JP2014067770A - Frame body for holding substrate and transfer method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、剛性であり撓み性を有する矩形状(四角形状)の基板を、同じく矩形状の
基板保持用枠体の内側に設けた基板支持板に1枚ずつ載せ、該基板を載せた状態の基板保持用枠体を多段に積み重ねして保管・搬送する用途の基板保持用枠体と該基板保持用枠体の搬送方法等に関するものである。
In the present invention, a rigid (flexible) rectangular substrate is placed one by one on a substrate support plate provided inside a rectangular substrate holding frame, and the substrate is placed on the substrate. The present invention relates to a substrate holding frame for the purpose of stacking and storing and transporting the substrate holding frames in multiple stages, a method for transporting the substrate holding frame, and the like.
基板の例としては薄板ガラス基板があり、特には、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ用のカラーフィルター基板、それらの中間製品、その他各種基板等を挙げることができる。
これら大型の基板は撓みやすく、四週縁辺部のみを支持した場合には、水平にやや下方に湾曲した状態になるが、多段積みした際に基板の相互に接触しないようにし、かつ高い密度に積層する必要がある。さらに、搬送時や保管時の振動による破損や割れから基板を保護する必要があり、塵埃の混入発生や汚染を防止する必要もある。
An example of the substrate is a thin glass substrate, and in particular, a plasma display, an organic EL display, a color filter substrate for a liquid crystal display, an intermediate product thereof, and various other substrates can be exemplified.
These large substrates are easy to bend, and if only the four-week edge is supported, they will be bent slightly downward horizontally, but when stacked in multiple stages, they will not touch each other and are stacked at a high density. There is a need to. Furthermore, it is necessary to protect the substrate from damage and cracking due to vibration during transportation and storage, and it is also necessary to prevent the occurrence of contamination and contamination.
本発明は、基板保持用枠体と該基板保持用枠体の搬送方法に関するものであり、特に、基板保持用枠体を従来のような、枠体の左右に張り出した手掛部や係合部を把持する方法によらずに吸着して搬送可能にすることを考慮した基板保持用枠体とその搬送方法等に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a substrate holding frame and a method for transporting the substrate holding frame, and in particular, a conventional method for holding a substrate holding frame on the left and right sides of the frame and engaging the frame. The present invention relates to a substrate holding frame that takes into consideration that it can be sucked and transported regardless of a method of gripping a portion, a transport method thereof, and the like.
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ用のカラーフィルター等に用いられる基板は、損傷したり、汚したりすることなく搬送及び保管することが重要である。このような板状物を搬送等する際は、基板同士が接触しないように所定の間隔で並列に収納することが有効である。
しかし、これら液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ製品は、表示画面サイズが大型化していることと、小サイズ画面の物であってもコスト面から多面付けの状態で製造する必要もあり、用いられる基板やその中間製品は大サイズ化している。基板はさらに1.5メートル角位以上の大サイズ化が求められており、保管スペースや取り扱い装置の問題からこのような基板を高密度で安全に保管し、取り扱いできるようにする必要がある。
It is important that a substrate used for a color filter for a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, etc. is transported and stored without being damaged or soiled. When transporting such plate-like objects, it is effective to store them in parallel at a predetermined interval so that the substrates do not contact each other.
However, the flat panel display products represented by these liquid crystal displays, plasma displays, and organic EL displays have a large display screen size, and even in the case of small-size screens, they are in a state of being multifaceted in terms of cost. There is also a need to manufacture, and the substrates used and their intermediate products are becoming larger in size. Substrates are required to have a size of more than 1.5 meter square, and it is necessary to store and handle such substrates with high density and safety because of problems of storage space and handling equipment.
特許文献1は、ディスプレイ用基板収納用トレイ、並びに、そのディスプレイ用基板収納トレイ内に収納されたディスプレイ用基板の取り出し機構および取り出し方法に関する発明である。この発明では、上側のディスプレイ用基板収納用トレイ10の係合部13と下側のディスプレイ用基板収納用トレイ10の係合部13との間に、チャッキング用のチャック爪を挿入することができ、そのチャック爪が、上側のディスプレイ用基板収納用トレイ10の係合部13に係合されることによって、上側のディスプレイ用基板収納用トレイ10のみを、下側のディスプレイ用基板収納用トレイ10から分離して搬送するものである(段落番号0036)。係合部が外周枠から外側に延出しているため、搬送時の接触により、変形が生じる事があり、これによりロボットハンドによる把持不良が発生する事がある問題がある。
Patent Document 1 is an invention relating to a display substrate storage tray, and a mechanism and method for extracting a display substrate stored in the display substrate storage tray. In the present invention, chucking chuck claws can be inserted between the
特許文献2は、部品トレイを部品挿入装置へ供給する装置に関し、昇降機構と吸着機構で部品トレイを把持することを記載している。真空圧によって部品トレイを吸引把持するバキュームパッドによって構成され、複数のロッド内に吸引通路が形成され、上端からパイプを介して真空装置に接続されている部品トレイ供給装置であるが(段落番号0015)、吸着を解除する際に、放出される加圧エアーの散乱を防ぐ記載がないため、異物が発生または散乱する問題がある。 Patent Document 2 relates to a device that supplies a component tray to a component insertion device, and describes that the component tray is gripped by an elevating mechanism and a suction mechanism. This is a component tray supply device that is constituted by a vacuum pad that sucks and grips a component tray by vacuum pressure, has a suction passage formed in a plurality of rods, and is connected to a vacuum device from the upper end via a pipe (paragraph number 0015). ), There is no description to prevent scattering of the pressurized air released when releasing the adsorption, and there is a problem that foreign matter is generated or scattered.
先行文献に記載されるものではないが、本願出願前の関係技術について説明する。
図7は、従来の基板保持用枠体の一般的形態である。基板保持用枠体10は、断面が矩形状の金属枠体を組み立てして、対向する1対の金属枠材11a、11bと他の対向する1対の金属枠材11c、11dからなる平面視矩形状の金属枠部11で構成されている。金属枠部11の4隅は、連結部16により連結されている。枠体の全体を平面にする場合もあるが、対向する1対の金属枠材11c、11dの中央部を下方に湾曲させる場合も多い。
Although not described in the prior literature, the related technology prior to the present application will be described.
FIG. 7 shows a general form of a conventional substrate holding frame. The
四周の金属枠部11から内側に向かって、基板支持板13が延設されており、薄板基板は、基板支持板13に周縁がかかるように載せられる。基板支持板13で囲まれる領域Kは、何もない空間域である。
左右の辺(一般に基板の長辺側を載せる辺)には手掛部15が形成され、手掛部15は、基板保持用枠体10を搬送する際、搬送装置のロボットハンドのための把持部にされる。
A
A
図8は、従来の基板保持用枠体10の梱包状態を示す図である。
基板を基板保持用枠体10に載せて、100〜150段の多段積み重ね体100にし、上面に上蓋31を被せ、下段にインナーパレット30をあてがい、ベルト32で結束し、さらに防振パレット40に乗せた梱包状態にして搬送するのは一般的である。
FIG. 8 is a view showing a packing state of the conventional
The substrate is placed on the
図9は、従来の基板保持用枠体の搬送方法を示す図である。搬送装置の一方のみを図示しているが他方側にも1対の機構があり同様に動作するものである。また、A1、A2、A3を載せた状態を示しているが、基板を載せない状態も同様である。
まず、図9(A)(B)のように、枠体移送装置の懸垂機構であるシリンダ51が下降する。次に、(C)のように、懸垂用シリンダ61の引き掛け部62を枠体10の手掛部15の下面に差し込みする。この状態で、懸垂用シリンダ61が上昇すれば、引き掛け部62と手掛部15が係合し、その状態(D)で、基板保持用枠体10を移送できる。このように従来は、手掛部15で、枠体を把持する方法が一般的におこなわれている。
本発明における懸垂機構とは、枠体搬送装置のロボットハンドに取り付けられたシリンダの先端に設けた電磁石を含めた装置である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional method for transporting a substrate holding frame. Although only one of the conveying devices is shown, there is a pair of mechanisms on the other side, which operate similarly. Moreover, although the state which mounted A1, A2, and A3 is shown, the state which does not mount a board | substrate is the same.
First, as shown in FIGS. 9A and 9B, the cylinder 51, which is a suspension mechanism of the frame body transfer device, is lowered. Next, as shown in (C), the hooking portion 62 of the suspension cylinder 61 is inserted into the lower surface of the
The suspension mechanism in the present invention is an apparatus including an electromagnet provided at the tip of a cylinder attached to a robot hand of a frame transport apparatus.
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイに代表される各種フラットパネルディスプレイに用いられる基板は、第6世代(1850×1500mm)、第7世代(2200×1900mm)、第8世代(2500×2200mm)と大型化しこれに伴い基板1枚の付加価値が高くなってきている。従って、製造工程における基板の取り扱いは勿論、工程間における基板の搬送および保管についても異物や傷などが付かない様に取り扱うことが今まで以上に重要になってきている。 Substrates used in various flat panel displays represented by liquid crystal displays, plasma displays, and organic EL displays are 6th generation (1850 × 1500 mm), 7th generation (2200 × 1900 mm), and 8th generation (2500 × 2200 mm). With the increase in size, the added value of a single substrate is increasing. Therefore, handling of the substrate in the manufacturing process as well as handling and keeping of the substrate between the processes so as not to have foreign matters or scratches has become more important than ever.
このような基板を載置した枠体を積層して搬送する方式で、基板を載置し多段に積み重ねた枠体を一枚ずつ取り出す際は、ロボットハンドが枠体の両側面から枠体を把持し移動する。基板を載置する枠体の両側面には、このロボットハンドが把持する手掛部15が枠体から外方向に突出して取り付けられている。
基板の積載効率を上げる為、枠体を高密度に重ねる工夫がなされており、第6世代サイズ(以下、「G6サイズ」)の基板を積層する枠体の間隔は、10mm程度まで狭くすることも可能となっている。これに伴い外周に突出した手掛部15の間隔も同じように狭くなる。従って、ロボットハンドが積層された枠体の両側面の突出した手掛部15を掴む裕度が狭くなるため、手掛部15がわずかな変形した場合でも、ロボットハンドが手掛部15を把持できなくなることが生じる。
ロボットハンドが把持する手掛部15は、外周枠から外側に延出している為、搬送時の接触により変形が生じることがあり、これによりロボットハンドによる把持不良が発生する事がる。本発明は、このような把持不良を解決しようとするものである。
In such a method of laminating and transporting the frame on which the substrate is placed, when the substrate is placed and the frames stacked in multiple stages are taken out one by one, the robot hand removes the frame from both sides of the frame. Grasping and moving. On both side surfaces of the frame on which the substrate is placed, the
In order to increase the loading efficiency of the substrates, a device for stacking the frames at high density has been devised, and the interval between the frames for stacking the substrates of the sixth generation size (hereinafter referred to as “G6 size”) should be reduced to about 10 mm. Is also possible. Along with this, the interval between the
Since the
別の課題として基板の大型化に伴い基板保持枠体も大型化及び高重量となり、枠体の積み重ねや取り出し操作時に使用するロボット、保管装置、開梱装置、梱包装置も大型となり設備場所の観点から省スペース化の要求がある。また、積層した梱包物をトラック輸送や海上輸送などに用いるコンテナへの収納の観点からも枠体サイズの縮小は、重要な課題となってきている。 Another issue is that the substrate holding frame becomes larger and heavier as the substrate becomes larger, and the robot, storage device, unpacking device, and packing device that are used for stacking and taking out the frame are also larger, and the viewpoint of the facility location. There is a demand for space saving. In addition, reduction of the frame size has become an important issue from the viewpoint of storing the stacked packages in a container used for truck transportation or sea transportation.
基板の輸送形態は、基板を保持した高重量物の枠体を載置できる十分な強度を有するパレット上に枠体を積み重ね、積み重ねた枠体の一番上に蓋を載せベルトなどで固定した積層物を輸送中の振動から和らげる防振台に載置したものをカバーで全体を覆った状態である。 The board is transported by stacking the frames on a pallet that has sufficient strength to mount a heavy-weight frame holding the board, and placing a lid on the top of the stacked frames and fixing it with a belt or the like. This is a state in which the entire structure is covered with a cover, which is placed on a vibration isolator that softens the laminate from vibration during transportation.
G6サイズの基板を例にとると、基板のサイズ1850×1500mmに対して、基板を載置する枠体サイズは1970×1670mmで、上面に載せる蓋サイズは1979×1670mmで、積層された枠体を載せるパレットサイズは、1998×1698mmで、これらすべてを載せる防振台サイズは、2008×1708mmとなりG6の基板サイズに対して水平方向で200mm程度大きくなる。 Taking a G6 size substrate as an example, the frame size on which the substrate is placed is 1970 × 1670 mm and the lid size on the top surface is 1979 × 1670 mm, with respect to the substrate size of 1850 × 1500 mm. The size of the pallet on which the substrate is mounted is 1998 × 1698 mm, and the size of the vibration isolator on which all of these are mounted is 2008 × 1708 mm, which is about 200 mm larger in the horizontal direction than the substrate size of G6.
一方、輸送に使われるコンテナは、海上輸送用のコンテナは、世界中の港で効率的な荷役を実現させるためにISO(国際標準化機構)規格でサイズが決められており、世界的には、20フィート、40フィート、45フィート用いられているが、日本では45フィートコンテナは大きすぎてトレーラーに積載されないため、40フィートコンテナが一般的に用いられる。
40フィートコンテナは、長さ(12.2m)×幅8フィート(2.438m)であり、幅方向における外寸2.438mmに対して、幅方向における内寸は、約2.346〜2.352である。
基板サイズは、G7サイズで2200*1900mm、G8サイズで2500*2200mmとなり、これらの梱包体のパレットサイズは、幅方向が2100mm以上で2400mmを超えることも推察され、40フィートコンテナの内寸幅方向で収納が難しい状態となる。本発明は、このような荷扱いの課題についても解決しようとするものである。
On the other hand, containers used for shipping are sized according to the ISO (International Organization for Standardization) standard in order to achieve efficient cargo handling at ports around the world. Although 20 feet, 40 feet, and 45 feet are used, in Japan, a 45 foot container is too large to be loaded on a trailer, so a 40 foot container is generally used.
The 40-foot container is length (12.2 m) × width 8 feet (2.438 m). The outer dimension in the width direction is 2.438 mm, while the inner dimension in the width direction is about 2.346-2. 352.
The board size is 2200 * 1900mm for the G7 size and 2500 * 2200mm for the G8 size, and the pallet size of these packages is estimated to be over 2100mm in the width direction and over 2400mm. This makes it difficult to store. The present invention is also intended to solve the problem of such handling.
本発明の基板保持用枠体と基板保持用枠体の搬送方法は、以下の各態様に記載の手段により上記の課題を解決するものである。
本発明の第1の態様は、四角形状で剛性のある板状物からなる基板を枠体に載せて保持する基板保持用枠体であって、
断面が矩形状である平坦な金属枠材と前記金属枠材を4隅で連結部により連結した平面視矩形状の金属枠部と、前記金属枠部の4辺の内側に延設して設けた前記基板を支持する基板支持板と、を少なくとも有した構成からなる前記基板保持用枠体であって、
前記連結部は、非吸着部の非磁性体と前記非磁性体の内側に磁性体からなる吸着部とを備えており、前記連結部の前記基板を載せる側の上面は、前記非磁性体の内側に前記吸着部の一つの平面として形成され、前記連結部の前記基板を載せない側の下面は、非磁性体のみで形成されていることを特徴とする基板保持用枠体である。
The substrate holding frame and the method for transporting the substrate holding frame of the present invention solve the above-described problems by means described in the following embodiments.
A first aspect of the present invention is a substrate holding frame that holds a substrate made of a rectangular and rigid plate on a frame,
A flat metal frame member having a rectangular cross section, a metal frame portion having a rectangular shape in plan view in which the metal frame members are connected by connecting portions at four corners, and extending inside the four sides of the metal frame portion. A substrate holding frame having a structure having at least a substrate support plate for supporting the substrate,
The connecting portion includes a nonmagnetic material of a non-adsorbing portion and an attracting portion made of a magnetic material inside the nonmagnetic material, and an upper surface of the connecting portion on the side on which the substrate is placed is formed of the nonmagnetic material. The substrate holding frame is characterized in that it is formed inside as one flat surface of the attracting portion, and the lower surface of the connecting portion on the side where the substrate is not placed is formed of only a non-magnetic material.
本発明の第2の態様は、請求項1に記載した基板保持用枠体であって、少なくとも対向する1対の前記金属枠材に吸着ユニットを備え、前記吸着ユニットは、非吸着部の非磁性体と前記非磁性体の内側に磁性体からなる金属枠用吸着部とを備えており、
前記吸着ユニットの前記基板を載せる側の上面は、前記非磁性体の内側に前記金属枠用吸着部の一つの平面として形成され、前記吸着ユニットの前記基板を載せない側の下面は非磁性体のみで形成され、さらに、前記吸着ユニットは、前記吸着ユニットの上面と前記金属枠材の前記基板を載せる側の面が平滑になるように備えられていることを特徴とする基板保持用枠体である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the substrate holding frame according to claim 1, wherein at least one pair of the metal frame members facing each other includes an adsorption unit, and the adsorption unit has a non-adsorption portion. A magnetic body and a metal frame adsorption portion made of a magnetic material inside the non-magnetic material,
The upper surface of the suction unit on the side on which the substrate is placed is formed as one flat surface of the suction portion for the metal frame inside the nonmagnetic material, and the lower surface on the side of the suction unit on which the substrate is not placed is a nonmagnetic material. The adsorption unit is further provided so that the upper surface of the adsorption unit and the surface of the metal frame material on which the substrate is placed are smoothed. It is.
本発明の第3の態様は、前記吸着部と前記金属枠用吸着部は、軟磁性材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の基板保持用枠体である。 The third aspect of the present invention is the substrate holding frame according to claim 1 or 2, wherein the attracting portion and the metal frame attracting portion are made of a soft magnetic material.
本発明の第4の態様は、前記吸着部及び前記金属枠用吸着部を、枠体搬送装置のロボットハンドに取り付けられたシリンダの先端に設けた電磁石で吸着して懸垂搬送することを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載した基板保持用枠体の搬送方法である。 A fourth aspect of the present invention is characterized in that the suction portion and the metal frame suction portion are suspended and transported by being attracted by an electromagnet provided at a tip of a cylinder attached to a robot hand of a frame body transport device. The method for transporting a substrate holding frame according to any one of claims 1 to 3.
従来、枠体搬送装置のロボットハンドが把持する手掛部は、金属枠部から外側に延出している為、搬送時の接触により変形が生じることがあり、これによりロボットハンドによる把持不良が発生する事があった。しかし、本願のように、金属枠部の4隅を連結するコーナーピースに吸着部を設けることにより、金属枠体から外側に延出する手掛部を設ける必要がない為、搬送時の接触による基板保持用枠体が変形するような事例が減少し、ロボットハンドによる枠体の把持不良の発生を防止できる。また、連結部は、非磁性体と該非磁性体の内側に磁性体からなる吸着部を形成した上面と、非磁性体のみで形成された下面からなる構成により、基板保持用枠体を重ねた場合に、磁性体からなる吸着部の上下には非磁性体が重なることにより、磁石等で吸着した場合に、2枚以上の枠体の吸着を防止することができる。 Conventionally, the handle that is gripped by the robot hand of the frame transport device extends outward from the metal frame, so deformation may occur due to contact during transport, which causes grip failures due to the robot hand. There was something to do. However, as in the present application, it is not necessary to provide a handle portion that extends outward from the metal frame by providing the suction portion on the corner piece that connects the four corners of the metal frame portion. The number of cases in which the substrate holding frame is deformed is reduced, and the occurrence of poor gripping of the frame by the robot hand can be prevented. In addition, the connecting portion has a configuration in which a non-magnetic body and an upper surface in which an attracting portion made of a magnetic body is formed inside the non-magnetic body and a lower surface formed only of the non-magnetic body are stacked with a substrate holding frame. In this case, the non-magnetic material overlaps the upper and lower sides of the attracting portion made of a magnetic material, so that it is possible to prevent at least two frames from being attracted when attracted by a magnet or the like.
以下、基板保持用枠体10について、図面を参照して説明する。
初めに、図1に示すように連結部16は、金属枠部11を形成するために、金属枠材111a、11b、11c、11dを連結するためのものであり、以後、本説明において連結部16を、コーナーピース16に置き換えて説明する。
図1は基板保持用枠体10を示す平面図である。断面が矩形状である金属枠材11a、11b、11c、11dをそれぞれコーナーピース16で連結し、平面視矩形状に組み立てした金属枠部11が、該金属枠部11の内側に延設した基板支持板13と、を有し構成されている。
また、基板保持用枠体10の基本的形態には、第1形態と第2形態の2種がある。
基板保持用枠体10の第1形態は、前後左右の四辺の金属枠材11a、11b、11c、11dが平坦な形状のものであり、基板保持用枠体10の第2形態は、対向する1対の金属枠材11a、11bは平坦であるが、他の対向する1対の金属枠材11c、11dは、中央部が下方に湾曲した形状のものである。
ここまでの形状は、図7を参照して説明した従来の基板保持用枠体と同様である。
Hereinafter, the
First, as shown in FIG. 1, the connecting
FIG. 1 is a plan view showing a
There are two basic forms of the
The first form of the
The shape up to here is the same as the conventional substrate holding frame described with reference to FIG.
この基板保持用枠体10の特徴は、1段の枠体の高さが、10〜20mm、好ましくは、10〜15mmの高さ範囲に形成されていることと、金属枠材11a、11b、11c,11dを連結するコーナーピース16は非磁性体で形成され、コーナーピース16の上面には、基板保持用枠体10を懸垂するため非磁性体の内側に磁性体からなる吸着部17を備えている。これにより、基板保持用枠体10を吸着して保持できることにより、図7にある手掛部15をなくしている特徴がある。図1では、金属枠材11aと11bには金属枠用吸着部19を有した吸着ユニット18を装着した状態も示す。吸着ユニット18は非磁性体で形成され、吸着ユニット18の上面には、基板保持用枠体10を懸垂するため非磁性体の内側に磁性体からなる吸着部18を備えている。薄板基板の大きさや重量に応じて、前述したコーナーピース16の上面の吸着部17のみで吸着する他に、金属枠材11a、11bに装着した吸着ユニット18を併用して、基板保持用枠体10を吸着して懸垂する構成もある。
基板保持用枠体10を低い高さに形成するのは、枠体の多段積み重ね体の基板積載密度を高めるためであり、吸着部17を備えるのは、手掛部15をなくすことにより、枠体の多段積み重ね体の体積を小さくすることと、手掛部15を備えない基板保持用枠体10を搬送可能にするためである。
また、脱着が容易に可能なコーナーピース16及び吸着ユニット18は、それぞれ吸着部17及び金属枠用吸着部19を備えていることにより、基板保持用枠体10を連続して使用すること等により起こりうる汚損や破損が生じた場合でも、容易に交換可能である。
The feature of the
The reason why the
Further, the
図2aは、図1の基板保持用枠体10の破線部a〜a´部分の断面図であり、コーナーピース16に埋め込まれた吸着部17を有する金属枠部11の片側の断面図である。図2bは、基板保持用枠体10を重ねた状態での破線部a〜a´部分の断面図である。
図3aは、図1の基板保持用枠体10の破線部b〜b´部分の断面図であり、吸着ユニット18に埋め込まれた金属枠用吸着部19を有する金属枠部11の片側の断面図である。図3bは、基板保持用枠体10を重ねた状態での破線部b〜b´部分の断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view of broken line portions a to a ′ of the
FIG. 3 a is a cross-sectional view of broken line parts b to b ′ of the
コーナーピース16は、非磁性体と該非磁性体の内側に磁性体からなる吸着部17を設けた構造で、コーナーピース16の上面20は、非磁性体の内側に吸着部17を形成、下面21は非磁性体のみ形成され、コーナーピース16の上面20と下面21は、金属枠材11の上面23と下面24にそれぞれ平滑となるように形成されている。
吸着部17は、基板保持用枠体10を重ねた状態において、図2bに示すように上下にある吸着部17同士が直接接することはなく、間に非磁性体を介す構造となる。これにより磁石等を吸着部17に当接させて基板保持用枠体10を吸着する場合、2枚以上の基板保持用枠体10を吸着するのを防ぐ効果がある。
The
In the state where the
吸着ユニット18は、非磁性体と該非磁性体の内側に磁性体からなる金属枠用吸着部19を設けた構造で、吸着ユニット18の上面25は、非磁性体の内側に金属枠用吸着部19を形成、下面26は非磁性体のみ形成され、吸着ユニットの上面25は、金属枠材11の上面23と平滑となるように形成されている。金属枠用吸着部19は、基板保持用枠体10を重ねた状態において、図3bに示すように上下にある金属枠用吸着部19同士が直接接することはなく、間に非磁性体を介す構造となる。これにより磁石等を金属枠用吸着部19に当接させて基板保持用枠体10を吸着する場合、2枚以上の基板保持用枠体10を吸着するのを防ぐ効果がある。
また、コーナーピース16の吸着部17の変形例として、図2cに示すように、断面視凹形状からなる吸着部を、凹形状の両端を吸着面としてコーナーピース16の上面に設け、凹形状の両端に磁石を当接することにより、磁石と吸着部18で閉ループな磁気回路が構成できることにより漏洩磁束が減少し、2枚以上の基板保持用枠体10を吸着するのを防ぐ効果がある。図示はないが、吸着ユニット18の金属枠用吸着部19も、前述した断面視凹形状からなる吸着部を採用できる。
The
Further, as a modification of the
次に、基板保持用枠体10を搬送する枠体搬送装置50について説明する。
初めに図4を用いて、基板保持用枠体10を吸着して懸垂する枠体搬送装置50の構成について説明する。
枠体搬送装置50は、ロボットハンド55とロボットハンド55の動作を制御するロボット70より構成される。ロボットハンド55は、水平に回転動作をおこなう回転アーム71と、上下動作と前後動作をおこなう上下アーム72と、基板保持用枠体10を吸着保持して懸垂動作をおこなう懸垂装置56を少なくとも有して構成されている。
Next, the frame body conveyance device 50 that conveys the substrate
First, the configuration of the frame body transfer device 50 that sucks and suspends the substrate
The frame transport device 50 includes a robot hand 55 and a robot 70 that controls the operation of the robot hand 55. The robot hand 55 has at least a rotating arm 71 that rotates horizontally, an upper and
次に、図5を用いて懸垂装置56の構成を説明する。
懸垂装置56は、基板保持用枠体10を吸着保持する杵体57と杵体57を保持する枠体54を少なくとも有して構成されている。
杵体57は、シリンダ駆動装置58と先端に電磁石60が取り付けられたシリンダ59とを具備し、電磁石60を磁化または非磁化状態にするための、電流を流す配線がシリンダ59を介して電磁石60に接続されている。シリンダ駆動装置58は、シリンダ59を上下に駆動する装置である。
Next, the configuration of the
The
The
次に、本発明の枠体搬送装置50が基板保持用枠体10を搬送する動作について図6を用いて説明する。尚、電磁石60を磁化及び非磁化にするための電源スイッチ65を備える。
Next, the operation of carrying the
図6Aは、積載された基板保持用枠体10の上部にロボットハンド55の先端にある懸垂装置56が位置している図である。杵体57の先端にある電磁石60は未だ基板保持用枠体10の金属吸着部17と当接してなく、電源スイッチ65はOFFの状態にある。
図6Bは、シリンダ59が下降して、先端にある電磁石60が金属吸着部17まで下降した図である。電源スイッチ65は未だOFFの状態である。
図6Cは、シリンダ59が下降して、先端にある電磁石60がそれぞれ金属吸着部17に当接した図である。この状態において電源スイッチはONとなる。
図6Dは、電源スイッチONの状態でシリンダ59は上昇、更にロボットハンド55が上部へ引き上げた状態を示した図である。
FIG. 6A is a diagram in which the
FIG. 6B is a diagram in which the
FIG. 6C is a diagram in which the
FIG. 6D is a diagram showing a state in which the
G6サイズのガラス基板を載せた基板保持用枠体10を吸着するために使用する電磁石の選定について数式1、表1を用いて説明する。
数式1は、物品を懸垂する場合の電磁石の表面磁束密度と吸着面積、及び吸着力の関係を示す式である。
Selection of an electromagnet used for adsorbing the
Formula 1 is a formula showing the relationship between the surface magnetic flux density of the electromagnet, the suction area, and the suction force when the article is suspended.
本発明の基板保持用枠体は、電磁石で水平に吊り上げるものであり、数式1で用いられる安全率は4として、電磁石の表面磁束密度と吸着面積の関係から吸着力を求める。
The substrate holding frame of the present invention is suspended horizontally by an electromagnet. The safety factor used in Equation 1 is 4, and the adsorption force is obtained from the relationship between the surface magnetic flux density of the electromagnet and the adsorption area.
G6サイズのガラス基板(1850×1500mm 0.7mm厚)の重量は、約5.0kgである。図1に示す基板保持用枠体10で、G6世代のガラス基板を保持する基板保持用枠体は、金属枠部の金属枠材の断面が中空で、積み重ねる方向の高さを10mmで、板の厚さが2mmのアルミニウム製の基板保持用枠体の重量は、5.5kgであり、G6サイズのガラス基板を保持しや状態での総重量は、10.5kgであった。
The weight of a G6 size glass substrate (1850 × 1500 mm 0.7 mm thick) is about 5.0 kg. In the
表1は、G6サイズのガラス基板と該基板保持用枠体を対象に、電磁石の表面磁束密度と吸着面積と関係を、電磁石1個あたりの吸着力を、電磁石の吸着面積を半径5mmから25mmの範囲で、表面磁束密度を100から700ガウスの場合での吸着力〔N〕を計算した結果を一覧表にしたものである。 1T(テスラ)=10000G(ガウス) Table 1 shows the relationship between the surface magnetic flux density of the electromagnet and the attracting area, the attracting force per electromagnet, and the attracting area of the electromagnet from the radius of 5 mm to 25 mm for the G6 size glass substrate and the substrate holding frame. The results of calculating the attractive force [N] when the surface magnetic flux density is 100 to 700 gauss in the range of are listed. 1T (Tesla) = 10000G (Gauss)
G6サイズのガラス基板を載置した基板保持用枠体の重量が10.5kgであることより、102.9N以上の吸着力が必要となる。本発明の基板保持用枠体10は、金属枠部11の四隅にある樹脂で形成されたコーナーピース16の上面の吸着部18と電磁石60の吸着により、ガラス基板を保持した基板保持用枠体10を懸垂し搬送する。よって、吸着する箇所は4箇所可能であり、1箇所あたり約26N以上の吸着力が必要である。また、対角にあるコーナーピース16の2箇所での吸着、さらに3箇所の吸着も可能であるが、1つの基板保持用枠体10のバランスをとるために、4箇所での吸着が安定である。
Since the weight of the substrate holding frame on which the G6 size glass substrate is placed is 10.5 kg, an adsorption force of 102.9 N or more is required. A
電磁石60は、コーナーピース16の上面の吸着部17と吸着するものであるため、吸着面積はコーナーピース16の面積で制約される。コーナーピース16は、金属枠部11を形成するための、金属枠材を連結するためのものである。G6サイズの基板保持用枠体では、該金属枠材の幅は約30mmから50mmである。従って、吸着面が円形の電磁石を使用した場合、吸着面の半径は25mm以下である必要がある。
Since the
上記制約を踏まえて、G6サイズのガラス基板を保持した基板保持用枠体を吸着するために必要な電磁石を一覧表に沿って説明する。
吸着面が半径25mmで表面磁束密度300Gの電磁石で吸着可能である。しかし半径25mmの吸着面では、コーナーピース16の上面にある吸着部17の回りを樹脂で囲むことができなくなるため、吸着面が半径15mmで吸着面積が707mm2、表面磁束密度500Gの電磁石が好適である。
金属枠材に吸着ユニット18を備えた形態では、電磁石の個数を調整することができることに加え、金属枠材の形状に沿った電磁石を使用することも可能となる。
Based on the above restrictions, the electromagnets necessary for adsorbing the substrate holding frame holding the G6 size glass substrate will be described along a list.
The attracting surface can be attracted by an electromagnet having a radius of 25 mm and a surface magnetic flux density of 300 G. However, the suction surface with a radius of 25 mm cannot surround the
In the form in which the
(材質に関する実施形態)
吸着部17及び金属枠用吸着部19に使用する磁性体の材質は、磁束を通過させるが、磁束が供給されない状態では磁力(保持力)を発生させない、軟磁性材料が好適である。例えば、純鉄、ケイ素銅、フェライト、センダスト、パーマロイなどの、磁束が流れやすい高透磁率材料等が好ましい。
(Embodiment related to material)
The magnetic material used for the attracting
コーナーピース16及び吸着ユニット18に使用する非磁性体には、強靱で耐衝撃性に優れる樹脂が好適である。また、コーナーピース16及び吸着ユニット18に使用する非磁性体は、非磁性金属であってもよい。
As the nonmagnetic material used for the
金属枠材11に使用する材料には、軽量で腐食を生じない金属材料を使用できる。具体的には、純アルミニウム、ジュラルミン(アルミ、銅(3.5〜5.5%)、マグネシウム系、アルミニウムーマンガン系等のアルミニウム合金等を使用できる。これらの材料は中空押し出し加工して枠形を製造する。
As a material used for the
上述した内容でG6サイズ(1850*1500mm 0.7mt)の大型ガラス基板を高密度に積層し保管および輸送などに用いられる基板保持用枠体について実施形態を説明する。 An embodiment of a frame for holding a substrate used for storage and transportation by stacking a large glass substrate of G6 size (1850 * 1500 mm 0.7 mt) with high density in the above-described contents will be described.
断面が矩形状の中空構造である金属枠材を、該金属枠材を平面視矩形状に組み立てした金属枠部11に、中央部が下方に湾曲した1対の金属枠材と該金属枠材に沿って枠内側に延出した基板支持板13と、平坦な1対の金属枠材と該金属枠材に沿って枠内側に延出した基板支持板13と、を有した構成の基板保持用枠体10を厚さ2mmのアルミニウム材を中空押し出し加工で製造した。金属枠部11は、4隅をポリアミド樹脂で成形されたコーナーピース16で金属枠材を連結し製造した。コーナーピース16は、コーナーピース16の上面と平滑になるように厚さ5mm、直径25mmの形状の一般構造用圧延鋼材SS400で吸着部17を形成し、コーナーピース16に埋め込み製造した。
A metal frame material having a rectangular hollow cross-section, a
G6サイズのガラス基板を保持した基板保持用枠体10は、ガラス基板重量は5kg、アルミ製の基板保持用枠体10は5.5kgであり、総重量10.5kgであった。
枠体搬送装置50の杵体57の先端の電磁石60は吸着部17と吸着する部分であり、4隅のコーナーピース16で吸着するには、前述したように1箇所のコーナーピース16に吸着する電磁石60の吸着力が26N以上必要であることから、電磁石60には、株式会社フジタ製、丸型電磁石 形式FSGP−20(最大吸着力28N、直径20mm、高さ40mm、重量0.06kg)を採用した。
The
The
10 基板保持用枠体
11 金属枠部
11a、11b 左右の金属枠材
11c、11d 前後の金属枠材
13 基板支持板
15 手掛部
16 連結部(コーナーピース)
17 吸着部
18 吸着ユニット
19 金属枠用吸着部
30 インナーパレット
31 上蓋
32 結束ベルト
40 防振パレット
50 基板保持用枠体搬送装置
54 枠体
55 ロボットハンド
56 懸垂装置
57 杵体
58 シリンダ駆動装置
59 シリンダ
60 電磁石
61 懸垂用シリンダ
62 引き掛け部
70 ロボット
71 回転アーム
72 上下アーム
100 基板保持用枠体の多段積み重ね体
K 基板保持用枠体の空間域
DESCRIPTION OF
17
Claims (4)
断面が矩形状である平坦な金属枠材と前記金属枠材を4隅で連結部により連結した平面視矩形状の金属枠部と、前記金属枠部の4辺の内側に延設して設けた前記基板を支持する基板支持板と、を少なくとも有した構成からなる前記基板保持用枠体であって、
前記連結部は、非吸着部の非磁性体と前記非磁性体の内側に磁性体からなる吸着部とを備えており、前記連結部の前記基板を載せる側の上面は、前記非磁性体の内側に前記吸着部の一つの平面として形成され、前記連結部の前記基板を載せない側の下面は、非磁性体のみで形成されていることを特徴とする基板保持用枠体。 A substrate holding frame that holds a substrate made of a rectangular plate having a rigid plate shape on a frame,
A flat metal frame member having a rectangular cross section, a metal frame portion having a rectangular shape in plan view in which the metal frame members are connected by connecting portions at four corners, and extending inside the four sides of the metal frame portion. A substrate holding frame having a structure having at least a substrate support plate for supporting the substrate,
The connecting portion includes a nonmagnetic material of a non-adsorbing portion and an attracting portion made of a magnetic material inside the nonmagnetic material, and an upper surface of the connecting portion on the side on which the substrate is placed is formed of the nonmagnetic material. A substrate holding frame, wherein the lower surface on the side where the substrate is not placed is formed only of a non-magnetic material.
前記吸着ユニットの前記基板を載せる側の上面は、前記非磁性体の内側に前記金属枠用吸着部の一つの平面として形成され、前記吸着ユニットの前記基板を載せない側の下面は非磁性体のみで形成され、さらに、前記吸着ユニットは、前記吸着ユニットの上面と前記金属枠材の前記基板を載せる側の面が平滑になるように備えられていることを特徴とする基板保持用枠体。 2. The substrate holding frame according to claim 1, wherein at least one pair of the metal frame members facing each other includes an adsorption unit, and the adsorption unit includes a non-magnetic body of a non-adsorption portion and an inner side of the non-magnetic body. And a metal frame adsorption part made of a magnetic material,
The upper surface of the suction unit on the side on which the substrate is placed is formed as one flat surface of the suction portion for the metal frame inside the nonmagnetic material, and the lower surface on the side of the suction unit on which the substrate is not placed is a nonmagnetic material. The adsorption unit is further provided so that the upper surface of the adsorption unit and the surface of the metal frame material on which the substrate is placed are smoothed. .
The suction part and the suction part for the metal frame are attracted by an electromagnet provided at a tip of a cylinder attached to a robot hand of the frame body transporting device, and suspended and transported. The substrate holding frame described in any one of the above.
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