CN103567912A - 吸附平台的制造方法及吸附平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种嵌入有缓冲材料的多孔质陶瓷制吸附平台的制造方法，及借由该制造方法获得的吸附平台。该吸附平台的制造方法包括以下步骤：在由多孔质陶瓷材料所形成的上层板的下面加工下槽成闭合曲线状；使槽宽较该下槽的槽宽狭窄的贯通槽从上层板的上面贯通至下槽并加工大致倒T字形槽，借此将上层板分断成框构件与成为吸附区域的中心构件；借由非透气性的涂布材料被覆框构件的内侧面及中心构件的外侧面；在将上层板的中心构件以嵌入于框构件的状态载置于中层板的上面，并借由安装治具将中心构件定位于框构件的中心后，将上层板与中层板接合。
Description
技术领域
本发明有关于一种用以在玻璃、硅、陶瓷(LTCC基板等)、化合物半导体等脆性材料基板(以下将统称为基板)加工刻划槽(割断用的切槽)或沿着该刻划槽进行裂断时，吸附保持所述基板的吸附平台的制造方法及吸附平台。
背景技术
在刻划装置或裂断装置等的基板加工装置中所使用的吸附平台，已知有如图6所示，在金属制的台板10朝向基板载置面12开口有多个空气吸引孔11。各空气吸引孔11在台板下部与中空空间的歧管(manifold)11a相连，借由设置于外部的真空泵P且经由该歧管11a从空气吸引孔11进行吸引，从而吸附载置于基板载置面12的基板W。
此外，在金属制台板10设置有空气吸引孔11的平台中，具有为了使载置于基板载置面的基板的密接性变良好而改良的如图7所示的吸附平台。该吸附平台，沿台板10的基板载置面12的各端缘附近，以描画四边形的轨迹(闭合曲线的轨迹)的方式加工剖面为倒T字形的槽13，且在该剖面倒T字形槽13中，使在俯视时轮廓为四边形的非透气性的缓冲材料14，以其顶部略微露出的状态嵌入。而且，在基板加工时，将基板W的端缘抵接于立设在基板载置面12的定位用基准销15而进行定位，且将基板W载置于缓冲材料14的顶面。在该状态下，一旦从空气吸引孔11进行吸引，则基板W一边压缩缓冲材料14一边被吸引至台板10的基板载置面12。借此，即使在基板W略微存在扭曲或弯曲变形时，亦可使其遍及形成有空气吸引孔11的整个区域而均等地密接。
于在台板10设置有多个空气吸引孔11的吸附平台的情形，在将片状的薄基板载置于吸附平台并进行加工时，必需以适当的吸附力(吸引力)吸附基板。一旦吸附力过强，则在空气吸引孔11的部分，基板(被加工物)会凹陷。一旦产生如此的凹陷，则例如在使刀轮压接于基板表面并转动的加工中，因刀轮的上下移动导致加工品质劣化，此外，在利用激光光束的加工中，因光束焦点的位置偏移或照射功率密度的下降而导致加工品质劣化。此外，一旦在吸附时，基板出现因凹陷而导致的皱褶，则因皱褶而使膨胀后的部分的加工品质因与上述相同的理由而劣化。
因此，必需以适当的吸附力吸附基板，且尽可能防止基板面的凹凸的产生。适当的吸附力根据所加工的基板材质或厚度而有所变化，具体而言，例如，越是材质柔软且厚度较薄的基板越必须减弱吸附力。为了实现适当的吸附，必须使空气吸引孔小口径化并减弱各自的吸附力，且增加孔数来确保作为整体的吸附力。为了以不产生凹凸的方式吸附厚度为数十μm左右的片状基板，必须高密度加工多个孔径非常小的空气吸引孔，但该加工存在极限。
因此，利用纵横地具有无数个小孔的多孔质陶瓷板而形成平台的基板载置部，一直以来与上述金属制的吸附平台一起使用(参照专利文献1)。由于该多孔质陶瓷板的多孔质部分的孔径十分小，因此一个孔的吸附力较弱而不会产生局部性的基板的凹陷，但为了对多孔质陶瓷板与基板抵接的整个面进行吸附，作为吸附基板整体的力较充分，且作为用于固定较薄的基板的吸附平台较为有效。
然而，由于陶瓷板的材质较脆，尤其是多孔质的陶瓷材料的脆性较高，因此难以精密地加工如上述图7所示的剖面倒T字形的复杂的槽，或用以供基准销旋入的螺孔等。
专利文献1：日本特开2001-138095号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用多孔质陶瓷板作为吸附面的吸附平台，并且可进行用以在吸附面的一部分嵌入缓冲材料的剖面倒T字形槽等的复杂加工的吸附平台的制造方法，及借由该制造方法而获得的吸附平台。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种吸附平台的制造方法，该吸附平台是由多孔质陶瓷材料所形成且以上面作为基板载置面的上层板，接合于具有贯通上下的多个空气吸引孔的中层板的上面，且借由与所述空气吸引孔连通的真空排气装置进行减压，而借此用以吸附保持载置于所述基板载置面的基板；该吸附平台的制造方法包括如下步骤：在所述上层板的下面加工下槽成闭合曲线状；使槽宽较该下槽的槽宽狭窄的贯通槽从上层板的上面贯通至下槽并将剖面为倒T字形的槽加工成所述闭合曲线状，借此将所述上层板分断成成为吸附区域的中心构件与框构件；借由非透气性的涂布材料(例如，环氧树脂)被覆所述框构件的内侧面及中心构件的外侧面；以及在将所述上层板的中心构件以嵌入于框构件的状态载置于所述中层板的上面，并借由安装治具将中心构件定位于框构件的中心后，将上层板与中层板接合。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
较佳的，前述的制造方法，其包含如下步骤：在借由接着剂(例如，环氧树脂)将所述上层板与中层板接合后，从所述中层板的空气吸引孔的下方，将面向该空气吸引孔的上层板与中层板的接着层切削去除。借此，可避免由接着层导致的吸引的下降。
较佳的，前述的制造方法，其包含如下步骤：在所述中层板的下面，接合在中央部分形成有用以对所述空气吸引孔的下端开口的中空空间的框状的下层板。
较佳的，前述的制造方法，其中以不具有透气性的陶瓷材料形成所述中层板及下层板。
较佳的，前述的制造方法，其中对呈同轴状地设置于所述上层板及中层板的基准销插通孔进行加工，且将该中层板的插通孔的直径形成为大于上层板的插通孔的直径，并在所述中层板的插通孔填充合成树脂的填充材料，且在将所述上层板接合于所述中层板后，在所述填充材料加工基准销用的销孔。借此，即使中层板由难以进行较小的螺纹加工的陶瓷材料所形成，亦可吻合上层板的基准销插通孔的位置并准确地加工用以供基准销插通的销孔。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种吸附平台，其包括：上层板，由多孔质的陶瓷材料形成，且以上面作为基板载置面；中层板，接合于所述上层板的下面，且具有贯通上下的多个空气吸引孔；框状的下层板，接合于所述中层板的下面，且以不堵塞所述空气吸引孔的下端侧的开口的方式在中央部分形成中空空间；以及底板，安装于所述下层板的下面；所述上层板，由借由贯通上下、剖面为倒T字形且俯视时为闭合曲线状的槽而分断成的框构件与中心构件所形成，并接合于所述中层板的上面，借由所述槽而隔开的框构件的内侧面及中心构件的外侧面由非透气性的涂布材料被覆，且所述下层板的中空空间与外部的吸引空气源(真空排气装置)连通。
借由上述技术方案，本发明吸附平台的制造方法及吸附平台至少具有下列优点及有益效果：
1、根据本发明，在上层板的下面首先加工下槽，接着加工槽宽较该下槽的槽宽狭窄的贯通槽，借此将上层板一次分离成框构件与中心构件，且将其再次组合并贴合于中层板的上面。借此，例如即使是难以加工的较脆的多孔质陶瓷材料为素材，亦可精度良好地形成倒T字形槽。此外，在将上层板分离成框构件与中心构件时，可简单地进行对框构件的内侧面及中心构件的外侧面的非透气性涂布材料(例如，环氧树脂)的涂布，因此可防止因来自倒T字形槽的泄漏而导致吸附力(吸引力)的下降。
2、本发明的吸附平台，以将下层板设置于加工装置的底板上的状态而使用。借此，可提供如下的吸附平台：即使上层板为多孔质陶瓷，亦可在上层板的基板载置面加工精度良好地、形成剖面为倒T字形且形成闭合曲线的槽，并且防止因来自倒T字形槽的泄漏而导致吸引力的下降。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1：表示本发明吸附平台使用时的状态的剖面图。
图2：表示将图1的吸附平台的缓冲材料卸除后的状态的立体图。
图3：表示图1的吸附平台的分解立体图。
图4：表示图1的吸附平台的制造方法的说明图。
图5：表示本发明吸附平台的另一实施例的立体图。
图6：表示现有习知的吸附平台的实施例的剖面图。
图7：表示现有习知的吸附平台的另一实施例的剖面图。
【主要元件符号说明】
W：基板 A：吸附平台
M：填充材料 1：上层板
1a：基板载置面 1b：倒T字形槽
1c：框构件 1d：中心构件
1b′：下槽 1b″：贯通槽
1c′：框构件的内侧面 1d′：中心构件的外侧面
1e：基准销插通孔 2：中层板
2a：空气吸引孔 2b：基准销插通孔
2c：销孔 3：下层板
3a：中空空间 4：底板
4a：空气孔 5：连结螺栓
6：配管 7：缓冲材料
8：基准销 8a：筒构件
9：安装治具 7a：膨大部
M：填充材料 P：真空泵(真空排气装置)
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种吸附平台的制造方法及吸附平台的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
以下，针对本发明的吸附平台的制造方法，根据表示其实施例的图式进行详细地说明。图1表示本发明吸附平台使用时的状态的剖面图，图2表示将图1的吸附平台的缓冲材料卸除后的状态的立体图，图3表示图1的吸附平台的分解立体图，图4表示图1的吸附平台的制造方法的说明图。
吸附平台A，借由(例如，利用螺旋夹)组合上层板1、中层板2、及下层板3而形成。上层板1由纵横地具有无数个微细小孔的多孔质陶瓷材料所形成，且上面为基板载置面1a。沿着上层板1的基板载置面1a的各端缘附近，并以描画四边形轨迹(闭合曲线)的方式呈环状形成有剖面为倒T字形的槽1b(以下，称为倒T字形槽1b)。倒T字形槽1b贯通上下，借此，将上层板1分断成借由倒T字形槽1b分断而成的框构件1c、与成为实质上的吸附区域的中心构件1d，并借由接着剂接合于中层板2的上面。该分断而成的框构件1c的内侧面1c′、以及中心构件1d的外侧面1d′，由非透气性的涂布材料(例如，环氧树脂)被覆(参照图4)。借此，防止在减压时从倒T字形槽1b部分的泄漏(空气的流入)，而防止成为吸附区域的中心构件1d的吸附力减弱。此外，在上层板1中，立设有用于将应加工的基板W载置于基板载置面1a时定位的基准销8。该基准销8贯通上层板1的基准销插通孔1e(参照图4)并插入至中层板2的销孔2c中。另外，基准销8，如图1(b)所示，以将无头全螺纹固定螺钉8c旋入筒构件8a的内螺纹8b，且使无头全螺纹固定螺钉8c的前端抵接于销孔2c的底的方式形成。且以如下方式形成：使螺丝起子等旋动工具卡合在形成于该无头全螺纹固定螺钉8c的上端的卡合部8d并旋动，借此使无头全螺纹固定螺钉8c上下移动而调整基准销8的长度(从上层板1的突出量)。
中层板2由无透气性的无机质陶瓷材料所形成，且在面对由上层板1的中心构件1d所覆盖的区域的位置，具备贯通上下的多个空气吸引孔2a。
下层板3，亦由无透气性的无机质陶瓷材料所形成，且借由接着剂接合于中层板2的下面。下层板3形成为以不堵塞中层板2的空气吸引孔2a的下端侧的开口部的方式，形成有将中央部分挖除而成的中空空间3a的四边框状的形状。上述的上层板1、中层板2及下层板3，即使存在多孔质陶瓷材料或无机质陶瓷材料的差异，亦由于以同种的陶瓷材料形成，因此若利用接着剂将各层接合，则可接着性良好地且确实地接合，且由于各层的热膨胀率相同，因此即使温度产生变化亦可维持精度，并且可整体地轻量化地形成。
底板4，由铁等金属制素材所形成，在其上面承接相互接合的上层板1、中层板2及下层板3，且通过从上层板1贯通的连结螺栓5(参照图2及图3)以使各层与底板紧固的方式安装。在底板4，设置有通往下层板3的中空空间3a的空气孔4a，空气孔4a通过配管6而与设置于外部的真空泵等真空排气装置P连通。
在基板W加工时，如图1、图2所示，在上层板1的倒T字形槽1b，使在俯视时轮廓成四边形的缓冲材料7，以其顶部略微露出的状态嵌入。缓冲材料7的下端设置有膨大部7a，借由将该膨大部7a强制性地压入至倒T字形槽1b，膨大部7a在倒T字形槽1b的下槽1b′中膨胀而难以拔出缓冲材料7。所加工的基板W，一边将基板W的端缘抵接于立设在基板载置面1a的定位用基准销8而进行定位，一边载置于缓冲材料7的顶面。在此状态下，一旦驱动真空排气装置P，则基板W一边压缩缓冲材料7，一边被吸引至平台的基板载置面1a，最终吸附整个面。借此，即使基板略微扭曲或变形，亦可遍及整个区域均等地密接保持。
接着，针对上述吸附平台A的制造方法进行说明。首先，如图4的步骤(a)、(b)所示，借由NC(Numerical Control，数控)切削装置等加工在上层板1的下面成为倒T字形槽1b的一部分的下槽1b′。接着，如图4的步骤(c)所示，借由喷水(water-jet)加工装置以从上层板1的上面贯通至下槽1b′的方式加工槽宽较该下槽1b′的槽宽狭窄的贯通槽1b″。利用借此所形成的倒T字形槽1b，如图4的步骤(d)所示，将上层板1分断成框构件1c、与成为吸附区域的中心构件1d。借由非透气性的涂布材料(例如，环氧树脂)，被覆该分断而成的框构件1c的内侧面1c′、以及中心构件1d的外侧面1d′。此外，在该阶段中，亦预先在上层板1的框构件1c加工基准销插通用的基准销插通孔1e。
此外，在中层板2中，如图4的步骤(e)所示，使贯通上下的多个空气吸引孔2a与上层板1的基准销插通孔1e成为同轴，并且加工较基准销插通孔1e更大直径的基准销插通孔2b。在该中层板2的下面，如图4的步骤(f)所示，借由接着剂接合以不堵塞中层板2的空气吸引孔2a的下端开口部的方式，具有将中央部分挖除而成的中空空间3a的四边框状的下层板3。之后，在中层板2的基准销插通孔2b填充填充材料M(例如，树脂)。
接着，如图4的步骤(g)所示，将上层板1的中心构件1d以配置于框构件1c内部的状态载置于中层板2的上面。而且(例如，以将在俯视时呈四边框状的安装治具9插入至倒T字形槽1b的方式)，将中心构件1d定位于框构件1c的中心，并借由接着剂将上层板1与中层板2接合。之后，从中层板2的空气吸引孔2a的下方插入钻孔器(drill)，将面向空气吸引孔2a的上层板1与中层板2的接着层切削去除而确保透气性。接着，如图4的步骤(h)所示，使用以在填充材料M中插入基准销8的销孔2c对准上层板1的基准销插通孔1e的位置而进行加工。
在经过上述步骤而将上层板1、中层板2、下层板3接合后，使下层板3的下面以密接于具备空气孔4a的底板4上的方式载置(如图4的步骤(i)所示)，且借由连结螺栓5(参照图2)将上层板1、中层板2、下层板3及底板4紧固。用以使该连结螺栓5插通的孔，亦可于各个构件的加工阶段预先设置，但就精度等方面而言，较佳为在中下层贴合后一体地设置。
如上所述，首先在上层板1的下面加工下槽1b′，接着，加工槽宽较该下槽1b′的槽宽狭窄的贯通槽1b″，借此，将上层板1一次分离成框构件1c与中心构件1d，且将其再次组合并贴合于中层板2的上面，借此，即使素材为多孔质陶瓷材料，亦可精度佳地形成复杂的倒T字形槽1b。此外，在将上层板1分离成框构件1c与中心构件1d时，可容易地将用以防止泄漏(空气的流入)的涂布材料被覆于框构件1c的内侧面1c′及中心构件1d的外侧面1d′。
另外，在上述实施例中，表示了仅形成有一个成为上层板1的实质性吸引区域的俯视四边形的中心构件1d及包围其周边的倒T字形槽1b的实施例，但亦可形成2个以上，例如，如图5所示，在同一平面上形成4个吸附区域。
以上，针对本发明的代表性的实施例进行了说明，但本发明并不一定仅限定于上述的实施例。例如，中层板2及下层板3亦可取代无机质陶瓷而由铁等金属材料形成。此外，虽然省略了图示，但亦可省略下层板3，而在底板4形成导通中层板2的空气吸引孔2a的中空空间(歧管)，并使该空间连接于真空排气装置P。此外，在本发明中，在达成其目的且不脱离申请专利范围的范围内可进行适当修正、变更。
本发明可利用于在对玻璃、硅、陶瓷(例如，LTCC)及化合物半导体等脆性材料基板进行加工时，吸附保持所述基板的吸附平台。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种吸附平台的制造方法，该吸附平台是由多孔质陶瓷材料形成且以上面作为基板载置面的上层板，接合于具有贯通上下的多个空气吸引孔的中层板的上面，且借由与所述空气吸引孔连通的真空排气装置进行减压，而借此用以吸附保持载置于所述基板载置面的基板，其特征在于该吸附平台的制造方法包括如下步骤：
在所述上层板的下面加工下槽成闭合曲线状；
使槽宽较该下槽的槽宽狭窄的贯通槽从上层板的上面贯通至下槽并将剖面为倒T字形的槽加工成所述闭合曲线状，借此将所述上层板分断成成为吸附区域的中心构件与框构件；
借由非透气性的涂布材料被覆所述框构件的内侧面及中心构件的外侧面；以及
将所述上层板的中心构件以嵌入于框构件的状态载置于所述中层板的上面，并借由安装治具将中心构件定位于框构件的中心后，将上层板与中层板接合。
2.如权利要求1所述的吸附平台的制造方法，其特征在于其包含如下步骤：
在借由接着剂将所述上层板与中层板接合后，从所述中层板的空气吸引孔的下方，将面向空气吸引孔的上层板与中层板的接着层切削去除。
3.如权利要求1或2所述的吸附平台的制造方法，其特征在于其包含如下步骤：
在所述中层板的下面，接合在中央部分形成有用以对所述空气吸引孔的下端开口的中空空间的框状的下层板。
4.如权利要求1或2所述的吸附平台的制造方法，其特征在于其中以不具有透气性的陶瓷材料形成所述中层板及下层板。
5.如权利要求3所述的吸附平台的制造方法，其特征在于其中以不具有透气性的陶瓷材料形成所述中层板及下层板。
6.如权利要求4所述的吸附平台的制造方法，其特征在于其中对呈同轴状设置于所述上层板及中层板的基准销插通孔进行加工；
将所述中层板的插通孔的直径形成为大于所述上层板的插通孔的直径，并在所述中层板的插通孔填充合成树脂的填充材料，且在将所述上层板接合于所述中层板后，在所述填充材料加工基准销用的销孔。
7.如权利要求5所述的吸附平台的制造方法，其特征在于其中对呈同轴状设置于所述上层板及中层板的基准销插通孔进行加工；
将所述中层板的插通孔的直径形成为大于所述上层板的插通孔的直径，并在所述中层板的插通孔填充合成树脂的填充材料，且在将所述上层板接合于所述中层板后，在所述填充材料加工基准销用的销孔。
8.一种吸附平台，其特征在于其包括：
上层板，由多孔质的陶瓷材料形成，且以上面作为基板载置面；
中层板，接合于所述上层板的下面，且具有贯通上下的多个空气吸引孔；
框状的下层板，接合于所述中层板的下面，且以不堵塞所述空气吸引孔的下端侧的开口的方式在中央部分形成中空空间；以及
底板，安装于所述下层板的下面；
所述上层板，由借由贯通上下、剖面为倒T字形且俯视时为闭合曲线状的槽而分断成的框构件与中心构件所形成，并接合于所述中层板的上面，借由所述槽而隔开的框构件的内侧面及中心构件的外侧面由非透气性的涂布材料被覆，且所述下层板的中空空间与真空排气装置连通。
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