JP2012146783A

JP2012146783A - 基板吸着装置

Info

Publication number: JP2012146783A
Application number: JP2011003285A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yamada; 雅幸山田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-08-02

Abstract

【課題】反ったりうねったりしている基板でも、吸着して平らな状態で固定することができる基板吸着装置を提供する。
【解決手段】基板吸着装置１０は、（ａ）外部に露出する支持面１２ｓを有し、内部に真空空間１１が形成され、真空空間１１と外部との間を連通しかつ支持面１２ｓに対して垂直方向に延在する連通孔１４ｐが形成された本体１２と、（ｂ）連通孔１４ｐに沿って摺動自在かつ気密に支持された支持部２４と、支持部２４に接続され本体１２の支持面１２ｓから後退可能に突出する吸着パッド２２とを有し、支持部２４及び吸着パッド２２に外部と本体１２の真空空間１１とを連通する吸引孔２１が形成された吸着部２０とを備える。基板２を吸着部２０の吸着パッド２２で吸着しながら本体１２側に引き寄せて本体１２の支持面１２ｓに当接させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板吸着装置に関し、詳しくは、基板を吸着して固定する基板吸着装置に関する。

電子部品の製造工程において基板を吸着して固定するために用いる基板吸着装置が、種々提案されている。

例えば図３の側面図に示すように、平坦な上面を有する吸着板１６０に穴１６１を形成し、矢印１６２で示すように真空引きすることにより、基板１１０を吸着板１６０に真空圧により吸着する。この装置は、基板１１０が反っていて吸着板１６０と基板１１０との間に隙間１６３ができ、そこから真空圧のリークが生じると、基板１１０を安定に吸着固定することができない。

そこで、図４の側面図に示すように、吸着固定部材１４０に設けられたガイド筒１４３に沿ってスライドする吸着ノズル１２０を備え、吸着ノズル１２０の先端に設けられた吸着パッド１２２で基板１１０の各箇所を真空吸着する基板吸着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２５１７４号公報

図４の装置は、基板１１０が反っている場合には、基板１１０は反った状態のまま吸着固定されるため、基板表面に部品を実装したり、スクリーン印刷などの手法により電極や配線などの導体パターンを形成したりするために用いることが困難である。

また、基板を大きくすると生産効率を高めることができるが、基板が大きくなるほど、基板の反りやうねりも大きくなり、部品実装や導体パターンの形成などが一層困難になる。そのため、基板の大型化に伴って、基板を平らな状態で固定することが必要となる場合が増える。

本発明は、かかる実情に鑑み、反ったりうねったりしている基板でも、吸着して平らな状態で固定することができる基板吸着装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した基板吸着装置を提供する。

基板吸着装置は、（ａ）外部に露出する支持面を有し、内部に真空空間が形成され、該真空空間と外部との間を連通しかつ前記支持面に対して垂直方向に延在する連通孔が形成された本体と、（ｂ）前記連通孔に沿って摺動自在かつ気密に支持された支持部と、該支持部に接続され前記本体の前記支持面から後退可能に突出する吸着パッドとを有し、前記支持部及び前記吸着パッドに外部と前記本体の前記真空空間とを連通する吸引孔が形成された吸着部とを備える。基板を前記吸着部の前記吸着パッドで吸着しながら前記本体側に引き寄せて前記本体の前記支持面に当接させることができる。

上記構成によれば、反ったりうねったりしている基板でも、本体の支持面から突出する吸着パッドで吸着することができる。基板は、本体の支持面に対向する一方の面が吸着パッドで吸着されたとき、吸着された部分は真空圧となるが、他方の面には大気圧が作用するため、本体の支持面側に押圧される。吸着部は支持面に対して垂直方向に延在する連通孔に沿って摺動自在であるため、吸着パッドは基板を吸着した状態のまま、基板が本体の支持面に当接するまで後退する。すなわち、基板を吸着パッドで吸着しながら本体側に引き寄せて本体の支持面に当接させることができる。基板を強制的に本体の支持面に当接させることにより、基板に反りやうねりがあっても、基板を平らな状態で固定することができる。

好ましくは、（ｃ）前記吸着部の前記支持部を付勢して、前記吸着部の前記吸着パッドを前記本体の前記支持面から突出させる付勢部材をさらに備える。

この場合、基板を吸着部の吸着パッドで吸着しながら本体側に引き寄せて本体の支持面に当接させるとき、吸着部は、付勢部材が吸着部の支持部を付勢する付勢力に抗して後退する。真空空間の真空引きを解除すると、付勢部材が吸着部の支持部を付勢する付勢力により、吸着パッドは本体の支持面から突出し、吸着していた基板を本体の支持面から持ち上げる。これにより、基板の取り出しが簡単になる。

好ましくは、少なくとも４つの前記吸着部を備える。

この場合、基板の四隅を吸着部で吸着固定することができる。これにより、より確実に反りやうねりをなくした状態で基板を吸着固定することができる。

好ましくは、（ｄ）前記本体の前記連通孔のまわりに配置され、基板を前記吸着部の前記吸着パッドで吸着しながら前記本体側に引き寄せて前記本体の前記支持面に当接させるとき、前記吸着パッドの周囲を取り囲むように前記基板に密着するシール部材をさらに備える。

この場合、シール部材は、吸着パッドを取り囲むように基板に密着するため、吸着パッドと基板との間で真空圧がリークしても、シール部材で真空圧のリークを防ぎ、基板の吸着固定を保持することができる。

好ましくは、前記本体は、前記支持面に開口が形成され、該開口と前記真空空間とを連通する吸引孔が形成される。

この場合、基板を開口に吸着し、基板を吸着する箇所を増やすことができる。これにより、本体の支持面に吸着された基板は、反りやうねりが一層抑制され、より平らな状態になる。

本発明によれば、反ったりうねったりしている基板でも、吸着して平らな状態で固定することができる。反りやうねりのある基板でも平らな状態で吸着固定することにより、所望の位置に精度よく、部品を実装したり、電極や配線などの導体パターンを形成したりすることができる。

基板吸着装置の要部断面図である。（実施例１）基板吸着装置の平面図である。（実施例１）基板吸着装置の側面図である。（従来例１）基板吸着装置の側面図である。（従来例２）

以下、本発明の実施の形態として、図１及び図２を参照しながら実施例を説明する。

＜実施例１＞実施例１の基板吸着装置１０について、図１及び図２を参照しながら説明する。

図１は、図２の線Ａ―Ａに沿って切断した基板吸着装置１０の要部断面図である。図２は、基板吸着装置１０の平面図である。

図１（ａ）に示すように、基板吸着装置１０は、本体１２と、吸着部２０と、付勢部材３０とを備えている。

本体１２は、間隔を設けて配置された上壁部材１２ａと下壁部材１２ｂとの間が側壁部材１２ｃで接続された箱形状を有し、内部に真空空間１１が形成されている。真空空間１１は、下壁部材１２ｂに接続された吸気管１８から、矢印８０で示すように真空引きされる。本体１２の上面１２ｓは、外部に露出する支持面である。

本体１２の上壁部材１２ａには、案内筒１４が固定されている。案内筒１４は、上端面１２ｓが本体１２の上面１２ｓから突出しないように、かつ本体１２の上面１２ｓに垂直に固定されている。案内筒１４の内周面１４ｐは、本体１２の上面１２ｓに垂直に延在する連通孔を形成する。

吸着部２０は、案内筒１４の内周面１４ｐに沿って摺動自在かつ気密に案内筒１４に支持された支持部２４と、支持部２４の上端に接続された吸着パッド２２とを有する。支持部２４と吸着パッド２２には、外部と真空空間１１とを連通する吸引孔２１が形成されている。

支持部２４の下端と本体１２の下壁部材１２ｂとの間には、付勢部材３０が配置されている。付勢部材３０は、例えば、ばね部材であり、支持部２４を上方に付勢し、吸着パッドを支持面１２ｓから突出させる。支持部２４の下端部には鍔部２６が形成され、鍔部２６が案内筒１４の下端面１４ｔに当接することにより、支持部２４の上方位置が規制される。吸着部２０は、付勢部材３０の付勢力に抗して下方に移動させることができる。

上壁部材１２ａには、案内筒１４を取り囲むように、シール部材１６が配置されている。シール部材１６は、ゴムや樹脂で形成されたパッキンやＯリングであり、本体１２の上面１２ｓからわずかに突出している。

本体１２の上面１２ｓには開口１２ｔが形成され、上壁部材１２ａには、開口１２ｔと真空空間１１を連通する吸引孔１３が形成されている。

次に、基板吸着装置１０の動作について説明する。

図１（ｂ）に示すように、本体１２の上面１２ｓ側に基板２を載置する。このとき、矢印８２で示すように、吸着部２０の吸着パッド２２は、基板２を真空吸着する。基板２は、本体１２の支持面１２ｓに対向する下面２ｔが吸着パッド２２で吸着され、吸着された部分は真空圧となるが、上面２ｓには大気圧が作用するため、本体１２の支持面１２ｓ側に押圧される。吸着部２０は、支持部２４が、支持面１２ｓに対して垂直方向に延在する案内筒１４の内周面１４ｐに沿って摺動自在であるため、吸着パッド２２で基板２を吸着した状態のまま、図１（ｃ）において矢印８４で示すように、基板２が本体１２の支持面１２ｓに当接するまで後退（下降）する。すなわち、基板２を吸着パッド２２で吸着しながら本体１２側に引き寄せて本体１２の支持面１２ｓに当接させることができる。

基板２を強制的に本体１２の支持面１２ｓに当接させることにより、基板２に反りやうねりがあっても、基板２を平らな状態で固定することができる。

図２に示すように、吸着パッド２２を４か所に設けると、基板の四隅を吸着し、基板の反りやうねりを基板全体においてできるだけなくした状態で、基板を吸着固定することができる。

また、図２に示すように、４か所の吸着部２０を結ぶ矩形領域より内側に開口１２ｔを形成すると、基板の中央部分を開口１２ｔで真空吸着して、基板の中央部分の反りやうねりをなくすことができる。

開口１２ｔを設けずに、吸着部２０だけで基板２を吸着固定する構成とすることも可能であるが、開口１２ｔを併用して基板を吸着すると、吸着部２０の個数をできるだけ減らして基板吸着装置１０の構成を簡単にすることができる。

シール部材１６は、図１（ｃ）に示すように、基板２を吸着固定したときに、吸着パッド２２を取り囲むように基板２に密着するため、吸着パッド２２と基板２との間で真空圧がリークしても、シール部材１６で真空圧のリークを防ぐことができる。また、案内筒１４と支持部２４との間で真空圧がリークしても、シール部材１６で真空圧のリークを防ぐことができる。これにより、基板２を安定して吸着固定することができる。

真空引きを解除すると、吸着部２０は付勢部材３０によって押し上げられ、吸着パッド２２は基板本体１２の上面１２ｓから突出し、吸着していた基板２を本体１２の上面１２ｓから持ち上げる。これにより、基板吸着装置１０から簡単に基板２を取り出すことができる。

基板吸着装置１０を用いると、例えば、基板２として未焼成のセラミックグリーンシートを本体１２の上面１２ｓに平らに吸着固定して、スクリーン印刷法などにより電極や配線の導体パターンを精度よく形成することができる。あるいは、焼成済みのセラミック基板やフレキシブル基板等の樹脂基板を本体１２の上面１２ｓに平らな状で吸着固定して、精度よく、電子部品を実装したり、蓋部材を取り付けたり、樹脂を塗布したりすることができる。

＜まとめ＞以上に説明したように、基板吸着装置１０は、反ったりうねったりしている基板でも、吸着して平らな状態で固定することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

２基板
１０基板吸着装置
１１真空空間
１２本体
１２ａ上壁部材
１２ｂ下壁部材
１２ｃ側壁部材
１２ｓ上面（支持面）
１２ｔ開口
１３吸引孔
１４案内筒
１４ｐ内周面
１４ｓ上端面
１４ｔ下端面
１６シール部材
２０吸着部
２１吸引孔
２２吸着パッド
２４支持部
２６鍔部
３０付勢部材

Claims

外部に露出する支持面を有し、内部に真空空間が形成され、該真空空間と外部との間を連通しかつ前記支持面に対して垂直方向に延在する連通孔が形成された本体と、
前記連通孔に沿って摺動自在かつ気密に支持された支持部と、該支持部に接続され前記本体の前記支持面から後退可能に突出する吸着パッドとを有し、前記支持部及び前記吸着パッドに外部と前記本体の前記真空空間とを連通する吸引孔が形成された吸着部と、
を備え、
基板を前記吸着部の前記吸着パッドで吸着しながら前記本体側に引き寄せて前記本体の前記支持面に当接させることができることを特徴とする、基板吸着装置。
前記吸着部の前記支持部を付勢して、前記吸着部の前記吸着パッドを前記本体の前記支持面から突出させる付勢部材をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の基板吸着装置。
少なくとも４つの前記吸着部を備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の基板吸着装置。
前記本体の前記連通孔のまわりに配置され、基板を前記吸着部の前記吸着パッドで吸着しながら前記本体側に引き寄せて前記本体の前記支持面に当接させるとき、前記吸着パッドの周囲を取り囲むように前記基板に密着するシール部材をさらに備えたことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の基板吸着装置。
前記本体は、前記支持面に開口が形成され、該開口と前記真空空間とを連通する吸引孔が形成されたことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の基板吸着装置。