JP5810207B1 - Board assembly apparatus and board assembly method using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】上基板と下基板を貼り合わせるときに生じる誤差を小さくして、貼り合わせの位置精度を高めることができる基板組立装置とそれを用いた基板組立方法を提供することを課題とする。【解決手段】上部基板面3aから突出して上基板K1を保持する複数の粘着ピン8と、粘着ピン8と上テーブル3を下テーブルに向かって進行させるZ軸駆動機構と、複数の粘着ピン8が取り付けられる複数の粘着ピンプレート8aと、粘着ピンプレート8aを独立して、上部基板面3aに対して垂直動作させる上下動機構80を有し、粘着ピン8は、粘着ピンプレート8aごとに設定される突出量で上部基板面3aから突出して上基板K1を保持し、真空環境下で、粘着ピン8が保持する上基板K1を下基板に貼り合せ、下基板と上基板K1が貼り合わさった時点で粘着ピン8が上部基板面3aから引き込まれ、上テーブル3で上基板K1及び下基板を押圧する基板組立装置。【選択図】図3An object of the present invention is to provide a substrate assembling apparatus and a substrate assembling method using the same, which can reduce errors generated when an upper substrate and a lower substrate are bonded to each other and increase the bonding positional accuracy. A plurality of adhesive pins 8 that protrude from an upper substrate surface 3a and hold an upper substrate K1, a Z-axis drive mechanism that advances the adhesive pins 8 and the upper table 3 toward the lower table, and a plurality of adhesive pins 8 Are provided with a plurality of adhesive pin plates 8a and a vertical movement mechanism 80 for independently operating the adhesive pin plates 8a vertically with respect to the upper substrate surface 3a. The adhesive pins 8 are set for each adhesive pin plate 8a. The upper substrate K1 is held by protruding from the upper substrate surface 3a by the projected amount, and the upper substrate K1 held by the adhesive pins 8 is bonded to the lower substrate in a vacuum environment, and the lower substrate and the upper substrate K1 are bonded to each other. At this time, the adhesive pins 8 are pulled from the upper substrate surface 3a, and the upper table 3 presses the upper substrate K1 and the lower substrate. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、基板組立装置と、その基板組立装置を用いた基板組立方法に関する。 The present invention relates to a board assembly apparatus and a board assembly method using the board assembly apparatus.
特許文献1には、「本発明では、上チャンバの内側に設けられた上テーブルに粘着ピンを通過させる穴を開け、更に弾性体を持つプレートを固定するための磁石とネジ穴を設け、交換可能なものとする。また、粘着ピンの上下機構は上テーブルの上下機構に対して独立して動作できるようにし、駆動は速度及び位置制御が可能なサーボモータまたはステッピングモータを使用し、必要に応じて最適な離脱条件を作成できる構成とする」と記載されている(段落0006参照)。
In
特許文献1に記載される基板組立装置は、上基板が複数の粘着ピンで保持(粘着保持)された状態で下基板を移動して、下基板と上基板を位置合わせする。複数の粘着ピンは1つの粘着ピンプレートに取り付けられており、全ての粘着ピンが一体に動作(上下動)する。
上基板と下基板は別工程で生産されるものであって、縦横方向に寸法差が生じる場合がある。特許文献1の基板組立装置は、寸法差によって生じる位置ずれを許容範囲内に抑え込むように位置合わせして上基板と下基板を貼り合わせる。
The substrate assembly apparatus described in
The upper substrate and the lower substrate are produced in separate processes, and there may be a dimensional difference in the vertical and horizontal directions. The substrate assembly apparatus of
本発明は、上基板と下基板を貼り合わせるときに生じる誤差を小さくして、貼り合わせの位置精度を高めることができる基板組立装置とそれを用いた基板組立方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a substrate assembling apparatus and a substrate assembling method using the same, which can reduce an error generated when the upper substrate and the lower substrate are bonded to each other and increase the positional accuracy of the bonding. .
前記課題を解決するため本発明は、下テーブルの下部基板面に保持された下基板と、上テーブルの上部基板面に保持された上基板を貼り合せる基板組立装置とそれを用いた基板組立方法とする。そして、上部基板面に対して湾曲した状態で保持されている上基板を下基板に貼り合せるという特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a substrate assembly apparatus for bonding a lower substrate held on a lower substrate surface of a lower table, an upper substrate held on an upper substrate surface of an upper table, and a substrate assembly method using the same. And The upper substrate held in a curved state with respect to the upper substrate surface is bonded to the lower substrate.
本発明によると、上基板と下基板を貼り合わせるときに生じる誤差を小さくして、貼り合わせの位置精度を高めることができる基板組立装置とそれを用いた基板組立方法を提供できる。これによって、上基板と下基板に生じるマークピッチずれを効果的に補正することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a substrate assembling apparatus and a substrate assembling method using the same, which can reduce errors generated when the upper substrate and the lower substrate are bonded to each other and increase the positional accuracy of the bonding. As a result, it is possible to effectively correct the mark pitch deviation that occurs between the upper substrate and the lower substrate.
以下、本発明の実施例に係る基板組立装置及び基板組立方法について、適宜図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す各図面では、共通する部材には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。 Hereinafter, a board assembly apparatus and a board assembly method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings shown below, common members are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted as appropriate.
図1は基板組立装置を示す図である。
基板組立装置1は、ロボットハンド等の搬送装置200で運び込まれる上基板K1(ガラス基板)と下基板K2(ガラス基板)を真空中で貼り合わせて、液晶パネル等の基板を組み立てる装置である。基板組立装置1は制御装置100で制御される。
基板組立装置1は、架台1aと上フレーム2を有する。架台1aは設置面(床面等)に載置される。上フレーム2は架台1aの上方において上下動可能に備わっている。
上フレーム2は、架台1aに取り付けられる第1駆動機構(Z軸駆動機構20)にロードセル20dを介して取り付けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a board assembly apparatus.
The
The
The
基板組立装置1には、上テーブル3と下テーブル4が備わっている。下テーブル4は、移動ユニット(XYθ移動ユニット40)を介して架台1aに取り付けられている。XYθ移動ユニット40は、架台1aに対して、互いに直交する2軸(X軸,Y軸)方向に独立して可動に構成されている。また、XYθ移動ユニット40は、架台1aに対してZ軸周りに回転可能に構成されている。XYθ移動ユニット40として、Z軸方向には固定されてXY軸方向に自由に移動可能なボールベア等を使用したものが利用できる。
The
なお、本実施例の基板組立装置1において、架台1aに対する上フレーム2の方向をZ軸方向(上下方向)とする。また、Z軸に対して直交する1軸の方向をX軸方向(横方向)とし、Z軸及びX軸に直交する1軸の方向をY軸方向(縦方向)とする。
また、上テーブル3及び下テーブル4はY軸方向及びX軸方向を縦横方向とする矩形となっている。
In the
The upper table 3 and the lower table 4 have a rectangular shape with the Y-axis direction and the X-axis direction as vertical and horizontal directions.
上フレーム2は、Z軸駆動機構20を介して架台1aに取り付けられている。Z軸駆動機構20は、Z軸方向(上下方向)に延設されるボールねじ軸20aを上下動させるボールねじ機構20bを有する。ボールねじ軸20aは電動モータ20cで回転し、ボールねじ機構20bによって上下動する。
電動モータ20cは制御装置100で制御され、上フレーム2は制御装置100の演算にもとづいて変位(上下動)する。
The
The
上テーブル3は複数の上シャフト2aを介して上フレーム2に固定され、上フレーム2と上テーブル3は一体に上下動する。上テーブル3の周囲には上チャンバ5aが配置されている。上チャンバ5aは、下方(架台1aの側)が開口し、上テーブル3の上方及び側方を覆うように配置される。
The upper table 3 is fixed to the
上チャンバ5aは、吊下げ機構6を介して上フレーム2に取り付けられている。吊下げ機構6は、上フレーム2から下方に延設される支持軸6aと、支持軸6aの下端部がフランジ状に広がって形成される係止部6bとを有する。
また、上チャンバ5aにはフック6cが備わる。フック6cは支持軸6aの周囲において自在に上下動する。また、フック6cは支持軸6aの下端において係止部6bと係合する。
上シャフト2aは上チャンバ5を貫通する。上シャフト2aと上チャンバ5の間は真空シール(図示せず)で密封されている。
The
The
The
上フレーム2が上方に移動(上動)すると、フック6cが支持軸6aの係止部6bと係合して上チャンバ5aが上フレーム2とともに上動する。また、上フレーム2が下方に移動(下動)すると、フック6cが自重で下動し、それにともなって上チャンバ5aが下動する。
When the
また、下テーブル4の周囲には下チャンバ5bが配置されている。下チャンバ5bは、架台1aに取り付けられている複数の下シャフト1bで支持されている。下シャフト1bは下チャンバ5b内に突出している。下チャンバ5bと下シャフト1bの間は真空シール(図示せず)で密封されている。
下チャンバ5bは上方(上フレーム2の側)が開口し、下テーブル4の下方及び側方を覆うように配置される。
A
The
XYθ移動ユニット40は、下チャンバ5b内に突出している下シャフト1bに取り付けられて下テーブル4を支持する。
The
上チャンバ5aと下チャンバ5bは、互いの開口した部分が合わさって真空チャンバ5を形成する。つまり、下動した上チャンバ5aが下チャンバ5bに上方から係合して、下チャンバ5bの開口が上チャンバ5aで塞がれるように構成されている。なお、上チャンバ5aと下チャンバ5bの接続部はシールリング(図示せず)で密封され、真空チャンバ5の気密性が確保されている。
The
また、上フレーム2は、上チャンバ5aが下チャンバ5bに接する状態よりもさらに下動可能となっている。これによって、上チャンバ5aの下動が下チャンバ5bによって規制された状態から上フレーム2が下動し、吊下げ機構6における係止部6bとフック6cの係合が解消する。上チャンバ5aは自重で下チャンバ5bに載置した状態になる。そして、真空チャンバ5の内側に上テーブル3と下テーブル4が配設される。
Further, the
基板組立装置1には真空ポンプP0が備わっている。真空ポンプP0は真空チャンバ5に接続され、真空チャンバ5内の空気を排気して真空チャンバ5内を真空にする。つまり、真空ポンプP0が駆動すると真空チャンバ5の内部が真空環境になる。真空ポンプP0は制御装置100で制御される。
The
上テーブル3は真空チャンバ5の内側において下動する上フレーム2とともに下動する。このような上テーブル3の下動によって、上テーブル3に保持される上基板K1と、下テーブル4に保持される下基板K2が貼り合わされて加圧される。真空チャンバ5内が真空状態であれば、上基板K1と下基板K2が真空で貼り合わせされる。
また、前記したように、上テーブル3は複数の上シャフト2aを介して上フレーム2に固定される。このため、上テーブル3によって上基板K1と下基板K2が加圧されるときの荷重がロードセル20dで検出される。ロードセル20dの検出信号は制御装置100に入力される。
The upper table 3 moves down together with the
As described above, the upper table 3 is fixed to the
図2はサポートピンを示す図である。
図2に示すように、上フレーム2には複数のサポートピン7が備わっている。サポートピン7は、上下方向に延設される管状部材であって、上テーブル3とは独立して上下動可能に備わっている。全てのサポートピン7は1つのサポートベース7aに取り付けられ、全てのサポートピン7が同時に上下動する。サポートベース7aは、上チャンバ5aと上テーブル3の間に配置される。サポートベース7aは図示しない上下動機構(ボールねじ機構等)で上下動する。この上下動機構は制御装置100で制御される。
FIG. 2 is a diagram showing the support pins.
As shown in FIG. 2, the
サポートピン7は上テーブル3の平面(上部基板面3a)よりも上方に配置され、上テーブル3に対して下動した時に上部基板面3aから下方に突出する。なお、上部基板面3aは下テーブル4(図1参照)に対向する平面となる。
The support pins 7 are disposed above the plane of the upper table 3 (
また、サポートピン7は中空の管状を呈し、その中空部7a1はサポートベース7aの中空部7a1と連通する。サポートベース7aの中空部7a1には真空ポンプP1が接続される。真空ポンプP1が駆動すると中空部7a1が真空になり、上基板K1がサポートピン7に真空吸着される。真空ポンプP1は制御装置100で制御される。つまり、制御装置100の指令に応じて真空ポンプP1が駆動してサポートピン7に上基板K1が真空吸着される。
The
図3は粘着ピンを示す図である。
図3に示すように、上フレーム2には複数の粘着ピン8が備わっている。粘着ピン8は、上下方向に延設される管状部材であって、上テーブル3及びサポートピン7とは独立して上下動可能に備わっている。粘着ピン8の上下動は、上部基板面3aに対する垂直動作になる。
粘着ピン8は上部基板面3aよりも上方に配置され、上テーブル3に対して下動した時に上部基板面3aから下方に突出する。また、粘着ピン8は上動して上部基板面3aから引き込まれる。本実施例では、上部基板面3aから粘着ピン8が突出していない状態、つまり、粘着ピン8の突出量がゼロ(又はそれ以下)の状態を、粘着ピン8が上部基板面3aから引き込まれた状態とする。そして、粘着ピン8は、下動して上部基板面3aから突出する。なお、粘着ピン8の突出量は、上部基板面3aからの粘着ピン8の突出量を示す(以下、同じ)。
FIG. 3 is a view showing an adhesive pin.
As shown in FIG. 3, the
The
粘着ピン8は、ベース部(粘着ピンプレート8a)に取り付けられている。粘着ピンプレート8aには1つ以上の粘着ピン8が取り付けられる。それぞれの粘着ピンプレート8aは独立して上下動(上部基板面3aに対する垂直動作)可能になっている。
The
粘着ピン8は先端に粘着部8bを有する。
また、粘着ピン8は中空の管状を呈し、中心に真空吸着孔8cが開口している。真空吸着孔8cは粘着ピンプレート8aの中空部として形成される負圧室8a1と連通する。粘着ピンプレート8aの負圧室8a1には第1吸引手段(真空ポンプP2)が接続される。したがって、粘着ピン8の真空吸着孔8cには負圧室8a1を介して第1吸引手段(真空ポンプP2)が接続される。
The
The
粘着ピン8は、真空ポンプP2が駆動して真空吸着孔8cが真空状態となったときに上基板K1を真空吸引し、さらに、真空吸引された上基板K1を粘着部8bに貼りつけて保持(粘着保持)する。粘着ピン8は上部基板面3aから突出した状態のときに上基板K1を保持する。
真空ポンプP2は制御装置100で制御される。上基板K1は、制御装置100の指令に応じて粘着ピン8に真空吸引されて粘着部8bに貼りつけられる。
The
The vacuum pump P2 is controlled by the
粘着ピンプレート8aの負圧室8a1にはガス供給手段8dが接続される。ガス供給手段8dは制御装置100で制御される。ガス供給手段8dは制御装置100の指令に応じて駆動し負圧室8a1に所定のガス(空気や窒素ガスなど)を供給する。ガス供給手段8dから供給されるガスによって負圧室8a1と真空吸着孔8cが昇圧し、粘着部8bに貼りついている上基板K1が粘着部8bから剥離する。
A gas supply means 8d is connected to the negative pressure chamber 8a1 of the
各粘着ピンプレート8aには第2駆動機構(上下動機構80)が備わっている。上下動機構80は、取付部80aに回転自在に支持されてZ軸方向に延設されるボールねじ軸81と、ボールねじ軸81を回転させる電動モータ83と、回転するボールねじ軸81によって上下動するボールねじ機構82と、を有する。取付部80aは上フレーム2に固定されている。ボールねじ軸81は電動モータ83で回転し、ボールねじ機構82を上下動させる。そして、ボールねじ機構82は粘着ピンプレート8aに取り付けられる。ボールねじ軸81の回転で上下動するボールねじ機構82と一体に粘着ピンプレート8aが上下動する。
上下動機構80は制御装置100で制御され、制御装置100の指令に応じて粘着ピンプレート8aと粘着ピン8が上下動する。
Each
The
取付部80aは上フレーム2に取り付けられ、上フレーム2と一体に上下動する。また、前記したように上テーブル3は上フレーム2と一体に上下動する。上フレーム2はZ軸駆動機構20(図1参照)で上下動し、上フレーム2が下動すると、上テーブル3と取付部80aは下テーブル4(図1参照)に向かって進行する。上下動機構80は取付部80aに取り付けられており、取付部80aの上下動に応じて粘着ピンプレート8a(粘着ピン8)が上下動する。したがって、Z軸駆動機構20(第1駆動機構)は、粘着ピン8と上テーブル3を下テーブル4に向かって進行させる機能を有する。
The
図4は上テーブルの上部基板面を示す図であり、粘着ピンの配置の一例を示している。
一例として、図4に示すように、上テーブル3に81個の粘着ピン8が備わる本実施例においては9個の粘着ピン8が1つの粘着ピンプレート8aに取り付けられる。そして、9個の粘着ピンプレート8aが1つの上テーブル3に対応して備わっている。また、1つの粘着ピンプレート8aに4つの上下動機構80が備わっている。例えば、矩形を呈する粘着ピンプレート8aの4隅に上下動機構80が備わっている。9個の粘着ピンプレート8aは上下動機構80によって、互いに独立して上下動可能になっている。
FIG. 4 is a diagram showing the upper substrate surface of the upper table, and shows an example of the arrangement of the adhesive pins.
As an example, as shown in FIG. 4, in the present embodiment in which the upper table 3 includes 81
このように、本実施例の上下動機構80(第2駆動機構)は、複数(9個)の粘着ピンプレート8aをそれぞれ独立して上下動(上部基板面3aに対する垂直動作)させることが可能に構成されている。
そして、上下動機構80は、粘着ピンプレート8aごとに設定される突出量で、粘着ピン8を上部基板面3aから突出させることができる。これによって、粘着ピン8は、粘着ピンプレート8aごとに設定される突出量で上部基板面3aから突出した状態で上基板K1(図1参照)を保持可能になっている。
As described above, the vertical movement mechanism 80 (second drive mechanism) of the present embodiment can move the plurality (9 pieces) of the
And the
図5の(a)は下テーブルを示す図、(b)はSec1−Sec1での断面図である。
図5の(a)に示すように、下テーブル4は上方が開口している下チャンバ5bの内側に収容されている。下テーブル4は下方と側面が下チャンバ5bで囲われている。下テーブル4と下チャンバ5bの間には、横方向(X軸方向)と縦方向(Y軸方向)のそれぞれに間隙Gx,Gyが形成されている。また、下テーブル4は下方が複数のXYθ移動ユニット40で支持される。図5の(a)には9個のXYθ移動ユニット40で支持された下テーブル4が図示されているが、下テーブル4を支持するXYθ移動ユニット40の数は限定されない。
5A is a view showing the lower table, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken at Sec1-Sec1.
As shown in FIG. 5A, the lower table 4 is housed inside a
XYθ移動ユニット40は、X軸方向とY軸方向に自在に変位可能に下テーブル4を支持する。このような構造によって、下テーブル4は下チャンバ5bに対してX軸方向とY軸方向に自在に変位可能に備わる。
また、下テーブル4には移動機構41が取り付けられている。移動機構41は、下テーブル4の端辺に連結される軸部41bと、軸部41bを軸線方向に変位させる駆動部41aとを有する。駆動部41aは、例えばボールねじ機構で軸部41bを軸線方向に変位させる。
The
A moving
図5の(a)に示すように、下テーブル4には3つの移動機構41が連結されている。1つの移動機構41は軸部41bがX軸方向に延設され、2つの移動機構41は軸部41bがY軸方向に延設されている。
X軸方向に延設される軸部41bは下テーブル4の端辺の中央部近傍に連結される。X軸方向に延設される軸部41bの変位によって下テーブル4がX軸方向(横方向)に変位する。
As shown in FIG. 5A, three moving
The
また、Y軸方向に延設される2つの軸部41bは下テーブル4において同じ側の端辺の端部近傍に連結される。Y軸方向に延設される2つの軸部41bの変位量が等しい場合、下テーブル4はY軸方向(縦方向)に変位する。そして、Y軸方向に延設される2つの軸部41bの変位量が異なる場合、下テーブル4は、軸部41bの変位量の大きな一方が変位量の小さな一方よりも大きくY軸方向に変位するためZ軸周りに回転する。
このように、3つの移動機構41が接続される下テーブル4は、X軸方向(横方向)の変位と、Y軸方向(縦方向)の変位と、Z軸周りの回転と、が可能になっている。
Further, the two
Thus, the lower table 4 to which the three moving
3つの移動機構41は制御装置100で制御される。制御装置100は3つの移動機構41に指令を与えて軸部41bを適宜変位させ、下テーブル4を変位させる。
The three moving
また、下テーブル4にはリフタ42が備わっている。リフタ42は、例えばX軸方向に下テーブル42を横断するように延設される。リフタ42は、ボールねじ機構などの昇降装置42aで、図5の(b)に黒矢印で示すように上下動する。昇降装置42aは制御装置100で制御される。制御装置100は下基板K2(図1参照)が搬送装置200(図1参照)で搬送されたときにリフタ42を駆動して下基板K2を下テーブル4に載置する。
Further, the lower table 4 is provided with a
また、矩形を呈する下テーブル4の4隅には位置合わせ窓4bが形成されている。図5の(b)に示すように、位置合わせ窓4bは下テーブル4の平面(下部基板面4a)を貫通する貫通孔である。位置合わせ窓4bには撮像部収容筒10aが下方から入り込む。撮像部収容筒10aは下チャンバ5bの下面が上方に向かって筒状に盛り上がって形成され、先端部に透明部材10bが嵌め込まれている。撮像部収容筒10aには、下テーブル4で保持される下基板K2(図1参照)を撮像する撮像装置10が収容される。
下テーブル4には4つの撮像装置10が備わり、それぞれの撮像装置10が撮像したデータ(画像データ)は制御装置100に入力される。なお、下テーブル4に備わる撮像装置10の数は限定されない。
In addition,
The lower table 4 includes four
下テーブル4の下部基板面4aは下基板K2(図1参照)を保持する平面である。また、移動機構41は、下テーブル4を下部基板面4aに沿って、X軸方向、Y軸方向、及び、Z軸周りに変位させる。
The
なお、下テーブル4の下部基板面4aは、上テーブル3の上部基板面3a(図4参照)と対向する平面になる。つまり、下テーブル4の下部基板面4aと上テーブル3の上部基板面3aは互いに対向している。
Note that the
2つの位置合わせ窓4bの近傍には、撮像窓4cが形成されている。撮像窓4cは位置合わせ窓4bと同等の形状に形成されている。撮像窓4cには第2の撮像部収容筒(図示せず)が下方から入り込む。第2の撮像部収容筒は撮像部収容筒10aと同等に形成されている。第2の撮像部収容筒には、第2の撮像装置(図示せず)が収容される。第2の撮像装置は、下テーブル4で保持される下基板K2(図1参照)を撮像し、その画像データは制御装置100に入力される。なお、図5の(a)には、下テーブル4に第2の撮像装置が2つ備わる構成が図示されているが、第2の撮像装置の数は限定されない。
An
下テーブル4の下部基板面4aには、複数の吸引孔43が開口している。吸引孔43は第2吸引手段(真空ポンプP3)とつながっている。真空ポンプP3が駆動すると、載置された下基板K2(図1参照)が吸着されて下テーブル4(下部基板面4a)で保持される。真空ポンプP3は制御装置100で制御される。
A plurality of suction holes 43 are opened in the
図6は基板組立装置で基板を貼り合せる工程を示す図である。適宜図1〜5を参照して、基板組立装置1が基板を貼り合せる工程を説明する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of bonding substrates together with the substrate assembly apparatus. With reference to FIGS. 1 to 5 as appropriate, a process in which the
第1工程(STEP1)は、上基板搬入工程である。
上基板搬入工程で、制御装置100は上フレーム2を上動して上チャンバ5a及び上テーブル3を上動させる。これによって真空チャンバ5が開く。
搬送装置200によって上基板K1が上テーブル3と下テーブル4の間に搬送されると、制御装置100は、上基板K1に当たるまでサポートピン7を下動し、真空ポンプP1を駆動する。上基板K1がサポートピン7に真空吸引される。
搬送装置200が退出すると制御装置100は、サポートピン7を上動させて上基板K1を上テーブル3の上部基板面3aに密着させる。上部基板面3aは平面であるので上基板K1における撓み等の変形が補正される(撓み等の変形が除去される)。
そして制御装置100は、上下動機構80に指令を与えて粘着ピンプレート8aを下動させるとともに真空ポンプP2を駆動する。上基板K1は粘着ピンプレート8aとともに下動する粘着ピン8に真空吸引され、先端の粘着部8bが上基板K1に貼りつく。その後、制御装置100は、粘着ピン8に上基板K1が貼りついた状態の粘着ピンプレート8aを下動し、上基板K1を上部基板面3aから離反させる。
このとき、制御装置100は、粘着ピン8の突出量が、粘着ピンプレート8aごとに設定されている突出量となるように各粘着ピンプレート8aを下動する。
The first step (STEP 1) is an upper substrate carry-in step.
In the upper substrate loading process, the
When the upper substrate K1 is transported between the upper table 3 and the lower table 4 by the
When the
Then, the
At this time, the
第2工程(STEP2)は、下基板搬入工程である。
搬送装置200によって下基板K2が上テーブル3と下テーブル4の間に搬入されると、制御装置100は、リフタ42を上動して下基板K2を受け取る。搬送装置200が退出すると制御装置100はリフタ42を下動して下基板K2を下テーブル4の下部基板面4aに載置する。また、制御装置100は真空ポンプP3を駆動して下基板K2を下テーブル4の下部基板面4aに吸着させて保持する。
その後、制御装置100はZ軸駆動機構20を駆動して上フレーム2を下動し、上チャンバ5a及び上テーブル3を下動させる。上チャンバ5aと下チャンバ5bが係合して真空チャンバ5が閉じる。真空チャンバ5の内側には、上テーブル3と下テーブル4とサポートピン7と粘着ピン8が配置される。
制御装置100は、真空チャンバ5が閉じると真空ポンプP0を駆動して真空チャンバ5内を真空にする。真空ポンプP0の駆動で真空チャンバ5内が真空になるので、真空チャンバ5は、真空環境下で上テーブル3と下テーブル4とサポートピン7と粘着ピン8を収納する。
なお、下基板K2は、基板組立装置1(上テーブル3と下テーブル4の間)に搬入される前に、別の工程でシール剤、液晶、スペーサ及びペースト材など必要な物質が塗布されている。
The second step (STEP 2) is a lower substrate carry-in step.
When the lower substrate K2 is carried between the upper table 3 and the lower table 4 by the
Thereafter, the
When the vacuum chamber 5 is closed, the
In addition, before the lower substrate K2 is carried into the substrate assembly apparatus 1 (between the upper table 3 and the lower table 4), necessary substances such as a sealant, a liquid crystal, a spacer, and a paste material are applied in another process. Yes.
第3工程(STEP3)は、貼り合せ位置調整工程である。
貼り合せ位置調整工程で、制御装置100は、移動機構41を駆動して下テーブル4を変位させて貼り合せ位置を調整する。貼り合せ位置調整工程の詳細は後記する。
The third step (STEP 3) is a bonding position adjustment step.
In the bonding position adjustment step, the
第4工程(STEP4)は、貼り合せ工程である。
貼り合せ工程で制御装置100はZ軸駆動機構20を駆動して、上フレーム2をさらに下動して上テーブル3と粘着ピンプレート8a(粘着ピン8)を下動させる。これによって、粘着ピン8で保持されている上基板K1と、下テーブル4で保持されている下基板K2が貼り合わされる。制御装置100は、ロードセル20dから入力される検出信号によって、上基板K1と下基板K2が貼り合わさったことを検知すると、その時点で上下動機構80を駆動して粘着ピン8を上部基板面3aから引き込む。このとき、制御装置100は真空ポンプP2を停止するとともにガス供給手段8dを駆動して真空吸着孔8cにガスを供給し、上基板K1を粘着部8bから剥離させる。そして、制御装置100はZ軸駆動機構20を駆動して上フレーム2をさらに下動し、上テーブル3で上基板K1及び下基板K2を押圧する。制御装置100は、ロードセル20dから入力される検出信号によって、上テーブル3と下テーブル4の間に所定の荷重が生じたと判定したときに上フレーム2の下動を停止する。
真空チャンバ5の内部は真空であり、上基板K1と下基板K2は真空チャンバ5内の真空環境下において所定の荷重で貼り合わされる。このときの加圧によって、下基板K2にあらかじめ塗布されているシール剤が適宜押圧され、シール剤で囲まれた枠内に塗布される液晶部分の真空が保持される。
その後、上基板K1と下基板K2の位置がずれないように、図示しないUV(紫外線)照射装置から照射される紫外線でシール剤が仮硬化される。
The fourth step (STEP 4) is a bonding step.
In the bonding process, the
The inside of the vacuum chamber 5 is a vacuum, and the upper substrate K1 and the lower substrate K2 are bonded together with a predetermined load in a vacuum environment in the vacuum chamber 5. By the pressurization at this time, the sealing agent previously applied to the lower substrate K2 is appropriately pressed, and the vacuum of the liquid crystal portion applied in the frame surrounded by the sealing agent is maintained.
Thereafter, the sealing agent is temporarily cured with ultraviolet rays irradiated from a UV (ultraviolet) irradiation device (not shown) so that the positions of the upper substrate K1 and the lower substrate K2 do not shift.
第5工程(STEP5)は、搬出工程である。
搬出工程で制御装置100は、真空状態にある真空チャンバ5の内部に窒素ガスなどの気体を注入して真空チャンバ5内を大気圧まで昇圧する。真空チャンバ5の内部が大気圧まで昇圧することによって、あらかじめ基板(下基板K2)に塗布されているスペーサや液晶の量によって決定されるギャップ(セルギャップ)になるまで、上基板K1と下基板K2が均一に押圧(加圧プレス)される。制御装置100はガス供給手段8dを駆動して真空吸着孔8cにガスを供給する。この時点で粘着ピン8は上基板K1を保持していないので、真空吸着孔8cに供給されたガスは真空チャンバ5内に供給される。制御装置100は、図示しない気圧センサで真空チャンバ5内の気圧を計測し、真空チャンバ5内の気圧が大気圧まで昇圧した時点でガス供給手段8dを停止する。そして、制御装置100は上フレーム2を上動する。これによって真空チャンバ5が開放される。
その後、貼り合わされた上基板K1と下基板K2が搬送手段200で基板組立装置1から搬出される。
The fifth step (STEP 5) is a carry-out step.
In the carry-out process, the
Thereafter, the bonded upper substrate K1 and lower substrate K2 are carried out of the
本実施例の基板組立装置1は、図6に示す5工程を主な工程として上基板K1と下基板K2を貼り合わせる。
The
制御装置100は、図6に示す貼り合せ位置調整工程(STEP3)で上基板K1と下基板K2の貼り合せ位置を調整する。
図7は上基板と下基板の貼り合せ位置を調整するためのマーキングを示す図であって、(a)は上基板に付される上マークを示す図、(b)は下基板に付される下マークを示す図である。また、図8,9は上基板の上マークと下基板の下マークのずれを調整する状態を示す図であって、図8の(a)はXY軸方向のずれを示す図、(b)はXY軸方向のずれが調整された状態を示す図である。また、図9の(a)はZ軸周りのずれを示す図、(b)はZ軸周りのずれが調整された状態を示す図である。
The
7A and 7B are diagrams showing markings for adjusting the bonding position of the upper substrate and the lower substrate. FIG. 7A is a diagram showing the upper mark attached to the upper substrate, and FIG. 7B is attached to the lower substrate. FIG. 8 and 9 are diagrams showing a state in which the deviation between the upper mark on the upper substrate and the lower mark on the lower substrate is adjusted, and FIG. 8A is a diagram showing the deviation in the XY axis direction. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a deviation in the XY axis direction is adjusted. FIG. 9A is a diagram showing a shift around the Z axis, and FIG. 9B is a diagram showing a state in which the shift around the Z axis is adjusted.
上基板K1及び下基板K2に付されるマーキング(上マークと下マーク)の形状は限定されるものではない。例えば、上マークは、図7の(a)に示すように、上基板K1の基準位置に黒四角の第1上マークMk1が付けられ、第1上マークMk1の近傍に黒四角の第2上マークMk1aが付けられている。また、下マークは、図7の(b)に示すように、下基板K2の基準位置に四角枠形状の第1下マークMk2が付けられ、第1下マークMk2の近傍に四角枠形状の第2下マークMk2aが付けられている。
第2上マークMk1aは第1上マークMk1よりもサイズの小さい黒四角である。また、第2下マークMk2aは第1下マークMk2と同じ大きさか、第1下マークMk2よりもサイズの大きな四角枠形状である。
The shapes of the markings (upper mark and lower mark) attached to the upper substrate K1 and the lower substrate K2 are not limited. For example, as shown in FIG. 7A, the upper mark is provided with a black square first upper mark Mk1 at the reference position of the upper substrate K1, and the black square second upper side near the first upper mark Mk1. A mark Mk1a is attached. Further, as shown in FIG. 7B, the lower mark is provided with a square frame-shaped first lower mark Mk2 at the reference position of the lower substrate K2, and in the vicinity of the first lower mark Mk2, a square frame-shaped first mark is added. 2 A lower mark Mk2a is attached.
The second upper mark Mk1a is a black square having a smaller size than the first upper mark Mk1. The second lower mark Mk2a has a rectangular frame shape having the same size as the first lower mark Mk2 or a larger size than the first lower mark Mk2.
なお、第1上マークMk1が付けられる上基板K1の基準位置は、例えば、上基板K1の端辺からの距離で設定される。一例として、上基板K1の端辺から所定長離れた位置に第1上マークMk1が付けられる。同様に、下基板K2の端辺から所定長離れた位置に第1下マークMk2が付けられる。 The reference position of the upper substrate K1 to which the first upper mark Mk1 is attached is set, for example, as a distance from the end side of the upper substrate K1. As an example, the first upper mark Mk1 is attached at a position that is a predetermined length away from the edge of the upper substrate K1. Similarly, a first lower mark Mk2 is attached at a position away from the end side of the lower substrate K2 by a predetermined length.
第1上マークMk1が図7の(a)に示すように黒四角であり、第1下マークMk2が図7の(b)に示すように四角枠形状の場合、制御装置100(図1参照)は、第1上マークMk1(黒四角)が第1下マークMk2(四角枠)の枠内にあるとき、上基板K1と下基板K2のずれが規定範囲内と判定する。
なお、図5の(a)に示す下テーブル4の位置合わせ窓4bは、上基板K1及び下基板K2の基準位置に対応して形成されている。
When the first upper mark Mk1 is a black square as shown in FIG. 7A, and the first lower mark Mk2 is a square frame shape as shown in FIG. 7B, the control device 100 (see FIG. 1). ) Determines that the deviation between the upper substrate K1 and the lower substrate K2 is within the specified range when the first upper mark Mk1 (black square) is within the frame of the first lower mark Mk2 (square frame).
Note that the
また、第2上マークMk1aが図7の(a)に示すように黒四角であり、第2下マークMk2aが図7の(b)に示すように四角枠形状の場合、制御装置100(図1参照)は、第2上マークMk1a(黒四角)が第2下マークMk2a(四角枠)の枠内にあるとき、上基板K1に対する下基板K2の位置の粗調整が終了した判定する。
なお、図5の(a)に示す下テーブル4の撮像窓4cは、上基板K1に付けられる第2上マークMk1a、及び、下基板K2に付けられる第2下マークMk2aの位置に対応して形成されている。
Further, when the second upper mark Mk1a is a black square as shown in FIG. 7A and the second lower mark Mk2a is a square frame shape as shown in FIG. 7B, the control device 100 (FIG. 1) determines that the rough adjustment of the position of the lower substrate K2 with respect to the upper substrate K1 is completed when the second upper mark Mk1a (black square) is within the frame of the second lower mark Mk2a (square frame).
The
制御装置100(図1参照)は、図6に示す貼り合せ位置調整工程では2段階で上基板K1と下基板K2の貼り合せ位置を調整する。
制御装置100は、貼り合せ位置調整工程において、最初に、第2上マークMk1aが第2下マークMk2aの枠内に配置されるように下テーブル4を変位させる。このとき、制御装置100は、図示しない第2の撮像装置から入力される画像データにもとづいて下テーブル4を変位させ、2つの第2上マークMk1aを、それぞれ第2下マークMk2aの枠内に配置する。制御装置100は、2つの第2上マークMk1aが第2下マークMk2aの枠内に入ったとき、上基板K1に対する下基板K2の位置の粗調整が終了したと判定する。
The control device 100 (see FIG. 1) adjusts the bonding position of the upper substrate K1 and the lower substrate K2 in two steps in the bonding position adjustment step shown in FIG.
In the bonding position adjustment step, the
制御装置100(図1参照)は、上基板K1に対する下基板K2の位置の粗調整が終了したと判定した後で、図8の(a)に示すように、上基板K1の第1上マークMk1(黒四角)が下基板K2の第1下マークMk2(四角枠)の枠外にある場合、制御装置100は上基板K1と下基板K2のずれが規定範囲外にあると判定する。そして、制御装置100は、上基板K1に対する下基板K2の位置を微調整する。
After determining that the rough adjustment of the position of the lower substrate K2 relative to the upper substrate K1 has been completed, the control device 100 (see FIG. 1), as shown in FIG. 8A, the first upper mark on the upper substrate K1. When Mk1 (black square) is outside the frame of the first lower mark Mk2 (square frame) of the lower substrate K2, the
制御装置100(図1参照)は、下テーブル4の移動機構41(図5の(a)参照)に指令を与えて下テーブル4を変位させる。制御装置100は、下テーブル4の移動機構41に指令を与え、下テーブル4(図5の(a)参照)をX軸方向(Dx)及びY軸方向(Dy)に移動させる。そして、図8の(b)に示すように、4つの第1上マークMk1が全て第1下マークMk2の枠内に配置された時点で、制御装置100は、上マーク(第1上マークMk1)と下マーク(第1下マークMk2)が所定の位置関係にあって、上基板K1と下基板K2のずれが規定範囲内にあると判定して微調整を終了する。
The control device 100 (see FIG. 1) gives a command to the moving mechanism 41 (see FIG. 5A) of the lower table 4 to displace the lower table 4. The
また、図9の(a)に示すように、第1下マークMk2が第1上マークMk1に対し、Z軸周りに回転した方向にずれている場合、制御装置100は、下テーブル4の移動機構41(図5の(a)参照)に指令を与え、下テーブル4(図5の(a)参照)をZ軸周り(Rz)に回転させる。そして、図9の(b)に示すように、4つの第1上マークMk1が全て第1下マークMk2の枠内に配置された時点で、制御装置100は、上マーク(第1上マークMk1)と下マーク(第1下マークMk2)が所定の位置関係にあって、上基板K1と下基板K2のずれが規定範囲内にあると判定して微調整を終了する。
Further, as shown in FIG. 9A, when the first lower mark Mk2 is shifted in the direction rotated around the Z axis with respect to the first upper mark Mk1, the
このように、制御装置100(図1参照)は、図6に示す貼り合せ位置調整工程において、第2上マークMk1aと第2下マークMk2aにもとづいた粗調整と、第1上マークMk1と第1下マークMk2にもとづいた微調整で、上基板K1と下基板K2の貼り合せ位置を調整する。
そして、本実施例の制御装置100は、第1上マークMk1が第1下マークMk2の枠内に配置される状態のとき、第1上マークMk1と第1下マークMk2が所定の位置関係にあると判定する。
As described above, the control device 100 (see FIG. 1) performs the rough adjustment based on the second upper mark Mk1a and the second lower mark Mk2a, the first upper mark Mk1, and the first in the bonding position adjustment step shown in FIG. 1 The bonding position of the upper substrate K1 and the lower substrate K2 is adjusted by fine adjustment based on the lower mark Mk2.
Then, in the
なお、貼り合せ位置調整工程において、制御装置100(図1参照)は撮像装置10(図5の(b)参照)から入力される画像データを画像処理して第1上マークMk1と第1下マークMk2の位置と形状を抽出し、第1上マークMk1が第1下マークMk2の枠内に向かって移動するように、移動機構41(図5の(a)参照)に指令を与える。
制御装置100は、多値化処理等の画像処理で第1上マークMk1と第1下マークMk2の位置や形状を抽出する。
In the bonding position adjustment step, the control device 100 (see FIG. 1) performs image processing on the image data input from the imaging device 10 (see FIG. 5B) to perform the first upper mark Mk1 and the first lower mark. The position and shape of the mark Mk2 are extracted, and a command is given to the moving mechanism 41 (see FIG. 5A) so that the first upper mark Mk1 moves toward the frame of the first lower mark Mk2.
The
図10は第1上マークと第1下マークのずれが規定範囲内にある状態を示す図であり、(a)は第1上マークが第1下マークの中心にある状態を示す図、(b)は第1上マークが第1下マークの中心からずれた状態を示す図である。
本実施例の制御装置100(図1参照)は、図8の(b)、及び図9の(b)に示すように、第1上マークMk1(黒四角)が第1下マークMk2(四角枠)の枠内に配置されたときに、上基板K1と下基板K2のずれが規定範囲内にあると判定する。
第1上マークMk1及び第1下マークMk2は、それぞれ上基板K1及び下基板K2の基準位置に付される。このため、図10の(a)に示すように、上基板K1と下基板K2に寸法差(寸法誤差)がないとき、4つの第1上マークMk1が、全て第1下マークMk2の中心に配置されるように構成されている。
FIG. 10 is a diagram showing a state where the deviation between the first upper mark and the first lower mark is within a specified range, and (a) is a diagram showing a state where the first upper mark is at the center of the first lower mark. b) is a diagram illustrating a state in which the first upper mark is displaced from the center of the first lower mark.
As shown in FIG. 8B and FIG. 9B, the control device 100 (see FIG. 1) of the present embodiment uses the first upper mark Mk1 (black square) as the first lower mark Mk2 (square). It is determined that the deviation between the upper substrate K1 and the lower substrate K2 is within the specified range.
The first upper mark Mk1 and the first lower mark Mk2 are attached to the reference positions of the upper substrate K1 and the lower substrate K2, respectively. For this reason, as shown in FIG. 10A, when there is no dimensional difference (dimensional error) between the upper substrate K1 and the lower substrate K2, the four first upper marks Mk1 are all in the center of the first lower mark Mk2. It is configured to be arranged.
しかしながら、上基板K1と下基板K2の製造時に誤差(寸法誤差等)が生じると、上基板K1と下基板K2の基準位置に誤差が生じる。そして、上基板K1と下基板K2の基準位置に誤差が生じると、4つの第1上マークMk1の全てが第1下マークMk2の中心に配置されなくなる。このように、第1上マークMk1が第1下マークMk2の中心に配置されない状態をマークピッチずれ(上基板K1と下基板K2のマークピッチずれ)という。
本実施例の制御装置100(図1参照)は、図10の(b)に示すように、4つの第1上マークMk1の全てが第1下マークMk2の中心でなくても、つまり、上基板K1と下基板K2にマークピッチずれが生じた状態であっても、4つの第1上マークMk1の全てが第1下マークMk2の枠内に配置されたときに、上基板K1と下基板K2のずれが規定範囲内と判定する。
However, if an error (such as a dimensional error) occurs during manufacture of the upper substrate K1 and the lower substrate K2, an error occurs in the reference positions of the upper substrate K1 and the lower substrate K2. If an error occurs in the reference positions of the upper substrate K1 and the lower substrate K2, all the four first upper marks Mk1 are not arranged at the center of the first lower mark Mk2. A state in which the first upper mark Mk1 is not arranged at the center of the first lower mark Mk2 in this way is referred to as mark pitch deviation (mark pitch deviation between the upper substrate K1 and the lower substrate K2).
As shown in FIG. 10B, the
しかしながら、この状態で上基板K1と下基板K2が貼り合わされると、上基板K1と下基板K2の間に微小なずれが生じる。
そこで、本実施例の基板組立装置1の制御装置100(図1参照)は、図6に示す上基板搬入工程(STEP1)で粘着ピン8を下動するとき、粘着ピンプレート8aごとに下動の変位量を変えて上基板K1と下基板K2のずれを低減する。これによって、上基板K1と下基板K2のマークピッチずれが効果的に補正される。
However, when the upper substrate K1 and the lower substrate K2 are bonded together in this state, a slight shift occurs between the upper substrate K1 and the lower substrate K2.
Therefore, the control device 100 (see FIG. 1) of the
図11は粘着ピンの突出量を変えて上基板と下基板のずれを低減する状態を示す図であり、(a)は第1上マークと第1下マークがずれている状態を示す図、(b)は第1上マークと第1下マークのずれが低減した状態(上基板と下基板のマークピッチずれが補正された状態)を示す図である。
なお、図11の(a),(b)においては、第1下マークMk2の位置を破線で示している。
FIG. 11 is a diagram showing a state in which the protrusion amount of the adhesive pin is changed to reduce the deviation between the upper substrate and the lower substrate, and (a) is a diagram showing a state in which the first upper mark and the first lower mark are displaced, FIG. 6B is a diagram illustrating a state in which the shift between the first upper mark and the first lower mark is reduced (a state in which the mark pitch shift between the upper substrate and the lower substrate is corrected).
In FIGS. 11A and 11B, the position of the first lower mark Mk2 is indicated by a broken line.
図11の(a)に示すように、全ての粘着ピン8の突出量が等しい場合、粘着ピン8に吸着される上基板K1は平面状になる。つまり、上基板K1は、上部基板面3aと平行な状態で粘着ピン8に保持される。このとき、製造誤差等によって上基板K1や下基板K2に寸法誤差が生じると、第1上マークMk1が第1下マークMk2の中心からずれた位置になる場合がある。つまり、上基板K1と下基板K2にマークピッチずれが生じる場合がある。
As shown to (a) of FIG. 11, when the protrusion amount of all the
例えば、図11の(b)に示すように、第1上マークMk1が付けられる端部側において粘着ピン8の突出量が多い場合、上基板K1は中央が端部側よりも上テーブル3に近づいて微小に湾曲した状態で粘着ピン8に保持される。
上基板K1がこのように湾曲すると、上基板K1の端部が中心に微小に寄るので端部近傍に付けられる第1上マークMk1が中心に微小に寄る。したがって、第1上マークMk1が第1下マークMk2の中心に近づいた状態で上基板K1が粘着ピン8に保持される。
For example, as shown in FIG. 11B, when the protruding amount of the
When the upper substrate K1 is curved in this way, the end portion of the upper substrate K1 is slightly shifted from the center, so that the first upper mark Mk1 attached in the vicinity of the end portion is slightly shifted to the center. Accordingly, the upper substrate K1 is held by the
このように、第1上マークMk1が第1下マークMk2の中心に近づいた状態で上基板K1が粘着ピン8に保持されていると、図6に示す貼り合せ位置調整工程での微調整によって、図11の(b)に示すように、第1上マークMk1が第1下マークMk2の中心に精度よく近づく。そして、上基板K1と下基板K2の貼り合わせで生じる微小なずれが低減され、これによって、上基板K1と下基板K2のマークピッチずれが補正されて、マークピッチずれが軽減される。
As described above, when the upper substrate K1 is held by the
なお、上基板K1,下基板K2の製造時に生じる誤差(寸法誤差等)は、同一の生産ロットで近似する。つまり、下基板K2の第1下マークMk2に対する第1上マークMk1のずれの大きさは、上基板K1や下基板K2の生産ロットごとに近似する。
したがって、上基板K1や下基板K2の生産ロットごとに、粘着ピン8の突出量が設定されると、第1上マークMk1を第1下マークMk2の中心に近づけることができる。
Note that errors (such as dimensional errors) that occur during the manufacture of the upper substrate K1 and the lower substrate K2 are approximated in the same production lot. That is, the magnitude of the shift of the first upper mark Mk1 with respect to the first lower mark Mk2 on the lower substrate K2 is approximated for each production lot of the upper substrate K1 and the lower substrate K2.
Therefore, when the protruding amount of the
例えば、基板組立装置1(図1参照)の管理者等が、粘着ピンプレート8aごとの粘着ピン8の突出量を、上基板K1や下基板K2の生産ロットごとに設定する。本実施例の基板組立装置1は9個の粘着ピンプレート8aを有するので、9個の粘着ピンプレート8aのそれぞれに対して粘着ピン8の突出量が設定される。つまり、9通りの突出量が設定される。
このようにして設定された突出量が制御装置100(図1参照)に入力されると、制御装置100は、上基板搬入工程(図6参照)において、各粘着ピンプレート8aに取り付けられている粘着ピン8の突出量が設定された突出量になるように、各粘着ピンプレート8aをそれぞれ下動する。
For example, an administrator of the board assembly apparatus 1 (see FIG. 1) sets the protruding amount of the
When the protrusion amount set in this way is input to the control device 100 (see FIG. 1), the
なお、図11の(b)は、中央における粘着ピン8の突出量が端辺側における粘着ピン8の突出量よりも小さい状態を図示しているが、中央における粘着ピン8の突出量が端辺側における突出量よりも大きい状態にすることも可能である。
また、図11の(b)はX軸方向で粘着ピン8の突出量が変わっているが、Y軸方で粘着ピン8の突出量が変わった状態にすることも可能である。
11B illustrates a state in which the protruding amount of the
11B, the protruding amount of the
以上のように、本実施例の基板組立装置1(図1参照)は、搬入された上基板K1を保持するときに、粘着ピン8(図3参照)の突出量を粘着ピンプレート8a(図3参照)ごとに変えることで、上基板K1と下基板K2の貼り合わせで生じる微小なずれを低減できる。そして、上基板K1と下基板K2のマークピッチずれを補正することができ、マークピッチずれが軽減される。
As described above, when the substrate assembly apparatus 1 (see FIG. 1) of the present embodiment holds the loaded upper substrate K1, the protruding amount of the adhesive pins 8 (see FIG. 3) is set to the
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではない。例えば、前記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
In addition, this invention is not limited to an above-described Example. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
Further, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment.
この他、本発明は、前記した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
図12は設計変更例を示す図であって、(a)は1つの粘着ピンプレートに取り付けられた粘着ピンの突出量が異なる状態を示す図、(b)は1つの粘着ピンに1つの上下動機構が備わる構成を示す図である。
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and appropriate design changes can be made without departing from the spirit of the invention.
12A and 12B are diagrams showing design changes, in which FIG. 12A shows a state in which the protruding amount of the adhesive pin attached to one adhesive pin plate is different, and FIG. 12B shows one upper and lower one for each adhesive pin. It is a figure which shows the structure with which a moving mechanism is provided.
図4に示すように、1つの粘着ピンプレート8aは4つの上下動機構80で駆動される。そこで、1つの粘着ピンプレート8aにおける4つの上下動機構80の動作量を変えることが可能である。そして、図12の(a)に示すように、1つの粘着ピンプレート8aに取り付けられた粘着ピン8の突出量が異なった状態にすることが可能となる。この場合、粘着ピン8で保持される上基板K1を多様に変形(湾曲)させることができる。これによって、上基板K1と下基板K2の貼り合わせで生じる微小なずれをより効果的に低減できる。ひいては、上基板K1と下基板K2のマークピッチずれが、より効果的に補正される。
As shown in FIG. 4, one
また、図12の(b)に示すように、1つの粘着ピン8に1つの上下動機構80が備わる構成とすることも可能である。つまり、1つの粘着ピンプレート8aに1つの粘着ピン8が取り付けられた構成とすることも可能である。そして、粘着ピン8ごとに異なった突出量とすることが可能となり、粘着ピン8で保持される上基板K1をより多様に変形(湾曲)させることができる。
この場合、粘着ピン8のそれぞれに真空ポンプP2(図3参照)が接続される構成とすれば、各粘着ピン8で上基板K1を真空吸引できる。
Further, as shown in FIG. 12B, it is possible to adopt a configuration in which one
In this case, if the vacuum pump P <b> 2 (see FIG. 3) is connected to each of the
なお、本実施例は、9個の粘着ピンプレート8aが備わる構成としたが、粘着ピンプレート8aの数は限定されない。粘着ピンプレート8aの数は、例えば、粘着ピン8の数に応じて適宜変更可能である。また、粘着ピンプレート8aの形状や、1つの粘着ピンプレート8aにおける粘着ピン8の配置も限定されない。
例えば、X軸方向(またはY軸方向)に延設される長尺形状の粘着ピンプレート8aに、粘着ピン8が一列に配置される構成であってもよい。
また、1つの粘着ピンプレート8aに備わる粘着ピン8の数も限定されない。粘着ピンプレート8aごとに異なった数の粘着ピン8が備わる構成であってもよい。
In addition, although the present Example was set as the structure provided with the nine
For example, a configuration in which the
Further, the number of
また、上フレーム2を上下動させるZ軸駆動機構20(図1参照)、粘着ピンプレート8aを駆動する上下動機構80(図3参照)、下テーブル4を駆動する移動機構41(図5の(a)参照)などの駆動機構はボールねじ機構に限定されない。これらの駆動機構の全て又は一部がエアシリンダ、あるいは、リニアモータ等、別の機構で構成されていてもよい。
Further, a Z-axis drive mechanism 20 (see FIG. 1) that moves the
また、基板組立装置1(図1参照)で貼り合せる上基板K1(図1参照)及び下基板K2(図1参照)は、主にガラス基板であって周囲温度の変化に応じた誤差が生じやすい。例えば、真空チャンバ5(図1参照)の内部が真空になったときの温度変化で、上基板K1や下基板K2に生じる誤差を軽減するため、上テーブル3(図1参照)及び下テーブル4(図1参照)を加熱して上基板K1及び下基板K2の温度低下を抑制する加熱装置(ヒータ)が備わる構成であってもよい。逆に、ペルチェ素子等を利用して上基板K1及び下基板K2の温度上昇を抑制できる構成としてもよい。このような構成であれば、温度変化で上基板K1及び下基板K2に生じる誤差が軽減され、上基板K1と下基板K2の貼り合せ精度が向上する。そして、温度変化による上基板K1と下基板K2のマークピッチずれの発生を効果的に軽減できる。 Further, the upper substrate K1 (see FIG. 1) and the lower substrate K2 (see FIG. 1) to be bonded by the substrate assembling apparatus 1 (see FIG. 1) are mainly glass substrates, and an error corresponding to a change in ambient temperature occurs. Cheap. For example, the upper table 3 (see FIG. 1) and the lower table 4 are used to reduce errors caused in the upper substrate K1 and the lower substrate K2 due to a temperature change when the inside of the vacuum chamber 5 (see FIG. 1) is evacuated. A structure provided with a heating device (heater) that heats (see FIG. 1) and suppresses the temperature drop of the upper substrate K1 and the lower substrate K2 may be provided. On the contrary, it is good also as a structure which can suppress the temperature rise of the upper board | substrate K1 and the lower board | substrate K2 using a Peltier device etc. With such a configuration, an error generated in the upper substrate K1 and the lower substrate K2 due to a temperature change is reduced, and the bonding accuracy between the upper substrate K1 and the lower substrate K2 is improved. Further, it is possible to effectively reduce the occurrence of the mark pitch deviation between the upper substrate K1 and the lower substrate K2 due to the temperature change.
1 基板組立装置
3 上テーブル
3a 上部基板面
4 下テーブル
4a 下部基板面
5 真空チャンバ
5a 上チャンバ
5b 下チャンバ
8 粘着ピン
8a 粘着ピンプレート(ベース部)
8b 粘着部
8c 真空吸着孔
8d ガス供給手段
10 撮像装置
20 Z軸駆動機構(第1駆動機構)
41 移動機構
43 吸引孔
80 上下動機構(第2駆動機構)
100 制御装置
K1 上基板
K2 下基板
Mk1 第1上マーク(上マーク)
Mk2 第1下マーク(下マーク)
P2 真空ポンプ(第1吸引手段)
P3 真空ポンプ(第2吸引手段)
DESCRIPTION OF
8b
41
100 Control device K1 Upper substrate K2 Lower substrate Mk1 First upper mark (upper mark)
Mk2 1st lower mark (lower mark)
P2 Vacuum pump (first suction means)
P3 Vacuum pump (second suction means)
Claims (6)
前記下部基板面に対向する上部基板面を有する上テーブルと、
前記上部基板面に対する垂直動作で前記上部基板面から突出して上基板を保持する複数の粘着ピンと、
前記下テーブル及び前記上テーブル及び前記粘着ピンを真空環境下で収納可能な真空チャンバと、
前記粘着ピンと前記上テーブルを前記下テーブルに向かって進行させる第1駆動機構と、
1つ以上の前記粘着ピンが取り付けられる複数のベース部と、
複数の前記ベース部を独立して、前記上部基板面に対して垂直動作させる第2駆動機構と、
前記粘着ピンに開口している真空吸着孔に接続される第1吸引手段と、
前記下部基板面に形成される吸引孔につながった第2吸引手段と、を有し、
前記粘着ピンは、前記ベース部ごとに設定される突出量で前記上部基板面から突出して前記上基板を保持し、
前記真空チャンバ内の真空環境下において、前記第1駆動機構が駆動して前記粘着ピンが保持する前記上基板を前記下基板に貼り合せ、前記下基板と前記上基板が貼り合わさった時点で前記第2駆動機構が駆動して前記粘着ピンが前記上部基板面から引き込まれるとともに前記第1駆動機構が駆動して前記上テーブルで前記上基板及び前記下基板を押圧することを特徴とする基板組立装置。 A lower table having a lower substrate surface for holding the lower substrate;
An upper table having an upper substrate surface facing the lower substrate surface;
A plurality of adhesive pins that protrude from the upper substrate surface and hold the upper substrate in a vertical motion with respect to the upper substrate surface;
A vacuum chamber capable of storing the lower table, the upper table, and the adhesive pin in a vacuum environment;
A first drive mechanism for advancing the adhesive pin and the upper table toward the lower table;
A plurality of base parts to which one or more adhesive pins are attached;
A second drive mechanism for independently operating a plurality of the base portions perpendicularly to the upper substrate surface;
First suction means connected to a vacuum suction hole opened in the adhesive pin;
Second suction means connected to a suction hole formed in the lower substrate surface,
The adhesive pin protrudes from the upper substrate surface with a protrusion amount set for each base portion, and holds the upper substrate.
In the vacuum environment in the vacuum chamber, the first driving mechanism is driven to bond the upper substrate held by the adhesive pin to the lower substrate, and when the lower substrate and the upper substrate are bonded to each other, A substrate assembly characterized in that a second driving mechanism is driven to pull the adhesive pin from the upper substrate surface, and the first driving mechanism is driven to press the upper substrate and the lower substrate with the upper table. apparatus.
前記上基板に付される上マークと前記下基板に付される下マークを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置から入力される画像データを画像処理して前記上マークと前記下マークを抽出する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、抽出した前記上マークと前記下マークの位置にもとづいて前記移動機構に指令を与え、前記上マークと前記下マークが所定の位置関係となるように前記下テーブルを変位させて前記上基板と前記下基板の貼り合せ位置を調整することを特徴とする請求項2に記載の基板組立装置。 A moving mechanism for displacing the lower table along the lower substrate surface;
An imaging device for imaging the upper mark attached to the upper substrate and the lower mark attached to the lower substrate;
A control device that performs image processing on image data input from the imaging device to extract the upper mark and the lower mark;
The control device gives a command to the moving mechanism based on the extracted positions of the upper mark and the lower mark, and displaces the lower table so that the upper mark and the lower mark have a predetermined positional relationship. The substrate assembly apparatus according to claim 2, wherein a bonding position between the upper substrate and the lower substrate is adjusted.
前記上基板を真空吸引して前記粘着部に貼りつけて保持することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の基板組立装置。 The adhesive pin is a tubular member having the vacuum suction hole opened, and has an adhesive portion at the tip.
The substrate assembly apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper substrate is vacuum-sucked and attached to the adhesive portion and held.
前記下テーブルの下部基板面に形成される吸引孔につながった第2吸引手段を駆動して、前記上テーブルと前記下テーブルの間に搬入された下基板を前記下部基板面に吸着させた後に、前記上チャンバと前記下チャンバを係合して前記真空チャンバを閉じて当該真空チャンバ内を真空にする下基板搬入工程と、
複数の前記粘着ピンの前記粘着部に貼りついた状態の前記上基板に付されている上マークと、前記下部基板面に吸着した状態の下基板に付されている下マークが所定の位置関係となるように、前記下テーブルを前記下部基板面に沿って変位させる貼り合せ位置調整工程と、
前記上基板が貼りついた状態の前記粘着ピンを、前記下基板を保持している前記下テーブルに向かって進行させて前記上基板と前記下基板を貼り合せた後に前記粘着ピンを前記上部基板面から引き込み、さらに前記上テーブルを前記下テーブルに向かって進行させて、前記上テーブルで前記上基板及び前記下基板を押圧する貼り合せ工程と、
前記真空チャンバ内を大気圧まで昇圧して前記真空チャンバを開放する搬出工程と、を含み、
前記上基板搬入工程では、1つ以上の前記粘着ピンが取り付けられる複数のベース部を、前記上部基板面に対して独立して垂直動作させ、前記ベース部ごとに設定される突出量で前記粘着ピンが前記上部基板面から突出した状態で、前記粘着部に前記上基板を貼りつけることを特徴とする基板組立方法。 An upper substrate that is loaded between the upper table and the lower table in a state where a vacuum chamber capable of storing the upper table and the lower table that press the upper substrate and the lower substrate in a vacuum environment is separated into the upper chamber and the lower chamber. The plurality of adhesive pins project from the upper substrate surface of the upper table, and the first suction means connected to the vacuum suction holes of the adhesive pins is driven, and the upper substrate is moved by the plurality of adhesive pins. An upper substrate carry-in step of vacuum suction and attaching the upper substrate to the adhesive portion provided at the tip of the adhesive pin;
After driving the second suction means connected to the suction hole formed in the lower substrate surface of the lower table to adsorb the lower substrate carried between the upper table and the lower table to the lower substrate surface A lower substrate carrying-in step of engaging the upper chamber and the lower chamber to close the vacuum chamber and evacuate the vacuum chamber;
A predetermined positional relationship between an upper mark attached to the upper substrate attached to the adhesive portion of the plurality of adhesive pins and a lower mark attached to the lower substrate adsorbed to the lower substrate surface And a bonding position adjusting step of displacing the lower table along the lower substrate surface,
The adhesive pin with the upper substrate adhered is advanced toward the lower table holding the lower substrate, and the upper substrate and the lower substrate are bonded together, and then the adhesive pin is attached to the upper substrate. A bonding step of pulling in from the surface, further moving the upper table toward the lower table, and pressing the upper substrate and the lower substrate with the upper table;
An unloading step of increasing the pressure in the vacuum chamber to atmospheric pressure and opening the vacuum chamber;
In the upper substrate carrying-in step, a plurality of base portions to which one or more of the adhesive pins are attached are vertically operated independently with respect to the upper substrate surface, and the adhesive is set with a protrusion amount set for each base portion. A substrate assembling method, wherein the upper substrate is attached to the adhesive portion in a state where pins protrude from the upper substrate surface.
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