CN102649336B - 工件粘附卡盘装置及工件贴合机 - Google Patents

工件粘附卡盘装置及工件贴合机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种工件粘附卡盘装置及工件贴合机，其容易构成粘附部件与剥离部件的单元化的同时，提高剥离性能。本发明中，将剥离部件(2)的安装凸部(2c)以无法向变形部(2a)的变形方向移动的方式夹入支承部件(3)的侧面(3b)与环状部件(4)的卡止凹部(4a)之间，并且将粘附部件(1)与变形部(2a)的外边邻接而安装于环状部件(4)的安装面(4b)，从而通过环状部件(4)被一体地组装剥离部件(2)、支承部件(3)及粘附部件(1)。而且，由于变形部(2a)和粘附面(1a)相互邻接而非常靠近地配置，因此在通过变形部(2a)的变形来剥离被粘附保持于粘附面(1a)的板状工件(W)时，可以得到较大的剥离力，且剥离时在板状工件(W)中产生的挠曲被抑制到最小限度。

Description

工件粘附卡盘装置及工件贴合机
技术领域
本发明涉及一种工件粘附卡盘装置及具备该工件粘附卡盘装置的工件贴合机，所述工件粘附卡盘装置被使用于包括例如在液晶显示器(LCD)或有机EL显示器(OLED)或等离子体显示器(PDP)或柔性显示器等平板显示器的制造过程中，粘附保持CF玻璃或TFT玻璃等玻璃制基板或者由PES(Poly-Ether-Sulphone)等塑料膜等构成的合成树脂制基板等板状工件并进行贴合的基板贴合机的基板组装装置，或者被使用于传送这种基板等绝缘体、导电体或半导体晶圆等工件(被处理体)的基板传送装置等。
背景技术
以往，作为这种工件粘附卡盘装置及工件贴合机，有包括如下要求的基板粘合装置：具备第1基板所安置的第1平板的第1腔；从上述第1腔隔离，且具备与上述第1基板粘合的第2基板所安置的第2平板的第2腔；利用粘附力使安置于上述第1平板上的第1基板固定的粘附橡胶；及以上述第1基板脱离上述粘附橡胶的方式引导与上述粘附力相反的方向的力的粘附解除装置(例如，参考专利文献1)。
被设置成在上述第1平板的附着面具备多个通孔，且在上述通孔中露出上述粘附橡胶。上述粘附解除装置被设置于上述第1平板所具备的凹部，并由向上述第1基板的附着面方向加热膨胀来使上述第1基板脱离的加热膨胀部构成。上述加热膨胀部包含：膨胀部件，在被附着于上述粘附橡胶的上述第1基板的附着面侧膨胀；壳体，被设置上述膨胀部件来形成密闭空间；及加热部，用于加热上述壳体内部的空气，以便上述膨胀部件膨胀。上述壳体具备用于在上述膨胀部件收缩时进行支承来防止复原时变形的支承部件。
另外，在上述第1平板的上述凹部被嵌入上述壳体，并沿着被突设于上述壳体的中心部的上述支承部件的表面，张架成为上述膨胀部件的隔板，利用螺栓相对上述第1平板共同紧固并安装上述隔板的外周部和上述壳体的外周部。在上述螺栓的外侧，以上述隔板为中心以放射状被设置有多个上述粘附橡胶。
专利文献1：日本专利公开2010-126342号公报(图1-5，6-8)
近年来，被使用于液晶显示器或有机EL显示器等的基板规格趋向大型化，甚至开始制造出一边超过2000mm的基板。这时，需要配置数百个以上包含粘附部及剥离部的单元。因此，为了提高生产率，容易进行用于与多种板状工件对应的它们的配置变更及伴随故障或性能劣化的交换工作等是不可缺少的，并且需要使各个粘附部及剥离部的动作可靠化且均匀化。
然而，在这种以往的工件粘附卡盘装置及工件贴合机中，多个加热膨胀部按预定间隔被分散配置于平板上，并且多个粘附橡胶被分散配置于各加热膨胀部的周围，但由于相对平板分别个别地安装这些加热膨胀部和粘附橡胶，因此存在设置工作和组件交换工作麻烦之类的问题。
另外，由于粘附保持基板的粘附橡胶和为了使基板脱离粘附橡胶而向脱离平板的方向按压的隔板将安装用螺栓夹在中间而被分开配置，因此若通过隔板的膨胀变形向剥离方向按压基板，则有时在基板中基于隔板的按压部位与基于粘附橡胶的粘附部位之间产生挠曲变形而无法向从粘附橡胶剥离的方向按压该粘附部位，且无法可靠地剥离。
尤其是，若基板的厚度尺寸变薄，则因基于隔板的按压而基板的挠曲变形量变大，很难从粘附橡胶剥离基板的粘附部分。
另外，在使通过粘附橡胶被粘附保持的第1基板和被分体地保持的第2基板相互靠近之后，通过隔板的膨胀变形从粘附橡胶剥离第1基板来进行重叠的工件贴合机中，还存在因隔板而在进行剥离时产生的第1基板的挠曲变形在贴合之后也会残留，第1基板和第2基板之间的贴合精确度局部性地变差之类的问题。
此外，隔板沿支承部件的表面张架，且在通过粘附橡胶粘附保持基板时需要使隔板的里面密接于支承部件的表面，以免隔板朝向基板突出，因此有可能会因隔板和支承部件的材质而导致它们的对置面之间局部或整体性地贴上。在这种情况下，在剥离基板时，只有隔板里面的一部分局部性地从支承部件的表面隔离而隔板膨胀变形为走形的形状，因此有时从粘附橡胶的粘附面向倾斜方向按压剥离基板或者呈不均匀的剥离状态。
尤其是，要在真空状态下粘附保持基板，需要从支承部件侧真空吸引隔板来牢固地密接两者，因此支承部件的表面会更加容易地贴在隔板的里面，很难仅通过内压上升来全面分开。
发明内容
本发明将解决这种问题作为课题，其目的在于提供一种可容易构成粘附部件与剥离部件的单元化的同时可提高剥离性能的工件粘附卡盘装置，并且提供一种可将被粘附保持的第1板状工件与第2板状工件平行地剥离来进行贴合且生产率较高的工件贴合机等等。
为了实现这种目的，基于本发明的工件粘附卡盘装置，其特征在于，具备：粘附部件，被设置成与板状工件对置且装卸自如地粘附保持该板状工件；剥离部件，被设置成向与所述板状工件交叉的方向变形来使所述板状工件从所述粘附部件的粘附面强制性地剥离；支承部件，被设置于所述剥离部件的背后且具有沿所述剥离部件的表面及侧面；及环状部件，被设置成包围所述支承部件的所述侧面的外周，其中，所述剥离部件具有：变形部，被形成为可沿所述支承部件的所述表面变形；安装凸部，被形成为从该变形部的外周沿所述支承部件的所述侧面朝向所述环状部件突出；及卡合槽，嵌合在所述支承部件的所述侧面形成的卡合凸部，所述环状部件具有：卡止凹部，将所述剥离部件的所述安装凸部以无法向所述变形部的变形方向移动的方式夹入所述支承部件的所述侧面及所述卡合凸部之间；及安装面，与所述变形部的外边邻接而被安装所述粘附部件。
并且，基于本发明的工件贴合机，其特征在于，在相对置的一对保持板中的任一方或两方设置所述工件粘附卡盘装置，通过所述工件粘附卡盘装置粘附保持所述板状工件的同时进行剥离，从而与另外一个板状工件重叠。
基于具有前述特征的本发明的工件粘附卡盘装置，将剥离部件的安装凸部以无法向变形部的变形方向移动的方式夹入支承部件的侧面与环状部件的卡止凹部之间，并且将粘附部件与变形部的外边邻接而安装于环状部件的安装面，从而通过环状部件被一体地组装剥离部件、支承部件及粘附部件，而且，变形部和粘附面相互邻接而非常靠近地配置，因此在通过变形部的变形来剥离被粘附保持于粘附面的板状工件时，可以得到比分开配置时更大的剥离力，由此剥离时在板状工件中产生的挠曲被抑制到最小限度，因此能够容易构成粘附部件和剥离部件的单元化的同时，提高剥离性能。
其结果，与分别个别地安装多个加热膨胀部和多个粘附橡胶的以往工件粘附卡盘装置相比，能够容易地进行相对于平板等的设置工作和组件交换工作，从而可以谋求成本的降低化。
另外，即使在伴随板状工件的基板规格的大型化而配置多个工件粘附卡盘装置的情况下，也能够使各个粘附动作和剥离动作均匀化，并能够被大型化为一边2000mm以上而可靠地进行粘附保持和剥离。
并且，与粘附橡胶和隔板将安装用螺栓夹在中间而被分开配置的以往工件粘附卡盘装置相比，即使板状工件变薄，也能够可靠地从粘附面剥离。
此外，基于具有前述特征的本发明的工件贴合机，当使由设置于一方的保持板的工件粘附卡盘装置的粘附部件被粘附保持的第1板状工件和被保持于另一方的保持板的第2板状工件相互靠近，并通过工件粘附卡盘装置的剥离部件从粘附部件剥离第1板状工件时，剥离部件和粘附部件相互邻接而非常靠近地配置，因此在通过变形部的变形来剥离被粘附保持于粘附面的板状工件时，可以得到比分开配置时更大的剥离力，由此剥离时在板状工件中产生的挠曲被抑制到最小限度，因此能够将被粘附保持的第1板状工件与第2板状工件平行地剥离来进行贴合。
其结果，与因隔板而在剥离时产生的第1基板的挠曲变形在贴合之后也会残留的以往工件贴合机相比，能够减少对剥离板状工件时的局部性精确度不良的影响，且能够提高板状工件之间的贴合精确度的同时，提高生产率。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的工件粘附卡盘装置的说明图，(a)为纵截面主视图，(b)为仰视图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的工件贴合机的缩小纵截面主视图。
图中：A-工件粘附卡盘装置，1-粘附部件，1a-粘附面，2-剥离部件，2a-变形部，2c-安装凸部，3-支承部件，3a-表面，3b-侧面，3c-通道，4-环状部件，4a-卡止凹部，4b-安装面，5-扩散路，11、11’-保持板，W、W’-板状工件。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。
如图1(a)(b)所示，本发明的实施方式所涉及的工件粘附卡盘装置A具备如下作为主要构成要件：粘附部件1，被设置成与板状工件W对置且装卸自如地粘附保持板状工件W；剥离部件2，被设置成向与板状工件W交叉(正交)的方向变形来使板状工件W从粘附部件1的粘附面1a强制性地剥离；支承部件3，被设置于剥离部件2的背后；及环状部件4，被设置成包围剥离部件2的外周。
粘附部件1是在与板状工件W对置的表面具有粘附面1a的粘附片，至少粘附面1a或整体为例如氟橡胶或弹性体、丁基橡胶、感光性树脂、丙烯类或硅类等粘附材料，粘附面1a被形成为具有弹性的面状。
另外，优选构成为，通过在粘附面1a例如进行压花处理或形成凹槽等来整体上容易弹性变形，从而容易贴于板状工件W。
剥离部件2是例如橡胶或弹性体、软质合成树脂等可弹性变形的材料，由可向相对于通过粘附部件1的粘附面1a被粘附保持的板状工件W靠近或隔离的方向变形地形成的隔板或弹性膜等构成，例如通过压缩成型(compression成型)或注射成型(Injection成型)等，被形成为沿后述的支承部件3的表面3a及侧面3b的截面大致コ字形。
若进一步详细说明，则剥离部件2具有沿后述的支承部件3的表面3a形成的变形部2a、被形成为连续于变形部2a而向厚度方向延伸的脚部2b、及被形成为从脚部2b朝向外侧突出的凸缘状的安装凸部2c。
若针对板状工件W基于剥离部件2从粘附面1a的剥离动作举出其具体例，则如图1(a)的实线所示，剥离部件2的变形部2a通过以与支承部件3的表面3a接触的方式收缩变形为平面状或凹状，从而不会对通过粘附面1a被粘附保持的板状工件W作用剥离力而待机。在剥离时，如图1(a)的双点划线所示，通过利用变形部2a的一次侧与二次侧的压力差使变形部2a向远离支承部件3的表面3a的方向膨胀变形，从而其前端接触并按压于板状工件W而从粘附面1a强制性地剥离板状工件W。
脚部2b从变形部2a的外周端朝向剥离部件2中与变形部2a相反的一侧(里侧)，沿后述的支承部件3的侧面3b被一体形成为圆筒状或角筒状。
安装凸部2c在脚部2b的里侧外面朝向后述的环状部件4的内面被突设为环状。优选在安装凸部2c的相反侧中与后述的支承部件3的侧面3b对置的内面形成环状卡合槽2d。
支承部件3是例如硬质合成树脂、金属、陶瓷等很难与剥离部件2的变形部2a贴上的材料，被形成为与后述的环状部件4的内周嵌合的例如圆形或矩形等的板状，在其中央形成有使剥离部件2的变形部2a弹性变形的流体所通过的通道3c。
另外，优选在相互对置的剥离部件2的变形部2a的里面或支承部件3的表面3a中的任一方，或者在变形部2a的里面及支承部件3的表面3a两方，形成以通道3c为中心向放射方向连通的扩散路5。
并且，优选在支承部件3的侧面3b形成与剥离部件2的卡合槽2d嵌合的环状卡合凸部3d。
环状部件4由例如金属、硬质合成树脂、陶瓷等被形成为与支承部件3的厚度大致相同厚度的板状，在其中央被开凿大于支承部件3的贯穿孔，在贯穿孔的内面4i隔着剥离部件2的安装凸部2c而被嵌入支承部件3。
另外，环状部件4具有被形成为在与支承部件3的侧面3b之间夹入剥离部件2的安装凸部2c的卡止凹部4a、及与变形部2a的外边邻接而被安装粘附部件1的安装面4b。
卡止凹部4a在环状部件4的内面4i与剥离部件2的安装凸部2c对置而被凹设于里侧，并使卡止凹部4a和安装凸部2c相抵接，从而被保持成安装凸部2c无法相对于卡止凹部4a向变形部2a的膨胀变形方向移动。
安装面4b与变形部2a的外边邻接而被凹设于环状部件4的表侧，并由例如粘结剂等粘着粘附部件1的里面，由此被配置成粘附面1a比变形部2a的表面稍微突出。
而且，粘附部件1、剥离部件2、支承部件3及环状部件4通过依次组装它们本身而成为一体化。对其具体例进行说明。
首先，使环状部件4的内面4i及卡止凹部4a、剥离部件2的脚部2b及安装凸部2c通过粘结剂等而粘着来一体化，或者沿环状部件4的内面4i及卡止凹部4a通过压缩成型或注射成型等模型形成使剥离部件2一体化。
这时，为了提高环状部件4的内面4i及卡止凹部4a与剥离部件2的脚部2b及安装凸部2c的粘结强度，优选在环状部件4及剥离部件2的对置面将其任一方或两方通过喷砂法等被形成为粗糙面。
在之后工序中，通过在与环状部件4成为一体化的剥离部件2内嵌入支承部件3，其卡合凸部3d与剥离部件2的卡合槽2d嵌合，从而支承部件3被一体化于环状部件4及剥离部件2。
并且，通过粘结剂等将粘附部件1的里面粘着在环状部件4的安装面4b而成为一体化，并成为工件粘附卡盘装置A。
这样被组装的工件粘附卡盘装置A相对于例如由平板等构成的保持板11分散配置多个，以便与通过粘附面1a被粘附保持的板状工件W对置。
图1(a)(b)所示的例子中，通过在被开凿于环状部件4的外周部分的安装孔4c插通例如螺栓等安装构件6来粘着于保持板11，从而环状部件4装卸自如地被安装于保持板11。
此外，作为其他例子并未图示，但作为环状部件4相对于保持板11的安装构件6，也可以使用其他粘着构件等来代替螺栓。
根据这种本发明的实施方式所涉及的工件粘附卡盘装置A，剥离部件2的安装凸部2c以无法向变形部2a的(膨胀)变形方向移动的方式被夹入支承部件3的侧面3b与环状部件4的卡止凹部4a之间，并且在环状部件4的安装面4b与变形部2a的外边邻接而被安装粘附部件1。
由此，通过环状部件4被一体地组装剥离部件2、支承部件3及粘附部件1。
但是，关于变形部2a与粘附面1a的距离，靠近配置时与远离配置时相比，在通过变形部2a的(膨胀)变形来剥离被粘附保持于粘附面1a的板状工件W时，可以获得更大的剥离力。由此，关于剥离时在板状工件W中产生的挠曲(翘曲)，靠近配置变形部2a和粘附面1a时比远离配置时更能减少。
关于这一点，根据本发明的实施方式所涉及的工件粘附卡盘装置A，由于变形部2a和粘附面1a相互邻接而非常靠近地被配置，所以能够将剥离时在板状工件W中产生的挠曲(翘曲)抑制到最小限度。
因此，本发明的实施方式所涉及的工件粘附卡盘装置A，能够容易构成粘附部件1与剥离部件2的单元化的同时，提高剥离性能。
另外，即使用粘结剂粘着环状部件4的卡止凹部4a与剥离部件2的安装凸部2c的抵接部分，也不会有粘结剂溢出至弹性变形的变形部2a而附着的忧虑，因此不会因伴随变形部2a的变形的反复应力而从粘结剂所附着部位的端部产生龟裂，并能够提供反复耐久性、可靠性较高的隔板结构。
尤其是，当在变形部2a的里面或支承部件3的表面3a中的任一方，或者在变形部2a的里面及支承部件3的表面3a两方形成以在支承部件3的中央被形成的通道3c为中心向放射方向连通的扩散路5时，通过将流体从通道3c供给至放射状扩散路5，从而变形部2a的里面相对于支承部件3的表面3a从其中央部位朝向外周部位依次(膨胀)变形，从支承部件3的表面被隔离变形部2a的整个里面。
由此，能够使变形部2a与它们的材质无关地从支承部件3全面分离而(膨胀)变形为对称形状。
其结果，与它们的对置面之间有可能因隔板和支承部件的材质而局部或整体性地贴上的以往技术相比，能够通过变形部2a的(膨胀)变形从粘附部件1的粘附面1a垂直地按压剥离板状工件W。由此，能够使被剥离的板状工件W的姿势均匀化。
而且，如图2所示，本发明的实施方式所涉及的工件贴合机，在相对置的一对保持板11、11’中的任一方或两方分散配置多个工件粘附卡盘装置A，通过工件粘附卡盘装置A粘附保持板状工件W的同时进行剥离，从而与另外一个板状工件W’重叠。
作为其具体例子，在一方(上方)的保持板11被设置工件粘附卡盘装置A，通过其粘附部件1粘附保持第1板状工件W，而在另一方(下方)的保持板11’通过密封材料C以与第1板状工件W平行地对置的方式被保持第2板状工件W’。
另外根据需要，也可以在一对保持板11、11’中的任一方或两方以包围工件粘附卡盘装置A的方式被设置多个吸引吸附构件12，并通过这些吸引吸附构件12装卸自如地吸引吸附板状工件W、W’。
根据这种本发明的实施方式所涉及的工件贴合机，由于工件粘附卡盘装置A的剥离部件2和粘附部件1相互邻接而非常靠近地被配置，因此在通过变形部2a的变形来剥离被粘附保持于粘附面1a的板状工件W时，可以得到比分开配置时更大的剥离力，由此剥离时在板状工件W中产生的挠曲被抑制到最小限度。
由此，能够将被粘附保持的第1板状工件W与第2板状工件W’平行地剥离来进行贴合。其结果，能够提高板状工件W、W’之间的贴合精确度，并且提高生产率。
接着，根据附图对本发明的一实施例进行说明。
[实施例]
该实施例为如下：如图1(a)(b)及图2所示，相对被形成于保持板11表面的凹状部11a被嵌入工件粘附卡盘装置A的环状部件4，并用螺栓等安装构件6将工件粘附卡盘装置A安装在保持板11上，从被开凿于保持板11上的通气孔11b向支承部件3的通道3c供给压缩空气等流体，从而剥离部件2的变形部2a膨胀变形，强制性地按压剥离通过粘附面1a被粘附保持的板状工件W。
在通道3c的外侧，以包围支承部件3的外周的方式被形成有截断从通道3c连结至环状部件4的流道的环状密封部2e。
图示的例子中，环状密封部2e以朝向保持板11的凹状部11a的内底面突出的方式被一体成型于剥离部件2的安装凸部2c，使环状密封部2e的前端与凹状部11a的内底面接触，从而防止从保持板11的通气孔11b被供给的流体沿凹状部11a的内底面朝向环状部件4流出。
并且，作为其他例子并未图示，但也可以在支承部件3的里面以包围通道3c的方式形成环状凹槽，在该凹槽以朝向保持板11的凹状部11a的内底面突出的方式设置O型圈等作为环状密封部2e，从而与凹状部11a的内底面接触。
根据这种本发明的实施例所涉及的工件粘附卡盘装置A及工件贴合机，由于使被粘附保持于粘附部件1的粘附面1a的板状工件W在真空或近似真空的气氛下剥离，因此流体经支承部件3的通道3c朝向剥离部件2的变形部2a被供给时，由于通过环状密封部2e阻挡流体从通道3c朝向环状部件4流出，因此流体不会流出至真空或近似真空的气氛中，可以保持高真空状态。
由此，能够防止使剥离部件2变形的驱动流体漏出。
其结果，有如下优点，即在真空中制造例如液晶显示器等时，用于使变形部2a变形的流体不会混入液晶装置中，且不会引起气泡等问题。
另外，在图2所示的例子中，仅在一方(上方)的保持板11设置工件粘附卡盘装置A和吸引吸附构件12，但不限定于此，也可以在另一方(下方)的保持板11’设置工件粘附卡盘装置A或吸引吸附构件12。

Claims (5)

1.一种工件粘附卡盘装置，其特征在于，具备：
粘附部件，被设置成与板状工件对置且装卸自如地粘附保持该板状工件；
剥离部件，被设置成向与所述板状工件正交的方向变形来使所述板状工件从所述粘附部件的粘附面强制性地剥离；
支承部件，被设置于所述剥离部件的背后且具有沿所述剥离部件的表面及侧面；及
环状部件，被设置成包围所述支承部件的所述侧面的外周，
所述剥离部件具有：变形部，被形成为可沿所述支承部件的所述表面变形；安装凸部，被形成为从该变形部的外周沿所述支承部件的所述侧面朝向所述环状部件突出；及卡合槽，嵌合在所述支承部件的所述侧面形成的卡合凸部，
所述环状部件具有：卡止凹部，将所述剥离部件的所述安装凸部以无法向所述变形部的变形方向移动的方式夹入所述支承部件的所述侧面及所述卡合凸部之间；及安装面，与所述变形部的外边邻接而被安装所述粘附部件。
2.如权利要求1所述的工件粘附卡盘装置，其特征在于，
所述剥离部件具有被形成为从所述变形部的外周沿所述支承部件的所述侧面向厚度方向延伸的脚部，所述安装凸部被形成为从所述脚部朝向所述环状部件突出。
3.如权利要求1或2所述的工件粘附卡盘装置，其特征在于，
在所述支承部件的中央被形成使所述剥离部件的所述变形部变形的流体通道，
在所述变形部的里面或所述支承部件的表面中的任一方，或者在所述变形部的里面及所述支承部件的表面两方形成以所述通道为中心向放射方向连通的扩散路。
4.如权利要求3所述的工件粘附卡盘装置，其特征在于，
在所述通道的外侧，以包围所述支承部件的外周的方式形成截断从该通道连结至所述环状部件的流道的环状密封部。
5.一种工件贴合机，其特征在于，
在相对置的一对保持板中的任一方或两方设置如权利要求1～4中的任一项所述的工件粘附卡盘装置，通过所述工件粘附卡盘装置粘附保持所述板状工件的同时进行剥离，从而与另外一个板状工件重叠。
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