フラットパネル（FPD）を超音波非接触チャック │ フラットパネルを超音波で非接触チャック・非接触搬送する技術をご紹介します。エア浮上テーブルのようにブローしません。ベルヌーイチャックのようにエアをブローしません。静電チャックのようなマグネットでもありません。スクイーズ膜浮上の原理で非接触チャックした液晶パネルは、非接触保持されます。接触によるゴミ・異物の付着を防止して、不良率削減・歩留まり向上に貢献します。

2020/05/15

唯一無二の非接触搬送技術です。
フラットパネル（FPD）を超音波で非接触チャックする技術です。

　目　　次

|| フラットパネルディスプレイ(FPD)とは
|| 超音波による非接触チャックの原理
|| 超音波による非接触チャックのメリット
|| フラットパネル用非接触超音波チャックの写真をみる
|| フラットパネル用非接触超音波チャックの動画をみる
|| ベルヌーイチャックとの比較
|| エア浮上テーブルとの比較
|| 吸着パッド・真空パッドとの比較
|| ゴミ・異物対策としての超音波非接触ハンドリング
|| 主な用途
|| 関連情報

取扱商社：㈱ケー・ブラッシュ商会

　

フラットパネルディスプレイ(FPD)とは

薄型の表示画面を持つ表示用パネルの総称です。プラズマディスプレイパネル、液晶パネル（LCD）、有機ELパネル（OLED）、などがあります。

超音波による非接触チャックの原理

フラットパネルを非接触チャックするチャック面には、ソノトロードというパーツを使用しています。超音波による振動を生成するための部品です。ソノトロードの振動によるエネルギーを、ソノトロードと接する空気やガスに伝えることができます。

ソノトロードは、フラットパネルの形状に合わせて設計します。ソノトロードは、高周波振動して空気や雰囲気ガスを圧縮・拡散を行います。

平滑なソノトロードでフラットパネルを非接触でチャックします。グリッパーをロボットで操作して、ピックアンドプレースをすることができ、非接触チャックのハンドとして使用することができます。

装置の電源をONにすると、ソノトロード（チャック面）は高周波で微振動します。ソノトロードの表面には超音波による周期的な圧縮と圧縮解除が行われます。フラットパネルとソノトロードの間には、圧縮された薄い空気の膜が形成されます（スクイーズ膜）。これが、チャック面とフラットパネルの間に距離を保持するための反発力になります。

同時に、ソノトロードから陰圧の吸引力でフラットパネルを引き寄せています。この状態では、負圧の吸引力と超音波の反発力により、フラットパネルは非接触でチャックされた状態に保持することができます。これが、超音波による非接触チャックの原理です。

これによりフラットパネルは非常に安定した状態で非接触でチャックされます。

非接触超音波浮上搬送の詳細をみる

超音波による非接触チャックのメリット

フラットパネルを非接触チャックすることにより微小な傷やクラックを防止！

フラットパネルを非接触チャックすることにより異物の付着を防止！

”接触”に起因する問題を回避して、歩留まり向上！

非接触チャックに、工場エアやクリーンエアは不要です。ユーティリティーは電源のみ。

チャック面からエアブロー・窒素ブローしません。クリーン環境に最適です。

圧縮エア源からの汚染リスクがありません。

圧縮エアのメンテナンスが不要。

非接触超音波浮上搬送の詳細をみる

フラットパネル用非接触超音波グリッパーの写真をみる

写真1：フラットパネル用超音波非接触グリッパー

グリッパーは、ロボットのアームに固定して使用することができます。ロボットの接続用フランジは、用途に合わせて設計します。全体の形状や寸法は、実際の設置
スペースに合わせて、カスタムして一品物を設計段階から検討させていただきます。

写真では、フラットパネルの端面に、サイドストッパー（白いパーツ）を付けています。非接触チャックしている時の滑り止めです。

写真2：フラットパネル用超音波非接触グリッパー

写真1で見た装置と違い、写真2では　パネルの落下防止用の安全用フックを取り付けています。
グリッパーをロボットのハンドとして装着して、フラットパネルを非接触でピックアンドプレースします。

写真3：超音波非接触浮上用テーブル
ultra-levi-desk-neues-bild (2).png
超音波の技術で、フラットパネルの非接触浮上用テーブルを制作することができます。写真3のテーブルは、エアーブローをしません。ユーティリティーは電源のみです。クリーン環境中に、エアブロー・窒素ブローすることなくパネルを非接触浮上することができます。

参考資料：非接触超音波浮上コンベヤをみる

写真4：超音波非接触浮上用テーブル

写真4は、超音波非接触浮上用テーブルをフラットパネルの外観検査工程に導入した事例です。フラットパネルを非接触搬送しながら、パネルの上面と下面を画像検査用カメラが検査しています。この検査方法であれば、パネルを反転させる工程が必要がありません。

フラットパネル用非接触グリッパーの動画をみる

動画：フラットパネル用非接触グリッパー

動画を解説：

Contact less Glass Handling

動画の黒いパーツがソノトロード（チャック面）です。パネルの上面でパネルを非接触でチャックしています。非接触でチャックしているパネルは左右に揺れて、サイドストッパーで滑り止めしています。

Robot Overhead Gripper

赤いフレームのグリッパーが、パネルを上面から非接触でチャックする動画です。黒の四角いパーツがソノトロード（チャック面）です。

フラットパネルの落下防止用フックで、パネルの落下リスクを防止して、パネルの上面下面は非接触でピックアンドプレースしています。

Linear Levi Inspection Module

超音波非接触浮上用テーブルをフラットパネルの外観検査工程に導入した事例です。フラットパネルを非接触搬送しながら、パネルの上面と下面を画像検査用カメラが検査しています。この検査方法であれば、パネルを反転させる工程が必要がありません。

フラットパネルは、振動することなく安定して非接触搬送されています。

動画では、チップの端面も非接触なので、完全非接触でピックアンドプレースを行っています。

Ultrasonic suspension on/off

シルバーの平坦なパーツがソノトロードです。ガラスとソノトロードの間にエアフィルムを生成して、スクイーズ膜浮上の効果でガラスを浮上させます。
装置をON/OFFすると、ガラスの高低差が変わる様子が動画で分かります。

超音波による非接触チャック・非接触浮上は、プラズマディスプレイパネル、液晶パネル（LCD）、有機ELパネル（OLED）、ガラス基板の非接触ハンドリングに適用することができます。

ベルヌーイチャックとの比較

	超音波非接触チャック	ベルヌーイチャック

エアーブロー	無	有

窒素ブロー	無	有

コンプレッサー	無	有

圧縮エアのメンテナンス	無	有

エアーブローによる汚染	無	有

パネルへの負荷	小	大

パネルへのダメージ	小	大

クリーン環境の適合性	〇	△

歩留まり	〇	△

エア浮上テーブルとの比較

	超音波非接触チャック	エア浮上テーブル

エアーブロー	無	有

窒素ブロー	無	有

コンプレッサー	無	有

圧縮エアのメンテナンス	無	有

エアーブローによる汚染	無	有

クリーン環境の適合性	〇	△

歩留まり	〇	△

吸着パッド・真空パッドとの比較

吸着パッド・真空パッドは、簡易的なチャック方式です。安価なので導入しやすい吸盤です。接触式なので、チャックする基材に・跡がつく・偏った力が加わる・基材へのダメーが大きいという特徴があります。パッドとの接触により、異物付着の可能性が大きく、歩留まり低減の可能性があります。

下記は、超音波非接触チャックとの比較表です

	超音波非接触チャック	真空パッド吸着パッド

接触	非接触	接触

パネルへのダメージ	小	大

パネルへの負荷	小	大

異物転写リスク	小	大

クリーン環境の適合性	〇	△

歩留まり	〇	△

ゴミ・異物対策としての超音波非接触ハンドリング

超音波による非接触搬送技術は、フラットパネルとの接触に起因する異物付着を解消することができます。
フラットパネルの表面・裏面は非接触なので、フラットパネルの異物付着を回避して次工程へ持ち込むことができます。
チャック面はエアブローしないので、エア源からの汚染リスクは皆無です。
接触による異物付着を防止することで、歩留まり向上につながります。

超音波による非接触ハンドリングは、クリーン環境でのフラットパネルのハンドリングに最適な技術です。