JP2013058690A - 基板供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】短時間で基板を交換できる基板供給装置を提供する
【解決手段】基板供給装置１は、一体に回転および昇降可能に設けられ、回転軸周りに対称に配置された複数のアーム４と、それぞれ、アーム４に遊びを有するように支持され、且つ、基板を保持可能な複数の小定盤６と、アーム４の回転および昇降によって小定盤６が載置され、且つ、小定盤６を遊びの範囲内で位置決めして保持する定盤保持機構９，１０を備える主定盤７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を加工する装置に対して基板を供給および排出するための基板供給装置に関する。
フラットディスプレイパネルの製造等では、ガラス基板にダイコータを用いて塗工する工程がある。基板に厚みの均一な塗膜を形成するためには、基板を正確に位置決めして保持し、基板とダイヘッドとの隙間を均一に保つように、ダイヘッドを移動させる必要がある。このため、特許文献１に開示されているように、基板を保持する定盤上にダイヘッドを移動させるためのレールを固定した装置を用いるのが一般的である。
また、そのような定盤上に基板を配置および排出（交換）するために、例えば特許文献２に開示されているように、定盤から突出するピンによって基板を持ち上げ、ロボットのアームを差し込んで基板を取り出す構造が設けられる。ところが、塗工サイクルを短くするために、塗料を塗布した直後にピンにより基板を持ち上げると、基板が撓み、凹んだ部分に塗料が流動して乾燥するので膜厚が不均一になる。このため、基板の塗工サイクルの短縮には膜厚の均一性に犠牲を生じるので、製造能力を上げられない。
特許文献３には、大きな定盤上に基板を載置する２つのステーションを設け、２つのステーション上を移動できるようにダイコータを配置した装置が開示されている。この装置では、一方のステーションにおいて基板を塗工している間に、他方のステーションの基板を交換すればよいので、処理能力が高い。しかしながら、２つのステーションに対してそれぞれ基板を交換するロボットが必要であり、装置が大型化して高価になるという問題がある。さらに、ダイヘッドの移動量が大きいので、誤差も生じやすい。
特開２００２−２００４５０号公報 特開平５−４５６４１号公報 特開２００２−１０２７７１号公報
前記問題点に鑑みて、本発明は、短時間で基板を交換できる基板供給装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明による基板供給装置は、一体に回転および昇降可能に設けられ、回転軸周りに対称に配置された複数のアームと、それぞれ、前記アームに遊びを有するように支持され、且つ、基板を保持可能な複数の小定盤と、前記アームの回転および昇降によって前記小定盤が載置され、且つ、前記小定盤を前記遊びの範囲内で位置決めして保持する定盤保持機構を備える主定盤とを備えるものとする。
この構成によれば、塗工装置または加工装置に小定盤に保持した状態で基板を供給および排出するので、塗工（加工）直後に基板を撓ませることなく排出して、次の基板を供給できる。このため、塗工（加工）後基板を持ち上げるまでの時間を短くすることなく、塗工サイクルを短縮できる。また、小定盤とアームとの間に遊びを設けたことで、主定盤の上で小定盤の位置や姿勢を微調整可能としており、塗工または加工時の基板の位置および姿勢を正確に定められる。また、本発明の基板供給装置は、基板を取り扱うロボットが１台でよく、塗工装置または加工装置の可動範囲が大きくなることもないので、安価に提供できる。
また、本発明の基板供給装置において、前記小定盤は、表面に突出して前記基板を持ち上げられる支持ピンを内蔵し、基板供給装置は、前記アームの１つが前記小定盤を前記主定盤の上に保持するとき、他の前記アームが支持する前記小定盤の下側に位置するように配置され、前記支持ピンを押し上げる駆動ピンを有する駆動機構をさらに備え、前記駆動ピンと前記支持ピンとは、磁力により互いに吸着するように構成されていてもよい。
この構成によれば、磁力によって駆動ピンの後退に合わせて確実に支持ピンを後退させられるので、小定盤の内部に支持ピンを付勢する部材を配置する必要がなく、構造が簡単であり、小定盤の厚みが大きくならない。
また、本発明の基板供給装置において、前記定盤保持機構は、前記小定盤を空気圧によって支持するエアパッドを有してもよい。
この構成によれば、小定盤の重量を支持する部分が非接触であるため、摩耗による基板を保持する高さの変化を防止できる。
また、本発明の基板供給装置において、前記主定盤は、前記基板を加工する装置を支持してもよい。
この構成によれば、主定盤と加工装置との位置関係が変わらないため、小定盤に基板を位置決めし、小定盤を主定盤に位置決めすることで、基板と加工装置との間の位置関係が保証される。
以上のように、複数の小定盤をアームの回転（旋回）により主定盤上に配置するので、小定盤への基板の配置と、基板の加工とを並行して実行することができる。また、小定盤とアームとの間に遊びを設けたことで、小定盤を主定盤上で微調整できるので、加工時に基板を精度よく保持できる。
本発明の１つの実施形態の基板搬送装置を備える基板塗工装置の斜視図である。 図１の基板塗工装置の側面図である。 図１の基板塗工装置の部分拡大断面図である。
これより、発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１および２に、本発明の１つの実施形態である基板搬送装置１を備える基板塗工装置を示す。基板搬送装置１は、回転駆動部２によって垂直な軸周りに回転可能且つ垂直に昇降可能に支持された回転テーブル３と、２本１対に設けられ、回転テーブル３から径方向外側に延伸する２対のアーム４と、アーム４の各対にそれぞれ支持され、ガラス基板５を吸着して保持可能な２つの小定盤６と、一方の小定盤６を保持可能な主定盤７と、他方の小定盤６からガラス基板５を持ち上げるためのピン駆動機構８とを有する。
アーム４の対は、回転駆動部２の回転軸周りに互いに対称に、つまり、１８０°の角度で配置されている。主定盤７とピン駆動機構８とは、回転駆動部の軸周りに対称な位置に配置され、一方の小定盤６が主定盤７の上に保持されたとき、他方の小定盤６の直下にピン駆動機構８が位置するようになっている。
主定盤７およびピン駆動機構８は、それぞれ、小定盤６の側辺に当接し、小定盤６の水平位置および向きを定める複数の位置決め装置９を有する。位置決め装置９は、それぞれ小定盤６との当接位置を調節可能なアクチュエータであり、主定盤７、ピン駆動機構８および回転テーブル３に設けられたエアシリンダ１０と協動して、小定盤６の水平位置および向きを、アーム４との遊びの範囲内で定める（定盤保持機構）。
小定盤６は、底面にアーム４を受け入れる溝１１を有しているが、溝１１の幅がアーム４の幅よりも広く、遊びを有するように支持されている。したがって、小定盤６は、アーム４上において、その遊びの範囲内で水平移動および水平回転が可能である。
回転駆動部２は、回転テーブル３およびアーム４を回転時に障害物のない高さ（図２の二点鎖線で示す位置）まで上昇させた状態で１８０°回転し、小定盤６を主定盤７の上方に配置してから、回転テーブル３およびアーム４を下降させることによって、小定盤６を主定盤７の上に載置し、アーム４は溝１１との間に隙間が生じる位置までさらに下降する。
主定盤７は、空気圧によって小定盤６を非接触状態で支持するエアパッド１２を有する。エアパッド１２は、それぞれ空気圧の調整等で高さ調節可能に保持されており、小定盤６の上面が所定の高さで水平になるように調節され、小定盤６は、エアパッド１２の空気圧だけで保持された状態となる。
エアパッド１２および位置決め装置９は、小定盤６ごとに異なる保持位置を設定できようになっている。これにより、各小定盤６に微小な傾きや形状の違いがあっても、小定盤６に吸着されたガラス基板５は、主定盤７に対して、一定の位置および向きに保持される。
また、本実施形態では、エアパッド１２で空気圧によって非接触で小定盤６の重さを受け止めるだけであるので、小定盤６およびエアパッド１２が摩耗せず、一度、小定盤６ごとにエアパッド１２の高さを設定すれば、毎回、ガラス基板５を正確に同じ位置に保持することができる。また、位置決め装置９やエアシリンダ１０による位置決めも非常に小さな力で瞬時に行うことができる。
主定盤７は、ガラス基板５に塗工するダイヘッド１３を保持する門型の走行フレーム１４を案内するガイドレール１５を有する。つまり、主定盤７は、ダイヘッド１３を移動させることによってガラス基板５に塗工する加工装置を支持しており、ダイヘッド１３を主定盤７に対して厳密に平行移動させられる。したがって、ダイヘッド１３は、主定盤７上に正確に位置決め保持されたガラス基板５に均一な膜厚の塗膜を形成できる。
さらに、図３に、小定盤６の内部の構造を示す。小定盤６は、ピン駆動機構８によって駆動され、ガラス基板５を小定盤６から持ち上げる支持ピン１６を内蔵している。支持ピン１６は、小定盤６に埋め込まれた案内筒１７内で摺動するスライダ１８に突設されている。スライダ１８は、下側に磁性金属片１９が取り付けられている。
ピン駆動機構８は、シリンダ２０によって昇降可能に保持されたフレーム２１上に突設された駆動ピン２２を有し、駆動ピン２２の先端には、磁性金属片１９を吸着する永久磁石２３が取り付けられている。
ガラス基板５は、ピン駆動機構８のフレーム２１を上昇させて、駆動ピン２２により支持ピン１６を支持するスライダ１８を押し上げることで、小定盤６から持ち上げられる。そして、図１に図示すように、ロボットハンド２４が、ガラス基板５の下側に挿入され、小定盤６上からガラス基板５を取り除く。
さらに、ロボットハンド２４は、新たなガラス基板５を支持ピン１６上に載置する。ロボットハンド２４が引き抜かれた後、ピン駆動機構８が駆動ピン２２を下降させることにより、支持ピン１６が小定盤６の内部に収容され、ガラス基板５は、小定盤６上に載置される。
このとき、ロボットハンド２４がガラス基板５を載置する位置を、画像処理技術や小定盤６に内蔵する位置決め機構（不図示）等を利用して、正確に制御することにより、ガラス基板５を小定盤６に対して正確に位置決めして吸着保持させることが可能である。ガラス基板５と小定盤６の相対位置が毎回同じになることで、主定盤７においては、小定盤６を位置決めしただけで、主定盤７とガラス基板５との相対位置も、毎回同じにできることとなる。
このように、本実施形態では、ダイヘッド１３によって塗工前のガラス基板５を保持した小定盤６を、ガラス基板５に塗工するための主定盤７に供給し、塗工後のガラス基板５を保持した小定盤６を、主定盤７から搬出する。
塗膜が形成されたガラス基板５は、小定盤６に保持されたまま、アーム４が１８０°回転することによってピン駆動機構８の上に移動させられてから、新しいガラス基板５と交換するために、支持ピン１６によって小定盤６から持ち上げられる。つまり、塗工されたガラス基板５は、アーム４が回転している間は小定盤６に保持された状態であり、塗料を塗工した直後にガラス基板５を持ち上げることがない。よって、ガラス基板５が小定盤６に保持された平坦な状態のまま塗料が乾燥する。その後、ガラス基板５がピン駆動機構８によって持ち上げられて撓みが生じても、既に塗料が乾燥しているので、塗料が凹んだ部分に流動して膜厚を不均一にすることがない。
このため、ガラス基板５の塗膜が形成されてから支持ピン１６によって持ち上げられるまでの時間を長くしながら、塗工されるガラス基板５の枚数を多くすることができる。
ここで、本発明では、アーム４に対する遊びの中で小定盤６が位置決めされ、アーム４が小定盤６を完全に離すことがないので、アーム４を小定盤６に対して位置決めしたり、アーム４による小定盤６の保持を確保するための特別な機構が不要である。
また、本実施形態では、小定盤６の厚みの中に保持された支持ピン１６を、駆動ピン２２で押し上げるように構成したので、ピン駆動機構８のシリンダ２０のストロークは、小定盤６の厚みよりも小さくてよくなり、駆動ピン２２の昇降に要する時間が短くなり、生産量を増やすことができる。
さらに、駆動ピン２２の永久磁石２３が支持ピン１６と一体に移動する磁性金属片１９に吸着するので、駆動ピン２２の下降は、重力に加えて、支持ピン１６を小定盤６の中に引き込む力を作用させる。これにより、支持ピン１６を収容方向に付勢するばね等を設けなくても、支持ピン１６の収容が確実に達成される。このため、支持ピン１６を保持する構造が簡素であり、小定盤６の薄型化が可能である。
１…基板搬送装置
２…回転駆動部
３…回転テーブル
４…アーム
５…ガラス基板
６…小定盤
７…主定盤
８…ピン駆動機構
９…位置決め装置
１０…エアシリンダ
１１…溝
１２…エアパッド
１３…ダイヘッド
１４…走行フレーム
１５…ガイドレール
１６…支持ピン
１７…案内筒
１８…スライダ
１９…磁性金属片
２０…シリンダ
２１…フレーム
２２…駆動ピン
２３…永久磁石
２４…ロボットハンド
前記課題を解決するために、本発明による基板供給装置は、一体に回転および昇降可能に設けられ、回転軸周りに対称に配置された複数のアームと、それぞれ、前記アームに遊びを有するように支持され、且つ、基板を吸着保持可能な複数の小定盤と、前記アームの回転および昇降によって、前記基板を吸着保持している前記小定盤が載置され、且つ、前記基板を吸着保持している前記小定盤を前記遊びの範囲内で位置決めして保持する定盤保持機構を備える主定盤とを備えるものとする。

Claims (4)

  1. 一体に回転および昇降可能に設けられ、回転軸周りに対称に配置された複数のアームと、
    それぞれ、前記アームに遊びを有するように支持され、且つ、基板を保持可能な複数の小定盤と、
    前記アームの回転および昇降によって前記小定盤が載置され、且つ、前記小定盤を前記遊びの範囲内で位置決めして保持する定盤保持機構を備える主定盤とを備えることを特徴とする基板供給装置。
  2. 前記小定盤は、表面に突出して前記基板を持ち上げられる支持ピンを内蔵し、
    基板供給装置は、前記アームの１つが前記小定盤を前記主定盤の上に保持するとき、他の前記アームが支持する前記小定盤の下側に位置するように配置され、前記支持ピンを押し上げる駆動ピンを有する駆動機構をさらに備え、
    前記駆動ピンと前記支持ピンとは、磁力により互いに吸着するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板供給装置。
  3. 前記定盤保持機構は、前記小定盤を空気圧によって支持するエアパッドを有することを特徴とする請求項１または２に記載の基板供給装置。
  4. 前記主定盤は、前記基板を加工する装置を支持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基板供給装置。
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