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液晶基板検査装置のアクティブ除振対策

大型液晶基板検査装置(測長機)の設置に際し、設置床の振動環境を事前調査したところ許容値を超えていた。本測長機は光学的にパターンの線幅を観測するもので振動環境に対して敏感なため、エアサーボアクティブ除振装置で対策を行った。

対策のポイント

この装置の設置許容振動は1〜10Hzで1μm以下、10〜50Hzで1Gal以下であった。また、質量の大きな稼動部分(ステージ)を持つので低周波数域から除振でき、制振性能も良いアクティブ制御除振装置を採用した。

原因

液晶パネルの製造工程は、ほとんどがクリーンルーム内で行われる。そのために作業環境としてアクセスフロアーが基準となり振動面からは非常に不利である。そこで嫌振装置などは剛性の高い架台を躯体から立ち上げ、その上に設置するケースが多い。しかし躯体の振動レベルが許容値オーバーしている場合、除振対策が必要となる。本件では建屋の上層階に設置されたため、建屋水平方向(Y)の固有振動数で許容値を超えていた。このような場合、風や交通振動などの外乱により振動レベルは変化する事から充分な対策をとることとした。
図1に事前振動測定トリパタイトを示す。

図1 事前振動測定トリパタイト
図1 事前振動測定トリパタイト

対策

本件の場合、除振を必要とする周波数が4〜5Hzと低く、パッシブ系ではむしろ増幅域となるためアクティブ除振が採用された。また、質量の大きなステージがX,Y方向に稼動するため、ステージが停止した後、速やかに振動が収束することがスループット上求められる。除振性能だけでなくアクティブ制御による制振性能も期待された。
対策としてアクティブエアサーボ6軸制御、フィードバック及びフィードフォワード方式の除振装置が採用された。
図2はステージ稼動時の除振台定盤振動変位である。
重心移動及び慣性力による変位が速やかに収束している事がわかる。

図2 ステージ移動時の定盤変位
図2 ステージ移動時の定盤変位

図3にアクティブ除振装置定盤上の振動トリパタイトを示す。
振動の増幅域を持たず、低周波数から除振されていることがわかる。

図3 対策後定盤振動トリパタイト
図3 対策後定盤振動トリパタイト

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