JPWO2014112037A1 - 吸着装置 - Google Patents
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Abstract
吸着装置(1)は、吸着対象物(9)に当接し、複数の吸引孔(8)が形成された吸着部(2)と、吸着部(2)と協働して負圧室(10)を形成する側壁(3)及び天壁(4)と、負圧室(10)から吸引孔(8)内に延びるピン形状の弁体(13)と、弁体(13)が吸引孔(8)内をスライドすることにより弁体(13)の一部と吸引孔(8)の内壁の一部とが密接して吸引孔(8)を閉塞する閉塞部(16)とを備え、弁体(13)は、負圧室(10)に位置する一方の端部である根元部(13a)を有し、根元部(13a)は、負圧室(10)内で側壁(3)間に架け渡されて固定された可撓性を有する板形状の可撓体(17)に固定され、可撓体(17)は、複数の貫通孔(19)を有している。
Description
本発明は、基板を吸着して保持するための吸着装置に関する。
基板製造プロセスにおいて基板を取り扱う際、基板のような板材を吸着保持する吸着装置が用いられている(例えば特許文献1参照)。特許文献1のような吸着装置は、空気を吸引することで負圧を利用して板材を吸着保持する。具体的には、特許文献1の吸着装置は、吸引される孔内に自由移動可能な弁体を備え、この弁体が重力により作用される動作を利用して板材への負圧による保持を図っている。
しかしながら、上記のような重力の作用を利用する場合、吸引孔が下向きの場合のみしか使用できない。板材を上側にして上向きにすると、弁体が重力により下がって負圧室と板材との間を弁体が塞いでしまい、板材を吸引保持することができない。
本発明は、上記従来技術を考慮してなされたものであり、吸着対象物たる板材(基板)に対する空気の吸引方向がどのような向きであっても、吸着対象物を確実に吸引保持することができる吸着装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明では、吸着対象物に当接し、複数の吸引孔が形成された吸着部と、該吸着部と協働して略密閉された負圧室を形成する側壁及び天壁と、前記負圧室から前記吸引孔内に延びるピン形状の弁体と、該弁体が前記吸引孔内をスライドすることにより前記弁体の一部と前記吸引孔の内壁の一部とが密接して前記吸引孔を閉塞する閉塞部とを備え、前記弁体は、前記負圧室に位置する一方の端部である根元部を有し、該根元部は、前記負圧室内で前記側壁間に架け渡されて固定された可撓性を有する板形状の可撓体に固定され、前記可撓体は、複数の貫通孔を有していることを特徴とする吸着装置を提供する。
好ましくは、前記吸着対象物側に露出した前記吸引孔の開口部の孔径は2mm以下である。
好ましくは、前記吸引孔の軸線間の間隔は3mm以下である。
本発明によれば、弁体をピン形状としてその根元部が負圧室内で固定されているので、重力により弁体が吸引孔内を自由に移動することはない。したがって、吸着対象物たる板材(基板)に対する空気の吸引方向がどのような向きであっても、弁体が重力により移動して閉塞部により吸引孔を塞ぐことを防止できる。このため、吸着対象物を確実に吸引保持することができる。また、吸着対象物に吸引孔と連通して吸着対象物の外部と連通する部分(連通部)があっても、弁体の根元部は可撓性を有する可撓体に固定されているため、吸引時に可撓体が撓んで弁体を移動させ、閉塞部にて当該吸引孔を閉塞するので負圧室内の負圧を維持して確実に吸着対象物を吸引保持することができる。また、可撓体には複数の貫通孔が設けられているので、負圧室が可撓体にて塞がれることはなく、吸引ポンプから吸引孔までの吸引経路を確実に確保することができ、やはり確実に吸着対象物を吸引保持することができる。
また、開口部の孔径を2mm以下とすることで、個々の吸引孔の吸着力を低減させることができる。このため、吸着対象物が重ねられていて、吸引孔とさらに外側に位置する他の吸着対象物とが上記連通部を介して通じていたとしても、他の吸着対象物を吸引することはない。したがって、取り扱い性が向上する。また、このような小径の吸引孔とすることで、薄いガラス基板であっても吸引孔を介した吸引痕が発生しないことを確認している。
また、吸引孔の軸線間の間隔を3mm以下とすることで、吸引孔が密になる。このような間隔にすることで、吸着対象物に上記連通部が多数あったとしても当該吸着対象物に適用して吸引保持することが可能であることを確認している。
図1及び図2に示すように、本発明に係る吸着装置1は、吸着部2、側壁3、及び天壁4を有している。この例では、吸着部2はシート材5、6、7を重ねた3層構造となっている。それぞれのシート材5、6、7には当該シート材5、6、7を貫通する貫通孔が複数形成され、これら貫通孔が互いに連通して吸引孔8を形成している。したがって、吸着部2には吸引孔8が複数形成されている。シート材5、6は例えばアクリル製の板材で形成される。シート材7は吸引保持すべき吸着対象物たる基板9が当接するため、ゴム製のゴムシートであることが好ましい。
側壁3及び天壁4は、吸着部2と協働して略密閉された負圧室10を形成している。具体的には、側壁3をそれぞれ対向させて4辺を形成し、一方の端部に天壁4を配し、他方の端部に吸着部2を配して箱体を形成する。天壁4、側壁3、シート材5、6は例えばボルト11により互いに締結されて固定される。シート材7はシート材6に例えば接着されて固定される。このようにして形成された箱体の内部が負圧室10となる。天壁4には接続管12が貫通されていて、この接続管12を介して負圧室10は吸引ポンプ(不図示)と連通する。吸引ポンプを作動させることにより、負圧室内10の空気は吸引されて負圧室10内を負圧状態とすることができる。
吸引孔8内にはピン形状の弁体13が配設されている。この弁体13は吸引孔8内を吸引孔8の軸方向にスライド可能である。弁体13の一方の端部である根元部13aは負圧室10内に配設されている。弁体13の他方の端部である先端部13bは吸引孔8内に配設されている。すなわち、弁体13は負圧室10から吸引孔8内に延びている。先端部13bは先端に向けて徐々に拡径する拡径部14を有している。一方で、吸引孔8(図ではシート材5に形成された貫通孔)は弁体13の先端部13側に向けて徐々に拡径する拡径部15を有している。弁体13が根本部13a側にスライドすると、弁体13の一部である拡径部14と吸引孔8の一部である拡径部15とが密接する。このように拡径部14、15が密接することで閉塞部16が形成され、閉塞部16が形成された吸引孔8は閉塞されて空気の流通が遮断される。
対向する側壁4間には可撓体17が架け渡されて固定されている。可撓体17は可撓性を有し、例えばゴムシートや板ばね、あるいは樹脂系の板材を用いることができる。可撓体17の両端は例えば側壁4に対してねじ18を用いてねじ止めされる。可撓体17には、適当な間隔で複数の貫通孔19が形成される。
このような吸着装置1を用いて吸着対象物たる基板9を吸引保持する場合、まず基板9に対して吸着部2のシート材9を当接する。この状態で上述した吸引ポンプを作動させ、負圧室10内の空気を吸引する。図2に示すように、基板9により吸引孔8の基板9側に露出する開口部8aが塞がれるので、吸引ポンプによって吸引される空気の流れは矢印Aで示すとおりになる。すなわち、吸引孔8から吸引孔8と弁体13との間を通り、可撓体17の貫通孔19を通って負圧室10から流出する。これにより負圧室10内は負圧となる。このときは、吸引ポンプから基板9までの吸引空気の流路が確保されているので、吸着装置1にて基板9を吸引保持することができる。
さらにいえば、基板9に対する吸引孔8内の空気の吸引方向がどのような向きであっても基板9を吸引保持可能である。すなわち、図2に示すように開口部8aを下向きにしてもよいし、横向きでも上向きでもどのような角度の向きでも可能である。これは、弁体13をピン形状としてその根元部13aを負圧室10内で固定したので、重力により弁体13が吸引孔8内を自由に移動することがないためである。弁体13が重力により作用されないので、開口部8aを上向きにして吸引しても、弁体が重力で下がって閉塞部16を形成することはない。したがって、吸着対象物たる板材(基板9)に対する空気の吸引方向がどのような向きであっても、弁体13が重力により移動して閉塞部16により吸引孔8を塞ぐことを防止できる。このため、基板9を確実に吸引保持することができる。なお、吸引時に可撓体17が多少撓んで弁体13が負圧室10側に移動するが、負圧室10内が真空状態のため閉塞部16を形成するほどまでは弁体13は負圧室10側に移動しない。
一方で、基板9には様々な加工が施されている。例えば、基板9を貫通するスルーホール20である(図1参照)。このようなスルーホール20がある場合、上述したように弁体13が固定されていると基板9の外部から空気が吸引孔8内に流入することになるため、負圧室10内の負圧が維持されず、基板9の吸引保持が不安定となってしまう。しかしながら可撓体17が可撓性を有しているため、吸引ポンプの吸引作用により可撓体17がさらに撓み、弁体13を負圧室10側に移動させる。これにより、拡径部14と拡径部15とが密接して閉塞部16が形成される。したがって負圧室10内は負圧状態が維持されて真空状態となり、他の吸引孔8によって基板9を吸引保持できる。
上述したスルーホール20は、基板9に形状加工が施されて連通部8と基板9の外部との間に空気の流通経路が確保されている部分(連通部)としての一例である。このような連通部としては、他に基板製造プロセスにおいて基板を分割する部分に基板の途中深さまで切れ込みを入れるVカットがある。このVカット部分に開口部8aが配されても、可撓体17が撓んで閉塞部16が形成され、負圧室10内の負圧状態は維持される。このように連通部に配される吸引孔8に挿通された弁体13のみをスライドさせるため、根本部13aが固定された周囲に貫通孔19を設けることが好ましい。これにより、当該弁体13のみを確実にスライド移動させることができる。また、このような弁体13の移動は吸引時に自動的に行われるので、基板9に形成された連通部の位置を考慮することなく吸引保持作業を行うことができ、効率的である。また、可撓体17の材質等を変更することでたわみ量を変更できる。
図3に示すように、吸着部2が有するシート材7は、吸着対象物たる基板9側には吸引孔8の開口部8aが露出している。この開口部8aの孔径dは2mm以下であることが好ましい。開口部8aの孔径を2mm以下とすることで、個々の吸引孔8の吸着力を低減させることができる。このため、吸着対象物たる基板9が重ねられていて、吸引孔8とさらに外側に位置する他の吸着対象物とが上記連通部20を介して通じていたとしても、他の吸着対象物9を吸引することはない。したがって、取り扱い性が向上する。また、このような小径の吸引孔8とすることで、吸着対象物9が薄いガラス基板であっても吸引孔8を介した吸引痕が発生しないことを確認している。
また、図3に示すように、吸引孔8の軸線間の間隔は3mm以下であることが好ましい。吸引孔8の軸線間の間隔pを3mm以下とすることで、吸引孔8が密になる。このような間隔にすることで、吸着対象物9に上記連通部20が多数あったとしても当該吸着対象物9に適用して吸引保持することが可能であることを確認している。
1:吸着装置、2:吸着部、3:側壁、4:天壁、5:シート材、6:シート材、7:シート材、8:吸引孔、8a:開口部、9:基板(吸着対象物)、10:負圧室、11:ボルト、12:接続管、13:弁体、13a:根元部、13b:先端部、14:拡径部、15:拡径部、16:閉塞部、17:可撓体、18:ねじ、19:貫通孔、20:スルーホール(連通部)
Claims (3)
- 吸着対象物に当接し、複数の吸引孔が形成された吸着部と、
該吸着部と協働して略密閉された負圧室を形成する側壁及び天壁と、
前記負圧室から前記吸引孔内に延びるピン形状の弁体と、
該弁体が前記吸引孔内をスライドすることにより前記弁体の一部と前記吸引孔の内壁の一部とが密接して前記吸引孔を閉塞する閉塞部と
を備え、
前記弁体は、前記負圧室に位置する一方の端部である根元部を有し、
該根元部は、前記負圧室内で前記側壁間に架け渡されて固定された可撓性を有する板形状の可撓体に固定され、
前記可撓体は、複数の貫通孔を有していることを特徴とする吸着装置。 - 前記吸着対象物側に露出した前記吸引孔の開口部の孔径は2mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の吸着装置。
- 前記吸引孔の軸線間の間隔は3mm以下であることを特徴とする請求項2に記載の吸着装置。
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