JP2022023287A - 基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の受け渡しができないことを抑制できる基板搬送装置等を提供する。【解決手段】基板搬送装置100は、基板の第1面を吸着して保持するための第1吸着部65を有する搬送アーム63と、搬送アーム63を移動させる移動部64と、基板が載置されるステージ72と、を備える。ステージ72は、ステージ72の上面から突出するように設けられ、基板における第1面と対向する第2面を吸着して保持するための第2吸着部73を有する。第1吸着部65は、搬送アーム63及びステージ72の一方に保持された基板が他方に受け渡しされる際に、移動部64によって、第2吸着部73と対向する位置に移動される。【選択図】図3

Description

本発明は、基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。
従来、液晶パネル又は有機EL(Electro Luminescence)パネル等のディスプレイパネル等の基板の端部に接着部材として異方性導電部材であるACF(Anisotropic Conductive Film)を貼り付ける工程と、当該ACFを介して駆動回路等の電子部品を基板に熱圧着する工程と、を実行するような、複数の工程を実行する部品圧着ラインがある。
この種の部品圧着ラインでは、各工程を実行する複数の装置間で基板を搬送するために、当該基板を保持(支持)して搬送する基板搬送装置が用いられる(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、基板が載置される基板保持板を有し、当該基板保持板の主面上に基板を吸着して保持する突出部が設けられた基板保持装置が開示されている。これによれば、突出部で基板を保持することになるために、基板保持板に基板が面接触することがなくなるため、基板に傷が付きにくくなる。
特開2008-210965号公報
基板が例えば有機ELパネル等の可撓性を備える場合、当該基板が載置されるステージの表面に突出した、当該基板を吸着する突出部が当該ステージに設けられていると、当該基板は、吸着位置で変形する場合がある。また、例えば、搬送アームで基板をステージに搬送する場合、基板の受け渡し時に基板に加わる応力により撓むことがある。これらのため、ステージに突出部が設けられていると、基板を吸着するための吸着部が基板と適切に接触できずに吸着できないために、搬送アームとステージとの間での基板の受け渡しができない場合がある。
本発明は、基板の受け渡しができないことを抑制できる基板搬送装置等を提供する。
本発明の一態様に係る基板搬送装置は、基板の第1面を吸着して保持するための第1吸着部を有する搬送アームと、前記搬送アームを移動させる移動部と、前記基板が載置されるステージと、を備え、前記ステージは、前記ステージの上面から突出するように設けられ、前記基板における前記第1面と対向する第2面を吸着して保持するための第2吸着部を有し、前記第1吸着部は、前記搬送アーム及び前記ステージの一方に保持された前記基板が他方に受け渡しされる際に、前記移動部によって、前記第2吸着部と対向する位置に移動される。
また、本発明の一態様に係る基板搬送方法は、搬送アームが有する第1吸着部が基板の第1面を吸着して保持する第1工程と、ステージが有する第2吸着部が前記基板における前記第1面と対向する第2面を吸着して保持する第2工程と、前記搬送アーム及び前記ステージの一方が保持した前記基板を他方に受け渡しする第3工程と、を含み、前記第3工程では、前記第1吸着部を前記第2吸着部と対向する位置に移動してから、前記一方が保持した前記基板を前記他方に受け渡しする。
なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROM等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明によれば、基板の受け渡しができないことを抑制できる基板搬送装置等を提供できる。
図1は、実施の形態に係る部品実装ラインを示す平面図である。 図2は、実施の形態に係る部品実装ラインが部品を実装する流れを説明するための概略図である。 図3は、実施の形態に係る基板搬送装置の構成を示すブロック図である。 図4は、実施の形態に係る基板搬送装置が備える基板保持部を示す断面図である。 図5は、実施の形態に係る基板搬送装置が備える吸引機構について説明するための概略構成図である。 図6は、実施の形態に係る基板搬送装置が備えるステージが基板を保持することによる基板の変形を説明するための断面図である。 図7は、実施の形態に係る基板搬送装置の処理手順の第1例を説明するためのフローチャートである。 図8は、実施の形態に係る基板搬送装置の処理手順の第1例を説明するための断面図である。 図9は、実施の形態に係る基板搬送装置の処理手順の第2例を説明するためのフローチャートである。
以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ及びステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付し、説明を一部簡略化又は省略する場合がある。
また、本明細書及び図面において、X軸、Y軸、及び、Z軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。X軸及びY軸は、互いに直交し、且つ、いずれもZ軸に直交する軸である。また、以下の実施の形態では、基板の搬送方向をX軸正方向とし、Z軸正方向を上方とし、Z軸負方向を下方として記載する場合がある。
(実施の形態)
[全体概要]
まず、図1及び図2を参照して、実施の形態に係る基板搬送装置を含む部品実装ラインの全体概要について説明する。
図1は、実施の形態に係る部品実装ライン1の平面図である。図2は、実施の形態に係る部品実装ライン1が部品5を実装する流れを説明するための概略図である。なお、図1では、第1基板保持部60A~60D及び第2基板保持部70A~70Eに基板3を真空吸着させるための機構である吸引機構200(図3又は図5参照)の図示を省略している。
部品実装ライン1は、有機ELパネル等を生産するための部品実装システムであり、基板3に駆動回路等の電子部品である部品5を熱圧着する。具体的には、部品実装ライン1は、電極部4が形成された基板3に異方性導電部材であるACF6を貼着し、ACF6を介して基板3と部品5とを熱圧着させる。
部品実装ライン1は、貼着部20と、仮圧着部30と、本圧着部40と、基板搬送装置100と、コンピュータ2と、を備える。なお、図1においては、コンピュータ2を、機能的なブロックとして図示している。コンピュータ2は、貼着部20、仮圧着部30、本圧着部40、及び、基板搬送装置100の各装置と、無線通信可能に、又は、制御線等により有線通信可能に接続されており、各装置を制御する。
貼着部20、仮圧着部30、及び、本圧着部40は、この順で連結されている。部品実装ライン1は、基板3が搬送される上流側の貼着部20に搬入された有機ELパネル基板等の長方形の基板3の周縁に設けられた複数の電極部4のそれぞれに部品5を実装する部品実装作業を実行する。部品実装ライン1は、基板搬送装置100によって基板3を適宜搬送させながら、貼着部20、仮圧着部30、及び、本圧着部40に基板3に対して各作業を実行させる。複数の電極部4のそれぞれは、例えば、複数の電極により構成されている。
貼着部20は、基板3の電極部4に接着部材であるACF6を貼着する貼着作業を行う装置である。
貼着部20は、基台1bの上方に、X軸方向に並んだ複数の貼着ヘッドを備えている。本実施の形態においては、貼着部20は、2つの貼着ヘッドを備える。各貼着ヘッドは、それぞれACF6を供給する供給部と、ACF6を基板3に貼着するための貼着ツールと、を備える。複数の貼着ヘッドは、供給部から供給されたACF6を、基板3上の複数の電極部4に対応する位置に貼着する。
仮圧着部30は、基板3における、貼着部20でACF6が貼着された位置に部品5を搭載して仮圧着する仮圧着工程を実行する装置である。
仮圧着部30は、部品搭載機構31と、部品供給部32と、を備える。
部品搭載機構31は、基台1b上に設けられ、搭載ヘッドと、搭載ヘッド移動機構と、搭載支持台と、を備える。搭載ヘッドは、搭載ヘッド移動機構によって水平面内で自在に移動し、Z軸方向に昇降して部品供給部32が供給する部品5を上方からピックアップする。部品搭載機構31は、ピックアップした部品5をACF6上に搭載して基板3ごと搭載支持台に押し付けることで、基板3に部品5を仮圧着する。
部品供給部32は、部品搭載機構31に部品5を供給する機構である。
本圧着部40は、仮圧着部30によって基板3に仮圧着された部品5を基板3に本圧着(つまり、熱圧着)する本圧着工程(つまり、熱圧着工程)を実行する装置である。こうすることで、基板3に形成された電極部4と部品5とはACF6を介して電気的に接続される。
基板搬送装置100は、基板3を搬送する装置である。
基板搬送装置100は、第2基板保持部70Aに搬入された基板3を、第1基板保持部60Aによって保持して第2基板保持部70Bに搬送する。本実施の形態では、第2基板保持部70Bは、貼着部20がACF6を貼着する基板3が載置される台である。
また、基板搬送装置100は、ACF6が貼着された基板3を、第1基板保持部60Bによって保持して第2基板保持部70Cに搬送する。本実施の形態では、第2基板保持部70Cは、仮圧着部30が部品5を仮圧着する基板3が載置される台である。
また、基板搬送装置100は、部品5が仮圧着された基板3を、第1基板保持部60Cによって保持して第2基板保持部70Dに搬送する。本実施の形態では、第2基板保持部70Dは、本圧着部40が部品5を本圧着する基板3が載置される台である。
また、基板搬送装置100は、部品5が本圧着された基板3を、第1基板保持部60Dによって保持して第2基板保持部70Eに搬送する。
なお、基板搬送装置100が備える第1基板保持部の数は、特に限定されない。基板搬送装置100は、第1基板保持部を1つ備えてもよいし、複数備えてもよい。
また、基板搬送装置100が備える第2基板保持部の数は、特に限定されない。基板搬送装置100は、第2基板保持部を1つ備えてもよいし、複数備えてもよい。
また、第2基板保持部70Bに基板3を搬送(搬入)することを貼着部20に基板3を搬送(搬入)するともいう。また、第2基板保持部70Cに基板3を搬送(搬入)することを仮圧着部30に基板3を搬送(搬入)するともいう。また、第2基板保持部70Dに基板3を搬送(搬入)することを本圧着部40に基板3を搬送(搬入)するともいう。
基板搬送装置100の具体的な構成については、後述する。
コンピュータ2は、基板搬送装置100を含む部品実装ライン1が有する各装置の動作を制御するための制御装置(コンピュータ)である。具体的には、コンピュータ2は、貼着部20、仮圧着部30、本圧着部40、及び、基板搬送装置100等と通信するための通信インターフェース、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、信号の送受信をするための入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサ等で実現される。
コンピュータ2は、貼着部20、仮圧着部30、本圧着部40、及び、基板搬送装置100を制御することで、各作業部(貼着部20、仮圧着部30、及び、本圧着部40)によって基板3に各作業を実行させ、且つ、基板搬送装置100によって各作業部に各作業を実行させるために作業部の近傍に配置されたステージ72B、72C、72Dに基板3を搬送する基板搬送作業を実行する。例えば、基板搬送装置100は、ステージ72Aに載置された基板3を第1基板保持部60Aによってステージ72Bに搬送したり、ステージ72Bに載置され、貼着作業が完了している基板3を第1基板保持部60Bによってステージ72Cに搬送したりする。また、例えば、基板搬送装置100は、ステージ72Cに載置され、仮圧着作業が完了している基板3を第1基板保持部60Cによってステージ72Dに搬送したり、ステージ72Dに載置され、本圧着作業が完了している基板3を第1基板保持部60Dによってステージ72Eに搬送したりする。基板搬送作業における上流側から下流側への基板3の搬送は、各作業部及び基板搬送装置100で同期して行われる。
[基板搬送装置の構成]
続いて、基板搬送装置100の具体的な構成について説明する。
図3は、実施の形態に係る基板搬送装置100の構成を示すブロック図である。図4は、実施の形態に係る基板搬送装置100が備える基板保持部(第1基板保持部60及び第2基板保持部70)を示す断面図である。第1基板保持部60及び第2基板保持部70は、いずれも基板搬送装置100が備える基板保持部の一例である。
なお、図3には、第1基板保持部60A、60B、60C、60Dのように、基板3を真空吸着することで保持して搬送する基板保持部を第1基板保持部60として示している。また、図3には、複数の第2基板保持部70A、70B、70C、70D、70Eのように、載置された基板3を真空吸着することで保持する基板保持部を第2基板保持部70として示している。また、図4に示す白抜矢印は、基板3を吸着する向きを示している。基板3は、例えば平板状であり、第1面3aと第2面3bとが略平行となっている。
図1に示す第1基板保持部60A、60B、60C、60Dは、それぞれ、同じ構成である。また、第2基板保持部70Aは、第2基板保持部70Eと同じ構成である。また、第2基板保持部70B、70C、70Dは、それぞれ、第2基板保持部70Aの構成に、さらに、ステージ移動部71B、71C、71Dを備える。
ステージ移動部71B、71C、71Dは、それぞれ、ステージ72B、72C、72DをX軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向に動かしたり、Z軸周りに回転させたりするための機構である。ステージ移動部71B、71C、71Dは、例えば、ガイドとモータとから実現される。
なお、第2基板保持部70Aと第2基板保持部70Eとは、それぞれ、ステージ72A、72EをX軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向に動かしたり、Z軸周りに回転させたりするためのステージ移動部を備えてもよいし、備えなくてもよい。
図3に示すように、基板搬送装置100は、移動ベース61と、第1基板保持部60と、第2基板保持部70と、吸引機構200と、コンピュータ2と、を備える。
移動ベース61は、基台1a、基台1b、及び、基台1cにわたってX軸方向に延び、第1基板保持部60をX軸方向に移動させるためのレールである。
第1基板保持部60は、基板3を真空吸着することで基板3を保持して搬送する機構である。第1基板保持部60は、搬送アーム63と、移動部64と、を含む。
搬送アーム63は、基板3を真空吸着することで保持するためのアームである。具体的には、第1基板保持部60は、基板3の上面(第1面3a)を第1吸着孔66を介して真空吸着することにより保持する。搬送アーム63は、Y軸方向に延在しており、一端に第1吸着部65を有し、他端が移動部64に接続されている。
第1吸着部65は、搬送アーム63が基板3を保持する際に基板3と接触し、基板3の第1面3aを吸着して保持するための吸着パッドである。第1吸着部65は、例えば、ゴム等の弾性部材である。第1吸着部65には、第1吸着孔66が設けられている。
第1吸着孔66は、搬送アーム63が基板3を真空吸着して保持するための孔である。第1吸着孔66は、搬送アーム63の内部に形成された空洞であって、真空配管110と連通する空洞と連通している。搬送アーム63は、第1吸着孔66を介して真空吸着することで基板3を保持する。
移動部64は、搬送アーム63を移動させるための駆動機構である。移動部64は、搬送アーム63と接続されており、移動ベース61に移動可能に取り付けられている。移動部64は、例えば、モータ、ギア等を含む。
第2基板保持部70は、真空吸着することで基板3を保持する台である。第2基板保持部70は、ステージ72と、ステージ移動部71と、を含む。
ステージ72は、例えば、ステージ72A~72Eと同様の構成であって、基板3が載置される台である。具体的には、ステージ72は、例えば、第2吸着孔74を上面72aに備え、言い換えると、上面72aに第2吸着孔74が設けられており、上面72aに載置される基板3を第2吸着孔74を介して真空吸着することにより保持する。本実施の形態では、ステージ72には、例えば、第2吸着孔74が上面72aから下面にステージ72を貫通するように設けられている。なお、第2吸着孔74の一端は、ステージ72の上面72aに設けられていればよく、他端が下面ではなくてもよい。ステージ72は、上面72aに突出部である第2吸着部73を有する。
第2吸着部73は、基板3がステージ72に載置された際に基板3と接触し、基板3における第1面3aと対向する第2面3bを吸着して保持するための吸着パッドである。また、第2吸着部73は、ステージ72の上面72aから突出するようにステージ72に設けられている(形成されている)突出部である。第2吸着部73は、例えば、ゴム等の弾性部材である。本実施の形態では、第2吸着部73に、第2吸着孔74が設けられて(言い換えると、形成されて)いる。
なお、本実施の形態では、ステージ72は、上面72aに突出部として第2吸着部73を備える。具体的には、ステージ72は、上面72aが平坦な平坦部と、当該平坦部の上に当該平坦部とは別部材の第2吸着部73を備えるが、これに限定されない。例えば、ステージ72は、平坦部と、当該平坦部の一部が突出した、当該平坦部と同部材で一体に形成された突出部とを有していてもよい。
なお、第1吸着部65及び第2吸着部73の形状は特に限定されないが、本実施の形態では、同じ形状である。これによれば、搬送アーム63とステージ72との間で基板3の受け渡しが行われる際に、基板3の第1面3a又は第2面3bの法線方向から見た場合、第1吸着部65と第2吸着部73とが重なる。そのため、基板3の第1面3a又は第2面3bの法線方向から見た場合、吸着位置及び吸着範囲が第1吸着部65と第2吸着部73とで一致するために、基板3の受け渡しが円滑に行われやすくなる。言い換えると、これによれば、搬送アーム63とステージ72とで基板3の受け渡しができないことを抑制できる。
第2吸着孔74は、ステージ72が基板3を真空吸着して保持するための孔である。第2吸着孔74は、ステージ72の上面72aから下面までを貫通する貫通孔であって、真空配管110と連通する貫通孔と連通している。ステージ72は、第2吸着孔74を介して真空吸着することで基板3を保持する。
ステージ移動部71は、例えば、ステージ移動部71B、71C、及び、71Dと同様の構成であって、ステージ72をX軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向に動かしたり、Z軸周りに回転させたりするための機構である。ステージ移動部71は、例えば、ガイドとモータとから実現される。
第1基板保持部60及び第2基板保持部70は、貼着部20、仮圧着部30、及び、本圧着部40の前方の領域(Y軸負方向側の領域)に配置されている。
真空配管110は、第1吸着孔66又は第2吸着孔74を介して基板3を真空吸着することで、基板3を第1基板保持部60又は第2基板保持部70に保持させるための配管である。真空配管110は、例えば、一端が第1吸着孔66及び第2吸着孔74と連通するように接続され、他端が真空ポンプ140と連通するように接続されている。真空ポンプ140によって真空配管110の内部の圧力(気圧)が低下されることで、第1基板保持部60は、第1吸着孔66を介して基板3を真空吸着し、第2基板保持部70は、第2吸着孔74を介して基板3を真空吸着する。
吸引機構200は、第1基板保持部60A~60D及び第2基板保持部70A~70Eに基板3を真空吸着させるための機構である。吸引機構200は、真空配管110と、バルブ120と、レギュレータ130と、真空ポンプ140と、を備える。
バルブ120は、第1基板保持部60に基板3を真空吸着させるか否かを切り替えるための電磁弁であって、且つ、第2基板保持部70に基板3を真空吸着させるか否かを切り替えるための電磁弁である。制御部2aが、バルブ120を制御可能に制御線等によりバルブ120と接続されており、バルブ120を制御することで、第1基板保持部60に基板3を真空吸着させるか否かを切り替え、且つ、第2基板保持部70に基板3を真空吸着させるか否かを切り替える。
レギュレータ130は、真空ポンプ140によって第1吸着孔66又は第2吸着孔74を介して基板3を真空吸着する際の吸着力を調整するための圧力レギュレータ(バルブ)である。
真空ポンプ140は、第1吸着孔66又は第2吸着孔74を介して基板3を真空吸着するためのポンプである。
図5は、実施の形態に係る基板搬送装置100が備える吸引機構200について説明するための概略構成図である。なお、図5には、ステージ72によって基板3を真空吸着するための構成の概略図を示している。また、図5に示す白抜矢印は、真空ポンプ140による吸引方向を示している。
例えば、真空配管110は、第1配管111と、第2配管112と、第3配管113とを備える。
第1配管111は、一端が真空ポンプ140と接続され、他端が二股に分かれており、二股の端部の一方が第1バルブ121に直接接続されており、二股の端部の他方がレギュレータ130を介して第1バルブ121に接続されている真空配管である。
第2配管112は、一端が第1バルブ121と接続され、他端が第2バルブ122と接続されている真空配管である。
第3配管113は、一端が第2バルブ122と接続され、他端がステージ72(より具体的には、ステージ72が有する第2吸着部73に設けられた第2吸着孔74)と接続されている真空配管である。
また、例えば、バルブ120は、第1バルブ121と、第2バルブ122とを備える。
第1バルブ121及び第2バルブ122は、一端の接続先(言い換えると、真空ポンプ140による吸引経路)が切り替え可能な電磁弁である。
例えば、第1バルブ121は、接点151及び接点152が二股に分かれた第1配管111にそれぞれ接続されており、一端の一方である接点151が第1配管111を介し、且つ、レギュレータ130を介さずに真空ポンプ140に接続されており、一端の他方である接点152が第1配管111及びレギュレータ130を介して真空ポンプ140に接続されている。また、第1バルブ121の他端である接点150は、第2配管112を介して第2バルブ122の接点153に接続されている。これによって、第1バルブ121では、真空ポンプ140によってそのまま第1配管111の内部の圧力(気圧)が低下される、吸引力が強い(高い)経路と、レギュレータ130によって第1配管の内部の圧力が制御されて低下される、吸引力が弱い(低い)経路とが切り替えられる。
例えば、第2バルブ122は、一端である接点154が第3配管113を介してステージ72に接続されている。また、第2バルブ122の他端の一方である接点155が第3配管113の内部の圧力を上昇させるための経路である第4配管114に接続されている。また、第2バルブ122の他端の他方である接点153は、第2配管112を介して第1バルブ121に接続されている。これによって、第2バルブ122では、第3配管113の内部の圧力を低下させる経路と、第3配管113の内部の上昇させるための経路とが切り替えられる。つまり、第2バルブ122が制御されることによって、ステージ72に基板3を真空吸着のオンオフが切り替えられる。
なお、図3~図5には、真空配管110、バルブ120、レギュレータ130、及び、真空ポンプ140を1つしか図示していないが、基板搬送装置100は、ステージ72A~72Eのいずれかと接続されるこれらの構成を複数備えてもよい。また、図示しないが基板搬送装置100は、搬送アーム63と接続されるこれらの構成をさらに備える。また、基板搬送装置100は、例えば、第1基板保持部60A~60Dのように、搬送アーム63を複数備える場合、複数の搬送アーム63のいずれかと接続されるこれらの構成を複数備えてもよい。なお、このような場合であっても、例えば、真空ポンプ140等の一部の構成要素は、1つ(共通)でもよい。
上記した構成によれば、搬送アーム63及びステージ72では、基板3を第1の吸着力で真空吸着する第1状態と、基板3をレギュレータ130によって第1の吸引力より弱い第2の吸着力で真空吸着する第2状態と、基板3を真空吸着しない第3状態とが切り替え得る。
また、基板搬送装置100は、基板3が真空吸着された状態から、基板3が真空吸着されていない状態への切り替えを速やかに行うための機構を備えてもよい。例えば、基板搬送装置100は、図5に示す第3バルブ123と、ガス供給源160と、大気開放部170と、を備える。図5に示す一点鎖線矢印は、ガス供給源160からのガスの供給方向を示している。
ガス供給源160は、第3配管113及び第4配管114の内部の圧力を上昇させるための圧縮されたガスを貯蔵するガスタンクである。ガスの種類は、例えば、空気であるが、任意でよく、特に限定されない。ガス供給源160は、例えば、第3バルブ123を介して第2バルブ122と接続される第4配管114と接続されている。
第3バルブ123は、第1吸着部65又は第2吸着部73に基板3を真空吸着させるために低下された第3配管113及び第4配管114の内部の圧力を速やかに上昇させるためにガス供給源160にガスを供給させるか否かを切り替えるための電磁弁である。
例えば、第3バルブ123は、一端である接点156が第4配管114に接続されている。また、第3バルブ123の他端の一方である接点157はガス供給源160に接続されており、第3バルブ123の他端の他方である接点158は大気開放部170に接続されている。
大気開放部170は、第3配管113及び第4配管114の内部の圧力を大気圧にするための開口である。
制御部2aは、例えば、第3バルブ123を制御することで、ステージ72に設けられた第2吸着孔74に接続された第3配管113の内部の圧力を速やかに上昇させるために、ガス供給源160にガスを供給させるか否かを切り替える。
なお、図5では、ステージ72を例示しているが、搬送アーム63にも同様にガス供給源160が第3バルブ123を介して接続されていてもよい。
図6は、実施の形態に係る基板搬送装置100が備えるステージ72が基板3を保持することによる基板3の変形を説明するための断面図である。
なお、図6は、搬送アーム63とステージ72のうち、ステージ72によって基板3が保持されている場合における、図4の破線VIで囲まれた領域を拡大して示す断面図である。また、図6に示す白抜矢印は、基板3を吸着する向きを示している。
基板3は、例えば、有機ELパネルのような可撓性を有する基板であることが想定される。つまり、第1基板保持部60が備える搬送アーム63は、例えば、可撓性を備える基板3の第1面3aを吸着して保持する。また、第2基板保持部70が備えるステージ72は、例えば、可撓性を備える基板3の第2面3bを吸着して保持する。この場合、例えば、ステージ72に載置された基板3は、自重によって変形する。より具体的には、基板3は、第2吸着部73があることでステージ72に載置されると撓む。また、基板3は、搬送アーム63に保持されている場合も、吸着されている箇所以外では保持されていないため、自重によって撓む。そのために、例えば、ステージ72に載置されている基板3を第1吸着部65で吸着しようとしても、第1面3aが撓んでいるために、第1吸着部65と基板3とが適切に接触せずに受け渡し、つまり、第1吸着部65で基板3の第1面3aを吸着できない場合がある。
そこで、基板搬送装置100は、搬送アーム63及びステージ72の一方に保持された基板3を他方に受け渡しする際に、第1吸着部65と第2吸着部73と対向するように位置させる。
なお、本実施の形態では、搬送アーム63は、第1吸着部65を4つ備える。また、ステージ72は、第2吸着部73を4つ備える。4つの第1吸着部65と4つの第2吸着部73とは、基板3の受け渡しの際には、移動部64によって一対一で対向するように配置される。搬送アーム63が備える第1吸着部65の数は、特に限定されない。また、ステージ72が備える第2吸着部73の数は、特に限定されない。また、第1吸着部65及び第2吸着部73の少なくとも一方が複数の場合、基板3の受け渡しの際には、少なくとも第1吸着部65及び第2吸着部73の少なくとも一対が対向して配置されればよい。もちろん、第1吸着部65及び第2吸着部73の全てが一対一で対向して配置されるとよりよい。
また、例えば、搬送アーム63が第1吸着部65を4つ備え、ステージ72が第2吸着部73を10備える等、搬送アーム63が備える第1吸着部65の数と、ステージ72が備える第2吸着部73の数とが異なってもよい。この場合、例えば、制御部2aは、基板3の受け渡しを行わせる際には、4つの第1吸着部65のそれぞれが、10の第2吸着部73のいずれかと対向するように、移動部64を制御してもよい。このように、制御部2aは、第1吸着部65と第2吸着部73との数が異なる場合、基板3の受け渡しの際には、第1吸着部65及び第2吸着部73のうち少ない吸着部のそれぞれが多い吸着部のいずれかと対向するように移動部64を制御する。
また、上記した第1の吸着力と第2吸着力とは、第1の吸着力よりも第2の吸着力の方が低(弱)ければよく、特に限定されない。例えば、第2の吸着力は、第1吸着力の1/2以下である。例えば、第1の吸着力は、-70kPa程度であり、第2の吸着力は、-30kPa程度である。
再び図3を参照し、コンピュータ2は、基板搬送装置100が備える各構成要素を制御するためのコンピュータである。なお、本実施の形態では、基板搬送装置100が、部品実装ライン1が備えるコンピュータ2を備えるとして説明する。例えば、基板搬送装置100の各構成要素を制御するコンピュータ2は、部品実装ライン1が備える基板搬送装置100以外の貼着部20、仮圧着部30等の各装置を制御するコンピュータと同一でもよいし、異なってもよい。
例えば、コンピュータ2は、制御部2aと、記憶部2bとを備える。
制御部2aは、貼着部20、仮圧着部30、本圧着部40、及び、基板搬送装置100を制御するための処理部である。制御部2aは、例えば、記憶部2bに記憶され、部品実装ライン1が有する各装置を制御するための制御プログラムと、当該制御プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)とにより実現される。なお、制御部2aは、専用の電子回路で実現されてもよい。制御部2aは、例えば、コンピュータ2が備える通信インターフェースを介して基板搬送装置100と通信可能に接続されている。
また、制御部2aは、搬送アーム63及びステージ72の一方に保持させている基板3を他方に受け渡しさせる際に、移動部64を制御することで、第1吸着部65を第2吸着部73と対向する位置に移動させる。つまり、例えば、第1吸着部65は、搬送アーム63及びステージ72の一方に保持された基板3が他方に受け渡しされる際に、移動部64によって、第2吸着部73と対向する位置に移動される。
また、制御部2aは、第1吸着部65及び第2吸着部73の吸着力を制御する。具体的には、制御部2aは、真空配管110の圧力を制御することにより第1吸着孔66及び第2吸着孔74を介した吸着力を制御する。より具体的には、制御部2aは、バルブ120を制御することで、真空配管110の内部の気圧を制御することにより、第1吸着孔66を介した搬送アーム63の吸着力、及び、第2吸着孔74を介したステージ72の吸着力を制御する。
例えば、制御部2aは、バルブ120を制御することで、搬送アーム63に保持させている基板3をステージ72に載置させる際に、第1吸着部65による基板3の吸着力を低下させてから、第2吸着部73に基板3を吸着させて保持させる。
また、例えば、制御部2aは、バルブ120及び第3バルブ123を制御することで、搬送アーム63に保持させている基板3をステージ72に載置させる際に、真空配管110にガスを供給して第1吸着部65による基板3の吸着力を低下させてから、第2吸着部73に基板3を吸着させて保持させる。
また、例えば、制御部2aは、バルブ120を制御することで、ステージ72に載置された基板3を搬送アーム63に吸着させて保持させる際に、第2吸着部73による基板3の吸着力を低下させてから、第1吸着部65に基板3を吸着させて保持させる。
また、例えば、制御部2aは、バルブ120及び第3バルブ123を制御することで、ステージ72に載置された基板3を搬送アーム63に吸着させて保持させる際に、真空配管110にガスを供給して第2吸着部73による基板3の吸着力を低下させてから、第1吸着部65に基板3を吸着させて保持させる。
なお、第1基板保持部60における吸着力と、第2基板保持部70における吸着力とは、同じでもよいし、異なってもよい。
記憶部2bは、部品実装ライン1によって製造されるディスプレイパネル等の基板3のサイズ、基板3に実装する部品5の種類、実装位置、実装方向、及び、基板3を各作業部間で搬送するタイミング等の部品実装作業に必要な各種データ、制御部2aが実行する制御プログラム等を記憶する。記憶部2bは、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により実現される。
[基板搬送装置の処理手順]
続いて、基板搬送装置100の具体的な動作について説明する。
<第1例>
図7は、実施の形態に係る基板搬送装置100の処理手順の第1例を説明するためのフローチャートである。具体的には、図7は、搬送アーム63が保持している基板3をステージ72に受け渡す処理を示すフローチャートである。図8は、実施の形態に係る基板搬送装置100の処理手順の第1例を説明するための断面図である。
まず、制御部2aは、移動部64及びバルブ120を制御することで、搬送アーム63が備える第1吸着部65に基板3の第1面3aを吸着させて保持させる(ステップS101)。
次に、制御部2aは、移動部64を制御することで、第1吸着部65と第2吸着部73とが対向する位置に、搬送アーム63を移動させる(ステップS102)。図8の(a)に示すように、第1吸着部65と第2吸着部73とは、対向する位置に配置される。また、ステップS102では、第1吸着部65は、真空吸着することで(吸着ON状態)基板3を吸着しており、第2吸着部73は、真空吸着していない(吸着OFF状態)。
次に、制御部2aは、ステージ移動部71を制御することで、ステージ72を上昇させ、基板3の第2面3bを第2吸着部73に接触させる(ステップS103)。図8の(b)に示すように、基板3は、第1吸着部65と第2吸着部73とに基板3を介して対向する位置で挟まれる。また、ステップS103では、第1吸着部65は、真空吸着することで(吸着ON状態)基板3を吸着しており、第2吸着部73は、真空吸着していない(吸着OFF状態)。
次に、制御部2aは、バルブ120を制御することで、第1吸着部65の吸着力を低下させる(ステップS104)。具体的には、制御部2aは、バルブ120を制御することで、真空配管110内の圧力を上げて、第1吸着孔66を介した吸着力を低下させる。例えば、制御部2aは、第1バルブ121を制御することで、接点150と接点151との接続から、接点150と接点152との接続に切り替える。さらに、制御部2aは、バルブ120を制御することで、第1吸着部65の吸着力をゼロにする。例えば、制御部2aは、第2バルブ122を制御することで、接点153と接点154との接続から、接点154と接点155との接続に切り替える。さらに、接点155は、第4配管114と第3バルブ123とを介して、大気開放部170及びガス供給源160の一方と接続される。そして、大気開放部170又はガス供給源160からガスが供給されることにより、第1吸着部65の吸着力をゼロ(大気圧)にする。
ガス供給源160からガスを供給する場合、大気開放部170からガスを供給する場合に比べ、第1吸着部65の吸着力をゼロにするために要する時間を短くすることができる。また、制御部2aは、第3バルブ123の接点156と接点157とを接続することによりガス供給源160からガスを供給して第3配管113内の圧力を大気圧付近まで上昇させた後、接点156と接点157との接続から、接点156と接点158との接続に切り替えてもよい。これにより、第1吸着部65の吸着力をゼロにするために要する時間を短くできるとともに、ガス供給源160から供給されるガスが第1吸着部65から吹き出すことによる基板3の位置ずれの発生が抑制できる。
なお、制御部2aは、第1バルブ121を制御せずに第2バルブ122を制御することで、第1吸着部65の吸着力を、段階を設けずにすぐにゼロにしてもよい。図8の(c)に示すように、ステップS104では、例えば、第1吸着部65は、真空吸着しておらず(吸着OFF状態)、第2吸着部73は、真空吸着していない(吸着OFF状態)。
制御部2aは、ステップS102~ステップS104を実行することにより、搬送アーム63が保持した基板3をステージ72に受け渡しする。
次に、制御部2aは、バルブ120を制御することで、ステージ72が備える第2吸着部73に基板3の第2面3bを吸着させて保持させる(ステップS105)。図8の(d)に示すように、ステップS105では、第1吸着部65は、真空吸着しておらず(吸着OFF状態)、第2吸着部73は、真空吸着することで(吸着ON状態)基板3を吸着している。
以上のように、制御部2aは、第1吸着部65と第2吸着部73とが両方とも同時に真空吸着する状態を生じさせない。例えば、図8の(b)に示すように、第1吸着部65に真空吸着させた状態で、第1吸着部65と第2吸着部73とを両方とも基板3に接触させると、第1吸着部65による真空吸着の影響で基板3が変形しているために、真空吸着していない第2吸着部73と基板3との間に隙間が生じやすい。このまま第2吸着部73に真空吸着させても、当該隙間によって基板3を適切に吸着できない場合が生じる。そこで、図8の(c)に示すように、制御部2aは、基板3に第1吸着部65と第2吸着部73との両方が接触している状態で、第1吸着部65と第2吸着部73とをいずれも真空吸着しない状態にさせる。これにより、第1吸着部65と第2吸着部73とで基板3を挟んでいるために基板3の位置ずれを抑制した状態で、且つ、真空吸着による基板3の変形を抑制した状態で、搬送アーム63とステージ72とは、基板3の受け渡しを行う。
なお、ステップS103では、制御部2aは、ステージ移動部71を制御することで、ステージ72を上昇させ、基板3の第2面3bを第2吸着部73に接触させたが、移動部64がZ軸方向に搬送アーム63を移動させることができる構成である場合、移動部64を制御して搬送アーム63を下降させることで、基板3の第2面3bを第2吸着部73に接触させでもよい。
<第2例>
図9は、実施の形態に係る基板搬送装置100の処理手順の第2例を説明するためのフローチャートである。具体的には、図9は、ステージ72が保持している基板3を搬送アーム63に受け渡す処理を示すフローチャートである。
まず、制御部2aは、バルブ120を制御することで、ステージ72が備える第2吸着部73に基板3の第2面3bを吸着させて保持させる(ステップS201)。
次に、制御部2aは、移動部64を制御することで、第1吸着部65と第2吸着部73とが対向する位置に、搬送アーム63を移動させる(ステップS202)。
次に、制御部2aは、ステージ移動部71を制御することで、ステージ72を上昇させ、基板3の第1面3aを第1吸着部65に接触させる(ステップS203)。
次に、制御部2aは、バルブ120を制御することで、第2吸着部73の吸着力を低下させる(ステップS204)。具体的には、制御部2aは、バルブ120を制御することで、真空配管110内の圧力を上げて、第2吸着孔74を介した吸着力を低下させる。ステップS204では、例えば、第1吸着部65は、真空吸着しておらず(吸着OFF状態)、第2吸着部73は、真空吸着していない(吸着OFF状態)。
制御部2aは、ステップS202~ステップS204を実行することにより、ステージ72が保持した基板3を搬送アーム63に受け渡しする。
次に、制御部2aは、バルブ120を制御することで、搬送アーム63が備える第1吸着部65に基板3の第1面3aを吸着させて保持させる(ステップS205)。ステップS205では、第1吸着部65は、真空吸着することで(吸着ON状態)基板3を吸着しており、第2吸着部73は、真空吸着していない(吸着OFF状態)。
以上のように、第2例においても、制御部2aは、第1吸着部65と第2吸着部73とが両方とも同時に真空吸着する状態を生じさせない。制御部2aは、基板3に第1吸着部65と第2吸着部73との両方が接触している状態で、第1吸着部65と第2吸着部73とをいずれも真空吸着しない状態にさせる。これにより、第1吸着部65と第2吸着部73とで基板3を挟んでいるために基板3の位置ずれを抑制した状態で、且つ、真空吸着による基板3の変形を抑制した状態で、搬送アーム63とステージ72とは、基板3の受け渡しを行う。
[効果等]
以上説明したように、実施の形態に係る基板搬送装置100は、基板3の第1面3aを吸着して保持するための第1吸着部65を有する搬送アーム63と、搬送アーム63を移動させる移動部64と、基板3が載置されるステージ72と、を備える。ステージ72は、ステージ72の上面72aから突出するように設けられ、基板3における第1面3aと対向する第2面3bを吸着して保持するための第2吸着部73を有する。第1吸着部65は、搬送アーム63及びステージ72の一方に保持された基板3が他方に受け渡しされる際に、移動部64によって、第2吸着部73と対向する位置に移動される。例えば、第1吸着部65及び第2吸着部73は、真空吸着することで基板3を吸着して保持する。
これによれば、第1吸着部65と第2吸着部73とは、基板3を挟んで対向する位置で基板3を挟む。例えば、基板3が可撓性を有する場合、基板3の一部を吸着して保持していると、保持していない部分が自重によって撓む場合がある。この場合、第1吸着部65と第2吸着部73とが対向した位置以外で基板3の受け渡しを行おうとすると、第1吸着部65及び第2吸着部73のうち基板3を受け取る方(これから真空吸着を行う方)と基板3との間に隙間が生じやすい。隙間が生じた状態では、真空吸着できない可能性があるため、基板3を吸着できない問題がしょうじる可能性がある。つまり、このような状態では、基板3の受け渡しが適切に行われない可能性がある。そこで、搬送アーム63とステージ72とは、第1吸着部65と第2吸着部73とが基板3を挟んで対向する位置で基板3の受け渡しを行う。これにより、基板搬送装置100は、基板3の受け渡しができないことを抑制できる。
また、例えば、基板搬送装置100は、第1吸着部65及び第2吸着部73の吸着力を制御する制御部2aをさらに備える。制御部2aは、例えば、搬送アーム63に保持された基板3がステージ72に載置される際に、吸引機構200を制御することで、第1吸着部65による基板3の吸着力を低下させてから、第2吸着部73に基板3を吸着させて保持させる。
これによれば、真空吸着による基板3の変形を抑制した状態で、基板3の受け渡しが行われる。そのため、基板3の受け渡しができないことがさらに抑制される。
また、例えば、制御部2aは、ステージ72に載置された基板3を搬送アーム63に吸着させて保持させる際に、吸引機構200を制御することで、第2吸着部73による基板3の吸着力を低下させてから、第1吸着部65に基板3を吸着させて保持させる。
これによれば、真空吸着による基板3の変形を抑制した状態で、基板3の受け渡しが行われる。そのため、基板3の受け渡しができないことがさらに抑制される。
また、例えば、搬送アーム63は、可撓性を備える基板3の第1面3aを吸着して保持する。同様に、例えば、ステージ72は、可撓性を備える基板3の第2面3bを吸着して保持する。
基板3には、液晶パネルのような硬い基板ではなく、有機ELパネルのように可撓性を有する基板が採用される場合がある。可撓性を有する基板3は、真空吸着によって変形しやすい。そのため、基板3が可撓性を有する場合に、当該基板3を真空吸着によって保持する場合に、基板搬送装置100は、特に効果的である。
また、実施の形態に係る基板搬送方法は、搬送アーム63が有する第1吸着部65が基板3の第1面3aを吸着して保持する第1工程(ステップS101及びステップS206)と、ステージ72が有する第2吸着部73が基板3における第1面3aと対向する第2面3bを吸着して保持する第2工程(ステップS105及びステップS201)と、搬送アーム63及びステージ72の一方に保持された基板3を他方に受け渡しする第3工程(ステップS102~ステップS104、及び、ステップS202~ステップS204)と、を含む。第3工程では、第1吸着部65を第2吸着部73と対向する位置に移動してから、一方が保持した基板3を他方に受け渡しする。
これによれば、基板搬送装置100と同様の効果を奏する。
(その他の実施の形態)
以上、本実施の形態に係る基板搬送装置等について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、コンピュータ2の構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、或いは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)又はプロセッサ等のプログラム実行部が、HDD(Hard Disk Drive)又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、コンピュータ2の構成要素は、1つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。1つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
1つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、IC(Integrated Circuit)又はLSI(Large Scale Integration)等が含まれてもよい。IC又はLSIは、1つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、IC又はLSIと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又は、ULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれるかもしれない。また、LSIの製造後にプログラムされるFPGA(Field Programmable Gate Array)も同じ目的で使うことができる。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
本発明は、ディスプレイパネルを生産する部品実装ライン等が有する、基板を保持する基板搬送装置に利用可能である。
1 部品実装ライン
1a、1b、1c 基台
2 コンピュータ
2a 制御部
2b 記憶部
3 基板
3a 第1面
3b 第2面
4 電極部
5 部品
6 ACF
20 貼着部
30 仮圧着部
31 部品搭載機構
32 部品供給部
40 本圧着部
60、60A、60B、60C、60D 第1基板保持部
61 移動ベース
63 搬送アーム
64 移動部
65 第1吸着部
66 第1吸着孔
70、70A、70B、70C、70D、70E 第2基板保持部
71、71B、71C、71D ステージ移動部
72、72A、72B、72C、72D、72E ステージ
72a 上面
73 第2吸着部
74 第2吸着孔
100 基板搬送装置
110 真空配管
111 第1配管
112 第2配管
113 第3配管
114 第4配管
120 バルブ
121 第1バルブ
122 第2バルブ
123 第3バルブ
130 レギュレータ
140 真空ポンプ
150、151、152、153、154、155、156、157、158 接点
160 ガス供給源
170 大気開放部
200 吸引機構

Claims (5)

  1. 基板の第1面を吸着して保持するための第1吸着部を有する搬送アームと、
    前記搬送アームを移動させる移動部と、
    前記基板が載置されるステージと、を備え、
    前記ステージは、前記ステージの上面から突出するように設けられ、前記基板における前記第1面と対向する第2面を吸着して保持するための第2吸着部を有し、
    前記第1吸着部は、前記搬送アーム及び前記ステージの一方に保持された前記基板が他方に受け渡しされる際に、前記移動部によって、前記第2吸着部と対向する位置に移動される、
    基板搬送装置。
  2. 前記第1吸着部及び前記第2吸着部の吸着力を制御する制御部をさらに備え、
    前記制御部は、前記搬送アームに保持された前記基板が前記ステージに載置される際に、前記第1吸着部による前記基板の吸着力を低下させてから、前記第2吸着部に前記基板を吸着させて保持させる、
    請求項1に記載の基板搬送装置。
  3. 前記第1吸着部及び前記第2吸着部の吸着力を制御する制御部をさらに備え、
    前記制御部は、前記ステージに載置された前記基板を前記搬送アームに吸着させて保持させる際に、前記第2吸着部による前記基板の吸着力を低下させてから、前記第1吸着部に前記基板を吸着させて保持させる、
    請求項1に記載の基板搬送装置。
  4. 前記搬送アームは、可撓性を備える前記基板の前記第1面を吸着して保持する、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の基板搬送装置。
  5. 搬送アームが有する第1吸着部が基板の第1面を吸着して保持する第1工程と、
    ステージが有する第2吸着部が前記基板における前記第1面と対向する第2面を吸着して保持する第2工程と、
    前記搬送アーム及び前記ステージの一方が保持した前記基板を他方に受け渡しする第3工程と、を含み、
    前記第3工程では、前記第1吸着部を前記第2吸着部と対向する位置に移動してから、前記一方が保持した前記基板を前記他方に受け渡しする、
    基板搬送方法。
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