説明

基板供給装置

【課題】短時間で基板を交換できる基板供給装置を提供する
【解決手段】基板供給装置1は、一体に回転および昇降可能に設けられ、回転軸周りに対称に配置された複数のアーム4と、それぞれ、アーム4に遊びを有するように支持され、且つ、基板を保持可能な複数の小定盤6と、アーム4の回転および昇降によって小定盤6が載置され、且つ、小定盤6を遊びの範囲内で位置決めして保持する定盤保持機構9,10を備える主定盤7とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板を加工する装置に対して基板を供給および排出するための基板供給装置に関する。
【背景技術】
【0002】
フラットディスプレイパネルの製造等では、ガラス基板にダイコータを用いて塗工する工程がある。基板に厚みの均一な塗膜を形成するためには、基板を正確に位置決めして保持し、基板とダイヘッドとの隙間を均一に保つように、ダイヘッドを移動させる必要がある。このため、特許文献1に開示されているように、基板を保持する定盤上にダイヘッドを移動させるためのレールを固定した装置を用いるのが一般的である。
【0003】
また、そのような定盤上に基板を配置および排出(交換)するために、例えば特許文献2に開示されているように、定盤から突出するピンによって基板を持ち上げ、ロボットのアームを差し込んで基板を取り出す構造が設けられる。ところが、塗工サイクルを短くするために、塗料を塗布した直後にピンにより基板を持ち上げると、基板が撓み、凹んだ部分に塗料が流動して乾燥するので膜厚が不均一になる。このため、基板の塗工サイクルの短縮には膜厚の均一性に犠牲を生じるので、製造能力を上げられない。
【0004】
特許文献3には、大きな定盤上に基板を載置する2つのステーションを設け、2つのステーション上を移動できるようにダイコータを配置した装置が開示されている。この装置では、一方のステーションにおいて基板を塗工している間に、他方のステーションの基板を交換すればよいので、処理能力が高い。しかしながら、2つのステーションに対してそれぞれ基板を交換するロボットが必要であり、装置が大型化して高価になるという問題がある。さらに、ダイヘッドの移動量が大きいので、誤差も生じやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2002−200450号公報
【特許文献2】特開平5−45641号公報
【特許文献3】特開2002−102771号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記問題点に鑑みて、本発明は、短時間で基板を交換できる基板供給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、本発明による基板供給装置は、一体に回転および昇降可能に設けられ、回転軸周りに対称に配置された複数のアームと、それぞれ、前記アームに遊びを有するように支持され、且つ、基板を保持可能な複数の小定盤と、前記アームの回転および昇降によって前記小定盤が載置され、且つ、前記小定盤を前記遊びの範囲内で位置決めして保持する定盤保持機構を備える主定盤とを備えるものとする。
【0008】
この構成によれば、塗工装置または加工装置に小定盤に保持した状態で基板を供給および排出するので、塗工(加工)直後に基板を撓ませることなく排出して、次の基板を供給できる。このため、塗工(加工)後基板を持ち上げるまでの時間を短くすることなく、塗工サイクルを短縮できる。また、小定盤とアームとの間に遊びを設けたことで、主定盤の上で小定盤の位置や姿勢を微調整可能としており、塗工または加工時の基板の位置および姿勢を正確に定められる。また、本発明の基板供給装置は、基板を取り扱うロボットが1台でよく、塗工装置または加工装置の可動範囲が大きくなることもないので、安価に提供できる。
【0009】
また、本発明の基板供給装置において、前記小定盤は、表面に突出して前記基板を持ち上げられる支持ピンを内蔵し、基板供給装置は、前記アームの1つが前記小定盤を前記主定盤の上に保持するとき、他の前記アームが支持する前記小定盤の下側に位置するように配置され、前記支持ピンを押し上げる駆動ピンを有する駆動機構をさらに備え、前記駆動ピンと前記支持ピンとは、磁力により互いに吸着するように構成されていてもよい。
【0010】
この構成によれば、磁力によって駆動ピンの後退に合わせて確実に支持ピンを後退させられるので、小定盤の内部に支持ピンを付勢する部材を配置する必要がなく、構造が簡単であり、小定盤の厚みが大きくならない。
【0011】
また、本発明の基板供給装置において、前記定盤保持機構は、前記小定盤を空気圧によって支持するエアパッドを有してもよい。
【0012】
この構成によれば、小定盤の重量を支持する部分が非接触であるため、摩耗による基板を保持する高さの変化を防止できる。
【0013】
また、本発明の基板供給装置において、前記主定盤は、前記基板を加工する装置を支持してもよい。
【0014】
この構成によれば、主定盤と加工装置との位置関係が変わらないため、小定盤に基板を位置決めし、小定盤を主定盤に位置決めすることで、基板と加工装置との間の位置関係が保証される。
【発明の効果】
【0015】
以上のように、複数の小定盤をアームの回転(旋回)により主定盤上に配置するので、小定盤への基板の配置と、基板の加工とを並行して実行することができる。また、小定盤とアームとの間に遊びを設けたことで、小定盤を主定盤上で微調整できるので、加工時に基板を精度よく保持できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の1つの実施形態の基板搬送装置を備える基板塗工装置の斜視図である。
【図2】図1の基板塗工装置の側面図である。
【図3】図1の基板塗工装置の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
これより、発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1および2に、本発明の1つの実施形態である基板搬送装置1を備える基板塗工装置を示す。基板搬送装置1は、回転駆動部2によって垂直な軸周りに回転可能且つ垂直に昇降可能に支持された回転テーブル3と、2本1対に設けられ、回転テーブル3から径方向外側に延伸する2対のアーム4と、アーム4の各対にそれぞれ支持され、ガラス基板5を吸着して保持可能な2つの小定盤6と、一方の小定盤6を保持可能な主定盤7と、他方の小定盤6からガラス基板5を持ち上げるためのピン駆動機構8とを有する。
【0018】
アーム4の対は、回転駆動部2の回転軸周りに互いに対称に、つまり、180°の角度で配置されている。主定盤7とピン駆動機構8とは、回転駆動部の軸周りに対称な位置に配置され、一方の小定盤6が主定盤7の上に保持されたとき、他方の小定盤6の直下にピン駆動機構8が位置するようになっている。
【0019】
主定盤7およびピン駆動機構8は、それぞれ、小定盤6の側辺に当接し、小定盤6の水平位置および向きを定める複数の位置決め装置9を有する。位置決め装置9は、それぞれ小定盤6との当接位置を調節可能なアクチュエータであり、主定盤7、ピン駆動機構8および回転テーブル3に設けられたエアシリンダ10と協動して、小定盤6の水平位置および向きを、アーム4との遊びの範囲内で定める(定盤保持機構)。
【0020】
小定盤6は、底面にアーム4を受け入れる溝11を有しているが、溝11の幅がアーム4の幅よりも広く、遊びを有するように支持されている。したがって、小定盤6は、アーム4上において、その遊びの範囲内で水平移動および水平回転が可能である。
【0021】
回転駆動部2は、回転テーブル3およびアーム4を回転時に障害物のない高さ(図2の二点鎖線で示す位置)まで上昇させた状態で180°回転し、小定盤6を主定盤7の上方に配置してから、回転テーブル3およびアーム4を下降させることによって、小定盤6を主定盤7の上に載置し、アーム4は溝11との間に隙間が生じる位置までさらに下降する。
【0022】
主定盤7は、空気圧によって小定盤6を非接触状態で支持するエアパッド12を有する。エアパッド12は、それぞれ空気圧の調整等で高さ調節可能に保持されており、小定盤6の上面が所定の高さで水平になるように調節され、小定盤6は、エアパッド12の空気圧だけで保持された状態となる。
【0023】
エアパッド12および位置決め装置9は、小定盤6ごとに異なる保持位置を設定できようになっている。これにより、各小定盤6に微小な傾きや形状の違いがあっても、小定盤6に吸着されたガラス基板5は、主定盤7に対して、一定の位置および向きに保持される。
【0024】
また、本実施形態では、エアパッド12で空気圧によって非接触で小定盤6の重さを受け止めるだけであるので、小定盤6およびエアパッド12が摩耗せず、一度、小定盤6ごとにエアパッド12の高さを設定すれば、毎回、ガラス基板5を正確に同じ位置に保持することができる。また、位置決め装置9やエアシリンダ10による位置決めも非常に小さな力で瞬時に行うことができる。
【0025】
主定盤7は、ガラス基板5に塗工するダイヘッド13を保持する門型の走行フレーム14を案内するガイドレール15を有する。つまり、主定盤7は、ダイヘッド13を移動させることによってガラス基板5に塗工する加工装置を支持しており、ダイヘッド13を主定盤7に対して厳密に平行移動させられる。したがって、ダイヘッド13は、主定盤7上に正確に位置決め保持されたガラス基板5に均一な膜厚の塗膜を形成できる。
【0026】
さらに、図3に、小定盤6の内部の構造を示す。小定盤6は、ピン駆動機構8によって駆動され、ガラス基板5を小定盤6から持ち上げる支持ピン16を内蔵している。支持ピン16は、小定盤6に埋め込まれた案内筒17内で摺動するスライダ18に突設されている。スライダ18は、下側に磁性金属片19が取り付けられている。
【0027】
ピン駆動機構8は、シリンダ20によって昇降可能に保持されたフレーム21上に突設された駆動ピン22を有し、駆動ピン22の先端には、磁性金属片19を吸着する永久磁石23が取り付けられている。
【0028】
ガラス基板5は、ピン駆動機構8のフレーム21を上昇させて、駆動ピン22により支持ピン16を支持するスライダ18を押し上げることで、小定盤6から持ち上げられる。そして、図1に図示すように、ロボットハンド24が、ガラス基板5の下側に挿入され、小定盤6上からガラス基板5を取り除く。
【0029】
さらに、ロボットハンド24は、新たなガラス基板5を支持ピン16上に載置する。ロボットハンド24が引き抜かれた後、ピン駆動機構8が駆動ピン22を下降させることにより、支持ピン16が小定盤6の内部に収容され、ガラス基板5は、小定盤6上に載置される。
【0030】
このとき、ロボットハンド24がガラス基板5を載置する位置を、画像処理技術や小定盤6に内蔵する位置決め機構(不図示)等を利用して、正確に制御することにより、ガラス基板5を小定盤6に対して正確に位置決めして吸着保持させることが可能である。ガラス基板5と小定盤6の相対位置が毎回同じになることで、主定盤7においては、小定盤6を位置決めしただけで、主定盤7とガラス基板5との相対位置も、毎回同じにできることとなる。
【0031】
このように、本実施形態では、ダイヘッド13によって塗工前のガラス基板5を保持した小定盤6を、ガラス基板5に塗工するための主定盤7に供給し、塗工後のガラス基板5を保持した小定盤6を、主定盤7から搬出する。
【0032】
塗膜が形成されたガラス基板5は、小定盤6に保持されたまま、アーム4が180°回転することによってピン駆動機構8の上に移動させられてから、新しいガラス基板5と交換するために、支持ピン16によって小定盤6から持ち上げられる。つまり、塗工されたガラス基板5は、アーム4が回転している間は小定盤6に保持された状態であり、塗料を塗工した直後にガラス基板5を持ち上げることがない。よって、ガラス基板5が小定盤6に保持された平坦な状態のまま塗料が乾燥する。その後、ガラス基板5がピン駆動機構8によって持ち上げられて撓みが生じても、既に塗料が乾燥しているので、塗料が凹んだ部分に流動して膜厚を不均一にすることがない。
【0033】
このため、ガラス基板5の塗膜が形成されてから支持ピン16によって持ち上げられるまでの時間を長くしながら、塗工されるガラス基板5の枚数を多くすることができる。
【0034】
ここで、本発明では、アーム4に対する遊びの中で小定盤6が位置決めされ、アーム4が小定盤6を完全に離すことがないので、アーム4を小定盤6に対して位置決めしたり、アーム4による小定盤6の保持を確保するための特別な機構が不要である。
【0035】
また、本実施形態では、小定盤6の厚みの中に保持された支持ピン16を、駆動ピン22で押し上げるように構成したので、ピン駆動機構8のシリンダ20のストロークは、小定盤6の厚みよりも小さくてよくなり、駆動ピン22の昇降に要する時間が短くなり、生産量を増やすことができる。
【0036】
さらに、駆動ピン22の永久磁石23が支持ピン16と一体に移動する磁性金属片19に吸着するので、駆動ピン22の下降は、重力に加えて、支持ピン16を小定盤6の中に引き込む力を作用させる。これにより、支持ピン16を収容方向に付勢するばね等を設けなくても、支持ピン16の収容が確実に達成される。このため、支持ピン16を保持する構造が簡素であり、小定盤6の薄型化が可能である。
【符号の説明】
【0037】
1…基板搬送装置
2…回転駆動部
3…回転テーブル
4…アーム
5…ガラス基板
6…小定盤
7…主定盤
8…ピン駆動機構
9…位置決め装置
10…エアシリンダ
11…溝
12…エアパッド
13…ダイヘッド
14…走行フレーム
15…ガイドレール
16…支持ピン
17…案内筒
18…スライダ
19…磁性金属片
20…シリンダ
21…フレーム
22…駆動ピン
23…永久磁石
24…ロボットハンド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一体に回転および昇降可能に設けられ、回転軸周りに対称に配置された複数のアームと、
それぞれ、前記アームに遊びを有するように支持され、且つ、基板を保持可能な複数の小定盤と、
前記アームの回転および昇降によって前記小定盤が載置され、且つ、前記小定盤を前記遊びの範囲内で位置決めして保持する定盤保持機構を備える主定盤とを備えることを特徴とする基板供給装置。
【請求項2】
前記小定盤は、表面に突出して前記基板を持ち上げられる支持ピンを内蔵し、
基板供給装置は、前記アームの1つが前記小定盤を前記主定盤の上に保持するとき、他の前記アームが支持する前記小定盤の下側に位置するように配置され、前記支持ピンを押し上げる駆動ピンを有する駆動機構をさらに備え、
前記駆動ピンと前記支持ピンとは、磁力により互いに吸着するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の基板供給装置。
【請求項3】
前記定盤保持機構は、前記小定盤を空気圧によって支持するエアパッドを有することを特徴とする請求項1または2に記載の基板供給装置。
【請求項4】
前記主定盤は、前記基板を加工する装置を支持することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の基板供給装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−58690(P2013−58690A)
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−197396(P2011−197396)
【出願日】平成23年9月9日(2011.9.9)
【出願人】(000211123)中外炉工業株式会社 (170)
【Fターム(参考)】