JP4903906B1 - ワーク粘着チャック装置及びワーク貼り合わせ機 - Google Patents

Abstract

【課題】板状ワークに対する可動膜の加圧分布を均等化して板状ワークの部分的な変形を防止する。
【解決手段】可動膜２に、支持部材３の通路３ａと対向する肉厚な板状部２ａと、通路３ａを囲む表面部位３ｂ１と対向する肉薄な変形可能部２ｂをそれぞれ形成し、通路３ａからの流体で変形可能部２ｂを板状ワークＷへ向けて変形させることにより、剛性の高い肉厚な板状部２ａが形状保持されながら平行移動し、板状ワークＷに対する可動膜２の押圧力が分散されて、板状ワークＷの一部に集中して荷重がかかることなく、粘着部材１の粘着面１ａから板状ワークＷが剥離される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）やフレキシブルディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの製造過程において、ＣＦガラスやＴＦＴガラスなどのガラス製基板か又はＰＥＳ（Poly-Ether-Sulphone）などのプラスチックフィルムなどからなる合成樹脂製基板などの板状ワークを粘着保持して貼り合わせる基板貼り合わせ機を含む基板組立装置や、このような基板などの絶縁体、導電体又は半導体ウエハなどのワーク（被処理体）を搬送する基板搬送装置などに用いられるワーク粘着チャック装置と、このワーク粘着チャック装置を備えたワーク貼り合わせ機に関する。

従来、この種のワーク粘着チャック装置及びワーク貼り合わせ機としては、第１の定盤に安着する第１の基板を、粘着力を用いて固定させる粘着ゴムと、上記第１の基板が上記粘着ゴムから離脱されるように上記粘着力と反対される方向の力を誘導する粘着解除装置とを含み、上記粘着解除装置は、上記第１の定盤に備えられた凹部に設けられ、上記第１の基板の付着面方向に加熱膨脹して上記第１の基板を離脱させる加熱膨脹部で構成され、上記加熱膨脹部は、上記粘着ゴムに付着された上記第１の基板の付着面側に膨脹する膨脹部材と、上記膨脹部材が設けられて密閉空間を形成するハウジングと、上記膨脹部材が膨脹するように上記ハウジング内部のエアーを加熱するための加熱部とを含み、上記ハウジングには、上記膨脹部材の収縮時に支持して復帰の際の変形を防止するための支持部材が備えられる基板合着装置がある（例えば、特許文献１参照）。
さらに、上記膨脹部材は、上記支持部材の表面に沿って張架したダイヤフラム（ダイアフラム）で構成され、上記加熱部を構成する熱線で上記ハウジング内部のエアーを加熱して、上記支持部材の中央に開穿される通路から上記ダイヤフラムの中央部へ向け吹き出させることにより、上記ダイヤフラムが断面円弧状に膨張変形して、上記第１の基板を押圧し粘着ゴムから離脱させて、その下方に位置する第２定盤に安着された第２の基板と合着させている。

特開２０１０−１２６３４２号公報（図１−５，６−８）

しかし乍ら、このような従来のワーク粘着チャック装置及びワーク貼り合わせ機では、支持部材の通路からの圧力によりダイヤフラムの中央部を断面円弧状に膨張変形させて基板を粘着ゴムから押し剥がすため、ダイヤフラムによる押圧力（荷重）が基板の一部、特に支持部材の通路と対向する直下部分にだけかかってしまう。それにより、ダイヤフラムで押圧される部分における局部的な加圧ムラによって、基板の集中荷重部位のみが潰れ変形し、例えば基板間に挟み込まれるシール材や液晶デバイスなどが元の平滑な形状に復元不能になって、局部的な加圧ムラによるダメージが残り続けるなど、弊害が生じるという問題があった。
さらに、ダイヤフラムが支持部材の表面に沿って張架され、粘着ゴムによる基板の粘着保持時にはダイヤフラムが基板ヘ向け突出しないようにダイヤフラムの裏面を支持部材の表面に密接させる必要があるため、ダイヤフラムと支持部材の材質によっては、それらの対向面同士が部分的又は全体的に貼り付くおそれがある。このような場合には、基板の剥離時に、支持部材の表面からダイヤフラムの裏面の一部のみが部分的に離隔されて、ダイヤフラムが歪な形状に膨張変形し、そのために粘着ゴムの粘着面から基板を斜め方向へ押し剥がしたり、不均一な剥離状態になることがあった。
特に、真空状態で基板を粘着保持するには、ダイヤフラムを支持部材側から真空吸引して両者を強く密接させる必要があるため、ダイヤフラムの裏面を支持部材の表面が更に貼り付き易くなり、内圧の上昇だけで全面的に離すことが困難であった。

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、板状ワークに対する可動膜の加圧分布を均等化して板状ワークの部分的な変形を防止することが可能なワーク粘着チャック装置を提供すること、粘着保持された第１の板状ワークを第２の板状ワークと平行に剥離して貼り合わせることが可能なワーク貼り合わせ機を提供すること、などを目的とするものである。

このような目的を達成するために本発明によるワーク粘着チャック装置は、板状ワークと対向するように設けられて該板状ワークを着脱自在に粘着保持する粘着部材と、前記板状ワークと交差する方向へ変形して前記粘着部材の粘着面から前記板状ワークを強制的に剥離させるように設けられる可動膜と、前記可動膜の背後に設けられて該可動膜を前記板状ワークへ向け変形させる流体の通路を有する支持部材とを備え、前記可動膜は、前記支持部材の通路と対向して肉厚状に形成される剛性が高い板状部と、前記支持部材の前記通路を囲む表面部位と対向して肉薄状に形成される剛性が低い変形可能部とを有し、前記板状部が、前記板状ワークの剥離時に前記板状部の表面を前記板状ワークに接触させて押圧するように構成され、前記通路からの流体で、前記変形可能部を前記支持部材の表面から離れる方向へ膨張変形させて、前記板状部を前記板状ワークへ向け平板状に形状保持しながら平行移動させるように構成し、前記可動膜の前記板状部を前記支持部材の前記表面へ向けて凸状に形成し、前記支持部材の前記表面において前記板状部と対向する部位を凹状に形成し、該凹状部に対して前記板状部を前記板状ワークと交差する方向へ嵌合させたことを特徴とする。

また本発明によるワーク貼り合わせ機は、前記ワーク粘着チャック装置を、対向する一対の保持板のどちらか一方か又は両方に設け、前記ワーク粘着チャック装置で前記板状ワークを粘着保持するとともに剥離して、もう一つの板状ワークに重ね合わせることを特徴とする。

前述した特徴を有する本発明によるワーク粘着チャック装置は、可動膜に、支持部材の通路と対向する肉厚な板状部と、通路を囲む表面部位と対向する肉薄な変形可能部をそれぞれ形成し、通路からの流体で変形可能部を板状ワークへ向けて変形させることにより、剛性の高い肉厚な板状部が形状保持されながら平行移動し、板状ワークに対する可動膜の押圧力が分散されて、板状ワークの一部に集中して荷重がかかることなく、粘着部材の粘着面から板状ワークが剥離されるので、板状ワークに対する可動膜の加圧分布を均等化して板状ワークの部分的な変形を防止することができる。
その結果、支持部材の通路からの圧力によりダイヤフラムの中央部を断面円弧状に膨張変形させて基板を粘着ゴムから押し剥がす従来のものに比べ、可動膜の押圧による局部的な加圧ムラを防止できて、例えば基板間に挟み込まれるシール材や液晶デバイスなどの、局部的な加圧ムラによるダメージを軽減できる。
さらに、可動膜の中央部に板状剛体部を板状ワークと対向して設けるものに比べ、可動膜の膨張変形に伴って粘着部材から板状ワークを押し剥がす際に、板状剛体部の板状ワークの一部に荷重が集中してかかることが無いので、板状ワークがガラス製基板であっても割れを防止することができる。

また、前述した特徴を有する本発明によるワーク貼り合わせ機は、一方の保持板に設けたワーク粘着保持装置の粘着部材で粘着保持される第１の板状ワークと、他方の保持板に保持される第２の板状ワークとを互いに接近させ、ワーク粘着保持装置の可動膜で粘着部材から第１の板状ワークを剥離する場合に、可動膜による押圧力が第１の板状ワークに対して分散され、第１の板状ワークの一部に集中して荷重がかかることなく、粘着部材から第１の板状ワークが剥離されるため、剥離時において第１の板状ワークに生ずる潰れ変形が最小限に抑えられるので、粘着保持された第１の板状ワークを第２の板状ワークと平行に剥離して貼り合わせることができる。
その結果、ダイヤフラムにより剥離時に発生した第１基板の潰れ変形が貼り合わせ後にも残る従来のものに比べ、可動膜の押圧による局部的な加圧ムラを防止できて、例えば基板間に挟み込まれるシール材や液晶デバイスなどの、局部的な加圧ムラによるダメージを軽減できる。
さらに、第１の板状ワークの剥離時における部分的な精度不良に対する影響を少なくすることができるので、第１の板状ワークと第２の板状ワークの貼り合わせ精度が向上するとともに、生産性を高めることができる。

本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置を示す説明図であり、（ａ）がワーク粘着保持時の縦断正面図、（ｂ）がワーク剥離時の縦断正面図である。 図１（ａ）の底面図である。 本発明の実施形態に係るワーク貼り合わせ機を示す縮小縦断正面図である。 本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置の可動膜による圧力分布試験を示す説明図であり、（ａ）が試験機の縦断正面図、（ｂ）が感圧紙による圧力分布試験結果を示す平面図である。 比較例の可動膜による圧力分布試験を示す説明図であり、（ａ）が試験機の縦断正面図、（ｂ）が感圧紙による圧力分布試験結果を示す平面図である。 可動膜に板状剛体部を設けたワーク粘着チャック装置を示す説明図であり、（ａ）がワーク粘着保持時の縦断正面図、（ｂ）がワーク剥離時の縦断正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａは、図１（ａ）（ｂ）及び図２に示すように、板状ワークＷと対向するように設けられて板状ワークＷを着脱自在に粘着保持する粘着部材１と、板状ワークＷと交差（直交）するＺ方向へ変形して粘着部材１の粘着面１ａから板状ワークＷを強制的に剥離させるように設けられる可動膜２と、可動膜２の背後に設けられて可動膜２を板状ワークＷへ向け変形させる流体の通路３ａを有する支持部材３を、主要な構成要素として備えている。
さらに、本発明の実施形態に係るワーク貼り合わせ機は、図３に示すように、複数のワーク粘着チャック装置Ａを、対向する一対の保持板１１，１１′のどちらか一方か又は両方に分散配置し、ワーク粘着チャック装置Ａで板状ワークＷを粘着保持するとともに剥離することにより、もう一つの板状ワークＷ′に重ね合わせている。

粘着部材１は、板状ワークＷと対向する表面に粘着面１ａを有する板状粘着部材であり、少なくとも粘着面１ａ又は全体が、例えばフッ素ゴムやエラストマー、ブチルゴム、感光性樹脂、アクリル系やシリコン系などの粘着材料で、粘着面１ａが弾性のある面状に形成されている。
さらに、粘着面１ａには、例えばエンボス処理や凹溝などを形成して全体的に弾性変形し易くすることにより、板状ワークＷに対して容易に粘り付くように構成することが好ましい。

可動膜２は、例えばゴムやエラストマー、軟質合成樹脂などの弾性変形可能な材料で、粘着部材１の粘着面１ａで粘着保持される板状ワークＷに対して接近又は離隔するＺ方向へ変形可能な略平板状に形成されるダイヤフラムや弾性膜などからなり、後述する支持部材３の表面３ｂに沿って表面３ｂとの間に密閉空間を区画形成するように配置されている。
可動膜２の製造方法としては、例えば圧縮成形（コンプレッション成型）や射出成形（インジェクション成型）などにより、後述する支持部材３の表面３ｂ及び側面３ｃに沿った断面略コの字形に形成することが好ましい。

さらに、可動膜２は、後述する支持部材３の通路３ａと対向して肉厚状に形成される剛性が高い板状部２ａと、後述する支持部材３の表面３ｂにおいて通路３ａを囲む外周表面部位３ｂ１と対向して肉薄状に形成される剛性が低い変形可能部２ｂとを有している。
板状部２ａは、可動膜２の中央部位に後述する支持部材３の表面３ｂへ向けて凸状に形成することが好ましい。
変形可能部２ｂは、板状部２ａの周囲に凹状に一体形成することが好ましい。

可動膜２において変形可能部２ｂの外周には、変形可能部２ｂと連続して厚さ方向へ延びるように形成される脚部２ｃと、脚部２ｃから外側へ向け突出するように形成されるフランジ状の取付凸部２ｄを一体形成することが好ましい。
脚部２ｃは、可動膜２の裏面側へ向け、後述する支持部材３の側面３ｃに沿って円筒状又は角筒状に一体形成される。
取付凸部２ｄは、脚部２ｃの裏側外面に環状に突設されている。取付凸部２ｄと反対側で後述する支持部材３の側面３ｃと対向する内面には、環状の係合溝２ｅを形成することが好ましい。

支持部材３は、例えば硬質合成樹脂、金属、セラミックなどの可動膜２と貼り付き難い材料で、例えば円形又は矩形などの板状に形成され、その中央部位には、可動膜２と対向する表面３ｂに向けて通路３ａが開穿されている。
通路３ａは、可動膜２の変形可能部２ｂを弾性変形させるために例えば圧縮空気などの流体が、例えばコンプレッサなどの供給源から流体が可動膜２の表面３ｂに向けて供給され、更に必要に応じて逆向きに吸引される。
通路３ａの径は、供給源から供給される流体の流量と可動膜２の変形量との関係で設定される。可動膜２は、通路３ａへの流体供給に伴って生じる可動膜２の一次側と二次側の圧力差により、変形可能部２ｂを支持部材３の表面３ｂから離れる方向へ膨張変形させて、板状部２ａが略平板状に形状保持されながら平行移動するように構成している。

支持部材３の表面３ｂには、可動膜２の板状部２ａと対向する中央部位が凹状に形成され、この凹状部３ｂ２に対して板状部２ａを板状ワークＷと交差（直交）するＺ方向へ嵌合させることが好ましい。
支持部材３の側面３ｃには、可動膜２の環状の係合溝２ｅと嵌り合う環状の係合凸部３ｄを形成することが好ましい。
さらに、互いに対向する可動膜２の裏面又は支持部材３の表面３ｂのいずれか一方か、若しくは可動膜２の裏面及び支持部材３の表面３ｂの両方には、通路３ａを中心として放射方向へ連通する拡散路４を形成することが好ましい。

図１（ａ）（ｂ）及び図２に示される例では、可動膜２の板状部２ａ及び支持部材３の凹状部３ｂ２が通路３ａの径よりも大きく形成され、可動膜２の裏面と支持部材３の表面３ｂとの間には隙間を形成し、支持部材３の表面３ｂのみに通路３ａを中心として拡散路４が放射状に形成されている。
また、その他の例として図示しないが、通路３ａの径を図示例よりも大径にして可動膜２の板状部２ａとほぼ同じ大きさにしたり、可動膜２の裏面と支持部材３の表面３ｂを接触させたり、可動膜２の裏面及び支持部材３の表面３ｂの両方に拡散路４を形成することも可能である。またさらに、拡散路４に代えて、支持部材３に多数の通路３ａを開穿させ、それぞれの通路３ａに同時に駆動流体を供給したり、拡散路４を形成せずに、可動膜２の裏面と支持部材３の表面３ｂとの間に隙間を形成するか、或いは接触させることも可能である。

さらに、図１（ａ）（ｂ）及び図２に示される例では、支持部材３の外周に、可動膜２に一体形成された可動膜２の脚部２ｃ及びフランジ状の取付凸部２ｄを挟んで、環状の取付部材５が設けられている。

環状の取付部材５は、例えば金属、硬質合成樹脂、セラミックなどにより支持部材３の厚さと略同じ厚さの板状に形成され、その中央には、支持部材３よりも大きな貫通孔が開穿され、貫通孔の内面５ｉには、可動膜２の取付凸部２ｄを挟んで支持部材３が嵌入される。
さらに、取付部材５は、支持部材３の側面３ｃとの間に可動膜２の取付凸部２ｄを挟み込むように形成される係止凹部５ａと、変形可能部２ｂの外縁と隣接して粘着部材１が取り付けられる取付面５ｂとを有している。
係止凹部５ａは、貫通孔の内面５ｉで裏側に可動膜２の取付凸部２ｄと対向して凹設され、係止凹部５ａと取付凸部２ｄを当接させることにより、係止凹部５ａに対して取付凸部２ｄが変形可能部２ｂの膨張変形方向へ移動不能に保持される。
取付面５ｂは、取付部材５の表側に変形可能部２ｂの外縁と隣接して凹設され、粘着部材１の裏面を例えば接着剤などで固着することにより、粘着面１ａが可動膜２の表面、詳しくは板状部２ａ及び変形可能部２ｂの表面よりも若干突出するように配置されている。

このような粘着部材１、可動膜２、支持部材３及び取付部材５は、それらを順次組み付けることで一体化される。その具体例を説明する。
先ず、取付部材５における貫通孔の内面５ｉ及び係止凹部５ａと、可動膜２の脚部２ｃ及び取付凸部２ｄとを、接着剤などにより固着して一体化するか、貫通孔の内面５ｉ及び係止凹部５ａに沿って、可動膜２を圧縮成形や射出成形などの型形成により一体化する。
この際、貫通孔の内面５ｉ及び係止凹部５ａと可動膜２の脚部２ｃ及び取付凸部２ｄとの接着強度を高めるために、取付部材５及び可動膜２の対向面においてそのいずれか一方又は両方をサンドブラストなどで粗面に形成することが好ましい。
その後工程で、取付部材５と一体化された可動膜２内に、支持部材３を嵌入して、その係合凸部３ｄが可動膜２の係合溝２ｅと嵌合することにより、取付部材５及び可動膜２に支持部材３が一体化される。
また、取付部材５の取付面５ｂには、粘着部材１の裏面を接着剤などにより固着して一体化され、ワーク粘着チャック装置Ａとなる。

このように組み立てられたワーク粘着チャック装置Ａは、例えば定盤などからなる保持板１１に対し、粘着面１ａで粘着保持される板状ワークＷと対向するように分散して多数配置される。
図１（ａ）（ｂ）及び図２に示される例では、取付部材５の外周部分に開穿される取付孔５ｃに、例えばボルトなどの固定手段６を挿通して保持板１１に固定することにより、保持板１１に対し取付部材５が着脱自在に取り付けられている。
また、その他の例として図示しないが、保持板１１に対する取付部材５の固定手段６として、ボルトに代えて他の固着手段などを用いることも可能である。

さらに、可動膜２による粘着面１ａからの板状ワークＷの剥離動作についてその具体例を挙げると、粘着部材１による板状ワークＷの粘着保持時には、図１（ａ）に示すように、通路３ａへの流体の供給が停止されるか、又は通路３ａから吸引されて、可動膜２の変形可能部２ｂが収縮変形し、板状部２ａの裏面が支持部材３の表面３ｂと接近又は接するように粘着面１ａよりも凹んで配置される。それにより、粘着面１ａで粘着保持された板状ワークＷに剥離力を作用させずに待機している。
板状ワークＷの剥離時には、図１（ｂ）に示すように、通路３ａに流体が供給され、それに伴って生じる可動膜２の一次側と二次側の圧力差により、変形可能部２ｂが支持部材３の表面３ｂから離れる方向へ膨張変形して、板状部２ａが略平板状に形状保持されながら平行移動する。それにより、板状部２ａの表面が板状ワークＷに接触し押圧して粘着面１ａから板状ワークＷを強制的に剥離する。

このような本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａによると、通路３ａからの流体で変形可能部２ｂを板状ワークＷへ向けて膨張変形させることにより、剛性の高い肉厚な板状部２ａが略平板状に形状保持されながら平行移動し、板状ワークＷに対する可動膜２の押圧力が分散されて、板状ワークＷの一部に集中して荷重がかかることなく、粘着部材１の粘着面１ａから板状ワークＷが剥離される。
したがって、板状ワークＷに対する可動膜２の加圧分布を均等化して板状ワークＷの部分的な変形を防止することができる。

このような本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａが有する利点を補足するために以下のような実験を行った。
図４（ａ）に示すような板状部２ａと変形可能部２ｂを有する可動膜２が備えられた本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａと、図５（ａ）に示すようなほぼ均等な肉厚の可動膜２′を有する比較装置Ａ′とを用意し、これら装置Ａ，Ａ′を同じ条件で板状ワークＷの剥離試験を行って、可動膜２，２′の押圧により板状ワークＷに生ずる局部的な加圧ムラを調べた。
比較装置Ａ′は、本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａの可動膜２だけが異なり、それ以外の構成は本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａと同じものである。

可動膜２，２′の押圧による局部的な加圧ムラを調べる方法としては、定盤Ｂ，Ｂ′上にガラス基板Ｃ，Ｃ′を介して例えば圧力測定フィルムなどの感圧紙Ｄ，Ｄ′が載置され、粘着部材１，１′の粘着面１ａ，１ａ′から板状ワークＷを剥離して感圧紙Ｄに押し付けることにより、板状ワークＷからの押圧力に応じて感圧紙Ｄ，Ｄ′が発色し、板状ワークＷにかかる圧力分布が濃淡で表されるようにしている。
図４（ａ）に示された本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａの可動膜２で剥離した板状ワークＷによる感圧紙Ｄの圧力分布状態を図４（ｂ）に示している。
図５（ａ）に示された比較装置Ａ′の可動膜２′で剥離した板状ワークＷによる感圧紙Ｄの圧力分布状態を図５（ｂ）に示している。
また、板状ワークＷとしては、液晶ガラスに使われる厚さ（ｔ）が０．５ｍｍの無アルカリガラスを使用した。

実験の結果として、本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａの可動膜２は、図４（ａ）の二点鎖線に示されるように、通路３ａからの流体で変形可能部２ｂが膨張変形して、剛性の高い肉厚な板状部２ａが略平板状に形状保持されながら平行移動するため、図４（ｂ）に示す感圧紙Ｄの圧力分布状態は、通路３ａに対向する中央箇所Ｄ１が、通路３ａよりも大きな板状部２ａとほぼ同じ大きさの略円形で濃く発色し、変形可能部２ｂの中央側部位と対向する外側箇所Ｄ２が、板状部２ａよりも大きな略円形で薄く発色している。
これに対し、比較装置Ａ′の可動膜２′は、図５（ａ）の二点鎖線に示されるように、通路３ａ′からの流体の噴出に伴って、通路３ａ′と対向する中央部位が最初に膨張変形し、そこから徐々に放射方向へ膨張変形するため、図５（ｂ）に示す感圧紙Ｄ′の圧力分布状態は、通路３ａ′に対向する中央箇所Ｄ１′が、通路３ａ′とほぼ同じ大きさの略円形で最も濃く発色し、中央箇所Ｄ１′の外側箇所Ｄ２′が、通路３ａ′よりも大きな略円形で濃く発色し、最も外側の箇所Ｄ３′が、外側箇所Ｄ２′よりも大きな略円形で薄く発色している。
したがって、これら感圧紙Ｄ，Ｄ１′の圧力分布状態を見れば、本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａの可動膜２の方が、比較装置Ａ′の可動膜２′に比べて、板状ワークＷに対する可動膜２の加圧分布が均等化され、それにより板状ワークＷの部分的な変形を防止できることが容易に理解できる。

また、その他の可動膜構造として、図６（ａ）（ｂ）に示すように、板状ワークＷ″と対向して可動膜２″の中央部に板状剛体部２ｒ″を設け、可動膜２″の背後に形成される一次側空間３ｆ″の圧力上昇で、可動膜２″を板状ワークＷ″へ向け膨張変形して板状剛体部２ｒ″を板状ワークＷ″に面接触させることにより、粘着部材１″から板状ワークＷ″を押し剥がすことが考えられる。
しかし、この場合には、粘着部材１″で粘着保持された板状ワークＷ″を、可動膜２″の膨張により板状剛体部２ｒ″で剥離方向へ押圧すると、板状ワークＷ″において板状剛体部２ｒ″の周縁部２ｓ″と対向する部位Ｗ１″が折れ曲がって、この屈曲部位Ｗ１″に板状剛体部２ｒ″の周縁部２ｓ″が食い込むため、可動膜２″の膨張変形による押圧荷重が集中してかかり、特に板状ワークＷ″がガラス製基板などの場合には割れるおそれがあるという問題があった。

これに対し、本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａは、図１（ｂ）に示されるように、可動膜２の変形により板状ワークＷを粘着部材１の粘着面１ａから強制的に剥離する際に、可動膜２において肉薄な変形可能部２ｂが板状ワークＷから徐々に離れるように屈曲変形するため、可動膜２の膨張変形による押圧荷重が分散して、特に板状ワークＷがガラス製基板であっても割れを防止することができる。
さらに、可動膜２に肉厚な板状部２ａ及び肉薄な変形可能部２ｂが一体形成可能となるため、図６（ａ）（ｂ）に示すものに比べて、部品点数が少なくて信頼性が高くなるとともに、部材同士を接合する必要がないから、可動膜２を変形させる流体が漏れ出るおそれもなく、気密性が保たれる。それにより、低コストで且つ作動性に優れた可動膜２を提供できる。

さらに、本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａが、図１（ａ）（ｂ）及び図２に示されるように、可動膜２の板状部２ａを支持部材３の表面３ｂへ向けて凸状に形成し、支持部材３の表面３ｂにおいて板状部２ａと対向する中央部位を凹状に形成し、凹状部３ｂ２に対して板状部２ａを板状ワークＷと交差するＺ方向へ嵌合させた場合には、
通路３ａからの流体で可動膜２の変形可能部２ｂを変形させることにより、板状部２ａが板状ワークＷへ向けて平行移動し、支持部材３の表面３ｂの凹状部３ｂ２に出入りして、板状ワークＷに沿ったＸＹ方向への位置ズレが抑制される。
それにより、可動膜２の変形に伴う板状部２ａの位置ズレを防止することができる。
その結果、支持部材３に対して可動膜２が正しく位置決めされるため、板状ワークＷの剥離方向の精度を高めることができる。

さらにまた、可動膜２の裏面又は支持部材３の表面３ｂのいずれか一方か、若しくは可動膜２の裏面及び支持部材３の表面３ｂの両方に、支持部材３の中央に形成される通路３ａを中心として放射方向へ連通する拡散路４を形成した場合には、通路３ａから流体を放射状の拡散路４に供給することにより、支持部材３の表面３ｂに対し、可動膜２の裏面がその中央部位から外周部位へ向かい順次（膨張）変形して、支持部材３の表面３ｂから板状部２ａ及び変形可能部２ｂの裏面全体が離隔される。
それにより、支持部材３から可動膜２の板状部２ａ及び変形可能部２ｂをそれらの材質と関係なく全面的に離して対称形状に（膨張）変形させることができる。
その結果、ダイヤフラムと支持部材の材質によってそれらの対向面同士が部分的又は全体的に貼り付くおそれがある従来のものに比べ、板状部２ａ及び変形可能部２ｂの裏面全体に駆動流体を行き渡らせることができて、可動膜２の全体に亘って剥離の圧力が伝達されるため、変形可能部２ｂの（膨張）変形に伴う板状部２ａの移動によって、粘着部材１の粘着面１ａから板状ワークＷを垂直に押し剥がすことができる。それにより、剥離された板状ワークＷの姿勢を均一化できる。
また、拡散路４に代えて、支持部材３に多数の通路３ａを開穿させ、それぞれの通路３ａに同時に駆動流体を供給した場合にも、拡散路４を設けた場合と同様の効果が得られる。

そして、本発明の実施形態に係るワーク貼り合わせ機の具体例としては、図３に示されるように、一方（上方）の保持板１１にワーク粘着保持装置Ａが設けられ、その粘着部材１で第１の板状ワークＷを粘着保持し、他方（下方）の保持板１１′にシール材Ｓを介して第１の板状ワークＷと平行に対向するように第２の板状ワークＷ′が保持されている。
さらに必要に応じて、一対の保持板１１，１１′のどちらか一方か又は両方には、ワーク粘着保持装置Ａを囲むように吸引吸着手段１２が複数設けられ、これら吸引吸着手段１２によって板状ワークＷ，Ｗ′を着脱自在に吸引吸着することも可能である。

このような本発明の実施形態に係るワーク貼り合わせ機によると、ワーク粘着保持装置Ａの可動膜２による押圧力が第１の板状ワークＷに対して分散され、第１の板状ワークＷの一部に集中して荷重がかかることなく、粘着部材１から第１の板状ワークＷが剥離されるため、剥離時において第１の板状ワークＷに生ずる潰れ変形が最小限に抑えられる。
それにより、粘着保持された第１の板状ワークＷを第２の板状ワークＷ′と平行に剥離して貼り合わせることができる。その結果、可動膜２の押圧による局部的な加圧ムラを防止できて、例えば基板間に挟み込まれるシール材や液晶デバイスなどの、局部的な加圧ムラによるダメージを軽減できる。
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例は、図１（ａ）（ｂ）〜図３に示すように、可動膜２において板状ワークＷと対向する表面の外周に、粘着部材１の粘着面１ａと隣接して面一状に突出する突起部２ｆを一体形成し、突起部２ｆよりも内側の表面部２ｇを、ワーク粘着保持時において粘着面１ａよりも凹ませて配置したである。

図１（ａ）（ｂ）〜図３に示される例では、変形可能部２ｂの外周に突起部２ｆが環状に形成され、突起部２ｆよりも内側の表面部２ｇとして、板状部２ａ及び変形可能部２ｂの表面全体が平面状に凹んで形成されている。
また、その他の例として図示しないが、断続的に複数の突起部２ｆを配置することも可能である。

このような本発明の実施例に係るワーク粘着チャック装置Ａ及びワーク貼り合わせ機によると、粘着部材１の粘着面１ａに対して板状ワークＷを、例えば真空吸引手段や押し付け手段などで貼り付けても、板状ワークＷの対向面が粘着面１ａに当接する時点で可動膜２の表面外周の突起部２ｆに突き当たることにより、それ以上の可動膜２側への変形が抑制される。
したがって、ワーク粘着保持時における可動膜２側への板状ワークＷの極端な変形を防止することができる。
その結果、板状ワークＷの局部的な凹み変形による弊害を防止できる。
特に、突起部２ｆを可動膜２と同じ弾性変形可能な材料で一体形成した場合には、例えば真空吸引手段や押し付け手段などで板状ワークＷを貼り付ける際に突起部２ｆが弾性変形するため、粘着面１ａに対して板状ワークＷが貼り付け易くなり、粘着不良による落下事故を防止できるという利点がある。

さらに、図１（ａ）（ｂ）〜図３に示される例では、保持板１１の表面に形成される凹状部１１ａに対し、ワーク粘着チャック装置Ａの取付部材５が嵌入され、ボルトなどの固定手段６で保持板１１にワーク粘着チャック装置Ａを取り付け、保持板１１に開穿される通気孔１１ｂから圧縮空気などの流体を支持部材３の通路３ａへ供給することにより、可動膜２の変形可能部２ｂが膨張変形して、板状部２ａを略平板状に形状保持されながら平行移動させ、粘着面１ａで粘着保持された板状ワークＷを強制的に押し剥がしている。

通路３ａの外側には、通路３ａから取付部材５に繋がる流路を遮断する環状シール部２ｈが、支持部材３の外周を囲むように形成されている。
図１（ａ）（ｂ）〜図３に示される例では、可動膜２の取付凸部２ｄに環状シール部２ｈが、保持板１１の凹状部１１ａの内底面に向けて突出するように一体成形され、環状シール部２ｈの先端を凹状部１１ａの内底面に突き当てることにより、保持板１１の通気孔１１ｂから供給される流体が凹状部１１ａの内底面に沿って取付部材５へ向け流出することを防止している。
また、その他の例として図示しないが、支持部材３の裏面に通路３ａを囲むように環状の凹溝を形成し、この凹溝に環状シール部２ｈとしてＯリングなどを保持板１１の凹状部１１ａの内底面に向け突出するように設けて、凹状部１１ａの内底面に突き当てることも可能である。

したがって、真空又は真空に近い雰囲気において、粘着部材１の粘着面１ａに粘着保持された板状ワークＷを剥離させるために、支持部材３の通路３ａを経て流体が可動膜２へ向けて供給される際に、環状シール部２ｈで通路３ａから取付部材５へ向け流体が流出することを堰き止めるため、真空又は真空に近い雰囲気中に流体が流れ出ることがなく、高真空状態が保たれる。
それにより、可動膜２を変形させる駆動流体が漏れ出すのを防止することができる。
その結果、真空中で例えば液晶ディスプレーなどを製造する際に、可動膜２を変形させるための流体が液晶デバイスの中に混入することがなく、気泡などの問題が起こらないという利点がある。

また、支持部材３の側面３ｃと取付部材５の係止凹部５ａとの間に、可動膜２の取付凸部２ｄが変形可能部２ｂの（膨張）変形方向へ移動不能に挟み込まれるとともに、取付部材５の取付面５ｂに、変形可能部２ｂの外縁と隣接して粘着部材１が取り付けられる。
それにより、取付部材５を介して可動膜２及び支持部材３と粘着部材１が一体的に組み付けられる。
ところで、可動膜２と粘着面１ａの距離は、接近して配置した方が遠く離れて配置されるものに比べて、粘着面１ａに粘着保持された板状ワークＷを、変形可能部２ｂの（膨張）変形で板状部２ａにより剥離する際に、大きな剥離力が得られる。それにより、剥離時において板状ワークＷに生ずる撓み（歪み）も、可動膜２と粘着面１ａを接近して配置した方が、遠く離れて配置されるものに比べて、小さくすることができる。
この点に関し、本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａによると、可動膜２と粘着面１ａが互いに隣り合って限りなく接近して配置されるため、剥離時において板状ワークＷに生ずる撓みを最小限に抑えることができる。
したがって、本発明の実施形態に係るワーク粘着チャック装置Ａは、粘着部材１と可動膜２のユニット化を構成し易くしながら剥離性能を向上させることができる。
さらに、取付部材５の係止凹部５ａと可動膜２の取付凸部２ｄとの当接部分を接着剤で固着しても、接着剤が弾性変形する変形可能部２ｂまではみ出して付着するおそれがないので、変形可能部２ｂの変形に伴う繰り返し応力によって接着剤が付着した箇所の端部から亀裂が生ずることがなく、繰り返し耐久性、信頼性が高いダイヤフラム構造を提供できるという利点もある。

なお、図３に示される例では、一方（上方）の保持板１１だけに、ワーク粘着チャック装置Ａと吸引吸着手段１２を設けたが、これに限定されず、他方（下方）の保持板１１′にもワーク粘着チャック装置Ａを設けたり、更に加えて吸引吸着手段１２を設けても良い。

Ａ ワーク粘着チャック装置 １ 粘着部材
１ａ 粘着面 ２ 可動膜
２ａ 板状部 ２ｂ 変形可能部
２ｆ 突起部 ２ｇ 表面部
３ 支持部材 ３ａ 通路
３ｂ 表面 ３ｂ１ 表面部位
３ｂ２ 凹状部 ４ 拡散路
１１，１１′ 保持板 Ｗ，Ｗ′ 板状ワーク

Claims (4)

1. 板状ワークと対向するように設けられて該板状ワークを着脱自在に粘着保持する粘着部材と、
   前記板状ワークと交差する方向へ変形して前記粘着部材の粘着面から前記板状ワークを強制的に剥離させるように設けられる可動膜と、
   前記可動膜の背後に設けられて該可動膜を前記板状ワークへ向け変形させる流体の通路を有する支持部材とを備え、
   前記可動膜は、前記支持部材の通路と対向して肉厚状に形成される剛性が高い板状部と、前記支持部材の前記通路を囲む表面部位と対向して肉薄状に形成される剛性が低い変形可能部とを有し、前記板状部が、前記板状ワークの剥離時に前記板状部の表面を前記板状ワークに接触させて押圧するように構成され、前記通路からの流体で、前記変形可能部を前記支持部材の表面から離れる方向へ膨張変形させて、前記板状部を前記板状ワークへ向け平板状に形状保持しながら平行移動させるように構成し、
   前記可動膜の前記板状部を前記支持部材の前記表面へ向けて凸状に形成し、前記支持部材の前記表面において前記板状部と対向する部位を凹状に形成し、該凹状部に対して前記板状部を前記板状ワークと交差する方向へ嵌合させたことを特徴とするワーク粘着チャック装置。
2. 前記支持部材の中央に前記通路が形成され、前記可動膜の裏面又は前記支持部材の前記表面のいずれか一方か、若しくは前記可動膜の裏面及び前記支持部材の前記表面の両方に、前記通路を中心として放射方向へ連通する拡散路を形成したことを特徴とする請求項１記載のワーク粘着チャック装置。
3. 前記可動膜において前記板状ワークと対向する表面の外周に、前記粘着部材の前記粘着面と面一状に突出する突起部を形成し、該突起部よりも内側の表面部を、ワーク粘着保持時において前記粘着面よりも凹ませて配置したことを特徴とする請求項１又は２記載のワーク粘着チャック装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載のワーク粘着チャック装置を、対向する一対の保持板のどちらか一方か又は両方に設け、前記ワーク粘着チャック装置で前記板状ワークを粘着保持するとともに剥離して、もう一つの板状ワークに重ね合わせることを特徴とするワーク貼り合わせ機。

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