JP7399552B2

JP7399552B2 - 収納体搬送装置及びレーザ加工装置

Info

Publication number: JP7399552B2
Application number: JP2019059799A
Authority: JP
Inventors: 裕見中本; 昌彦船山
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2023-12-18
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: JP2020161654A

Description

本発明は、例えばレーザ加工装置に対して被加工体としての基板を供給し、加工後の基板を取り出すために、基板を搬送する収納体搬送装置及びレーザ加工装置に関する。

半導体、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、プリント配線板等の製造工場では、基板を複数枚収納する収納体（マガジン、カセット、キャリア、ＦＯＵＰ(Front Opening Unify Pod)：ウエハ用のカセット等）を用いて基板を搬送する。工場ではＡＧＶ（Automated Guided Vehicle:無人搬送車）等を用いて、装置と装置の間、または同一装置内の複数の収納体のセット場所の間で収納体を搬送する。

例えば特許文献１には、加工装置に収納体を２つセットし、基板投入側の位置にセットした一方の収納体から基板を取出し、加工装置で基板を加工した後、基板搬出側の位置にセットした他方の収納体に基板を格納することが記載されている。また、加工装置の２つの位置間を、コンベアにて搬送する技術が知られている（特許文献２参照）。

特開２０１８－０９８３６３号公報特開平４－３１３２１２号公報

特許文献１に記載の構成では、基板投入側の位置にセットした一方の収納体が空になった際には、ＡＧＶがこの収納体を加工装置から受け取って基板搬出側の位置に移動する必要がある。しかしながら、以前にセットした他方の収納体が満載になるまで、一方の収納体を基板搬出側の位置に搬送することができないので、次の新しい収納体をセットすることができず、待ち時間が生じる。特に、複数の収納体に跨るロットの生産がある場合、空となった一方の収納体の一時保管と満載した他方の収納体の次工程への搬送と、一時保管した一方の収納体の基板搬出側の位置へのセットのために、ＡＧＶを度々占有され、また、ＡＧＶの導線が複雑になる問題がある。特許文献２の場合では、ＡＧＶを用いない収納体の搬送装置が示されているが、特許文献１に記載の構成で生じる収納体の搬送が煩雑になるという問題を解決することはできない。

したがって、本発明の目的は、収納体を効率よく搬送することができる収納体搬送装置及びレーザ加工装置を提供することにある。

本発明は、被加工層が形成された基板を複数収納可能な収納体を搬送し、設定された第１の位置乃至第４の位置にそれぞれ収納体を位置させる収納体搬送ユニットと、
第１の位置にある第１の収納体から取り出した基板を基板処理装置に搬送し、第１の位置の下流側に設定された第２の位置にある第２の収納体の中に基板処理装置から取り出した基板を格納する受け渡し装置とを備え、
第１の収納体から基板を基板処理装置に搬送する期間において、基板が収納された第３の収納体が第１の位置の上流側に設定された第３の位置に搬入され、
第２の収納体の中に基板処理装置から取り出した基板を格納する期間において、第２の位置の下流側に設定された第４の位置において、加工後の基板が収納された第４の収納体が収納体搬送ユニットから搬出され、
第２の収納体の中に基板処理装置から取り出した基板を格納する期間の後に、第２の収納体が第２の位置から第４の位置に搬送され、
第１の収納体から基板を基板処理装置に搬送する期間の後に、第１の収納体が第１の位置から第２の位置に搬送されると共に、第３の収納体が第３の位置から第１の位置に搬送される
ようにした収納体搬送装置である。

少なくとも一つの実施形態によれば、収納体を移動させるのに、移動先が空くのを待つ必要がなく、またＡＧＶを利用せずに、収納体搬送ユニット内で収納体を移動させることができるので、生産性が向上する利点がある。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本明細書に記載されたいずれかの効果又はそれらと異質な効果であっても良い。

図１は、本発明の第１の実施形態の概略的正面構成を示す図である。図２は、本発明の第１の実施形態の概略的平面構成を示す図である。図３は、本発明の第１の実施形態の動作を説明するための略線図である。図４は、本発明の第２の実施形態の収納体搬送ユニットの概略的平面構成を示す図である。図５は、本発明の変形例を説明するための略線図である。図６は、本発明の変形例を説明するための略線図である。

以下、本発明の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。

図１は本発明の第１実施形態の正面概略構成図である。また図２は第１実施形態の平面概略構成図である。第１実施形態では、レーザ加工装置１が、被加工層が形成された複数の基板が収納された収納体（以下、マガジンと適宜称する）を搬送する収納体搬送装置２を備えている。収納体搬送装置２には、収納体搬送ユニットとして、水平方向（Ｘ方向）に延長するガイドレール等のＸ方向直動機構１０と、Ｘ方向直動機構１０の移動部にマガジン係止ユニットＨが設置されている。Ｘ方向直動機構１及びマガジン係止ユニットＨは、空調チャンバー（収納体搬送装置２の外装フレーム）の天井部に吊り下げるように設けられている。但し、収納体搬送ユニットは、空調チャンバーの内側面や底面に取り付けるようにしてもよい。また、複数のマガジン係止ユニットを設けてもよい。

マガジン係止ユニットＨは、水平方向を左右（Ｘ軸方向）に移動自在可能とされ、また、その移動量及び停止位置が制御可能とされている。マガジン係止ユニットＨの下方先端には、マガジン係止ユニットとマガジンを連結するためのクランプ機構Ｃが設けられている。クランプ機構ＣをＺ方向（垂直方向）に移動させるためのＺ方向直動機構をマガジン係止ユニットＨが有する。クランプ機構Ｃによって、マガジン係止ユニットＨとマガジンが連結される。この連結状態及び非連結状態が制御可能とされている。

収納体搬送ユニットの下部にＸ方向に延長して配されたベースＢが配置されている。ベースＢ上の複数箇所例えば４箇所にマガジン載置テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３及びＴ４が取り付けられている。各マガジン載置テーブルＴ１～Ｔ４は、載置されるマガジンを位置決めするための位置決め機構を有する。

マガジン載置テーブルＴ１及びＴ４の下側には、ＡＧＶの備えるフォークの逃げ溝２ａ，２ｂが設けられている。また、マガジン載置テーブルＴ２及びＴ３は、テーブル昇降機構３ａ，３ｂによって昇降自在とされている。

図１においては、マガジン載置テーブルＴ１～Ｔ４に対してマガジンＭ１，Ｍ２，Ｍ３及びＭ４がそれぞれ載置されている状態が示されている。各マガジンに対して破線で示すように、基板が間隔を空けて複数枚収納されている。基板は例えばプリント配線板用の有機基板であり、表面にレーザ加工をする被加工層が形成されている。被加工層は例えば、樹脂膜や金属箔であり、レーザによってビア形成等の加工処理が可能な材料によって形成されている。

マガジン載置テーブルＴ１～Ｔ４のそれぞれの位置をＰ１，Ｐ２，Ｐ３及びＰ４と称する。位置Ｐ２は、第１の位置で、位置Ｐ３は、第２の位置である。第１の位置Ｐ２において、マガジンから取り出した加工前基板を、基板に対して処理（レーザビア加工処理、露光処理等）を行う基板処理装置（以降、加工装置と適宜称する）に搬送し、第２の位置Ｐ３において、加工装置から取り出した加工後基板をマガジンの中に格納するようになされる。さらに、第３の位置Ｐ１において、加工前基板が収納されたマガジンがＡＧＶによって収納体搬送ユニット（マガジン載置テーブルＴ１）に搬送可能なように配される。さらに、第４の位置Ｐ４において、加工後の基板が収納されたマガジンがＡＧＶによって収納体搬送ユニットから離脱するために待機するようになされる。

図１に示すように、最大数のマガジンがセットされた状態においては、位置Ｐ１（マガジン載置テーブルＴ１）に加工前基板が収納されたマガジンＭ４がセットされ、位置Ｐ２（マガジン載置テーブルＴ２）に加工前基板が収納されたマガジンＭ３がセットされ、位置Ｐ３（マガジン載置テーブルＴ３）に加工後基板が収納される空のマガジンＭ２がセットされ、位置Ｐ４（マガジン載置テーブルＴ４）に加工後基板が収納されたマガジンＭ１がセットされる。

第１の実施形態の動作について説明する。各マガジン載置テーブル上にマガジンが全くセットされていない初期状態では、位置Ｐ１（マガジン載置テーブルＴ１）に対してＡＧＶによって加工後基板を収納するための空のマガジンＭ１がセットされる。
次に、マガジン係止ユニットＨのクランプ機構ＣがマガジンＭ１の上部フックをクランプし、マガジン係止ユニットＨのＺ方向直動機構がＺ＋方向（上方向）に作動し、マガジンＭ１を持ち上げる。Ｘ方向直動機構１がＸ＋方向に作動し、マガジンＭ１をマガジン載置テーブルＴ２上まで搬送する。マガジン係止ユニットＨのＺ方向直動機構がＺ－方向（下方向）に作動し、マガジンＭ１をマガジン載置テーブルＴ２に載置する。このようにしてマガジンＭ１を位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動する。マガジン係止ユニットＨのクランプ機構Ｃが解除され、マガジン係止ユニットＨがＺ方向直動機構によってＺ＋方向（上方向）に退避する。

さらに、上述した動作と同様の動作によってマガジンＭ１を位置Ｐ２（マガジン載置テーブルＴ２）から位置Ｐ３（マガジン載置テーブルＴ３）まで搬送する。但し、他のマガジンが存在していない時には、マガジンＭ１を位置Ｐ１から位置Ｐ３まで搬送してもよい。

次に、位置Ｐ１（マガジン載置テーブルＴ１）に加工前基板が収納されたマガジンＭ２をＡＧＶによってセットし、そして、このマガジンＭ２を位置Ｐ２（マガジン載置テーブルＴ２）までマガジン係止ユニットＨによって搬送する。したがって、位置Ｐ２に加工前基板が収納されたマガジンＭ２が位置し、位置Ｐ３に空のマガジンＭ１が位置した状態となる。

次に、受け渡し装置としての基板搬送ロボット１３によってマガジンＭ２から加工前基板を取り出して加工装置例えばレーザ加工装置に投入する。例えば基板搬送ロボットがマガジンＭ２の上部開口から１枚ずつ基板を取り出して加工装置の加工ステージ（不図示）にセットする。

加工装置により加工された加工後基板が基板搬送ロボット１３によって１枚ごと順にマガジンＭ１に収納される。このように、基板搬送ロボット１３は、位置Ｐ２にあるマガジンＭ２から基板を１枚取り出して加工装置の加工ステージ（不図示）にセットし、加工済みの基板を加工ステージから受取り、位置Ｐ３にあるマガジンＭ１に加工した基板を収納する。基板搬送ロボットは、周知の機構、例えば、スカラロボットと直動機構の組合せで構成される。

マガジンＭ２の加工前基板を加工装置に投入して加工を行っている間に、ＡＧＶによってマガジンＭ３が位置Ｐ１（マガジン載置テーブルＴ１）にセットされる。そして、加工後基板が収納されたマガジンＭ１が位置Ｐ３（マガジン載置テーブルＴ３）から位置Ｐ４（マガジン載置テーブルＴ４）に搬送される。そして、ＡＧＶによってマガジンＭ１が収納体搬送ユニットから取り出されて次の工程に搬送される。さらに、空となったマガジンＭ２が位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動され、加工後基板の収納開始を待機する。さらに、マガジンＭ３が位置Ｐ１（マガジン載置テーブルＴ１）から位置Ｐ２（マガジン載置テーブル２）に移動し、加工前基板の取り出しを待機する。

マガジンＭ３の加工前基板を加工装置に投入して加工を行っている間に、ＡＧＶによってマガジンＭ４が位置Ｐ１（マガジン載置テーブルＴ１）にセットされる。図１は、マガジンＭ１をＡＧＶによって取り出す前の状態を示している。
以上の処理の流れを概略的に図示したものが図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃである。

上述した第１の実施形態によれば、収納体としてのマガジンを移動させるのに、移動先が空くのを待つ必要がなく、またＡＧＶを利用せずに、収納体搬送ユニット内でマガジンを移動させることができるので、生産性が向上する利点がある。

本発明の第２の実施形態について図４を参照して説明する。図４に示すように、マガジンをＸ方向に搬送するために、ローラチェーン、ベルトコンベア等の収納体搬送ユニット１１が使用される。収納体搬送ユニット１１は、第１の実施形態と同様に、Ｐ１～Ｐ４の位置にマガジンを搬送することが可能とされている。また、マガジンをＺ方向に変位させることが可能とされている。

かかる第２の実施形態によっても、マガジンを移動させるのに、移動先が空くのを待つ必要がなく、またＡＧＶを利用せずに、収納体搬送ユニット内でマガジンを移動させられるので、生産性が向上する利点がある。

図５は、収納体搬送ユニットの変形例の平面図である。マガジンのセット位置Ｐ１と、加工位置Ｐ２の間を半円状の搬送経路で結び、加工後の基板を収納する基板収納位置Ｐ３と、マガジンが離脱のためにＡＧＶを待機する位置Ｐ４の間を半円状の搬送経路で結んだ構成である。さらに、円形状に搬送経路を構成してもよい。

さらに、収納体搬送ユニットの経路は、水平（Ｘ）方向に限定されず、垂直（Ｚ）方向に延長するものであってもよい。例えば図６の収納体搬送ユニットの変形例の正面図に示すように、位置Ｐ１と位置Ｐ２間の経路が上方向に延びるものであり、位置Ｐ２及び位置Ｐ３を結ぶ経路が水平方向に延びるものであり、位置Ｐ３及び位置Ｐ４を結ぶ経路が下方向に延びるものであってもよい。

以上の説明では、位置Ｐ１から位置Ｐ４の４個の位置を設定しているが、位置Ｐ１と位置Ｐ２を同一位置とするか、又は位置Ｐ３と位置Ｐ４を同一位置として合計３箇所の位置を設定するようにしてもよい。さらに、合計２箇所の位置としてもよい。また、位置Ｐ２及びＰ３の間に、空マガジンを待機するための位置を設けて全部で５カ所の位置としてもよい。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。

１０・・・Ｘ方向直動機構、２・・・収納体搬送装置、３ａ，３ｂ・・・Ｚ方向直動機構、Ｈ・・・マガジン係止ユニット、Ｃ・・・クランプ機構、Ｍ１～Ｍ４・・・マガジン、Ｔ１～Ｔ４・・・マガジン載置テーブル、Ｐ１～Ｐ４・・・位置、１１・・・収納体搬送ユニット、１２・・・加工装置、１３・・・基板搬送ロボット

Claims

被加工層が形成された基板を複数収納可能な収納体を搬送し、設定された第１の位置乃至第４の位置にそれぞれ前記収納体を位置させる収納体搬送ユニットと、
前記第１の位置にある第１の収納体から取り出した前記基板を基板処理装置に搬送し、前記第１の位置の下流側に設定された前記第２の位置にある第２の収納体の中に前記基板処理装置から取り出した前記基板を格納する受け渡し装置とを備え、
前記第１の収納体から前記基板を前記基板処理装置に搬送する期間において、前記基板が収納された第３の収納体が前記第１の位置の上流側に設定された第３の位置に搬入され、
前記第２の収納体の中に前記基板処理装置から取り出した前記基板を格納する期間において、前記第２の位置の下流側に設定された第４の位置において、加工後の前記基板が収納された第４の収納体が前記収納体搬送ユニットから搬出され、
前記第２の収納体の中に前記基板処理装置から取り出した前記基板を格納する期間の後に、前記第２の収納体が前記第２の位置から前記第４の位置に搬送され、
前記第１の収納体から前記基板を前記基板処理装置に搬送する期間の後に、前記第１の収納体が前記第１の位置から前記第２の位置に搬送されると共に、前記第３の収納体が前記第３の位置から前記第１の位置に搬送される
ようにした収納体搬送装置。
前記収納体をほぼ水平方向に搬送するための搬送経路を前記収納体搬送ユニットが有する請求項１に記載の収納体搬送装置。
前記収納体をほぼ垂直方向に搬送するための搬送経路を前記収納体搬送ユニットが有する請求項１に記載の収納体搬送装置。
基板にレーザ光による加工を行う基板処理装置と、
被加工層が形成された基板を複数収納可能な収納体を搬送し、設定された第１の位置乃至第４の位置にそれぞれ前記収納体を位置させる収納体搬送ユニットと、
前記第１の位置にある第１の収納体から取り出した前記基板を基板処理装置に搬送し、前記第１の位置の下流側に設定された前記第２の位置にある第２の収納体の中に前記基板処理装置から取り出した前記基板を格納する受け渡し装置とを備え、
前記第１の収納体から前記基板を前記基板処理装置に搬送する期間において、前記基板が収納された第３の収納体が前記第１の位置の上流側に設定された第３の位置に搬入され、
前記第２の収納体の中に前記基板処理装置から取り出した前記基板を格納する期間において、前記第２の位置の下流側に設定された第４の位置において、加工後の前記基板が収納された第４の収納体が前記収納体搬送ユニットから搬出され、
前記第２の収納体の中に前記基板処理装置から取り出した前記基板を格納する期間の後に、前記第２の収納体が前記第２の位置から前記第４の位置に搬送され、
前記第１の収納体から前記基板を前記基板処理装置に搬送する期間の後に、前記第１の収納体が前記第１の位置から前記第２の位置に搬送されると共に、前記第３の収納体が前記第３の位置から前記第１の位置に搬送される
ようにしたレーザ加工装置。