JP3997348B2 - 基板用搬送装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を垂直状態で搬送する基板用搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
LCD等の基板の製造工場には、基板に加工を施す複数の製造加工ブロックが設けられており、各製造加工ブロック間で基板を搬送する搬送装置が設けられている。
【0003】
従来、基板を搬送する装置には、基板を水平状態にして、真空吸着のハンドを有するロボットで受け渡しを行う搬送装置と、水平のローラコンベヤで搬送を行う搬送装置とがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では基板が大型化しており、長さが1mを越えるものもでてきている。
【0005】
しかしながら、上述の搬送装置では、基板の搬送や保管が水平状態で行われているために、基板が大型化すると、その自重によって、中央部に撓みが発生する等、変形が生じてしまうといった問題があった。
【0006】
また、搬送を行うためのスペースが大きく必要となり、生産設備内で占める割合が大きくなってしまうと共に、設備の製造コストが高くなっていた。また、製造加工ブロックを設置するためのスペースの割合が小さくなり、基板の生産性があまりよくなかった。
【0007】
特に、ロボットで受け渡しを行う装置では、そのロボット自体が大型化し、設備の製造コストがさらに高くなると共に、製造加工ブロックを設置するためのスペースが一層狭くなってしまっていた。
【0008】
さらに、各製造装置には効率的な製造運用を図るために、基板の出入り部に一時保管スペースが設けられることが多いが、この保管スペースも生産設備内で占める割合が大きくなってしまう。
【0009】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、大型の基板であってもその変形を防止できると共に、設置スペースの縮小化を図れる基板用搬送装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、搬送ラインに沿って移動された基板を作業台に移送し、該作業台で作業された後の基板を再び搬送ラインに戻す基板用搬送装置であって、上記搬送ラインに沿って配設された搬送レールと、該搬送レールに係合して移動する搬送台車と、該搬送台車に着脱自在に装着され、垂直状態とされた基板の上部を把持する搬送治具と、上記搬送レールの側方に配置され、上記基板を把持した上記搬送治具を、上記基板が垂直となる状態で複数一時保管するバッファ部と、該バッファ部の下方且つ側方に配置された上記作業台と上記バッファ部との間で、上記基板を把持した上記搬送治具を、移動させる移載装置とを備え、該移載装置が、上記バッファ部の下方に配置されたものである。
【0011】
上記構成によれば、基板を垂直状態としてその上部を把持して搬送するようにしたので、基板の自重による変形を防止することができると共に、水平方向の面積を減らすことができ、搬送装置の設置スペースの縮小化が図れ、その分、製造工場全体のイニシャル及びランニングコストを低く押えることができる。また、基板用搬送装置の設置スペースの縮小した分、製造加工ブロックを設置するためのスペースを大きく採ることもでき、基板の生産性を向上させることができる。
【0012】
上記搬送治具が、垂直状態の上記基板の上部に沿うように配置されその上部の両端からそれぞれ所定長さ突出して形成された水平部材と、該水平部材に備えられ垂直状態の上記基板の上部を把持する把持部とを有し、上記移載装置が、上記バッファ部の下方にて垂直に立てられた状態で昇降するフォークと、そのフォークに備えられ、上記基板の上部両端から突出した上記水平部材を下方から支持する支持部とを有することが好ましい。
【0013】
上記移載装置が、上記フォークに支持された垂直状態の基板を水平状態として上記作業台に移載するため、垂直に立てられた上記フォークを水平方向に回動させる回動部を有することが好ましい。
【0014】
上記バッファ部が、上記基板の上部両端から突出した水平部材をその下方から支持すると共に上記基板の直交方向に移動自在の一対のアームを備えることが好ましい。
【0015】
上記バッファ部が、上記搬送台車から、上記基板を把持した上記搬送治具を受け取るべく、その基板の直交方向に移動自在で且つ昇降自在であり、上記基板の上部両端から突出した水平部材をその下方から支持する移載アームを備えることが好ましい。
【0016】
上記バッファ部が、上記搬送台車から払い出された上記基板を把持した上記搬送治具を、複数一時保管する払出しバッファ部と、上記作業台にて作業が施された上記基板を把持した上記搬送治具を、上記搬送台車に受け取らせるため複数一時保管する受取りバッファ部とから成ることが好ましい。
【0017】
上記払出しバッファ部及び上記受取りバッファ部が、上記搬送レールに沿って隣接配置され、上記移載装置が、上記搬送レールに沿って配設されたガイドレールに案内されて、上記払出しバッファ部と上記受取りバッファ部との間を移動するものであることが好ましい。
【0018】
上記搬送台車が、上記基板を複数支持する支持フレームを有することが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0020】
図1は本発明に係る基板用搬送装置の好適な実施の形態を示した全体斜視図、図2は本発明に係る基板用搬送装置の好適な実施の形態の搬送治具を示した斜視図、図3は本発明に係る基板用搬送装置の好適な実施の形態のバッファ部を示した斜視図、図4は基板の製造工場の概略を示した平面図である。
【0021】
まず、基板の製造工場の概略を説明する。
【0022】
図4に示すように、基板の製造工場には、基板(図1から図3参照)1を搬送するメインループ2の周囲に複数の分岐搬送路3が設けられている。この分岐搬送路3の周囲には、基板の各種製造工程を行うための製造加工ブロック4が複数配設されている。メインループ2及び分岐搬送路3には、本発明に係る基板用搬送装置5が設けられている。
【0023】
図1に示すように、係る基板用搬送装置5は、基板1を垂直状態で搬送するものであって、基板1の搬送ライン(メインループ2及び分岐搬送路3)6の上部に配置された搬送レール7と、垂直状態の基板1の上部を把持する把持部8を少なくとも2箇所以上有する水平部材9からなる搬送治具11と、その搬送治具11を基板1と一体で支持して搬送レール7に沿って移動する搬送台車12と、基板1を水平状態に載置して各種の製造作業を行う作業台14の側部に設けられ基板1を一時保管するバッファ部15と、そのバッファ部15と作業台14との間で搬送治具11と一体の基板1を移動させる移載装置16とを備えたことを特徴とする。
【0024】
搬送レール7は、所定の強度を有したメンバの鉄骨等から構成されており、その長手方向に沿って、後に詳述する搬送台車12が走行するためのガイド部(図示せず)が形成されている。
【0025】
図2に示すように、搬送治具11は、水平部材9の下部に、複数(図2においては3箇所、図1及び図3では4箇所に示している)の把持部8を有している。把持部8は、2枚の板材17を有しており、これら板材17には、基板1を挟持すべく付勢力を与えるバネ等の付勢手段(図示せず)が設けられている。板材17の基板1との接触面には、樹脂等のクッション材が設けられており、基板1の損傷を防止している。水平部材9は、基板1の上部両端からそれぞれ所定長さ突出するように形成されている。
【0026】
搬送台車12は、搬送治具11をその上部から把持する。搬送台車12には搬送治具11を支持するための係止部18が形成されている。この係止部18は搬送治具11の把持部8に対応する位置にそれぞれ配置されている。係止部18には、搬送治具11の把持部8を開閉するための移動アーム19が設けられている。この移動アーム19は、把持部8に設けられた回動ピン21を押すことによって、一方の板材17が付勢手段に対抗して開き、基板1の把持を解除するようになっている。
【0027】
図3に示すように、バッファ部15は、基板1の直交方向に移動自在の一対のアーム23を備えている。このアーム23は、搬送治具11をその水平部材9の基板1の上部両端から突出した部分24の下部から支持するようになっている。アーム23は所定長さを有しており、複数の基板1及び搬送治具11を所定間隔で吊り下げ保管するようになっている。バッファ部15は、後述する移載装置16に、基板1を受け渡す前に一時保管する払出しバッファ部25と、製造加工作業が終了して、移載装置16から戻された後に一時保管する受取りバッファ部26とが形成されている。
【0028】
バッファ部15には、搬送台車12から搬送治具11と一体の基板1を受け取って、アーム23に掛け渡すための移載アーム27が設けられている。この移載アーム27には、その上面に搬送治具11を載せて支持するための載置部28が形成されている。移載アーム27は、上記アーム23とオフセットした位置に配置され、アーム23とはズレた位置で、水平部材9の基板1の上部両端から突出した部分24の下部から載置部28で支持するようになっている。移載アーム27は、基板1の直交方向に移動自在で且つ若干高さ昇降自在に設けられており、基板1を搬送台車12から受け取って、アーム23上の任意の位置に移動できるようになっている。
【0029】
作業台14は、製造加工ブロック4内に設けられており、基板1を水平状態で支持すべく、上方に突出した複数の固定支持ピン(図1参照)22が設けられている。
【0030】
移載装置16は、バッファ部15と作業台14との間に配置されており、基板1を吸着する吸盤(図示せず)と搬送治具11の水平部材9を支持する支持部59とを有するフォーク31と、そのフォーク31を回動させる回動部32とを備えている。
【0031】
吸盤はフォーク31の基板1側に複数設けられている。支持部59は、フォーク31の先端にその長手方向に延びた板材にて構成されており、フォーク31が水平になったときに、水平部材9を固定支持するようになっている。
【0032】
回動部32は、起立時(図1中左側に示す)にフォーク31をバッファ部15に移動させると共に、水平時(図1中右側に示す)にフォーク31を作業台14上に移動させるべくスライド機構を有している。
【0033】
なお、作業台14の側部には、搬送治具11の基板1の把持を解除する基板着脱装置(図示せず)が設けられており、作業台14上では、基板1が搬送治具11から外された状態で作業を行うようになっている。
【0034】
また、移載装置16は、基板1の直交方向及び平行方向に移動自在に形成されている。具体的には、移載装置16の下部に、基板1の直交方向に延びるガイドレール33と、平行方向に延びるガイドレール34が設けられており、これらガイドレール33,34に沿って、移載装置16が走行するようになっている。移載装置16は、基板1の直交方向に移動することによって、バッファ部15と作業台14間を移動する一方、基板1の平行方向に移動することによって、払出しバッファ部25と受取りバッファ部26間を移動する。
【0035】
次に、上記構成の基板用搬送装置5による基板1の搬送動作を説明しながらその作用を説明する。
【0036】
基板1は、製造工場内に搬入された後、その上部を搬送治具11にて吊り下げ、把持され、その搬送治具11と一体で、搬送台車12に支持され、メインループ2から分岐搬送路3へと搬送される。
【0037】
そして、所望の製造加工ブロック4に到着すると、バッファ部15の内、払出しバッファ部25の側部に搬送台車12が停止して、移載アーム27が搬送治具11の水平部材9の下部に移動して若干上昇し、基板1及び搬送治具11は搬送台車12から離される。そして、基板1及び搬送治具11は、移載アーム27にてアーム23の所定位置に移載され一時保管される。
【0038】
このとき、基板1は搬送治具11によって把持されているので、搬送台車12やバッファ部15に接触せず、損傷を防止できる。また、バッファ部15では、搬送治具11がスペーサの役目を果たすので、隣接する基板1同士が接触することはない。
【0039】
その後、移載装置16の回動部32を回動させフォーク31を払出しバッファ部25の作業台14側に位置する基板1の側部に起立させる。そして、フォーク31の吸盤で基板1を固定し、支持部59で搬送治具11の水平部材9を固定した後、フォーク31を若干上昇させて、水平部材9をアーム23から離反させ、回動部32を回動させて基板1及び搬送治具11を基板着脱装置(図示せず)上に水平状態に寝かせる。そして、基板着脱装置で、搬送治具11と基板1とを分離した後、基板1を作業台14上に移動させる。このとき、基板1は、固定支持ピン22にて支持されるので、移載装置16をガイドレール33に沿って、作業台14から離反する方向に移動させることによって、フォーク31を抜き取ることができる。
【0040】
基板1の製造加工作業が終了すると、フォーク31を基板1の下部に差し込んで、吸盤で吸着した後、基板1を基板着脱装置に移動させ、搬送治具11を基板1に取り付ける。その後、回動部32を回動させてフォーク31を起立させ、移載装置16をガイドレール33に沿ってバッファ部15側に移動させた後に、ガイドレール34に沿って基板着脱装置に移動させて、基板1に搬送治具11を取り付けた後、受取りバッファ部26の側部に移動させる。
【0041】
その後、搬送治具11の水平部材9を受取りバッファ部26のアーム23に係止させて、一時保管する。そして、移載アーム27によって、搬送レール7側で待機する搬送台車12に基板1及び搬送治具11を移動させる。
【0042】
そして、基板1及び搬送治具11は一体で、搬送保管用カセットに所定枚数収容されて、搬送される。
【0043】
以上のように、本発明の基板用搬送装置5によれば、基板1を垂直状態としてその上部を把持して吊り下げて搬送するようにしたので、基板1に無理な力がかからず、自重による変形を防止することができる。
【0044】
その他、基板1を垂直状態として、搬送及び一時保管を行うので、基板1の表面に、微小な屑等が付着するのを防止することができる。
【0045】
さらに、本発明によれば、搬送時の水平方向の面積を減らすことができ、基板用搬送装置5の設置スペースの縮小化が図れ、その分、製造工場全体のイニシャル及びランニングコストを低く押えることができる。また、基板用搬送装置5の設置スペースの縮小した分、製造加工ブロック4を設置するためのスペースを大きく採ることもでき、基板1の生産性を向上させることができる。
【0046】
基板1を一時保管するスペースも小さくできるので、さらに製造加工ブロック4を設置するためのスペースを大きく採ることができ、基板1の生産性の一層の向上が達成される。
【0047】
図5は本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送台車を示した斜視図、図6は本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送台車を示した側面図、図7は本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送治具を示した側面図、図8は本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送治具の把持部を示した側面図及び正面図、図9は本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送治具の把持部の解除状態を示した側面図である。
【0048】
本実施の形態に係る基板搬送装置5の搬送台車12は、搬送治具11と一体の基板1を複数支持するように構成されている。
【0049】
図5及び図6に示すように、搬送台車12は、搬送レール7に沿って走行する走行部35と、その走行部35の下部に設けられ基板1を支持する支持フレーム36とで構成されている。
【0050】
支持フレーム36は、側方から見て矩形に組まれており、その上部に両端には、搬送治具11の基板1の上部両端から突出した水平部材9をその下部から支持するための係止部材37が設けられている。係止部材37は、例えば断面コ字状の溝型鋼38が用いられており、その係止部材37は、基板1の直交方向に所定長さ延出して、複数(本実施の形態では4枚)の基板1を同時に把持できるようになっている。
【0051】
搬送治具11の水平部材9の突出部分24の下部には、下方に延びる突起部41が軸方向に間隔をあけて2カ所ずつ形成されている。一方、係止部材38には、上記突起部41のうち外側の突起部41が係合する穴(図示せず)が形成されている。この穴は、係止部材38の長手方向に沿って所定ピッチで形成されており、各基板1の位置決めを行うものである。
【0052】
なお、上記突起部41のうち内側の突起部41は、バッファ部15のアーム23(図6中破線にて示す)の上面に形成された穴(図示せず)に係合して、各基板1のバッファ部15での位置決めを行うようになっている。
【0053】
支持フレーム36に下部には、基板1の底辺を支持する支持台43が複数、設けられており、基板1の安定性を向上させている。
【0054】
本実施の形態に係る基板搬送装置5の搬送治具11の把持部8は、図7に示すように、水平部材9に複数(3カ所)設けられている。把持部8は、図8に示すように、水平部材9から下方に延びるブラケット44を有し、そのブラケット44には、逆U字状の板バネ45が取り付けられている。板バネ45の基端部はブラケット44の略中間部にボルト46によって固定されており、一旦上方に延出して下方に折り返され、その先端部はブラケット44の下端部の位置まで延出している。板バネ45の先端部とブラケット44の下端部との間には、基板1を狭むクランパ47が互いに向き合うように設けられている。クランパ47は、クランパ押さえ部材48を介して板バネ45の先端部及びブラケット44の下端部にそれぞれ固定されている。基板1は、板バネ45の付勢力によって、クランパ47に狭持される。
【0055】
ブラケット44と板バネ45には、基板1の着脱時に利用される貫通穴51,52が互いにオフセットして形成されている。
【0056】
次に、搬送治具11に基板1を着脱する動作を説明する。
【0057】
基板1は、作業台14の側部等に配置された基板着脱装置(図示せず)にて、搬送治具11に着脱される。基板着脱装置では、図9に示すように、基板1及び搬送治具11は、横向きに配置される。
【0058】
基板1を取り外す際には、把持部8の板バネ45の貫通穴52からピン55を下方へと挿入してブラケット44を押さえると共に、ブラケット44の貫通穴51からピン56を上方へと挿入して板バネ45を押し広げる。これによって、各クランパ47が互いに離反して、基板1が解放される。そして基板1の下部に設けられたローラ57を回転させることによって、基板1を移動させる。
【0059】
一方、基板1を取り付ける際には、上述のように、板バネ45を押し広げた後、基板1をクランパ47間に移動させて、各ピン55,56を引き抜くことによって、板バネ45の付勢力によって基板1が狭持される。
【0060】
また、本実施の形態では、クランパ47の基板1との接触面53に、紫外線照射により硬化する低発塵の硬化UVテープ54が貼り付けられている。この硬化UVテープ54は、通常、半導体製造プロセスに適用される接着剤付テープを紫外線照射させて硬化させたものであって、接着力を低下させて利用している。この硬化UVテープ54は、硬化させた後も、低発塵であるという効果を有しており、基板1に付着する粒子を低減させることができる。
【0061】
具体的な数値を調べるために、本発明者は、従来、基板1との接触面53に用いられていたPAN、PEEK及び上記効果UVシートを接触面53に貼り付けて、粒子の付着状態を計測した。
【0062】
図10のグラフに示すように、硬化UVテープは、従来用いられていたPANやPEEKと比較して、押付回数が100回の場合で付着粒子数が20%以下に低減されることがわかった。また、基板の製造工程で押し付けられると考えられる程度の押付回数が少ない場合(20回程度)には、さらに付着粒子数の低減率が高いということがわかった。
【0063】
要するに、本実施の形態では、搬送治具11の把持部8の基板1との接触面53に、硬化UVテープ54を貼り付けたことによって、基板1に付着する塵等の粒子数を大幅に低減することができる。また、硬化UVテープ54は、元来接着力を有しているが、紫外線照射することによってその接着力が低減されるので、基板1の把持のリリース等の抵抗となることはない。
【0064】
一方、本実施の形態では、搬送治具11が複数(4枚)の基板1をまとめて搬送することができるので、搬送能力が向上し、基板1の製造効率が向上する。また、4枚程度を搬送単位としたことで、搬送スペースが広すぎず、小回りがきくといった作用も得られる。
【0065】
なお、上記実施の形態の搬送治具11や搬送台車12等の各構成は、ほんの一例であって、上記構成に限られるものではない。
【0066】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、基板を垂直状態としてその上部を把持して搬送するようにしたので、基板の自重による変形を防止することができると共に、水平方向の面積を減らすことができ、搬送装置の設置スペースの縮小化が図れ、その分、製造工場全体のイニシャル及びランニングコストを低く押えることができるという優れた効果を発揮する。
【0067】
また、基板用搬送装置の設置スペースの縮小した分、製造加工ブロックを設置するためのスペースを大きく採ることもでき、基板の生産性を向上させることができる。
【0068】
さらに、搬送台車を複数の基板を同時に搬送できるものとしたことによって、搬送効率が向上する。
【0069】
また、搬送治具の把持部の基板との接触面に、硬化UVテープを貼り付けたことによって、基板に付着する塵等の粒子数を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板用搬送装置の好適な実施の形態を示した全体斜視図である。
【図2】本発明に係る基板用搬送装置の好適な実施の形態の搬送治具を示した斜視図である。
【図3】本発明に係る基板用搬送装置の好適な実施の形態のバッファ部を示した斜視図である。
【図4】基板の製造工場の概略を示した平面図である。
【図5】本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送台車を示した斜視図である。
【図6】本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送台車を示した側面図である。
【図7】本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送治具を示した側面図である。
【図8】本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送治具の把持部を示した(a)は側面図、(b)は正面図である。
【図9】本発明に係る基板用搬送装置の好適な他の実施の形態の搬送治具の把持部の解除状態を示した側面図である。
【図10】搬送治具の把持部の接触面の押付材別付着粒子数を示したグラフである。
【符号の説明】
1 基板
5 基板用搬送装置
6 搬送ライン
7 搬送レール
8 把持部
9 水平部材
11 搬送治具
12 搬送台車
14 作業台
15 バッファ部
16 移載装置
23 アーム
25 払出しバッファ部
26 受取りバッファ部
27 移載アーム
31 フォーク
32 回動部
34 ガイドレール
36 支持フレーム
59 支持部

Claims (8)

  1. 搬送ラインに沿って移動された基板を作業台に移送し、該作業台で作業された後の基板を再び搬送ラインに戻す基板用搬送装置であって、
    上記搬送ラインに沿って配設された搬送レールと、
    該搬送レールに係合して移動する搬送台車と、
    該搬送台車に着脱自在に装着され、垂直状態とされた基板の上部を把持する搬送治具と、
    上記搬送レールの側方に配置され、上記基板を把持した上記搬送治具を、上記基板が垂直となる状態で複数一時保管するバッファ部と、
    該バッファ部の下方且つ側方に配置された上記作業台と上記バッファ部との間で、上記基板を把持した上記搬送治具を、移動させる移載装置とを備え、
    該移載装置が、上記バッファ部の下方に配置された
    ことを特徴とする基板用搬送装置。
  2. 上記搬送治具が、垂直状態の上記基板の上部に沿うように配置されその上部の両端からそれぞれ所定長さ突出して形成された水平部材と、該水平部材に備えられ垂直状態の上記基板の上部を把持する把持部とを有し、
    上記移載装置が、上記バッファ部の下方にて垂直に立てられた状態で昇降するフォークと、そのフォークに備えられ、上記基板の上部両端から突出した上記水平部材を下方から支持する支持部とを有する請求項1に記載の基板用搬送装置。
  3. 上記移載装置が、上記フォークに支持された垂直状態の基板を水平状態として上記作業台に移載するため、垂直に立てられた上記フォークを水平方向に回動させる回動部を有する請求項2に記載の基板用搬送装置。
  4. 上記バッファ部が、上記基板の上部両端から突出した水平部材をその下方から支持すると共に上記基板の直交方向に移動自在の一対のアームを備えた請求項2又は3に記載の基板用搬送装置。
  5. 上記バッファ部が、上記搬送台車から、上記基板を把持した上記搬送治具を受け取るべく、その基板の直交方向に移動自在で且つ昇降自在であり、上記基板の上部両端から突出した水平部材をその下方から支持する移載アームを備えた請求項2から4のいずれかに記載の基板用搬送装置。
  6. 上記バッファ部が、
    上記搬送台車から払い出された上記基板を把持した上記搬送治具を、複数一時保管する払出しバッファ部と、
    上記作業台にて作業が施された上記基板を把持した上記搬送治具を、上記搬送台車に受け取らせるため複数一時保管する受取りバッファ部とから成る請求項1から5のいずれかに記載の基板用搬送装置。
  7. 上記払出しバッファ部及び上記受取りバッファ部が、上記搬送レールに沿って隣接配置され、
    上記移載装置が、上記搬送レールに沿って配設されたガイドレールに案内されて、上記払出しバッファ部と上記受取りバッファ部との間を移動するものである請求項6に記載の基板用搬送装置。
  8. 上記搬送台車が、上記基板を複数支持する支持フレームを有する請求項1から7のいずれかに記載の基板用搬送装置。
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