JP4343864B2 - 基板の搬送装置及び搬送方法 - Google Patents

Description

この発明は周辺部に電子部品が実装された基板を搬送するための搬送装置及び搬送方法に関する。

たとえば、基板としての液晶セルには異方性導電部材を介してＴＣＰ（Tape Carrier Package）やＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの柔軟な電子部品の一端部が圧着される。上記液晶セルは、２枚のガラス板がシール剤を介して所定の間隔で接着され、これらガラス板間に液晶を封入して構成される。そして、上記構成の液晶セルには、縁部にテープ状の上記異方性導電部材を介して上記電子部品の一端部を仮圧着した後、その一端部を本圧着するようにしている。

電子部品が実装された基板は搬送装置によってたとえばパネル組立工程などの次工程に搬送される。上記搬送装置は装置本体を有し、この装置本体には吸着保持部としての複数の吸着パッドが設けられている。各吸着パッドは吸引ポンプに配管接続されていて、この吸引ポンプが作動することで吸引力が発生するようになっている。

基板を吸着パッドによって吸着保持するだけであると、吸引ポンプの故障や吸着パッドの損傷などが生じた場合、吸着パッドによる基板の吸着保持状態が損なわれ、基板が搬送装置から落下する虞がある。

そこで、従来は吸着パッドによって基板を吸着保持した後、その基板の下面周辺部にサポート部材を係合させ、吸着パッドによる基板の吸着保持状態が損なわれた場合であっても、基板が搬送装置から落下するのを防止するということが行なわれていた。

しかしながら、サポート部材を基板の下面に係合させるようにすると、基板の下面がサポート部材によって擦られるから、基板を損傷させるということもある。

この発明は、基板を吸着保持部だけで保持するとともに、吸着保持部による保持状態が損なわれたときにサポート部材で受けるようにすることで、サポート部材が基板に実装された電子部品に引っ掛かったり、基板を傷付けるなどのことがないようにした基板の搬送装置及び搬送方法を提供することにある。

この発明は、周辺部に可撓性の電子部品が一端部を接続して他端部を外方へ突出させるとともに下方へ撓ませて設けられた基板を搬送する搬送装置であって、
装置本体と、
この装置本体に設けられ上記基板を吸着保持する複数の吸着保持部と、
上記装置本体に設けられ先端部が上記吸着保持部によって保持された基板の下面に対向する状態と基板の下面から退避する状態とに駆動可能かつ上記基板の下面に対向する状態において基板に設けられて下方へ撓んだ電子部品と接触しない間隔で設けられたサポート部材と
を具備したことを特徴とする基板の搬送装置にある。

複数の吸着保持部は、第１の吸引管路に接続された第１のグループと、第２の吸引管路に接続された第２のグループとに分けられていることが好ましい。

上記装置本体の対向する一対の側辺部にそれぞれ複数の上記吸着保持部が設けられていて、
各側辺部にはそれぞれ複数の上記第１のグループの吸着保持部と上記第２のグループの吸着保持部とが設けられていることが好ましい。

上記装置本体の対向する一対の側辺部にはそれぞれ複数の上記サポート部材が水平方向に回転可能に設けられていて、
それぞれの側辺部に設けられた複数のサポート部材は駆動源によって駆動されるリンクよって連動する構成であることが好ましい。

上記サポート部材は、位置決め手段によって上記電子部品と接触しないよう上下方向の位置決め調整可能に設けられていることが好ましい。

この発明は、周辺部に可撓性の電子部品が一端部を接続して他端部を外方へ突出させるとともに下方へ撓ませて設けられた基板を搬送装置によって搬送する搬送方法であって、
上記基板を上記搬送装置に設けられた複数の吸着保持部によって吸着保持する工程と、
吸着保持された基板の下面に下方へ撓んだ上記電子部品に当たることのない間隔を保ってサポート部材を対向させて上記基板が搬送装置から落下するのを阻止する工程と、
落下が阻止された基板を上記搬送装置によって搬送する工程と
を具備したことを特徴とする基板の搬送方法にある。

この発明によれば、吸着保持部による基板の吸着保持状態が損なわれても、基板はサポート部材によって保持されるから落下するのが防止でき、しかもサポート部材は基板に実装された電子部品に接触せずに基板の下面に対向する間隔で設けられているため、回転時に電子部品に引っ掛かるようなことがないばかりか、基板を傷付けることもない。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５はこの発明の一実施の形態を示す。図１は搬送装置を構成する矩形状の装置本体１の平面図である。この装置本体１は平行に離間対向した一対の横桟２ａと、これら横桟２ａの両端に連結された一対の縦桟２ｂとによって矩形枠状に形成されている。

上記横桟２ａの長手方向の両端部で、上記縦桟２ｂよりも長手方向内方には一対の取り付け桟２ｃが両端部を固定して架設されている。これら取り付け桟２ｃの長手方向中途部にはそれぞれ取り付け軸３が軸線を垂直にして設けられている。そして、上記装置本体１はこれらの取り付け軸３を介して図示しない駆動源によりＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動されるようになっている。

上記横桟２ａの内側面には、長手方向に所定間隔で複数のＬ字状のブラケット４が一辺を固定して設けられている。この実施の形態では、装置本体１の両側にそれぞれ５つのブラケット４が設けられている。

各ブラケット４の水平な他辺には吸着保持部５が図示しないばねによって下方向へ弾性的に付勢されて設けられている。この吸着保持部５は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように弾性的に変位可能な中空状の軸部６と、この軸部６の下端に設けられたパッド７とによって構成されている。これらの吸着保持部５は、後述するように基板Ｗの幅方向両側部の上面を吸着保持するようになっている。

合計１０個の吸着保持部５は、第１の吸引管路１１に接続された第１のグループと、第２の吸引管路１２に接続された第２のグループとに分けられている。第１の吸引管路１１は第１のヘッダ管１１ａを有する。この第１のヘッダ管１１ａは中途部が図示しない吸引ポンプに接続されていて、一端と他端とにはそれぞれ第１の分岐管１１ｂと第２の分岐管１１ｃとが接続されている。

第１の分岐管１１ｂは、装置本体１の幅方向一側に設けられた５つの吸着保持部５のうち、中央と両端に位置する３つの吸着保持部５に接続されている。第２の分岐管１１ｃは、装置本体１の幅方向他側に設けられた５つの吸着保持部５のうち、中央と両端に位置する３つの吸着保持部５を除く２つの吸着保持部５に接続されている。

上記第２の吸引管路１２は第２のヘッダ管１２ａを有する。上記第２のヘッダ管１２ａは中途部が図示しない吸引ポンプに接続されていて、一端と他端とにはそれぞれ第３の分岐管１２ｂと第４の分岐管１２ｃとが接続されている。

第３の分岐管１２ｂは、装置本体１の幅方向一側に設けられた５つの吸着保持部５のうち、中央と両端に位置する３つの吸着保持部５を除く２つの吸着保持部５に接続されている。第４の分岐管１２ｃは、装置本体１の幅方向他側に設けられた５つの吸着保持部５のうち、中央と両端に位置する３つの吸着保持部５に接続されている。

すなわち、第１の吸引管路１１と第２の吸引管路１２は、装置本体１の一側と他側に設けられたそれぞれ５つの吸着保持部５に対して交互に接続されている。言い換えれば、装置本体１の幅方向一側と他側には、第１のグループと第２のグループに属するそれぞれ複数の吸着保持部５が設けられている。

それによって、第１の吸引管路１１に接続された第１のグループの吸着保持部５或いは第２の吸引管路１２に接続された第２のグループの吸着保持部５のどちらか一方のグループの吸引力が損なわれても、他方のグループの吸引力によって基板Ｗの吸着保持状態を維持することができるようになっている。

この実施の形態では、第１の吸引管路１１と第２の吸引管路１２とは別々の吸引ポンプに接続されている。それによって、一方の吸引ポンプが故障しても、他方の吸引ポンプによる吸引力で、基板Ｗを落下させることなく保持できる。

なお、第１の吸引管路１１と第２の吸引管路１２とを１つの吸引ポンプに接続しても差し支えない。また、装置本体１の幅方向一側部と他側部に設けられる吸着保持部５の数は限定されるものでなく、それぞれの側部に第１のグループと第２のグループに属する複数の吸着保持部、つまり少なくとも２つずつの吸着保持部が設けられていればよい。

上記基板Ｗは、図５に示すように大きさの異なる２枚のガラス板１３，１４を所定の間隔で貼り合わせるとともに、これらのガラス板１３，１４の間に図示しない液晶が封入されている。基板Ｗの周辺部にはＴＣＰやＦＰＣなどの柔軟な電子部品１５の一端部が異方性導電接着剤を介して仮圧着され、他端部を基板Ｗの外方に突出させて設けられている。そして、電子部品１５が仮圧着状態で実装された基板Ｗはトレイ１６上に載置される。

なお、上記第１乃至第４の分岐管１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃの先端は各吸着保持部５の軸部６に接続され、この軸部６を介して吸引力がパッド７に作用するようになっている。

上記一対の横桟２ａの長手方向両端部と中央部との下面には、それぞれ帯板状の支持部材２１の一端部が取り付け固定されている。長手方向両端部に位置する各一対の支持部材２１の他端部は横桟２ａの外側面から外方へ突出していて、その他端部の下面には軸受部材２２が軸線を垂直にして設けられている。この軸受部材２２には回転軸２３が回転可能かつ軸方向にスライド不能に位置決めされて保持されている。

回転軸２３は上端部を支持部材２１の上面側に突出させ、下端部を軸受部材２２の下端面から突出させている。回転軸２３の下端部には帯板状のサポート部材２４の基端部が連結固定されている。

上記サポート部材２４は、図１に実線で示すように装置本体１の側辺と平行で、吸着保持部５によって保持された基板Ｗの下面から幅方向外方に外れた位置（この位置を退避状態とする）と、同図に鎖線で示すように先端部が吸着保持部５に保持された基板Ｗの幅方向の端部下面に対向する位置（この位置を対向状態とする）との間で後述するように回転駆動されるようになっている。

図２（ｃ）に示すように、上記サポート部材２４は上記保持状態において、基板Ｗの下面に対して所定の間隔Ｇを有する状態で対向している。すなわち、基板Ｗを吸着保持部５によって保持して装置本体１が上昇したとき、基板Ｗに実装された可撓性の電子部品１５は基板Ｗの外方へ突出した他端部が下方へ撓む。したがって、上記間隔Ｇは、撓んだ電子部品１５の下端部に当たることのない寸法、たとえば電子部品１５がＦＰＣの場合には６ｍｍ程度に設定される。

上記サポート部材２４は上記回転軸２３の下端部に高さ調整可能に設けられている。すなわち、図３と図４に示すようにサポート部材２４の一端部には上記回転軸２３に嵌合する取り付け孔２４ａが形成されている。このサポート部材２４の一端部には一端が取り付け孔２４ａに連通し、他端がサポート部材２４の端面に開放したすり割り溝２４ｂが所定の幅寸法で形成されている。

上記すり割り溝２４ｂの幅寸法はねじ２５によって調整できる。したがって、ねじ２５を緩めて上記サポート部材２４を上記回転軸２３の軸方向に移動させれば、このサポート部材２４の上下方向の取付け位置を調整できる。つまり、すり割り溝２４ｂとねじ２５とでサポート部材２４を上下方向に位置決めする位置決め手段を構成している。

このように、サポート部材２４を上下方向に位置決め調整できれば、電子部品１５の大きさや材質などの種類によってこの電子部品１５の下方への撓み量が異なっても、その撓み量に応じて上記サポート部材２４の取付け位置を調整し、上記電子部品１５の下端がサポート部材２４の上面に当たることがないよう、上記間隔Ｇを設定することができる。

図１に示すように、上記横桟２ａの長手方向中央に設けられた支持部材２１の上面には、モータなどのロータリアクチュエータ２６が設けられている。このロータリアクチュエータ２６の回転軸２７には図示しないコマなどを介して一対の第１の連結部２９が設けられている。一対の第１の連結部２９にはそれぞれリンク３１の一端が連結固定されている。各リンク３１の他端はそれぞれ上記回転軸２３の上端に設けられた第２の連結部３２に連結固定されている。

上記ロータリアクチュエータ２６が作動して回転軸２７が所定方向に所定角度回転させられると、この回転に一対のリンク３１が連動する。それによって、一対のリンク３１は図１に矢印で示すように装置本体１の長手方向外方に沿ってスライドする。

一対のリンク３１が矢示方向にスライドすると、これらリンク３１の他端が連結された一対の回転軸２３が同時に逆方向に回転する。それによって、サポート部材２４は図１に実線で示す退避状態から鎖線で示す対向状態に回転する。上記ロータリアクチュエータ２６を先程と逆方向に回転させれば、対向状態にあるサポート部材２４を退避状態に回転させることができる。

つぎに、上記構成の搬送装置によってトレイ１６上の基板Ｗを搬送する手順を図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。まず、装置本体１に設けられた４本のサポート部材２４を退避状態に回転させる。ついで、図２（ａ）に示すように装置本体１をトレイ１６に載置された基板Ｗの上方に位置決めする。すなわち、吸着保持部５のパッド７が基板Ｗの幅方向の両側部上方に対向するよう、装置本体１を位置決めする。

装置本体１を位置決めしたならば、図２（ｂ）に示すように、この装置本体１を、吸着保持部５のパッド７が基板Ｗの上面に圧接する位置まで下降させる。それと同時、或いは位置決め時に第１、第２の吸引管路１１，１２に接続された吸引ポンプを作動させ、各吸着保持部５のパッド７に吸引力を発生させておく。それによって、装置本体１が下降してパッド７が基板Ｗの上面に圧接すると、基板Ｗがパッド７に吸着保持されることになる。なお、パッド７が基板Ｗに圧接するとき、パッド７を取り付けた軸部６が弾性的に上昇方向に変位して衝撃を吸収する。

パッド７によって基板Ｗを吸着したならば、図２（ｃ）に示すように装置本体１を上昇方向に駆動する。ついで、ロータリアクチュエータ２６を作動させ、リンク３１を介してサポート部材２４が設けられた回転軸２３を回転させる。それによって、退避状態のサポート部材２４の先端部が基板Ｗの下面に所定の間隔Ｇを介して対向する、対向状態になる。

装置本体１を上昇させることで、基板Ｗに実装された電子部品１５に撓みが生じる。しかしながら、上記サポート部材２４と基板Ｗの下面との間隔Ｇは、撓んだ電子部品１５に当たることのない寸法に設定されている。

そのため、退避状態から対向状態に回転するサポート部材２４に電子部品１５が引っ掛かることがないから、電子部品１５を損傷させたり、実装状態が損なわれるなどのことを防止できる。また、サポート部材２４を基板Ｗの下面に接触させずに所定の間隔Ｇで対向させているため、サポート部材２４が基板Ｗを傷付けるようなこともない。

このようにして、サポート部材２４を対向状態に回転させた後、装置本体１は水平方向に駆動される。そして、装置本体１は基板Ｗを次工程である、上記電子部品１５を上記基板Ｗに本圧着する本圧着装置のステージ（ともに図示せず）に供給載置する。このステージは基板Ｗを本圧着位置に搬送するためのものである。

装置本体１が基板Ｗを上記ステージの上方に位置決めすると、上記サポート部材２４は上記基板Ｗに対向した対向状態から退避状態に回転させられる。ついで、装置本体１は下降して上記ステージに基板Ｗを載置すると、吸着保持部５の吸引力が除去される。その後、上記装置本体１は基板Ｗをステージに残して上昇し、次の基板Ｗを本圧着装置へ搬送するということが繰り返して行われる。

基板Ｗを搬送する過程で、たとえば吸引ポンプの故障や吸着保持部５のパッド７の損傷などによって、パッド７による基板Ｗの吸着保持状態が損なわれると、基板Ｗがパッド７から離れることがある。

しかしながら、基板Ｗの下面にはサポート部材２４が対向状態、つまり先端部を基板Ｗの下面に対向させている。そのため、基板Ｗがパッド７から離れても、その基板Ｗはサポート部材２４によって保持されるから、装置本体１から落下して損傷するのを防止することができる。

複数の吸着保持部５は、第１の吸引管路１１に接続された第１のグループと、第２の吸引管路１２に接続された第２のグループとに分けられ、装置本体１の一対の側辺部には第１のグループと第２のグループに属するそれぞれ複数の吸着保持部５が配置されている。

そのため、第１、第２の吸引管路１１，１２のどちらか一方が詰まったり、損傷するなどして一方のグループの吸着保持部５の吸引力が喪失するようなことがあっても、他方のグループの吸着保持部５によって基板Ｗの幅方向の両側部の吸着保持状態が継続されるから、基板Ｗを確実に目的部位まで搬送して受け渡すことができる。

すなわち、複数の吸着保持部５を第１、第２のグループに分けたため、どちらか一方のグループの吸着保持部５による吸引力がなくなっても、他方のグループの吸着保持部５によって基板Ｗを吸着保持することができる。しかも、装置本体１の一対の側辺部には、第１のグループと第２のグループとに属するそれぞれ複数の吸着保持部５を設けるようにしたから、どちらか一方のグループの吸着保持部５の吸引力が喪失しても、他方のグループの吸着保持部５によって基板Ｗの両側部をそれぞれ複数の吸着保持部５によって確実に吸着保持することができる。

なお、この発明は上記一実施の形態に限定されるものでなく、たとえば装置本体は横桟と縦桟とによって矩形枠状に形成したが、矩形状の板材によって形成してもよく、その構造は限定されるものでない。

サポート部材は水平方向に回転させることで、退避状態と対向状態とに位置決めしたが、たとえばサポート部材をＬ字状に形成し、上端を支点として上下方向に回転させることで、その先端部を、退避状態と対向状態とに位置決めするようにしてもよい。

また、パッド７による基板Ｗの保持状態が損なわれたとき、その基板Ｗをサポート部材２４によって保持するようにしているが、基板Ｗに対向するサポート部材２４の上面をフッ素樹脂等で形成するようにすれば、たとえ基板Ｗにサポート部材２４が接しても、基板Ｗの損傷をさらに低減することができる。

図６はこの発明の位置決め手段の変形例を示す他の実施の形態を示す。すなわち、この実施の形態の位置決め手段は、装置本体１を構成する横桟２ａの長手方向中央の上面に設けられたパルスモータ４１を有する。このパルスモータ４１にはねじ軸４１ａが連結されている。

上記横桟２ａの下方には帯板状の可動部材４２が対向して配置されている。この可動部材４２の長手方向中央部にはナット４３が設けられ、このナット４３に上記ねじ軸４１ａが螺合されている。

上記可動部材４２の長手方向両端部にはガイド部材４４が設けられている。各ガイド部材４４には上記横桟２ａの長手方向両端部から垂設されたガイド軸４５がスライド可能に挿通支持されている。したがって、上記パルスモータ４１が作動してねじ軸４１ａが回転駆動されれば、上記可動部材４２がねじ軸４１ａの回転方向に応じて上下方向に駆動されるから、上記可動部材４２を所定高さに位置決めできるようになっている。

上記可動部材４２には上記一実施の形態と同様に一対の支持部材２１の一端部が固定されている。各支持部材２１の他端部には軸受部材２２が設けられ、この軸受部材２２に回転可能かつ軸方向に移動不能に支持された回転軸２３に上記サポート部材２４の一端部が取付けられている。一対の回転軸２３は図１に示す構成と同様のリンク３１によって連動するようになっている。

したがって、このような実施の形態によれば、上記パルスモータ４１の動作を遠隔的に制御することで、上記サポート部材２４の高さ、つまりサポート部材２４の他端上面と基板Ｗに仮圧着された電子部品１５の下面との間隔Ｇを、その電子部品１５の大きさや材質などによって異なる撓み量に応じて設定することが可能となる。

上記実施の形態では、装置本体設けられるサポート部材は基板の側辺部を吸着保持する位置に配置したが、基板の角部を吸着保持する位置に配置するようにしてもよい。

この発明の一実施の形態を示す搬送装置の平面図。 （ａ）〜（ｃ）は基板を吸着保持して搬送する状態を順次示した説明図。 回転軸に上下方向の位置決め調整可能に取付けられたサポート部材の側面図。 図３のサポート部材を下面側から見た図。 電子部品が実装されてトレイ上に載置された基板の斜視図。 この発明の他の実施の形態を示すサポート部材の取付け構造を示す側面図。

符号の説明

１…装置本体、５…吸着保持部、７…パッド、１１…第１の吸引管路、１２…第２の吸引管路、１５…電子部品、２４…サポート部材、３１…リンク。

Claims (6)

1. 周辺部に可撓性の電子部品が一端部を接続して他端部を外方へ突出させるとともに下方へ撓ませて設けられた基板を搬送する搬送装置であって、
   装置本体と、
   この装置本体に設けられ上記基板を吸着保持する複数の吸着保持部と、
   上記装置本体に設けられ先端部が上記吸着保持部によって保持された基板の下面に対向する状態と基板の下面から退避する状態とに駆動可能かつ上記基板の下面に対向する状態において基板に設けられて下方へ撓んだ電子部品と接触しない間隔で設けられたサポート部材と
   を具備したことを特徴とする基板の搬送装置。
2. 複数の吸着保持部は、第１の吸引管路に接続された第１のグループと、第２の吸引管路に接続された第２のグループとに分けられていることを特徴とする請求項１記載の基板の搬送装置。
3. 上記装置本体の対向する一対の側辺部にそれぞれ複数の上記吸着保持部が設けられていて、
   各側辺部にはそれぞれ複数の上記第１のグループの吸着保持部と上記第２のグループの吸着保持部とが設けられていることを特徴とする請求項２記載の基板の搬送装置。
4. 上記装置本体の対向する一対の側辺部にはそれぞれ複数の上記サポート部材が水平方向に回転可能に設けられていて、
   それぞれの側辺部に設けられた複数のサポート部材は駆動源によって駆動されるリンクよって連動する構成であることを特徴とする請求項１記載の基板の搬送装置。
5. 上記サポート部材は、位置決め手段によって上記電子部品と接触しないよう上下方向の位置決め調整可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板の搬送装置。
6. 周辺部に可撓性の電子部品が一端部を接続して他端部を外方へ突出させるとともに下方へ撓ませて設けられた基板を搬送装置によって搬送する搬送方法であって、
   上記基板を上記搬送装置に設けられた複数の吸着保持部によって吸着保持する工程と、
   吸着保持された基板の下面に下方へ撓んだ上記電子部品に当たることのない間隔を保ってサポート部材を対向させて上記基板が搬送装置から落下するのを阻止する工程と、
   落下が阻止された基板を上記搬送装置によって搬送する工程と
   を具備したことを特徴とする基板の搬送方法。

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