CN102686400A - 用于层压第一薄板和第二薄板的方法和设备 - Google Patents

用于层压第一薄板和第二薄板的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于层压第一薄板(1)和第二薄板(1、2)的设备，所述设备包括：室(10)，具有沿第一轴(Z)连续排列的第一隔间、第二隔间和第三隔间(分别为11、12、13)，其中每个隔间均具有开口(分别为21、22、23)；第一薄板运载器(40)，被设置为横向垂直于所述第一轴(Z)、且可沿所述第一轴(Z)移动；第二薄板运载器(50)，被设置在与所述第一薄板运载器(40)相对且对齐的平面内，所述第二薄板运载器可在所述平面内移动和/或转动；第一柔性膜(42)，侧向延伸至所述室的壁，所述第一薄板运载器(40)和/或第一柔性膜(42)将所述室(10)的第一隔间(11)和第二隔间(12)彼此分隔开；第二柔性膜(52)，从所述第二薄板运载器(50)侧向延伸至所述室的壁，所述第二薄板运载器(50)和第二柔性膜(52)将所述室(10)的第二隔间(12)和第三隔间(13)彼此分隔开；对齐装置(60)，用于通过在横向垂直于所述第一轴(Z)的方向上移动所述第二薄板运载器(50)和/或绕一平行于所述第一轴(Z)的轴转动所述第二薄板运载器以便相对于所述第一薄板(1)对齐所述第二薄板(2)。

Description

用于层压第一薄板和第二薄板的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于层压第一薄板和第二薄板的设备。
本发明还涉及一种用于层压第一薄板和第二薄板的方法。
背景技术
通过将构件依次添加到之前设置的构件上以装配各种产品。一个重要的应用领域在于制造作为薄板堆叠的电子构件。为了本说明书的目的，薄板是相对于其长度和宽度来说薄的人工制品，例如玻璃薄板或聚合物薄板。薄板可包括多层。所述电子产品包括：例如具有有机发光二极管(OLED)功能的第一薄板、包括印制光电二极管的第二薄板、以及包括驱动电子设备(driver electronics)的第三薄板。在堆叠中的连续薄板具有彼此相互接触的执行电子功能的电子功能区。在制造这样的电子构件时，重要的是使彼此连续的薄板相对于彼此被精确地定位，以使电子、光学或流体特征部件(featufe)(例如薄板中的微流体通道)精确地接触在连续薄板中与之配合的特征部件。
OPTEK DPL-24用户指南中描述了一种压差层压机(laminator)。其中所述的压差层压机包括具有顶部和底部部件的容器，所述顶部和底部部件由柔性硅橡胶膜片分隔开。所述每个部件均具有各自的开口(port)和各自的加热器。要层压的材料被施加在设置于底部部件内的抽屉压板(drawef platen)上。
在层压周期的第一阶段，所述容器的底部部件内存在常压下的空气，从而将所述膜片向上推，该膜片位于要被层压的材料的上方、并与所述材料分离。在所述层压周期的后续阶段中，两个部件均通过各自的开口被抽成真空。在所述阶段中，该膜片仍然与要被层压的材料分离，使空气从要被层压的材料之间逸出。
在所述层压周期的后续阶段中，向所述容器的顶部部件的开口加压以使经预热后的膜片开始向要被层压的材料施加均衡的压强。
在所述层压周期的最终阶段，所述顶部部件的开口被接合至真空泵上，且所述底部部件被通气至常压，以便所述膜片释放所述层压的材料，并且将具有所述被层压的材料的抽屉从容器中移出。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于层压第一薄板和第二薄板的改进的设备和改进的方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于层压第一薄板和第二薄板的设备。所述设备包括：
室，具有沿第一轴连续排列的第一隔间、第二隔间和第三隔间，每个隔间均具有开口；
第一薄板运载器，被设置为横向垂直于所述第一轴、且可沿所述第一轴移动；
第二薄板运载器，被设置在与所述第一薄板运载器相对且对齐的平面内，所述第二薄板运载器可在所述平面内移动和/或转动；
第一柔性膜，侧向延伸至所述室的壁，由所述第一薄板运载器和/或第一柔性膜将所述室的所述第一隔间和所述第二隔间彼此分隔开；
第二柔性膜，从所述第二薄板运载器侧向延伸至所述室的所述壁，所述第二薄板运载器和所述第二柔性膜将所述室的所述第二隔间和所述第三隔间彼此分隔开；
对齐装置，用于通过在横向垂直于所述第一轴的方向上移动所述第二薄板运载器、和/或绕一平行于所述第一轴的轴转动所述第二薄板运载器以便相对于所述第一薄板对齐所述第二薄板；
所述设备具有第一主运行模式和第二主运行模式，在所述第一主运行模式中，所述第一隔间内的压强与所述第二隔间内的压强之比相对较低；在所述第二主运行模式中，所述第一隔间内的压强与所述第二隔间内的压强之比以及所述第三隔间内的压强与所述第二隔间内的压强之比相对较高。
在根据本发明的第一方面的设备中，所述对齐装置使所述第二薄板运载器能够相对于第一薄板运载器移动和转动以便对齐所述薄板，从而使彼此连续的薄板的适当特征部件能够彼此配合。这要求所述第二薄板运载器具有额外的自由度。根据本发明的设备设置有额外的第三隔间，所述第三隔间由所述第二柔性膜界定、且在所述第二主运行模式中具有相对较高的压强。从而避免在第二薄板运载器中发生变形。
所述薄板以非接触的方式对齐。这样能够对齐上面安装或印制有精细构件的薄板。这还使得可以在对齐前施加用于粘合薄板的自粘黏合剂。黏合剂不仅有助于粘合薄板，还可以用于形成传导路径。为此可使用例如各向异性传导的黏合剂。
与使用滚筒(rollef)层压薄板的层压设备相比，本设备具有如下优点：仅向薄板中引入了非常有限的应力，在层压过程中，压强实质上被同时施加在薄板的整个表面上。此外，与基于滚筒的层压系统相反，薄板在所述层压过程中不变形。
与基于滚筒的层压过程相反，本发明避免了偏离层压过程所要求的对齐，因为薄板是通过横向垂直于薄板表面的移动被层压的，其中薄板还被纵向移动。
本设备能够层压刚性基底、柔性基底、或其组合。
在根据本发明第一方面的设备的一个具体实施例中，所述第一柔性膜由所述第一薄板运载器形成。
在所述实施例的一个变异中，所述第一柔性膜与所述第一薄板运载器整合在一起。换言之，所述设备所具有的第一柔性膜延伸至所述室的整个横截面，且所述第一柔性膜既作为第一薄板运载器又作为柔性装置以将所述第一隔间和第二隔间彼此分隔开。
在所述变异中，优选所述第一柔性膜具有中央部和周边部，所述中央部形成所述第一薄板运载器，所述周边部从所述中央部延伸至所述室的所述壁；所述周边部具有比所述中央部更高的柔韧性。
在所述具体实施例的另一个变异中，所述第一薄板运载器具有第一刚性部件和由所述柔性膜形成的第二柔性部件，所述第二柔性部件设置在所述第一刚性部件朝向所述第二薄板运载器的一侧。在所述另一个变异中，由所述柔性膜形成的所述第二柔性部件可以伸展以覆盖所述第一刚性部件。
所述第一薄板运载器的所述刚性部件可具有沿所述第一轴延伸的微孔。
在根据本发明第一方面的设备的一个实施例中，所述第二隔间在所述第二主运行模式中被抽成真空，且所述设备具有继所述第一主运行模式之后且在所述第二主运行模式之前的第一中间运行模式，在所述第一中间运行模式中所述每个隔间均被抽成真空。从所述第一主运行模式直接转变到所述第二主运行模式会使所述第一薄板运载器和第二薄板运载器在所述第二隔间被完全抽成真空之前进入结合状态，除非例如设置了抵抗上述现象的弹性装置。所述薄板运载器在所述第二隔间被抽成真空之前转变到结合状态可能会使薄板之间封入气泡，这通常是不理想的。根据本实施例的设备中，所述第一中间运行模式使空气能够在层压前从薄板之间逸出。
从第一主运行模式直接转变到第一中间运行模式是可能的。在该情况下，应该注意使第二隔间中的压强在转变过程中不低于第一隔间中的压强。所述设备的前述实施例的一个具体形式具有继第一主运行模式之后且在第一中间运行模式之前的第二中间运行模式，在所述第二中间运行模式中所述第一隔间和第三隔间被抽成真空、且使第二隔间维持所述第一主运行模式中的压强。在所述实施例的该形式中避免了所述第二隔间中出现压强过低的情况。
在所述具有第一中间运行模式的实施例的一个形式中，所述对齐装置在第一中间运行模式中被启动。这样做的有利之处在于有效地利用在所述第一中间运行模式中用于去除所述薄板之间封入的空气所花费的时间，以使所述薄板能够被对齐。
根据本发明第一方面的设备的一个实施例包括与第一和第二窗口相关联的第一和第二视觉检测装置，所述第一和第二窗口被设置在所述薄板运载器的至少一个中，且其中每个所述视觉检测装置均具有一视线，该视线沿平行于所述第一轴的方向延伸穿过所述薄板运载器中与该视觉检测装置相关联的窗口，该窗口被设置为朝向所述薄板运载器的另一个薄板运载器。这样能精确地验证所述薄板相对于彼此的对齐，因为每个所述视觉检测装置均能同时监控所述两个薄板中的对齐标记。可选择地，视觉检测装置可被设置在所述设备的侧壁上。不过在这种情况下，必须具有校准所述系统所需要的独立的视觉检测装置。而且，所述视觉检测在实际应用中精确性较低，因为所述视觉检测装置需要相对于要观察的表面成一角度来设置。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于层压第一薄板和第二薄板的方法。所述方法包括如下步骤：
设置具有沿第一轴连续排列的第一隔间、第二隔间和第三隔间的室、以及第一薄板运载器和第二薄板运载器，其中所述第一薄板运载器和第二薄板运载器具有各自的侧向延伸至所述室的壁的第一柔性膜和第二柔性膜，其中由所述第一薄板运载器和所述第一柔性膜将所述室的所述第一隔间和所述第二隔间彼此分隔开，且其中所述第二薄板运载器和所述第二柔性膜将所述室的所述第二隔间和所述第三隔间彼此分隔开，且其中所述薄板运载器彼此对齐且被设置为横向垂直于所述第一轴；
将所述第一薄板施加在所述第一薄板运载器朝向所述第二薄板运载器的一侧；
将所述第二薄板施加在所述第二薄板运载器朝向所述第一薄板运载器的一侧；
使所述第一隔间内的压强与所述第二隔间内的压强之比保持在一相对较低的数值；
检测所述第二薄板相对于所述第一薄板的相对位置和/或取向；
通过在横向垂直于所述第一方向的方向上移动所述第二薄板运载器和/或绕一平行于所述第一方向的轴转动所述第二薄板运载器，以相对于所述第一薄板对齐所述第二薄板；
使所述第一隔间内的压强与所述第二隔间内的压强之比以及所述第三隔间内的压强与所述第二隔间内的压强之比保持为一较所述相对较低的数值更高的数值。
通过使所述第一隔间内的压强与所述第二隔间内的压强之比以及所述第三隔间内的压强与所述第二隔间内的压强之比保持为一较所述相对较低的数值更高的数值，迫使所述薄板运载器彼此贴合以使所述薄板被层压在一起。在所述方法的该执行阶段中，如果所述第二隔间内的压强低于0.1巴，则取得所述薄板之间最佳的抽空效果。
在一个实施例中所有的隔间均被抽成真空。在所有三个隔间均被抽成真空的阶段中，实现了所述薄板运载器保持彼此分离，同时所述第二隔间的抽空模式使气泡在被层压困住之前能够逸出。
在一个实施例中所有隔间在第一和第二子步骤中都被抽成真空。在所述第一子步骤中所述第一隔间和第三隔间被抽成真空、且在第二子步骤中所述第二隔间被抽成真空。这避免了所述第二隔间内的压强在任何时刻低于所述相邻的第一隔间和第三隔间内的压强，从而避免层压过早地开始。
附图说明
参照附图对本发明的这些及其它方面进行更加详细地描述。其中：
图1示出了根据本发明第一方面的设备的实施例；
图2示出了根据图1中的II-II的截面图；
图3示出了处于打开模式下的图1的设备的视图；
图4A-4F图解了使用图1的设备的根据本发明第一方面的方法，其中，
图4A示出了所述方法的第一阶段；
图4B示出了所述方法的第二阶段；
图4C示出了所述方法的第三阶段；
图4D示出了所述方法的第四阶段；
图4E示出了所述方法的第五阶段；
图4F示出了所述方法的第六阶段；
图5示出了用于控制根据图1的设备的控制器的连续模式；
图6A示出了处于第一运行状态的根据本发明第一方面的设备的进一步实施例；
图6B示出了处于第二运行状态的根据本发明第一方面的设备的所述进一步实施例；
图6C示出了处于第三运行状态的根据本发明第一方面的设备的所述进一步实施例；
图7示出了根据本发明第一方面的设备的又一实施例。
具体实施方式
在下面详细的说明书中，展示了许多具体细节以便透彻理解本发明。然而本领域的技术人员应理解可以在无需这些具体细节的情况下实施本发明。在其它例子中，对公知的方法、程序以及构件未作详细说明，以免模糊本发明的若干方面。
以下参照附图更全面地说明本发明，其中附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可体现为多种不同形式、且不应该被理解为局限于此处所展示的实施例。更确切地说，提供这些实施例是为了使本公开能够透彻且完整，并能够将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚起见可能增大了层和区域的尺寸和相对尺寸。
本文使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的、而不是用于限制本发明。本文使用的单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”同时包括复数形式，除非上下文明确指出不是如此。还应理解：当本说明书中使用术语“包括(comprise和/或comprising)”时，说明存在所述特征部件、整数、步骤、运行、元件和/或构件，但不排除存在或附加有一个或更多个特征部件、整数、步骤、运行、元件、构件、和/或其组合。此外，除非有相反的表述，否则“或”指包含性的“或”、而不是排外性的“或”。例如，以下任何一条均满足条件A或B：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A和B均为真(或均存在)。
应理解：当提到一元件或层“位于”另一元件或层“之上”、或“接合至(connected to)”或“连接至(coupled to)”另一元件或层时，则所述元件或层可以是直接位于所述另一元件或层之上、或接合至或连接至所述另一元件或层，或可能存在中介的元件或层。与此相对，当提到一元件“直接位于”另一元件或层“之上”、或“直接接合至”或“直接连接至”另一元件或层时，则不存在中介的元件或层。相同的附图标记始终指代相同的元件。本文使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列举项目的任意和所有组合。
应理解：虽然本文可能使用术语第一、第二及第三等等来描述各种元件、构件、区域、层和/或件，但这些元件、构件、区域、层和/或部件不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、构件、区域、层或部件与另一个区域、层或部件区分开来。因此，以下讨论的第一元件、构件、区域、层或部件可以在不违背本发明教导的情况下被称作第二元件、构件、区域、层或部件。
为便于说明如附图中所示的一个元件或特征部件与其它元件或特征部件的关系，本文可使用空间相对术语例如“下方(beneath)”、“之下(below)”、“下部的(lowef)”、“之上(above)”、“上部的(upper)”等。应理解：除附图中描述的取向之外，所述空间相对术语还用于包括在使用或运行过程中所述装置的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则其他元件或特征部件“下方”或“之下”的元件将被定向为在所述其他元件或特征部件的“上方”。这样，示例的术语“之下”可包括“之下”和“之上”两种取向。所述装置可以被不同地定向(转动90度或处于其它取向)，而本文使用的所述空间相对描述语则被进行相应地解释。
参照截面示图对本发明的实施例进行说明，所述截面示图示意性地描绘了本发明的理想化实施例(及中间结构)。如此，可以预期由于例如制造技术和/或公差而导致不同于视图中的形状的变化。因此，本发明的实施例不应被理解为局限于本文所示区域的特定形状，而是包括由于例如制造而导致的形状偏差。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括科技术语)具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义。还应理解：术语(例如在通常使用的词典中的术语)应被解释为具有与其在相关技术背景中的含义相一致的含义，而不应作理想化或过度正式的解释，除非本文有这样的明确定义。本文提及的所有出版物、专利申请、专利及其它参考文献通过引用被全文引入。矛盾之处，则以本发明(包括定义)为准。此外，所述材料、方法和实例仅是示意性的而非用于进行限制。
图1示意性示出了用于层压第一和第二薄板1、2的设备。所述设备包括具有第一、第二和第三隔间11、12、13的室10。在所述第二隔间内，室10具有用于打开室10的铰链16，如参照图3的进一步说明。隔间11、12、13沿第一轴Z连续排列，每个隔间均具有各自的开口21、22、23。开口21、22、23被连接至各自的压强控制器3 1、32、33。所述压强控制器响应于各自的压强控制信号Sp1、Sp2、Sp3以控制各自隔间内的压强。为此目的，所述压强控制器可例如包括：用于抽真空的泵、以及用于使空气进入所述隔间的阀门。可选择地，所述压强控制器可包括用以例如向隔间11和13提供超压(overpressufe)的附加泵。
所述设备还包括第一和第二刚性且平的薄板运载器40、50。所述薄板运载器可由金属例如不锈钢或铝进行建造，但可选择地所述薄板运载器也可由聚合物进行建造。在一示出的实施例中，薄板运载器40、50在X、Y平面中各自具有20×20 cm的尺寸。本实施例能够层压6英寸大小的薄板。不过所述设备可设置有不同尺寸(例如10×10 cm或100×100 cm)的薄板运载器。第一薄板运载器40被设置为横向垂直于所述第一轴Z、并可通过导向工具44在所述第一轴Z的方向上移动。为此目的，第一薄板运载器40通过限制第一薄板运载器40移动的导向机械装置而在Z方向上进行移动。第二薄板运载器50被设置在与所述第一薄板运载器40相对且对齐的平面内。第二薄板运载器50可在所述平面内移动和/或转动。
所述设备还具有第一柔性膜42，第一柔性膜42从第一薄板运载器40侧向延伸至所述室的壁(同时参见图2，图2为根据图1的II-II的横截面)。由第一薄板运载器40和第一柔性膜42将室10的第一和第二隔间11、12彼此分隔开。
第二柔性膜52以与所述第一柔性膜类似的方式从第二薄板运载器50侧向延伸至室10的壁15。第二薄板运载器50和第二柔性膜52将室10的第二和第三隔间12、13彼此分隔开。在所示的实施例中，柔性膜42、52由具有2cm宽度和1mm厚度的弹性材料(例如硫化橡胶或硅橡胶)的轮圈(rim)形成。也可以应用其它材料和尺寸，只要它们能够提供足够的弹性并且是足够气密性的就可以。
所述设备具有由来自控制器65的信号Sxyθ控制的对齐装置60，对齐装置60用于通过在横向垂直于第一轴Z的方向X、Y上移动第二薄板运载器50、和/或绕一平行于第一轴Z的轴转动第二薄板运载器50，从而相对于第一薄板1对齐第二薄板2。控制器65基于分别从摄像机61、62获得的图像信号S1、S2来产生信号Sxyθ。控制器65还向压强控制器3 1、32、33提供控制信号Sp1、Sp2、Sp3。
所述压强控制器实现了：在所述设备的第一主运行模式中，第一隔间11内的压强与第二隔间12内的压强之比相对较低；并且在第二主运行模式中，第一隔间11内的压强与第二隔间12内的压强之比以及第三隔间13内的压强与第二隔间12内的压强之比相对较高。
在一典型实施例中，所述设备具有第一主运行模式和第二主运行模式。在第一主运行模式中，每个隔间11、12、13均处于常压下；在第二主运行模式中，第一和第三隔间11、13处于常压下、而第二隔间12被抽成真空。相应地，在所述第一主运行模式中，第一隔间11内的压强与第二隔间12内的压强之比约为1，且此时第三隔间13内的压强与第二隔间12内的压强之比同样约为1；而在所述第二主运行模式中，第一隔间11内的压强与第二隔间12内的压强之比以及第三隔间13内的压强与第二隔间12内的压强之比相对较高(例如约为10或更高)。
形成第一和第二检测装置的摄像机61、62与第一和第二窗口56、57相关联。两个窗口均被设置在第二薄板运载器50内。视觉检测装置61、62各自均具有一视线，该视线沿平行于第一轴Z的方向延伸穿过薄板运载器50中的与所述视觉检测装置相关联的窗口56、57，其中窗口56、57被设置为朝向所述薄板运载器40、50中的另一个薄板运载器40。
在一示出的实施例中，第一薄板运载器40也被设置有第一和第二窗口46、47。在一实施例中，光源可被设置在这些窗口46、47的后面，以照亮薄板1和2上设置有对齐标记的位置。所述视觉检测装置不必是摄像机。作为替代，视觉检测装置61、62可仅简单地检测通过与其相关联的窗口56、57的光量。
薄板1、2不必是半透明的。如果薄板是不透明的，则可在所述薄板中设置例如圆形开口形式的对齐标记。通过第一和第二薄板1、2上的对齐标记且在视觉检测装置61、62视线内的光量表征对齐的程度。
现在参照图3和图4A-4F更详细地描述根据第二方面的方法的实施例。在这些图中，为更清楚起见而省略了诸如所述控制器以及所述压强控制器的一些细节。
图3示出了处于打开模式下的所述设备。此时所述室具有外壳，所述外壳具有通过铰链16彼此连接的第一和第二部件17、18。所述外壳的第一部件17包括第一薄板运载器40和为此设置的导向工具44。所述外壳的第二部件18包括第二薄板运载器50和对齐装置60。在所述打开模式下，薄板运载器40、50可被用于在其上施加各自的薄板。为此目的，薄板运载器40、50可在其表面上设置有一层自粘橡胶例如二甲基硅氧烷(PMDS)，以固定所述薄板。可选择地，所述薄板运载器可具有通过微孔与用于施加薄板的表面相联通的内部空间，且所述内部空间在使用过程中被抽成真空。
图4A示意性示出了所述外壳刚刚关闭后的所述设备。在所述设备的第一运行模式下，第二隔间12处于常压。其它隔间11、13也可处于常压。
图4B所示的下一步骤中，分别通过开口21和23将第一和第三隔间12抽成真空。这样，迫使第一薄板运载器40向远离第二薄板运载器50的方向移动，直至紧靠室11的上壁。第二薄板运载器50已经由所述室的下壁支撑，因此不发生移动。
如图4C中示意性示出的，第二隔间12随后通过开口22被抽成真空。该步骤之后，隔间11、12和13各自均被抽成真空，如图4D中示意性示出的。随即确定位于视觉检测装置61、62前面的所述对齐标记的相对位置。基于该确定结果，通过在横向垂直于Z轴的方向上移动第二薄板运载器50、和/或绕一平行于Z轴的轴转动第二薄板运载器50，以相对于第一薄板1对齐第二薄板2。在本模式中，第一和第二薄板1、2之间的间距在0.5至2mm的范围内，例如约1mm。在该间距下，可容易地将两个薄板都设置在位于视觉检测装置61、62的景深内，从而避免需要使用极其昂贵的装置来作为这些视觉检测装置。可选择地，可以在每个室均处于常压下时(如图4A所示)进行所述对齐过程。所述对齐过程也可在图4B中示出的情况下进行，但较不优选这样做，因为：第二隔间12和第一和第三隔间11、13之间的压强差异可能导致所述薄板运载器的轻微变形，从而可能会使所述对齐产生偏差；同时，薄板1、2在图4B中示出的情况下相距较远，这样会导致对薄板1、2的对齐标记相对位置的测量更加不精确。
在上述实施例中，参照图4D所述的运行模式是通过参照图4B和图4C所述的转变模式来实现的。可选择地，可以考虑通过同时将每个隔间均抽成真空而使所述设备直接从图4A的模式转变至图4D的模式。此时应注意：使第二隔间12中压强下降的速度不超过隔间11、13中压强下降的速度。
图4E示出了一后续步骤，其中第一和第三隔间11、13被加压，以使第一薄板运载器40被推向第二薄板运载器50，从而层压薄板1和2。这是所述装置的第二主运行模式，其中第一隔间11内的压强与第二隔间12内的压强之比、以及第三隔间13内的压强与第二隔间12内的压强之比相对较高。施加在第一和第二隔间11、13上的压强可以是常压，此时打开通往开口21和23的阀门就足够了。可选择地，可用更加精密的装置施加更高或更低的压强。在根据本发明第二方面的方法的实施例中，薄板1、2在如参照图4A所述的运行模式中被对齐，并且通过从该模式开始将第二隔间12抽成真空来实现图4D所示的模式。但是，此时在第二隔间12被完全抽成真空前层压就可能已经发生了。这可能导致所述层压产品中的薄板1、2之间存在气泡(air inclusion)。参照图4D所述的中间模式，在所述第二隔间已经被抽成真空时推迟所述层压过程，从而有更多的时间使空气在薄板1、2被层压之前从薄板1、2之间逸出。如果在该阶段进行所述薄板的对齐则是有利的，因为用于将所述薄板之间的空间抽成真空所花费的时间被有效地用于对齐所述薄板。
图4F显示最后的步骤，其中第二隔间12被再次加压。最实际的是向所述第二隔间施加常压，从而使得所述设备在被打开时不存在压力差异。
图5示意性示出了控制装置65的模式图。控制装置65具有第一主运行模式M1，其中控制装置65使第一隔间11内的压强与第二隔间12内的压强之比相对较低。在实际实施中，这意味着控制器65将开口21、22、23和所述设备的环境之间的阀门保持在打开模式，从而使得每个所述隔间均呈现常压。
从该主运行模式起，发生由从模式M1至模式I2的箭头所示的转变，其中控制器65使得压强控制器31、32将第一和第三隔间11、13抽成真空。于是呈现第二中间模式I2，其中所述第一和第三隔间被抽成真空、而第二隔间仍然处于常压状态。当呈现第二中间模式I2后，控制器65使得压强控制器32将第二隔间12也抽成真空。于是呈现第一中间模式I1，其中隔间11、12、1 3各自均被抽成真空。在该第一中间模式中，控制器65使用接收自视觉检测装置61、62的输入数据S1、S2以使对齐装置60对齐薄板1、2。当第一中间模式I1完成后(即薄板1、2被对齐、且被封入所述薄板之间的空气被充分去除后)，控制器65准备向第二主运行模式M2转变(由从模式I1至模式M2的箭头表示)。为此，控制器65控制压强控制器3 1、33以向第一和第三隔间11、13加压。在实际实施中，这可能意味着控制器65控制使所述第一和第三隔间与外部空气发生连接的第一和第二阀门，从而使得第一和第三隔间11、13呈现常压。不过可选择地，可通过更精密的装置来施加更高或更低的压强。将模式M2保持一段时间直至实现薄板1、2的充分层压，从而得到最终产品3。然后，通过使空气或另一气体进入第二隔间12(例如通过打开使第二隔间12与所述环境发生连接的阀门)，控制器65准备向第一主运行模式M1转变(由从模式M2至模式M1的箭头表示)。
图6A-6C示出了根据本发明第一方面的设备及该设备运行的进一步的实施例。该实施例特别适合于层压例如因薄板上施加有部件2a、2b而具有非平坦表面的薄板。
在这些图中示出的设备中，第一柔性膜49形成第一薄板运载器40的一部分。
更具体地，第一薄板运载器40具有第一刚性部件41以及由所述柔性膜形成的第二柔性部件49。第二柔性部件49被设置在第一刚性部件41朝向第二薄板运载器50的一侧。
为了清楚地示出第二柔性部件49，第二柔性部件49被画成虚线形。但在实际情况中，第二柔性部件49由气密性材料例如硅橡胶制成。第二柔性部件49可设置有一层自粘材料(例如PMDS)以便保持住第一薄板1。
图中进一步示出了第一薄板运载器40的刚性部件41具有沿第一轴Z延伸的微孔47。
图6A示出了处于第一中间运行模式I1(如参照图5所述)下的所述进一步的实施例。其中每个所述隔间均处于被抽成真空的状态。
从所述状态开始，第一薄板运载器40的刚性部件41被移向第二薄板运载器50、且不对第二薄板2的部件2a、2b施加压力，从而使得所述设备呈现图6B中所示的状态。
从所述状态开始，所述第一和第二隔间通过各自的进入开口21、23被充气。这使得第一薄板运载器40的第二柔性部件49以与第二薄板2和部件2a、2b共形的形状挤压第一薄板1，如图6C中所示。
在图7中所示的另一实施例中，第一柔性膜42具有中央部42c和周边部(peripheral portion)42p；其中，中央部42c形成第一薄板运载器40，周边部42p从中央部42c延伸至室10的壁15。周边部42p具有比中央部42c更高的柔韧性，这可以例如通过使中央部42c具有比周边部42p更大的厚度来实现。
这样，即使在没有单独的刚性部件存在的情况下，当在第一和第二隔间11、12之间具有压强差异时，中央部42c首先会保持实质上平坦，同时周边部42p使中央部42c沿Z轴移动。一旦运载有第一薄板1的中央部42c靠近由第二薄板运载器50运载的第二薄板2时，则所述压强差异使得中央部42c以与第二薄板2及其上面的部件2b共形的形状发生变形。
在又一实施例中，所述第一柔性膜与所述第一薄板运载器整合在一起。该实施例与图6A-6C中示出的实施例不同，因为该实施例中所述第一薄板运载器没有刚性部件41。图6A-6C的实施例的优点是：在第一和第二薄板1、2的对齐过程中刚性部件41能清楚地界定柔性部件49的形状，这样便于进行更加精确的对齐。
控制装置65可实现为：专用硬件、经适当编程的通用处理器、或为二者的组合。
权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，且不定冠词“一(a/an)”不排除复数形式。单个构件或其它单元可完成权利要求中列举的几个项目的功能。彼此不同的权利要求中列举了某些步骤的事实本身并不代表不能利用这些步骤的组合来获益。权利要求中的任何附图标记均不应理解为限制本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于层压第一薄板(1)和第二薄板(2)的设备，所述设备包括：
室(10)，具有沿第一轴(Z)连续排列的第一隔间(11)、第二隔间(12)和第三隔间(13)，每个隔间(11、12、1 3)均具有开口(分别为21、22、23)；
第一薄板运载器(40)，被设置为横向垂直于所述第一轴(Z)、且可沿所述第一轴(Z)移动；
第二薄板运载器(50)，被设置在与所述第一薄板运载器(40)相对且对齐的平面内，所述第二薄板运载器(50)可在所述平面内移动和/或转动；
第一柔性膜(42)，侧向延伸至所述室(10)的壁(15)，其中由所述第一柔性膜(42)或者由所述第一薄板运载器(40)和所述第一柔性膜(42)二者将所述室(10)的所述第一隔间(11)和所述第二隔间(12)彼此分隔开；
第二柔性膜(52)，从所述第二薄板运载器(50)侧向延伸至所述室(10)的所述壁(15)，所述第二薄板运载器(50)和所述第二柔性膜(52)将所述室(10)的所述第二隔间(12)和所述第三隔间(13)彼此分隔开；
对齐装置(60)，用于通过在横向垂直于所述第一轴(Z)的方向上移动所述第二薄板运载器(50)和/或绕一平行于所述第一轴(Z)的轴转动所述第二薄板运载器(50)以便相对于所述第一薄板(1)对齐所述第二薄板(2)；
所述设备具有第一主运行模式(M1)和第二主运行模式(M2)，在所述第一主运行模式(M1)中，所述第一隔间(11)内的压强与所述第二隔间(12)内的压强之比相对较低；在所述第二主运行模式(M2)中，所述第一隔间(11)内的压强与所述第二隔间(12)内的压强之比以及所述第三隔间(1 3)内的压强与所述第二隔间(12)内的压强之比相对较高。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一柔性膜形成所述第一薄板运载器的一部分。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一柔性膜与所述第一薄板运载器整合在一起。
4.根据权利要求2所述的设备，所述第一薄板运载器具有第一刚性部件和由所述柔性膜形成的第二柔性部件，所述第二柔性部件被设置在所述第一刚性部件朝向所述第二薄板运载器的一侧。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一柔性膜(42)具有中央部(42c)和周边部(42p)，所述中央部(42c)形成所述第一薄板运载器(40)，所述周边部(42p)从所述中央部(42c)延伸至所述室(10)的所述壁(15)；所述周边部(42p)具有比所述中央部(42c)更高的柔韧性。
6.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一薄板运载器的所述刚性部件具有沿所述第一轴延伸的微孔。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二隔间(12)在所述第二主运行模式(M2)中处于被抽成真空的状态；且，
其中所述设备具有继所述第一主运行模式(M1)之后且在所述第二主运行模式(M2)之前的第一中间运行模式(I1)，在所述第一中间运行模式(I1)中所述每个隔间(10、11、12)均处于被抽成真空的状态。
8.根据权利要求7所述的设备，所述设备具有继所述第一主运行模式(M1)之后、且在所述第一中间运行模式(I1)之前的第二中间运行模式(I2)，在所述第二中间运行模式(I2)中，所述第一隔间(11)和所述第三隔间(13)被抽成真空、且所述第二隔间(12)维持在所述第一主运行模式中的所述压强。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述对齐装置(60)在所述第一中间运行模式(I1)中被启动。
10.根据权利要求1所述的设备，所述设备包括与第一和第二窗口(56、57)相关联的第一和第二视觉检测装置(61、62)，所述第一和第二窗口(56、57)被设置在所述薄板运载器的至少一个薄板运载器(50)中，且其中每个所述视觉检测装置均具有一视线，该视线沿平行于所述第一轴(Z)的方向延伸穿过所述薄板运载器中与该视觉检测装置相关联的窗口，该窗口被设置为朝向所述薄板运载器(40、50)的另一个薄板运载器(40)。
11.一种用于层压第一薄板(1)和第二薄板(2)的方法，所述方法包括如下步骤：
设置具有沿第一轴(Z)连续排列的第一隔间(11)、第二隔间(12)和第三隔间(13)的室(10)、第一薄板运载器(40)和第二薄板运载器(50)、以及侧向延伸至所述室(10)的壁(15)的第一柔性膜(42)和第二柔性膜(52)，其中由所述第一柔性膜(42)或者由所述第一薄板运载器(40)和所述第一柔性膜(42)二者将所述室(10)的所述第一隔间(11)和所述第二隔间(12)彼此分隔开，且其中所述第二薄板运载器(50)和所述第二柔性膜(52)将所述室的所述第二隔间(12)和所述第三隔间(13)彼此分隔开，且其中所述薄板运载器(40、50)被彼此对齐、且被设置为横向垂直于所述第一轴(Z)；
将所述第一薄板(1)施加在所述第一薄板运载器(40)朝向所述第二薄板运载器(50)的一侧；
将所述第二薄板(2)施加在所述第二薄板运载器(50)朝向所述第一薄板运载器(40)的一侧；
使所述第一隔间(11)内的压强与所述第二隔间(12)内的压强之比保持在一相对较低的数值；
检测所述第二薄板(2)相对于所述第一薄板(1)的相对位置和/或取向；
通过在横向垂直于所述第一方向(Z)的方向上移动所述第二薄板运载器(50)和/或绕一平行于所述第一方向(Z)的轴转动所述第二薄板运载器(50)，以相对于所述第一薄板(1)对齐所述第二薄板(2)；
使所述第一隔间(11)内的压强与所述第二隔间(12)内的压强之比以及所述第三隔间(13)内的压强与所述第二隔间(12)内的压强之比保持为一较所述相对较低的数值更高的数值。
12.根据权利要求11所述的用于层压的方法，其中所述相对较低的压强具有低于0.1巴的数值。
13.根据权利要求12所述的用于层压的方法，所述方法包括将所有隔间(11、12、13)均抽成真空的附加步骤。
14.根据权利要求13所述的用于层压的方法，其中所述附加步骤包括：将所述第一隔间(11)和所述第三隔间(13)抽成真空的第一子步骤；以及，继所述第一子步骤之后将所述第二隔间(12)抽成真空(图4C)的第二子步骤。
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