JP5371590B2 - 実装処理作業装置及び表示基板モジュール組立ライン - Google Patents

Description

本発明は、液晶やプラズマなどのＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａy）の表示基板の周辺に駆動ＩＣの搭載やＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ），ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのいわゆるＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）接続および周辺基板（ＰＣＢ、Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を実装する実装処理作業装置及び実装処理作業方法並びにそれ等から構成される表示基板モジュール組立ラインに関するものである。より具体的には、例えば、ＴＡＢやＩＣを搭載する処理作業に好適な基準ベースを有する実装処理作業装置及び実装処理作業方法並びに実装処理作業装置または実装処理作業方法に基づいて構成される表示基板モジュール組立装置の構成および方法に関するものである。

表示基板モジュール組立ラインは、液晶、プラズマなどのＦＰＤの表示基板（以下、基本的には単に基板と略し、その他の基板、例えばＰＣＢの場合はＰＣＢ基板と明記する）に、複数の処理作業工程を順次行なうことで、該基板の周辺に、駆動ＩＣ、ＴＡＢおよびＰＣＢ基板などを実装する装置である。

例えば、処理工程の一例としては、（１）基板端部のＴＡＢ貼付け部を清掃する端子クリーニング工程、（２）清掃後の基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ、Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を貼付けるＡＣＦ工程、（３）基板のＡＣＦを貼付けた位置に、ＴＡＢやＩＣを位置決めして搭載する搭載工程、（４）搭載したＴＡＢやＩＣを加熱圧着することで、ＡＣＦにより固定する圧着工程、（５）ＴＡＢの基板側と反対側に、予めＡＣＦを貼り付けたＰＣＢ基板を貼付け搭載するＰＣＢ工程（複数の工程からなる）などからなる。さらには、処理する基板の辺の数や処理するＴＡＢやＩＣの数などで各処理装置の数や基板を回転する処理ユニットなどが必要となる。

このような一連の工程を経ることによって、基板上の電極とＴＡＢやＩＣ等に設けた電極との間が熱圧着されことによって、ＡＣＦ内部の導電性粒子は電気的な接続がなされる。またこのとき同時に、ＡＣＦ基材樹脂の硬化により、基板とＴＡＢやＩＣ等が機械的にも接着される。
前記のような表示モジュール組立工程において基板を処理位置にアライメント(位置決め)する際は、一般的に基板のアライメントマークなどを画像認識して位置決めを行なうが、このとき、基板に保持部材または支持部材との摺動等によるダメージを与えることなく精度よくアライメントすることが必要である。従来では、ダメージを与えないように基板を片持ちで保持して浮かせた状態でアライメントマークを画像認識していた。

また、一般的に、基板サイズの大型化や薄型化に伴い、ガラスや偏光板の貼り合せ等による反りが基板端部に発生しやすくなる。上記各工程、例えば、ＴＡＢやＩＣを搭載する搭載工程においては、部品を搭載する基板に反りがあると搭載時の圧力により、反った基板が搭載部の受け部材に倣って矯正されるため、その矯正される基板の動きが搭載ズレの要因となる。これらは、液晶基板の高性能化に伴ない、搭載部品の端子も狭ピッチ化が進み、位置ずれへの許容範囲も狭くなってきているため、部品搭載時などには基板をあらかじめ平面精度の高いベース面に直接固定しておくことが理想である。

処理時の基板の矯正に関する発明としては、特開平11-204579や特開平5-228755が挙げられるが、両者ともに、パネルの反りやたわみは矯正できるものの、基板をアライメントするための位置検出工程が基板矯正箇所に載置されていないため、基板の反りやたわみは矯正されていない状態で画像検出を行うことになる。この場合、アライメント時の基板位置検出手段で計測した基板位置と、反りやたわみ矯正後の基板位置には誤差が生じやすくなる。
また、仮に基板の反りやたわみを矯正した状態でアライメントを行ったとしても、基板の反りをたわみ矯正する支持部材とパネルとの間で摺動が発生するため、基板が傷ついてしまう可能性があり品質的に問題がある。

特開平11-204579 特開平5-228755

片持ち保持方式のアライメントでは、４(ｂ)に示す状態でアライメントをしても、図１３に示すように基板周辺の処理辺の撓みや反りにより画像認識時図の焦点ずれや、基板を基準ベースに載置する時にその反りや撓みによる位置ズレ誤差εが発生し、精度よくアライメントを実施することができない課題があることは上述の通りである。特に、この課題は基板の薄板化や搭載部品のファインピッチ化（接合端子の狭ピッチ化）に伴って重要なものになってきた。なお、反りには、図１２に示すように上反りと下反りがあり両者に対応できるようにする必要がある。
これ等基板の有する撓み、反りなどの姿勢がアライメントを精度良くできない大きな要因となってきた。

そこで、本発明の第1の目的は、基板の有する撓みや反りなどの姿勢によるアライメント精度の劣化を低減できる実装処理作業装置または実装処理作業方法を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、上記記載の実装処理作業装置または実装処理作業方法を有するライン構成とすることで、搭載部品の狭ピッチ対応の表示基板モジュール組立ラインを提供することである。

上記の第１の目的を達成するために、表示基板をアライメントするために、該基板の位置を画像により検出するための画像検出手段と、前記画像検出手段により位置検出した結果をもとに位置補正を行なう可動手段を具備したアライメント手段と、前記表示基板の周辺の処理辺に搭載部品を搭載する又は搭載するための処理作業を行なう処理作業台を有する実装処理作業装置において、前記アライメント時の前記処理辺の姿勢によるアライメント誤差を矯正する姿勢矯正手段と、前記処理作業時に前記処理作業台と共に前記表示基板を下から支える第１支持手段とを有することを第1の特徴とする。

また、上記第1の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記姿勢矯正手段は前記処理作業台と略平行し前記表示基板を下から支える基準ベースと、前記表示基板を前記基準ベースに保持した時に、前記基準ベースの基板保持面と前記基板表面との摺動摩擦を低減する摩擦低減手段とを有することを第２の特徴とする。
さらに、上記第１の目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記摩擦低減手段は前記表示基板を前記基板保持面から浮上させる浮上手段であることを第３の特徴とする。

また、上記第１の目的を達成するために、第３の特徴に加え、前記浮上手段は前記基板保持面に複数の溝部または/及びフロート孔を設け、前記溝部または前記フロート孔に正圧エアを送付する浮上エア制御システムを有することを第４の特徴とする。
さらに、上記第１の目的を達成するために、第４の特徴に加え、前記浮上手段は前記溝部を負圧にして前記表示基板を前記基準ベースに吸着保持させる浮上/吸着エア制御システムを有することを第５の特徴とする。
また、上記第１の目的を達成するために、第１又は第２の特徴に加え、前記姿勢矯正手段は前記処理辺における反りの角度を求める反り角度算出手段と、前記反り角度算出手段の算出結果に基づいて、前記反りを矯正する反り矯正手段とを有することを第６の特徴とする。
さらに、上記第１の目的を達成するために、第６の特徴に加え、前記反り角度算出手段は前記反り角度を測定する反り角度測定手段を有し、前記反り姿勢矯正手段は前記アライメント時に前記表示基板を支持する第２支持手段の傾斜角度を調整する傾斜角度調整手段を有することを第７の特徴とする。

また、上記の第１の目的を達成するために、第７の特徴に加え、前記反り角度測定手段は前記処理辺の直角方向に異なる複数の位置における前記表示基板の垂直方向の変位を測定し、前記測定結果から前記反り角度を求める手段であることを第８の特徴とする。
さらに、上記第１の目的を達成するために、第６の特徴に加え、前記反り角度算出手段は前記反り角度を予め統計的に求める統計的処理手段を有し、前記反り矯正手段は前記アライメント時に前記表示基板を支持する第２支持手段の傾斜角度を調整する傾斜角度調整手段を有することを第９の特徴とする。

また、上記第１の目的を達成するために、第７または第９の特徴に加え、前記第１支持手段は前記第２支持手段であることを第１０の特徴とする。
さらに、上記第１の目的を達成するために、第１または第２あるいは第６の特徴に加え、前記矯正手段は前記表示基板を下方に移動させて前記表示基板を前記基準ベースに押付ける押付手段を有することを第１１の特徴とする。

また、上記の第１の目的を達成するために、第２または６あるいは第１１の特徴に加え、前記第１支持手段は前記表示基板を両側で支持する両側支持部を有し、少なくとも前記両側支持部の一方を前記処理作業台に対し略平行な位置に移動させる手段を有することを第１２の特徴とする。
さらに、上記第１の目的を達成するために、第１２の特徴に加え、少なくとも前記両側支持部の一方をさらに前記処理作業台と直角方向に分割し、前記さらに分割した一方を前記処理作業台に対し前記直角方向に移動させる手段を有することを第１３の特徴とする。

また、上記第１の目的を達成するために、表示基板をアライメントし、前記表示基板の周辺の処理辺に搭載部品を搭載する又は搭載するための処理作業を行なう実装処理作業方法において、前記処理辺と略平行に設けられた基準ベースに前記表示基板を載置し、前記表示基板を前記基準ベースから浮上させ、その後前記アライメントすることを第１４の特徴とする。
さらに、上記第１の目的を達成するために、表示基板をアライメントし、前記表示基板の周辺の処理辺に搭載部品を搭載する又は搭載するための処理作業を行なう実装処理作業方法において、前記処理辺における反り角度を算出し、前記反り角度に基づいて、前記表示基板の反りを矯正し、その後前記アライメントをすることを第１５の特徴とする。

また、上記第１の目的を達成するために、第１５の特徴に加え、前記反りを矯正後、前記処理辺と略平行に設けられた基準ベースに前記表示基板を載置し、前記表示基板を前記基準ベースから浮上させ、その後前記アライメントをすることを第１６の特徴とする。
さらに、上記第１目的を達成するために、第１４または第１６の特徴に加え、前記浮上後、前記表示基板を前記基準ベースに押付け、その後前記アライメントすることを第１７の特徴とする。

また、上記第１の目的を達成するために、表示基板をアライメントし、前記表示基板の周辺の処理辺に搭載部品を搭載する又は搭載するための処理作業を行なう実装処理作業方法において、前記処理辺と略平行に設けられた基準ベースに表示基板を押付け、その後前記処理作業を行なうことを第１８の特徴とする。
さらに、上記第２目的を達成するために、第１乃至第１３にいずれかに記載の処理作業装置と、前記実装処理作業装置と他の実装処理作業装置との間を順次表示基板を搬送する搬送装置とを有する表示基板モジュール組立ラインにおいて、前記搬送装置は前記表示基板を載置し搬送する基板搬送手段を有し、前記基板搬送手段は前記アライメント時の前記表示基板を支持する第１支持手段または第２支持手段の少なくとも一方を有することを第１９の特徴とする。

最後に、上記第２目的を達成するために、第７乃至１０のいずれかの記載の実装処理作業装置と、前記実装処理作業装置と他の実装処理作業装置との間を順次表示基板を搬送する搬送装置とを有する表示基板モジュール組立ラインにおいて、前記搬送装置は前記表示基板を載置し搬送する基板搬送手段を有し、前記基板搬送手段は前記第２支持手段を有することを第２０の特徴とする。

本発明によれば、基板の有する撓みや反りなどの姿勢によるアライメント精度の劣化を低減できる実装処理作業装置または実装処理作業方法を提供することができる。
また、本発明によれば、上記記載の実装処理作業装置または実装処理作業方法を有するライン構成とすることで、搭載部品の狭ピッチ対応の表示基板モジュール組立ラインを提供することができる。

本発明の第１の実施形態である表示基板モジュール組立ラインを示す図である。 本発明の実施形態であるＴＡＢ/ＩＣ搭載処理作業装置のＴＡＢ/ＩＣ基板を搭載する搭載部と搬送装置２及び搬送装置の動作説明図である。 本発明の第１の実施形態の基本的な考え方と、本実施形態における処理フローを示した図である。図３(a)は搬送装置２によって、基板の反り、撓みを考慮しながら、搭載装置の基準ベースよりＨ分高い位置で基板を搬送した図である。図３(b)は基板を図３(a)に示した位置から降下させて基準ベース及び基板保持手段に載置した図である。図３(c)は図３(ｂ)のアライメント終了後、基板Ｐを部品搭載処理作業装置の処理作業位置に移動させ、基板上の所定の位置に搭載部品を搭載する図である。 図３におけるＡ‐Ａ断面図である。図４(a)は本実施形態の方法を示し、図４(b)は従来の方法を示した図である。 本発明の第１実施形態の基板を浮上/吸着する第１実施例の基準ベースの一部の上面図と横断面図である。 基板を浮上/吸着を可能とする第１実施例の浮上/吸着エア制御システムを模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態の基板を浮上/吸着する第２実施例の基準ベースの一部の上面図と横断面図である。 基板を浮上/吸着を可能とする第２実施例の浮上/吸着エア制御システムを模式的に示した図である。 周辺に発生する反りを矯正して基板のアライメントする第2実施形態の第1実施例を示す図で、合わせてその処理フローを示した図である。 本発明の第2実施形態の第２実施例を示す図である。 第1実施形態乃至第3実施形態において、基板の様々なサイズあるいは同じ基板でも長辺側、短辺側に対応して、基板の撓み、反りの影響を排除する第4実施形態を示した図である。 本発明の基板周辺に発生する反りの課題を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図1から図１２を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である表示基板モジュール組立ライン１を、図２は、その基板の搬送装置２の基本構成を示した図である。

図１の装置は、基板Ｐを保持する基板保持手段１２と、その基板を隣接する実装処理作業装置の位置まで搬送するための搬送アーム１１Ａからなる搬送装置によって、図中左から右に向かって基板を順次搬送しながら、基板の周辺部に各種処理作業を行ない、ＩＣやＴＡＢなどの実装組立作業を行なうライン装置である。図１の装置は、まず、左側の基板長辺側の実装処理作業装置群１３Ｌで基板長辺側の処理を行ない、基板長辺側の処理を行った後、基板を基板回転手段１９で回転させ、同様な構成を有する基板短辺側の実装処理作業装置群１３Ｓで基板短辺側の処理を行なう。基板長辺側１３Ｌ及び基板短辺側１３Ｓにおいて、以下同一装置、同一機能については同一符号を記す。

図１で示す基板長辺側、処理として、左から（１）基板端部のＴＡＢ貼付け部を清掃する端子クリーニング工程、（２）清掃後の基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を貼付けるＡＣＦ工程、（３）ＡＣＦを貼付けた位置に、基板配線と位置決めしてＴＡＢやＩＣを搭載する搭載工程、（４）搭載したＴＡＢやＩＣを加熱圧着することで、ＡＣＦにより固定する圧着工程を順次行ない、さらに基板長辺側の最後には周辺基板であるＰＣＢ基板を実装する処理作業を行なうように構成されている。
図中の１４〜１７は、長辺側、短辺側とも同一符号で示し、それぞれ、端子クリーニング処理作業装置１４、ＡＣＦ貼付処理作業装置１５、部品搭載処理作業装置１６，本圧着処理作業装置１７及び基板回転手段１９を示している。なお、ＰＣＢ基板処理作業装置は割愛している。

図２は基板Ｐの搬送方向であるＸ方向から見たＡ−Ａ断面図であり、部品搭載処理作業装置１６のＴＡＢ/ＩＣ基板(他の搭載する部品をも総称して以下搭載部品３という)を搭載する搭載部１６ａと搬送装置２を示した図である。搭載部１６ａは基板Ｐを載置する基準ベース２０と、他の位置で搭載部品３を吸着し、基準ベースの所定の位置にその搭載部品３を搭載する搭載ヘッド１８とを有する。搭載ヘッド１８は、例えば部品搭載処理作業装置１６や他の搭載部品である半導体集積回路ＩＣを搭載したフレキシブル基板ＣＯＦを吸着保持する吸着ヘッド１８ａ、搭載部品３を基板Ｐの搭載位置に搭載するために吸着ヘッドを昇降するシリンダ１８ｂ、シリンダを駆動するシリンダ駆動部１８ｃ、シリンダ駆動部を旋回させてＩＣ基板を搬送するアーム１８ｄを有する。さらに吸着ヘッド１８ａと対向して基板Ｐを挟む位置に処理作業台である下支え１８ｅが設けてある。

一方、搬送装置２は、基板搬送手段１１と基板保持手段１２を有している。基板保持手段１２は、図１に示すように基板両側に設けた両側支持部１２Ａと両側支持部を連結し実装処理作業装置側に設けられた連結保持部１２Ｂを有する。基板の処理作業箇所である基準ベース２０へ基板Ｐが搬送されてくると、前記両側支持部１２Ａと連結保持部１２Ｂは、基板の撓みを減少して基板Ｐを載置することができる。一方、基板搬送手段１１は前記両側支持部１２Ａの間を上下する搬送アーム１１Ａと、図２(ａ)(ｂ)に示すように基板Ｐを前記基板保持手段１１に載置又は離間するために前記搬送アーム１１Ａを昇降させる基板搬送アーム昇降部１１Ｂと、搬送アーム１１をガイドレール１１Ｃ上で搬送方向に移動させるスライダ１１Ｄと、後述する基板の反り角度を制御する反り角度補正部１１θと、及びＹ方向移動部１１Ｅとを有する。

このような本実施形態の搬送装置２によれば、基板Pを基準ベース上に直接搬送できるので、搬送後、基板Pを基準ベースに移動させるステップが必要なく、処理時間の短縮を図ることでできる。
このような構造における搬送方法を、図１に示す基板ＰをＡＣＦ貼付処理作業装置１５から部品搭載処理作業装置１６に搬送する場合を例に説明する。搬送アーム１１は、ＡＣＦ貼付処理作業装置１５の場所で、図２(ａ)に示すように基板Ｐを搬送アーム１１Ａにより保持し、基板搬送部材昇降手段１１Ｂにより上昇させ、基板Ｐを両側支持部１２Ａ、連結保持部１２Ｂから離間させる。その後、基板Ｐを上昇保持したままで、スライダ１１Ｄにより基板Ｐを部品搭載処理作業装置１６の位置まで搬送する。このとき、搬送アーム１１Ａは、２つの基板保持手段１２間を移動する。部品搭載処理作業装置１６では、基板Ｐを下降させ、基板保持手段１２に載置（図２(ｂ)）し、搬送アーム１１Ａを基板Ｐから離間させる。そして、基板Ｐは部品搭載処理作業装置１６で搭載作業が処理される。この搭載作業中に、搬送アームは、基板を保持していない姿勢を保持し、次の基板を搬送するためにＡＣＦ貼付処理作業装置１５まで戻る。上記一連動作は、組立ライン１に作業中のすべての基板Ｐに対して同期して行なわれるので、全ての基板が同期して搬送され、処理が行なわれることになる。

図１、図２に示す表示基板モジュール組立ライン、部品搭載処理作業装置及び搬送装置は一実施形態であって、特に、どのような実装処理作業装置を連ねる必要があるかは、組立作業を行なう表示基板モジュール構成に依存することは言うまでもない。

以下、本発明の特徴である基準ベース２０を前述した部品搭載処理作業装置１６に適用した例を説明する。
部品搭載処理作業では２つのアライメント作業がある。その第１は、基板Ｐが部品搭載処理作業装置１６に搬入されたときに、基板の両端に設けた基板アライメントマークにより基板全体のアライメントである。第２に、基板の１辺にあるＴＡＢ/ＩＣ搭載部品の複数の搭載位置において、搭載部品３と搭載位置に設けたそれぞれのアライメントマークによるアライメント作業である。本発明は、部品搭載処理作業装置や他の実装処理作業装置に共通である第1のアライメントに関するものである。

まず、以下、本発明の一つの特徴である基準ベースの基板保持面の摩擦を低減し、その摺動により、基板表面にダメージを与えることなく精度よくアライメントすることができる第１の実施形態を図３から図８を用いて説明する。
図３は本実施形態の基本的な考え方と、本実施形態における処理フローを示した図で、図４は図３(a)におけるＢ−Ｂ断面図である。
図３(a)は、搬送手段２によって、基板Ｐの反り、撓みを考慮しながら、部品搭載処理作業装置の基準ベース２０よりＨ分高い位置で基板を搬送して、直接基板Ｐを基準ベース２０上に搬送した図である。図３では理解しやすくするため基板Ｐは輪郭を実線で示すに留め、面内を透明に示すことで搬送固定の機構部を表記した。

図３(b)は、図３(a)に示した位置から、図２に示す搬送アーム昇降部１１Ｂによって搬送アーム１１Ａを降下させて、基板Ｐを基準ベース２０及び基板保持手段１２に載置した図である。基板保持手段１２は、両側に両側支持部１２Ａ(本実施形態では第１支持手段を構成)を有し、それらを基準ベース２０側で連結する連結保持部１２Ｂとで構成されているので、基準ベース２０と共に安定して基板Ｐを保持可能である。このとき、搬送アーム１１Ａの幅は基板保持手段１２の構成部品である連結保持部１２Ｂと両側支持部１２Ａから形作られる凹み形状の幅より小さい。このため、搬送アーム１１Ａは、基板保持手段１２に基板Ｐを移し変えたのち、下方に降下することで、基板保持手段１２の下側を潜り抜けられるようになる。

基準ベース２０及び搬送保持手段１２に載置された基板は、その基板辺の両端に設けられた基板アライメントマークＭを撮像手段である２台の撮像カメラ２１a、２１bで撮像し、その撮像結果に基づいて搬送アーム１１Ａを調節してアライメントを行なう。後述するようにそのアライメント動作時に過大な摺動を生じないよう、例えば基準ベース２０の表面に設けた溝から若干の圧縮空気を噴出する摩擦低減手段で、摺動摩擦を軽減する。図３(c)は、図３(ｂ)のアライメント終了後、基板Ｐを部品搭載処理作業装置の処理作業位置に移動させ、基板上の所定の位置に搭載部品を搭載することを示している。

以下、第１の実施形態の第１の実施例を図３から図６を用いて説明する。
図３に示すように、基準ベース２０の基板保持面２０ａには田型の基板吸着溝２０ｂが複数設けられている。基板Ｐが基準ベース上にくると、基板吸着溝２０ｂから流動体、例えば気体を流し、基板Pを微小浮上させ、浮上させた状態で基板Ｐのアライメントを行なう。アライメントは図３(ｂ)で説明した方法で行なう。しかし、前述では、基板の姿勢を搬送アーム１１Ａで調整したが、両側支持部あるいは基準ベースにアライメントに必要な自由度を持たせて調整してもよい。その結果、図４(a)に示すように、本実施形態では、基板に傷をつけることなく安定して基板辺を保持できるので、図４(ｂ)の示すように従来技術で生じる基板端部による撓みを解消した状態でアライメントができるので、撮像カメラにより焦点ボケや位置ズレεのない、精度良いアライメントが可能となる。

アライメント後は、図３(c)に示すように基板を浮上させた状態で、部品搭載処理作業装置の処理作業位置に設けた基板下支えベース１８ｅの位置まで搬送アーム１１Ａで移動させる。図３(c)では、図２に示す搬送アーム昇降部１１Ｂによって搬送アーム１１Ａを降下させて、下支えベース１８ｅ、基準ベース２０及び基板保持手段１２に載置する。このとき、基準ベース２０における基板の浮上を解除し、逆に基板上の基板吸着溝２０ｂにより基板を吸引し、基板Ｐを基準ベース２０に確りと吸着する。その後は、部品搭載処理作業装置は処理作業を行なうと共に、搬送アーム１１Ａは、図２で説明したように次に処理すべき基板を取りに行く。本実施形態では、処理作業時に処理作業台と下支えベース１８ｅ共に基板を下から支える第１支持手段は基板保持手段１２で構成している。

図５、図６に上記の基板を浮上/吸着する摩擦低減手段の第１の実施例を示す。図５は基準ベース２０の一部を示す上面図と横断面図であり、図６は基板を浮上/吸着を可能とする浮上/吸着エア制御システム２５Ａを模式的に示した図である。基準ベース２０の上面には田型の基板吸着溝２０ｂが複数設けられている。なお、この基板吸着溝の形状は、一例であり、他にも王型や三型、回型などの形状があげられるが、基準ベース上において、広範囲で基板を吸着することが、基板を確実に保持するうえで重要であり、その吸着溝で発生する吸着圧で、基板に貼られた偏光板が基板から引き離される作用があってはならないことは、表示基板製作上重要であることは言うまでもない。

本実施例では、図６に示すように正圧エア源２５ａ１、負圧エア源２５ａ２を選択し、基板吸着溝２０ｂに正圧エアをかけて基板Ｐを基準ベース２０から浮上させ、基板吸着溝２０ｂに負圧エアをかけて基板Ｐを基準ベース２０に吸着させる。なお、２５ｂは安定して排気、吸気するためのレギレータ、２５ｃは正圧エア源２５ａ１、負圧エア源２５ａ２を選択するそれぞれの系統に設けたソレノイド弁、２５ｄ１は各系統で正常に正負圧が得られているかをチェックする圧力スイッチ、２５ｅは基板吸着溝２０ｂの直前に設けられた空気の逆流を防止するチェック弁、２５ｆは配管系及び３０はこれ等を制御する制御装置である。

図７、図８に上記の基板を浮上/吸着する摩擦低減手段の第２の実施例を示す。図７は基準ベース２０の一部を示す上面図と横断面図であり、図８は基板を浮上/吸着を可能とする浮上/吸着エア制御システム２５Ｂを模式的に示した図である。基準ベース２０の上面には田型の吸着固定用の基板吸着溝２０ｂと、浮上用のエアフロート孔２０ｃが一つ置きにそれぞれ複数設けられている。第２の実施例では、図８に示すように基板吸着溝２０ｂを負圧にすることで基板を吸着固定し、エアフロート孔２０ｃに正圧をかけることによって基板を浮上させる。エア源２５ａ、レギレータ２５ｂ等は図６と同じである。

以上に示した本実施形態によれば、実装処理作業装置で基板全体をアライメントする場合に、基板を浮かせ、基準ベース上に平坦に安定して保持することで、基板に摺動によるダメージを与えることなく、また精度よく基板のアライメントをすることができる。
上記実施形態では、基板を浮上させるアライメントを実施したが、基準ベース２０の基板の載置面に基板を滑り易くする低摩擦材料(摩擦低減手段)を設けることで、浮上の実施例と同様な効果を奏することができる。

次に、基板に偏光板などを貼り合わせすることにより発生する基板端部の反りの影響をなくす反り矯正をし、精度良くアライメントのできる第2実施形態を説明する。また、図１３に示すように上反り、下反りがあり、それら反りがあると基板と基準ベース２０の間に隙間でき、第１の実施形態においても安定した吸着できない場合も存在する。
図９は上記第2実施形態の第1実施例を示す図である。本実施例では、基準ベース20の搬送側に変位センサ23を設け、基板をY方向に移動させながら、基板端部におけるY方向にDy離れた2点の位置のZ方向の位置を測定し(Step1,及びStep2)、その２点Z方向の偏差δzを求め、式(１)により反り角度θを求めその反り角度θに基づいて、搬送アーム１１Ａ(本実施形態では第２支持手段を構成)の反り角度(反り姿勢)を矯正し、第１の実施形態に基づき、撮像カメラ２１より基板のアライメントをする(Step3)。その後、基板を微小浮上させながら、部品搭載処理作業装置１６の下支えベース１８ｅ位置まで移動し、載置し、処理作業を行なう(Step４)。
θ=tan⁻¹δz／Dy （１）
2点としては、アライメント時に基板Ｐを基準ベース20に載置した時、反り角度θ及びZ方向の偏差δzを直接得ることができる位置として、Ｙ１を基板合わせマークに、Ｙ２を前記載置時における基準ベース２０の搬送側端部の位置を選ぶのが望ましい。その場合Dy=δyとすると式(2)となる。
θδ=tan⁻¹δz／δy （２）
これらの場合、搬送アームθδを傾けるとき、Ｙ２の位置はZ方向に反りに応じて移動するので、反りにおける搬送アーム１１Ａと基準ベース２０との高さギャップによって搬送アームのZ方向の位置も調整する。

次に、上記の搬送アーム１１Ａの反り角度を矯正する反り角度矯正部１１θの構成を図９Step2の図を用いて説明する。Step2の図に示す構成は、解り易くするために図２の反り角度矯正部１１θを拡大して示している。反り角度矯正部11θはY方向移動部１１Ｙの上に搭載され、上面に反りの有するカム１１θａ、カムをY方向の移動をガイドするリニアガイド１１θｂ、リニアガイド移動させるボールネジ１１θｃ、ボールネジ１１を駆動するモータ１１θｄ、カム上を移動するカムフォロア１１θｅ、カムフォロアをカム押付けるに押付板１１θｆ、ガタを無くすために回転軸１１θｇを中心にカムをカムフォロアに押付けるバネ１１θｈ及び搬送アーム１１Ａとの結合部１１θｉから構成させる。このような機構によって、ガタがなく精度良く基板の反り角度を矯正できる。
なお、反りには、上反り、下反りがあり、反り角度矯正部11θの調整範囲として両者に対応できるように設ける。

図１０は第2実施形態である反り矯正の第2実施例を示したものである。反り角度は、基板Ｐの大きさ、厚さ、偏光板などに依存し、場合によっては、統計的に事前に求めることができる。勿論、多少のばらつきは存在するが、それは表示基板の許容応力内で十分なマージンをもっているため問題にならない。 第2実施例は、このような場合に対応するもので、搬送アーム１１Ａの反り角度θを事前にセットする方法である。第1実施例では、カム１１θａ及ぶカムフォロア１１θｅで反り角度を設定したが、第2実施例では、Y方向移動機構部１１Ｙと結合部１１θｉとの間に反り角度調整板１１θｍを設け、角度調整板には、回転軸１１θｇと調整孔１１θｎを設けている。そして、調整孔をネジ止めして反り角度調整を行なう。さらに、反り角度調整板の下部に微調整ネジ１１θｐを設け、微調整する。

上記実施例では、反り角度に必要な機構を搬送アーム１１Ａに設けたが、両側支持部１２Ａや基準ベース２０等に設けてもよい。

以上、第2実施形態において、基板の有する反りを矯正して、基板のアライメントをすることができるので、基板を精度良くアライメントをすることができる。
また、本実施形態において、基板の有する反りを矯正することにより、基板と基準ベースの隙間を解消し、安定して基板を基準ベースに吸着させて、信頼性の高い処理作業を行なうことができる。

次に、基板浮上によるアライメント、あるいはそり矯正によるアライメント後の処理作業を確実にする第３の実施形態を説明する。図４(b)に示すようなアライメント時、基板Ｐを基準ベース２０に載置するが、そのときに基準ベースの搬送方向(紙面に垂直方向)に基板が波打ち、あるいは一部に小さな凸部が生じる場合がある。その場合、基板を基板搬送アーム昇降部１１Ｂに下げて、基板Ｐを基準ベース２０に押付け基板Ｐの平坦度を確保する押付手段を設け、アライメント精度を向上させる。

また、アライメント後、基板を処理作業台である下支えベース１８ｅ位置まで移動するが、その際に基準ベース２０と基板Ｐとの間に隙間が発生する場合がある。そこで、図３(c)や図９ステップ４において、前記押付手段は、処理作業前に基板搬送アーム昇降部１１Ｂにより基板Pをやや下げ、基板Ｐを基準ベース２０に押付けて、その隙間を解消して、基板を安定して吸着固定し、処理作業を確実に行なうようにする。

図１１は、第1実施形態乃至第3実施形態において、基板の様々なサイズあるいは同じ基板でもでも長辺側、短辺側に対応して、基板の搬送(X)方向の基板の撓み、反りの影響を排除する第4実施形態を示した図である。
図3においては、基板保持手段１２は、両側に設けられた両側支持部１２Ａとそれらを基準ベース２０側で連結する連結保持部１２Ｂとで構成されていることを説明した。本実施形態では、両側支持部１２Ａをそれぞれ装置側保持部１２Ａａと搬送外側保持部１２Ａｂに分割し、装置側保持部１２Ａａを搬送(Ｘ)方向に、搬送外側保持部１２Ａｂを搬送方向と直交（Ｙ）方向にそれぞれ移動可能としたものである。
なお、部品搭載処理作業装置１６では、基板を安定して保持できるので基準ベース２０で確実に基板を固定でき、基板の１辺にあるＴＡＢ／ＩＣ搭載部品の複数の搭載位置で行なう第２のアライメント作業においても、精度良くアライメントをすることができる。

図１１(a)(b)はそれぞれ短辺側実装処理作業装置、長辺側実装処理作業装置に適用したときの図を示し、装置側保持部１２Ａａと搬送外側保持部１２Ａｂの移動をエアシリンダ１２Ａｃで行なう第１実施例を示した図である。
図１１(c)(d)は、図１１(a)(b)と同様に示した図で、装置側保持部１２Ａａと搬送外側保持部１２Ａｂの移動をモータ１２Ａeとボールネジ１２Ａdで行なう第２実施例を示した図である。
図１１(e)(f)は、図１１(a)(b)と同様に示した図で、装置側保持部１２Ａａと搬送外側保持部１２Ａｂの移動をスライドガイド１２Ａｆ上を手動で移動させ、ネジ１２Ａｇで固定する第３実施例を示した図である。
図１１(g)は、２辺及び３辺対応できるようにしたもので、図１１(c)において搬送外側保持部１２Ａｂを左右に移動できるようにした第４実施例を示した図である。

以上の第１乃至第３実施例において、両側の装置側保持部１２Ａａと搬送外側保持部１２Ａｂを移動可能としたが片側だけでもよい。
また、以上の第１乃至第３実施例において、両側の装置側保持部１２Ａａを装置、即ち処理作業台に沿って異動させたが、装置から離れて斜め方向に処理作業台からほぼ平行な位置に移動させてもよい。

以上説明した第４実施形態によれば、基板サイズあるいは基板の載置の仕方(長辺側または短辺側)に応じて、アライメントする基板の両サイドの撓みを、あるいは反りの影響を排除できので、基板のアライメントを精度良く行なうことができる。
また、第４実施形態によれば、部品搭載処理作業装置１６のように、基板の位置だけではなく、基板の辺でさらにアライメントを必要とする処理作業において、基板を安定して保持できるので基準ベース２０で確実に基板を固定でき、精度良くアライメントをすることができる。

本第１から第４の少なくとも一つの実施形態を行なう実装処理作業方法または実装処理作業装置を有するラインとすることで、アライメントが確実に行なわれるので、歩留まりの高い表示基板モジュール組立ラインを提供できる。

１：表示基板モジュール組立ライン ２：搬送装置
３：搭載部品 １１：基板搬送手段
１１Ａ：搬送アーム １１θ：反り角度矯正部
１２：基板保持手段 １２ａ：両側支持部
１２ｂ：連結保持部
１３L：基板長辺側の実装処理作業装置群
１３S：基板短辺側の実装処理作業装置群
１４：端子クリーニング処理作業装置 １５：ACF貼付け処理作業装置
１６：部品搭載処理作業装置 １６a：搭載部
１７：本圧着処理作業装置
１８a：部品搭載処理作業装置１６の吸着ヘッド
１８e：部品搭載処理作業装置１６の下支えベース(処理作業台)
２０：基準ベース ２０ａ:基板保持面
２０ｂ：基板吸着溝 ２０ｃ:エアフロート孔
２１：撮像カメラ
２５Ａ：第１実施例の浮上/吸着エア制御システム
２５Ｂ：第１実施例の浮上/吸着エア制御システム
３０：制御装置 Ｐ：基板(表示基板)
Ｍ：基板アライメントマーク。

Claims (5)

1. 表示基板の両端に設けられたアライメントマークにより該基板全体のアライメントを行うアライメント手段と、前記表示基板の周辺の処理辺に搭載部品を搭載する又は搭載するための処理作業を行なう処理作業台と、前記処理作業時に前記処理作業台と共に前記表示基板を下から支える第１支持手段と、を有する実装処理作業装置において、
   前記アライメント手段は、前記処理作業台と略平行し前記表示基板を下から支え、前記表示基板を保持する基板保持面を有する基準ベースと、前記表示基板を該基準ベースに保持した時に、前記表示基板を前記基板保持面から浮上させ、前記表示基板表面との摺動摩擦を低減する浮上手段と、前記表示基板を該基準ベースに保持した時に、前記アライメントマークの画像を検出する画像検出手段と、前記画像検出手段の検出した結果に基づいて、前記アライメントを行い、前記基板保持面から浮上している前記表示基板の姿勢を矯正する表示基板駆動手段と、を備える、
   ことを特徴とする実装処理作業装置。
2. 前記表示基板駆動手段は、前記表示基板を前記基準ベースに載置する手段であることを特徴とする請求項１に記載の実装処理作業装置。
3. 前記浮上手段は前記基板保持面に複数の溝部または/及びフロート孔を設け、前記溝部または前記フロート孔に正圧エアを送付する浮上エア制御システムを有することを特徴とする請求項1又は２に記載の実装処理作業装置。
4. 前記浮上手段は前記溝部を負圧にし、前記表示基板を前記基準ベースに吸着させる浮上/吸着エア制御システムを有することを特徴とする請求項３に記載の実装処理作業装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の実装処理作業装置と、前記実装処理作業装置と他の実装処理作業装置との間を順次表示基板を搬送する搬送装置とを有する表示基板モジュール組立ラインにおいて、
   前記搬送装置は前記表示基板を載置し搬送する基板搬送手段を有し、前記基板搬送手段は前記アライメント時に前記表示基板を支持する前記第１支持手段を有することを特徴とする表示基板モジュール組立ライン。

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