JP3702754B2 - アライメント装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶基板製造搬送ラインにおいて、基板とメタルマスクを精度良く位置決めするためのアライメント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶基板製造搬送ラインにおいて、ガラス基板をスパッタ装置等の処理装置へ投入する場合、ガラス基板とメタルマスクとを精度良く重ね合せてから搬送する必要がある。メタルマスクの形状は、１枚のガラス基板のサイズや取枚数により、抜きパターンが決められていて、田の字状や目の字状のものが準備される。材質としては４２アロイ（４２％Ｎi−Ｆe合金）、板厚０．２５ｍｍのものが一般に用いられる。
メタルマスクを位置決めする従来のアライメント装置として、図５に示すものがある。またガラス基板やメタルマスクを取り扱うロボットハンドとして、図６、図７に示すものがある。
図において、５は田の字状のメタルマスク、１１は位置決め台１２上に配置されるマスクプレートである。２２はメタルマスク５の対角方向の２個所に設けられたシリンダで、２２ａはその固定端、２２ｂはその可動端である。固定端２２ａは位置決め台１２に固定され、可動端２２ｂには２個の位置決めピン２３が固定される。３０はロボットハンドで、以下に説明する３１から３４の部品からなる。３１はロボットフランジで図示しないロボットアームの先端と固定される。３２はハンド本体である。３３はホルダ吸着パッドで、ハンド本体３２に対して上下動可能に構成される。３４はガラス吸着パッドで、ハンド本体３２に固定される。３５はマグネットホルダで、磁気を帯びた板状の部材からなり、ホルダ吸着パッド３３により取り扱われる。３６はガラス基板で、ガラス吸着パッド３４により吸着され搬送される。
【０００３】
このような従来のアライメント装置においてメタルマスク５の位置決めを行なう場合について説明する。ロボットによりメタルマスク５、ガラス基板３６、マグネットホルダ３５を一体化したものを、図６に示すように、マスクプレート１１上に位置させる。次にホルダ吸着パッド３３を上方に移動させると、マグネットホルダ３５はガラス基板３６から離れ、これにより、ガラス基板３６に磁力により装着されていたメタルマスク５は、ガラス基板３６から離れてマスクプレート１１上に載置される。次にシリンダ２２は、その可動端２２ｂに固定された２個の位置決めピン２３をメタルマスク５のコーナで挟み込み、かつメタルマスク５の対角上で、２組のシリンダ２２のストロークエンドで停止する位置まで押し付ける。メタルマスク５の位置決め後は、位置決めピン２３を後退させて、ロボットハンド３０により、ガラス基板３６をメタルマスク５上に載置する。なお、ガラス基板３６のロボットハンド３０との位置決めを、例えば特開平１０−３２９０６４号公報のように別のステージで行なっておくことにより、メタルマスク５とガラス基板３６は、精度良く重ね合せることができる。重ね合せ後は、ホルダ吸着パッド３３に吸着したマグネットホルダ３５をガラス基板３６に向けて下降させると、その磁力によりガラス基板３６を挟んでメタルマスク５が吸着される。これにより、メタルマスク５、マグネットホルダ３５、ガラス基板３６とが一体化されて、ロボット等により処理装置に搬送される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のアライメント装置では、メタルマスク５をその対角上においてシリンダ２２のストロークエンドまで押し付けているため、メタルマスク５の寸法が大きいとメタルマスク５がたわんで浮き上がり、ガラス基板３６を載せるために位置決めピン２３を後退させたとき、メタルマスク５の位置がずれる現象が発生する。またメタルマスク５の寸法が小さいと押し付け不足が発生して、一方の位置決めピン２３のみが接触して位置決めされる。このため、メタルマスク５と載置するガラス基板３６との間で、正確な位置決めができないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、メタルマスクを浮き上がらせることなく、正確に位置決めを行なうことができるアライメント装置を得ることを目的としている。
【０００６】
さらに、メタルマスクとマスクプレートとの密着を防止し、メタルマスクの位置決め力を安定させて、正確に位置決めを行わせることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るアライメント装置においては、従来のメタルマスクを押し付けるシリンダに、可動ピンを持たせた浮動シリンダを設けて、浮動シリンダの可動ピンによりメタルマスクを固定ピン側に押し付けるようにしたものである。
【０００８】
さらに、メタルマスクを載置するマスクプレートの表面を、ショットブラスト加工等の凹凸面で形成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１であるアライメント装置を示す斜視図、図２はアライメント装置の動作原理図、図３はその空圧回路図、図４は部分詳細図である。なおロボットハンドの構成は図６、図７と同様のため、その説明を省略する。
図において、１は押付シリンダで、メタルマスク５をマスクプレート１１上において一方に押し付けるためのもので、メタルマスク５の２辺に対して、それぞれ２組、合計４組が位置決め台１２上に配置される。押付シリンダ１としては、ストロークが５０〜１００ｍｍ程度、押付力が数ｋｇ程度のものが用いられる。２は浮動シリンダで、それぞれ押付シリンダ１の可動端１ｂに固定される。浮動シリンダ２としては、ストロークが５〜２０ｍｍ程度、押付力がメタルマスク５をマスクプレート１１上で移動できる程度のものが用いられる。３は押し付けピンで浮動シリンダ２の可動端２ｂに固定される。４は位置決め用の固定ピンで、押付シリンダ１や浮動シリンダ２に比較して充分に大きな押付力のシリンダ（図示せず）が用いられ、ガラス基板の載置時には後退して干渉しない位置になるよう構成される。６ａ〜６ｄは各押付シリンダ１の可動端１ｂの前進・後退の制御と移動速度を調整するスピードコントローラである。７ａ〜７ｄはその配管経路である。６ｅ〜６ｌは各浮動シリンダ２の可動端２ｂの前進・後退の制御と移動速度を調整するスピードコントローラで、６ｅ、６ｇ、６ｉ、６ｋのグループと６ｆ、６ｈ、６ｊ、６ｌのグループに分けられて、グループ毎にメタルマスク５の品種に合わせた最適な移動速度が設定される。８ａ〜８ｄは品種切替えバルブで、メタルマスク５の品種に合わせた移動速度が、切替信号１０により切替えできる。９ａ〜９ｄは、各浮動シリンダ２への配管経路である。マスクプレート１１の上面は、浮動シリンダ２の押付力でメタルマスク５が密着せずに容易に移動できるよう、ショットブラスト加工が施されて、凹凸面が形成されている。
【００１０】
このように構成されたアライメント装置において、メタルマスク５とマグネットホルダ３５により、ガラス基板３６を位置決めして挟み込む場合について説明する。なお、ガラス基板３６とメタルマスク５は、位置決め精度の悪い状態で、マグネットホルダ３５の磁力により、図６に示すように一体化されているものとして説明する。
まず位置決め台１２に設けられた固定ピン４が正規の位置決め位置に移動した後、ロボットハンド３０により一体化されたメタルマスク５、ガラス基板３６、マグネットホルダ３５を、マスクプレート１１の上方に移動させる。次に、マグネットホルダ３５を吸着したホルダ吸着パッド３３を上方に移動させると、メタルマスク５は、マグネットホルダ３５から離れるため、メタルマスク５への磁力が低下して、ガラス基板３６から離れてマスクプレート１１上に載置される。次に、空圧回路のスピードコントローラ６ａ〜６ｄへの前進制御信号（図示せず）と、品種切替えバルブ８ａ〜８ｄの切替信号１１によるスピードコントローラ６ｅ、６ｇ、６ｉ、６ｋへの前進制御信号（図示せず）とにより、各押付シリンダ１と浮動シリンダ２との可動端１ｂ、２ｂを前進させる。浮動シリンダ２の可動端２ｂに設けられた可動ピン３により、メタルマスク５は固定ピン４側に押し付けられる。固定ピン４は十分に大きな押付力のシリンダ（図示せず）により押付けらているため、位置決め台１２に固定されたものと見なすことができる。浮動シリンダ２には、メタルマスク５がマスクプレート１１上で移動可能な程度の押付力のものが用いられるので、メタルマスク５に過負荷がかかった場合には、可動ピン３の設けられた可動端２ｂが後退する。このためメタルマスク５がたわんで浮き上がったり、押し付け不足が発生することはない。また、例えばＸ方向の位置決めが先に完了したとしても、可動ピン３の押付力、言い換えれば浮動シリンダ２の押付力が小さいため、可動ピン３によるＹ方向の位置決めも、後から容易に行なうことができる。
なお、Ｘ方向の位置決め後に可動ピン３を後退させて、次にＹ方向の位置決めを行なわせるなど、ＸＹ方向に交互に位置決め・後退を繰返すように各浮動シリンダ２を制御すれば、より正確な位置決めを行なうことも可能である。
メタルマスク５の位置決め完了後は、固定ピン４と可動ピン２とを後退させ、ガラス吸着パッド３４を下方に移動させ、ガラス基板３５をメタルマスク５の上に載置する。次に、ホルダ吸着パッド３３を下方に移動させ、マグネットホルダ３５をガラス基板３６の上に載せると、マグネットホルダ３５の磁力により、メタルマスク５はガラス基板３６、マグネットホルダ３５と共に一体化される。その後はロボット等により処理装置に搬送される。
【００１１】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、メタルマスクを浮き上がらせることがなく、ガラス基板に対してメタルマスクを正確に位置決め装着できる効果を奏する。
【００１２】
また、メタルマスクを載置するマスクプレートの表面を凹凸面としたので、メタルマスクがマスクプレートと密着せず、安定した押付力が得られメタルマスク自体を正確に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示すアライメント装置の斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示すアライメント装置の原理図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の空圧回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１の部分詳細図である。
【図５】 従来のアライメント装置を示す斜視図である。
【図６】 ロボットハンドによるガラス基板装着時の正面図である。
【図７】 ロボットハンドによるメタルマスク分離時の正面図である。
【符号の説明】
１ 押付シリンダ、２ 浮動シリンダ、３ 可動ピン、４ 固定ピン、５ メタルマスク、１１ マスクプレート、１２ 位置決め台、３０ ロボットハンド、３５ マグネットホルダ、３６ ガラス基板

Claims (3)

1. ガラス基板とメタルマスクとを位置決め装着するアライメント装置において、
   位置決め台上に配置され、メタルマスクを載置するマスクプレートと、
   上記位置決め台上に配置され、上記メタルマスクの一方の端面を所定の位置に位置決めする固定ピンと、
   上記メタルマスクを上記固定ピン側に押し付けるための可動ピンと、
   上記メタルマスクを上記マスクプレート上で移動可能な押付力を有するとともに、上記可動ピンを可動端に装着する浮動シリンダと、
   上記浮動シリンダよりも大きな押付力を有するとともに、上記位置決め台上に配置され、上記浮動シリンダを可動端に装着する押付シリンダと、
   を備え、
   上記浮動シリンダと上記押付シリンダの動作により上記可動ピンを上記メタルマスクの端面に押し当て、上記メタルマスクが上記固定ピンに接するまで移動させて、上記メタルマスクを上記固定ピンに対して位置決めするように構成したことを特徴とするアライメント装置。
2. メタルマスクを載置するマスクプレートの表面を、凹凸面に形成したことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。
3. 磁気を帯びたマグネットホルダを吸着するホルダ吸着パッドと、ガラス基板を吸着するガラス吸着パッドと、を含むロボットハンドを備え、
   上記ロボットハンドは、上記ガラス基板を挟んで上記マグネットホルダとメタルマスクとを磁気により吸着させると共に、一体化された上記マグネットホルダ、ガラス基板、及びメタルマスクをマスクプレートの上方に搬送させるものであることを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。

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