JP2010099803A - シート材吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着パッドによって吸着したシート材の変形や歪みにより、２枚目以降のシート材まで同時に吸着してしまったり、シート材が破損してしまったりすることがある。
【解決手段】吸着パッド１０は、パッド基部１１と、外側に円錐状に拡がったパッド先端部１２とからなり、吸着パッド１０の中央内部には吸着口１６へ向かって突出する分離ロッド１３を設ける。そして、吸着パッド１０がシート材４０を吸着する場合は、真空ポンプ機構から通気孔１５を介して空気の吸引を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、積層状態にあるシート材を真空吸着するシート材吸着装置に関する。

積層状態にあるシート材を真空吸着して搬送等するときに、比較的柔らかいシート材の場合、吸着したシート材が吸着パッドの形状に倣って変形することがある。その結果、吸着した１枚目のシート材と２枚目のシート材との間に真空が発生し、２枚目以降のシート材まで同時に吸着してしまうことがある。一方、例えば基板などの変形しにくいシート材の場合、吸着力によって変形や歪みが発生してシート材を破損してしまうこともある。これらの対策として、例えば下記の特許文献１に記載されている真空吸着装置では、吸着パッドの内側に、吸着溝が形成された凸形状の支持部を付加することで、吸着したシート材の変形や歪みの発生を防止している。

特開２００３−９４３７０号公報

しかしながら、上記した特許文献１のような、吸着溝が形成された凸形状の支持部を内部に付加した吸着パッドでは、その分吸着面積が小さくなる。真空吸着装置における吸着力Ｆは、Ｆ＝ＡＰ（Ａ：吸着有効面積、Ｐ＝吸着パッド内到達力）から理解できるように、こういった凸形状の支持部を付加した吸着パッドの場合、付加していない吸着パッドに比べて吸着力が劣ることになる。このため、このタイプの吸着パッドでは吸着力を確保するために吸着パッドの径を大きくすることになり、径の小さな吸着パッドにおいて実用化するのが困難となる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例に係るシート材吸着装置は、吸着パッドと、前記吸着パッドに設けられて前記吸着パッドの吸着面側に突出する分離ロッドと、負圧発生部と、を備えることを特徴とする。

このシート材吸着装置によれば、負圧発生部によって吸着パッドに吸引力を発生させ、積層状態にあるシート材を真空吸着する。このとき、吸着パッドの吸着面側に突出する分離ロッドにより、吸着に伴うシート材の変形や歪みを抑えることができる。これにより、吸着した１枚目のシート材と２枚目のシート材との間に真空が発生しにくい状態になり、２枚目以降のシート材まで同時に吸着してしまうのを防止できる。また、吸着に伴うシート材の変形や歪みによってシート材を破損してしまうのも防止できる。さらに、吸着パッドに分離ロッドを設けるだけの簡易な構造であることから、径の小さな吸着パッドにおいても吸着力を確保して実用化することが可能になる。

［適用例２］
上記適用例に係るシート材吸着装置において、前記分離ロッドは、前記吸着パッドの吸着時において前記吸着面よりも外方に突出していることが望ましい。

このシート材吸着装置によれば、吸着パッドの吸着時において、分離ロッドが吸着面よりも外方に突出していることにより、比較的柔らかいシート材を真空吸着した場合に、吸着した１枚目のシート材と２枚目のシート材との間の真空の発生を更に抑えることができ、２枚目以降のシート材までも同時に吸着してしまうのを確実に防止できる。

［適用例３］
上記適用例に係るシート材吸着装置において、前記分離ロッドは、滑らかな先端形状を有することが望ましい。

このシート材吸着装置によれば、吸着面側に突出した分離ロッドが滑らかな先端形状を有することにより、真空吸着したシート材の表面を分離ロッドの先端部が損傷するのを防止することができる。

［適用例４］
上記適用例に係るシート材吸着装置において、前記吸着面側に突出する前記分離ロッドの突出量を調整する調整部を更に有することが望ましい。

このシート材吸着装置によれば、負圧発生部における吸引力、吸着パッドの吸着力、シート材の材質・構造・形状等に応じて、調整部によって分離ロッドの最適な突出量を調整することができる。

［適用例５］
上記適用例に係るシート材吸着装置において、前記分離ロッドは、金属又はセラミックスからなるようにしても良い。

以下、本実施形態に係るシート材吸着装置について図面を参照して説明する。

最初に、本実施形態に係るシート材吸着装置の概略について説明する。
図１は、本実施形態に係るシート材吸着装置の例を示す概略図である。同図に示す例では、半導体ウエハーを保護するための複数枚のシート材４０が、キャリアケース３０内に積層された状態で収納されている。これらのシート材４０は、薄く柔らかい樹脂により構成されている。シート材吸着装置１は、キャリアケース３０内に収容されたシート材４０を１枚１枚取り出して搬送する装置である。

シート材吸着装置１は、４つの吸着パッド１０と、それぞれの吸着パッド１０を支持して通気用の配管を兼ねる支持部材２０と、これらの支持部材２０に接続される負圧発生部としての図示しない真空ポンプ機構等により構成されている。また、シート材吸着装置１は、昇降及び水平移動が可能な図示しない移動アームに取り付けられている。
キャリアケース３０内からシート材４０を取り出す際、移動アームによってシート材吸着装置１が垂直方向に下降し、各吸着パッド１０が最上面となる１枚目のシート材４０の表面に接触する。そして、真空ポンプ機構が、各支持部材２０を介して空気を吸引することによって各吸着パッド１０の内部が負圧状態になり、各吸着パッド１０が１枚目のシート材４０を吸着した状態になる。各吸着パッド１０の吸着により、シート材４０は各吸着パッド１０に分散保持された状態になる。そして、この状態で、移動アームによってシート材吸着装置１が垂直方向に上昇すると、分散保持されたシート材４０も共に上昇する。その後、移動アームによってシート材吸着装置１が水平移動し、シート材吸着装置１と共にシート材４０が搬送される。なお、シート材４０を保持する吸着パッド１０の個数及び取り付け位置は、これに限られない。

次に、吸着パッド１０の構造について説明する。
図２は、吸着パッド１０の構造を示す側断面図である。同図に示すように、吸着パッド１０は、パッド基部１１と、外側に円錐状に拡がったパッド先端部１２とからなり、吸着パッド１０の中央内部には吸着口１６へ向かって突出する分離ロッド１３が設けてある。また、分離ロッド１３の吸着口１６と反対側の端部には、分離ロッド１３の吸着口１６側への突出量を調整する調整部としての調整ねじ１４が設けてある。図２は、シート材４０を吸着していない状態の吸着パッド１０を示しており、ここでは、分離ロッド１３の先端位置が吸着していない状態の吸着面Ｓの手前の位置になるように突出量が調整されている。

また、吸着パッド１０は、例えばシリコンゴム等の弾性を有した部材により構成されており、パッド先端部１２は、吸着の際に変形できるように先端になるほど薄肉に形成されている。また、分離ロッド１３は、金属又はセラミックスからなり、シート材４０を吸着したときにシート材４０の表面を損傷しないように、先端部分が滑らかな形状となっている。
なお、本実施形態では、パッド先端部１２の先端における内径を９ｍｍ、通気孔１５の内径を１ｍｍ〜２ｍｍ、及び分離ロッド１３の直径を０．２ｍｍ〜０．３ｍｍとしている。

吸着パッド１０がシート材４０を吸着する場合は、真空ポンプ機構から通気孔１５を介して空気の吸引が行われる。そして、吸着パッド１０のパッド先端部１２がシート材４０に接触すると、吸着パッド１０の中空内部に真空が生じ、併せてパッド先端部１２が上方に変形してシート材４０が吸着パッド１０に吸着される。
図３は、吸着パッド１０が１枚目のシート材４０を吸着しているときの側断面図である。また、図４は、従来の吸着パッドが１枚目のシート材４０を吸着しているときの側断面図である。図３に示す吸着パッド１０と、図４に示す従来の吸着パッドとの構造の大きな違いは、吸着パッド１０に設けられている分離ロッド１３が、従来の吸着パッドには設けられていない点である。

図４に示す従来の吸着パッドでは、１枚目のシート材４０を吸着した際に、吸着パッドの内側への吸着力に伴い、１枚目のシート材４０がパッド先端部１２の内部の形状に倣って凹形状に大きく変形する。このとき、凹形状に変形した１枚目のシート材４０と２枚目のシート材４０との間で新たに真空が発生することになり、今度は２枚目のシート材４０が凹形状に変形して１枚目のシート材４０に密着することになる。同様に３枚目以降のシート材４０についても吸着パッドに吸着されてしまう可能性がある。

一方、図３に示す吸着パッド１０では、１枚目のシート材４０を吸着した際に、１枚目のシート材４０の中央部が吸着パッド１０に設けられた分離ロッド１３の先端部に接触している。そして、１枚目のシート材４０に対して、吸着パッドの内側への吸着力に抗する分離ロッド１３の先端部の押圧力が働き、１枚目のシート材４０が吸着パッドの内側へ変形するのを避けられるようになっている。
このとき、図３に示すように、パッド先端部１２が吸着によって上方に変形することにより、分離ロッド１３の先端位置が吸着面Ｓの位置よりも少しだけ外側へ突出している。この外側への突出により、１枚目のシート材４０と２枚目のシート材４０との間の真空を更に抑えることができ、それぞれが互いに密着するのを防ぐことができる。
ここで、分離ロッド１３の先端位置の吸着面Ｓから外側への突出量、及び内側への引き込み量は、調整ねじ１４を用いることにより、シート材４０の材質・構造・形状等に応じて調整できる。なお、吸着パッド１０から調整ねじ１４を取り除いた構成として、分離ロッド１３の先端位置の突出量を固定としても良い。

上記では、薄く柔らかい樹脂により構成されているシート材４０の例について説明したが、例えば半導体ウエハーのような固い材質のシート材４０にも適用することができる。この場合、吸着パッド１０によって固い材質のシート材４０を吸着するときに、分離ロッド１３の先端部の押圧力により、固い材質のシート材４０が吸着パッドの内側へ変形したり歪んだりするのを抑えることができる。これにより、吸着力による変形や歪み等のために固い材質のシート材４０を破損してしまうことも防止することができる。

なお、これまで、シート材吸着装置を半導体ウエハーに係る搬送装置に適用する例について説明したが、これに限られず、他の吸着対象物の搬送についても適用することができる。

上述したように、本実施形態に係るシート材吸着装置１では、吸着パッド１０の中央内部に吸着口１６へ向かって突出する分離ロッド１３を設けることにより、薄く柔らかいシート材４０の１枚目を吸着したときに、２枚目以降のシート材４０についても吸着してしまうのを防止することができる。一方、固い材質のシート材４０についても、吸着したときの変形や歪み等の発生による破損を防止することができる。
また、シート材吸着装置１は、吸着パッド１０の内部に分離ロッド１３を設けた簡易な構造であることから、径の小さな吸着パッドにおいても吸着力を確保して実用化することが可能になる。

本実施形態に係るシート材吸着装置の例を示す概略図。 吸着パッドの構造を示す側断面図。 吸着パッドが１枚目のシート材を吸着しているときの側断面図。 従来の吸着パッドが１枚目のシート材を吸着しているときの側断面図。

符号の説明

１…シート材吸着装置、１０…吸着パッド、１１…パッド基部、１２…パッド先端部、１３…分離ロッド、１５…通気孔、１６…吸着口、２０…支持部材、３０…キャリアケース、４０…シート材。

Claims (5)

1. 吸着パッドと、
   前記吸着パッドに設けられて前記吸着パッドの吸着面側に突出する分離ロッドと、
   負圧発生部と、を備えることを特徴とするシート材吸着装置。
2. 前記分離ロッドは、前記吸着パッドの吸着時において前記吸着面よりも外方に突出していることを特徴とする請求項１に記載のシート材吸着装置。
3. 前記分離ロッドは、滑らかな先端形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート材吸着装置。
4. 前記吸着面側に突出する前記分離ロッドの突出量を調整する調整部を更に有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシート材吸着装置。
5. 前記分離ロッドは、金属又はセラミックスからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシート材吸着装置。

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