JP2019115969A - 基板分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を図りながら、分離対象を基板から円滑に分離することが可能な基板分離機構を提供する。【解決手段】複数に分割された基板から一部を分離する基板分離装置であって、分離対象Ｑを吸着するための吸着部１０と、分離対象Ｑの隣接位置を押圧するための押圧部２０と、吸着部１０を支持する支持体３０と、支持体３０を基板に対して接近および離間させる第１の駆動部と、支持体３０に設けられ、押圧部２０を基板に対して接近および離間させる第２の駆動部５０と、を備え、第２の駆動部５０は、吸着部１０が基板の分離対象Ｑに当接したときの支持体３０と吸着部１０との間の距離よりも長いストロークで押圧部２０を支持体３０に対して移動させる基板分離装置。【選択図】図７

Description

本発明は、複数に分割された基板から一部を分離する基板分離装置に関する。

複数に分割された基板から一部を分離する装置として、たとえば、特許文献１に記載の装置が知られている。この装置は、分離対象を吸着する吸着部と、分離対象の周囲を押さえる押圧部とを備える。吸着部と押圧部とは、それぞれ、ベース部材に設けられた第１駆動部と第２駆動部とによって、個別に上下に移動される。押圧部で分離対象の周囲を押さえた状態で、吸着部を上方に移動させることにより、分離対象が基板のその他の部分から分離される。

特開２０１５−１２６０１７号公報

特許文献１の構成では、吸着部と押圧部とが個別に移動するため、吸着部の移動機構と押圧部の移動機構とが互いに抵触しないように吸着部と押圧部とを離間させる必要があった。このため、装置の小型化を図ることが困難であった。

かかる課題に鑑み、本発明は、装置の小型化を図りながら、分離対象を基板から円滑に分離することが可能な基板分離機構を提供することを目的とする。

本発明の主たる態様は、複数に分割された基板から一部を分離する基板分離装置に関する。この態様に係る基板分離装置は、分離対象を吸着するための吸着部と、前記分離対象の隣接位置を押圧するための押圧部と、前記吸着部を支持する支持体と、前記支持体を前記基板に対して接近および離間させる第１の駆動部と、前記支持体に設けられ、前記押圧部を前記基板に対して接近および離間させる第２の駆動部と、を備える。前記第２の駆動部は、前記吸着部が前記基板の前記分離対象に当接したときの前記支持体と前記吸着部との間の距離よりも長いストロークで前記押圧部を前記支持体に対して移動させるよう構成される。

この構成によれば、吸着部とともに押圧部が一体的に移動する構成であるため、吸着部と押圧部を互いに接近させることができる。よって、装置の小型化を図ることができる。また、押圧部が上記のストロークで移動されるため、吸着部が基板の分離対象を吸着した後、支持体を基板から離間させて吸着部を移動させても、引き続き、押圧部を基板に当接させ続けることができる。よって、分離対象を基板から円滑に分離させることができる。

本態様に係る基板分離装置において、前記第２の駆動部は、エアーシリンダであり、前記エアーシリンダのピストンロッドに前記押圧部が接続されているよう構成され得る。

この構成によれば、エアーシリンダに空気圧を付与した状態で、支持体を基板から離間させても、ピストンロッドが延びて、押圧部を基板に略均一な荷重で当接させ続けることができる。このため、吸着部で分離対象を分離させる際に、分離対象の近接位置を押圧部で適切に押さえることができる。よって、分離対象をより確実に基板から分離させることができる。

この場合、前記エアーシリンダは、スプリングの弾性力により前記ピストンロッドを引込み位置に移動させる単動型のエアーシリンダであるよう構成され得る。

この構成によれば、エアーシリンダに付与する空気圧を解除することにより押圧部を基板から離間させることができる。よって、押圧部をより簡易に制御することができる。

本態様に係る基板分離装置において、前記吸着部と前記押圧部の組が、１列に並ぶ複数の前記分離対象にそれぞれ対応するように設けられているよう構成され得る。

この構成によれば、１列分の分離対象を一度に分離させることができる。

この場合、前記第１の駆動部は、各組の前記支持体が接続された共通の部材を移動させて、各組の前記支持体を同時に移動させるよう構成され得る。

これにより、各組の支持体を移動させるための構成を簡素にできる。

本態様に係る基板分離装置において、前記押圧部は、前記分離対象の周囲に複数設けられ、前記複数の押圧部が、それぞれ、前記分離対象の周囲の複数の箇所を押さえるよう構成され得る。

この構成によれば、分離対象の周囲を押さえることにより、分離対象を基板から確実に分離させることができる。

以上のとおり、本発明によれば、装置の小型化を図りながら、分離対象を基板から円滑に分離することが可能な基板分離機構を提供できる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態に係る基板分離装置を適用した基板反転装置の外観構成を示す斜視図である。 図２は、図１の一部拡大図であり、実施形態に係る基板分離装置を適用した基板反転装置の連携機構を説明するための図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る基板分離装置を適用した基板反転装置の動作を説明するため、模式的に示した正面図である。 図４（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る基板分離装置を適用した基板反転装置の動作を説明するため、模式的に示した正面図である。 図５（ａ）は、実施形態に係る基板分離装置の一部拡大図であり、吸着部および押圧部を説明するための斜視図である。図５（ｂ）は、実施形態に係る基板分離装置の一部拡大図であり、吸着部および押圧部を説明するため、図５（ａ）をＺ軸負側から見た斜視図である。 図６は、実施形態に係る基板分離装置の支持体、吸着部、および押圧部の配置を説明するための図であり、Ｚ軸負側から見た平面図である。 図７（ａ）〜（ｅ）は、実施形態に係る基板分離装置の動作を説明するため、模式的に示した正面図である。 図８は、実施形態に係る基板分離装置を適用した基板反転装置の構成を示すブロック図である。 図９は、実施形態に係る基板分離装置を適用した基板反転装置の動作のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｘ−Ｙ平面は水平面に平行で、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｚ軸正側が上方であり、Ｚ軸負側が下方である。

＜実施形態＞
ガラス基板およびセラミックス基板等の脆性材料基板や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）基板およびポリイミド樹脂基板等の樹脂基板等（以降、単に「基板」と称する。）は、種々の処理を経て最終製品となる。このような処理として、たとえば、ガラス基板等の脆性材料からなるマザー基板に、スクライブ工程とブレイク工程とを行い、所定サイズの基板に分割する場合がある。これらの工程に供される際に、マザー基板は、適宜、表裏反転される。たとえば、２つのガラス基板を貼り合わせてマザー基板が構成される場合、マザー基板の両面にスクライブラインが形成される。この場合、一方の面にスクライブラインが形成された後、マザー基板が表裏反転されて、他方の面にスクライブラインが形成される。この他、スクライブラインが形成されたマザー基板が、表裏反転されて、ブレイク工程が供される場合もある。ブレイク工程では、複数に分割された基板どうしの間やマザー基板の周囲に、端材が生じる。

上記のような端材は、最終製品の基板には不要である。そのため、基板の搬出過程で、基板と端材とを分離して基板のみ搬出する必要がある。実施形態に係る基板分離装置は、このような搬出対象の基板すなわち分離対象と端材とを分離する装置である。

ここで、ブレイク工程を経た後、基板を表裏反転させる前に、分割された基板から端材を分離しておけば、後の工程に円滑に搬出することが可能である。そこで、実施形態に係る基板分離装置１００は、基板を表裏反転させる場合に用いる基板反転装置１に適用される装置として説明する。

基板の種類には、たとえば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のポリビニル樹脂等の樹脂基板等の有機質基板（フィルムやシートも含む。以下同様）、ガラス基板やセラミックス基板等の脆性材料基板等の無機質基板があるが、実施形態に係る基板反転装置１によって反転される基板Ｐは、樹脂基板である。樹脂基板は、異なる基板が積層されていてもよく、たとえば、ＰＥＴ、ポリイミド樹脂、ＰＥＴを下層からこの順に積層した基板としてもよい。

基板反転装置１に搬入される基板Ｐは、所定方向において複数に分割された状態である。基板Ｐは、所定方向に分割され、さらに所定方向に対して垂直に分割されてもよい。このように分割された基板Ｐは、マス目状となっている。

実施形態において、「所定方向」とは、Ｘ軸正方向であって、基板Ｐの分割要素は基板反転装置１に搬入される方向と一致する。なお、これ以降、「基板Ｐを吸着する」、或いは「基板Ｐを表裏反転する」等、「基板Ｐ」との記載があるが、これは、実施形態に係る基板反転装置１が１回の動作で表裏反転を行う所定数の分割要素を意味する。

［基板反転装置の全体構成］
図１は、実施形態に係る基板分離装置１００が適用される基板反転装置１の外観構成を示す斜視図である。図１に示すように、基板反転装置１は、基板分離装置１００とともに、基板載置部２と、圧力付与部３と、基板搬出装置２００と、を備える。

基板載置部２は、基板Ｐを載置するための平坦面、つまり、載置面を有する部材であり、たとえば、テーブルやベルトコンベア等が含まれる。基板載置部２は、基板反転装置１に搬入されてきた基板Ｐが載置される基板載置部２ａ、および表裏反転された後の基板Ｐが載置される基板載置部２ｂから構成される。基板載置部２ａおよび２ｂには、多数の細孔が形成されおり、次に説明する圧力付与部３は、この細孔を通じて基板Ｐに圧力を送る。

圧力付与部３は、空圧源を含み、基板載置部２ａおよび２ｂの下面に設けられ、基板Ｐの下面に圧力を付与する。圧力付与部３が基板Ｐに圧力を付与すると、基板載置部２ａおよび２ｂの下面に形成されている多数の微小な孔を通じて、基板Ｐの下面に圧力が付与される。圧力付与部３が基板Ｐに対して負圧を付与すると、基板Ｐは基板載置部２ａおよび２ｂに吸着される。このため、基板Ｐを基板載置部２ａおよび２ｂから離し難くなる。よって、基板Ｐの分割要素の位置ずれが抑制される。これに対して、圧力付与部３が基板Ｐに対して負圧を付与しない場合、および正圧を付与する場合は、基板Ｐに対する基板載置部２ａおよび２ｂの吸着が解除される。このため、基板Ｐを基板載置部２ａおよび２ｂから容易に離すことができる。

基板分離装置１００は、上記のとおり、基板Ｐに対して、分離対象すなわち分割要素と端材Ｒとを分離する。以降、基板Ｐのうち、分割要素である分離対象を、分離対象Ｑと称する。基板搬出装置２００は、基板分離装置１００から基板Ｐの分離対象Ｑを受け取り、基板載置部２ｂに載置する。基板反転装置１では、基板分離装置１００から基板搬出装置２００に分離対象Ｑが受け渡されると同時に、基板の表裏反転が行われる。

図１に示すように、基板反転装置１において、基板分離装置１００および基板搬出装置２００が対をなすように配置される。基板分離装置１００は、基板載置部２ａの載置面２ｃに配置され、基板搬出装置２００は、基板載置部２ｂの載置面２ｄに配置される。

図２は、図１の一部拡大図であり、実施形態に係る基板分離装置１００を適用した基板反転装置１の連携機構を説明するための図である。図１および図２に示すように、基板分離装置１００は、吸着部１０と、押圧部２０と、支持体３０と、第１の駆動部４０と、第２の駆動部５０と、を備える。

吸着部１０は、基板Ｐの分離対象Ｑを吸着する。吸着部１０の材質は、基板Ｐを吸着可能であり、また、基板Ｐの表面に損傷を与えないような材質であればよく、たとえば、シリコンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム等の材質が挙げられる。また、吸着部１０は、吸着パッドとして成型されてもよい。

押圧部２０は、端材Ｒを押さえる。押圧部２０の材質は、端材Ｒに所定の押圧力を掛けることが可能な材質であればよく、たとえば、ゴム等の弾性体や、樹脂性または金属性の部材であってもよい。押圧部２０の好適な材質は、樹脂である
支持体３０は、矩形状の部材であり、吸着部１０を支持し、後で説明する第２駆動部５０が設けられる。支持体３０が基板Ｐに接近または離間することによって、吸着部１０および押圧部２０は、分離対象Ｑと端材Ｒとを分離する。支持体３０の材質は、高分子樹脂性や金属性であればよく、好適な材質は、ステンレス鋼である。

第１の駆動部４０は、支持体３０を駆動する。第２の駆動部５０は、上記のとおり、支持体３０に設けられ、押圧部２０を駆動する。具体的には、第２の駆動部５０は、エアーシリンダである。以降、「第２の駆動部５０」は、「エアーシリンダ５０」と表記する場合がある。

なお、基板分離装置１００の構成のうち、第１の駆動部４０は、［基板の反転動作］の箇所にて詳細な説明に説明する。また、吸着部１０、押圧部２０、支持体３０、および第２の駆動部５０については、後で記載する［基板分離装置の構成］の箇所で詳細に説明する。

基板搬出装置２００は、吸着部２１０と、支持体２２０と、駆動部２３０と、を備える。基板搬出装置２００は、基板分離装置１００から端材Ｒが分離された状態の基板Ｐの分割要素のみが受け渡されるため、基板分離装置１００のように、押圧部２０や第２の駆動部５０は備えられていない。その他の構成要件は、何れも、基板分離装置１００の吸着部１０、支持体３０、および第１の駆動部４０に相当する。そのため、吸着部２１０および支持体２２０の説明は省略する。第１の駆動部２３０については、基板分離装置１００の第１の駆動部４０と併せて説明する。

［基板の反転動作］
次に、基板反転装置１における基板Ｐの分割要素すなわち分離対象Ｑの反転について、図１〜図４を参照して説明する。最初に、分離対象Ｑの表裏反転を可能とする連携機構を備えた第１の駆動部４０について説明する。なお、ここでは、分離対象Ｑの表裏反転について説明し、基板分離装置１００による分離対象Ｑと端材Ｒとの分離については追って説明する。

図１および図２に示すように、第１の駆動部４０は、モータ４１と、連携機構４２と、伝達部４３と、を備える。伝達部４３は、モータ４１の回転駆動力を連携機構４２に伝達する。連携機構４２が回動することにより、支持体３０は回動する。

連携機構４２は、図１に示すように、基板分離装置１００のＹ軸正側および負側にそれぞれ１つずつ設けられ、連結部４４と、支持軸４５と、回動部材４６と、接続軸４７と、を備える。

連結部４４は、支持体３０を支持する。連結部４４は、連結ブロック４４１と、２つの軸４４２と、を備える。連結ブロック４４１は、Ｚ軸方向に２つの孔４４１ａ、およびＹ軸方向に孔４４１ｂが形成されている。２つの孔４４１ａのぞれぞれの内周には、軸受部４４３がそれぞれ設けられている。２つの軸４４２は、各軸受部４４３に通される。

孔４４１ｂには、連結ブロック４４１を回転可能に支持する支持軸４５が通される。なお、支持軸４５が連結ブロック４４１の孔４４１ｂに通されるとき、連結ブロック４４１に、セットカラー４４４を設けてもよい。

回動部材４６は、モータ４１の回転駆動力によって回動する矩形状の板部材である。回動部材４６は、両端に孔４６ａおよび孔４６ｂが形成されている。孔４６ａには回動軸４６１が設けられ、孔４６ｂには、Ｙ軸方向に沿って接続軸４７が通される。接続軸４７は、接続部４８を介して支持体３０に接続される。

接続部４８は、連結部４４および接続軸４７を接続する。また、支持体３０は、接続部４８を介して、支持軸４５および接続軸４７に接続される。接続部４８は、接続ブロック４８１と、２つの軸４８２と、固定部４８３と、を備える。

接続ブロック４８１は、Ｚ軸方向に２つの孔４８１ａが形成されている。連結部４４の２つの軸４４２は、２つの孔４８１ａにそれぞれ通される。これにより、２つの軸４４２を介して、連結部４４と接続部４８とが接続される。また、接続ブロック４８１は、Ｙ軸方向に３つの孔が形成されている。３つの孔のうち、２つの孔４８１ｂは、２つの孔４８１ａの下方に形成されている。２つの孔４８１ｂには、２つの軸４８２がそれぞれ通される。それぞれの軸４８２は固定部４８３により支持体３０に固定される。これにより、支持体３０と接続部４８すなわち連携機構４２とが一体的に構成される。

接続ブロック４８１に形成されている３つのＹ軸方向の孔のうち、孔４８１ｃは、２つの孔４８１ａの間に位置している。孔４８１ｃは、接続軸４７が通される。このようにして、支持軸４５、接続軸４７、および２つの軸４８２は、Ｙ軸方向に互いに平行に配置される。

伝達部４３は、図１に示すように、各連携機構４２にそれぞれ設けられ、２つのタイミングプーリ４３１と、ベルト４３２とを備える。２つのタイミングプーリ４３１は、プレート４に取り付けられており、この２つのタイミングプーリ４３１にベルト４３２が掛けられる。図１では、Ｙ軸正側のプレート４を介して、モータ４１と２つのタイミングプーリ４３１およびベルト４３２とが設けられている。２つのタイミングプーリ４３１のうち、Ｚ軸正側に位置するタイミングプーリ４３１とモータ４１とが軸４３３で接続される。一方、Ｚ軸負側に位置するタイミングプーリ４３１は、回動軸４６１と接続される。なお、図１において、Ｙ軸負側にはモータ４１が設けられていない。そのため、Ｙ軸負側に位置するタイミングプーリ４３１は、軸２３３のみに接続される。

モータ４１が回転駆動すると、軸２３３を経由して、Ｚ軸正側に位置するタイミングプーリ４３１に回転駆動力が伝達される。これにより、ベルト４３２が動き、Ｚ軸負側に位置するタイミングプーリ４３１が回転し、回動軸４６１に回転駆動力が付与される。

基板搬出装置２００における駆動部２３０は、上記の第１の駆動部４０と同様の構成である。このため、駆動部２３０の説明を省略する。

なお、基板分離装置１００および基板搬出装置２００のそれぞれにモータ４１が設けられる構成としたが、モータ４１は基板反転装置１として、１つにしてもよい。この場合、たとえば、１つのモータ４１の駆動力をギヤ等の伝達機構によって、基板分離装置１００および基板搬出装置２００のそれぞれの連携機構４２に振り分ける構成にすればよい。

図３（ａ）〜（ｄ）、および図４（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る基板分離装置１００を適用した基板反転装置１の動作を説明するため模式的に示した正面図である。図３（ａ）は、基板反転装置１において、基板分離装置１００に搬入された基板Ｐが、基板載置部２ａの載置面２ｃに載置され、支持体３０が載置面２ｃに向き合った状態を示す図である。このように、支持体３０が載置面２ｃに向き合ったときの支持体３０の位置を「第１の位置」と称する。基板搬出装置２００の支持体２２０も、基板載置部２ｂの載置面２ｄに向き合った状態であり、吸着部１０と同様に、このときの支持体２２０の位置は第１の位置である。また、第１の位置に垂直な位置を「第２の位置」と称する。

図３（ａ）に示すように、吸着部１０は、第１の位置で基板Ｐの分離対象Ｑを吸着する。このとき、第１の位置に対する回動部材４６の角度は略０度である。回動部材４６が回動軸４６１を中心にＸ−Ｚ平面においてＸ軸正側へ移動、つまり、右回りに回動すると、接続軸４７は、連結部４４の連結ブロック４４１に接近するように右回りに回動する。このとき、接続軸４７と支持体３０とは、接続部４８によって接続されているため、本来であれば、回動部材４６と同様に、支持体３０は右回りに回動すると考えられる。

しかし、接続軸４７が支持軸４５に接近するにつれて、連結ブロック４４１は、回動部材４６を避けるように、回動部材４６の回動方向とは反対のＸ−Ｚ平面においてＸ軸負側へ移動、つまり、左回りに回動する。連結ブロック４４１が左回りに回動すると、軸４４２がＺ軸正方向に直線移動する。軸４４２が接続部４８を介して支持体３０に連結されているため、支持体３０は、連結部４４の回動に追従して左回りに回動する。その様子を図３（ｂ）に示す。

図３（ｂ）に示すように、第１の位置に対する回動部材４６の角度が約４５度のとき、接続軸４７は支持軸４５に最接近する。そして、第１の位置に対する回動部材４６の角度が約４５度を超えると、図３（ｃ）に示すように、接続軸４７は支持軸４５から離れる。そして。図３（ｄ）に示すように、第１の位置に対する回動部材４６の角度が９０度付近になると、接続軸４７は支持軸４５から最も離れる。このように、連携機構４２により、支持体３０の回動方向が、右回りから左回りに変換される。

基板搬出装置２００の支持体２２０は、基板反転装置１において、支持体３０とＺ−Ｙ平面に対して対称に動作する。つまり、支持体２２０では、回動部材４６は、Ｘ−Ｚ平面においてＸ軸負側へ移動、つまり、左回りに回動する。上記した支持体３０の回動と同様に、支持体２２０は、連携機構４２により回動方向が変換され、回動部材４６の回動方向とは反対のＸ−Ｚ平面においてＸ軸正側へ移動、つまり、右回りに回動する。これにより、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、接続軸４７は支持軸４５に対して接近および離間するように回動する。そして、図３（ｄ）に示すように、第２の位置において、支持体３０と支持体２２０とは、互いに向き合う。

基板反転装置１が図３（ｄ）に示す状態である場合、吸着部１０から吸着部２１０へ分離対象Ｑが受け渡される。吸着部１０は、分離対象Ｑの面ＱＡ側を吸着している。よって、吸着部２１０は、面ＱＡとは反対側の面ＱＢを吸着する。

支持体３０から支持体２２０へ分離対象Ｑが受け渡されると、支持体３０および支持体２２０は、第２の位置から第１の位置へ戻る。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、支持体２２０側の回動部材４６は、右回りに回動する。これにより、支持体２２０は、その反対の左回りに回動して、載置面２ｄに向き合う、つまり、第１の位置に位置付けられる。図４（ｃ）に示すように、支持体２２０は、載置面２ｄに分離対象Ｑを載置する。このとき、分離対象Ｑの面ＱＡが載置面２ｄに当接する。このように、基板反転装置１は、分離対象Ｑが支持体３０から支持体２２０へ受け渡されるタイミングで、基板Ｐの分割要素の表裏反転を行うことができる。

分離対象Ｑを受け渡した後の吸着部１０は、基板分離装置１００の回動部材４６が第２の位置から左回りに回動し、支持体３０は右回りに回動して、載置面２ｄに向き合う位置すなわち第１の位置に位置する。このようにして、分離対象Ｑは表裏反転される。

［基板分離装置の構成］
次に、実施形態に係る基板分離装置１００について、図５〜図７を参照して詳細に説明する。図５（ａ）は、実施形態に係る基板分離装置１００の一部拡大図であり、吸着部１０および押圧部２０を説明するための斜視図である。図５（ｂ）は、実施形態に係る基板分離装置１００の一部拡大図であり、吸着部１０および押圧部２０を説明するため、図５（ａ）をＺ軸負側から見た斜視図である。

図５（ａ）および（ｂ）に示すように、支持体３０には複数の孔が設けられており、吸着部１０および押圧部２０は、支持体３０を介してＺ軸負側に位置するように、これらの孔に通されて、取り付けられる。エアーシリンダ５０の内部には、ピストンロッド５１と、スプリング５２と、がシリンダ５３に収容されており、ピストンロッド５１のＺ軸負側の端部に押圧部２０が接続されている。また、実施形態に係る基板分離装置１００では、エアーシリンダ５０は、単動型のエアーシリンダである。

吸着部１０および押圧部２０のそれぞれは、管で空圧源に接続されており、空圧源から圧力を付与される。なお、管および空圧源は不図示である。また、図５（ａ）および（ｂ）では、吸着部１０とエアーシリンダ５０とが管状の部材で繋がっているように示されているが、これについては、後で説明する。ここでは、吸着部１０とエアーシリンダ５０とは、別の管で接続されているとして説明する。

吸着部１０に空圧源から負圧が付与されると、吸着部１０は分離対象Ｑを吸着する。空圧源から負圧の付与が停止される、或いは、正圧が付与されると、吸着部１０と分離対象Ｑとの吸着状態が解除されるため、分離対象Ｑは吸着部１０から離れ易くなる。

押圧部２０が端材Ｒに当接していない状態では、エアーシリンダ５０のピストンロッド５１は、シリンダ５３の内部に完全に収容されており、スプリング５２でＺ軸正側に付勢されている。エアーシリンダ５０に、空圧源から負圧が付与されると、ピストンロッド５１はＺ軸負方向に移動する。これにより、押圧部２０が端材Ｒに当接する。エアーシリンダ５０は、吸着部１０が分離対象Ｑに当接したときの支持体３０と吸着部１０との間の距離よりも長いストロークで押圧部２０を支持体３０に対して移動させるよう構成される。

図６は、実施形態に係る基板分離装置１００の吸着部１０、押圧部２０、および支持体３０の配置を説明するための図であり、Ｚ軸負側から見た平面図である。実施形態に係る基板分離装置１００では、１回の分離作業において、分離可能な分割要素は１０枚である。ここで、分離対象Ｑは、基板Ｑ１〜Ｑ１０であるとして説明する。

図６に示すように、支持体３０は、合計で１２枚設けられており、説明のため、Ｙ軸負側から順に、支持体３０Ａ〜３０Ｌとする。このうち、支持体３０Ｂ〜３０Ｅおよび３０Ｈ〜３０Ｋは、同一のサイズである。支持体３０Ａ、３０Ｆ、３０Ｇ、および３０Ｌは、支持体３０ＢをＸ軸に対して二等分したサイズである。支持体３０Ｂには、吸着部１０がＹ軸負側および正側に３つずつ、Ｘ軸方向に等間隔に配置され、押圧部２０がＸ軸負側および正側に２つずつ、Ｙ軸方向に等間隔に配置され、吸着部１０の間であってＸ軸方向に等間隔に３つ配置される。このように、支持体３０Ｂ〜３０Ｅおよび３０Ｈ〜３０Ｋには、吸着部１０が６つ、押圧部２０が７つ設けられている。これに対して、支持体３０Ａには、吸着部１０がＸ軸方向に等間隔に３つ配置され、それぞれの吸着部１０に隣接して押圧部２０が配置されている。また、押圧部２０は、Ｘ軸負側および正側に１つずつ配置されている。このように、支持体３０Ａ、３０Ｆ、３０Ｇ、および３０Ｌには、吸着部１０が３つ、押圧部２０が５つ設けられている。

このような支持体３０Ａ〜３０Ｌは、Ｙ軸方向に並べられる。支持体３０Ａ〜３０Ｌのそれぞれには、固定部４８３が設けられており、この固定部４８３に軸４８２が通されるため、支持体３０Ａ〜３０Ｌは、一体的に回動することが可能となる。この様子は、図１および図２に示されている。このような支持体３０は、隣り合う支持体３０に設けられている合計６つの吸着部１０よって１枚の分離対象Ｑを吸着する。たとえば、図６の実線で示すように、分離対象Ｑ１は、支持体３０Ａおよび３０Ｂに設けられている合計３つの吸着部１０で吸着される。同様に、支持体３０Ｂおよび３０Ｃ、３０Ｃおよび３０Ｄ等を組み合わせて、基板Ｑ１〜Ｑ１０は吸着される。図６の破線で示すように、基板Ｑ１〜Ｑ１０のそれぞれの基板の間や周囲にある端材Ｒは、押圧部２０に押圧される。

このように、実施形態に係る基板分離装置１００においては、吸着部１０と押圧部２０の組が、１列に並ぶ複数の分離対象Ｑにそれぞれ対応するように設けられている。そして、分離対象Ｑの枚数に応じて複数の支持体３０が接続されるため、各支持体３０を同時に移動させることができる。

なお、分離対象Ｑの枚数やサイズは適宜変更可能であり、分離対象Ｑの枚数やサイズに応じて、支持体３０の枚数やサイズ、また、吸着部１０および押圧部２０の個数や配置の仕方も変更可能である。

続いて、基板分離装置１００による基板Ｐの分離対象Ｑと端材Ｒとの分離について説明する。図７（ａ）〜（ｅ）は、実施形態に係る基板分離装置１００の動作を模式的に示す正面図である。なお、図７（ａ）〜（ｅ）では、スプリング５２は省略している。

図７（ａ）に示すように、支持体３０が第１の駆動部４０に駆動されて、基板Ｐに接近すると、吸着部１０は、押圧部２０が端材Ｒに当接するより先に、基板Ｐの分離対象に当接する。このとき、エアーシリンダ５０は、駆動を待機している状態であるため、スプリング５２がピストンロッド５１をＺ軸正側に付勢している。

図７（ｂ）に示すように、吸着部１０に空圧源から負圧が付与されると、吸着部１０は分離対象Ｑの吸着を開始する。一方、吸着部１０に負圧が付与されるのと同時に、エアーシリンダ５０に空圧源から負圧が付与され、ピストンロッド５１はＺ軸負方向に移動して、押圧部２０は端材Ｒに当接する。

図７（ｃ）に示すように、支持体３０の移動とともに、吸着部１０は分離対象Ｑを吸着した状態でＺ軸正側に移動する。エアーシリンダ５０は、支持体に設けられているため、支持体３０の移動とともに、つまり、吸着部１０と同様に、Ｚ軸正側に移動する。しかし、ピストンロッド５１は、エアーシリンダ５０の駆動により、Ｚ軸負側にストロークの上限の位置まで移動し続ける。このため、押圧部２０は、端材Ｒに当接した状態を維持する。このとき、分離対象Ｑと端材Ｒとは、分離対象ＱがＺ軸正側へ移動するにつれて分離する。

図７（ｄ）に示すように、分離対象Ｑが端材Ｒと完全に分離する。ピストンロッド５１がストロークのＺ軸負側における上限位置に達してない場合、エアーシリンダ５０に負圧が継続して付与され、ピストンロッド５１はＺ軸負方向へ移動し、押圧部２０は端材Ｒを押圧し続ける。

図７（ｅ）に示すように、ピストンロッド５１がストロークのＺ軸負側における上限位置まで移動すると、エアーシリンダ５０への負圧の付与が停止される。このため、ピストンロッド５１は、Ｚ軸正側へ移動する。このとき、スプリング５２は、Ｚ軸正方向へ復帰し、ピストンロッド５１のＺ軸正側への移動を補助する。このようにして、押圧部２０は、支持体３０に対して図７（ａ）と同様の位置に位置する。ピストンロッド５１およびスプリング５２も、図７（ａ）と同様にシリンダ５３内に位置する。

上記のように、吸着部１０および押圧部２０により、基板Ｐの分離対象Ｑと端材Ｒとは分離される。なお、図７（ａ）〜（ｅ）では、支持体３０がＺ軸正側に移動している要素を模式的に示しており、支持体３０の詳細な動作は、［基板の反転動作］の箇所で説明したとおりである。

［基板反転装置の動作］
次に、基板反転装置１の動作について説明する。図８は、基板反転装置１の構成を示すブロック図である。図８に示すように、基板反転装置１は、基板載置部２と、圧力付与部３と、基板分離装置１００と、基板搬出装置２００と、を備え、さらに、入力部５と、検出部６と、制御部７と、を備える。

入力部５は、基板反転装置１に表裏反転させる基板Ｐの数を受け付ける。検出部６は、基板分離装置１００の支持体３０および基板搬出装置２００の支持体２２０の位置を検出する。上記のとおり、支持体３０および支持体２２０は、第２の位置で基板Ｐの分離対象Ｑを挟んで互いに向き合うことによって、分離対象Ｑの反転および受け渡しが行われる。そのため、検出部６により、支持体３０および支持体２２０の位置を検出し、両者が第１の位置と第２の位置とに位置するタイミングを制御する。検出部６は、支持体３０および支持体２２０の位置を適切に検出できればよく、たとえば、センサや、撮像装置等を使用することができる。

制御部７は、ＣＰＵ等の演算処理回路や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等のメモリを含んでいる。制御部７は、メモリに記憶されたプログラムに従って各部を制御する。

また、基板分離装置１００の吸着部１０および押圧部２０には、弁駆動部６０が備えられる。弁駆動部６０は、吸着部１０に対して、負圧と正圧との切り替えを行い、押圧部２０に対しては、負圧の付与の切り替えを行う。基板搬出装置２００にも、弁駆動部２４０が備えられており、吸着部２１０に対して、負圧と正圧との切り替えを行う。

図８は、実施形態に係る基板反転装置１の動作を示すフローチャートである。この制御は、図７に示した制御部７が実行する。また、図８のフローチャートにおいて、「スタート」時の基板反転装置１の状態は、基板分離装置１００に基板Ｐが搬入され、基板載置部２ａに載置された状態である。

ステップＳ１１では、制御部７は、圧力付与部３に、基板Ｐに対して負圧を解除または正圧を付与させる。これにより、基板載置部２ａと基板Ｐとの吸着状態は解除されるため、基板Ｐは基板載置部２ａから離れ易くなる。

ステップＳ１２では、制御部７は、第１の駆動部４０に基板分離装置１００の支持体３０を回動させる。これにより、支持体３０に設けられている吸着部１０は、図７（ｂ）に示すように、基板Ｐの分離対象Ｑに当接する。

ステップＳ１３では、制御部７は、空圧源による負圧を吸着部１０に付与させるため、弁駆動部を切り替えさせる。これと同時に、制御部７は、空圧源による負圧をエアーシリンダ５０に付与させるため、弁駆動部を切り替えさせる。これにより、吸着部１０は基板Ｐの分離対象Ｑを吸着するとともに、押圧部２０は端材Ｒに当接する。エアーシリンダ５０の駆動により、ピストンロッド５１がＺ軸負側に移動して、押圧部２０は端材Ｒを押圧する。この場合の吸着部１０および押圧部２０の様子は、図７（ｂ）に示されている。

ステップＳ１３においては、図７（ｃ）および（ｄ）に示すように、支持体３０の回動に伴い、基板Ｐの分離対象Ｑを吸着した状態で吸着部１０は回動する。支持体３０の回動に伴い、エアーシリンダ５０も回動するが、ピストンロッド５１が端材Ｒの方に向かって移動し続けるため、押圧部２０は端材Ｒを押圧し続ける。この場合の吸着部１０および押圧部２０の様子は、図７（ｃ）および（ｄ）に示されている。

ステップＳ１４では、制御部７は、ピストンロッド５１はストローク範囲の上限位置まで移動したか否か判定する。ステップＳ１４がＹＥＳの場合、ステップＳ１５で、制御部７は、弁駆動部６０に、空圧源からエアーシリンダ５０への負圧の付与を停止するため、弁を切り替えさせる。この場合の吸着部１０および押圧部２０の様子は、図７（ｅ）に示されている。これに対し、ステップＳ１４がＮＯの場合、ピストンロッド５１がストローク範囲の上限位置に移動するまで、押圧部２０は端材Ｒを押圧し続ける。

ステップＳ１１〜Ｓ１５の間、制御部７は、第１の駆動部４０を駆動させて、基板分離装置１００の支持体３０を第１の位置から第２の位置へ回動させている。また、制御部７は、駆動部２３０を駆動させて、基板搬出装置２００の支持体２２０を第１の位置から第２の位置へと回動させている。なお、支持体３０と支持体２２０との回動に関しては、図３および図４に基づいて、上記にて説明したとおりである。

ステップＳ１６では、支持体３０と支持体２２０とが第２の位置で互いに向き合った場合、制御部７は、弁駆動部６０に、空圧源から吸着部１０への負圧の付与を停止するため、弁を切り替えさせる。この場合、制御部７は、吸着部１０に正圧を付与するように弁駆動部６０を切り替えさせてもよい。また、制御部７は、弁駆動部２４０に、空圧源から吸着部２１０へ負圧を付与させるため、弁を切り替えさせる。これにより、第２の位置において、基板分離装置１００から基板搬出装置２００へ分離対象Ｑの受け渡しが行われる。

ステップＳ１７では、制御部７は、弁駆動部６０に、空圧源から吸着部２１０への負圧の付与を停止するため、弁を切り替えさせる。この場合、制御部７は、吸着部２１０に正圧を付与するように弁駆動部６０を切り替えさせてもよい。これにより、基板搬出装置２００の支持体２２０が基板載置部２ｂに接近し、載置面２ｄに向き合ったとき、吸着部２１０から分離対象Ｑが離反し易い。

ステップＳ１８では、制御部７は、表裏反転すべき基板Ｐがあるか否か判断する。表裏反転すべき基板Ｐが用意されている場合、ステップＳ１１〜Ｓ１７のステップが再び行われる。ステップＳ１８で、表裏反転すべき基板Ｐが無い場合、基板反転装置１による基板Ｐの分離対象Ｑの表裏反転は終了する。

＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。

図１および図２に示すように、基板反転装置１において、基板分離装置１００の支持体３０と、基板搬出装置２００の支持体２２０とがＹ軸に対称に動作する。また、支持体３０と支持体２２０とに対し、同一の構成の連携機構４２を適用している。よって、基板反転装置１を容易に構成することができる。

図３（ａ）〜（ｄ）および図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板Ｐの表裏反転は、第１の位置と第２の位置との間で行われている。連携機構４２において、仮に、連結部４４が設けられていなかった場合、図３（ａ）の状態では、回動部材４６の右回りの回動により、支持体３０も右回りに回動する。この場合、回動部材４６が１８０度回動しなければ、基板Ｐは表裏反転されない。このため、基板反転装置１は、水平方向および垂直方向にスペースが必要となる。これに対し、本実施形態に係る基板反転装置１の連携機構４２は、図１に示すように、支持軸４５、回動軸４６１、および接続軸４７を備え、支持軸４５と接続軸４７との間には、直線移動可能な軸４４２を備える。これにより、回動部材４６の回動方向とは反対の方向に第１吸着部１０１を回動させることができる。つまり、連携機構４２により、吸着部１０の回動方向の変換が行われる。このため、吸着部１０は、回動範囲が９０度程度でよくなり、第２の位置で基板を反転させることができる。よって、基板の反転をより小さなスペースで行うことができる。

また、第２の位置で基板Ｐを受け渡すと同時に、基板Ｐの表裏反転が行われる。よって、効率的に基板Ｐを反転させることができる。

図７（ａ）〜（ｅ）に示すように、支持体３０に吸着部１０およびエアーシリンダ５０が設けられている。このように、吸着部１０と押圧部２０とが支持体３０の移動とともに一体的に移動する構成であるため、吸着部１０と押圧部２０を互いに基板Ｐに対して接近させることができる。よって、基板分離装置１００の小型化を図ることができる。

また、ピストンロッド５１は、ストローク範囲内で移動するため、吸着部１０が分離対象Ｑを吸着した後、支持体３０を分離対象Ｑから離間させて吸着部１０を移動させても、引き続き、押圧部２０は端材Ｒに当接する。よって、押圧部２０で端材Ｒを押さえながら、分離対象Ｑを確実かつ円滑に分離させることができる。

図７（ｅ）に示すように、エアーシリンダ５０に付与する負圧を解除すると、スプリング５２により、ピストンロッド５１は引込み位置に移動する。よって、押圧部２０を端材Ｒから素早く離間させることができる。このように、押圧部２０をより簡易に制御することができる。

＜実施形態の変更例＞
上記の実施形態に係る基板分離装置１００では、吸着部１０とエアーシリンダ５０とは、別々の管で空圧源に接続されていた。変更例に係る基板分離装置１００では、この管を共通の管として構成する。つまり、吸着部１０と空圧源とを接続する管は、エアーシリンダ５０にも接続される。

このように構成した場合、吸着部１０に負圧を付与すると、自動的にエアーシリンダ５０にも負圧を付与することとなる。よって、基板分離装置１００の構成を簡素化できる。

なお、上記の実施形態に係る基板分離装置１００において、エアーシリンダ５０を電磁弁と接続してもよい。電磁弁を使用した場合、エアーシリンダ５０に負圧を付与するタイミングや負圧に付与を停止するタイミングを、より細かく制御することができる。

また、上記の実施形態に係る基板分離装置１００は、基板を反転させる装置に適用したが、基板分離装置１００を単独で使用しても構わない。この場合、たとえば、昇降部材を支持体３０に設けて、昇降部材をモータ等により駆動するよう構成できる。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１…基板反転装置
２…基板載置部
２ａ、２ｂ…基板載置部
２ｃ、２ｄ…載置面
１０…吸着部
２０…押圧部
３０…支持体
４０…第１の駆動部
５０…第２の駆動部（エアーシリンダ）
５１…ピストンロッド
５２…スプリング
１００…基板分離装置
２００…基板搬出装置
Ｐ…基板
Ｑ…分離対象
Ｒ…端材

Claims (6)

1. 複数に分割された基板から一部を分離する基板分離装置であって、
   分離対象を吸着するための吸着部と、
   前記分離対象の隣接位置を押圧するための押圧部と、
   前記吸着部を支持する支持体と、
   前記支持体を前記基板に対して接近および離間させる第１の駆動部と、
   前記支持体に設けられ、前記押圧部を前記基板に対して接近および離間させる第２の駆動部と、を備え、
   前記第２の駆動部は、前記吸着部が前記基板の前記分離対象に当接したときの前記支持体と前記吸着部との間の距離よりも長いストロークで前記押圧部を前記支持体に対して移動させる、
   ことを特徴とする基板分離装置。
2. 請求項１に記載の基板分離装置において、
   前記第２の駆動部は、エアーシリンダであり、前記エアーシリンダのピストンロッドに前記押圧部が接続されている、
   ことを特徴とする基板分離装置。
3. 請求項２に記載の基板分離装置において、
   前記エアーシリンダは、スプリングの弾性力により前記ピストンロッドを引込み位置に移動させる単動型のエアーシリンダである、
   ことを特徴とする基板分離装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載の基板分離装置において、
   前記吸着部と前記押圧部の組が、１列に並ぶ複数の前記分離対象にそれぞれ対応するように設けられている、
   ことを特徴とする基板分離装置。
5. 請求項４に記載の基板分離装置において、
   前記第１の駆動部は、各組の前記支持体が接続された共通の部材を移動させて、各組の前記支持体を同時に移動させる、
   ことを特徴とする基板分離装置。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載の基板分離装置において、
   前記押圧部は、前記分離対象の周囲に複数設けられ、
   前記複数の押圧部が、それぞれ、前記分離対象の周囲の複数の箇所を押さえる、
   ことを特徴とする基板分離装置。

Images