JP2010017634A

JP2010017634A - 基板の清掃装置及び清掃方法

Info

Publication number: JP2010017634A
Application number: JP2008179330A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kogure; 将史木暮
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】この発明は基板の厚さにばらつきがあっても、電極が設けられた側辺部を確実に清掃できるようにした清掃装置を提供することにある。
【解決手段】基板の側辺部の上下面を清掃する清掃装置であって、
上面に上記基板が供給載置されこの基板を位置決め駆動する載置テーブルと、供給リールから繰り出されて巻き取りリールに巻き取られることで載置テーブルによって位置決めされた基板の側辺部に沿って走行するテープ状の清掃部材１５と、清掃部材に対向して配置された押付けローラ２２ａ，２２ｂと、押付けローラを駆動して上記清掃部材を上記基板の側辺部に押付ける上下シリンダ２３ａ，２３ｂと、上下シリンダによって押付けローラが清掃部材を基板に押付けたときに清掃部材に加えられた加圧力を検出するロードセル４３ａ，４３ｂと、ロードセルの検出に基いて上下シリンダが押付けローラに加える加圧力が一定となるよう制御する電空レギュレータ４４ａ，４４ｂ及び制御装置４５を具備する。
【選択図】図３

Description

この発明はたとえば液晶パネルなどの基板に形成された電極を清掃するための基板の清掃装置及び清掃方法に関する。

液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの基板は、その基板の側辺部に電極が設けられ、この電極上にＴＣＰ（Tape Carrier Package）やＩＣチップなどの電子部品が両面粘着性の異方性導電テープを介して圧着装置により加圧加熱して接続される。

上記電極と電子部品とは通常、異方性導電部材を介して電気的に接続される。そのため、接続部分において、電気的に良好な導通状態を得るためには、上記電極面がゴミの付着などによって汚れていないことが必要となる。

上記電極は通常、基板の上面に形成されている。しかしながら、その電極に電子部品を圧着する際、基板の下面にゴミが付着していると、圧着時に基板を損傷する虞がある。したがって、基板の側辺部の電極面に異方性導電部材を貼付する前に、その側辺部の上下面を清掃装置によって同時に清掃するようにしている。

上記清掃装置は、基板を所定方向に沿って搬送するテーブルを有し、このテーブルの上方には供給リールと巻き取りリールとに張設されてテープ状の清掃部材が設けられている。この清掃部材にはノズルからアルコールなどの揮発性の溶剤を滴下させて染み込ませ、この溶剤が染み込んだ部分を所定位置まで移動させ、搬送される基板の縁部の電極面に所定の圧力で接触させることで、上記電極面を清掃するようにしている。

上記清掃部材の中途部には押付けローラが配置されている。この押付けローラはエアシリンダによって上下方向に駆動されるようになっていて、このエアシリンダが駆動されることで、上記清掃部材が上記押付けローラによって上記基板の側辺部に押圧される。

清掃部材が押圧された状態で上記基板が所定方向に駆動されれば、この基板の側辺部が上記清掃部材によって清掃されることになる。特許文献１には上述した清掃装置が示されている。
特開２００６−１６７５５４号公報

ところで、押圧ローラをエアシリンダによって駆動して清掃部材を基板の側辺部に押付ける場合、たとえば上記シリンダのロッドのストロークをストッパなどによって一定にすることで、基板を上記清掃部材を介して上記押圧ローラによって一定の押圧力で押圧できるようにしている。

しかしながら、清掃される基板には厚さにばらつきがあることがある。基板が所定の厚さよりも薄い場合には、清掃部材が十分な圧力で基板の側辺部に加圧されないことになるから、清掃が不十分になるということがある。逆に基板が所定の厚さよりも厚い場合には、基板に対する加圧力が強くなり過ぎ、基板の側辺部及びその側辺部に設けられた電極に傷が付くことがあり、とくに電極に傷が付くと、異方性導電部材を介して接続される電子部品の導電不良を招くことがある。

この発明は、たとえば基板の厚さが変動したような場合であっても、清掃部材を基板の側辺部に一定の圧力で加圧することができるようにした基板の清掃装置及び清掃方法を提供することにある。

この発明は、基板の側辺部の上下面を清掃する清掃装置であって、
上面に上記基板が供給載置されこの基板を位置決め駆動するする載置テーブルと、
供給リールから繰り出されて巻き取りリールに巻き取られることで上記載置テーブルによって位置決めされた上記基板の側辺部に沿って走行するテープ状の清掃部材と、
上記清掃部材に対向して配置された押付けローラと、
この押付けローラを駆動して上記清掃部材を上記基板の側辺部に押付ける加圧手段と、
この加圧手段によって上記押付けローラが上記清掃部材を上記基板に押付けたときに上記清掃部材に加えられた加圧力を検出する検出手段と、
この検出手段の検出に基いて上記加圧手段が上記押付けローラに加える加圧力が一定となるよう制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする基板の清掃装置にある。

上記加圧手段は先端に上記押付けローラが設けられた取付け体を駆動するエアシリンダであって、
上記検出手段は上記エアシリンダが上記取付け体に加える圧力を検出するロードセルであって、
上記制御手段は上記エアシリンダに供給する気体の圧力を設定する電空レギュレータ及びこの電空レギュレータによる気体の供給圧力を設定する制御装置であることが好ましい。

この発明は、基板の側辺の上下面を清掃する清掃方法であって、
基板の側辺部の上下面にテープ状の清掃部材を押付ける工程と、
上記清掃部材が押付けられた状態で上記基板を所定方向に駆動してその側辺部を上記清掃部材によって清掃する工程と、
上記清掃部材を上記基板の側辺部に押し当てときの圧力を検出する工程と、
検出された圧力に基いて上記清掃部材が上記基板の側辺部に押し当てられる圧力が一定になるよう制御する工程と
を具備したことを特徴とする基板の清掃方法にある。

この発明によれば、押付けローラが清掃部材を基板の側辺部に押付けたときの加圧力を検出し、その検出に基いて上記加圧力が一定になるよう制御するため、基板の厚さが変動するなどしても、清掃部材を同じ圧力で基板の側辺部に押圧してその側辺部を清掃することができる。

以下、この発明を図面を参照しながら説明する。

図１はこの発明の一実施の形態を示す清掃装置の正面図、図２は側面図であって、この清掃装置はベース１０１を備えている。このベース１０１上の幅方向一端部には第１の清掃ユニット１００Ａ、他端部上面には第２の清掃ユニット１００Ｂがそれぞれ上記ベース１０１の幅方向である、同図に矢印Ｘで示す方向に沿って移動可能に設けられている。

上記ベース１０１の幅方向一端には上記第１の清掃ユニット１００ＡをＸ方向に駆動する第１のＸ駆動源１０２ａが設けられ、他端には上記第２の清掃ユニット１００ＢをＸ方向に駆動する第２のＸ駆動源１０２ｂが設けられている。したがって、一対の清掃ユニット１００Ａ，１００Ｂは互いの対向間隔を調整できるようになっている。上記第１のＸ駆動源１０２ａ，第２のＸ駆動源１０２ｂは一対の清掃ユニット１００Ａ，１００ＢのＸ方向に沿う間隔を調整する間隔調整手段を構成している。

上記ベース１０１上の上記第１の清掃ユニット１００Ａと第２の清掃ユニット１００Ｂとの間の部分には支持体１０３が上記Ｘ方向と交差するＹ方向に沿って設けられている。この支持体１０３の上面には支持体１０３の長手方向、つまりＹ方向に沿って移動可能に載置テーブル１０４が設けられている。この載置テーブル１０４は上記支持体１０３の長手方向一端に設けられたＹ駆動源１０５によってＹ方向に沿って駆動されるようになっている。

上記載置テーブル１０４の上面には液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの基板Ｗの下面を吸着保持する保持部１０６が設けられている。この保持部１０６は図示しないθ駆動源によって回転方向に駆動されるようになっている。

図４に示すように上記基板Ｗは矩形状であって、この実施の形態では４つの側辺Ｗ１〜Ｗ４の上面にそれぞれ複数の電極１０７が所定間隔で設けられている。なお、基板Ｗは上記保持部１０６に比べて十分に大きな矩形状であって、その周辺部を保持部１０６の外周面から突出させて保持される。

つぎに、上記第１の清掃ユニット１００Ａと第２の清掃ユニット１００Ｂについて説明する。第１、第２の清掃ユニット１００Ａ，１００Ｂは同じ構成であるので、そのうちの一方について図２を参照して説明する。すなわち、この清掃ユニット１００Ａ，１００Ｂは本体１を備えている。

この本体１の前面には、上記保持部１０６に保持された基板Ｗの１つの側辺の上面に対向位置する上部清掃部１１と、下面に対向位置する下部清掃部１２とが設けられている。各清掃部１１，１２は上下対称に設けられた供給リール１３ａ，１３ｂと巻取りリール１４ａ，１４ｂを有する。各供給リール１３ａ，１３ｂには耐磨耗性に優れた柔らかなテープ状の布地からなる清掃部材１５が巻回されている。各清掃部材１５はそれぞれ第１乃至第３の中継ローラ１６ａ〜１６ｃと１つの巻取りローラ１７を介して各巻取りリール１４ａ，１４ｂに巻き取られるようになっている。

上記供給リール１３ａ，１３ｂと巻取りリール１４ａ，１４ｂとにはそれぞれ清掃部材１５に適度な張力を与えるモータ１８ａ，１８ｂ及び１９ａ，１９ｂが連結され、上記巻取りローラ１７には、この巻取りローラ１７を駆動するための駆動モータ２１ａ，２１ｂが連結されている。

したがって、上部清掃部１１と下部清掃部１２との清掃部材１５は、駆動モータ２１ａ，２１ｂが作動することで、供給リール１３ａ，１３ｂから巻取りリール１４ａ，１４ｂに巻き取られるようになっている。
なお、各モータは本体１の内部に設けられ、各ローラ及びリールは本体１の前面に回転可能に設けられている。

上記第２の中継ローラ１６ｂと第３の中継ローラ１６ｃとの間には上記清掃部材１５に対向して押付けローラ２２ａ，２２ｂが設けられている。各押付けローラ２２ａ，２２ｂは加圧手段としての上下シリンダ２３ａ，２３ｂによって基板Ｗの板面に対して接離する方向に駆動されるようになっている。それによって、図３に示すように各押付けローラ２２ａ，２２ｂは保持部１０６によって位置決め保持された基板Ｗの側辺に対し、清掃部材１５を上方向及び下方向から所定の圧力で押付けることになる。

さらに詳しく説明すると、上記上下シリンダ２３ａ，２３ｂのロッド４１ａ，４２ｂにはＬ字状の取付け体４２ａ，４２ｂが取付けられている。各取付け体４２ａ，４２ｂと上記ロッド４１ａ，４２ｂの端面との間には検出手段としてのロードセル４３ａ，４３ｂが設けられている。

上記上下シリンダ２３ａ，２３ｂには電空レギュレータ４４ａ，４４ｂによって気体供給源４６からの空気などの気体が所定の圧力に設定されて供給される。すなわち、電空レギュレータ４４ａ，４４ｂは制御装置４５からの駆動信号によって上記上下シリンダ２３ａ，２３ｂに供給する気体の圧力を制御するようになっている。上記電空レギュレータ４４ａ，４４ｂと制御装置４５とで押付けローラ２２ａ，２２ｂに加える加圧力を制御する制御手段を形成している。

上記制御装置４５による電空レギュレータ４４ａ，４４ｂの制御は上記ロードセル４３ａ，４３ｂが検出する圧力に基いて行われる。すなわち、上記清掃部材１５が上記押付けローラ２２ａ，２２ｂによって基板Ｗの側辺部の上下面に押圧されたとき、その押圧力が上記ロードセル４３ａ，４３ｂによって検出される。

上記ロードセル４３ａ，４３ｂが検出した押圧力は上記制御装置４５に出力され、ここで設定値と比較される。ロードセル４３ａ，４３ｂが検出した押圧力が設定値よりも大きければ、制御装置４５は上記上下シリンダ２３ａ，２３ｂに供給する気体の圧力が低くなるよう上記電空レギュレータ４４ａ，４４ｂを制御し、逆にロードセル４３ａ，４３ｂが検出した押圧力が設定値よりも小さければ、上下シリンダ２３ａ，２３ｂに供給する気体の圧力が高くなるよう上記電空レギュレータ４４ａ，４４ｂを制御する。

それによって、上記押付けローラ２２ａ，２２ｂは上記清掃部材１５を基板Ｗの側辺部の上下面に制御装置４５に設定された一定の押圧力で押付けてその側辺部の上下面を清掃できるようになっている。
なお、一対の電空レギュレータ４４ａ，４４ｂは一対のロードセル４３ａ，４３ｂが検出するそれぞれの押圧力に応じて別々に制御される。

上記清掃部材１５の第１の中継ローラ１６ａと第２の中継ローラ１６ｂとの間の部分にはそれぞれ上部ノズル２４ａと下部ノズル２４ｂとが先端を下方に向けて配置されている。各ノズル２４ａ，２４ｂはアルコールなどの溶剤が収容された容器２５に供給チューブ２６を介して接続されている。この供給チューブ２６の中途部にはポンプ２７が設けられている。このポンプ２７は上記チューブ２６の中途部を回転するローラによって間歇的に所定方向に沿って圧縮するようになっており、それによって上記容器２５の溶剤を上記各ノズル２４ａ，２４ｂから滴下させるようになっている。

溶剤は上記上部ノズル２４ａと下部ノズル２４ｂとから清掃部材１５に向かって滴下する。それによって、各ノズル２４ａ，２４ｂから滴下した溶剤はそれぞれ清掃部材１５に染み込むことになる。つぎに、駆動モータ２１ａ，２１ｂが駆動され、清掃部材１５の溶剤が滴下された部分が押付けローラ２２ａ，２２ｂとの間に位置決めされる。それによって、上記清掃部材１５によって基板Ｗの側辺を清掃することができる。
なお、上記制御装置４５は本体１の上部に設けられている。この制御装置４５は、上述した制御の他に、上記第１、第２のＸ駆動源１０２ａ，１０２ｂやＹ駆動源１０５の駆動を制御する。

上記載置テーブル１０４の保持部１０６に保持された基板Ｗは図２と図３に矢印Ｙで示す方向に搬送される。上部清掃部１１の上記基板Ｗの搬送方向上流側にはその基板Ｗの側辺部に対向して吸引手段を構成する吸引ダクト３１が配置されている。この吸引ダクト３１は図示しない吸引ポンプに接続されている。それによって、基板Ｗの側辺の上面に設けられた電極１０７が上部清掃部１１によって清掃される前に、その側辺部に付着したゴミを上記吸引ダクト３１によって吸引除去できるようになっている。

なお、基板Ｗの下面の側辺部に付着したゴミのほとんどは落下するが、吸引ダクト３１を下部清掃部１２の上流側にも設け、側辺部の下面に付着残留したゴミを吸引除去するようにしてもよい。

つぎに、上記構成の清掃装置によって基板Ｗを清掃する手順を説明する。
まず、第１の清掃ユニット１００Ａと第２の清掃ユニット１００Ｂとを第１のＸ駆動源１０２ａと第２のＸ駆動源１０２ｂによってＸ方向に駆動し、これら清掃ユニット１００Ａ，１００Ｂの前面に設けられた各上下部清掃部１１，１２の押付けローラ２２ａ，２２ｂの間隔が図４にＢで示す上記基板Ｗの一方の幅寸法とほぼ同じになるよう設定する。

つまり、基板Ｗを保持した保持部１０６を中心にして第１の清掃ユニット１００Ａと第２の清掃ユニット１００Ｂを基板Ｗの幅寸法Ｂに応じて対称に位置決めする。

つぎに、Ｙ駆動源１０５を作動させて載置テーブル１０４をＹ方向、つまり基板Ｗが図２と図３に矢印Ｙで示す方向に進行するよう駆動する。それと同時に、各清掃ユニット１００Ａ，１００Ｂの上部清掃部１１と下部清掃部１２との上下シリンダ２３ａ，２３ｂを作動させ、各一対の押付けローラ２２ａ，２２ｂを接近する方向に駆動する。

Ｙ方向に搬送される基板Ｗは、対向する一対の側辺部Ｗ１，Ｗ２の上面と下面とが押付けローラ２２ａ，２２ｂに対向する位置に到達する前に、その上面は吸引ダクト３１の下方を通過する。それによって、基板Ｗの両側辺部Ｗ１，Ｗ２にゴミが付着していれば、そのゴミは上記吸引ダクト３１によって吸引除去されることになる。

吸引ダクト３１の下方を通過した基板Ｗの対向する一対の側辺部Ｗ１，Ｗ２の上面と下面とは清掃部材１５の押付けローラ２２ａ，２２ｂによって押圧された部分で擦られる。清掃部材１５には溶剤が供給されているから、その溶剤によって基板Ｗの一対の側辺部Ｗ１，Ｗ２の上面と下面とが清掃されることになる。上面には電極１０７が設けられているから、その電極１０７が清掃され、下面には電極１０７が設けられていないから、基板Ｗの一対の側辺部Ｗ１，Ｗ２の下面に付着しているゴミなどが清掃除去されることになる。

このように、基板Ｗの対向する一対の側辺部Ｗ１，Ｗ２を同時に清掃すれば、一方の側辺Ｗ１を清掃部材１５が摩擦することで発生する回転モーメントと、他方の側辺Ｗ２を清掃部材１５が摩擦することで発生する回転モーメントが相殺される。

そのため、載置テーブル１０４の保持部１０６に保持された基板Ｗが回転方向にずれ動くのが防止されるから、この基板Ｗの対向する一対の側辺Ｗ１，Ｗ２を全長にわたって確実に清掃することができる。

このようにして、基板Ｗの一対の側辺部Ｗ１，Ｗ２を清掃したならば、一対の清掃ユニット１００Ａ，１００ＢをＸ方向の間隔が広くなる方向に駆動した後、載置テーブル１０４をＹ方向に後退させる。ついで、保持部１０６を９０度回転させて基板Ｗの残りの対向する一対の側辺部Ｗ３，Ｗ４を基板Ｗの搬送方向であるＹ方向に沿うよう位置決めする。

ついで、一対の清掃ユニット１００Ａ，１００Ｂの前面に設けられた各上下清掃部１１，１２の押付けローラ２２ａ，２２ｂの間隔が上記基板Ｗの図４にＡで示す幅寸法とほぼ同じになるよう設定する。

そして、Ｙ駆動源１０５を作動させて載置テーブル１０４をＹ方向に駆動すれば、基板Ｗの一対の側辺部Ｗ３，Ｗ４の上面に付着するゴミが吸引ダクト３１によって吸引除去された後、上記側辺部Ｗ３，Ｗ４の上下面が清掃部材１５によって清掃される。

基板Ｗの一対の側辺部Ｗ３，Ｗ４を清掃する場合も、基板Ｗが回転方向にずれることがないから、一対の側辺部Ｗ３，Ｗ４を全長にわたった確実に清掃することができる。
しかも、基板Ｗの４つの側辺部Ｗ１〜Ｗ４を２回の清掃工程で清掃することができるから、一辺ずつ清掃する場合に比べて半分のタクトタイムで清掃することができる。

このようにして基板Ｗを清掃する際、押付けローラ２２ａ，２２ｂが上下シリンダ２３ａ，２３ｂによって上下方向に駆動され、清掃部材１５を基板Ｗの各側辺部Ｗ１〜Ｗ４に押圧すると、そのときの押圧力がロードセル４３ａ，４３ｂによって検出される。

各ロードセル４３ａ，４３ｂの検出信号は制御装置４５に出力され、この制御装置４５で設定値と比較される。基板Ｗの厚さにばらつきがあるような場合、各ロードセル４３ａ，４３ｂによる検出値が制御装置４５の設定値と異なることがある。

そして、検出値が設定値よりも大きな場合には基板Ｗや基板Ｗに設けられた電極１０７を傷つける虞があり、検出値が設定値よりも小さな場合には基板Ｗや基板Ｗに設けられた電極１０７が確実に清掃されないということがある。

しかしながら、検出値が設定値と異なる場合、制御装置はその差に応じた駆動信号を書く電空レギュレータ４４ａ，４４ｂに出力し、上下シリンダ２３ａ，２３ｂのロッド４１ａ，４１ｂを駆動する気体の圧力を制御する。

したがって、押付けローラ２２ａ，２２ｂは基板Ｗの各側辺部Ｗ１〜Ｗ４に対して清掃部材１５を常に一定の押圧力で押圧することができるから、基板Ｗの厚さにばらつきがあるような場合であっても、その基板Ｗの各側辺部Ｗ１〜Ｗ４を同じ状態で確実に、しかも基板Ｗや電極１０７に傷つけることなく清掃することができる。

上記一実施の形態では清掃部材が基板に押圧される押圧力を検出手段としてのロードセルによって検出するようにしたが、検出手段としては押付けローラが清掃部材を介して基板を押圧したとき、上下シリンダ内に供給された気体の圧力変化を圧力センサで検出するようにしてもよい。

この発明の清掃装置を示す正面図。一対の清掃ユニットのうちの一方の清掃ユニットの前面を示す側面図。清掃ユニットの前面に設けられた上部清掃部と下部清掃部を示す拡大図。４つの側辺に電極が形成された基板の平面図。

符号の説明

１３ａ，１３ｂ…供給リール、１４ａ，１４ｂ…巻取りリール、１５…清掃部材、２２ａ、２２ｂ…押付けローラ、２３ａ，２３ｂ…上下シリンダ（加圧手段）、４３ａ，４３ｂ…ロードセル（検出手段）、４４ａ，４４ｂ…電空レギュレータ（制御手段）、４５…制御装置（制御手段）。

Claims

基板の側辺部の上下面を清掃する清掃装置であって、
上面に上記基板が供給載置されこの基板を位置決め駆動する載置テーブルと、
供給リールから繰り出されて巻き取りリールに巻き取られることで上記載置テーブルによって位置決めされた上記基板の側辺部に沿って走行するテープ状の清掃部材と、
上記清掃部材に対向して配置された押付けローラと、
この押付けローラを駆動して上記清掃部材を上記基板の側辺部に押付ける加圧手段と、
この加圧手段によって上記押付けローラが上記清掃部材を上記基板に押付けたときに上記清掃部材に加えられた加圧力を検出する検出手段と、
この検出手段の検出に基いて上記加圧手段が上記押付けローラに加える加圧力が一定となるよう制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする基板の清掃装置。
上記加圧手段は先端に上記押付けローラが設けられた取付け体を駆動するエアシリンダであって、
上記検出手段は上記エアシリンダが上記取付け体に加える圧力を検出するロードセルであって、
上記制御手段は上記エアシリンダに供給する気体の圧力を設定する電空レギュレータ及びこの電空レギュレータによる気体の供給圧力を設定する制御装置であることを特徴とする請求項１記載の基板の清掃装置。
基板の側辺の上下面を清掃する清掃方法であって、
基板の側辺部の上下面にテープ状の清掃部材を押付ける工程と、
上記清掃部材が押付けられた状態で上記基板を所定方向に駆動してその側辺部を上記清掃部材によって清掃する工程と、
上記清掃部材を上記基板の側辺部に押し当てときの圧力を検出する工程と、
検出された圧力に基いて上記清掃部材が上記基板の側辺部に押し当てられる圧力が一定になるよう制御する工程と
を具備したことを特徴とする基板の清掃方法。