JP7398094B2 - 基板ピックアップ装置及び基板ピックアップ方法 - Google Patents

基板ピックアップ装置及び基板ピックアップ方法 Download PDF

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Description

本発明は、基板ピックアップ装置及び基板ピックアップ方法、特に、基板をピックアップして他の基板から分離するものに関する。
一般に液晶パネルの製造工程では、製造単位となる複数の単位表示パネル（単位基板）がパターニングされた大面積の貼り合わせガラス基板（マザー基板）を製造し、次にそれを単位表示パネルごとに分割する。具体的には、上下一対のカッターホイールを用いて、マザー基板に対して上下方向から２面同時にスクライブを行い、次に２面同時に分離することで、単位表示パネルごとに分割する。単位表示パネル同士の間には余分な部分が設けられており、これらが分断後には端材となる。
単位基板をピックアップする際、吸着ハンドで単個基板を吸着し、真っ直ぐ上に引き上げてピックアップしている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１９－１０７７７９号公報
しかし、上記ピックアップ方法では、スクライブの状態によっては、ピックアップする単位基板に隣り合う他の単位基板が一緒に引っ付いて引き上げられてしまうという問題があった。
本発明の目的は、基板ピックアップ装置において、基板をピックアップするときに他の基板の追随を減らすことにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る基板ピックアップ装置は、平板上に並べられた複数の基板の中から１つの基板をピックアップする装置であって、吸着ハンドと、制御部とを備えている。
吸着ハンドは、ロボットアームに装着されている。吸着ハンドは、ピックアップ対象の基板の端材を上方から押さえる押さえ部材と、押さえ部材に対して斜め上方に移動可能であり、ピックアップ対象の基板を上方から吸着するための吸着部と、を有している。
制御部は、下記のステップを実行する。
◎押さえ部材に端材を上方から押さえさせるステップ。
◎吸着部にピックアップ対象の基板を吸着させるステップ。
◎吸着部を押さえ部材に対して斜め上方に離れるように移動させることで、ピックアップ対象の基板をピックアップするステップ。
この装置では、吸着ハンドの押さえ部材によって、基板の端材を押さえた状態で、吸着ハンドを斜め上方に引き上げることで、基板を持ち上げる。これにより、ピックアップ対象の基板の隣りの他の基板が引っ付いて引き上げられることが防止される。その結果、ピックアップ時の基板の擦れやかけ等の不良を防止できる。
基板ピックアップ装置は、吸着部を押さえ部材に対して斜め方向に移動させるための駆動装置をさらに備えていてもよい。
駆動装置は、複数のシリンダを有していてもよい。
押さえ部材は平面視でＬ字形状であってもよい。
本発明の他の見地に係る基板ピックアップ方法は、基板ピックアップ装置を用いて実行される。基板ピックアップ装置は、平板上に並べられた複数の基板の中から１つの基板をピックアップする装置であって、ピックアップ対象の基板の端材を上方から押さえる押さえ部材と、押さえ部材に対して斜め上方に移動可能であり、ピックアップ対象の基板を上方から吸着するための吸着部とを有する吸着ハンドとを備えている。
基板ピックアップ方法は、下記のステップを備えている。
◎押さえ部材に端材を上方から押さえさせるステップ。
◎吸着部にピックアップ対象の基板を吸着させるステップ。
◎吸着部を押さえ部材に対して斜め上方に離れるように移動させることで、ピックアップ対象の基板をピックアップするステップ。
この方法では、吸着ハンドの押さえ部材によって、基板の端材を押さえた状態で、吸着ハンドを斜め上方に引き上げる。これにより、ピックアップされる基板に隣り合う他の基板が引っ付いて引き上げられることが防止される。その結果、ピックアップ時の基板の擦れやかけ等の不良を防止できる。
本発明に係る基板ピックアップ装置及び基板ピックアップ方法では、基板をピックアップするときに他の基板の追随を減らすことができる。
第１実施形態のピックアップ装置の模式的斜視図。 吸着ハンドの模式的斜視図。 吸着ハンドの模式的底面図。 基板の模式的斜視図。 ピックアップ装置の制御構成を示すブロック図。 ピックアップ装置のピックアップ動作のフローチャート。 ピックアップ装置のピック動作を示す模式図。 ピックアップ装置のピック動作を示す模式図。 ピックアップ装置のピック動作を示す模式図。 ピックアップ装置のピック動作を示す模式図。 ピックアップ装置のピック動作を示す模式図。 吸着ハンドの模式的斜視図。 吸着ハンドの模式的平面図。 吸着ハンドの模式的平面図。 吸着ハンドの模式的側面図。 吸着ハンドの模式的側面図。 基板の模式的斜視図。
１．第１実施形態
（１）ピックアップ装置の構造
図１～図４を用いて、ピックアップ装置１（基板ピックアップ装置の一例）の構造を説明する。図１は、第１実施形態のピックアップ装置の模式的斜視図である。図２は、吸着ハンドの模式的斜視図である。図３は、吸着ハンドの模式的底面図である。図４は、基板の模式的斜視図である。
本実施形態では、分断対象はマザー基板Ｍである。マザー基板Ｍは、例えば、２枚の基板からなる貼り合わせガラスである。２枚の基板には、スクライブ装置（図示せず）の上下のカッターホイールによってスクライブラインＳが形成されている。
マザー基板Ｍは、図４に示すように、複数の単位基板Ｐを有している。具体的には、図４では、４枚の単位基板Ｐが示されている。単位基板Ｐの周囲（他の単位基板Ｐとの境界を含む）には、端材が設けられている。
例えば、図４に示す１枚の単位基板Ｐ１の周囲には、第１端材Ｍａ１、第２端材Ｍａ２、第３端材Ｍａ３、第４端材Ｍａ４が設けられている。第１端材Ｍａ１、第２端材Ｍａ２は、他の単位基板Ｐとの境界に設けられている。第３端材Ｍａ３及び第４端材Ｍａ４は、マザー基板Ｍの外側縁を構成している。
ピックアップ装置１は、載置台２（図７）上に配置されたマザー基板Ｍの複数の単位基板Ｐの中から１つの単位基板Ｐをピックアップする装置であり、具体的には、基板分断動作と基板吸着搬送動作を行う。
ピックアップ装置１は、図１に示すように、ロボットアーム３を有している。ロボットアーム３は、アーム駆動装置３１（図５）によって、吸着ハンド５（後述）を昇降、側方への移動を可能である。アーム駆動装置３１は、例えば、モータ等からなる。
ピックアップ装置１は、吸着ハンド５（吸着ハンドの一例）を有している。吸着ハンド５は、マザー基板Ｍを吸着して搬送する装置である。吸着ハンド５は、ロボットアーム３の先端に装着されている。
吸着ハンド５は、吸着部本体７（吸着部の一例）を有している。吸着部本体７の下面には、図３に示すように、吸着孔７ａが設けられている。吸着孔７ａは、ピックアップ対象のマザー基板Ｍを上方から吸着する。吸着孔７ａは、真空ポンプ等の負圧発生装置３３（図５）に接続されている。
吸着ハンド５は、押さえバー９（押さえ部材の一例）を有している。押さえバー９は、ピックアップ対象のマザー基板Ｍの端材Ｍａを上方から押さえるものであり、具体的には、吸着部本体７から下降してマザー基板Ｍの端材Ｍａを載置台２に対して押さえつける。
押さえバー９は、吸着部本体７に対して斜め方向に移動可能に連結されている（後述）。押さえバー９は、平板な底面を有している。
押さえバー９は、本実施形態では、平面視でＬ字形である。具体的には、押さえバー９は、吸着部本体７の矩形底面の２辺の外側に近接又は当接して配置されている。
ピックアップ装置１は、斜め駆動装置２１を有している。斜め駆動装置２１は、吸着部本体７を押さえバー９に対して鉛直方向に対して斜めに昇降させる装置である。言い換えると、斜め駆動装置２１は、吸着部本体７と押さえバー９とを互いに対して所定範囲で鉛直方向に対して斜めに（平面視では、吸着部本体７の矩形底面の一角部から他の角部を結ぶ直線に平行な第１水平方向に）移動させる。斜め駆動装置２１は、例えば、エアシリンダである。
具体的には、斜め駆動装置２１は、３個のエアシリンダを有している。斜め駆動装置２１は、吸着部本体７の角部、その両側の辺部にそれぞれ設けられている。
斜め駆動装置２１は、シリンダ本体２３と、シリンダ本体２３の上部と吸着部本体７とを回動自在に連結する第１回動連結部２５と、シリンダ本体２３の下部と押さえバー９とを回動自在に連結する第２回動連結部２７とを有する。第１回動連結部２５及び第２回動連結部２７の回動軸は、第２水平方向（第１水平方向に直交する水平方向）に延びている。これにより、シリンダ本体２３の動作によって、押さえバー９は、下面が吸着部本体７の下面より上方の上側位置（図７及び図８）と、下面が吸着部本体７の下面より下側の下側位置（図１０及び図１１）との間で移動可能である。
（２）ピックアップ装置の制御構成
図５を用いて、ピックアップ装置１の制御構成を説明する。図５は、ピックアップ装置の制御構成を示すブロック図である。
ピックアップ装置１は、コントローラ５１（制御部の一例）を有している。
コントローラ５１は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。コントローラ５１は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
コントローラ５１は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
コントローラ５１の各要素の機能は、一部又は全てが、コントローラ５１を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、コントローラ５１の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。
コントローラ５１には、アーム駆動装置３１、負圧発生装置３３、斜め駆動装置２１が接続されている。
コントローラ５１には、図示しないが、基板の大きさ、形状及び位置検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
（３）ピックアップ装置のピックアップ及び基板分断動作
図６～図１６を用いて、ピックアップ装置のピックアップ及び基板分断動作を説明する。
図６は、ピックアップ装置のピックアップ動作のフローチャートである。図７～図１１は、ピックアップ装置のピック動作を示す模式図である。図１２は、吸着ハンドの模式的斜視図である。図１３及び図１４は、吸着ハンドの模式的平面図である。図１５及び図１６は、吸着ハンドの模式的側面図である。図１７は、基板の模式的斜視図である。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、各装置の動作は、制御部から各装置への指令の結果であり、これらはソフトウェア・アプリケーションの各ステップによって表現される。
ステップＳ１では、吸着ハンド５の準備動作が行われる。具体的には、図７に示すように、ロボットアーム３によって、吸着ハンド５が載置台２の上方に移動する。このとき、押さえバー９は上側位置にある。また、マザー基板Ｍは載置台２の上に置かれている。なお、図７～図１１では、簡略化のために、単位基板Ｐ１、第１端材Ｍａ１、第２端材Ｍａ２のみが示されている。
ステップＳ２では、図８に示すように、吸着ハンド５が下降して、下面がマザー基板Ｍに当接する。具体的には、吸着孔７ａがマザー基板Ｍの対象単位基板Ｐに密着する。
ステップＳ３では、図２、図９、図１３、図１５に示すように、押さえバー９が端材Ｍａを上方から押さえる。具体的には、押さえバー９が吸着部本体７に対して下降して下側位置に移動する。さらに具体的には、押さえバー９は、図４の第１端材Ｍａ１及び第２端材Ｍａ２を押さえる。
ステップＳ４では、図９に示すように、吸着孔７ａがマザー基板Ｍのピックアップ対象の単位基板Ｐを吸着する。具体的には、負圧発生装置３３によって、吸着孔７ａが単位基板Ｐを吸着する。
ステップＳ５では、図１０、図１２、図１４、図１６に示すように、斜め移動装置２１が吸着部本体７を押さえバー９に対して斜め上方に離れるように移動させる。このとき、押さえバー９は、マザー基板Ｍの第１端材Ｍａ１及び第２端材Ｍａ２を上方から押さえたままである。したがって、図１７に示すように、単位基板Ｐは第１端材Ｍａ１及び第２端材Ｍａ２から確実に切り離される。
このピックアップ装置１では、吸着ハンド５の押さえバー９によって、マザー基板Ｍの第１端材Ｍａ１及び第２端材Ｍａ２を押さえた状態で、吸着ハンド５の吸着部本体７を斜め上方に引き上げることで、単位基板Ｐを持ち上げる。これにより、ピックアップ対象の単位基板Ｐの隣りの他の基板が引っ付いて引き上げられることが防止される。その結果、ピックアップ時の単位基板Ｐの擦れやかけ等の不良を防止できる。
ステップＳ６は、単位基板Ｐ１がピックアップ装置１から搬出される。具体的には、図１１に示すように、吸着部本体７がさらに上方に移動して、単位基板Ｐ１をさらに上昇させる。このとき押さえバー９は、吸着部本体７と共に上昇し、第１端材Ｍａ１及び第２端材Ｍａ２から上方に離れる。
以上に述べたように、端材Ｍａの分断後に、吸着ハンド５がマザー基板Ｍの単位基板Ｐを吸着して他の装置に搬送できる。つまり、端材除去専用の駆動装置を設けることなく、マザー基板Ｍから単位基板Ｐをピックアップできる。
２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（１）押さえバーの変形例
押さえバーの数、形状及び位置は第１実施形態に限定されない。
（２）斜め移動装置の変形例
斜め移動装置の種類、数、位置は特に限定されない。
（３）基板の変形例
２枚の脆性材料基板を貼り合せた貼り合せ脆性材料基板には、ガラス基板を貼り合わせた液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネルと、シリコン基板、サファイヤ基板等をガラス基板に貼り合わせた半導体基板とが含まれる。
基板の種類は特に限定されない。基板は、単板のガラス、半導体ウエハ、セラミック基板を含んでいる。
（４）スクライブラインの変形例
スクライブラインの形状は限定されない。前記実施形態ではスクライブラインは直線であったが、曲線を一部又は全てに有していてもよい。
本発明は、基板をピックアップして他の基板から分離する基板ピックアップ装置及び基板ピックアップ方法に広く適用できる。
１ ：ピックアップ装置
２ ：載置台
３ ：ロボットアーム
５ ：吸着ハンド
７ ：吸着部本体
７ａ ：吸着孔
９ ：押さえバー
２１ ：斜め駆動装置
２３ ：シリンダ本体
２５ ：第１回動連結部
２７ ：第２回動連結部
３１ ：アーム駆動装置
３３ ：負圧発生装置
５１ ：コントローラ
Ｍ ：マザー基板
Ｍａ１ ：第１端材
Ｍａ２ ：第２端材
Ｍａ３ ：第３端材
Ｍａ４ ：第４端材
Ｐ ：単位基板
Ｓ ：スクライブライン

Claims (5)

  1. 平板上に並べられた複数の基板の中から１つの基板をピックアップする装置であって、
    ロボットアームに装着されており、ピックアップ対象の基板とその基板の隣の基板の間の端材を上方から押さえる押さえ部材と、前記押さえ部材に対して斜め上方に移動可能であり、ピックアップ対象の基板を上方から吸着するための吸着部と、を有する吸着ハンドと、
    前記押さえ部材に前記端材を上方から押さえさせるステップと、前記吸着部に前記ピックアップ対象の基板を吸着させるステップと、前記吸着部を前記押さえ部材に対して斜め上方に離れるように移動させることで前記ピックアップ対象の基板をピックアップするステップと、を実行する制御部と、
    を備えた基板ピックアップ装置。
  2. 前記吸着部を前記押さえ部材に対して斜め方向に移動させるための駆動装置をさらに備えている、請求項１に記載の基板ピックアップ装置。
  3. 前記駆動装置は、複数のシリンダを有する、請求項２に記載の基板ピックアップ装置。
  4. 前記押さえ部材は平面視でＬ字形状である、請求項１～３のいずれかに記載の基板ピックアップ装置。
  5. 平板上に並べられた複数の基板の中から１つの基板をピックアップする装置であって、
    ピックアップ対象の基板とその基板の隣の基板の間の端材を上方から押さえる押さえ部材と、前記押さえ部材に対して斜め上方に移動可能であり、ピックアップ対象の基板を上方から吸着するための吸着部とを有し、ロボットアームに装着された吸着ハンドとを備えた基板ピックアップ装置において、基板をピックアップする方法であって、
    前記押さえ部材に前記端材を上方から押さえさせるステップと、
    前記吸着部に前記ピックアップ対象の基板を吸着させるステップと、
    前記吸着部を前記押さえ部材に対して斜め上方に離れるように移動させることで、前記ピックアップ対象の基板をピックアップするステップと、
    を備えた基板ピックアップ方法。
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JP2001163642A (ja) 1999-12-09 2001-06-19 Toyota Autom Loom Works Ltd 貼り合わせガラスパネルの取り出し装置
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