JP4023510B2 - Board assembly equipment - Google Patents
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Description
本発明は基板貼合装置に係り、特に、減圧チャンバ内で貼り合わせる基板同士をそれぞれ保持して対向し、間隔を狭めて貼り合せる液晶表示パネルなどの組立に好適な基板組立装置に関する。 The present invention relates to a substrate bonding apparatus, and more particularly to a substrate assembly apparatus suitable for assembling a liquid crystal display panel or the like in which substrates to be bonded are held and opposed to each other in a reduced pressure chamber and bonded to each other with a narrow interval.
液晶表示パネルの製造には、透明電極や薄膜トランジスタアレイを設けた2枚のガラス基板を数μm程度の極めて接近した間隔をもって基板の周縁部に設けた接着剤(以下、シール剤ともいう)で貼り合せ(以後、貼り合せ後の基板をセルと呼ぶ)、それによって形成される空間に液晶を封止する工程がある。 In manufacturing a liquid crystal display panel, two glass substrates provided with a transparent electrode and a thin film transistor array are attached with an adhesive (hereinafter also referred to as a sealing agent) provided on the peripheral edge of the substrate with a very close distance of about several μm. There is a process of bonding (hereinafter, the substrate after bonding is referred to as a cell) and sealing the liquid crystal in the space formed thereby.
この液晶の封止には、注入口を設けないようにシール剤をクローズしたパターンに描画した一方の基板上に液晶を滴下しておいて、真空チャンバ内において他方の基板を一方の基板上に配置し、上下の基板を接近させて貼り合せる特許文献1で提案された方法などがある。
To seal the liquid crystal, liquid crystal is dropped on one substrate drawn in a pattern in which a sealing agent is closed so as not to provide an injection port, and the other substrate is placed on one substrate in a vacuum chamber. There is a method proposed in
上記特許文献1になる従来技術では、真空中での基板の保持を下側の基板は平坦なステージに載置しているが、上側の基板は大気状態では負圧により吸引吸着し、所定の真空状態になると静電気力による静電吸着で基板を保持する構成としている。ところで、最近では基板サイズが1m×1m以上の大型になり、かつ基板の厚みも0.7mmから0.63mm,0.5mm と薄型化になる傾向がある。そのため、基板を加圧板(上テーブルで)吸着保持する際、基板の撓みにより中央部基板周辺部と、基板中央部の基板と加圧板の間隔が大きくなり、基板を基板搬入手段から基板を加圧板が受け渡される際に、基板を保持できなくなる場合が発生する。特に大画面の基板を保持する場合には基板の中央部には配向膜や
TFT等が形成されているため、基板の周辺部しか支持できず基板の撓みを防ぐことは困難である。また、基板を保持搬送するロボットハンド指部も長くなり基板を保持するときに先端側が撓んで、やはりロボットハンド先端側の基板と加圧板の間隔が大きくなり基板を吸着できなくなる。このため、大型基板に対する上記問題を解決しなければ、正確な貼り合せを行うことができなくなる。
In the prior art disclosed in
また、基板の中央部が撓んでいる状態で、基板の中央部と両端部から吸着していくと、中央部付近(把持している間の部分)に残留応力が発生すると共に、基準マーク(位置合せマーク)の位置がずれた状態で基板を保持する場合が発生し貼り合せ精度を低下することになる。 In addition, if the central portion of the substrate is bent and adsorbed from both the central portion and both ends of the substrate, residual stress is generated near the central portion (the portion during gripping) and a reference mark ( The case where the substrate is held in a state where the position of the alignment mark) is shifted occurs, and the bonding accuracy is lowered.
それゆえ本発明の目的は、基板が大型化しても基板を確実に保持でき、かつ貼り合せを高精度かつ高速に行うことができ、生産性が高い基板組立装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate assembling apparatus that can hold a substrate reliably even when the substrate is enlarged, can perform bonding with high accuracy and high speed, and has high productivity.
上記目的を達成するため、本発明では、減圧雰囲気にするためのチャンバと、前記チャンバ内に一方の基板を保持し上下に移動可能に構成した加圧板と、前記加圧板に保持された基板に対向して間隔を空けて他方の基板を保持する基板保持テーブルと、前記基板保持テーブルを駆動して、前記一方の基板と他方の基板の位置合せを行い、前記加圧板を上下に駆動して基板間の間隔を狭め、前記基板のどちらか一方に設けた接着剤により減圧雰囲気中で貼り合せを行うものにおいて、加圧板に基板を搬送するロボットハンドの指部先端側の撓み量に応じてロボットハンドの指部先端部と、指部間の基板端を加圧板側に押し上げるための基板先端補正機構をチャンバ内に設けた構成とした。 In order to achieve the above object, the present invention includes a chamber for creating a reduced pressure atmosphere, a pressure plate configured to hold one substrate in the chamber and movable up and down, and a substrate held by the pressure plate. A substrate holding table that holds the other substrate facing each other at an interval, and driving the substrate holding table, aligning the one substrate with the other substrate, and driving the pressure plate up and down Depending on the amount of deflection at the tip of the finger part of the robot hand that transports the substrate to the pressure plate, in which the gap between the substrates is narrowed and bonding is performed in a reduced pressure atmosphere with the adhesive provided on either of the substrates A configuration is provided in which the finger tip of the robot hand and a substrate tip correction mechanism for pushing up the substrate end between the fingers toward the pressure plate are provided in the chamber.
本発明の基板貼合装置によれば、基板を装置内に搬入するとき、特に大型の上基板を上側テーブルに保持する際、基板に発生する撓みの影響をなくして確実に所定位置に基板を保持できるため、位置合せの精度を向上できると共に、位置合せに要する時間も短縮することが可能となる。 According to the substrate bonding apparatus of the present invention, when the substrate is carried into the apparatus, particularly when the large upper substrate is held on the upper table, the influence of the bending generated on the substrate is eliminated and the substrate is surely placed at a predetermined position. Since it can be held, the accuracy of alignment can be improved and the time required for alignment can be shortened.
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1において、基板組立装置は、下チャンバT1部と上チャンバT2部から構成されている。上チャンバT2部には、上側テーブル2(以後加圧板と称する場合もある)が、上チャンバT2を貫通する支持脚3および複数の調整脚4により上下方向に移動可能に備えられている。支持脚3はOリング5により、また調整脚4は溶接ベローズ6により上チャンバT2内部が大気に連通しないように遮断している。上側テーブル2の支持脚3および調整脚4は加圧ベース板7に固定されている。
In FIG. 1, the substrate assembling apparatus includes a lower chamber T1 portion and an upper chamber T2 portion. The upper chamber T2 is provided with an upper table 2 (hereinafter also referred to as a pressure plate) that can be moved in the vertical direction by a
さらに、この加圧ベース板7の中央部が中間ベース板8に固定されている。中間ベース板8は天井フレーム9に取付けられた駆動モータ10および減速機11、およびボールネジ12から構成される駆動機構を動作させることにより、ボールスプラインガイド13をガイドとして上下に移動可能に構成されている。また、架台1上にボールスプラインガイドとは別に設けた支持柱により天井フレーム9が支持さている。加圧ベース板7に一端が固定された各調整脚4の他端側は、中間ベース板8に取付けた駆動モータ14により駆動されるボールネジ15に連結されている。この駆動モータ14とボールネジ15からなる上下調整機構を駆動して、加圧ベース板7に力を作用させることにより上側テーブル2を、平坦度を保持しながら上下に移動することができる。
Further, the central portion of the
なお、上チャンバT2は加圧ベース板7間を結合する締結機構を備えており、上チャンバT2を下チャンバT1と切り離す場合に、この締結機構を動作させて加圧ベース板と上チャンバT2とを一体化して、駆動モータ10を動作させて上方向に持ち上げるようにしてある。
The upper chamber T2 is provided with a fastening mechanism for connecting the
また、チャンバ内に基板の搬入・搬出を行うためのドアバルブ16が上チャンバT2の側方外壁側に設置されている。さらにドアバルブ16の対向する上チャンバ側壁の位置には、イオン化超音波エアーを基板表面に吹き付けることで、基板の除電を行うことが出来るようにイオナイザ17を設置してある。さらに、チャンバ外側のドアバルブ16の近傍にもイオナイザ17aが設けてあり、これにより、ドアを開いた状態でイオン化エアーを吹き付けることで基板の除電効果を上げることが出来る。
A door valve 16 for loading / unloading the substrate into / from the chamber is installed on the side wall of the upper chamber T2. Further, an
上チャンバT2の上面外壁には、複数個のブッシュ構造のサブガイド18がチャンバ内にセンタ軸19を突出して設けてある。このセンタ軸19は、上側テーブル2の外周に設けた突出部に設けた穴に契合して上側テーブル2の水平方向の調整を行うことが出来る。すなわち、上側テーブル2の水平調整機構としてサブガイド18とセンタ軸19が動作する。
A plurality of bush-structured
上チャンバT2には、基板マーク観測用の複数の観測窓が設けてある。この観測窓にカメラの鏡筒21を挿入して、基板に設けたマークをカメラにより認識する。カメラの鏡筒21は、水平方向(X,Y方向)移動軸および垂直方向(Z方向)の移動軸を備えた移動ステージ上に設置されており、その移動ステージは上チャンバT2上に固定してある。さらに、上側テーブル2には、基板マーク認識用の穴が、上記観測窓と対応する位置に設けてある。 The upper chamber T2 is provided with a plurality of observation windows for observing the substrate mark. A camera barrel 21 is inserted into the observation window, and the mark provided on the substrate is recognized by the camera. The camera barrel 21 is installed on a moving stage having a horizontal (X, Y direction) moving axis and a vertical (Z direction) moving axis, and the moving stage is fixed on the upper chamber T2. It is. Further, the upper table 2 is provided with a hole for recognizing a substrate mark at a position corresponding to the observation window.
本実施形態ではカメラをチャンバの外に配置する構成としたが、このカメラを上側テーブル2に直接取付けた構成とすることで、カメラを基板に近づけて配置でき、カメラによるマーク認識精度を向上し、基板間の位置合せ精度を向上できる。 In this embodiment, the camera is arranged outside the chamber. However, the camera can be arranged close to the substrate by directly attaching the camera to the upper table 2 to improve the mark recognition accuracy by the camera. The alignment accuracy between the substrates can be improved.
さらに、基板への加圧力を測定するために、支持脚3の中間ベース板8とボールネジの間にロードセル22を設けてある。また、上テーブルの平坦度を調整する際に、各調整脚4を駆動するモータ14が過負荷とならないようにモニタするために、加圧ベース板7上の各調整脚毎にロードセル23をそれぞれ設けてある。
Further, a load cell 22 is provided between the intermediate base plate 8 of the
下チャンバT1内には下側テーブル24が固定されている。この下側テーブル24は、全面を下チャンバT1に接合固定すると、減圧時に下チャンバT1が変形した場合に、その変形を受け平坦度がずれる恐れがある。そのため、下チャンバT1の変形の影響を受けないように周辺部のみを固定している。また、下チャンバT1の全周には、後述するシールリング25を配置し、上チャンバT2が接触し、且つドアバルブ16が閉じた状態では内部が機密となり減圧室が構成される。
A lower table 24 is fixed in the lower chamber T1. If the entire surface of the lower table 24 is bonded and fixed to the lower chamber T1, when the lower chamber T1 is deformed during decompression, the flatness may be shifted due to the deformation. Therefore, only the peripheral part is fixed so as not to be affected by the deformation of the lower chamber T1. Further, a
下チャンバT1は、モータ26と図示していないボールネジおよび、回転ベアリング
27により回転駆動するように構成したθベーステーブル28の上に設置してある。θベーステーブル28と下チャンバT1の締結には、箱型部材介在させて所定のスペースを確保できるようにしてある。このスペースは下チャンバT1の下側にUV照射機構40や基板保持爪昇降機構41,基板リフト機構42を取付けるために設けたものである。θベーステーブル28はYテーブル32上に回転ベアリング27を介して取付けてある。また、Yテーブル32はXテーブル33に設けたリニアレール上をモータ29により移動できるように設置されている。さらにXテーブル33は架台1側に設けたリニアレール上を、モータ30を駆動することで移動できるように設けてある。
The lower chamber T1 is installed on a θ base table 28 configured to be rotated by a
また、上チャンバT2を下チャンバT1に接触して減圧室を構成したときに、シールリング25の潰れ量を一定にするため、θベーステーブル28の外周部上に複数個の上チャンバ用のボールベア34と、アジャスト機構付きの受け座35を設けてある。これらのボールベア34と受け座35で上チャンバ部T2の下降位置を調整している。
Further, when the upper chamber T2 is brought into contact with the lower chamber T1 to form a decompression chamber, a plurality of upper chamber ball bearings are formed on the outer periphery of the θ base table 28 in order to make the amount of collapse of the
さらにθベーステーブル28が変形しないように、θベーステーブル28の外周部を支持するように、装置ベース(架台)1上に固定した部材に複数個のθベースプレート28用のボールベア37と、アジャスト機構つきの受け座38を設けてある。これでθベースプレート28からの荷重を受けている。このように、チャンバ用のボールベア34と、θベーステーブル用のボールベア37との2段で上下チャンバの周囲の荷重を受けるように構成したため、チャンバの変形を小さく抑えることができる。
Further, a plurality of ball bears 37 for the
下チャンバT1にはマーク認識を行うための複数の透過照明39を設け、下側テーブル24の対応する位置に穴をあけてある。さらに、下チャンバT1内には、貼合せた基板がずれないようにUV接着剤を潰して硬化させるために、複数の加圧・UV照射機構40を設けてある。さらに、基板の搬入・搬出を行う際、基板の幅方向の撓みを防ぐための保持爪昇降機構41や、ロボットハンドの撓み、ならびに前後方向の基板の撓みを防ぐための回転昇降ピンや、貼り合せた基板を昇降するための基板リフト機構43がそれぞれ設けてある。 The lower chamber T1 is provided with a plurality of transmitted illuminations 39 for recognizing the mark, and holes are formed at corresponding positions on the lower table 24. Further, a plurality of pressure / UV irradiation mechanisms 40 are provided in the lower chamber T1 in order to crush and cure the UV adhesive so that the bonded substrates are not displaced. Furthermore, when carrying in / out the substrate, the holding claw elevating mechanism 41 for preventing the substrate from bending in the width direction, the bending of the robot hand, the rotating elevating pin for preventing the substrate from bending in the front-rear direction, Substrate lift mechanisms 43 for raising and lowering the combined substrates are provided.
下側テーブル24には、加圧・UV照射機構40が下側テーブル24内を上下に移動出来るように穴が設けてある。なお、加圧・UV照射機構40は、回転昇降ピンを兼用できるようにしてある。また基板リフト機構43が上下に移動できるように、基板支持側に溝(切り欠き部)がそれぞれ設けてある。基板の搬入及び搬出の際に、この基板リフト機構43を動作させて基板下面側にロボットハンドが挿入できるようにしている。これらの穴、あるいは溝は、下チャンバT1に下側テーブル24を固定してあるため、最小の余裕代を設けるのみでよい。 The lower table 24 is provided with holes so that the pressure / UV irradiation mechanism 40 can move up and down in the lower table 24. The pressurizing / UV irradiation mechanism 40 can also be used as a rotary lift pin. Further, grooves (notches) are provided on the substrate support side so that the substrate lift mechanism 43 can move up and down. When the substrate is carried in and out, the substrate lift mechanism 43 is operated so that the robot hand can be inserted into the lower surface side of the substrate. Since the lower table 24 is fixed to the lower chamber T1, these holes or grooves need only have a minimum margin.
さらに、加圧・UV照射機構40と、保持爪昇降機構41と、基板リフト機構42とは、それぞれ下チャンバT1を貫通する上下移動機構を持っているが、下チャンバT1とこれら上下移動機構部との間にOリングが設けてあり、これにより気密を保つ構造としている。 Further, the pressurizing / UV irradiation mechanism 40, the holding claw elevating mechanism 41, and the substrate lift mechanism 42 each have a vertical movement mechanism penetrating the lower chamber T1, but the lower chamber T1 and these vertical movement mechanism sections are also provided. Is provided with an O-ring between them, thereby maintaining airtightness.
減圧状態での上側テーブル2による上側基板の保持機構は、静電チャックにより電気的に保持する機構、あるいは粘着材により物理的に保持する機構のいずれでも良い。静電チャックにより電気的に保持する場合には、印加電圧を切断し、一定の除電時間後に上側テーブル2を上昇することにより、上側テーブル2による保持を中断できる。また、粘着材により保持する場合には、上側基板を機械的に下側の基板に押し付ける複数のピンを設けておき、ピンを下側に押し付けた状態で上側テーブル2のみを上昇することにより上側の基板の保持を中断できる。 The holding mechanism of the upper substrate by the upper table 2 in the decompressed state may be either a mechanism that is electrically held by an electrostatic chuck or a mechanism that is physically held by an adhesive material. When electrically holding by the electrostatic chuck, the holding by the upper table 2 can be interrupted by cutting off the applied voltage and raising the upper table 2 after a certain static elimination time. Further, in the case of holding by an adhesive material, a plurality of pins that mechanically press the upper substrate against the lower substrate are provided, and only the upper table 2 is lifted while the pins are pressed downward. The holding of the substrate can be interrupted.
他方減圧状態での下側テーブル24による下側基板の保持機構も同様に、静電チャックにより電気的に保持する静電吸着機構を備えた方法、あるいは粘着材により物理的に保持する粘着保持機構を備えた方法のいずれでも良い。上側テーブル2と下側テーブル24の吸着方法の組み合わせは、上側テーブル2,下側テーブル24いずれも静電チャックとするか、上側テーブル2、あるいは下側テーブル24のいずれか一方を静電チャックとし他方を粘着材とすることが基準となる平坦部を持ち、テーブル間を平行に組立てることが容易となり、よって上下の基板を均一に貼り合せることが可能となるという点で好ましい。なお、本実施形態では負圧による吸引吸着をする吸引吸着機構と静電力による静電吸着機構の両方を兼用できるように構成してある。 On the other hand, the holding mechanism of the lower substrate by the lower table 24 in the reduced pressure state is similarly a method including an electrostatic adsorption mechanism that is electrically held by an electrostatic chuck, or an adhesive holding mechanism that is physically held by an adhesive material. Any of the methods comprising The upper table 2 and the lower table 24 are combined in a suction method in which both the upper table 2 and the lower table 24 are electrostatic chucks, or either the upper table 2 or the lower table 24 is an electrostatic chuck. Using the other as an adhesive material is preferable in that it has a flat portion as a reference and can be easily assembled in parallel between the tables, so that the upper and lower substrates can be bonded uniformly. In the present embodiment, both a suction suction mechanism that performs suction suction by negative pressure and an electrostatic suction mechanism by electrostatic force can be used together.
減圧チャンバ内の減圧は、上下いずれかのチャンバに設けた図示していない排気口を通して真空バルブ、およびドライポンプあるいはターボ分子ポンプの真空ポンプに接続して行う。またチャンバ内の大気ベントは、これも図示していない上下いずれかのチャンバに設けたバルブを通して窒素などの不活性ガス、あるいは大気を導入して行う。大気ベントはチャンバへの水分の付着を少なくし、チャンバ内を減圧するための時間を短縮する意味から、水分子の含有量が少ない窒素などの不活性ガスが好ましい。 The decompression in the decompression chamber is performed by connecting to a vacuum valve and a vacuum pump of a dry pump or a turbo molecular pump through an exhaust port (not shown) provided in either the upper or lower chamber. The atmospheric vent in the chamber is performed by introducing an inert gas such as nitrogen or the atmosphere through a valve provided in either the upper or lower chamber (not shown). The atmospheric vent is preferably an inert gas such as nitrogen having a low water molecule content from the viewpoint of reducing moisture adhesion to the chamber and shortening the time for decompressing the inside of the chamber.
以上本発明を適用する基板組立装置の一例として、減圧チャンバを2分割できる構成で説明したが、この例の構成に限らず減圧チャンバを一体化した構成とした場合の装置でも、上側テーブルに一方の基板を保持して、その状態で上側テーブルを他方の基板を保持した下側テーブル側に移動する(基板間隔を狭める)ことで基板同士を貼り合わせる装置であれば適用できるものである。 As described above, as an example of the substrate assembling apparatus to which the present invention is applied, the decompression chamber can be divided into two parts. However, the present invention is not limited to this example. Any apparatus can be applied as long as the apparatus holds the substrates and moves the upper table to the lower table side holding the other substrate in that state (narrows the substrate interval) to bond the substrates together.
図2に基板組立装置内に搬入するためのロボットハンドのハンド部の構造を示したものである。図3に加圧板の吸着パッド部における基板吸着の模式図を示す。 FIG. 2 shows a structure of a hand portion of a robot hand for carrying in the board assembly apparatus. FIG. 3 shows a schematic diagram of substrate suction in the suction pad portion of the pressure plate.
図2において、ロボットハンドのハンド部は腕部52から複数本の基板60を支持するための指部51が設けてあり、この指部51には複数の吸着パッド53が設けてある。この吸着パッド53は先端部に吸着孔が設けてあり、負圧により基板60を吸着できるようになっている。この指部51の吸着パッド53は上下に移動可能になっており、保持する基板60の面取り数に応じて、液晶表示部の面に接触する部分の吸着パッド53を、予め基板面に接触しない位置に退避させておく構成となっている。このため、図2(b)に示すように1面取りの基板60の場合、中央部の指に設けた吸着パッド53のうち、中央部の吸着パッド53bは基板面に接触しないように退避させ、周辺部の吸着パッド53aで基板60を支持するようにしている。
In FIG. 2, the hand portion of the robot hand is provided with a
このため、図2(b)に示すように、基板は中央部に凹に支持されることになる。この状態で加圧板(上テーブル)2に設けた吸引孔で負圧により吸引吸着する場合、基板60の中央部には負圧が作用せずに上テーブル2に基板60が保持できない場合が発生する。また、保持できた場合でも基板の吸着が均一にならず、基板に局所的に大きな引張り力が作用し、貼り合せ時の精度低下をもたらす一因ともなる。そこで、本実施形態では、図3に示すように、上テーブル(加圧板)2に基板中央部を確実に吸着できるように上下に移動可能な吸着パッドを、加圧板2の中央部近傍に複数個設けたものである。
For this reason, as shown in FIG.2 (b), a board | substrate will be supported by the concave part by the center part. In this state, when the suction hole provided in the pressure plate (upper table) 2 is sucked and sucked by negative pressure, the negative pressure does not act on the central portion of the
吸着パッドは上下動させるためのエアシリンダ55と、エアシリンダ55により伸び縮みするロッド部57と先端のパッド部56とからなる。又、図示していないがロッド部
57は中空になっており、そこに負圧のエアーを供給する構成となっている。なお先端のパッド部56にもロッド部57の中空部に連通する穴が設けてある。
The suction pad includes an
図3には図示していないが、加圧板2の基板吸着面には複数の負圧による吸引吸着孔が設けてある。前記構成でロボットハンド50から基板60の受け渡し作業を行う場合、加圧板2の負圧による吸引吸着機構を動作させると共に、上下動可能な吸着パッドのロッド部57を基板側に、必要な量だけ伸ばして、パッド部56で基板60を保持した後、ロッド部57を上テーブル2の基板保持面まで後退させることで、中央部付近の吸引吸着孔に確実に吸着するようにしたものである。なお、基板60に加圧力を作用させて貼り合せを行っている時は、パッド部56も吸引吸着孔として負圧が供給されている。なお、パッド部56は基板60に接触した時に基板60を傷つけないようにゴム等の弾性体で構成されている。
Although not shown in FIG. 3, a plurality of suction suction holes for negative pressure are provided on the substrate suction surface of the
本実施形態ではロッド部57の上下の移動は、エアシリンダで行うようにしている。この駆動部は本実施形態では減圧チャンバT2の外側に取付ける様にしているが、加圧板の加圧面と反対側面に取付ける構成としても良い。また、吸着パッドのロッド部57の伸び量は、予め基板の撓み量を測定しておき、測定量に応じて伸びを抑制するストッパの位置を可変しておくことにより伸び量を所定量にしている。又駆動装置として、モータ等を用いる構成としても良いし、搬入された基板毎に撓み量を計測するセンサを設けておき、その計測結果に応じてロッド部57の伸び量を制御することも可能である。
In the present embodiment, the
以上は、基板60の中央部に撓みが発生した場合に動作させる機構を説明したが、ロボットハンド50の複数の本の指部51で基板60を搬入する場合、指部51の剛性を大きくするために、指部51が大きくなりロボットハンド50の動作を阻害する。このため、指部51の剛性を大きくできない。このため、大型基板搬入時に図4のように指部51の先端部が撓み、加圧板2は負圧により基板60を吸着できなくなる場合が発生する。そのため、チャンバ内に上基板60を吸引吸着する前に基板60の先端部を持ち上げるための補正爪を有する基板先端補正機構70を設けている。この基板先端補正機構70は、基板の端部を保持する基板端保持部71と、ロボットハンドの指部51を持ち上げるための指部保持部72を供えている。基板端保持部71はロボットハンドの隣り合う指部間に設けてあり、図4(a)のように基板の指間の撓みを補正して加圧板2に吸着し易くしている。このため、指部の先端側だけなく、腕部側にも基板端保持部71を設けてある。
The above is a description of the mechanism that operates when bending occurs in the center of the
本図では、下側チャンバT1にシリンダにより上下する基板先端補正機構70を設けている。これにより、ロボットハンド50の指部51が撓んでも確実に基板60を加圧板2に吸着することができる。
In this figure, a substrate
なお、基板先端補正機構70を設ける代わりに、先の実施例と同じく、ロボットハンド50の指部51先端側の基板保持部の位置(チャンバの基板搬入口側に対して反対側、即ち一番奥側の位置)に相当する位置の加圧板2に、上下の駆動機構を備えた吸着パッドを設ける構成としても良い。
Instead of providing the substrate
図5に本発明の他の実施形態を示す。本実施形態では加圧板2に設ける吸引吸着孔を複数の群(R1,R2,R3)に分割して、各群毎に供給する負圧力を可変できるように負圧源をそれぞれ設けるか、1つの負圧源を分岐させ、配管途中に調圧弁を設けて調整できるようにする。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the suction suction holes provided in the
図5においては、吸引吸着孔を3つの群R1,R2,R3に分け、それぞれの負圧源をA1とA2の2つの負圧力を加えられるようにしたものである。基板60の中央部には、液晶パネルの配向膜等が形成されているため、ロボットハンドの両側の吸着パッド53により支持され組立装置内に運ばれてきている。このため、図5(a)のように基板中央部が撓んで加圧板2より距離のある状態となっている。そのため、中央の吸引吸着孔R2にまず大きな負圧力A1を作用させて、基板中央部を吸着する(図5(b))。次に、両側の吸引吸着孔R1,R3に中央部に加えた負圧力A1より小さな負圧力A2を加えることで基板60に歪の残らない状態で加圧板2に基板60を吸着することが可能となる(図5(c))。本実施形態では吸着孔を3つの群に分割化した状態を例にとって説明したが、さらに、細かに分割した群とし、基板中央部から基板端部に向かって徐々に吸着することで、さらに高精度の吸着が可能となる。また、本動作は、図3で説明した上下動可能な吸着パッド56を加圧板2に複数配置し、中央部か周囲に向って順次吸引吸着し引き上げ行い、これに対応する加圧板2に備えてある複数の吸引吸着孔により吸着していくことによっても実現できる。なお、図示していないが加圧板には、基板組立装置のチャンバ内を減圧した時に基板の落下を防止するために、前述の吸引吸着機構の他に、粘着保持機構や静電吸着機構を併設してある。
In FIG. 5, the suction suction holes are divided into three groups R1, R2, and R3, and each negative pressure source can apply two negative pressures A1 and A2. Since a liquid crystal panel alignment film or the like is formed at the center of the
次に本発明になる基板組立装置1により、液晶パネルを貼り合せる動作について説明する。
Next, the operation of bonding the liquid crystal panel by the
まず、接着剤を枠状に液晶パネルの外周を囲むブラックマトリクス状あるいはこの近辺に塗布した上側基板を、接着剤を塗布した面が下側となるように反転した状態で配置しロボットハンドの下側に位置する一方の指部上に載置する。また、表面に予め液晶を塗布した下側基板を液晶の滴下面が上側になるように配置した状態で、上側に位置するロボットハンドの他方の指部上に搭載する。このように、2枚の基板を上下の指部上に搭載した状態でロボットハンドが貼り合せ装置の前に移動する。基板組立装置1は上チャンバT2部のドアバルブ16を開け、ロボットハンドは下側の指部上にある反転した上側基板を装置内に挿入する。
First, place the adhesive in a black matrix surrounding the outer periphery of the liquid crystal panel in a frame shape or the upper substrate coated in the vicinity of the liquid crystal panel so that the surface to which the adhesive is applied is turned down. Place on one finger located on the side. In addition, the lower substrate whose liquid crystal is previously coated on the surface is mounted on the other finger part of the robot hand located on the upper side in a state where the liquid crystal dropping surface is disposed on the upper side. As described above, the robot hand moves in front of the bonding apparatus in a state where the two substrates are mounted on the upper and lower fingers. The
基板組立装置1は上側テーブル2を下降し、負圧による吸引吸着により上側テーブル2の下に反転した上側基板を吸着保持する。このとき、基板に撓みがあるときは基板先端補正機構70や吸着パッドを一緒に動作させて、平坦に保持する。すなわち、基板に撓みがある場合は、吸着パッドをテーブル面から基板の吸着できる位置まで突出させておき、吸着パッドが基板を吸着すると吸着パッド面が上テーブル面の位置になるまで後退させることで、テーブル面に基板を平坦に保持することができる。
The
なお上側テーブルの吸着孔が複数の群に分けられている場合は、中央部の吸着孔から順次端部側の吸着孔に向かって負圧を作用させることで、基板を歪の残らないように平坦に保持することが可能となる。 If the suction holes on the upper table are divided into a plurality of groups, negative pressure is applied sequentially from the suction holes in the center toward the suction holes on the end side, so that no distortion remains in the substrate. It can be held flat.
次に、下側ロボットハンドは一旦基板組立装置1内から後退し、この後退を待って基板組立装置1は下側テーブル24上にある既に貼り合せの終わった液晶パネルを基板リフト機構43、および保持爪昇降機構41を用いて上方に持ち上げる。その状態で下側ロボットハンドを再び基板組立装置1内の液晶パネル下側に挿入し、ハンドを上方に持ち上げた後、これを後退させることにより液晶パネルを基板組立装置1から外部に取り出す。基板組立装置1は基板リフト機構43、および保持爪昇降機構41を下降させる。
Next, the lower robot hand once retracts from the inside of the
次に、上側のロボットハンド上にある、予め液晶を塗布した下側基板を基板組立装置1内に挿入する。基板組立装置1は保持爪昇降機構41を上昇し、下側基板を持ち上げロボットハンドの後退を待って下側基板を下側テーブル24の上に設置、下側基板を吸引吸着する。
Next, the lower substrate on which the liquid crystal is applied in advance on the upper robot hand is inserted into the
次に、上側基板の基板マーク位置をカメラの鏡筒21を垂直方向の移動軸を下降して測定し、水平方向移動軸を用いて上側基板のマーク中心位置とカメラの鏡筒21の中心が一致する位置に移動する。続いて、上側テーブル2を下降し、上側基板と下側基板のマーク位置のずれをカメラの鏡筒21により測定する。そして、ボールベア34を図示していない昇降機構で持ち上げることで、アジャスト機構付きの受け座35を通して上チャンバ部T2を上昇し、シールリング25と上チャンバ部T2とが僅かに接触するか、又は接触しないようにして(シールリングに上チャンバの荷重が作用しないようにして)、下チャンバ部T1をモータ26,モータ29,モータ30を駆動する。これにより下チャンバT1と一緒に下側テーブル24がXYθ方向に水平移動して、下基板と、上基板のアライメントマークの粗位置決めを行う。粗位置決め終了後、ボールベア34を下降する。次に、上下のテーブルが静電チャックによる基板吸着を用いている場合には、静電チャックに電圧を印加し、基板の吸着を行う。この状態で、ドアバルブ16を閉じ真空ポンプを用い減圧チャンバ内を減圧排気する。減圧排気中は上下基板間のガスが排気されやすいよう上側テーブル2を上昇しておく。
Next, the substrate mark position on the upper substrate is measured by moving the camera barrel 21 down the vertical movement axis, and the mark central position of the upper substrate and the center of the camera barrel 21 are determined using the horizontal movement axis. Move to the matching position. Subsequently, the upper table 2 is lowered, and the deviation of the mark position between the upper substrate and the lower substrate is measured by the lens barrel 21 of the camera. Then, by lifting the ball bear 34 by a lifting mechanism (not shown), the upper chamber portion T2 is raised through the receiving
減圧チャンバ内が一定の減圧状態になった後、再び上側テーブル2を下降し、上下の基板間の位置ずれを測定し、下チャンバT1部をモータ26,モータ29,モータ30を駆動することによりXYθ方向に水平移動して、下基板と、上基板のアライメントマークの微位置決めを行う。微位置決め終了後、ロードセル22の値を測定しながら、さらに上側テーブル2を下降し、基板の加圧・貼合せを行う。加圧力が接着剤を潰す所定の値に到達した後、加圧を終了し、加圧・UV照射機構40により、基板の仮止め位置に予め塗布された仮止め用のUV接着剤を加圧しながらUV光を照射、基板の位置がずれないように仮止めを行う。
After the inside of the decompression chamber reaches a certain decompression state, the upper table 2 is lowered again, the positional deviation between the upper and lower substrates is measured, and the
仮止めが終了した後、加圧・UV照射機構40を上昇する。上側テーブル2が静電チャックによる真空中での吸着を利用している場合には、電圧を切断し、除電時間分待機した後上側テーブル2を上昇する。上側テーブル2が粘着を利用している場合には、複数のピンにより上側基板を機械的に下側の基板に押し付、ピンを下側に押し付けた状態で上側テーブルのみを上昇することにより上側の基板の保持を中断する。 After the temporary fixing is completed, the pressurizing / UV irradiation mechanism 40 is raised. When the upper table 2 uses vacuum chucking by an electrostatic chuck, the voltage is cut off and the upper table 2 is lifted after waiting for a charge elimination time. When the upper table 2 uses adhesive, the upper substrate is mechanically pressed against the lower substrate by a plurality of pins, and only the upper table is lifted while the pins are pressed downward. The holding of the substrate is interrupted.
この後、減圧チャンバに設けたバルブを通して窒素などの不活性ガス、あるいは大気を減圧チャンバ内に導入し大気に開放する。続いてドアバルブ16を開放し、基板の搬入および搬出を行う。基板組立装置1の真空チャンバ内について、クリーニング等のメンテナンスを行う場合には、上チャンバ部T2に取付けた締結機構を動作させて、加圧ベース板7と上チャンバT2部を一体化して、駆動モータ10を用いて上側テーブル2と一緒にZ軸方向に持ち上げる。これによりチャンバを開放した状態で上下テーブルのメンテナンスを行うことが可能となる。前述のように、本実施形態では、大型基板を上側テーブルに保持する際に、基板搬入時に発生している基板の撓みにより、上側テーブルに確実に基板を保持できないと言う問題を解決し、基板貼り合わせの精度の向上を図ることができる。
Thereafter, an inert gas such as nitrogen or the atmosphere is introduced into the decompression chamber through a valve provided in the decompression chamber and released to the atmosphere. Subsequently, the door valve 16 is opened, and the substrate is carried in and out. When maintenance such as cleaning is performed on the inside of the vacuum chamber of the
1…基板組立装置、2…上側テーブル、3…支持脚、4…調整脚、5…Oリング、6…溶接ベローズ、7…加圧ベース板、8…中間ベース板、9…天井フレーム、10,14…駆動モータ、11…減速機、13…ボールスプラインガイド、15…ボールネジ、16…ドアバルブ、17…イオナイザ、18…サブガイド、19…センタ軸、20…観測窓、
21…カメラの鏡筒、22,23…ロードセル、24…下側テーブル、25…シールリング、26,29,30…モータ、27…回転ベアリング、28…ベーステーブル、31…リニアガイド、32…Yテーブル、33…Xテーブル、34,37…ボールベア、35,38…アジャスト機構つきの受け座、36…装置ベース、39…透過照明、40…加圧・UV照射機構、41…保持爪昇降機構、42…回転昇降ピン、43…基板リフト機構、
51…指部、53…吸着パッド、56…パッド部、57…ロッド部、60…基板。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Camera barrel, 22, 23 ... Load cell, 24 ... Lower table, 25 ... Seal ring, 26, 29, 30 ... Motor, 27 ... Rotary bearing, 28 ... Base table, 31 ... Linear guide, 32 ... Y Table, 33 ... X table, 34,37 ... Ball bearer, 35,38 ... Reception seat with adjustment mechanism, 36 ... Device base, 39 ... Transmission illumination, 40 ... Pressure / UV irradiation mechanism, 41 ... Holding claw lifting mechanism, 42 ... Rotary lifting pins, 43 ... Substrate lift mechanism,
51: Finger part, 53: Suction pad, 56 ... Pad part, 57 ... Rod part, 60 ... Substrate.
Claims (1)
前記加圧板に基板を搬送するロボットハンドの指部先端側の撓み量に応じてロボットハンドの指部先端部と前記指部間の基板端とを加圧板側に押し上げるための基板先端補正機構をチャンバ内に設けたことを特徴とする基板組立装置。
A chamber for creating a reduced-pressure atmosphere, a pressure plate configured to hold one substrate in the chamber and movable up and down, and the other substrate with an interval facing the substrate held on the pressure plate The substrate holding table to be held and the substrate holding table are driven to align the one substrate with the other substrate, and the pressure plate is driven up and down to narrow the interval between the substrates. In a board assembly apparatus that performs bonding in a reduced-pressure atmosphere with an adhesive provided on either side,
A substrate tip correction mechanism for pushing up the finger tip of the robot hand and the substrate edge between the fingers toward the pressure plate according to the amount of bending of the finger tip of the robot hand that transports the substrate to the pressure plate. A substrate assembling apparatus characterized by being provided in a chamber.
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