JP2021115723A - 基板把持機構および基板加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みによらず基板を好適に把持できる把持機構を提供する。【解決手段】基板端部の把持機構１００が、内部にピストンが移動する往復動式のエアシリンダー１０と、固定的に配置された上爪部２１と回動軸２５ａ周りに回動可能に設けられた下爪部２４との間で基板を把持する把持部２０と、を備え、下爪部２４は、ロッド１１を介してピストンと連結されてなり、エアシリンダー１０内に対する圧縮空気の送入に伴い回動することによって下爪部２４から上爪部２１に向けて生じる付勢力によって、基板が把持されるようになっており、エアシリンダー１０内に圧縮空気が送入された状態であってかつ基板を把持しない状態を初期状態とするとき、上爪部２１と下爪部２４の一方の基板を把持する部分に、初期状態において上爪部と下爪部の他方と当接する第１の部分と、上爪部と下爪部の他方から離隔する第２の部分と、からなる段差が設けられてなる、ようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、基板を把持する機構に関し、特に、ガラス基板などの脆性材料基板に対し分断その他の加工を行う装置において、基板端部を把持する機構に関する。

ガラス基板などの脆性材料基板（マザー基板）を分断する装置は広く知られており、そうした装置の中には、外部から搬入された基板を、水平面内において搬送方向に直交する方向に所定の間隔にて配置された複数の基板支持搬送機構にて下方支持するともに、その後端部を、所定の間隔にて配置された複数の把持機構（クランプ機構）にて把持（クランプ）するものがある。

基板支持搬送機構としては、搬送方向を含む鉛直面内で回転自在でありかつ上端部で基板を支持する複数のローラ（従動ローラ）を搬送方向に沿って複数配列した構成のコンベアや、搬送方向に周回するように配置されかつ上面に基板を支持可能とされてなるベルトなどが例示される（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

基板の搬送は、前者の場合であれば、基板を把持した複数の把持機構が搬送方向に移動することに伴い、基板を支持するローラが従動回転することによりなされる。後者の場合であれば、基板を把持した複数の把持機構の搬送方向への移動に同期してベルトが周回することによりなされる。

また、把持機構として、圧縮空気の送り込みと排出とによって把持のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるものが公知である（例えば、特許文献２参照）。

特許第４４６４９６１号公報 特開２０１６−８３８２２号公報

一の基板分断装置において、種々の厚みの脆性材料基板を分断したいというニーズがある。その場合、把持機構によって基板を把持する際に、基板の厚みに応じた適切な把持力で基板を把持することが求められる。薄い基板を過剰に強い力にて把持した場合、基板が変形したり破損したりすることになり、好ましくない。一方で、把持力を弱くしすぎると、厚みのある基板を好適に把持できず、やはり好ましくない。

そのため従来は、例えば、１枚のガラス基板（単板）の分断と、２枚あるいはそれ以上のガラス基板を貼り合わせてなる貼り合わせ基板の分断とを、一の基板分断装置にて分断するような場合には、厚みの違いの程度によっては、単板を把持する場合と、貼り合わせ基板を把持する場合とで、把持機構における把持力を違える必要があった。

そのように厚みの異なる脆性材料基板が分断対象として混在する例として、液晶パネル用の基板の分断がある。係る基板の分断に際しては、端部において２枚のガラス基板の端面が揃っている場合と、端子部と呼ばれる、上下の基板で端面の位置が異なり端部において段差のある場合とが混在することがある。前者の場合は当然、端部は貼り合わせ部分となっているが、後者の場合、端部は事実上単板となっている。そのため、本来的には、それぞれを好適に把持する場合もやはり、把持力を調整することが望まれる。

しかしながら、作業効率上、都度の把持力調整は煩雑である。特に、サイズの大きな一の基板を複数の把持機構にて把持する場合に係る煩雑さが顕著となる。そのため、実際の局面では、貼り合わせ部分について把持可能な最低限度の把持力を設定することで、端子部の把持にも対処するという態様を採用するに留まることも、少なくない。ところがこの場合はむしろ、貼り合わせ部分の把持が好適に行われないことがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、把持対象となる基板の厚みに応じた都度の把持力調整を行わずとも、基板を好適に把持できる、基板加工装置用の把持機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板の端部を把持する機構であって、内部にピストンを備え、圧縮空気の送入と送出とによって前記ピストンが移動する往復動式のエアシリンダーと、固定的に配置された上爪部と所定の回動中心の周りに回動可能に設けられた下爪部との間で基板を把持する把持部と、を備え、前記下爪部は、ロッドを介して前記ピストンと連結されてなり、前記エアシリンダー内に対する圧縮空気の送入に伴い前記下爪部が前記回動中心の周りにて回動することによって、前記下爪部から前記上爪部に向けて生じる付勢力によって、前記上爪部と前記下爪部との間に前記基板が把持されるようになっており、前記エアシリンダー内に圧縮空気が送入された状態であってかつ前記基板を把持しない状態を初期状態とするとき、前記上爪部と前記下爪部の一方の前記基板を把持する部分に、前記初期状態において前記上爪部と前記下爪部の他方と当接する第１の部分と、前記初期状態において前記上爪部と前記下爪部の他方から離隔する第２の部分と、からなる段差が設けられてなる、ことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の基板把持機構であって、前記第１の部分と前記上爪部と前記下爪部の他方との間における前記基板の把持と、前記第２の部分と前記上爪部と前記下爪部の他方との間における前記基板の把持とが、把持対象とされる種々の前記基板の厚みに応じて選択的に実行される、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の基板把持機構であって、前記段差の大きさが、把持対象とされる種々の前記基板の厚みの差に基づいて定められてなる、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板把持機構であって、前記上爪部の一方の前記基板を把持する部分に、前記初期状態において前記下爪部と当接する第１の部分と、前記初期状態において前記下爪部から離隔する第２の部分と、からなる段差が設けられてなる、ことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１または請求項３に記載の基板把持機構であって、前記下爪部の一方の前記基板を把持する部分に、前記初期状態において前記上爪部と当接する第１の部分と、前記初期状態において前記上爪部から離隔する第２の部分と、からなる段差が設けられてなる、ことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板把持機構であって、前記上爪部と前記下爪部の少なくとも一方の、前記基板と接触する部分が、弾性体からなる、ことを特徴とする。

請求項７の発明は、基板に所定の加工を行う装置であって、水平面内の第１の方向に延在し、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板把持機構が前記一方向において離散的に複数設けられた支持バーと、前記支持バーを水平面内において前記第１の方向と直交する第２の方向に案内する一対の案内部材と、前記一対の案内部材の間の領域において、それぞれが前記一対の案内部材と平行にかつ等間隔に設けられた複数の基板支持搬送機構と、を備え、前記基板支持搬送機構に支持された前記基板の一方端部を複数の基板把持機構にて把持した状態で前記支持バーが前記案内部材に沿って移動することにより、前記基板が搬送される、ことを特徴とする。

請求項１ないし請求項７の発明によれば、基板の厚みに応じて把持位置を違えることにより、基板を把持する際に上爪部と下爪部との間に作用する付勢力を調整せずとも、厚みの異なる基板を好適に把持することができる。

把持機構１００の外観斜視図である。 把持機構１００の要部側面図である。 把持機構１００が初期状態にあるときの把持部２０の拡大側面図である。 単基板Ｗ１を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 単基板Ｗ１を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 単基板Ｗ１を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 貼り合わせ基板Ｗ２を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 貼り合わせ基板Ｗ２を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 貼り合わせ基板Ｗ２を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。 把持部１０２０において単基板Ｗ１を把持する場合の様子を示す図である。 把持部１０２０において貼り合わせ基板Ｗ２を把持する場合の様子を示す図である。 把持部１０２０において端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３を把持する場合の様子を示す図である。 把持機構１００を複数備える基板加工装置１の部分概略斜視図である。 変形例に係る把持機構２００の初期状態における要部側面図である。

＜把持機構の概要＞
図１は、本実施の形態に係る把持機構（基板把持機構）１００の外観斜視図である。把持機構１００は、脆性材料基板などの基板に対し例えば分断等の加工を行う図示しない加工装置に組み込まれ、基板の端部を把持するものである。なお、図１および以降の図における把持機構１００の姿勢は、把持機構１００が基板を水平姿勢にて把持する態様にて使用される場合の姿勢であるとする。以降においては、当該姿勢を使用姿勢と称する。特に断らない限り、以降における把持機構１００の各部の配置等に関する説明は、把持機構１００が使用姿勢にある場合を対象とする。そして、各図においては適宜、鉛直上向きをｚ軸正方向とし、水平面内における把持機構１００に対する基板の進退方向をｘ軸方向とする、右手系のｘｙｚ座標を付している。また、図１においては基板を把持しない状態の把持機構１００を示している。以降においては、係る状態を初期状態と称する。

図１に示すように、把持機構１００は、内部にピストン１０ｐを備えた往復動式のエアシリンダー１０と、一方端部をエアシリンダー１０の内部においてピストン１０ｐと連結されてなるとともに他方端部がエアシリンダー１０の外部へと延在するロッド１１と、基板の把持を担う把持部２０と、把持機構１００全体の基板加工装置等に対する取付の際に用いられるとともにエアシリンダー１０および把持部２０の支持とを担う筐体３０とを主として備える。

エアシリンダー１０は、その上端部に、外部から導入される圧縮空気の送入口１０ａと送出口１０ｂとを備える。送入口１０ａからの圧縮空気の送入と送出口１０ｂからの送出とに応じてピストン１０ｐがエアシリンダー１０内で往復することに伴い、該ピストン１０ｐに連結されたロッド１１が進退移動する。なお、エアシリンダー１０は、鉛直方向からわずかにｘ軸方向に傾斜した姿勢を有してなる。

把持部２０は、上爪部２１と下爪部２４との間で基板を水平に把持する。把持部２０の詳細については後述する。

筐体３０は、それぞれが平面視でＬ字状をなすとともにｚｘ平面を対称面として鏡面対称に離隔配置される一対の第１部材３１と、それら一対の第１部材３１のｘ軸正方向の端部にて挟持固定された第２部材３２とを備える。

第１部材３１は、そのｘ軸負方向の端部に、ｙ軸方向に突出する突出部３１ｐを備える。突出部３１ｐには、把持機構１００を加工装置に組み込む際の取付穴（ねじ穴）３１ａが備わっており、係る取付穴３１ａを介した螺合などにより、把持機構１００は加工装置に組み込まれる。なお、図１においては、一方の第１部材３１の突出部３１ｐに４つの取付穴３１ａが鉛直方向上下に２個ずつ離隔させて設けられてなるが、これはあくまで例示であって、取付穴３１ａの個数および形成位置はこれに限られない。

また、それぞれの第１部材３１には、エアシリンダー１０を支持するための支持穴３１ｂが、ｚｘ平面に対して互いに対称となる位置に設けられてなる（図１においては一方のみ図示）。エアシリンダー１０は、下方端部に備わる１対の支持突起１０ｓ（図１においては一方のみ図示）が支持穴３１ｂに嵌合されることによって筐体３０に固定されてなる。

第２部材３２は、第１部材３１との固定部分の鉛直下方からｘ軸正方向に突出した一対の支持部３２ａを備える。これら一対の支持部３２ａはｙ軸方向において所定の間隔で離隔してなる。支持部３２ａは、把持部２０を支持する役割を担う。

＜把持部の詳細＞
図２は、筐体３０の図示を省略した、把持機構１００の要部側面図である。また、図３は、把持機構１００が初期状態にあるときの把持部２０の拡大側面図である。以下、図１に加えて図２および図３を参照しつつ、把持部２０についてより詳細に説明する。

上述のように、把持部２０は、上爪部２１と下爪部２４との間で基板を水平に把持（挟持）するよう構成されてなる。上爪部２１は、基部２２と、第１上爪２３Ａと、第２上爪２３Ｂとを備える。一方、下爪部２４は、回動部２５と、下爪２６とを備える。

上爪部２１は、筐体３０を構成する一対の第２部材３２のｘ軸正方向先端部に組み付けられてなる固定爪である。ただし、第２部材３２に直接に組み付けられてなるのは基部２２であり、第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂとは、基部２２のｘ軸正方向先端側の下部からｚ軸負方向に突出してなる。より詳細には、第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂとは、基部２２のｘ軸正方向先端側の下部のｙ軸方向中央部に、ｘ軸正方向に向かってこの順に、設けられてなる。換言すれば、外部から把持部２０に向けて基板が搬送されてくる際の手前側に第２上爪２３Ｂが備わり、奥側に第１上爪２３Ａが備わっている。

第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂの下端部は、下に凸の曲面をなしており、かつ、それぞれの下端部には、弾性体（例えばウレタン）からなる把持面２７Ａ、２７Ｂが付設されてなる。より詳細には、第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂの下端部は、ｘ軸正方向の端部側における接線が水平であり、ｘ軸負方向に向かうほど接線の傾きが大きくなる形状（換言すれば、下爪２６からより離隔する形状）とされてなり、把持面２７Ａ、２７Ｂもこれに沿って設けられてなる。これは、基板の把持をより確実にするためである。仮にこのような形状を採用せず、第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂのそれぞれにおいて下爪２６との間隔を一定となる形状を採用すると、想定よりも厚みの大きな基板を把持しようとする際（例えば、０．４ｍｍの厚みの基板の把持が想定されている場合において、厚みが０．５ｍｍの基板を把持することになった場合など）、下爪２６の先端が下方に反ってしまい、上手く基板を掴めない場合が生じ得るため、好ましくない。

また、図３において破線Ｅにて囲んだ部分の拡大図にて示すように、第２上爪２３Ｂは第１上爪２３Ａよりもわずかにｚ軸方向の上方に配置されてなる。すなわち、第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂとは段差をなすように設けられてなる。これにより、初期状態においては、第１上爪２３Ａは下爪２６と当接してなる一方で、第２上爪２３Ｂは下爪２６と所定の間隙Ｇにて離隔してなる。係る間隙Ｇが、第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂの高さの差（段差の大きさ）に相当する。このような第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂの配置関係を簡単に、「上爪部２１が段差を有する」などとも称する。

間隙Ｇの大きさは、把持機構１００において把持対象とされる種々の基板の厚みの差に基づいて適宜に設定されればよい。例えば、厚みが０．４ｍｍ〜０．７ｍｍ程度の単板（単基板）と、係る単板を貼り合わせた貼り合わせ基板とが把持対象とされる場合であれば、間隙Ｇの大きさは、単板の厚みと同程度に設定される。

第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂは、把持対象とされる基板の厚みに応じて使い分けられる。詳細については後述する。

一方、下爪部２４は、回動部２５が回動することによってその姿勢を変化させることができる可動爪である。回動部２５は、第２部材３２の一対の支持部３２ａがｙ軸方向においてなしている間隙に、ｚｘ平面に沿って設けられた、平板かつクランク状の部材である。係る回動部２５のｘ軸正方向の先端部の上面に、弾性体（例えばウレタン）からなる下爪２６が備わっている。下爪２６は、初期状態において第１上爪２３Ａおよび第２上爪２３Ｂと対向するように、設けられてなる。

そして、回動部２５のｘ軸方向中心部よりもやや先端寄りの位置には、ｙ軸正負両方向に突出する一対の回動軸２５ａが設けられてなる（図１および図２においては一方のみ図示）。図１に示すように、回動軸２５ａは、第２部材３２の一対の支持部３２ａのそれぞれに設けられた貫通穴３２ｂ（図１において一方のみ図示）に軸支されてなる。これにより、回動部２５は、回動軸２５ａを回動中心としてｚｘ平面内において回動可能とされてなる。

さらに、回動部２５のｘ軸負方向の端部には、ｙ軸正負両方向に突出する一対の連結軸２５ｂが設けられてなる（図１および図２においては一方のみ図示）。図１および図２に示すように、連結軸２５ｂは、ロッド１１の下方端部に備わる一対の連結部１２のそれぞれに設けられた貫通穴１２ａに軸支されてなる（ただし、連結軸２５ｂおよび貫通穴１２ａは図１および図２においては一方のみ図示）。これにより、ロッド１１が上下動（進退動作）することに伴い、回動部２５のｘ軸負方向の端部も上下動するようになっている。

換言すれば、回動部２５はロッド１１を介してエアシリンダー１０のピストン１０ｐと連結されてなり、エアシリンダー１０内への圧縮空気の送入とエアシリンダー１０からの圧縮空気の送出とによって、回動部２５は回動動作を行うようになっている。

具体的には、エアシリンダー１０に対し送入口１０ａから圧縮空気が送入されることによってロッド１１が矢印ＡＲ１ａにて示すように下方へと移動すると、連結部１２を介して該ロッド１１と連結された回動部２５が、回動軸２５ａを回動中心として、図２において矢印ＡＲ２ａにて示す向きに回動する。係る向きは下爪部２４を上爪部２１に接近させる向きである。

一方、エアシリンダー１０内の圧縮空気が送出口１０ｂから送出されることによってロッド１１が矢印ＡＲ１ｂにて示すように上方へと移動すると、回動部２５は、回動軸２５ａを回動中心として図２において矢印ＡＲ２ｂにて示す向きに回動する。係る向きは下爪部２４を上爪部２１から離隔させる向きである。

図２に示す初期状態においては、エアシリンダー１０内に圧縮空気が送入され、ロッド１１が下方へと移動したことに伴い、回動部２５が矢印ＡＲ２ａにて示す向きに回動した結果として、下爪２６が第１上爪２３Ａに対し当接している。そしてこのとき、下爪２６と第１上爪２３Ａとの間には、エアシリンダー１０に送入される圧縮空気の圧力に応じた付勢力が作用している。

エアシリンダー１０内の圧縮空気の量が一定である場合、係る付勢力は、下爪２６を第１上爪２３Ａから離隔させるほど大きくなる。これは、下爪２６が第１上爪２３Ａから離隔するほど、エアシリンダー１０内の体積が減少し、圧縮空気の圧力が増大することによる。後述するように、本実施の形態に係る把持機構１００においては、この付勢力を把持力として利用することで、上爪部２１と下爪部２４との間で基板を把持するようになっている。

＜把持動作＞
次に、把持機構１００における基板の把持動作について説明する。上述したように、把持機構１００においては、把持部２０を構成する上爪部２１が段差を有しており、係る段差をなしている第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂとは、基板が単板の場合と貼り合わせ基板などの厚みの大きい基板の場合とで使い分けられる。以下、それらを順次に説明する。

なお、基板の平面サイズが大きい場合、基板端部の相異なる箇所が複数の把持機構１００によって同時並行的に（同期的に）把持されるが、それら複数の把持機構１００のそれぞれにおける把持動作は同じであることから、以降においては説明の簡単のため、一の把持機構１００が基板の端部を把持する様子を示す。

（単基板を把持する場合）
初めに、図３ないし図６に基づき、単板の基板（単基板）Ｗ１が把持対象であるときの把持機構１００の動作について説明する。図３は、上述のように、把持機構１００が初期状態にあるときの把持部２０の拡大側面図であるが、併せて、把持部２０において単基板Ｗ１を把持する前の状態をも示している。図４ないし図６は、単基板Ｗ１を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。

図３に示すように把持部２０が初期状態にある場合、図示しない搬送手段にて外部から搬送されてきた単基板Ｗ１が矢印ＡＲ３にて示すように把持部２０に接近するまでの間に、第１上爪２３Ａと接触していた下爪２６が、第１上爪２３Ａから離隔させられる。

具体的には、まず、エアシリンダー１０内の圧縮空気が送出口１０ｂから送出される。これによりピストン１０ｐが上昇し、該ピストン１０ｐに連結されたロッド１１が図２において矢印ＡＲ１ｂにて示すように上昇する。すると、連結部１２にてロッド１１に対し回動可能に連結されてなる下爪部２４の回動部２５が、回動軸２５ａを回動中心として図２において矢印ＡＲ２ｂにて示す図面視反時計回りに回動する。その結果、図４に示すように、それまで第１上爪２３Ａと接触していた下爪２６が、第１上爪２３Ａから離隔する。

あるいは、単基板Ｗ１の搬送に先立って、下爪２６が第１上爪２３Ａから離隔させられてなる態様であってもよい。

いずれにせよ、単基板Ｗ１は、下爪２６が第１上爪２３Ａから離隔してなる状態において、図４において矢印ＡＲ４にて示すように上爪部２１の下方へと搬送される。より具体的には、単基板Ｗ１は、先端部Ｗ１ａが第１上爪２３Ａの下方位置に到達するまで搬送される。当該位置まで搬送された単基板Ｗ１は、水平姿勢を維持したまま、図５に示すようにその先端部Ｗ１ａを第１上爪２３Ａの把持面２７Ａに当接させられる。このとき、単基板Ｗ１は第２上爪２３Ｂの把持面２７Ｂには当接しない。これは、上述のように、第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂとが段差をなしていることによる。

先端部Ｗ１ａが第１上爪２３Ａの把持面２７Ａに当接させられたタイミングで、エアシリンダー１０に対し送入口１０ａから圧縮空気が送入される。これによりピストン１０ｐが下降し、該ピストン１０ｐに連結されたロッド１１が図２において矢印ＡＲ１ａにて示すように下降する。すると、連結部１２にてロッド１１に対し回動可能に連結されてなる下爪部２４の回動部２５が、回動軸２５ａを回動中心として図２において矢印ＡＲ２ａにて示す図面視時計回りに回動する。これにより、それまで離隔していた下爪部２４が単基板Ｗ１に接近し、図６に示すように、下爪２６が先端部Ｗ１ａに当接する。

このとき、第１上爪２３Ａと下爪２６との間に単基板Ｗ１の先端部Ｗ１ａが介在することで、第１上爪２３Ａと下爪２６との間は単基板Ｗ１の厚みの分だけ初期状態よりも広がっている。それゆえ、エアシリンダー１０内に送入された圧縮空気は、初期状態よりも圧縮された状態となっている。第１上爪２３Ａと下爪２６との間には、初期状態よりも大きな付勢力が作用する。係る付勢力が把持力となって、単基板Ｗ１は第１上爪２３Ａと下爪２６との間に把持される。すなわち、単基板Ｗ１が把持機構１００に把持された状態が実現される。

以降においては、第１上爪２３Ａと下爪２６との組み合わせを第１把持部とも称し、係る第１把持部による把持を、第１把持態様とも称する。

（貼り合わせ基板を把持する場合）
次に、図７ないし図９に基づき、単基板Ｗ１と同程度の厚みを有する２枚の基板を貼り合わせてなる貼り合わせ基板Ｗ２が把持対象であるときの把持機構１００の動作について説明する。図７ないし図９は、貼り合わせ基板Ｗ２を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。ただし、貼り合わせ基板Ｗ２の端面は面一であるとする。

まず、把持部２０が初期状態にあるときの該把持部２０の動作は、単基板Ｗ１が把持対象となる場合と同様である。すなわち、図７に示すように、図示しない搬送手段にて外部から搬送されてきた貼り合わせ基板Ｗ２が、初期状態にある把持部２０に対し矢印ＡＲ７にて示すように接近するタイミングで、エアシリンダー１０内の圧縮空気が送出口１０ｂから送出される。そして、これに伴うピストン１０ｐさらにはロッド１１の上昇により、下爪部２４の回動部２５が図７において矢印ＡＲ８にて示す図面視反時計回りに回動することで、図８に示すように、それまで第１上爪２３Ａと接触していた下爪２６が、第１上爪２３Ａから離隔する。

あるいは、単基板Ｗ１を把持する場合と同様、貼り合わせ基板Ｗ２の搬送に先立って、下爪２６が第１上爪２３Ａから離隔させられてなる態様であってもよい。

いずれにせよ、貼り合わせ基板Ｗ２は、下爪２６が第１上爪２３Ａから離隔してなる状態において、上爪部２１の下方へと搬送される。

ただし、単基板Ｗ１の場合とは異なり、貼り合わせ基板Ｗ２の搬送は、先端部Ｗ２ａが第２上爪２３Ｂの下方位置に到達するまでとされる。当該位置まで搬送された貼り合わせ基板Ｗ２は、水平姿勢を維持したまま、図８に示すようにその先端部Ｗ２ａを第２上爪２３Ｂの把持面２７Ｂに当接させられる。

係る当接がなされたタイミングで、エアシリンダー１０に対し送入口１０ａから圧縮空気が送入される。その際に送入される圧縮空気の量は、単基板Ｗ１を把持する際と同じとされる。係る送入に伴うピストン１０ｐおよびロッド１１の下降により、下爪部２４の回動部２５が図８において矢印ＡＲ９にて示す図面視時計回りに回動することで、それまで離隔していた下爪部２４が矢印ＡＲ１０にて示すように貼り合わせ基板Ｗ２に接近し、図９に示すように、下爪２６が先端部Ｗ２ａに当接する。

するとこの場合も、第２上爪２３Ｂと下爪２６との間に付勢力が作用し、これを把持力として貼り合わせ基板Ｗ２は把持される。

以降においては、第２上爪２３Ｂと下爪２６との組み合わせを第２把持部とも称し、係る第２把持部による把持を、第２把持態様とも称する。

ただし、貼り合わせ基板Ｗ２の厚みは単基板Ｗ１の倍であるものの、係る把持力の大きさは、第１把持部にて単基板Ｗ１を把持する際の把持力の大きさと、略同じとなる。これは、上爪部２１において実際に把持を担うのは第２上爪２３Ｂであるものの、第２上爪２３Ｂと第１上爪２３Ａとがなす段差が単基板Ｗ１のサイズと同程度であるために、第２把持部にて貼り合わせ基板Ｗ２を把持する際の第１上爪２３Ａと下爪２６との間隔は、第１把持部にて単基板Ｗ１を把持する際の両者の間隔と略同じだからである。

また、このことは、本実施の形態に係る把持機構１００においては、単基板Ｗ１を把持する場合と貼り合わせ基板Ｗ２を把持する場合とで、エアシリンダー１０に送入する圧縮空気の量を違える必要（どちらが把持対象となるかに応じて都度、圧縮空気の量を調整する必要）がないことを意味する。すなわち、両者を好適な把持力にて把持することができる量の圧縮空気がエアシリンダー１０内に送入されるようにしておけば、単基板Ｗ１と貼り合わせ基板Ｗ２とで把持位置（換言すれば、把持に用いる上爪）を違えるだけで、いずれの基板も好適に把持することが可能である。換言すれば、把持機構１００においては、第１把持部における把持と、第２把持部における把持とが、基板の厚みに応じて選択的に実行されるようになっている。

（端子部を有する貼り合わせ基板を把持する場合）
次に、図１０ないし図１２に基づき、外縁部に端子部を有する端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３の当該端部が把持対象であるときの把持機構１００の動作について説明する。図１０ないし図１２は、端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３を把持する過程における把持部２０の動作を示す図である。

端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３は、２つの単基板を貼り合わせてなる点では通常の貼り合わせ基板Ｗ２と同じであるが、把持対象とされる端部が面一ではなく、一方の単基板のみからなる厚みの薄い部分が外縁部に突出した構成を有する。以降においては、係る端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３のうち、通常の貼り合わせ部分の端部である定常端部Ｗ３ａと称し、係る定常端部Ｗ３ａから端子部Ｗ３ｂが突出しているものとする。また、端子部Ｗ３ｂの定常端部Ｗ３ａからの突出量は、ｘ軸方向における第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂの合計サイズよりも小さいものとする。

まず、把持に先立ち把持部２０において上爪部２１と下爪部２４とが離隔した状態となっていることは、上述した単基板Ｗ１や貼り合わせ基板Ｗ２が把持対象とされる場合と同様である。

すなわち、把持部２０が初期状態にある場合には、図１０に示すように、図示しない搬送手段にて外部から搬送されてきた端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３が、初期状態にある把持部２０に対し矢印ＡＲ１１にて示すように接近するタイミングで、エアシリンダー１０内の圧縮空気が送出口１０ｂから送出される。そして、これに伴うピストン１０ｐさらにはロッド１１の上昇により、下爪部２４の回動部２５が図１０において矢印ＡＲ１２にて示す図面視反時計回りに回動することで、図１１に示すように、それまで第１上爪２３Ａと接触していた下爪２６が、第１上爪２３Ａから離隔する。

あるいは、端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３の搬送に先立って、下爪２６が第１上爪２３Ａから離隔させられてなる態様であってもよい。

いずれにせよ、端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３も単基板Ｗ１および貼り合わせ基板Ｗ２と同様、下爪２６が第１上爪２３Ａから離隔してなる状態において、上爪部２１の下方へと搬送される。

その際の係る端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３の搬送は、定常端部Ｗ３ａが第２上爪２３Ｂの下方位置に到達するまでとされる。当該位置まで搬送された端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３は、水平姿勢を維持したまま、図１１に示すようにその定常端部Ｗ３ａを第２上爪２３Ｂの把持面２７Ｂに当接させられる。

このとき、端子部Ｗ３ｂのサイズ（定常端部Ｗ３ａからの突出の程度）によっては、図１１に示すように端子部Ｗ３ｂは第１上爪２３Ａの下方位置にまで到達する。

定常端部Ｗ３ａが第２上爪２３Ｂの把持面２７Ｂに当接したタイミングで、エアシリンダー１０に対し送入口１０ａから圧縮空気が送入される。その際に送入される圧縮空気の量は、単基板Ｗ１を把持する際と同じとされる。係る送入に伴うピストン１０ｐおよびロッド１１の下降により、下爪部２４の回動部２５が図１１において矢印ＡＲ１３にて示す図面視時計回りに回動することで、それまで離隔していた下爪部２４が矢印ＡＲ１４にて示すように貼り合わせ基板Ｗ２に接近し、図１２に示すように、下爪２６が定常端部Ｗ３ａに当接する。

このとき、定常端部Ｗ３ａが当接してなる第２上爪２３Ｂと下爪２６との間に付勢力が作用し、これを把持力として端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３は把持される。すなわち、端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３は第２把持部にて把持される。その際の把持力の大きさは、単基板Ｗ１や貼り合わせ基板Ｗ２を把持する場合と略同じである。

ただし、端子部Ｗ３ｂのサイズによっては、係る把持に際して当該端子部Ｗ３ｂが第１上爪２３Ａと下爪２６とに接触する場合がある。しかしながら、その際の第１上爪２３Ａと下爪２６の間隔は、第１把持部にて単基板Ｗ１を把持する場合と同程度であり、また第１上爪２３Ａの把持面２７Ａと下爪２６とはいずれも弾性体からなるので、係る接触が原因となって端子部Ｗ３ｂが変形したり破損したりすることはない。

このことは、本実施の形態に係る把持機構１００においては、少なくとも第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂのｘ軸方向におけるサイズの合計よりも端子部Ｗ３ｂの突出サイズの方が小さい限り、端子部Ｗ３ｂのない貼り合わせ基板Ｗ２と同様、第２把持部にて定常端部Ｗ３ａを把持することによって、外縁部に端子部を備える端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３についても、好適に把持できることを意味する。

＜上爪が１つの場合の把持動作＞
次に、比較のために、上爪が１つである把持機構における基板の把持について説明する。図１３ないし図１５はそれぞれ、そのような把持機構に備わる把持部１０２０において、単基板Ｗ１、貼り合わせ基板Ｗ２、および端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３を把持する場合の様子を示す図である。

当該把持機構の把持部１０２０以外の構成は、把持機構１００と同じであるとする。また、把持部１０２０においては、上爪部２１が一の上爪２３のみを備え、下爪部２４に備わる下爪２６も、係る上爪２３と対向する範囲にのみ、設けられてなるものとする。なお、上爪２３の把持面２７と下爪２６とが弾性体であることは、把持機構１００の把持部２０と同じである。係る把持部１０２０の構成は、把持機構１００の第１把持部のみを有する場合に相当する。

このような把持部１０２０の場合、図１３に示す単基板Ｗ１の把持と、図１４に示す貼り合わせ基板Ｗ２の把持とを、同じ上爪２３と下爪２６の組み合わせで行うことになる。両基板の厚みは異なるので、たとえエアシリンダー１０に送入される圧縮空気の量が同じであったとしても、前者の把持と後者の把持とにおいて作用する把持力は異なることになる。そのため、一方における把持力を好適なものとなるよう、エアシリンダー１０に送入される圧縮空気の量を設定したとすると、他方における把持が良好に行えないという問題が生じる。あるいは両方の把持を好適なものとするべく、把持対象となる基板の種類が変わる都度、圧縮空気の送入量を調整するのは、煩雑である。

これに対し、本実施の形態に係る把持機構１００の場合、段差をなすように設けられてなる第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂとを把持対象の厚みに応じて使い分けることで、それらの問題点に対処しているといえる。

また、図１５に示すように、端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３を把持部１０２０にて把持する場合、その把持対象は端子部Ｗ３ｂとなる。係る端子部Ｗ３ｂの把持と、図１４に示す端子部のない貼り合わせ基板Ｗ２の把持とが混在する場合、後者の把持が確実化されるようエアシリンダー１０に送入される圧縮空気の量を調整し、把持力を設定すると、図１５に示す端子部Ｗ３ｂの把持に際して過剰な把持力が作用してしまい、例えば領域ＲＥのような、端子部Ｗ３ｂのうち把持部１０２０にて把持されていない箇所に曲げ応力が生じてしまうなどの不具合が起こり得る。

本実施の形態に係る把持機構１００に備わる把持部２０は、上述のように、端子部のない貼り合わせ基板Ｗ２と端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３のいずれについても、第２把持部にて把持を行うようにすることで、両者が混在する場合であっても、それらを区別することなく、好適に把持することができる。

＜基板加工装置への適用例＞
図１６は、本実施の形態に係る把持機構１００を複数備える基板加工装置１の部分概略斜視図である。基板加工装置１は、基台２の上に水平面内において互いに離隔させてかつ基板の搬送方向に沿って設けられた一対のガイドレール（案内部材）３Ａ、３Ｂと、係る一対のガイドレール３Ａ、３Ｂの間に、水平面内において基板搬送方向と直交する方向に架設されており、当該ガイドレール３Ａ、３Ｂに沿って移動自在とされてなる支持バー４と、基台２の上の、一対のガイドレール３Ａ、３Ｂの間の領域において、それぞれがガイドレール３Ａ、３Ｂと平行に（つまりは基板搬送方向に沿って）かつ等間隔に設けられた複数の基板支持搬送機構５とを主として備えるほか、搬送されてきた基板に対し所定の加工を行う図示しない加工処理部を備える。

支持バー４の側部には、その延在方向において等間隔に、複数の把持機構１００が設けられてなる。また、基板支持搬送機構５は、基板搬送方向を含む鉛直面内で回転自在でありかつ上端部で基板を支持する複数のローラ（従動ローラ）を搬送方向に沿って複数配列した構成のコンベアである。

係る基板加工装置１においては、外部から搬送されてきた基板が順次、その搬送方向における一方端部を複数の把持機構１００にて把持されるとともに、基板支持搬送機構５を構成する複数のローラによって下方支持される。そして、支持バー４が一対のガイドレール３Ａ、３Ｂに沿って移動すると、これに伴い、複数の把持機構１００にて把持されてなる基板が、基板支持搬送機構５を構成する複数のローラに下方支持されつつ、移動させられ、図示を省略する加工処理部においてスクライブやブレークなどの加工を施される。

あるいは、加工後の基板についても同様に、複数の把持機構１００による把持と、支持バー４が移動することによる移動の対象と、されてもよい。

基板加工装置１においては、基板の搬送に際して基板を把持する手段として、上述のような、上爪部２１が段差を有する把持機構１００が複数設けられてなることにより、連続して複数の基板を加工する場合において、厚みの大きな基板が処理対象に混在する場合であっても、第１把持態様あるいは第２把持態様のいずれを実行するかを把持対象に応じて決定しさえすれば、それぞれの基板の厚みに応じて把持力を調整することなく一定の把持力にて基板を把持することが可能となる。これにより、多数の基板を順次に加工する場合において、基板の把持を要因とした生産性の低下が、好適に抑制される。

＜把持機構の変形例＞
図１７は、変形例に係る把持機構２００の初期状態における要部側面図である。ただし、筐体３０の図示を省略している。把持機構２００は、把持部における上爪部と下爪部の構成が異なるほかは、把持機構１００と同一の構成要素からなるので、以下においては、把持機構１００とそれら同一の構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

概略的にいえば、把持機構１００においては固定爪である上爪部２１が二段構成を有していたが、把持機構２００は、上爪部１２１が固定爪で下爪部１２４が可動爪であるように把持部１２０が構成されてなる点では把持機構１００と同様であるものの、下爪部１２４が二段構成とされてなる点で、把持機構１００と相違する。

把持機構２００の場合、上爪部１２１においては、上爪１２２のｘ軸正方向先端部の下面が弾性体からなる把持面１２６とされてなる。

一方、下爪部１２４においては、回動部２５のｘ軸正方向先端側の上部からｚ軸負方向に第１下爪１２３Ａと第２下爪１２３Ｂとが突出してなる。より詳細には、第１下爪１２３Ａと第２下爪１２３Ｂとは、回動部２５のｘ軸正方向先端側の上部のｙ軸方向中央部に、ｘ軸正方向に向かってこの順に、設けられてなる。

第１下爪１２３Ａと第２下爪１２３Ｂの上端部は概略、把持機構１００の第１上爪２３Ａと第２上爪２３Ｂの下端部の形状を上下反転させた、上に凸の曲面形状を有してなる。かつ、それぞれの上端部には、弾性体からなる把持面１２７Ａ、１２７Ｂが付設されてなる。より詳細には、第１下爪１２３Ａと第２下爪１２３Ｂの上端部は、ｘ軸正方向の端部側における接線が水平であり、ｘ軸正方向に向かうほど接線の傾きが大きくなる形状（換言すれば、上爪部１２１からより離隔する形状）とされてなり、把持面１２７Ａ、１２７Ｂもこれに沿って設けられてなる。

また、第１下爪１２３Ａと第２下爪１２３Ｂとは段差をなすように設けられてなる。具体的には第２下爪１２３Ｂは第１下爪１２３Ａよりもわずかにｚ軸方向の下方に配置されてなる。係る段差の大きさは、把持機構１００における間隙Ｇと同程度とされる。

以上のような構成を有する把持機構２００においても、エアシリンダー１０に対し送入口１０ａから圧縮空気が送入されることによってロッド１１が矢印ＡＲ１５ａにて示すように下方へと移動すると回動部１２５は矢印ＡＲ１６ａにて示す向きに回動し、エアシリンダー１０内の圧縮空気が送出口１０ｂから送出されることによってロッド１１が矢印ＡＲ１５ｂにて示すように上方へと移動すると回動部１２５は矢印ＡＲ１６ｂにて示す向きに回動する。

係る把持機構２００による把持の態様は、把持機構１００における把持の態様に類似する。すなわち、単基板Ｗ１の把持は上述の第１下爪１２３Ａと上爪１２２との間でなされ、これは第１把持態様に相当する。貼り合わせ基板Ｗ２および端子部付き貼り合わせ基板Ｗ３の把持は第２下爪１２３Ｂと上爪１２２との間でなされ、これは第２把持態様に相当する。ゆえに、把持機構２００は、把持機構１００と同様の作用効果を奏する。

＜その他の変形例＞
上述の実施の形態においては、単基板とその貼り合わせ基板のみを具体的な把持対象として例示しているが、把持機構１００（あるいは２００）は、それぞれについて第１把持態様または第２把持態様のいずれかにて十分な把持力にて把持可能である限り、厚みの異なる複数種類の基板を把持することもできる。その場合、それらのうち最薄の基板が上述の実施形態における単基板Ｗ１に相当し、係る基板については第１把持態様にて把持すればよく、それよりも厚みの大きな基板については、最薄の基板との厚み差に応じて、第１把持態様または第２把持態様のいずれかにて把持するようにすればよい。この場合、必要であれば前もって、間隙Ｇが最大厚みと最小厚みとの差分値に応じて調整されていてよい。

１ 基板加工装置
２ 基台
３Ａ、３Ｂ ガイドレール
４ 支持バー
５ 基板支持搬送機構
１０ エアシリンダー
１０ａ 送入口
１０ｂ 送出口
１０ｐ ピストン
１１ ロッド
１２ 連結部
２０、１２０、１０２０ 把持部
２１、１２１ 上爪部
２３Ａ 第１上爪
２３Ｂ 第２上爪
１２３Ａ 第１下爪
１２３Ｂ 第２下爪
２４、１２４ 下爪部
２５、１２５ 回動部
２５ａ 回動軸
２５ｂ 連結軸
２６ 下爪
２７Ａ、２７Ｂ、１２７Ａ、１２７Ｂ 把持面
３０ 筐体
３１ （筐体の）第１部材
３２ （筐体の）第２部材
１００ 把持機構
１２２ 上爪
２００ 把持機構
Ｇ 間隙
Ｗ１ 単基板
Ｗ２ 貼り合わせ基板
Ｗ３ 端子部付き貼り合わせ基板
Ｗ３ａ 定常端部
Ｗ３ｂ 端子部

Claims (7)

1. 基板の端部を把持する機構であって、
   内部にピストンを備え、圧縮空気の送入と送出とによって前記ピストンが移動する往復動式のエアシリンダーと、
   固定的に配置された上爪部と所定の回動中心の周りに回動可能に設けられた下爪部との間で基板を把持する把持部と、
   を備え、
   前記下爪部は、ロッドを介して前記ピストンと連結されてなり、前記エアシリンダー内に対する圧縮空気の送入に伴い前記下爪部が前記回動中心の周りにて回動することによって、前記下爪部から前記上爪部に向けて生じる付勢力によって、前記上爪部と前記下爪部との間に前記基板が把持されるようになっており、
   前記エアシリンダー内に圧縮空気が送入された状態であってかつ前記基板を把持しない状態を初期状態とするとき、
   前記上爪部と前記下爪部の一方の前記基板を把持する部分に、
   前記初期状態において前記上爪部と前記下爪部の他方と当接する第１の部分と、
   前記初期状態において前記上爪部と前記下爪部の他方から離隔する第２の部分と、
   からなる段差が設けられてなる、
   ことを特徴とする基板把持機構。
2. 請求項１に記載の基板把持機構であって、
   前記第１の部分と前記上爪部と前記下爪部の他方との間における前記基板の把持と、前記第２の部分と前記上爪部と前記下爪部の他方との間における前記基板の把持とが、把持対象とされる種々の前記基板の厚みに応じて選択的に実行される、
   ことを特徴とする基板把持機構。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板把持機構であって、
   前記段差の大きさが、把持対象とされる種々の前記基板の厚みの差に基づいて定められてなる、
   ことを特徴とする基板把持機構。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板把持機構であって、
   前記上爪部の一方の前記基板を把持する部分に、
   前記初期状態において前記下爪部と当接する第１の部分と、
   前記初期状態において前記下爪部から離隔する第２の部分と、
   からなる段差が設けられてなる、
   ことを特徴とする基板把持機構。
5. 請求項１または請求項３に記載の基板把持機構であって、
   前記下爪部の一方の前記基板を把持する部分に、
   前記初期状態において前記上爪部と当接する第１の部分と、
   前記初期状態において前記上爪部から離隔する第２の部分と、
   からなる段差が設けられてなる、
   ことを特徴とする基板把持機構。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板把持機構であって、
   前記上爪部と前記下爪部の少なくとも一方の、前記基板と接触する部分が、弾性体からなる、
   ことを特徴とする基板把持機構。
7. 基板に所定の加工を行う装置であって、
   水平面内の第１の方向に延在し、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板把持機構が前記一方向において離散的に複数設けられた支持バーと、
   前記支持バーを水平面内において前記第１の方向と直交する第２の方向に案内する一対の案内部材と、
   前記一対の案内部材の間の領域において、それぞれが前記一対の案内部材と平行にかつ等間隔に設けられた複数の基板支持搬送機構と、
   を備え、
   前記基板支持搬送機構に支持された前記基板の一方端部を複数の基板把持機構にて把持した状態で前記支持バーが前記案内部材に沿って移動することにより、前記基板が搬送される、
   ことを特徴とする、基板加工装置。

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