JP7215760B2 - 真空貼合装置 - Google Patents
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Description
周囲が大気圧状態になっている大気環境下では、基板の周囲に空気の対流が存在する。そのため、たとえエリア毎に基板の蓄熱量や熱の伝達効率が異なっていたとしても、空気の対流によって基板の各エリアの蓄熱がその周囲に伝達されて拡散される。その結果、大気環境下では、基板の表面温度は、全エリアでほぼ均一な温度になる。
しかしながら、周囲が真空状態になっている真空環境下では、基板の周囲に空気の対流が存在しない。そのため、空気の対流によって基板の各エリアの蓄熱がその周囲に伝達されない。したがって、基板の表面温度は、エリア毎に大きく異なった温度になる。
しかしながら、そのような接着剤は、真空環境下において基板の表面温度がエリア毎に大きく異なった温度になることによって、粘度等の特性が大きく変動してしまう。その結果、例えばエリア毎に接着剤の潰れ量が変動してしまう可能性があった。
その他の手段は、後記する。
<真空貼合システムの全体の構成>
以下、図1を参照して、本実施形態1に係る真空貼合システム1000の構成につき説明する。図1は真空貼合システム1000の構成を示す図である。ここでは、真空貼合システム1000が液晶パネル等の基板を組み立てる基板組立システムに用いられているものとして説明する。また、上側に配置される部材(上部材)を上基板K1(ガラス基板)とし、下側に配置される部材(下部材)を下基板K2(ガラス基板)として、説明する。
制御装置100は、真空貼合装置1及び搬送装置200の動作を制御する装置である。
搬送装置200は、上基板K1(ガラス基板)や下基板K2(ガラス基板)を真空貼合装置1の真空チャンバ5の中に搬入したり、真空貼合装置1によって組み立てられた液晶パネル等の基板を真空チャンバ5の外に搬出したりする装置である。搬送装置200は、上基板K1や下基板K2を保持する保持部を備えている。
真空貼合装置1は、架台1aと上フレーム2とを有する。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(上方向への移動及び下方向への移動)可能に備わっている。
架台1aの上には、上フレーム2の上下動機構であるZ軸駆動機構20が取り付けられている。そのZ軸駆動機構20の上には、ロードセル20dを介して上フレーム2が取り付けられている。本実施形態1では、Z軸駆動機構20及びロードセル20dがそれぞれX軸方向及びY軸方向に2つずつ配置されており、真空貼合装置1が合計4つのZ軸駆動機構20と合計4つのロードセル20dとを有しているものとして説明する。
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に固定されている。本実施形態1では、上テーブル3は、バックプレート30とクッションシート31とを有する。バックプレート30は、クッションシート31を支持する板材であり、剛性材によって構成されている。バックプレート30は、上シャフト2aに取り付けられ、上フレーム2と一体に上下動する。クッションシート31は弾性材によって構成されたシート材である。
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が備わっている。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、それに伴って上チャンバ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、それに伴って上チャンバ5aが下動する。
下チャンバ5bは、上方(上フレーム2の側)が開口した構成になっており、下テーブル4の下方及び側方を覆うように配置されている。
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。
なお、制御装置100は、Z軸駆動機構20で上下動される上テーブル3のZ軸高さ(Z軸座標)も管理している。
テーブル温度調節機構60は、例えば、図5に示すように構成することができる。図5に示す例では、テーブル温度調節機構60は、流動路61の代わりに、電熱線63を備え、ヒータ62の代わりに、ヒータ64を備えた構成になっている。
電熱線63は、ヒータ64によって加熱される金属製の線材である。
ヒータ64は、電熱線63を加熱する装置である。ヒータ64は、図4に示すヒータ62と異なり、液体を加圧して外部に送り出す加圧機構を備えておらず、電熱線63を加熱する加熱機構のみを備えている。
真空貼合装置1の各部は、制御装置100によって制御されている。以下、図6を参照して、制御装置100の構成につき説明する。図6は、制御装置100の構成を示す図である。
制御プログラムPr1は、真空貼合装置1や搬送装置200の動作を規定するプログラムである。
設定データD1は、真空貼合装置1や搬送装置200の動作の設定値を表すデータである。
「設定温度決定用データ」は、後記するS130のテーブル温度調節工程(図7参照)で、後記する設定温度を決定するために参照されるデータである。「設定温度決定用データ」は、温度の調節対象のテーブル(本実施形態1では、下テーブル4)の温度がどれくらいのときに、テーブル温度調節機構60のヒータ62の後記する設定温度をどれくらいに設定するのかを規定している。
「寸法補正用データ」は、基板の寸法補正を行う場合において、後記するS130のテーブル温度調節工程(図7参照)で、後記する設定温度を決定するために参照されるデータである。「寸法補正用データ」は、必要とされる基板の寸法補正量がどれくらいのときに、テーブル温度調節機構60のヒータ62の後記する設定温度をどれくらいに設定するのかを規定している。
以下、図7を参照して、真空貼合システム1000の動作につき説明する。図7は、真空貼合システム1000の動作を示すフローチャートである。ここでは、テーブル温度調節機構60が図4に示す構成になっているものとして説明する。
これにより、S110の上基板搬入工程が終了する。
これにより、S120の下基板搬入工程が終了する。
これにより、S130のテーブル温度調節工程が終了する。
これにより、S140の真空引き工程が終了する。
具体的には、制御装置100は、真空貼合装置1を駆動して、XYθ移動ユニット40で下テーブル4を変位させる。これによって、真空貼合装置1は、上基板K1と下基板K2との貼り合せ位置を決める。
上基板K1と下基板K2との貼り合せ位置が決まると、S150の位置決め工程が終了する。
これにより、S160の押付(加圧)工程が終了する。
これにより、S170の大気開放(貼り合わせ)工程が終了する。
これにより、S180の基板搬出工程が終了する。
S180の基板搬出工程が終了すると、一連のルーチンの処理が終了する。
以下、図9を参照して、テーブル温度調節機構60の動作につき説明する。図9は、下テーブル4の各エリアの温度の変化例を示す図である。図9は、比較例に係る温度の変化を線To(PAr1)~To(PAr4)で示すとともに、本実施形態1に係る温度の変化を線Tn(PAr1)~Tn(PAr4)で示している。比較例は、下テーブル4の温度調節を行わなかった場合の例であり、従来の真空貼合装置で基板を組み立てた場合の例に相当する。
(真空チャンバを閉鎖してからS140の真空引き工程が行われるまでの期間)
例えば、線To(PAr1)~To(PAr4)として示すように、下テーブル4の温度調節を行わなかった場合の比較例では、真空チャンバ5を閉鎖してからS140の真空引き工程が行われるまでの期間において、下テーブル4の各エリアの温度は、ほぼ一定の温度になっている。そのため、下テーブル4の各エリアの温度差は、比較的小さな温度差ΔTo1の範囲内に収まっている。
S140の真空引き工程が行われると、下テーブル4の各エリアの温度は、数度低下する。これは、大気環境下において真空チャンバ5内の空気中の気体分子が他の分子と衝突して発熱体となり真空チャンバ5内の温度を上昇させているのに対し、真空環境下においてその分子が真空チャンバ5の内部から外部に排出されたためである。
S170の大気開放(貼り合わせ)工程が行われると、下テーブル4の各エリアの温度は、数度上昇して、元の温度(S140の真空引き工程が行われる以前の温度)に戻る。これは、真空チャンバ5内の環境が元の状態(S140の真空引き工程が行われる以前の状態)に戻ったためである。つまり、大気環境下において真空チャンバ5内の空気中の気体分子が他の分子と衝突して発熱体となり真空チャンバ5内の温度を上昇させる状態に、真空チャンバ5内の環境が戻ったためである。
ところで、上基板K1と下基板K2との貼り合わせでは、近年の多種類の基板の組み立て要求に応じて、温度によって粘度等の特性が大きく変動する接着剤を用いることが要求されるときがある。
前記した比較例に対し、本実施形態1では、以下に説明するように、S140の真空引き工程が行われてからS170の大気開放(貼り合わせ)工程が行われるまでの期間において、下テーブル4の全エリアの温度をほぼ同じ温度にすることができるため、全エリアで接着剤の潰れ量を均一にすることができる。以下、その詳細を説明する。
例えば、線Tn(PAr1)~Tn(PAr4)として示すように、下テーブル4の温度調節を行った場合の本実施形態1では、真空チャンバ5を閉鎖してからS130のテーブル温度調節工程が行われるまでの期間において、下テーブル4の各エリアの温度は、ほぼ一定の温度になっている。
この後、任意のタイミングでS130のテーブル温度調節工程が行われる。その結果、S130のテーブル温度調節工程の実行を開始してから昇温安定時間ΔRが経過すると、下テーブル4の各エリアの温度は、前記した設定温度まで上昇する。ここで、「昇温安定時間ΔR」は、流動路61を流れる液体の温度が設定温度に到達するまでに要する時間を意味している。
S140の真空引き工程が行われると、下テーブル4の各エリアの温度は、数度低下する。これは、比較例の場合と同様に、発熱体となっていた真空チャンバ5内の空気中の気体分子が真空チャンバ5の内部から外部に排出されたためである。
S170の大気開放(貼り合わせ)工程が行われると、下テーブル4の各エリアの温度は、数度上昇して、元の温度(S140の真空引き工程が行われる以前の温度)に戻る。これは、比較例の場合と同様に、真空チャンバ5内の環境が元の状態(S140の真空引き工程が行われる以前の状態)に戻ったためである。
本実施形態1では、テーブル温度調節機構60が下テーブル4の各エリアの温度を調節しているため、真空環境下において基板の各エリアの表面温度差を小さくすることができ、接着剤の粘度等の特性の変動を抑制することができる。したがって、本実施形態1では、例えば全エリアで接着剤の潰れ量を均一にすることができる。
本実施形態1に係る真空貼合装置1は、S130のテーブル温度調節工程で、例えば前記した寸法補正用データを参照して、テーブルの温度を調節することによって、基板の寸法補正を行うこともできる。
また、真空貼合装置1によれば、下基板K2の寸法の補正を行うこともできる。
以下、図12を参照して、本実施形態2に係る真空貼合装置1Aの構成につき説明する。図12は、真空貼合装置1Aの構成を模式的に示す図である。
しかも、本実施形態2に係る真空貼合装置1Aによれば、実施形態1に係る真空貼合装置1に比べて、下基板K2だけでなく、上基板K1に対しても寸法の補正を行うことができる。
また、例えば、テーブル温度調節機構60は、加熱機構と冷却機構との双方を有する構成にすることもできる。
1a 架台
1b 下シャフト
2 上フレーム
2a 上シャフト
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
6 吊下げ機構
6a 支持軸
6b 係止部
6c フック
7 吸上げ機構
7a 吸上げピン
7b 吸上げピンパッド
8 粘着保持機構
8a 粘着ピン
8b 粘着ピンプレート(ベース部)
8c 粘着部
20 Z軸駆動機構(上下動機構)
20a ボールねじ軸
20b ボールねじ機構
20c 電動モータ
20d ロードセル
30 バックプレート
31 クッションシート
40 XYθ移動ユニット
60 テーブル温度調整機構
70,80 ピン上下動機構
71,81 ボールねじ軸
72,82 ボールねじ機構
73,83 電動モータ
100 制御装置
110 制御部
111 ピン高さ制御部
112 移動制御部
113 真空プロセス制御部
114 テーブル温度制御部
160 記憶部
180 表示部
190 入力部
200 搬送装置
1000 真空貼合システム
Ar1,Ar2,Ar3,Ar4 エリア
D1 設定データ
K1 上基板
K2 下基板
MLa,MLb,MLc,MLd,MUa,MUb,MUc,MUd アライメントマーク
P0 真空ポンプ機構
P1,P2,P3 真空ポンプ
Pr1 制御プログラム
PtL,PtU 回路パターン
SN1(PAr1),SN2,SN3(PAr2),SN4,SN5,SN6,SN7(PAr3),SN8,SN9(PAr4) 温度センサ
Claims (8)
- 下部材と上部材とを真空環境下で収納可能な真空チャンバと、
前記真空チャンバ内で前記下部材を載置する下テーブルと、
前記真空チャンバ内で前記上部材を保持する上テーブルと、
任意に設定されたエリア毎に前記下テーブル及び前記上テーブルのいずれか一方又は双方の温度を検知する温度センサと、
前記温度センサにより検知された前記各エリアの温度に基づき、前記エリア毎に設定された温度に前記各エリアの温度を調整するテーブル温度調節機構と、を備え、
温度の調節対象のテーブルを冷却する場合の前記テーブル温度調節機構の温度は、(常温-10)℃以上でかつ常温以下の温度である
ことを特徴とする真空貼合装置。 - 下部材と上部材とを真空環境下で収納可能な真空チャンバと、
前記真空チャンバ内で前記下部材を載置する下テーブルと、
前記真空チャンバ内で前記上部材を保持する上テーブルと、
任意に設定されたエリア毎に前記下テーブル及び前記上テーブルのいずれか一方又は双方の温度を調整することで基板の寸法を補正するテーブル温度調節機構と、を備え、
温度の調節対象のテーブルを冷却する場合の前記テーブル温度調節機構の温度は、(常温-10)℃以上でかつ常温以下の温度である
ことを特徴とする真空貼合装置。 - 下部材と上部材とを真空環境下で収納可能な真空チャンバと、
前記真空チャンバ内で前記下部材を載置する下テーブルと、
前記真空チャンバ内で前記上部材を保持する上テーブルと、
任意に設定されたエリア毎に前記下テーブル及び前記上テーブルのいずれか一方又は双方の温度を調整するテーブル温度調節機構と、
前記エリア毎に設置された各温度センサからの信号に基づいて各エリアの温度を管理するテーブル温度制御部と、を備え、
温度の調節対象のテーブルを冷却する場合の前記テーブル温度調節機構の温度は、(常温-10)℃以上でかつ常温以下の温度である
ことを特徴とする真空貼合装置。 - 下部材と上部材とを真空環境下で収納可能な真空チャンバと、
前記真空チャンバ内で前記下部材を載置する下テーブルと、
前記真空チャンバ内で前記上部材を保持する上テーブルと、
任意に設定されたエリア毎に前記下テーブル及び前記上テーブルのいずれか一方又は双方の温度を調整するテーブル温度調節機構と、
前記エリア毎に設定された温度に前記各エリアの温度を調整する設定温度決定用データを記憶する記憶部と、を備え、
温度の調節対象のテーブルを冷却する場合の前記テーブル温度調節機構の温度は、(常温-10)℃以上でかつ常温以下の温度である
ことを特徴とする真空貼合装置。 - 下部材と上部材とを真空環境下で収納可能な真空チャンバと、
前記真空チャンバ内で前記下部材を載置する下テーブルと、
前記真空チャンバ内で前記上部材を保持する上テーブルと、
任意に設定されたエリア毎に前記下テーブル及び前記上テーブルのいずれか一方又は双方の温度を調整するテーブル温度調節機構と、
前記エリア毎に基板の寸法補正を行う場合に設定温度を決定するために参照される寸法補正用データを記憶する記憶部と、を備え、
温度の調節対象のテーブルを冷却する場合の前記テーブル温度調節機構の温度は、(常温-10)℃以上でかつ常温以下の温度である
ことを特徴とする真空貼合装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の真空貼合装置において、
前記テーブル温度調節機構は、温度の調節対象のテーブルの各エリアに配設された液体の流動路と、前記液体を加熱するヒータとを有する
ことを特徴とする真空貼合装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の真空貼合装置において、
前記テーブル温度調節機構は、温度の調節対象のテーブルの各エリアに配設された電熱線と、前記電熱線を加熱するヒータとを有する
ことを特徴とする真空貼合装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の真空貼合装置において、
前記テーブル温度調節機構は、温度の調節対象のテーブルの各エリアに配設されたペルチェ素子により加熱、又は冷却される
ことを特徴とする真空貼合装置。
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