JP2014065600A - 基板吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 片持ち方式でありながら支柱や可動子の変形や歪みを抑制することのできる基板吸着装置を提供する。
【解決手段】 ガイドレール２４に沿って移動可能に配置された移動台２５と、移動台２５に固定され上下方向に延びる支柱２６と、支柱２６に沿って上下動可能に取り付けられた可動子２７と、可動子２７に取り付けられ、かつ、先端部に吸着板２９を備えた支持アーム３０とからなり、支柱２６は、少なくともその両側面２６ａに補強プレート３１が取り付けられ、可動子２７は、補強プレート３１の吸着板２９とは反対側の後端面３１ａにスライド可能に係合する係合部３３を有する構成とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、ガラス基板の搬送機構等で用いられる基板吸着装置に関する。また、本発明は、例えば基板上にスクライブラインを形成し、このスクライブラインに沿ってブレイクする分断装置において、基板を吸着して搬送する片持ち方式の基板吸着装置において利用される。

従来より、テーブル上に載置した大面積基板に対し、カッターホイール（スクライビングホイールともいう）を所定のスクライブ圧を加えた状態で転動させたり、レーザビームの照射による熱歪を利用したりして、互いに直交する複数条の平行なスクライブラインを形成し、その後に、大面積基板を表裏反転させて当該スクライブラインを設けた面とは反対側の面からブレイクバーを押し当てて基板を撓ませることにより基板を分断し、単位製品を取り出す方法が、例えば特許文献１等で開示されている。

また、２枚のガラス基板を貼り合わせたマザー基板を分断する場合、スクライブ装置のテーブル上のマザー基板に対して、カッターホイールを転動させることにより、基板の一方の面であるＡ面にスクライブラインを形成する。次いで、基板吸着装置で基板を吸着し反転させた後、ブレイク装置のテーブル上に載置し、基板Ａ面の裏面となる基板Ｂ面をブレイクバー等で押圧して基板Ａ面をブレイクする。次いで、上記と同様に、基板Ｂ面にスクライブラインを形成し、基板を反転させた後、基板Ａ面をブレイクバー等で押圧して基板Ｂ面を分断する。この後、分断された基板をブレイク装置から除材して次の工程へ移行する方法が、例えば特許文献２（図４５）等で開示されている。

また、スクライブ装置でスクライブされた基板を反転させてブレイク装置のテーブル上に載置する基板吸着装置として、垂直な支柱から支持アームを延出させてその先端に反転吸着部を設けた片持ち方式の基板吸着装置が、例えば特許文献１等で開示されている。

特開平１１−１１６２６０号公報 国際公開ＷＯ２００２／０５７１９２号公報

片持ち方式の基板吸着装置は、荷重を支える支柱が一つで済むので、コンパクトな構成にすることができて占有面積も少なくなり、分断装置への取り付けも容易であるといったメリットがある。その反面、支柱にかかる荷重が大きく、支柱に歪みなどが発生しやすいといった難点がある。特に、支柱に対して昇降可能な可動子を取り付け、この可動子に反転吸着部を保持させる場合は、可動子と支柱との連携部分に大きな荷重が負荷されて支柱や可動子に歪みや変形が発生し、可動子の滑らかな昇降に支障を来すといった課題があった。このような課題は基板重量が大きくなるにつれて顕著になる。

そこで本発明は、上記した従来課題に鑑み、片持ち方式でありながら支柱や可動子の変形や歪みを抑制することのできる基板吸着装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明は、基板を吸着保持する基板吸着装置であって、上下方向に延びる支柱と、該支柱に上下動が可能に取り付けられた可動子と、該可動子に支持され、かつ、先端部に吸着板を備えた支持アームとからなり、前記支柱は、少なくともその両側面に補強プレートが取り付けられ、前記可動子は、該補強プレートの前記吸着板とは反対側の後端面にスライド可能に係合する係合部を有する構成とした。

本発明の基板吸着装置では、片持ち方式でありながら、吸着板や支持アーム並びに吸着した基板の重量によって可動子と支柱の連携部分に発生する大きな荷重を、可動子に設けられた係合部が補強プレートの後端面に係合することによって受けることができる。これにより、コンパクトな構造という片持ち方式の利点を生かしながら、可動子や支柱の歪みや変形を抑えることができるといった効果がある。

本発明において、前記支持アームは、前記可動子に対して回転機構を介して水平な軸の周りで回転できるように取り付けるのがよい。
これにより、支持アームの先端に取り付けた吸着板を反転させることができる。
また、本発明において、前記支柱の、前記吸着板とは反対側の背面に後部補強プレートが設けられている構成とするのがよい。
これにより、支柱がさらに補強されて歪みや変形の生じるのを確実に防止することができる。

本発明に係る基板吸着装置を組み込んだ分断装置の全体構成を示す斜視図。 図１の分断装置の概略的な平面図。 図１の分断装置における吸着搬送機構の側面図。 図１の分断装置におけるスクライブ装置の斜視図。 図１の分断装置におけるブレイク装置の斜視図。 本発明に係る基板吸着装置の斜視図。 図６の基板吸着装置の側面図。 図６の基板吸着装置の一部断面平面図。 分断装置による分断工程の第１段階を示す概略的な平面図。 分断工程の第２段階を示す概略的な平面図。 分断工程の第３段階を示す概略的な平面図。 分断工程の第４段階を示す概略的な平面図。 分断工程の第５段階を示す概略的な平面図。 分断工程の第６段階を示す概略的な平面図。

以下、本発明に係る基板吸着装置の詳細を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、基板吸着装置が基板分断装置に組み込まれた状態で用いられる実施形態に基づいて説明する。

本発明の基板吸着装置を組み込んだ分断装置は、図１並びに図２に示すように、マザー基板Ｗを運んでくる給材用コンベアＣと、運ばれてきた基板Ｗをスクライブ装置Ｄのテーブル５に搬送する吸着搬送機構Ｅと、基板Ｗの表面にスクライブラインを加工するスクライブ装置Ｄと、スクライブされた基板Ｗを表裏反転させてブレイク装置Ｆのテーブル１５に載置するとともに、ブレイク装置Ｆで分断された基板Ｗを吸着して排出用コンベアＨに搬送する基板吸着装置Ｇと、基板Ｗをスクライブラインに沿って分断するブレイク装置Ｆとを備えている。加工される基板Ｗは、給材用コンベアＣからスクライブ装置Ｄ、ブレイク装置Ｆを経て排出用コンベアＨまで、第１の方向に延びる直線Ｌに沿って順次移行されるようになっている。この第１の方向は、図面上ではＸ方向として表示される。また、第１の方向に沿った基板の送り経路を、本発明では「基板の主経路」という。

給材用コンベアＣからスクライブ装置Ｄに基板Ｗを搬送する吸着搬送機構Ｅは、図３に示すように、第１の方向、すなわち、Ｘ方向の直線Ｌに沿って配置されたガイドレール１と、このガイドレール１に沿って移動するスライド部材２と、スライド部材２に水平な姿勢で昇降可能に取り付けられた吸着板３とからなる。吸着板３は下面に多数の吸着孔を備え、真空ポンプを用いた減圧装置と吸気用の配管（図示外）で接続されており、吸気用配管による吸引エアによって基板Ｗを吸着して搬送できるように形成されている。ガイドレール１はスクライブ装置Ｄや基板吸着装置Ｇの動作を妨げないように分断装置の上方位置に配置されている。

スクライブ装置Ｄは、図４に示すように、前記した基板の主経路の方向（すなわち、Ｘ方向）と平面上で直交するＹ方向に延設されたレール４に沿って移動するテーブル５を備えており、モータ６によって回転するネジ軸７により駆動される。さらに、テーブル５は、モータを内蔵する回転駆動部８により水平面内で回動できるようになっている。また、左右一対の支柱９、９と、これら支柱９、９に橋架されたＸ方向に延びるガイド１０を備えたビーム１１とによって門型の支持体が形成される。ガイド１０にはカッターホイール１２を有するスクライブヘッド１３がガイド１０に沿ってＸ方向に移動できるように取り付けられている。

ブレイク装置Ｆは、図５に示すように、基板の主経路の方向（すなわち、Ｘ方向）と平面上で直交するＹ方向に延設されたレール１４に沿って移動するテーブル１５を備えており、モータ１６によって回転するネジ軸１７により駆動される。さらに、テーブル１５は、モータを内蔵する回転駆動部１８により水平面内で回動できるようになっている。また、左右一対の支柱１９、１９と、これら支柱１９、１９に橋架されたＸ方向に延びる横枠２０を備えたビーム２１とによって門型の支持体が形成される。横枠２０には、Ｘ方向に延びるブレイクバー２２がシリンダ２３により昇降できるように取り付けられている。

そして、本発明に係る基板吸着装置Ｇは、図６〜８に示すように、Ｘ方向に延びるガイドレール２４に沿って移動可能に配置された移動台２５と、移動台２５に固定され上下方向に延びる四角柱の支柱２６と、支柱２６に沿って上下動可能に取り付けられた可動子２７と、可動子２７に水平な軸２８の周りで回転可能に取り付けられ、かつ、先端部に吸着板２９を備えた支持アーム３０とからなる。これにより、吸着板２９は支柱２６に対して片持ち方式で保持されている。支持アーム３０は、内部に組み込まれた回転機構３５によって回転する。
また、吸着板２９はその一面に多数の吸着孔を有する吸着面２９ａを備え、真空ポンプを用いた減圧装置および吸気用の配管（図示外）で接続されており、吸気用配管による吸引エアによって基板Ｗを吸着して搬送できるように形成されている。移動台２５はコンベア３４を用いた移動機構によりガイドレール２４に沿ってＸ方向に移動される。また、可動子２７は内部に組み込まれた電動の昇降機構（図示外）により昇降される。

支柱２６は、図８で示す両側面２６ａ、２６ａに補強プレート３１、３１が取り付けられている。また、支柱２６の、吸着板２９とは反対側の背面２６ｂに後部補強プレート３２、３２が設けられている。これら補強プレート３１、３２により支柱２６を補強している。また、可動子２７は、支柱２６の前面２６ｃに面接するスライド面２７ａを備えており、かつ、補強プレート３１の吸着板２９とは反対側の後端面３１ａにスライド可能に係合する係合部３３、３３を有している。このようにして可動子２７は、スライド面２７ａと係合部３３とによって支柱２６を前後から挟むようにして支柱２６に取り付けられており、これにより、可動子２７並びに支柱２６が荷重により変形するのを防止している。特に、片持ち方式にあっては、吸着板２９、支持アーム３０、回転機構３５の自重に加えて、基板を吸着した際の重量も加わって、吸着板２９部分が下方に下がろうとする曲げモーメントが発生するが、可動子２７の後端に設けられた係合部３３が補強プレート３１の後端面３１ａに係合することによって、当該曲げモーメントを受けることができる。これにより、片持ち方式のメリットを維持しながら、可動子２７および支柱２６の歪みや変形の発生を防止することができる。

次に、上記した基板分断装置によるマザー基板Ｗの分断工程を、図９〜１４を用いて順を追って説明する。
給材用コンベアＣで運ばれてきた基板Ｗは、図９に示すように、吸着搬送機構Ｅによってスクライブ装置Ｄのテーブル５上に搬送される。次いで図１０に示すように、テーブル５をスクライブヘッド１３の位置まで移行させて、カッターホイール（図４参照）により互いに交差するＸ−Ｙ方向のスクライブラインＳを加工した後、テーブル５が図９の元位置に戻される。この後、図１１に示すように、基板Ｗは吸着搬送機構Ｅによって把持され、基板吸着装置Ｇの吸着板２９上に載置される。この際、吸着板２９は、その吸着面を図１に示すように上向きにした状態で待機させておく。

次いで、図１２に示すように、基板Ｗを吸着した吸着板２９を反転させ、表裏反転された基板Ｗをブレイク装置Ｆのテーブル１５上に搬送する。ブレイク装置Ｆでは、図１３に示すように、基板Ｗを載置するテーブル１５をブレイクバー２２の下方まで移動させてブレイクバー２２によりスクライブラインＳに沿って基板Ｗを分断した後、テーブル１５は図１２の元位置に戻される。この後、図１４に示すように、分断された基板Ｗは、再び基板吸着装置Ｇによってテーブル１５から吸着除材され、排出用コンベアＨに搬送される。

以上、一枚のマザー基板Ｗの分断工程について順を追って説明したが、連続してマザー基板を分断する場合は、最初のマザー基板Ｗのブレイク作業がブレイク装置Ｆで行われている間に、上記した図９、１０の工程を経てスクライブされたマザー基板Ｗを吸着搬送機構Ｅで吸着待機させておく。そして、基板吸着装置Ｇで最初のマザー基板Ｗを排出コンベアＨに除材した後、吸着搬送機構Ｅから次のマザー基板Ｗを受け取って図１１〜１４の工程を行うことにより、流れ作業で連続的にマザー基板Ｗを分断することができる。

上述した分断装置では、基板Ｗを反転させてブレイク装置Ｆのテーブル１５上に搬送する反転搬送作業と、ブレイクされた基板Ｗをブレイク装置Ｆのテーブル１５から除材する除材作業とを一つの基板吸着装置Ｇによって行うようにしているので、分断装置を簡素化してコンパクトに構成することが可能となる。

以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば、上記実施例では、基板吸着装置Ｇの吸着板２９が反転できるように構成したが、この反転機能を除外して構成することも可能である。その他本発明ではその目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

本発明は、ガラス基板等のスクライブ加工やブレイク加工を行う基板加工装置に利用される。

Ｇ 基板吸着装置
Ｗ マザー基板（脆性材料基板）
２５ 移動台
２６ 支柱
２６ａ 支柱の両側面
２６ｂ 支柱の背面
２７ 可動子
２８ 軸
２９ 吸着板
３０ 支持アーム
３１ 補強プレート
３２ 後部補強プレート
３３ 係合部
３５ 回転機構

Claims (3)

1. 基板を吸着保持する基板吸着装置であって、
   上下方向に延びる支柱と、
   前記支柱に上下動可能に取り付けられた可動子と、
   前記可動子に保持され、かつ、先端部に吸着板を備えた支持アームとからなり、
   前記支柱は、少なくともその両側面に補強プレートが取り付けられ、
   前記可動子は、前記補強プレートの前記吸着板とは反対側の後端面にスライド可能に係合する係合部を有することを特徴とする基板吸着装置。
2. 前記支持アームが、前記可動子に対して回転機構を介して水平な軸の周りで回転可能に取り付けられている請求項１に記載の基板吸着装置。
3. 前記支柱の、前記吸着板とは反対側の背面に後部補強プレートが設けられている請求項１または請求項２の何れかに記載の基板吸着装置。

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