JP5131825B2 - オンデマンド型製造装置 - Google Patents
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Description
1)給排気に要する時間の短縮化が必要であり、それは製膜チャンバー42をできるだけ小型化し、給排気に要する時間を短縮することによって対応する。その際には例えば図5に示すように、実施することもできる。即ち、図5に示すように、ワーク71は支持テーブル72に置かれるが、支持テーブル72はエアシリンダ74により上下に駆動する移動ステージ73上に設置する。製膜時は移動ステージ73が上昇しワーク71が製膜範囲以外の面で製膜室76に接する。このようにして製膜室76はノズル75の設置と排気管接続のために必要な最小領域として形成可能となる。なお、当該領域の空間を密封・分離するため、センターリング・マスク81を設置している。このセンターリングはワーク位置あわせ機構81として、位置決めピン82を設置し、製膜位置だけに錐形状のマスクホール83を開けてある。マスクは独立構造とすることも可能である。真空およびプロセス領域とワーク支持領域の分離のためには適宜シール78を設けることが好ましい。またワークが小さい場合には、ワーク支持台やワークを十分な大きさを持つホルダーに設置し、その面を用いて製膜室76とワーク支持室80を分離する。
2)小型ロータリーポンプ40を採用し、ポンプによる振動も抑える。
3)必要な部分にのみ製膜する必要があることから、ガイドピンを設けたパターニング用マスクを用い、同時に、次の工程に進める際に原料微粒子がワークに堆積しないように、ホルダーに固定されたマスクにワークを別の治具でスプリングを用いて押し付けるなど、マスクの形状や構成、更には排気方向にも留意を行う。図5の例では、ワーク支持台72にスプリング機構を設け、製膜室76側およびそこに設置したマスク81に押し付ける。排気方向としては、大気開放時まで常時製膜室76側をワーク支持室80より低圧力とし、ワーク支持室80側への流れを抑制する。
このような対処によって他の処理装置と適合させオンデマンドを可能とした。実際には室温で且つ前記ロータリーポンプで実現できる程度の真空度雰囲気で製膜を行うことより、製膜に要する時間は真空引きから大気開放までのすべての時間を持って10秒程度であった。また、ワークやワーク支持台等への原料粉の付着を無くすことができた。
プロセス装置として、薄膜堆積プロセスの代わりに形状創生プロセス、機能付与プロセスの装置とすることも可能となる。
1)組み換えを容易にするため、小型化しサイズの統一を図る。
実際の装置では電源として一般家庭用の100V電源を用い、全体として横にはみ出すことなく、床面積は5平方メートル程度とした。
2)小さな物を対象とすることから装置自体も小型化できることと関連し、真空を要する場合でも真空にする空間を小さくすることができ、真空にする時間や大気圧に戻す処理時間を短縮することができ、また真空発生装置の小型化も可能となる。
3)各ユニットセルでの独立した処理を行うことができ、隣の処理装置のことを考慮することのないシステムとすることができる。そのためシステム全体の制御を考える必要は無くなり、全体としてシーケンシャルに制御を行なっていないのでユニットの交換にも直ちに対応することができる。また、処理が終わったことを知らせる信号を前の工程のユニットセルに送ることができる。
4)ユニットの連結は実際には3箇所のピンで行っており、据付の精度を保障することができる。その連結に際しては、ワークの流れにおける高さZの許容度10mm程度は、受け渡しの部分で吸収することができる。また、据付のX方向及びY方向の誤差は、ワーク受け渡しのテーブルとアームの組み合わせで吸収可能である。更に、フレームはアルミで製作することにより剛性が低く振動を吸収すること、及びもともと発生する振動が小さいこともあり、この吸収によりユニットセル全体としては更なる除振対策は不要となる。
5)この装置においては熱処理プロセスを含むが、小型化され一体化さていることから、ユニットセル内の温度変化は大きくはなく、あらかじめ想定可能であって、必要に応じて断熱材を活用し、熱膨張係数の小さい材料を使用し、温度変化を見越した設計を行うなどにより、容易に対応することができる。更に、サンプルが小さく熱容量が小さいので電気炉等の熱処理プロセスから出た後直ちに冷えて常温に戻ることから、次の処理装置に熱影響を与えない。
Claims (4)
- ワークを加工或いは処理をする処理部を備えた複数の処理装置と、
前記複数の処理装置の処理部にワークを搬送するワーク受け渡し装置とを備えたオンデマンド型製造装置において、
前記複数の処理装置は規格化されたサイズとし、前記処理部とワーク受け渡し装置とは一つの処理装置内に設け、
前記ワーク受け渡し装置はワーク載置台と搬送装置からなり、前記ワーク載置台を全ての処理装置に共通の所定の位置に設け、前記搬送装置は前記ワーク載置台上のワークを処理部に搬送し、処理部で処理後のワークを隣接する処理装置のワーク載置台に搬送するものであり、
前記ワーク載置台にワークが載置されていることを検出するセンサを備え、前記センサがワーク載置台上のワークを検出したとき、前の処理を行う処理装置の処理が終了したことを検出して、搬送装置が前記搬送を開始し、処理部が所定の処理を行うものであり、
前記複数の処理装置のそれぞれの処理装置には搬送及び処理を制御する制御装置を備え、前記制御装置は他の処理装置の処理に影響されず、各処理装置内で完結する制御を行い、それにより各処理装置が単独で所定の加工を行うことを可能としたものであり、
前記複数の処理装置は、それぞれ、形状創生、薄膜堆積、熱処理、機能付与、ワーク検査プロセスの少なくともいずれかを実現するものであって、かつ、形状創成プロセスを実現するものとしてのマイクロプレス機を少なくとも含み、
前記複数の処理装置の中からワークの加工要求に応じて選択した複数の処理装置をワークの加工プロセスの順に所定の間隔で配列配置したことを特徴とするオンデマンド型製造装置。 - 前記ワーク載置台にはワークを載置して回転するターンテーブルを備え、
前記ターンテーブルはワークが載置されたときワークを所定方向に回転し、
前記搬送装置は前記回転したワークを把持して前記搬送を行うことを特徴とする請求項1記載のオンデマンド型製造装置。 - 前記形状創生プロセス、薄膜堆積プロセス、機能付与プロセスを実現する処理装置が真空を用いた処理装置であるとき、ワークの投入および支持機構部とプロセス処理機構部が独立した構造であり、プロセス処理機構部だけを交換可能としたことを特徴とする請求項1又は2記載のオンデマンド型製造装置。
- 前記処理装置は、ワーク中のプロセス処理領域だけがプロセス処理機構部に面するように構成したことを特徴とする請求項3記載のオンデマンド型製造装置。
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