TWI492271B - 吸附裝置 - Google Patents
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Description
本發明是關於吸附被吸附物的吸附裝置,特別是關於具備有真空吸附手段可真空吸附被吸附物的吸附裝置。
對物品進行固定施以加工或處理時,或將物品固定在運載工具進行搬運時,及將物品固定在運載工具對該物品位置進行調整(定向)時[參照日本國公開專利公報「特開2003-282427號公報(公開日:平成15年10月3日)等」],有使用真空吸引吸附物品的真空吸附裝置。該真空吸附裝置,因不需要對應吸附的物品(被吸附物)加以特別的裝備,此外,固定時損傷到被吸附物的擔心也較小,所以業者特別喜好使用在基板等的加工、定向等作業。
然而,也有上述真空吸附裝置無法充份吸附的物品。例如:日本國公開專利公報「特開2006-135272號公報(公開日:平成18年5月25日)」所記載的支承板,因具有多數的貫通孔,所以真空吸附裝置無法吸附。即,真空吸附裝置即使對上述支承板進行真空吸附,但空氣會流入上述貫通孔,使該支承板和該真空吸附裝置之間無法形成真空(減壓狀態),所以就無法吸附該支承板。此外,例如:銅製的基板等,有時會具有某種程度的歪曲,使空氣流入該歪曲所造成的間隙,妨礙到真空吸附裝置的吸附。
先前,針對不適合上述真空吸附裝置吸附的物品,採用如第10圖所示,使用橡膠等利用摩擦力固定物品的裝置,或者是採用如第11圖所示,將應固定的物品鑲入在對應該物品的框架藉此固定物品的裝置。
因此,目前為止,沒有能夠使各式各樣物品固定成位置不會偏移的裝置。
例如:真空吸附裝置,如上述有其不適合吸附的物品。此外,如第10圖所示,使用橡膠1002等利用摩擦力固定物品1001的裝置,因物品1001固定用的力量只有摩擦力,所以當對物品1001施加較大的力量時,恐怕物品1001就會對支撐體1003產生位置偏移。再加上,如第11圖所示,將應固定的物品1101鑲入在具有對應著該物品1101之框的支付體1102藉此固定物品的裝置是需要能夠順暢鑲嵌的間隙(容許空隙)1103,該間隙1103恐怕會造成物品1101對支撐體1102產生位置偏移。
因此,需要有能夠使物品固定成位置不會偏移的裝置。
本發明是有鑑於上述課題所研創的發明,目的在於提供一種能夠使各式各樣物品固定成位置不會偏移的吸附裝置。
本發明相關的吸附裝置,其特徵為,具備有:真空吸附被吸附物的真空吸附手段;及與上述真空吸附手段成對,可夾持上述被吸附物的吸附輔助手段。
本發明的其他目的、特徵及優點,根據下述記載能夠讓讀者充分理解。此外,本發明的優勢,根據參照附圖的說明能夠讓讀者明白。
首先,針對本發明第1實施形態相關的吸附裝置100的構成進行說明。第1圖是表示吸附裝置100的概略構成剖面圖。如第1圖所示,吸附裝置100,具備有真空吸盤(真空吸附手段)120和吸附輔助具(吸附輔助手段)130。第1圖是圖示著真空吸盤120上載置著具有貫通孔111之基板(被吸附物)的狀態。另,本說明書中,吸附裝置100應吸附的被吸附物是使用基板為例示,但本發明並不限於此。上述被吸附物,只要是吸附裝置能夠吸附的物品並無特別加以限制,但以基板(晶圓)等具有平滑表面的物品為最佳吸引力對象。
真空吸盤120,只要能夠利用真空泵等機構真空吸附被吸附物即可,是可採用一般的真空吸盤。另,本說明書中,用詞「真空吸附」是指將與被吸附物接觸的接觸部成為減壓狀態,利用其與周圍的氣壓差吸附被吸附物,但上述接觸部(被吸附物和接觸部所形成的空間)不一定要成為真空狀態。此外,「真空吸附」有時也會以「真空吸引」記載。真空吸盤120的排氣量等,只要配合標的之被吸附物的尺寸等適當選擇即可。例如:當對直徑200mm、膜厚0.7mm、貫通孔的孔徑0.4mm、貫通孔的間距0.6mm的有孔玻璃基板進行吸附時,能夠做為最佳選擇的是使用排氣量30L/min的真空吸盤120。
吸附輔助具130,具備基板相向面131、缸筒132、缸筒支撐架133及軸134。基板相向面131,是吸附輔助具130的和基板110成相向的面,如下述,其是接觸著基板110藉此使貫通孔11阻塞的面。因此,基板相向面131,最好是以透氣性少的素材形成,例如最好是能夠使用合成樹脂,天然樹脂、軟質玻璃、硬質玻璃、鐵、鋁、鋼、不銹鋼等。此外,具柔軟性的素材,例如合成樹脂因不會刮傷基板110能夠有效阻塞貫通孔111,所以可做為基板相向面131素材選擇上特別好用的素材。
另外,基板相向面131,為了能夠有效阻塞貫通孔是以具有能夠緊密接觸於基板110的形狀為佳。即,當基板110和基板相向面131接觸時,以可使基板110的表面和基板相向面131剛好重疊為佳。例如:本實施形態所示,吸附裝置100其應吸附的被吸附物為基板時,則基板相向面131是以具有平滑的平面為佳。再加上,基板相向面131的直徑,最好是形成比真空吸盤120的口徑還大,能夠覆蓋著貫通孔111當中真空吸盤120所要真空吸引的部份全部為佳。基板相向面131是透過軸134連接於缸筒支撐架133內部所收納的缸筒132。
缸筒132具有愈往上方其直徑愈大的圓錐台形狀,其下部是透過軸134連接於位於缸筒支撐架133外部的基板相向面131。缸筒支撐架133,具有和缸筒132相等傾斜的圓錐台鑿空形狀,鑿空的部份是可容納缸筒132。此外,缸筒支撐架133的下部,設有可讓軸134伸出外部的孔。可讓軸134伸出外部的孔直徑是形成比軸134的直徑還大,軸134是構成為能夠旋轉及朝水平方向移動。
缸筒支撐架133其鑿空圓錐台的尺寸是形成比缸筒132的圓錐台尺寸還大。因此,缸筒132在缸筒支撐架133內能夠游動,連接於缸筒132的基板相向面131也成為能夠游動。
另,於基板相向面131未接觸於基板110的狀態(待機狀態),如第1圖所示,缸筒132是靜置在缸筒支撐架133的下部。此時,上述缸筒132,其水平方向也是由缸筒支撐架133規定,所以能夠使基板相向面131的水平方向的位置在待機狀態下經常位於一定位置。
吸附輔助具130,也可具有和上述不同的形狀。第3圖是表示本發明第1實施形態相關的吸附裝置100的吸附輔助具的另一構成剖面圖。如第3圖所示,缸筒132也可以是圓筒形,於該狀況時,缸筒支撐架133,只要形成有比缸筒132尺寸還大的圓筒形空洞,下部設有可讓連接於缸筒132的軸134伸出外部的孔即可。該構成,也可使連接於軸134的基板相向面131形成為能夠游動。
如上述,缸筒132、缸筒支撐架133及軸134只要構成為可使基板相向面131能夠游動即可,並無特別限定形狀。此外,缸筒132及缸筒支撐架133的材質是以可使彼此之間容易滑動的材質為佳,類似組合,例如有樹脂和不銹鋼等金屬的組合等。另,例如缸筒132以樹脂形成時,能夠使吸附輔助具130當中游動的部位構成為較輕,所以是最佳選擇。
基板110,只要是一般的基板具有貫通孔111即可,其口徑、膜厚、材質等並無特別限定。基板110的貫通孔111,可以是複數,孔徑並無特別限定。例如由矽基板等多孔質的素材形成的基板是空氣可通過的基板,其也是本包括在本實施形態相關的基板110範圍。
另外,基板110是以任意手段使其載置在真空吸盤120上即可,該載置,可使用搬運機械手等已知的慣用技術。
其次,針對吸附裝置100的基板110吸附機制進行說明。第2圖是表示吸附裝置100吸附著基板110時的狀態剖面圖。如第2圖所示,在吸附裝置100吸附著基板110的狀態下,基板相向面131接觸著基板110。另外,此時,缸筒132是成為懸浮於缸筒支撐架133的狀態,形成為能夠自由活動的狀態。
於此,當沒有吸附輔助具130時(即,先前技術相關的吸附裝置)即使是由真空吸盤120真空吸引基板110,但因空氣會流入貫通孔111,所以要吸附基板110是非常困難。另一方面,本發明相關的吸附裝置100,因是由吸附輔助具130的基板相向面131蓋住貫通孔111,所以空氣不會流入貫通孔111,因此真空吸盤120就能夠容易真空吸附基板110。另,當基板相向面131具有可緊密接觸於基板110的形狀時,能夠更完全阻塞貫通孔11,因此吸附裝置100就能夠更容易真空吸附基板110。
要讓基板相向面131接觸於基板110時,只要從第1圖所示的待機狀態,將缸筒支撐架133朝基板110方向移動即可。缸筒支撐架133的移動,例如可使用未圖示的致動器執行移動。另,只要基板相向面131能夠游動於吸附輔助具130,則不用嚴密控制缸筒支撐架133的移動,在基板相向面131接觸於基板110時就會停止移動。
此外,如下述,吸附裝置100是可在吸附著基板110的狀態下進行旋轉、位置調整、搬運等。只要基板相向面131能夠游動於吸附輔助具130,則不需要進行特別調整,就能夠執行基板110的旋轉、位置調整、搬運等。為了讓基板110旋轉,例如真空吸盤120只要使用吸附面能夠旋轉的市售真空吸盤(旋轉夾頭)等即可。另,上述旋轉的速度,例如:在進行基板110的端面洗淨時,例如只要2000~3000rpm程度即可,在進行定向時,例如只要1000rpm程度即可。另,上述旋轉,有時會造成吸附輔助具130產生削屑,因此只要在基板110的下部設有上述削屑承接用的盛屑盤即可。
本實施形態相關的吸附裝置100是可固定基板110,因此能夠最佳應用在基板110的例如切斷、穿孔、雕刻、研磨、表面改質、塗裝、功能膜形成等加工或洗淨等處理,例如也可組入在車床、銑床、鑽床、平面磨床、切削機、旋轉鍍膜機、洗滌器等。此外,在吸附著基板110的狀態下,透過移動吸附裝置100全體或真空吸盤120,可執行基板110的搬運、定向等(另,第3實施形態中,是針對本發明相關的吸附裝置應用在定向時的實施形態進行說明)。
接著,針對本發明第2實施形態相關的吸附裝置200進行說明。第4圖是表示吸附裝置200的概略構成剖面圖。如第4圖所示,吸附裝置200,具備真空吸盤(真空吸附手段)220和吸附輔助具(吸附輔助手段)230。第4圖中,圖示著真空吸盤220上載置著歪曲的基板(被吸附物)210的狀態。
真空吸盤220是可使用和第1實施形態相關的真空吸盤120相同的真空吸盤。
吸附輔助具230,具備基板相向面231和致動器232及軸234。致動器232是透過軸234連接於基板相向面231。基板相向面231是可使用和第1實施形態相關的基板相向面131相同的基板相向面。
基板210,例如是由銅等形成的基板,會因本身重量造成的變形及熱造成的膨脹等產生歪曲。因此,如第4圖所示,在吸附輔助具230的基板相向面231離開基板210的狀態(待機狀態)下,真空吸盤220和基板210之間會有間隙產生。因此,即使真空吸盤220真空吸引基板210,但因空氣會流入上述間隙,所以就難以真空吸附基板210。
第5圖是表示吸附裝置200開始吸附基板210時的狀態剖面圖。如第5圖所示,吸附裝置200開始吸附基板210時,致動器232會將基板相向面231推向基板210。藉此,矯正基板210的歪曲,降低基板210和真空吸盤220之間的間隙。如此一來,吸附裝置200就能夠容易吸附基板210。
第6圖是表示吸附裝置200吸附著基板210時的狀態剖面圖。如第6圖所示,真空吸盤220一旦吸附著基板210,然後,即使將基板相向面231離開基板210,真空吸盤220還是能夠持續吸附著基板210。因此,就能夠對基板210進行第1實施形態所說明的各種加工或處理。
第7圖是表示本發明第3實施形態相關的吸附裝置(定向裝置)300的概略構成剖面圖。如第7圖所示,吸附裝置300具備真空吸盤(真空吸附手段)320、吸附輔助具(吸附輔助手段)330、感測器340及位置調整部(位置調整手段)350。
吸附裝置300具有所謂定向裝置的功能,可固定著基板(被吸附物)310對基板位置進行調整。
真空吸盤320是可使用和第1實施形態相關的真空吸盤120相同的真空吸盤。另,本實施形態中,真空吸盤320,例如是以1000rpm程度的旋轉速度旋轉基板310。
吸附輔助具330是可使用和第1實施形態相關的吸附輔助具130相同的吸附輔助具。
基板310是具有貫通孔的基板,其是和第1實施形態相關的基板110相同。不過,基板310,其定向用的記號,具有如第8圖所示定向平面(Orientation Flat)312。另,其定向用的記號,可以是任何記號,例如也可使用第9圖所示的凹槽(缺口)313等。
如本實施形態所示,即使是於本發明相關的吸附裝置應用在定向裝置時,該吸附裝置應吸附的被吸附物,並無特別限定,不一定是要具有貫通孔的基板。例如:上述被吸附物是使用歪曲的基板時,只要取代本實施形態相關的吸附輔助具330,使用和第2實施形態相關的吸附輔助具230相同的吸附輔助具即可。
感測器340,只要感測器能夠檢測出如上述定向用的記號即可,例如可使用一般的穿透感測器。
位置調整部350是根據感測器340的檢測結果,調整基板310水平方向的位置。位置調整部350是可使用一般的致動器。如第7圖所示,位置調整部350是以調整真空吸盤320的位置來調整固定在真空吸盤320上部的基板310的位置。
以下,為吸附裝置300的定向順序進行說明。上述定向是基板310吸附在真空吸盤320之後進行。
如以上所述,進行定向時,真空吸盤320是旋轉基板310。感測器340是對旋轉的基板310外圍部及定向平面進行檢測。吸附裝置300的未圖示控制部是根據感測器340所輸入的檢測結果,控制真空吸盤320的旋轉及位置調整部350,使基板310的水平位置及旋轉角度(θ)調整在指定位置。
詳細地說,只要使真空吸盤320的旋轉中心和基板310的中心成為一致,則感測器340所檢測出的基板310外圍部就會經常位於一定位置。根據感測器340的基板310外圍部檢測結果,就能夠檢測出上述兩中心的偏差。此外,利用感測器340對定向平面進行檢測,就能夠檢測出基板310的旋轉角度。上述控制部是根據該等檢測結果算出基板310的水平位置及旋轉角度(θ)的調整量。上述調整量的算出方法,例如專利文獻2等的記載,只要使用該業者已知的慣用方法即可。接著,上述控制部是依照所算出的調整量控制位置調整部350及真空吸盤320。如此一來,就能夠進行基板的定向作業。
如以上所述,本發明相關的吸附裝置,能夠真空吸附各式各樣的被吸附物包括具有貫通孔的基板,及歪曲的基板。因此,將本發明相關的吸附裝置應用在定向裝置,就能夠提供一種可對各式各樣物品進行定向的裝置。
本發明相關的吸附裝置是具備有可真空吸附被吸附物的真空吸附手段,藉此就能夠真空吸附被吸附物。
先前技術相關的可真空吸附被吸附物的裝置,是無法吸附如上述具有貫通孔的被吸附物,及歪曲的被吸附物。
另一方面,本發明相關的吸附裝置,具備有與上述真空吸附手段成對,可夾著上述被吸附物的吸附輔助手段。因此,根據本發明相關的吸附裝置時,利用上述吸附輔助手段就能夠阻塞具有貫通孔之被吸附物的該貫通孔,因此能夠容易吸附具有貫通孔的被吸附物。此外,根據本發明相關的吸附裝置時,利用上述吸附輔助手段即能夠矯正歪曲之被吸附物的該歪曲,因此就能夠容易吸附歪曲的被吸附物。接著,上述吸附是利用真空吸引,所以能夠獲得比摩擦力還牢固的固定,此外又不需要空隙,因此不用擔心產生位置偏移。
如以上所述,根據本發明相關的吸附裝置時,能夠使各式各樣物固定成位置不偏移。
本發明是能夠讓加工或處理的物品固定成最佳狀態,因此能夠廣泛利用在工業製品的製造領域。
發明的詳細說明事項中所記載的具體實施形態或實施例,終究只是要讓本發明的技術內容能夠更加明確,並不能狹義解釋成只限定於上述的具體例,在本發明的精神和以下所記載之申請專利事項的範圍內,能夠進行各行各業變更加以實施。
100、200、300...吸附裝置
110、210、310...基板(被吸附物)
111...貫通孔
312...定向平面
313...缺口
120、220、320...真空吸盤(真空吸附手段)
130、230、330...吸附輔助具(吸附輔助手段)
131、231...基板相向面
132...缸筒
133...缸筒支撐架
232...引動器
134、234...軸
340...感測器
350...位調整部(位置調整手段)
1001、1101...物品
1002...橡膠
1003、1102...支撐體
1103...間隙
第1圖為表示本發明第1實施形態相關的吸附裝置概略構成剖面圖。
第2圖為表示本發明第1實施形態相關的吸附裝置吸附著被吸附物時的狀態剖面圖。
第3圖為表示本發明第1實施形態相關的吸附裝置的吸附輔助手段變形例剖面圖。
第4圖為表示本發明第2實施形態相關的吸附裝置概略構成剖面圖。
第5圖為表示本發明第2實施形態相關的吸附裝置開始吸附被吸附物時的狀態剖面圖。
第6圖為表示本發明第2實施形態相關的吸附裝置吸附著被吸附物時的狀態剖面圖。
第7圖為表示本發明第3實施形態相關的吸附裝置概略構成剖面圖。
第8圖為表示本發明第3實施形態相關的吸附裝置所要吸附的被吸附物概略構成上面圖。
第9圖為表示本發明第3實施形態相關的吸附裝置所要吸附的被吸附物變形例上面圖。
第10圖為表示先前技術相關的固定裝置概略構成剖面圖。
第11圖為表示先前技術相關的固定裝置概略構成剖面圖。
100...吸附裝置
110...基板(被吸附物)
111...貫通孔
120...真空吸盤(真空吸附手段)
130...吸附輔助具(吸附輔助手段)
131...基板相向面
132...缸筒
133...缸筒支撐架
134...軸
Claims (7)
- 一種吸附裝置,其特徵為,具備有:真空吸附被吸附物的真空吸附手段;及與上述真空吸附手段成對,可夾持上述被吸附物的吸附輔助手段,吸附輔助手段,係具備:缸筒、能夠游動地收容缸筒的缸筒支撐架、以及和缸筒連接且與上述被吸附物呈相向的面。
- 如申請專利範圍第1項所記載的吸附裝置,其中,上述被吸附物為基板。
- 如申請專利範圍第2項所記載的吸附裝置,其中,上述基板為具有貫通孔的基板。
- 如申請專利範圍第3項所記載的吸附裝置,其中,上述吸附輔助手段的和上述基板成相向的面是具有可密接於上述基板的形狀。
- 如申請專利範圍第3項所記載的吸附裝置,其中,上述吸附輔助手段的和上述基板成相向的面是設置成能夠游動。
- 如申請專利範圍第1項所記載的吸附裝置,其中,上述真空吸附手段是可在真空吸附著上述被吸附物的狀態下旋轉上述被吸附物。
- 一種吸附裝置,其特徵為,具備有:真空吸附被吸附物的真空吸附手段;及與上述真空吸附手段成對,可夾持上述被吸附物的吸 附輔助手段,上述被吸附物位置檢測用的感測器;及可使上述真空吸附手段移動的位置調整手段,上述位置調整手段是根據上述感測器所檢測出的上述被吸附物位置來調整上述真空吸附手段的水平位置以使上述被吸附物位於特定的位置。
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