JP2020007104A - 基板搬送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】基板が変形していたとしても、基板が装置に詰まることや、脱落することなく搬送可能とする搬送機構を提供する。【解決手段】搬送方向に垂直な水平方向に対して傾斜する平面支持体の上面に配設された複数のボールローラと、平面支持体の下部端部付近に搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する回転駆動手段とを有し、前記ボールローラのボール頭頂部において基板裏面部を支持し、前記ボールローラのボールの回転によって、前記ボール頭頂部を含む面（搬送面）で、基板が搬送され、前記搬送ローラは基板下部端部側面を支持し、回転駆動手段によって搬送ローラが回転駆動され、搬送方向に基板を搬送することを、特徴とする基板搬送機構。【選択図】図３

Description

本発明は、プリント配線基板などの基板搬送機構に関する。

プリント配線基板の製造に使用する液処理槽や熱オーブンチャンバーには、基板を水平方向に搬送するため、水平等間隔に配置された複数本の搬送ローラが取り付けられていて、そのローラが基板の下面を支持するように接しつつ、回転することにより基板を搬送する（特許文献１参照）。

図１は従来の搬送機構で平坦な基板１０を搬送するため基板１０を載置した状態を示している。図１（ａ）および（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は平面図である。図１に示すように基板１０の下部に位置する搬送ローラは全て基板１０に接触しているので、基板１０を直線的（方向ａ）に搬送することが可能である。

次に、図２は従来の搬送機構で、反りやたわみが入り変形した基板１１を搬送するため基板１１を載置した状態を示したものである。図２（ａ）および（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は平面図である。基板１１は基板が変形しているため基板１１の下部に位置する搬送ローラ３０の一部（図２ｄ）は基板１１と接触していない。この状態で搬送すると、基板１１は搬送機構上を蛇行したり、本来規定した搬送ラインから逸脱し搬送が不安定になる。基板の搬送が不安定になると、前後の基板が交錯して装置内で詰まる、あるいは基板がラインから落下すると、その回復のため装置の停止することになるので、装置の生産性を低下させていた。

そこで、基板１１のように変形した基板であっても、確実に搬送可能な搬送機構が望まれていた。

特許第４５１２４４１号公報

本発明は、基板の製造装置に適用可能な、変形した基板を蛇行なく搬送可能とする機構を提供することを目的する。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に係る発明は、基板を水平方向に搬送する基板搬送機構であって、搬送方向の軸に水平に直交する方向に対して傾斜する平面支持体と、前記平面支持体の上面に配設された複数のボールローラと、前記平面支持体の端部に前記搬送方向の軸に平行に配置設置された搬送ローラと、前記搬送ローラを回転駆動する回転駆動手段とを備え、基板が投入されると、前記平面支持体が搬送方向の軸に水平に直交する方向に対して傾斜することで、基板が前記ボールローラ上を移動し、前記基板の端部が前記搬送ローラに当接することにより、前記回転駆動手段の搬送力が前記基板端部に伝達されることにより、搬送がなされることを特徴とする基板搬送機構である。

請求項２に係る発明は、前記搬送ローラが有する重量測定部と、前記平面支持体を傾斜
させる昇降機構部と、前記重量測定部によって得られた基板重量測定結果により、水平に対する基板搬送面角度を決め、その前記基板搬送面角度になるように昇降機構部と制御信号をやりとりする制御部と、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送機構である。

本発明の搬送機構を用いることで、基板の変形の有無に係らず、基板の安定した搬送が可能となるため、高い基板生産性が得られるという効果が得られる。

は従来の搬送機構で平坦な基板の搬送を模式的に説明する図である。（ａ）、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面図である。 は従来の搬送機構に変形した基板の搬送を模式的に説明する図である。（ａ）、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面図である。 は本発明の実施形態の搬送機構の模式的側面断面図である。 は本発明の実施形態で用いるボールローラの概略斜視図である。 本発明の実施形態の搬送機構と平坦な基板の関係を示す模式的側面断面図である。（ａ）は本発明の搬送機構に基板が投入された状態を示した図であり、（ｂ）は基板の端部が搬送ロールに接し、搬送される状態を示した図である。 本発明の実施形態の搬送機構と変形した基板の関係を示す模式的側面断面図である。（ａ）は本発明の搬送機構に基板が投入された状態を示した図であり、（ｂ）は基板の端部が搬送ロールに接し、搬送される状態を示した図である。 本発明の実施形態の搬送機構に基板が投入されてから、搬送が始まるまでの経過を模式的に説明する上面図である。（ａ）本発明の搬送機構に基板が投入された直後の状態を示した模式的上面図であり、（ｂ）基板の端部の一部が搬送ローラに当接した状態を示した模式的上面図である。 図７の続きである。（ｃ）基板が搬送ローラに当接した部分を基点に回転する状態を示した図であり、（ｄ）基板の端部が複数の搬送ローラに接した状態を示した図である。 本発明の搬送機構の概略フローを示した図である。

以下、本発明の実施形態の基板搬送機構について添付図面を参照して説明する。

図３は本発明の実施形態における基板搬送機構１００を示したものである。基板搬送機構１００の平面支持体２３には、基板が搬送される部分に複数のボールローラ２１が、そして、ボールローラ２１が設けられたエリアの外側には搬送ローラ２５が設けられている。

本発明の搬送機構に基板が投入されると、図示しないセンサにより制御部に基板の搬送開始があったことを通知する。そして、搬送ローラ２５は図示しない水平方向に動く機構を介して平面支持体２３に取り付けられ、その平面支持体２３には搬送ローラ２５の軸にかかる基板の重量を測定する重量測定部として重量測定部（ロードセル）５０が設置されている。

また、基板搬送機構１００は、平面支持体２３を傾斜させるための昇降機構部５５、制御部６０を備え、制御部６０は、重量測定部（ロードセル）５０から出力データを収集し、その出力から重量データに変換し、その重量データから基板の搬送可否の判断を行い、
平面支持体２３を傾斜させるため、昇降機構部５５を動作させるための信号の送受信を行う。

本実施例の昇降機構部５５には、制御部６０の信号に応じて、シャフトを伸縮するエアシリンダ装置を用いた。この昇降機構部５５はエアシリンダ装置に限定されるものではなく、ボールねじを使う機構などを用いることも可能である。

搬送方向ａに垂直な水平方向に対して傾斜する平面支持体２３の上面に配設された複数のボールローラ２１と、平面支持体２３の下部端部付近に搬送ローラ２５と、搬送ローラ２５を回転駆動する回転駆動手段（不図示）とを有する。

図４はボール２１を有するボールローラ２０の概略斜視図である。ボール２１はボールローラ２０のボール受け２２に回転可能に設置されており、複数のボールローラ２０が平面支持体２３に設置されている。

ボールローラ２０はローラ頭頂部２４において基板１０が搬送される際に基板１０の裏面部を支持する。また、搬送ローラ２５は基板１０下部端部側面を支持し、回転駆動手段（不図示）によって搬送ローラ２５が回転駆動され、搬送方向ａに基板１０を搬送する。

次に、図を用いて基本動作を説明する。

＜平坦な基板の場合＞
図５は本発明の実施形態の搬送機構と平坦な基板１０の関係を示す模式的側面断面図である。搬送機構に基板が投入された時、基板１０は複数のボールローラ２０上に水平に置かれる（図５（ａ））。平面支持体２３を搬送方向の軸に水平に直交する方向に対して傾斜させると、搬送面４０が水平に対して傾斜角θで傾斜しているので、基板１０の自重により、基板１０は搬送面４０の傾斜下方向に、直進して滑り落ち、搬送ローラ２５に接触し（図５（ｂ））、搬送ローラ２５が回転駆動されると、搬送方向ａに基板１０が搬送される。

＜変形した基板の場合＞
図６は本発明の実施形態の搬送機構による変形した基板１１の搬送を示す模式的側面断面図である。本発明の搬送機構による搬送を模式的に説明する。搬送機構に基板が投入された時、基板１１はボールローラ２０上に水平に置かれる（図６（ａ））。平面支持体２３を搬送方向の軸に水平に直交する方向に対して傾斜させると、搬送面４０が水平に対して傾斜角θで傾斜しているので、基板１０の自重により、基板１０は搬送面４０の傾斜下方向に滑り落ち、搬送ローラ２５に接触する（図６（ｂ））。変形した基板１１の場合は、基板１１が複数のボールローラ２０上に均等な加重で置かれないので、下記に説明する動きをする。

図７、図８は本発明の実施形態の搬送機構に基板が投入されてから、搬送が始まるまでの経過を模式的に説明する上面図である。

まず、搬送面４０が水平に対して傾斜しているので、基板１０の自重により、基板１０は搬送面４０の傾斜下方向に滑り落ち、搬送ローラ２５に接触する。基板１０が搬送方向に対して斜向していても（図７（ａ））、基板１０は搬送面４０の傾斜下方向に滑り落ち、基板一部が平面支持体２３の下部端部付近の搬送ローラ２５に到達する（図７（ｂ））。搬送ローラ２５に基板１０の一部が接触すると、自重により、基板１０は回転し（図８（ｃ）回転方向e）、最終的には基板の下側側面全体が、複数個の搬送ローラ２５に接するようになる（図８（ｄ））。

搬送ローラ２５が回転駆動されると、搬送方向ａに基板１１が搬送される。

凹凸を有する変形した基板１１は、上記のような動作により、搬送ラインで、搬送停止や蛇行などの進行を起こすことなく搬送される。

また、変形した基板１１の端部における凹凸があっても、搬送ローラ２５の軸方向の長さがあるため搬送ローラ２５のいずれかの部分と接することができ、搬送ローラの駆動回転により、基板１１を搬送できる。

＜搬送機構フロー＞
次に本発明の搬送機構における制御部６０の動作を説明する。図９は本発明の搬送機構の概略フローである。

以下の（Ｓ０）から（Ｓ９９）で示されるフローで搬送動作を行う。
（Ｓ０：開始）制御部６０を起動する。このとき、搬送可能と判断するため、搬送可能と判断するための重量値（基準値）と許容値と搬送可能と判断するロードセルの個数値（個数しきい値）を制御部６０に予め設定しておく。
（Ｓ１：基板投入）基板１０ないし基板１１を搬送エリアに投入する。
（Ｓ２：基板投入検知）基板１０ないし基板１１の投入位置に設置した光学センサを監視していた制御装置が検知する。基板の投入を検知した制御部は昇降機構部５５に平面支持体２３を傾かせる信号を送る。
（Ｓ３：搬送可能となるまで待機）制御部６０は、各ロードセルの出力を受けとり、それぞれについてロードセルの出力を重量値に変換し、変換した重量値と基準値の差分を算出し、差分と許容値を比較し、差分が許容値より小さいロードセルの個数をカウントする
ことを繰り返し、カウント数が個数しきい値となるまで待機する。また、一定時間経過した後も、許容範囲内となったロードセルの個数が搬送可能とするロードセルの個数に満たない場合は、制御装置は、搬送装置の異常通知手段（不図示）を動作させて、動作フローを停止する。
（Ｓ４：搬送ローラ駆動、基板搬送）搬送ローラの駆動系（不図示）を起動し、搬送を開始する。制御部はロードセルの出力を監視し、各ロードセルの出力がゼロになると基板が装置から排出されたと判断し、搬送ローラの駆動系（不図示）を停止する。また、一定時間以内に、各ロードセルの出力がゼロにならない場合は、基板が滞留していると判断し、搬送装置の異常通知手段（不図示）を動作させて、動作フローを停止する。
（Ｓ９９：終了）制御部６０は平面支持体２３を水平に戻して動作を終了する。

基板１０ないし基板１１が、薄く軽量な場合、搬送面の傾斜角θが大きいと、基板１０ないし基板１１の自重により、基板１０ないし基板１１の端面を、搬送ローラ２５に強く押し付け、基板１０ないし基板１１の端面が反ってしまう危険性があるが、本発明においては、基板１０ないし基板１１の重量に応じて、最適な傾斜角θにするため、基板の端部の変形を軽減して搬送できる。

本発明の搬送装置によれば、搬送ローラによって、基板を搬送する駆動力が伝達されるため、基板が変形した形状となっていたとしても、搬送ローラに基板の端が接触するため、基板の搬送が安定し、搬送装置から基板の逸脱がなくなるので、連続した動作が可能となる。

１０・・・基板
１１・・・基板
２０・・・ボールローラ
２１・・・ボール
２２・・・ボール受け
２３・・・平面支持体
２４・・・ボール頭頂部
２５・・・搬送ローラ
３０・・・搬送ローラ
３１・・・ローラ軸
４０・・・複数のボール頭頂部が通過する面
５０・・・重量測定部（ロードセル）
５５・・・昇降機構部
５６・・・昇降機構部上部
６０・・・制御部
１００・・・基板搬送機構
ａ・・・進行方向
ｂ・・・すべり方向
ｃ・・・搬送方向
ｄ・・・接触をしていない箇所
ｅ・・・回転方向
θ・・・基板搬送面角度

Claims (2)

1. 基板を水平方向に搬送する基板搬送機構であって、
   搬送方向の軸に水平に直交する方向に対して傾斜する平面支持体と、
   前記平面支持体の上面に配設された複数のボールローラと、
   前記平面支持体の端部に前記搬送方向の軸に平行に配置設置された搬送ローラと、
   前記搬送ローラを回転駆動する回転駆動手段と
   を備え、
   基板が投入されると、前記平面支持体が搬送方向の軸に水平に直交する方向に対して傾斜することで、基板が前記ボールローラ上を移動し、前記基板の端部が前記搬送ローラに当接することにより、前記回転駆動手段の搬送力が前記基板端部に伝達されることにより、搬送がなされることを特徴とする基板搬送機構。
2. 前記搬送ローラが有する重量測定部と、
   前記平面支持体を傾斜させる昇降機構部と、
   前記重量測定部によって得られた基板重量測定結果により、水平に対する基板搬送面角度を決め、その前記基板搬送面角度になるように昇降機構部と制御信号をやりとりする制御部と、
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送機構。

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