JP2015104800A - 板状体の剥離方法及びその装置並びに板状体の製造方法 - Google Patents

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秀之 遠藤
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Abstract

【課題】剥離した板状体の曲率を小さくして短時間で剥離することができる板状体の剥離方法及びその装置、並びに板状体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の剥離装置10は、剥離前において、全ての吸着パッド22を第1の付勢力によって吸着シート18から離間する方向に付勢する。このため、高圧流体30が界面に供給されて界面の接着力が第1の付勢力よりも低下した時点で、その箇所に対応する吸着パッド22が吸着シート18から離間する方向に移動する。これにより、ガラス板Gが直ちに漸次剥離していく。よって、剥離中のガラス板Gの曲率が小さくなり、かつ短時間で剥離を実行できる。【選択図】図5

Description

本発明は、板状体の剥離方法及びその装置並びに板状体の製造方法に関する。
特許文献1には、吸着シートに裏面が吸着保持されたガラス板(板状体)を、複数の吸着パッド(吸着手段)と高圧流体(流体)とを用いて、吸着シートから剥離させる剥離装置が開示されている。この剥離装置は、研磨装置によって研磨されたガラス板を、吸着シートから剥離させ、移載機によって洗浄装置に搬送するものである。
前記研磨装置におけるガラス板は、ガラス板と吸着シートとの吸着性向上のために使用される液体を介して吸着シートに吸着保持された状態で研磨具により研磨される。研磨されたガラス板は、吸着シートに吸着保持された状態で研磨装置から搬出され、剥離装置によって吸着シートから剥離される。
特許文献1の剥離装置は、ガラス板の表面を複数の吸着パッドによって吸着保持し、その後、ガラス板と吸着シートの界面に向けて高圧流体を噴出し、ガラス板の縁部を吸着シートから離間させる。そして、離間したガラス板の縁部と吸着シートとの界面に更に前記高圧流体を供給し、吸着シートに対するガラス板の吸着を漸次解除しながら、吸着パッドを剥離方向(吸着シートから離間する方向)に漸次移動させる。これによって、吸着シートからガラス板を剥離させる。
特許文献1の剥離装置は、吸着パッドを剥離方向へ移動させるタイミングが吸着パッド毎に移動制御されている。つまり、複数の吸着パッドは、剥離した箇所から順番に剥離方向に移動するように吸着パッド毎に移動制御されている。具体的には、まず、ガラス板の角部を吸着保持する複数の吸着パッドを剥離方向に移動させ、次に、ガラス板の縁部を吸着保持する複数の吸着パッドを剥離方向に移動させ、次いで、ガラス板の中央を吸着保持する複数又は単数の吸着パッドを剥離方向に移動させる。すなわち、特許文献1の吸着パッドは、ガラス板の最外に配置された複数の吸着パッドから中央に配置された吸着パッドの順に剥離方向に漸次移動される。
特開2007−185725号公報
特許文献1の剥離装置は、高圧流体によってガラス板と吸着シートとの吸着を解除するものの、吸着シートからのガラス板の剥離は、複数の吸着パッドの剥離方向への移動動作に依存している。すなわち、高圧流体によって前記吸着を解除する動作に対して吸着パッドの前記移動動作が遅れる場合があるので、吸着シートからガラス板を完全に剥離するまでに時間がかかるという問題があった。
図7は、特許文献1の吸着パッドの移動制御による不具合を説明した要部側面図である。
また、図7では、最外に配置された吸着パッド1のみが矢印Z方向に上昇移動されて、ガラス板Gの最外部が吸着シート2から剥離されている状態が示されている。この時、不図示の高圧流体によって、吸着パッド1に隣接する吸着パッド1Aの位置まで剥離が進行しているにもかかわらず、吸着パッド1のみが上昇すると、吸着シートから剥離したガラス板の曲率が大きくなるため、ガラス板が吸着パッド1Aの近傍で損傷する場合があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、剥離した板状体の曲率を小さくして短時間で剥離することができる板状体の剥離方法及びその装置並びに板状体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の板状体の剥離方法の一態様は、前記目的を達成するために、板状体保持部材に裏面が保持された板状体の表面を、複数の吸着手段によって吸着保持する保持工程と、前記複数の吸着手段を前記板状体保持部材から離間する方向に付勢手段によって第1の付勢力で付勢する付勢工程と、前記板状体と前記板状体保持部材との界面に向けて流体を流体噴射手段から噴射することにより、前記板状体保持部材から前記板状体を剥離させる剥離工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明の板状体の剥離装置の一態様は、前記目的を達成するために、板状体保持部材に裏面が保持された板状体の表面を吸着保持する複数の吸着手段と、前記複数の吸着手段を前記板状体保持部材から離間する方向に第1の付勢力によって付勢する付勢手段と、前記板状体と前記板状体保持部材との界面に向けて流体を噴射する流体噴射手段と、を備えることを特徴とする。
本発明の板状体の製造方法の一態様は、前記目的を達成するために、板状体保持部材に裏面が保持されている板状体を、前記板状体保持部材から剥離させる板状体の剥離工程を有する板状体の製造方法において、前記剥離工程は、前記板状体保持部材に裏面が保持された前記板状体の表面を、複数の吸着手段によって吸着保持する保持工程と、前記複数の吸着手段を前記板状体保持部材から離間する方向に付勢手段によって第1の付勢力で付勢する付勢工程と、前記板状体と前記板状体保持部材との界面に向けて流体を流体噴射手段から噴射することにより、前記板状体保持部材から前記板状体を剥離させる剥離工程と、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、流体噴射手段から流体を噴射する前に、全ての吸着手段を第1の付勢力によって板状体保持部材から離間する方向に付勢している。このため、流体が界面に供給されて界面の接着力が第1の付勢力よりも低下した時点で、その箇所に対応する吸着手段が板状体保持部材から離間する方向に移動する。これより、板状体が直ちに漸次剥離していく。よって、剥離が吸着手段の移動動作に依存する従来の剥離方法及び剥離装置と比較して、剥離中の板状体の曲率が小さくなり、かつ短時間で剥離を実行できる。
本発明の一態様は、前記付勢工程において、前記第1の付勢力は、前記板状体の裏面が前記板状体保持部材から剥離しない力に設定されることが好ましい。すなわち、前記付勢手段による前記第1の付勢力は、前記板状体の裏面が前記板状体保持部材から剥離しない力に設定されることが好ましい。
本発明の一態様によれば、板状体の裏面が板状体保持部材から剥離しない力に第1の付勢力が設定されているので、板状体の流体での剥離時に短時間で剥離できる。
本発明の一態様は、前記剥離工程において、前記付勢手段による付勢力は、前記流体の噴射の後に前記第1の付勢力から、前記第1の付勢力よりも大きい第2の付勢力に漸次増大されることが好ましい。
本発明の一態様によれば、第1の付勢力によって剥離不能な箇所が存在した場合であっても、その箇所は第2の付勢力によって剥離されるので、板状体を板状体保持部材から確実に剥離させることができる。
本発明の一態様は、前記付勢手段による付勢力は、前記板状体の表面の最外に配置された複数の吸着手段から中央に配置された複数又は単数の吸着手段の順に、前記第1の付勢力から前記第2の付勢力に漸次増大されることが好ましい。
本発明の一態様によれば、板状体が板状体保持部材に対して漸次剥離していく箇所に沿って、その箇所に対応する吸着手段の付勢力が第1の付勢力から第2の付勢力に漸次増大していく。これにより、吸着手段から板状体に無理な力をかけることなく、板状体を板状体保持部材から確実に、かつ円滑に剥離させることができる。
以上説明したように本発明の板状体の剥離方法及びその装置並びに板状体の製造方法によれば、剥離中の板状体の曲率が小さくなり、かつ短時間で剥離を実行できる。
実施形態のガラス板の剥離装置の全体構成を示した平面図 図1に示した剥離装置の全体斜視図 図1に示した剥離装置の平面図 図2の4−4線に沿う縦断面図 剥離装置の動作によってガラス板が吸着シートから剥離される状態を時系列的に示した説明図 剥離装置の動作によってガラス板が吸着シートから剥離される状態を時系列的に示した説明図 特許文献1の吸着パッドの移動制御による不具合を説明した要部側面図
以下、添付図面に従って本発明に係る板状体の剥離方法及びその装置並びに板状体の製造方法の好ましい実施形態について説明する。
図1は、実施形態のガラス板の剥離装置10の全体構成を示した平面図である。
剥離装置10は、剥離装置10に対して上流側に設置されたガラス板Gの研磨装置12と、下流側に設置された洗浄装置14とを接続させるための装置である。
実施形態で説明するガラス板Gは、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、及び有機ELディスプレイ等のFPD(Flat Panel Display)に使用される厚さの薄い(0.1〜2.5mm)ガラス板である。また、ガラス板は、研磨装置12によって研磨面(表面)が研磨されることにより、FPD用ガラス板として要求される平坦度を満足したガラス板Gに製造される。なお、ガラス板Gの形状は矩形状であり、サイズとしては、第5世代(縦1000mm×横1200mm〜縦1100mm×横1300mm)、第6世代(縦1500mm×横1800mm〜縦1500mm×横1850mm)、第7世代(縦1870mm×横2200mm〜縦1950mm×横2250mm)、第8世代(縦2160mm×横2460mm〜縦2200mm×横2500mm)のものを例示できる。
研磨装置12によって表面が研磨されたガラス板Gは、表面に対向する非研磨面(裏面)が、研磨テーブル16の上面に接着された吸着シート(板状体保持部材)18に吸着保持された状態で、研磨装置12の出口から1枚ずつ矢印A方向に搬出され、剥離装置10による剥離ステージ20に不図示の搬送装置によって搬入される。
ガラス板Gは、吸着シート18に対し、ガラス板Gの対向する2つの短辺が、矢印Aで示したガラス板Gの搬送方向と平行になるように吸着シート18に吸着保持されるが、これに限定されるものではない。すなわち、ガラス板Gの対向する2つの長辺が、矢印Aで示したガラス板Gの搬送方向と平行になるように吸着シート18に吸着保持されてもよい。
吸着シート18は、自己吸着性のある多孔質部材であるが、グリセリン等の液体がその表面に塗布されて、ガラス板Gとの吸着性が高められている。図1では、1枚の吸着シート18に1枚のガラス板Gが吸着保持されているが、2枚以上のガラス板Gを吸着保持してもよい。また、多孔質部材の材料は特に限定されず、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンが例示される。更に、液体としてグリセリンを例示したが、これに限定されず、水、グリセリンを含む多価アルコール(グリセリン、ポリエチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等)、及び水と多価アルコールとの混合物が例示される。
一方、剥離ステージ20に例えば3枚のガラス板Gが搬入されると、その3枚のガラス板Gが、後述する剥離装置10によって剥離される。これによって、ガラス板Gが吸着シート18から剥離される。
この後、3枚のガラス板Gは、剥離装置10の搬出動作によって洗浄装置14に向けて矢印B方向に搬送される。洗浄装置14においてガラス板Gは洗浄された後、図示しない次工程に搬送される。
なお、剥離ステージ20に残った3台の研磨テーブル16は、次のガラス板Gが剥離ステージ20に搬送されてくるまでに図示しない回収装置によって回収される。以上が、剥離装置10におけるガラス板Gの流れである。
〔剥離装置10の構成〕
図2は剥離装置10の全体斜視図、図3は剥離装置10の平面図、図4は、図2の4−4線に沿う縦断面図である。
剥離装置10は、複数の吸着パッド(吸着手段)22を備えた移載装置24、及び複数本のノズル(流体噴射手段)26を備えた高圧流体供給装置28から構成される。移載装置24は、剥離したガラス基板Gを洗浄装置14に搬送する。
剥離ステージ20に搬送されたガラス板Gは、移載装置24の複数の吸着パッド22に吸着されて吸着シート18から剥離された後、吸着パッド22に吸着保持された状態で、移載装置24により洗浄装置14に搬送される。
高圧流体供給装置28は、剥離ステージ20に搬送されたガラス板Gの対向する短辺に対向して配置され、各々の高圧流体供給装置28の複数のノズル26が短辺に沿って所定の間隔をもって配置される。なお、高圧流体供給装置28をガラス板Gの対向する長辺に対向して配置してもよい。
ノズル26からガラス板Gの短辺に向けて噴射される高圧流体(流体)30は、高圧流体供給装置28を構成するポンプ32によって0.1〜0.5MPaの圧力に設定される。高圧流体30の流体は、気体、液体、又は気体と液体との混合物であり、前記圧力で噴射される。ここで、気体の種類は特に限定されず、空気、窒素、及び酸素が例示される。また、液体としては水が例示される。
ノズル26による高圧流体30の噴射角度は、高圧流体30の圧力がガラス板Gと吸着シート18との界面に有効に作用するように、水平なガラス板Gの裏面に対して0〜40度の範囲、好ましくは30度に設定される。更に、ノズル26に上下傾動機構を設け、高圧流体30の噴射中にガラス板Gが吸着シート18から剥離していくに従い、ガラス板Gと吸着シート18との接着境界部に高圧流体30が届くように、ノズル26の傾斜角度を調整することが好ましい。
吸着パッド22は、図2の如くガラス板Gの上方に複数個配置され、ガラス板Gの表面において略均等間隔に配置される。これらの吸着パッド22は、移載装置24を構成するフレーム34に碁盤目状(check pattern)に配置される。フレーム34は、移載装置24を構成する不図示の移動機構部によってガラス板Gの剥離時に下降移動され、吸着パッド22がガラス板Gの表面に当接する直前のタイミングでその下降移動が停止される。
吸着パッド22は、それぞれ独立したエアーシリンダ(付勢手段)36のピストン38に連結され、そのピストン38の伸縮動作により吸着パッド22が昇降移動される。吸着パッド22の下降動作によって、吸着パッド22がガラス板Gの表面に押圧当接されて吸着パッド22にガラス板Gが吸着される。また、吸着パッド22の上昇動作によって、吸着シート18から吸着パッド22を離間させる方向の付勢力(第1の付勢力、第2の付勢力)を、吸着パッド22に付与することができる。
ここで、第1の付勢力とは、剥離前段階でエアーシリンダ36から全ての吸着パッド22に付与する付勢力(biasing force)であって、ガラス板Gの裏面が吸着シート18から剥離しない力に設定された付勢力である。また、第2の付勢力とは、剥離中にエアーシリンダ36から吸着パッド22に付与する付勢力であって、第1の付勢力よりも大きく、かつガラス板Gの裏面を吸着シート18から確実に剥離させる力に設定された付勢力である。なお、前記確実に剥離させる力とは、ノズル26から接着界面部に高圧流体30を噴射している状態において、ガラス板Gを吸着シート18から確実に剥離させる力である。
第1の付勢力を吸着パッド22に付与する際には、全ての吸着パッド22をエアーシリンダ36によって一斉に上昇動作させる。
また、第2の付勢力を吸着パッド22に付与する際には、ガラス板Gの表面の最外に配置された複数の吸着パッド22から中央に配置された複数又は単数の吸着パッド22の順に、吸着パッド22をエアーシリンダ36によって漸次上昇動作させる。
具体的に説明すると、図3の平面図において実施形態の吸着手段は、8行6列の計48個の吸着パッド22からなる集合体として構成される。その集合体のうち、最上行の6個のパッド群22Aと最下行の6個のパッド群22Bとに同時に第2の付勢力を付与し、その後、パッド群22Aの下行の6個のパッド群22Cとパッド群22Bの上行の6個のパッド群Dとに同時に第2の付勢力を付与する。その後、パッド群22Cの下行の6個のパッド群22Eとパッド群22Dの上行の6個のパッド群22Fとに同時に第2の付勢力を付与し、その後、パッド群22Eの下行の6個のパッド群22Gとパッド群22Fの上行の6個のパッド群22Hとに同時に第2の付勢力を付与する。
第2の付勢力を付与するための吸着パッドの上昇動作のタイミングは、高圧流体30による剥離タイミングに基づいて設定されたものである。
また、実施形態では、ガラス板Gの中央に配置されたパッド群22G、22Fの12個の吸着パッド22を、最後に同時に上昇移動させているが、吸着パッド22がガラス板Gの中央を中心として同心円上に配置された形態では、ガラス板Gの中央に配置された1個の吸着パッド22を最後に上昇移動させる。
〔剥離装置10の作用〕
図5(a)〜(d)、及び図6(e)〜(g)には、剥離装置10の動作によってガラス板Gが吸着シート18から剥離される状態が時系列的に示されている。
まず、吸着シート18に吸着されたガラス板Gが剥離ステージ20に搬送されて停止すると、移載装置24のフレーム34が下降移動していく。そして、吸着パッド22がガラス板Gの表面に当接する直前のタイミングでその下降移動が停止する。
次に、図5(a)の如く、全てのエアーシリンダ36のピストン38を伸長し、吸着パッド22を矢印Cの如く下降移動させ、吸着パッド22をガラス板Gの表面に押圧当接する。これにより、全ての吸着パッド22によってガラス板Gが吸着保持される(保持工程)。
次に、図5(b)の矢印Dの如く、全ての吸着パッド22をエアーシリンダ36によって一斉に所定量上昇動作させ、全ての吸着パッド22に第1の付勢力を付与する(付勢工程)。
この後、全てのノズル26からガラス板Gの対向する短辺に向けて高圧流体30を噴射し、高圧流体30の圧力によって短辺の縁部を離間させ、ガラス板Gと吸着シート18との界面に高圧流体30を供給していく(剥離工程)。
実施形態の剥離装置10は、高圧流体30を噴射する前に、全ての吸着パッド22を第1の付勢力によって吸着シート18から離間する方向に付勢している。このため、高圧流体30が界面に供給されて界面の接着力が第1の付勢力よりも低下した時点で、その箇所に対応する吸着パッド22が吸着シート18から離間する方向に移動するので、ガラス板Gが直ちに漸次剥離していく(図5(c)、(d)、図6(e)〜(f)参照)。これにより、ガラス板の剥離が吸着パッドの移動動作に依存する従来の剥離方法及び剥離装置(図7参照)と比較して、剥離中のガラス板Gの曲率が小さくなり(図5(c)、(d)、図6(e)〜(f)参照)、かつ短時間で剥離を実行できる。
また、実施形態の剥離装置10によれば、第1の付勢力は、ガラス板Gの裏面が吸着シート18から剥離しない力に設定されることが好ましい。
ガラス板Gの裏面が吸着シート18から剥離しない力に第1の付勢力が設定されているので、ガラス板Gの流体での剥離時にガラス板Gを短時間で剥離できる。
更に、実施形態の剥離装置によれば、エアーシリンダ36による付勢力は、高圧流体30の噴射の後に、矢印Dで示した上昇動作による第1の付勢力から、第1の付勢力よりも大きい、矢印Eで示す上昇動作による第2の付勢力に漸次増大されることが好ましい(図5(c)、(d)、図6(e)〜(f)参照)。
これにより、第1の付勢力によって剥離不能な箇所がガラス板Gに存在した場合であっても、その箇所は第2の付勢力によって剥離されるので、ガラス板Gは吸着シート18から確実に剥離する。
更にまた、実施形態の剥離装置10によれば、エアーシリンダ36による付勢力は、図3で説明したように、ガラス板Gの表面の最外に配置されたパッド群22A、22Bから、パッド群22C、22D、及びパッド群22E、22Fを介して中央に配置されたパッド群22G、22Hの順に、第1の付勢力から第2の付勢力に漸次増大されることが好ましい。
これにより、ガラス板Gが吸着シート18に対して漸次剥離していく箇所に沿って、その箇所に対応するパッド群の付勢力が第1の付勢力から第2の付勢力に漸次増大していく。よって、吸着パッド22からガラス板Gに無理な力をかけることなく、ガラス板Gを吸着シート18から確実に、かつ円滑に剥離させることができる。
吸着シート18から剥離されたガラス板Gは、図6(g)に示したフレーム34の矢印Fの上昇移動動作、及びその後に行われる水平移動動作によって洗浄装置14に搬送される。
なお、実施形態の剥離装置10は、研磨装置12を通過したガラス板Gを、その状態で吸着シート18から剥離させる装置であるが、剥離装置10と研磨装置12との間に、ガラス板Gの縁部を吸着シート18から剥離させるプレ剥離装置を設けてもよい。
すなわち、プレ剥離装置によって、ガラス板Gと吸着シート18との界面に向けて高圧流体を噴出し、ガラス板Gの縁部を吸着シート18から剥離させてもよい。これにより、剥離装置10において作業時間の短縮を図ることができ、かつガラス板Gが吸着シート18に対してより安定して剥離する。
〔実施例及び比較例〕
<条件>
《実施例の剥離方法》
・第1の付勢力を全ての吸着パッド22に付与した。
・第2の付勢力は、中央に配置されたパッド群22G、22Hに付与した。
《比較例の剥離方法》
・特許文献1と同様とした。
《ガラス板のサイズ》
・第8世代:2200mm×2500mm、厚さ0.5mm
《ガラス板の剥離枚数》
・所定枚数
<その他の条件>
・高圧流体の圧力等のその他の条件は、実施例、比較例ともに同じ条件とした。
<結果>
Figure 2015104800
上記の如く、実施例によれば、比較例と比較して、破損率が大幅に減少(83%)し、剥離時間も短縮(60%)することができた。
〔産業上の利用可能性〕
実施形態では、剥離対象の板状体としてガラス板Gを例示したが、これに限られるものではなく、金属製又は樹脂製の板状体であっても本発明の板状体の剥離方法及びその装置並びに板状体の製造方法を適用できる。
10…剥離装置、12…研磨装置、14…洗浄装置、16…研磨テーブル、18…吸着シート、20…剥離ステージ、22…吸着パッド、24…移載装置、26…ノズル、28…高圧流体供給装置、30…高圧流体、32…ポンプ、34…フレーム、36…エアーシリンダ、38…ピストン

Claims (6)

  1. 板状体保持部材に裏面が保持された板状体の表面を、複数の吸着手段によって吸着保持する保持工程と、
    前記複数の吸着手段を前記板状体保持部材から離間する方向に付勢手段によって第1の付勢力で付勢する付勢工程と、
    前記板状体と前記板状体保持部材との界面に向けて流体を流体噴射手段から噴射することにより、前記板状体保持部材から前記板状体を剥離させる剥離工程と、
    を備えたことを特徴とする板状体の剥離方法。
  2. 前記付勢工程において、前記第1の付勢力は、前記板状体の裏面が前記板状体保持部材から剥離しない力に設定される請求項1に記載の板状体の剥離方法。
  3. 前記剥離工程において、前記付勢手段による付勢力は、前記流体の噴射の後に前記第1の付勢力から、前記第1の付勢力よりも大きい第2の付勢力に漸次増大される請求項1又は2に記載の板状体の剥離方法。
  4. 前記付勢手段による付勢力は、前記板状体の表面の最外に配置された複数の吸着手段から中央に配置された複数又は単数の吸着手段の順に、前記第1の付勢力から前記第2の付勢力に漸次増大される請求項3に記載の板状体の剥離方法。
  5. 板状体保持部材に裏面が保持された板状体の表面を吸着保持する複数の吸着手段と、
    前記複数の吸着手段を前記板状体保持部材から離間する方向に第1の付勢力によって付勢する付勢手段と、
    前記板状体と前記板状体保持部材との界面に向けて流体を噴射する流体噴射手段と、
    を備えることを特徴とする板状体の剥離装置。
  6. 板状体保持部材に裏面が保持されている板状体を、前記板状体保持部材から剥離させる板状体の剥離工程を有する板状体の製造方法において、
    前記剥離工程は、
    前記板状体保持部材に裏面が保持された前記板状体の表面を、複数の吸着手段によって吸着保持する保持工程と、
    前記複数の吸着手段を前記板状体保持部材から離間する方向に付勢手段によって第1の付勢力で付勢する付勢工程と、
    前記板状体と前記板状体保持部材との界面に向けて流体を流体噴射手段から噴射することにより、前記板状体保持部材から前記板状体を剥離させる剥離工程と、
    を備えることを特徴とする板状体の製造方法。
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