JPH08229866A

JPH08229866A - 吸着パッド

Info

Publication number: JPH08229866A
Application number: JP1872995A
Authority: JP
Inventors: Masao Hirakuri; 正雄平栗; Hiroyasu Matsukura; 浩泰松倉
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1996-09-10
Anticipated expiration: 2016-01-09
Also published as: JP3122590B2

Abstract

(57)【要約】【目的】吸着面を出没自在に構成して突出方向に付勢
することにより、ガラス基板の湾曲、反り、歪み、傾斜
等にも対応でき、確実に吸着保持できる吸着パッドを提
供する。【構成】基台１の取付凹部１０内に台座部材２が取付
けられ、この台座部材２上に吸着部材５が嵌合される。
台座部材２と吸着部材５とは固定枠部材３により固定さ
れ、吸着部材５はコイルスプリング６により上方へ付勢
されている。吸着部材５の吸着面にガラス基板が接触す
ると、排気孔１１からの吸気により取付凹部１０内は負
圧となり、吸着部材５自体が下降する。台座部材２と吸
着部材５とは、その中心孔２１、環状溝２２と、支持軸
部５２とスリーブ部材４との嵌合部によってラビリンス
構造が形成され、Ｏリングなしでも吸着力が得られるよ
うになっている。ただしＯリングがある方が望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸着パッドに係り、特に
ガラス基板等の平板状ワークを吸着保持する場合に好適
な吸着パッドの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空チャック或いは吸着パッド
は、例えば半導体ウエハや液晶パネル用ガラス基板等の
被吸着物を皿状のパッド表面に接触させて、この状態
で、パッド表面に形成された吸気孔から排気することに
より、被吸着物とパッド表面との間が減圧され、その負
圧により被吸着物をパッド表面に吸着させるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の吸着パッド
には、パッド表面に吸気孔がただ単に開口しているも
の、吸気孔の周囲にテフロン等の樹脂リングが圧入され
ているもの等があるが、いずれにしてもパッド表面は一
定の形状でかつ固定されているため、被吸着物の表面に
反りや歪みが存在するとパッド表面に合致せずに吸着で
きなくなる。特に、大容量液晶パネル用のガラス基板の
ように、大面積でかつ薄いために成膜後に歪みが発生す
るものを複数の吸着パッドで保持しようとすると、歪み
や反りによって、一部の吸着パッドがガラス基板の表面
に接触できず吸着ミスが発生するという問題点があっ
た。

【０００４】これらの問題点は、被吸着物を上方から吸
着パッド上に落とすような搬送機構を有する場合にも発
生するが、特に被吸着物を斜め方向から吸着パッドに向
けて搬送するようになっている場合には、吸着パッドと
被吸着物との適応性が悪いと全く吸着保持することがで
きないという深刻な事態になる。

【０００５】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、被吸着物の表面の反りや歪みや被
吸着物の吸着方向等に依らず安定した吸着性能を有し、
特に大面積の被吸着物を複数の吸着パッドにより保持す
る場合に適した新規のパッド構造を実現することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、吸着面から排気を行うことに
より被吸着物を吸着するように構成された吸着パッドに
おいて、前記吸着面を有する吸着部材を基台に対して所
定範囲内において出没自在に取付け、前記吸着部材を前
記基台に対してその突出方向に付勢するための加圧手段
を設けるものである。

【０００７】この場合において、前記吸着面を介して排
気するための排気経路を設け、該排気経路を、前記吸着
部材と前記基台との間に直接若しくは間接に形成された
ラビリンス構造によって閉塞することが好ましい。

【０００８】また、前記吸着面に隣接して形成された固
定吸着面を有する固定吸着部を設け、前記固定吸着面を
前記吸着面の出没範囲内において面一になるような位置
に形成し、前記固定吸着部には、前記固定吸着部を介し
て排気するための排気経路を設けることが好ましい。

【０００９】さらに、前記吸着部材に、前記基台に対し
て出没するように形成された第１構造部と、該第１構造
部に取付けられ、前記吸着面を備えた第２構造部とを設
け、前記第１構造部に対して前記第２構造部を所定範囲
内で首振り状に傾斜可能に取付ける取付手段を設けるこ
とが好ましい。

【００１０】

【作用】請求項１によれば、吸着面が出没自在に構成さ
れていることにより、被吸着物に湾曲、反り、歪み等が
存在していても、被吸着物の状態に合わせて吸着するこ
とができるとともに、吸着面が突出方向に付勢されてい
ることにより、吸着部材若しくは被吸着物の姿勢が上
下、垂直、斜め方向等、いずれの方向に向いていても支
障なく吸着することができる。

【００１１】請求項２によれば、吸着部材と基台との間
にラビリンス構造を設けることにより、複雑かつ精密な
シール構造を設けずに排気経路を有効に閉塞することが
できるので、簡易かつ低製造コストで有効な吸着性能を
得ることができる。

【００１２】請求項３によれば、固定吸着面を吸着面の
出没範囲内において面一になるように隣接して設けるこ
とにより、吸着面により捉えた被吸着物を吸着部材が没
するとともに固定吸着面まで引き寄せ、固定吸着面にて
確実に吸着することができるので、確実でかつ高い位置
精度の吸着保持が可能になる。

【００１３】請求項４によれば、第１構造部を第２構造
部に対して首振り状に傾斜可能に取付けることにより、
吸着面の傾斜角を被吸着物の表面に対応させることがで
きるので、被吸着物表面の湾曲、反り、歪み等が大きい
場合でも確実な吸着保持が可能になる。

【００１４】

【実施例】次に、図面を参照して本発明に係る吸着パッ
ドの実施例を説明する。以下に説明する各実施例はいず
れも液晶パネル用のガラス基板を吸着保持するために複
数個並列させて用いられるものであるが、本発明に係る
吸着パッドには、以下の実施例の記述に限定されること
なく、種々の被吸着物に対して個別に用いられるものも
包含される。

【００１５】〔第１実施例〕図１乃至図３は本発明に係
る第１実施例の構造を示すものである。本実施例の吸着
パッドは、図１及び図３に示すように、平板状の基台１
に、複数の取付凹部１０が形成されるとともに、この取
付凹部１０の並列ラインの側方に延在する排気孔１１が
形成されている。この排気孔１１から各パッド取付凹部
１０にはそれぞれ１つずつの排気支孔１２が伸び、取付
凹部１０と排気孔１１とを連絡している。

【００１６】取付凹部１０内には円盤状の台座部材２が
挿入され、台座部材２の上には、リング状に成形された
スリーブ部材４を底面側から圧入した吸着部材５が嵌合
している。これらの台座部材２及び吸着部材５は、環状
に形成された固定枠部材３により押圧固定され、この固
定枠部材３は基台１に穿設された固定孔１３を通して螺
入された固定ネジ１４により固定されている。

【００１７】台座部材２には、中心孔２１と、その周囲
に形成された環状溝２２と、外周に形成された周縁鍔２
３とがそれぞれ同心に形成されている。一方、吸着部材
５には、上面に浅い凹部形状を備えた吸着面５１と、中
心部において下方へ突出した支持軸部５２と、支持軸部
５２内に形成された通気孔５３と、通気孔５３の下方に
連続形成された収容孔５４と、外周部に形成された周縁
鍔５５とがそれぞれ同心円状に形成されている。

【００１８】台座部材２の中心孔２１には吸着部材５の
支持軸部５２が嵌合し、収容孔５４内にはコイルスプリ
ング６が収容されて、吸着部材５を基台１に対して常に
上方へ付勢している。台座部材２の環状溝２２には吸着
部材５に圧入されたスリーブ部材４が嵌合している。ま
た、台座部材２の周縁鍔２３は基台１の取付凹部１０の
周囲の段差上に係合し、上記固定枠部材３の内縁部３１
によって固定されるとともに、Ｏリング７１により取付
凹部１０内を密閉している。固定枠部材３の内縁部３１
は吸着部材５の周縁鍔５５をも固定しており、コイルス
プリング６により上方へ付勢されている吸着部材５を保
持している。なお、吸着部材５の底面に接触するように
Ｏリング７２が取付けられている。

【００１９】上記のように構成された吸着パッドは、図
１に示すように、吸着部材５がコイルスプリング６によ
って上方へ付勢されており、吸着面５１は周囲の基台１
の表面及び固定枠部材３の表面よりも上方へ突出してい
る。この状態では、吸着部材５の支持軸部５２と台座部
材２の中心孔２１、及びスリーブ部材４と台座部材２の
環状溝２２はそれぞれ嵌合しているが、これらの嵌合部
は多少の遊びを以て形成されているために、吸着部材５
は支持軸部５２を中心にして、その吸着面５１を周囲に
若干傾斜させることができるようになっている。

【００２０】しかし、排気孔１１を通して吸気した状態
で、図２に示すように吸着面５１に対して被吸着物であ
るガラス基板８を接触させると、吸着部材５の内部の通
気孔５３、収容孔５４、取付凹部１０は負圧となり、コ
イルスプリング６の弾性力に抗して吸着部材５が下降す
る。下降するに従って支持軸部５２と中心孔２１、スリ
ーブ部材４と環状溝２２の嵌合は共に深くなり、吸着面
５１の傾斜可能角度は極めて狭くなる。

【００２１】本実施例ではＯリング７１，７２によって
吸着部材５、スリーブ部材４、台座部材２、取付凹部１
０、排気支孔１２、排気孔１１からなる排気経路を閉塞
しているので、効率的な吸気に基づく強力な吸着力を得
ることができる。この場合Ｏリング７２は、吸着部材５
の下降動作を妨げる可能性があるので省略する場合があ
るが、この場合、Ｏリング７２が存在している場合と比
べて排気経路の密封性は低下するものの、中心孔２１と
支持軸部５２との嵌合部及びスリーブ部材４と環状溝２
２との嵌合部により形成されたラビリンス構造によっ
て、仮にこれらの嵌合部に比較的大きな遊びが存在して
も排気経路内の負圧はある程度は保持される。

【００２２】本実施例では、ガラス基板８が傾斜してい
たり、ガラス基板８に湾曲、反り、歪み等が発生してい
たりしても、吸着部材５はコイルスプリング６を介して
出没自在に取付けられているとともに、その吸着面５１
も若干傾斜可能に取付けられているので、吸着面５１を
ガラス基板８の表面に倣って適応させることができるた
め、確実な吸着保持を行うことができる。勿論、ガラス
基板８自体が多少傾斜して吸着面に当接される場合につ
いても同様に確実な吸着を行うことが可能である。

【００２３】また、本実施例ではコイルスプリングによ
り常に吸着部材を突出方向に付勢しているので、吸着パ
ッドの姿勢を上下、垂直、斜め方向等、任意の方向に向
けても確実に吸着させることができる。したがって、い
ずれの方向からも被吸着物を供給することができるた
め、搬送系、処理系その他の周辺装置の設計の自由度を
大幅に高めることができる。

【００２４】〔第２実施例〕次に、本発明に係る吸着パ
ッドの第２実施例を説明する。この実施例は、図４に示
すように、基台１’に複数の取付孔１５が穿設され、こ
の取付孔１５毎に台座部材２’が嵌合されている。基台
１’には、取付孔１５の側方両側を通過する第１排気孔
１６と第２排気孔１７とを有し、第１排気孔１６を取付
孔１５内に接続する排気支孔１８と、第２排気孔１７と
基台１’の上面側とを接続する排気支孔１９とが穿設さ
れている。

【００２５】排気支孔１８は台座部材２’内に形成され
た排気接続孔２４に連通し、排気支孔１９は台座部材
２’内に形成された環状の排気接続孔２５に連通してい
る。台座部材２’の中央上部には吸着部材５’が取付け
られ、その支持軸部５２は、台座部材２’の中心に形成
された収容凹部２６に嵌合している。支持軸部５２の内
側に形成された収容孔５４内にはコイルスプリング６が
収容され、台座部材２’に対して吸着部材５’を常に上
方へ付勢している。吸着部材５’には下方から環状のス
リーブ部材４’が圧入され、このスリーブ部材４’は台
座部材２’の上方内側に環状に形成された摺動部５６に
嵌合している。

【００２６】吸着部材５’は、環状の固定枠部材３’の
内縁部３１でその周縁鍔５５が上方から押圧されること
により、上記コイルスプリング６の弾性力に抗して台座
部材２’に対して保持されている。固定枠部材３’は浅
い凹部形状を有する環状の吸着面３２を備え、その面か
ら下方の台座部材２’に形成された排気接続孔２５に連
通された環状の通気孔３３が形成されている。なお、Ｏ
リング７３，７４，７５，７６は、それぞれ排気経路を
封鎖するためのものである。

【００２７】本実施例によれば、第１実施例と同様の吸
着部材により第１実施例と同様の効果が得られるととも
に下記の様な作用効果が得られる。上述と同様にガラス
基板が吸着面５１に接触して吸着されると、吸着部材
５’は下降する。吸着面５１が下降すると、やがて吸着
面５１が吸着面３２の高さに接近し、ガラス基板も吸着
面３２に接近するようになるので、排気孔１７から吸気
を行うとガラス基板は吸着面３２にも吸着される。

【００２８】このように本実施例では、当初、出没自在
でしかも多少の角度であれば傾斜可能な吸着面５１に吸
着されたガラス基板が吸着部材５’とともに下降し、次
に吸着面３２によって吸着される。吸着面３２は基台
１’に対して固定されているので、充分な可撓性を有す
るガラス基板であれば、基台１’に沿って正確かつ確実
に保持される。本実施例によれば、ガラス基板に多少の
湾曲、反り、歪み等が発生していても、吸着面５１によ
り確実に吸着できるとともに、吸着面３２により強力に
吸着することにより、ガラス基板の湾曲、反り、歪みを
矯正して精度良く固定することができる。勿論、ガラス
基板の剛性が高く、湾曲、反り、歪みを矯正できない場
合には、吸着部材５’の吸着面５１のみにより吸着保持
される。

【００２９】排気孔１６と１７からは、共通の排気系に
より吸気を行ってもよいが、吸着面３２での吸着力を高
めるためには別系統の排気系により別個に吸気を行うこ
とが好ましい。この場合、両排気系の動作制御を行うこ
とが望ましく、例えば、当初は排気孔１６を通じての吸
気のみを行い、吸着部材５’にガラス基板が吸着されて
排気孔１６の真空度が所定値まで上昇した時点で、排気
孔１７を通じての吸気を開始することも可能である。

【００３０】〔第３実施例〕次に、図５を参照して本発
明に係る第３実施例を説明する。この実施例は、吸着部
材５を除いてほぼ上記第１実施例と同様の構造を有する
ので、同様の部分には同一符号を付し、その説明は省略
する。この実施例においては、第１実施例の吸着部材５
の代わりに、下側部材８と上側部材９との２段構造が形
成されている。下側部材８は、中央上部において球内面
状に形成された摺動面８１と、その下方に形成された支
持軸部８２と、上面に部材の軸線を中心にしてその周り
に等角度に配置された４個の取付穴８３と、支持軸部８
２の内部に形成された収容孔８４と、外周に形成された
周縁鍔８５とを有する。

【００３１】一方、上側部材９は、中央下側において上
記摺動面８１に嵌合するように構成された球面状の玉状
部９０と、表面上に形成された吸着面９１と、吸着面９
１の中央部から上記収容孔８４に連通する如く形成され
た通気孔９２とを有する。上側部材９の底面と下側部材
８の上面との間には、上側部材９の姿勢をほぼ垂直に保
持するための４つのコイルスプリング９３が上記取付穴
８３に嵌合され、その内側にはＯリング９４が配置され
ている。

【００３２】この実施例では、上記第１実施例と同様の
作用効果に加えて、以下の作用効果をも奏する。すなわ
ち、上側部材９は、玉状部９０と摺動面８１とにより構
成される球面ジョイントの摺動により、吸着面９１を下
側部材８に対して所定角度範囲内ではあるが自在に傾斜
させることができるようになっているため、ガラス基板
の傾斜、湾曲、反り、歪みに合わせて吸着面９１が傾斜
し、確実に吸着できるようになっている。吸着面９１の
傾斜許容角度は、吸着する被吸着物の湾曲、反り、歪み
量を勘案したり、吸着面９１に対する被吸着物の搬送姿
勢を考慮して設計される。

【００３３】上記各実施例においては、吸着部材の形状
を平面円形としたが、吸着部材としては平面環状、矩形
その他の任意の形状で構成できる。また、上記実施例で
は吸着部材をコイルスプリングにより上方に付勢した
が、その他の弾性部材や流体圧駆動手段（油圧シリン
ダ、エアシリンダ等）等の他の公知の加圧手段を用いて
もよいことは明らかである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は以下の効果
を奏する。請求項１によれば、吸着面が出没自在に構成
されていることにより、被吸着物に湾曲、反り、歪み等
が存在していても、被吸着物の状態に合わせて吸着する
ことができるとともに、吸着面が突出方向に付勢されて
いることにより、吸着部材若しくは被吸着物の姿勢が上
下、垂直、斜め方向等、いずれの方向に向いていても支
障なく吸着することができる。

【００３５】請求項２によれば、吸着部材と基台との間
にラビリンス構造を設けることにより、複雑かつ精密な
シール構造を設けずに排気経路を有効に閉塞することが
できるので、簡易かつ低製造コストで有効な吸着性能を
得ることができる。

【００３６】請求項３によれば、固定吸着面を吸着面の
出没範囲内において面一になるように隣接して設けるこ
とにより、吸着面により捉えた被吸着物を吸着部材が没
するとともに固定吸着面まで引き寄せ、固定吸着面にて
確実に吸着することができるので、確実でかつ高い位置
精度の吸着保持が可能になる。

【００３７】請求項４によれば、第１構造部を第２構造
部に対して首振り状に傾斜可能に取付けることにより、
吸着面の傾斜角を被吸着物の表面に対応させることがで
きるので、被吸着物表面の湾曲、反り、歪み等が大きい
場合でも確実な吸着保持が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸着パッドの第１実施例の構造を
図３のＩ−Ｉ線に沿って切断することにより示す縦断面
図である。

【図２】第１実施例におけるガラス基板を吸着した状態
を示す縦断面図である。

【図３】第１実施例の平面図である。

【図４】本発明に係る吸着パッドの第２実施例の構造を
示す縦断面図である。

【図５】本発明に係る吸着パッドの第３実施例の構造を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１基台２台座部材３固定枠部材４スリーブ部材５吸着部材６コイルスプリング１０取付凹部１１排気孔１２排気支孔１３固定孔２１中心孔２２環状溝２３周縁鍔５１吸着面５２支持軸部５３通気孔５４収容孔５５周縁鍔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着面から排気を行うことにより被吸着
物を吸着するように構成された吸着パッドにおいて、前記吸着面を有する吸着部材を基台に対して所定範囲内
において出没自在に取付け、前記吸着部材を前記基台に
対してその突出方向に付勢するための加圧手段を設けた
ことを特徴とする吸着パッド。
【請求項２】請求項１において、前記吸着面を介して
排気するための排気経路を設け、該排気経路は、前記吸
着部材と前記基台との間に直接若しくは間接に形成され
たラビリンス構造によって閉塞されていることを特徴と
する吸着パッド。
【請求項３】請求項１において、前記吸着面に隣接し
て形成された固定吸着面を有する固定吸着部を設け、前
記固定吸着面を前記吸着面の出没範囲内において面一に
なるような位置に形成し、前記固定吸着部には、前記固
定吸着部を介して排気するための排気経路を設けたこと
を特徴とする吸着パッド。
【請求項４】請求項１において、前記吸着部材は、前
記基台に対して出没するように形成された第１構造部
と、該第１構造部に取付けられ、前記吸着面を備えた第
２構造部とを有し、前記第１構造部に対して前記第２構
造部を所定範囲内で首振り状に傾斜可能に取付ける取付
手段を設けたことを特徴とする吸着パッド。