JP2010162445A - 除塵洗浄方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来加工基板上の粉塵を除塵する方法として高圧エアーをスリット状のノズルから加工基板に噴射させ、ブロアーの負圧により吸い込む方法がとられていたが、このエアーのみ吹き付ける方法では基板上に付着した１ミクロン以下の微細な粒子や基板に付着した汚れを除去することができなかった。
【解決手段】加工基板上に近接するように設置された内部をブロアー等により負圧にした負圧ボックス内の負圧により発生する基板又はシート上の粉体の流れにより基板上の１ミクロン以下の微細な粉塵や基板に付着した汚れを除去することが可能となった。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板（ディスプレイ用ガラス基板、セラミック基板、プリント基板等）あるいはシート（フィルムや紙等）の表面に付着した粉塵や汚れを負圧による空気の流れにより発生する基板又はシート上の粉体の流れにより除塵洗浄する方法及び装置に関する。

ディスプレイやプリント基板等の製造ラインで、基板上に粉塵や汚れが付着したまま次の行程に送られると不良品を作る可能性が高くなり製造の歩留まりが下がる問題が発生する。そのため製造ライン中で基板上に付着した粉塵や汚れを取り除くことが必要になるが、従来基板等に付着した粉塵を取り除く方法として基板等にスリット等のノズルから高圧エアーを吹き付けたものを、ブロアー等の負圧を使用して吸い込むようにして粉塵を除去することにより製造ラインでの不良を減少させ製造の歩留まりを上げるようにしていた。

特公平４−６４３２号公報

特開２００６−３４６５１５号公報

この高圧エアーを吹き付けて粉塵を除去する方法では比較的大きな粉塵を完全に除去することは可能であったが、高圧エアーを吹き付けると基板表面に空気の層ができ１ミクロン以下の非常に小さな粉塵や表面に付着した汚れを高圧エアーのみでは除去することはできなかった。

しかしながらディスプレイやプリント基板等の製造ラインではよりパターンの微細化が進みより小さな粉塵や汚れも完全に除去する必要がでてきた。

前記課題を解決するための手段として、基板又はシートの上部及び、又は下部に基板と近接して開口部を持ち、内部をブロアー又は真空ポンプ又はエゼクター等の負圧形成手段により負圧にした負圧ボックスを設け、負圧ボックス内に基板と近接した粉体導入口から負圧ボックス内の負圧により粉体を導入し、負圧による空気の流れにより粉体導入口と基板又はシートとの間で発生する粉体の流れにより基板又はシート上に付着した粉塵や汚れを除去し負圧ボックス内に吸い込むか、もしくは基板又はシートの上部及び、又は下部に基板と近接して開口部を持った負圧ボックスを設け、負圧ボックス内に基板と近接してブロアー又は真空ポンプ又はエゼクター等の負圧形成手段により外気を吸引するようにした吸引口を設置し、吸引口からの吸引力により負圧ボックス内に粉体を導入し、負圧による空気の流れにより吸引口と基板との間で発生する粉体の流れにより基板又はシート上に付着した粉塵や汚れを除去し吸引口へ吸い込むことにより粉塵や汚れを除去するようにした。

負圧ボックスに導入する粉末としては、平均粒径３ミクロンから２００ミクロンの粒径であり望ましくは平均粒径８ミクロンから５０ミクロンのステンレス等の金属粉末又は炭酸カルシウムやセラミック等の無機粉末又はブドウ糖等の有機粉末又はナイロンやポリエステル等のプラスチック粉末が使用できるが、加工基板表面を傷つけないで表面の汚れを除去する場合は、加工基板より硬度が低く表面に付着した汚れより硬度が高い粉末を選択することにより加工基板を切削することなく汚れのみ除去することが可能となる。

加工基板表面を少し研磨し完全に汚れを除去する場合はアルミナや炭化珪素等の硬度の高い粉末を使用することにより加工基板表面を研磨し完全に汚れを除去することが可能となる。

基板の上部及び、又は下部に内部を負圧にした負圧ボックスを設け、ボックス内の負圧による空気の流れにより粉体導入口と基板又はシートとの間で発生する粉体の流れにより基板又はシート上に付着した粉塵や汚れを除去しボックス内に吸い込むことにより、従来エアブローだけでは除去できなかった微細な粉塵や汚れを完全に除去することが可能となり、ディスプレイやプリント基板等の製造ラインで、基板上に粉塵や汚れが付着することによる歩留まりの低下を防ぐことが可能となった。

本発明では負圧の圧力を使用するため、粉体導管等の粉体が流れる部分に摩耗等が発生し穴があいても能力が低下するのみで粉体が外部に飛散することは無く、クリーンルーム環境下でも使用することが可能である。

負圧ボックスを直接吸引する負圧ボックスの正面断面図 負圧ボックス内に設けた粉体吸引部から吸引し負圧ボックス内を負圧にする負圧ボックスの正面断面図 円柱状の粉体導入部を内蔵した負圧ボックスを使用した加工状態を示したアイソメ図 長方形状の粉体導入部を内蔵した負圧ボックスを使用した加工状態を示したアイソメ図 負圧ボックスと加工基板との間の粉体の流れを示した詳細図 加工基板より幅の長い粉体導入部を内蔵した負圧ボックスを使用した加工状態を示したアイソメ図 加工基板より幅の長い粉体導入部を内蔵した負圧ボックスの側面断面図 除塵洗浄装置の外観図

本発明の基板又はシートの除塵洗浄方法を実施するための最良の形態について、以下に図を参照して説明する。

図８のように、高圧ブロアー１８や真空ポンプ等の負圧形成手段を用いて内部を負圧にし、開口部を加工基板に近接するように設置した負圧ボックス１の内部に負圧ボックス内部９の負圧により外部から粉体及び空気を導入するようにした粉体導入部を設ける。

粉体導入部の形状は図３の粉体導入口が丸形状の丸パイプ形状か図４及び図６のように粉体導入口がスリット形状の長方形状であり、粉体導入口は加工基板に近接するように設置される。

内部を負圧にした負圧ボックスの負圧により、粉体導入部に粉体供給装置から粉体導管及び粉体導入管を経由して粉体導入部に空気及び一定量の粉体が供給され、図５のように粉体導入口と加工基板との隙間に粉体及び空気の混合流体の高速な流れが発生し、この粉体と空気の流れにより加工基板上に付着した粉塵や汚れを除去し、粉体導入部から導入された粉体及び空気と一緒に負圧ボックス内に吸い込まれ除塵洗浄される。

負圧ボックス内に吸い込まれた粉塵や汚れ及び粉体は負圧ボックス用導入口からサイクロンに入り、サイクロンにて加工基板から除去された粉塵や汚れはフィルターにて捕集され粉体は粉体タンクに入り粉体供給装置から粉体導入部に供給され循環して使用される。

加工基板全面を除塵洗浄するためには図３や図４のように加工基板をコンベアローラ等で一方方向に送り、加工基板の進行方向に対して垂直に加工ボックスを揺動させて加工基板全面を除塵洗浄するか、図６にように粉体導入部の幅を加工基板の幅より広くして、粉体導入部の幅に対して垂直に加工基板をコンベア等で送り、加工基板全面を除塵洗浄するようにする。

図６のように幅の広い粉体導入部の場合は粉体導入部に対して複数本の粉体導入管を取り付けて、粉体を粉体導入部の端から端まで供給できるようにするのが望ましい。

加工基板上の粉塵や汚れを効率よく除塵洗浄するためには、粉体導入口に幅の広い粉体導入板を取り付けることにより加工基板との隙間に粉体及び空気の混合流体の高速な流れる距離を長く取るようにするのが望ましい。

負圧ボックス内の負圧を高くすると加工基板を吸い上げ加工できなくなるため、加工基板の上下に負圧ボックスを設置して上下から負圧ボックスにより加工基板を吸引するようにすることにより加工基板を吸い上がらないようにするのが望ましい。

粉体が加工基板上を流れるときに静電気が発生するが、静電気が加工基板上で放電すると加工基板がダメージを受ける可能性が高くなり、静電気により除去した粉塵が再付着する可能性があるため、図１及び図２のように負圧ボックスの内部の粉体が流れない部分又は負圧ボックスの外部にイオナイザーや除電ブラシ等の静電気除去部品を取り付けて静電気を除去しながら加工するのが望ましい。

図１のように負圧ボックス内を直接吸い込み負圧にするのではなく、図２のように粉体吸い込み部から高圧ブロアー１８や真空ポンプ等の負圧形成手段を用いて吸い込み、その負圧により直接負圧ボックス用導入口より負圧ボックス内に粉体を吸い込み、粉体吸引部に粉体を吸引するときに発生する粉体吸引口と加工基板との間に流れる粉体と空気の流れにより加工基板上に付着した粉塵や汚れを除去し、粉体導入部から導入された粉体及び空気と一緒に粉体吸引部に吸い込み除塵洗浄してもよい。

以下実施例をあげて、本発明を具体的に説明する。

厚みが3ミリで大きさが３００ミリ×３００ミリのガラス基板上の一部に薄くマシンオイルを塗布し、ガラス基板全面に約１ミクロン以下のアルミナの粉塵を乗せ、0.3MPaのエアー圧にてエアーガンでガラス基板全面をエアブローして、エアブローにて除去できなかった粉塵の除塵及び油で付着した粉末により汚れた加工基板の除塵洗浄加工を行った。

図３のように加工基板の上下に肉厚約１０ミリのパイプ状の粉体導入部を取り付けた負圧ボックスを設置し、負圧ボックスを左右に揺動させて、負圧ボックスの移動方向と垂直に粉塵及び汚れの付着したガラス基板をローラーコンベアーにて移動させガラス基板全面の除塵洗浄を行った。

使用した高圧ブロアーは昭和電機（株）製の高圧型電動送風機U2S-370、フィルターはジャパンゴアテックス（株）のゴアフィルターバックを使用、サイクロンはエルフォテック製の外形φ１５０ミリのサイクロンを使用した。

使用した粉末は平均粒径１２ミクロンで材質SUS316Lのステンレスビーズを使用してエルフォテック製サクション用粉体供給装置にて１６０ｇ／ｍｉｎにて粉体導入部に粉体を供給し、負圧ボックスを速度５ｍ／ｍｉｎの速度で３８０ミリ揺動、加工基板を１００ミリ／ｍｉｎの速度で搬送させた。

上部の負圧ボックス内の粉体が流れない部分に２カ所春日電機（株）製のイオナイザ-ＮＩＦ−２００を使用してイオナイザーに０．１ＭＰａの高圧エアーを供給し、下部の負圧ボックス内の粉体が流れない部分に２カ所エアブローを取り付けて０．１ＭＰａの高圧エアーを供給した。

ガラス基板の除塵洗浄加工後に加工基板表面を顕微鏡にて観察したが、エアブローにて飛ばなかった粉塵も完全に除去され油にてガラス基板に付着した粉塵及び油も完全に除去されていた。

１ 負圧ボックス
２ イオナイザー又はエアブロー
３ 粉体導入管
４ 粉体導入部
５ 粉体導入口
６ 負圧ボックス用導入口
７ 加工基板
８ ローラーコンベア
９ 負圧ボックス内部
１０ 粉体吸引管
１１ 粉体吸引部
１２ 粉体吸引口
１３ 粉体＋空気の流れ
１４ 粉体導入板
１５ 負圧ボックス駆動部
１６ 粉体導管
１７ 粉体タンク
１８ サイクロン
１９ 粉体供給装置
２０ フィルター
２１ 高圧ブロアー
２２ サイクロン導管
２３ ブロアー排気口
２４ 負圧ボックス移動方向
２５ 加工基板移動方向

Claims (4)

1. 基板又はシートの上部及び、又は下部に基板と近接して開口部を持ち、内部をブロアー又は真空ポンプ又はエゼクター等の負圧形成手段により負圧にしたボックスを設け、ボックス内に基板と近接した粉体導入口からボックス内の負圧により粉体を導入し、負圧による空気の流れにより粉体導入口と基板又はシートとの間で発生する粉体の流れにより基板又はシート上に付着した粉塵や汚れを除去しボックス内に吸い込むことを特徴とする基板又はシートの除塵洗浄方法。
2. 基板又はシートの上部及び、又は下部に基板と近接して開口部を持ったボックスを設け、ボックス内に基板と近接してブロアー又は真空ポンプ又はエゼクター等の負圧形成手段により外気を吸引するようにした吸引口を設置し、吸引口からの吸引力によりボックス内に粉体を導入し、負圧による空気の流れにより吸引口と基板との間で発生する粉体の流れにより基板又はシート上に付着した粉塵や汚れを除去し吸引口へ吸い込むことを特徴とする基板又はシートの除塵洗浄方法。
3. 請求項１又は請求項２のボックスが左右に移動し、基板又はシートがボックスの移動方向と垂直に移動することにより基板又はシート全面に付着した粉塵や汚れを除去することを特徴とする基板又はシートの除塵洗浄装置。
4. 請求項１の粉体導入口又は請求項２の吸引口の長さが基板又はシートの幅より長く、シートの幅に対して垂直方向に基板又はシートを移動させることにより基板又はシート全面に付着した粉塵や汚れを除去することを特徴とする基板又はシートの除塵洗浄装置
   

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