(57)【要約】【課題】超音波を動力として、搬送品を流体により浮上させながら搬送させる非接触搬送装置において、流体と搬送品と装置部分との摩擦により発生する摩擦電気なる静電気が多く発生していた。そのために、搬送品に流体と共に帯電した空気中の塵が付着すると言う問題が発生していた。また帯電のために、外乱を受けた際の音波放射波の低下や変動によって搬送品が振動体に接触する懸念があり、浮揚力の安定において信頼性に乏しいという問題があった。【解決手段】静電気の防止のためセラミックと貯蔵室を具備したモジュールにより、流体の噴出圧力を一定にして静電気の発生を押さえ、搬送品の移動と共に、噴出、停止、流量を制御するため静電気の発生を最小限度に抑えることができる。また特にセラミックの多孔質板がポーラス型で且つアルミナ材質は静電気の発生を最小限に抑えられる。【選択図】図２
2008074538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を動力として搬送品を推進させる搬送装置において、静電気の防止と除去をする為の多数の孔の空いたセラミック板と、流体の貯蔵室と、前記流体の供給手段とにより、前記の孔の空いたセラミック板を通して流体を上方向に噴出させ噴出圧力によって上方向に搬送品を浮揚させながら搬送する非接触搬送装置。
【請求項２】
超音波を動力として搬送品を推進させる搬送装置において、静電気の防止と除去をする為の多孔質のセラミック板と、流体の貯蔵室と、前記流体の供給手段とにより、前記セラミックの多孔質板を通して流体を上方向に噴出させ噴出圧力によって上方向に搬送品を浮揚させながら搬送する非接触搬送装置。
【請求項３】
前記セラミック多孔質板がポーラス型で且つアルミナ材質である事を特徴とする請求項２記載の非接触搬送装置。
【請求項４】
帯電体の搬送に用いる事を特徴とする、請求項１、請求項２記載の非接触搬送装置。
【請求項５】
半導体の電子チップを積載した基板の搬送に用いる事を特徴とする、請求項１、請求項２記載の非接触搬送装置。
【請求項６】
静電気の防止と除去をする為のセラミック板と流体の貯蔵室が１つのモジュールとなっている事を特徴とする請求項１、請求項２記載の非接触搬送装置。
【請求項７】
前記モジュールが搬送品の方向を変える円弧状のコーナ部である事を特徴とする請求項１、請求項２記載の非接触搬送装置。
【請求項８】
搬送品の移動を光センサにて検出し、前記搬送品の移動と共に流体の噴出を制御する制御手段により、前記モジュールの上方向に流体の流量を順次噴出と停止と増減をさせる事を特徴とする請求項６、請求項７記載の非接触搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電を起こしやすい、帯電すると破壊されやすい、例えばフラットパネルディスプレイ用のマザーガラス基板や半導体ウエハ等の平板状部品、ガラス板、半導体積載基板を始めとする種々の搬送品を完全な非接触状態で浮上させながら超音波を動力として搬送品を搬送移動させる非接触搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイの生産台数の増大に伴い、これらディスプレイに用いるマザーガラス基板の大型化が急速に進んでいる。これは、一枚のマザーガラス基板からできるだけ多くのディスプレイパネルを面取りできるようにし、よってディスプレイ一台当りの単価を低滅するためである。しかるに、マザーガラス基板は、精密精緻なディスプレイのフラットパネル原材として、微小な損傷は言うまでもなく、僅かなよごれの付着やストレスの発生をも嫌うものであるから、大型になればなるほど、取扱いが難しくなる。
【０００３】
例えば、マザーガラス基板の搬送手段として従来より凡用される搬送ローラやフォークリフトでは、基板が大型になれば、それに対応して当該基板にかかる応力を暖和するためにローラ個数やフォーク本数を増やす必要があるが、多数のローラやフォークの高さを厳密に揃えるための
調整操作ならびに保守管理に非常に手間がかかる上、本格的に高度な清澄状態を保って搬送することは不可能であった。
【０００４】
そこで、近年において、基板をエアで吹き上げ圧力で浮上させる方式（特許文献１、２、３、４）で基板をエアの吹き上げ圧力で浮上させつつ、該基板の両端を送りローラで支持して搬送する方式（特許文献５）、可動部上に起立させた基板を静電吸引力で非接触状態に保って搬送する方式（特許文献６）、やや傾いた縦姿としたガラス基板を下縁で支持ローラ上にて支承すると共に、該ガラス基板の上部側を気体膜を介して非接触状態で搬送台に支持させて搬送する方式（特許文献７）、振動体を超音波振動させた際の音波の放射圧により該振動体の表面上で搬送品を浮上させ、この搬送品を非接触状態で所定方向へ送る方式（特許文献８）等が提案されている。
【特許文献１】特願２００４−２６０８０１
【特許文献２】特願２００４−２６０８０１
【特許文献３】特願２００５−２１２９５４
【特許文献４】特開平６−４０５９８
【特許文献５】特許公開２００３−３００６１８
【特許文献６】特開平１０−２７１８６２
【特許文献７】特許公開２００２−３０８４２２
【特許文献８】特開平７−２４４１５
【０００５】
しかしながら、前記従来のエア圧で浮上させ、送りローラによる搬送を行う方式では、送りローラとの接触による基板の汚損は避けられない。また、前記従来の静電吸引力や気体膜によって非接触状態に保つ搬送方式では、基板の板面は非接触であっても、周縁下部が可動部や支持ローラに支承されているから、その支承部分の接触による汚染粒子の発生の問題を根本的には解決できない。なお、静電吸引力による浮揚は構造的に不安定であるから、安定化用の制御システムが不可欠であり、そのため設備コストが高く付く。
【０００６】
一方前記した振動体の超音波による超音波振動による音波の放射圧で搬送品を搬送させる従来の搬送方式では、音波放射圧で搬送品を浮揚させる負荷容量及び支持剛性が流体圧や静電吸引力等による浮揚に比較して一桁以上も小さいため、外乱に対する感受性（ロバスト性）が高く、何らかの要因で外乱を受けた際の音波放射波の低下や変動によって搬送品が振動体に接触する懸念があり、信頼性に乏しいという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の情況に鑑み、フラットパネルディスプレイ用のマザーガラス基板や半導体ウエハ等の平板状物品を始めとする種々の搬送品を、完全に非接触として高度な清澄状態を保って搬送でき、しかも浮揚の付加容量が大きく搬送手段としての信頼性に優れ、搬送速度や方向の制御が容易で設計自由度も大きい非接触搬送装置を提供することを目的としている。
【０００８】
そこで非接触搬送装置においては近年の実用化において多くの問題点を抱えていた。搬送品を流体なるエアにて浮上させて非接触搬送する装置が実用化しつつある。
これは、非接触搬送の動力である超音波等を用いた時、搬送品を浮上させる事により、その摩擦抵抗をほとんどなくする事ができるためである。浮揚装置においてはエアにて搬送品を浮上させるため、エアと搬送品との摩擦により摩擦電気なる静電気が多く発生する。この静電気は噴出させる流体である例えば空気を数千ボルトから数万ボルトの電位に帯電させ、よって浮遊しているわずかな塵をも帯電させ、空気中の塵を搬送品のガラス基板等に付着させ、高度な清澄を保つ事を目的とするせっか
くの非接触搬送の意味がなくなってしまっている。
また、通常３〜５ボルトで作動する様に作られている半導体チップ等を積載した基板においては、この静電気の発生を防止する必要があった。
この様な静電気の発生の障害を防ぐには、アース等の設置、温度コントロール、湿度コントロールであったが、流体浮上を用いる非接触搬送装置においては静電気の発生量が大きくその対策が待たれていた。
【０００９】
また、搬送路上に配設されている空気すなわちエアを噴出させる孔の径、数により、この非接触搬送装置の性能が左右されやすかった。孔の状態、孔の径、一定部分における孔の密度により、搬送品の浮上状態が左右されていた。また搬送路上のフロア部分の部品材料に適正な径の穴を精密に多くあける加工に、多くの費用を費やしていた。よってこの課題を解決する手段が求められていた。
【００１０】
搬送品を移動する搬送路上のフロア部分からエアを噴出するには、かなり大きなエア源が必要とされる。また大型のマザーガラス基板等を搬送
するには、それ自体大きなエア源を必要とし、前述した特許文献内容の通りでは、エア源の設備が巨大になり、浮揚力が安定せずその実用化がむずかしかった。
【００１１】
またそのエア源を大きくすると、噴出口からのエアの音が大きく、作業性が落ちる原因となり、またコンプレッサの空気波動の発生の問題を起こしていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
静電気の発生を抑えるために、貯蔵室を採用する手段を用いる。
【００１３】
超音波を動力として、静電気を発生させないで流体により浮揚させながら搬送品を搬送する非接触搬送装置の手段による。
【００１４】
静電気の防止と除去をする為、フイルタとしての多数の孔の空いたセラミック板と、流体の貯蔵室と、前記流体の供給手段とにより、静電気の発生を最小限に抑える手段による。
【００１５】
静電気の防止と除去する為のセラミックの多孔質板と、流体の貯蔵室と、前記流体の供給手段の組み合わせにより、静電気の発生を最小に抑える手段による。
【００１６】
セラミック多孔質板にポーラス型で且つアルミナ材質を用い流体なる空気を噴出させる手段による。
【００１７】
セラミックにより噴出する空気の静電気の発生を抑え除去し、且つ帯電している流体の空気を空気中に放出して空気中の塵に静電気を与えない手段による。
【００１８】
搬送路上のフロア部分を、セラミック板と流体の貯蔵室を具備したモジュールとし、配設されたモジュールに具備された前記セラミック板の表面から流体を噴出させる手段による。
【００１９】
また搬送品の方向を変えるため、上記モジュールにおいて搬送品の方向を変えるコーナ部を用いる手段による。
【００２０】
搬送品の移動を光センサにて検出し、前記搬送品の移動と共に流体の噴出、停止、流量の増滅を制御する制御手段により、前期モジュールからの流体の噴出を順次作動させる手段による。
【発明の効果】
【００２１】
搬送させる動力が超音波の様なわずかなエネルギーである場合は、浮揚力の安定と静電気の影響を最小限に抑える必要がある。静電気の放電によるノイズの防止等は、上記手段による効果が示す様にこれらの目的を達成することができた。
【００２２】
複数に分割され連続に組合せてなる流体の貯蔵室の採用により、セラミ
ックの多孔質板の表面から噴出する、流体の圧力を一定に制御しやすく、エアの噴出圧力を均一に保ち且つ安定化できる。
【００２３】
つまり、搬送品は孔の空いたセラミック板またはセラミックの多孔質板の表面を滑らかに一定高さで、超音波により指定する方向に誤差を生じなく、搬送品は安定且つ滑らかにフロア部分にあたるモジュールのセラミックの多孔質板上を浮揚しながら移動できる様になった。
【００２４】
貯蔵室の採用により、流入する流体が直接搬送物に衝突する事がなく、流体を貯蔵室内に拡散させ空気圧を一定とすることばかりではなく、貯蔵室がある故に空気とその空気を導く管等の壁面との摩擦による静電気の発生を除去し、抑えることができる様になった。
【００２５】
空気圧を一定にすることにより、セラミックの多孔質板からの空気等の墳出時の騒音の発生がより少なくなった。
【００２６】
エア噴出口に孔の空いたセラミック板または多孔質のセラミック板を使用することにより、流体とセラミックの多孔質板にある各孔との摩擦による静電気の発生を防止すると共に静電気を消滅させる事ができる様になった。
セラミックの多孔質板が静電気を除去するためのフイルタの働きをしている。
【００２７】
セラミックの多孔質板がポーラス型で且つアルミナ材質を用いることにより、多孔質板における孔の分布の均一性、孔の大きさの均一性、低い圧力損失を得る事ができる。よって流体の噴出による均一な浮揚力を得ることができる
【００２８】
セラミック多孔質板がポーラス型で且つアルミナ材質を用いると、孔の分布の均一性、孔の大きさの均一性により流体への帯電が少なく、搬送品と流体、流体同士の摩擦による帯電による静電気の発生を最小限に抑えることができる。
【００２９】
セラミックの多孔質のポーラス型で且つアルミナ質を用いる事により、静電気の発生を最小限にし、何らかの要因で外乱を受けた際の音波放射波の低下や変動によって搬送品が振動体に接触したりする事もなく装置の信頼性が高まった。
【００３０】
帯電しやすいガラス等、静電気に弱い半導体の電子チップを積載した基板の搬送に使用することができる様になった。
【００３１】
空気等の流体の帯電が少ないため、空気中を浮遊している塵への帯電を起こしにくく、よって静電気を帯びた空気中を浮遊している塵が搬送品へ付着することがなくなった。
特に帯電しやすいガラス等に塵の付着が少なくなった。
【００３２】
複数に分割されたモジュールにより、搬送路の方向のモジュールの組合せの自由度が向上した。搬送路の長さが容易になった。
【００３３】
コーナ部では扇型のモジュールによって搬送品の方向を変えることができる。
【００３４】
貯蔵室と共にセラミック板も分割することができるので、長いセラミック板または多孔質板のセラミック板の必要がなく、板が安価になるメリットがある。
【００３５】
搬送品の移動と共に多孔質または孔の空いたセラミック板の表面から前記流体の噴出を制御する制御手段が、前記搬送品の移動と共に、貯蔵室内の流体の噴出を順次作動させ、搬送品を載せている移動位置のモジュール部分だけに流体の供給を必要とできるので、搬送品の浮揚の必要の無い貯蔵室の部分では、流体の噴出がないので、静電気の発生を最小限に抑えることができる様になった。
【００３６】
００３５故に、搬送品を浮揚させるための大きなエア源を必要としなくエア源が小さ目で行える様になった。
【００３７】
００３５故に、エア源が小さくなったため、コンプレッサの空気波動の発生が解消された。
【００３８】
前記流体の噴出の制御手段に搬送品の位置を光を用いて検出する事により、非接触搬送の目的を達成できる。
搬送品の移動を光センサにて検出し、前記搬送品の移動と共に流体の噴出、停止、流体量の制御する制御手段により、前記モジュールからの流体の噴出を順次作動させ、不必要な流体の噴出による空気との摩擦により静電気を最小限に抑えられる様になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
超音波を動力にて搬送品を推進する搬送装置において、流体の静電気の発生を防ぐため、流体の噴出させる部分をセラミック板をフイルタとし、流体の貯蔵室と共にモジュール化し、静電気の発生を少なくするために、流体の噴出を順次行い、流体の噴出を搬送品の移動と共に制御する。
【００４０】
非接触搬送装置は、超音波部と流体浮揚による搬送部から成り立っている。
超音波部は、浮上させた搬送品を搬送路方向に沿って移動搬送するのにはわずかな力を発生させるドライブユニット等である。ドライブさせる方法は前述の特許文献等に記されている方法、超音波、音圧、静電気等による各種方法が考えられている。本発明の搬送の駆動力を発生させるアクチュエータであるドライブユニットについての概略について述べる。一例としては（特願２００４−２６０８０１）において用いるアクチュエータを用いる事ができる。搬送路に沿って配設される弾性振動板と、この弾性振動板に対向した搬送品表面との間に発生する音響粘性流により、搬送路上で浮揚している当該搬送品を所定方向へ搬送するようにしている。搬送品にわずかな力を与えて、搬送品を移動している。
浮上させた搬送品を搬送路方向に沿って移動する。
【００４１】
以下、本発明の非接触搬送の流体浮揚装置の構成の特徴を示す。本装置は超音波を動力にして搬送品を推進させる搬送装置において、静電気の防止と除去をする為、加工、製作過程にて多数の孔を設けたセラミック板または多孔質のセラミック板と、流体の貯蔵室と、前記流体の供給手段とにより、前記の孔の明いたセラミック板を通して流体を上方向に噴出させ噴出圧力によって上方向に半導体の電子チップを積載した基板または帯電体の搬送品を浮揚させながら搬送することを特徴としている。また前記セラミック多孔質板がポーラス型で且つアルミナ材質である事を特徴としている。
【００４２】
本装置は、静電気の防止と除去する為のセラミック板と流体の貯蔵室が１つのモジュールとなっていて、前記モジュールが搬送品の方向を変える扇状、円弧状のコーナ部であることを特徴としている。
【００４３】
本装置は、搬送品の移動を光センサにて検出し、前記搬送品の移動と共に流体の噴出を制御する制御手段により、前記モジュールの上方向に流体を順次噴出と停止作動、流量制御をさせる事を特徴としている。
【実施例１】
【００４４】
図１は、請求項１の本発明に係わる非接触搬送の流体圧浮揚部分の装置の動作原理を示す。
説明のため、超音波の発生部分は図示していない。
【００４５】
図１においては、貯蔵室３からセラミック板２を通過してセラミック板の表面７から噴出する流体なる空気６を噴出する。
各モジュール１１には、太いチューブ４から各分岐させた細いチューブ４にて流体なる空気が供給されている。
チューブ４は継手５により各モジュール１１に接続されている。
非接触センサの送光部１３と受光部１４は搬送路１の初めと終了端に設けられている。
よって第一実施例は第二実施例と異なり、各モジュール毎の流体の噴出の制御はできない。
モジュール１１に取り付けられているセラミック板２は多孔質体を用いてもよいし、孔１２の空いたものを用いてもよい。空気６は比較的に均一かつ一定圧力にてセラミック板の表面７から噴出し、前記流体の圧力によって上方向にセラミック板２の上に乗せている搬送品８を浮上させ搬送方向９に移動する。
【００４６】
セラミック板２の長さと、各々セラミック板２の間隔と、搬送品８の質量と、流体による浮揚圧力により、搬送品８の底面とモジュール１１のセラミックの表面間の、浮揚の際にできるすきまを一定に保つ様に流体による浮揚圧力を加味して設計をしなければならない。
【実施例２】
【００４７】
図２は実施例２である。実施例１と異なり、搬送路１にモジュール１１同士は一定の間隔を設けず連続的に配置されている。
空気６の噴出、停止、増減の制御手段は無接触センサの光センサの送光部１３、受光部１４で搬送品８の位置を検出し、チューブ４を通して空気６を送り込み、ソレノイドバルブ１０を作動させて流体の移動を制御している。ソレノイドバルブ１０から各モジュール１１へチューブ４を継手５によりモジュール１１に接続している。また、各々モジュール１１の噴出圧力を一定化するため、各々モジュール１１に圧力制御弁を用いる場合がある。搬送品８の移動と共にモジュール１１に空気６を噴出、停止、増減をさせることができる無接触搬送の流体圧浮揚の部分の装置を表している。
【００４８】
無接触センサは光による送受に限らず、超音波、赤外線でもよく無接触ならどの様な型でもよい。
【００４９】
実施例２では、光センサの送光部１３、光センサ受光部１４の位置は、各モジュール１１の左右に配置し、搬送品の有無、位置を検出する。センサの配設位置は、モジュール１１のセラミック面7上でもよい。
【００５０】
超音波を動力にて搬送品８を推進する搬送装置において、複数に分割され連続に配置された流体の貯蔵室３と、前記貯蔵室３の上部に流体を噴出させるセラミック板２からなる長方形のモジュール１１を、連続的に配置している。
本実施例は超音波を動力にして搬送品を推進する搬送装置であり、スタンド１６に取り付けられた超音波の発生部１７を、モジュールの表面と適度な間隔にて配設している。
超音波の発生部１７から発生した超音波により、搬送品８に作用し、搬送品８は搬送方向９へ移動する。
【００５１】
実施例１、実施例２では、同じ外形サイズが同一のモジュール１１を並べて用いたが、異形の数個のモジュールを順次に並べて用いて、本発明の目的を達成する事も本発明の権利の範囲に含まれるものとする。
【００５２】
図３は図１、図２のモジュール１１を拡大しその断面図で表したものである。搬送路１上に各々の間隔で配設されたセラミック板２と貯蔵室３を具備したモジュール１１が搬送路１に沿って直線的に一定間隔で配設されている。
セラミック板２の下部には、空気６を貯める貯蔵室３が設けられている。貯蔵室３の中にはコンプレッサ等のエア供給源から流体である空気６がチューブ４、継手５等を介して送り込まれている。空気６はクリーンルーム内にて、循環させて用いてもよい。また流体は空気６の代わりに、窒素等の他の気体を用いてもよい。
【００５３】
貯蔵室３の壁面には、チューブ４を通って供給された流体６が直接、衝突しない様に空間が設けてある。チューブ４は、貯蔵室３に継手５により接続されている。
【００５４】
スタンド１６には超音波の発生部１７を配設、取り付けられている。
搬送物８はセラミック板２の表面７の孔１２から噴出する流体により浮揚して、超音波の発生部１７の表面に接触することなく、推進力を得て移動する。
【００５５】
図４は、無接触搬送の流体圧浮揚部分の装置のコーナ部を示す。扇形または台形のコーナ部のモジュール１５配設している。
各部分名と構成、組み合わせは図２と同じく、ここでは説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の非接触搬送装置の実施例１を示す。
【図２】本発明の非接触搬送装置の実施例２を示す。
【図３】セラミック板と貯蔵室を具備したモジュールを示す。
【図４】実施例１、２のコーナ部を示す。
【符号の説明】
【００５７】
１．搬送路
２．セラミック板
３．貯蔵室
４．チューブ
５．継手
６．空気（流体）
７．セラミック板の表面
８．搬送品
９．搬送方向
１０．ソレノイドバルブ
１１．モジュール
１２．孔
１３．光センサ送光部
１４．光センサ受光部
１５．コーナ部のモジュール
１６．スタンド
１７．超音波の発生部
【図１】
2008074538.tif 000003
【図２】
2008074538.tif 000004
【図３】
2008074538.tif 000005
【図４】
2008074538.tif 000006