで、下チャンバユニット２５は、架台１，下シャフト２，下チャンバ３，下テーブル４，上下シャフト１０等からなり、上チャンバユニット２０は上フレーム５，支持軸７，上シャフト６，上チャンバ８，上テーブル９等から構成されている。
このように、装置を２つに分割して搬送する場合、上チャンバユニット２０をその状態のまま、分割・搬送できるように専用の搬送治具３５に固定して搬送できるようにした。図２に上チャンバユニットを搬送治具に取り付けた状態を示す。
上チャンバユニット２０の上フレーム５に設けてある受け座５ａにボルト締結用の穴を設けて搬送治具３５の上チャンバユニット支持部３３にボルトにより固定する構成としてある。搬送治具３５は上チャンバユニット２０を４箇所で支持するためにそれぞれ移動可能なキャスタ３１を設けた支持架台３２の上部に上チャンバユニット支持部３３を油圧ジャッキ３０にて上下できるように構成してある。また、各支持架台３２間は支持梁３４で連結して位置ずれ等の発生を防止するようにしてある。又、下チャンバユニット２５は上チャンバユニット２０を分割することで、防塵等の対策を施し、そのままの状態で搬送可能となる。上チャンバユニットは搬送治具を含めて約２０ｔｆ前後になり、下チャンバユニットの重量は略２３ｔｆ〜２５ｔｆになり搬送可能となる。
次に、分割された上下チャンバユニットの組立手順について図３，図４を用いて説明する。図３には上チャンバユニットを下チャンバユニットに組合せるための前工程を、図４には上チャンバユニットと下チャンバユニットを組立てる後工程を示している。
まず、上チャンバユニットは図３（１）の状態で搬送治具に取り付けられ搬送される。この上チャンバユニットを下チャンバユニット合体するために上方に持ち上げる必要がある。そのため、図に示すように搬送治具に設けてある油圧ジャッキ３０を駆動して上チャンバユニット２０（上チャンバユニット支持部３３）を持ち上げる（図３(２)）。次に、油圧ジャッキ３０の上昇させた軸部分にはめ込めるようにスリットの付いた第１の間座
３６を挿入する。その後、油圧ジャッキ３０を駆動して更に上チャンバユニット２０を上昇させる（図３(３)）。この状態で第２の間座３７を油圧ジャッキの軸に挿入して上チャンバユニットを支持する。第２の間座を挿入することで、下チャンバユニット２５を上チャンバユニット２０の下に搬入するスペースを確保すると共に、万が一上チャンバユニットを支持する油圧ジャッキの保持力がなくなっても、上チャンバユニットの降下を防止することが可能となる（図３(４)）。
次に、支持梁３４の一部をはずし、下チャンバユニット２５を上チャンバユニット２０の下にセットする（図４(１)）。下チャンバユニット２５の位置決めが終了すると搬送治具の油圧ジャッキ３０を駆動して上チャンバユニット２０を上方に少しだけ移動して第２の間座３７を取り外す。第２の間座３７を取り外しが終了すると、油圧ジャッキを駆動して上チャンバユニット支持部を第１の間座で支持できる位置まで降下させる（図４(２)）。次に下チャンバユット２５のＺ軸駆動機構を駆動して上下シャフト１０を上昇させて上フレーム５の受け座５ａに当接させ、上下シャフト１０と上フレーム５の受け座５ａとをボルトにより締結する。上下チャンバユニットを締結が完了すると、上チャンバユニットをＺ軸駆動機構及び搬送治具の油圧ジャッキを駆動して少し上昇させて第１の間座３６を取り外す（図４(３)）。次に、搬送治具の上チャンバユニット支持部と上フレームとの締結を解除する。搬送治具を装置本体から取り除く（図４(４)）。
上記の手順で貼り合せ装置を組立てることができる。上記手順を逆に行うことによって、基板組立装置を搬送できるように２つに分割することができる。以上のように、装置の大型化に伴って多数の部品に分解することなく、装置を２分割して本発明の搬送治具を用いて、上チャンバユニットを搬送治具に固定して搬送すると共に、その搬送治具を用いて組立てを行えるようにしたため、２つに分割する場合の工程を、組立てる場合は逆に行えばよく、作業が簡単になる。また、組立てるために、吊り上げ装置等の別の設備を準備する必要がない。
図５に搬送治具の他の実施例を示す。本実施例はパネル組立工場内に大型クレーンが常備されている場合の搬送治具の構成である。本実施例においても基板組立装置の分割箇所は先の実施例と同じである。本実施例の場合先の実施例と異なる点は、上チャンバユニット２０にクレーンにて吊り上げ移動するために吊り金具４２を設けた点と、上チャンバユニット仮置き架台４０を設けた点である。この仮置き架台４０は上チャンバユニットの上フレーム５の受け座５ａに設けてある上下シャフト１０に締結する部分が、仮置き架台
４０に設けた締結部とボルトにより締結できるように構成されている。なお、上チャンバ８や上テーブル９が仮置き架台４０上で移動しないように、仮置き架台４０に振れ止め用の保持部４１が設けてある。振れ止め用保持部４１は仮置き架台４０及び上チャンバ８をボルト等で締結できるように構成されている。また、仮置き架台４０の足の部分には、上チャンバユニット２０を仮置き架台４０上に搭載した状態で移動可能なようにキャスタ機構が設けてある。運搬時にはこの仮置き架台４０上に上チャンバユニットをそのままの状態で搭載し、仮置き架台ごと搬送する。
本発明では上チャンバユニットに吊り金具を設ける構成としている。この吊り金具の取り付け方は装置の搬入方向で取り付け位置が異なる。基板組立装置は上部から見ると略長方形の形状をしている。このため、長さ方向から搬入できる場合は、上チャンバユニットの上部に吊り金具を設ける。幅方向に搬入する場合は図５に示すようにバランス点から上チャンバユニットを構成する上フレーム５の側部に吊り金具４２を設ける方式としている。上フレーム５の側部には吊り金具４２を固定するための締結部材４３が複数箇所取り付けることができるようになっている。
なお、本実施例では、装置搬入先の工場にクレーン設備が設けられているか、又はクレーンを設置する余裕のあることが必須である。次に設備のある場合の組立手順について説明する。
まず装置据付場所に下チャンバユットを搬入し据え付ける。次にクレーンを上チャンバユニットの搬入口に移動する。この時、上チャンバユニットを固定支持している仮置き架台との固定を外しておく。また、上チャンバ８等の移動を防止するための保持部も上チャンバの締結を解除しておく。次に吊り金具４２をクレーンのフック部と締結する。クレーンにより上チャンバユニットを吊り上げ、下チャンバユニット上に移動し、上下のユニットの位置合わせを行う。なお、この時、上下シャフトを所定位置まで上昇させておく。次に、上チャンバユニットを下チャンバ上に降下させ、上下シャフト１０部と上フレームを締結する。締結が完了すると吊り金具４２と上フレームとの締結を解除して、クレーンを上昇，移動させる。これにより、搬送後の組立てが完了する。上記では、吊り金具を装置本体から取り外す構成としたが、吊り金具は邪魔にならなければ装置本体に取り付けたままでもよい。
前述のように本実施例では基板組立装置の大型化に伴って、装置を組立てた状態で使用する工場まで搬送することが難しくなっている。そこで、基板組立装置を搬送可能な状態に、上チャンバユニットと下チャンバユニットとの２つに分割できるように構成した。下チャンバユニット側は分割状態を保持して搬送し、上チャンバユニット側を搬送する場合は分割状態を保持するために専用の搬送治具に保持して搬送するようにした。工場側に専用のクレーン設備の無い場合は、搬送治具に装置組立て用の機能として上チャンバユニットを上下に移動する機構を設けて、搬送治具と組立治具の２つの機能を持たせることで、組立装置を準備することなく、組立てを可能にし、搬送・組立時間の短縮を図った。
基板組立装置の全体構成を示す概略図である。 基板組立装置を２分割した場合の概略図である。 基板組立装置を搬送後、組立時の前工程を示す図である。 基板組立装置の搬送後、組立時の後工程を示す図である。 他の搬送治具を用いた場合の図である。
符号の説明
１ 架台
２ 下シャフト
３ 下チャンバ
４ 下テーブル
５ 上フレーム
６ 上シャフト
７ 支持軸
８ 上チャンバ
９ 上テーブル
１０ 上下シャフト
１１ Ｚ軸駆動モータ
１２ ボールネジ
２０ 上チャンバユニット
２５ 下チャンバユニット
３２ 支持架台
３３ 上チャンバユニット支持部
３４ 支持梁
４０ 仮置き架台
４１ 保持部
４２ 吊り金具
４３ 締結部材

Claims (9)

  1. 基板組立装置を装置組立工場からパネル製造工場に搬送する搬送方法において、
    基板組立装置を上チャンバユニットと下チャンバユニットに２分割して、搬送車に別々に搭載して搬送するとき、前記下チャンバユニットはその状態を保持して搬送し、前記上チャンバユニットは、上下に移動可能な搬送治具に上チャンバユニットの上フレームを固定して搬送すると共に、前記搬送治具を装置組立治具としても使用することを特徴とする基板組立装置の搬送方法。
  2. 基板組立装置を上チャンバユニットと下チャンバユニットの上下に２分割し、前記上チャンバユニットを搬送するため搬送治具において、前記搬送治具は前記上チャンバユニットの上フレームに設けてある受け座にボルトにて締結する構造とし、前記上チャンバユニットを上下に移動可能に構成した基板組立装置の搬送治具。
  3. 請求項２に記載の基板組立装置の搬送治具において、前記上チャンバユニットは少なくとも上フレームと、前記上フレームに取り付けられた上チャンバと、前記上チャンバ内に設けられた上テーブルとを備えていることを特徴とする基板組立装置の搬送治具。
  4. 請求項２に記載の基板組立装置の搬送治具において、前記下チャンバユニットは少なくとも架台と、前記架台上に設けられた下チャンバと、前記下チャンバ内に設けられた下テーブルと、前記上フレームを上下移動させるための上下シャフトと、前記上下シャフトを駆動するＺ軸駆動機構を備えていることを特徴とする基板組立装置の搬送治具。
  5. 請求項２に記載の基板組立装置の搬送治具において、前記下チャンバユニット側に設けてある上フレームを上下させる上下シャフトと、前記上チャンバユニット側の前記上フレームに設けた受け座との間で分割する構成とした基板組立装置の搬送治具。
  6. 請求項２に記載の基板組立装置の搬送治具において、
    前記上チャンバユニットに設けてあるエアー機器への配管及び電気機器への配線を継ぎ手にて分離，結合できる構成としたことを特徴とする基板組立装置の搬送治具。
  7. 基板組立装置を装置組立工場からパネル製造工場に搬送する搬送方法において、
    基板組立装置を上チャンバユニットと下チャンバユニットに２分割して、搬送車に別々に搭載して搬送するとき、前記下チャンバユニットはその状態を保持して搬送し、前記上チャンバユニットは、搬送治具として仮置き架台に上チャンバユニットの上フレームの受け座部を固定し、前仮置き架台に前記上チャンバと上テーブルとが振動により移動しないように保持されていることを特徴とする基板組立装置の搬送方法。
  8. 基板組立装置を上チャンバユニットと下チャンバユニットの上下に２分割し、前記上チャンバユニットを搬送するため搬送治具において、前記搬送治具は前記上チャンバユニットの上フレームに設けてあり下チャンバユニットの上下シャフトと締結する受け座にボルトにて締結する構造とし、前記上チャンバと上テーブルの移動を防止する振れ止め用の保持具を設けた構造とした基板組立装置の搬送治具。
  9. 請求項８に記載の基板組立装置の搬送治具において、
    前記受け座にはクレーンで搬送するための吊り金具を取り付けられるように構成してあることを特徴とする基板組立装置の搬送治具。
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