CN110861921B - 静电吸附装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种静电吸附装置及其制备方法,解决了现有静电吸附装置的电极加工精度难以控制、电极结构绝缘性差、所产生的吸附力差以及无法快速有效地释放被吸附物品的问题。该静电吸附装置包括:绝缘层;设置在所述绝缘层表面的电极结构,其中,所述电极结构包括正极区域、负极区域以及位于所述正极区域和所述负极区域之间的绝缘区域;以及多个位于所述绝缘区域且穿透所述绝缘层和所述电极结构的吹气孔。
Description
技术领域
本发明涉及静电吸附技术领域,具体涉及一种静电吸附装置及其制备方法。
背景技术
静电吸附是指通过在电极之间施加电压产生电场,从而感应出电荷引发静电吸附力的技术。静电吸附技术已被广泛应用到了钢材生产、木材生产和模具加工制造等行业中。然而随着相关领域研究的不断深入,如何将静电吸附技术应用到包括日常生活场景在内的更多场景中逐渐成为了一个研究热点。
为了将静电吸附技术应用到更多场景,就必须提高静电吸附装置的集成度和可靠性。然而,现有的静电吸附装置存在着电极加工精度难以控制、电极结构绝缘性差以及所产生的吸附力差的问题。此外,虽然现有的静电吸附装置可将被吸附物品吸附,却无法快速有效地释放被吸附物品,这样当该静电吸附装置应用到流水线作业中时,会严重影响整个工艺流程的进度。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种静电吸附装置及其制备方法,解决了现有静电吸附装置的电极加工精度难以控制、电极结构绝缘性差、所产生的吸附力差以及无法快速有效地释放被吸附物品的问题。
根据本发明的一个方面,提供一种静电吸附装置,包括:绝缘层;设置在所述绝缘层表面的电极结构,其中,所述电极结构包括正极区域、负极区域以及位于所述正极区域和所述负极区域之间的绝缘区域;以及多个位于所述绝缘区域且穿透所述绝缘层和所述电极结构的吹气孔。
在本发明一实施例中,所述绝缘区域为连续的绝缘线条区域,其中所述绝缘线条区域贯穿所述绝缘层表面的导电层以将所述导电层分为所述正极区域和所述负极区域。
在本发明一实施例中,所述正极区域包括正极贯通条形部和多个正极分支部,其中所述多个正极分支部的与所述正极贯通条形部连接的根部相互并行且都垂直于所述正极贯通条形部;所述负极区域包括负极贯通条形部和多个负极分支部,其中所述多个负极分支部的与所述负极贯通条形部连接的根部相互并行且都垂直于所述负极贯通条形部;其中,所述正极贯通条形部与所述负极贯通条形部相互平行设置,多个所述正极分支部分别延伸至多个所述负极分支部的间隙中。
在本发明一实施例中,位于所述吹气孔一侧且距离所述吹气孔第一预设距离的所述正极分支部进一步包括与所述正极分支部连接的第一环形分支部以及与所述第一环形分支部连接的多个相互平行的正极子分支部;位于所述吹气孔另一侧且距离所述吹气孔第二预设距离的所述负极分支部进一步包括与所述负极分支部连接的第二环形分支部以及与所述第二环形分支部连接的多个相互平行的负极子分支部;其中,所述第一环形分支部和所述第二环形分支部将所述吹气孔包围。
在本发明一实施例中,所述的静电吸附装置进一步包括:设置在所述电极结构表面的用于与被吸附物品接触的接触层。
在本发明一实施例中,所述接触层的体积电阻率为107Ω·cm~1013Ω·cm,弹性模量为小于10MPa。
在本发明一实施例中,所述被吸附物品采用以下材质中的一种或多种组合:玻璃板、印刷电路板和金属板,和/或,所述被吸附物品的表面粗糙度小于5um;其中,所述接触层采用以下材质中的一种或多种组合:环氧树脂、聚乙烯和聚酰亚胺;和/或,
所述被吸附物品采用以下材质中的一种或多种组合:纺织品材质和印刷品材质,其中,所述接触层采用以下材质中的一种或多种组合:热塑性弹性体材料、热塑性聚氨酯弹性体橡胶和硅胶。
在本发明一实施例中,所述的静电吸附装置进一步包括:设置于所述绝缘层中的过孔,以及填充于所述过孔中的导电材料;其中,所述电极结构通过所述过孔中的所述导电材料与外部的电路结构电连接。
在本发明一实施例中,所述绝缘线条区域包括凹槽,所述凹槽的底部露出所述绝缘层的表面。
在本发明一实施例中,所述的静电吸附装置进一步包括:设置在所述凹槽中的绝缘填充材料。
在本发明一实施例中,所述电极结构通过以下几种方式中的一种或多种组合制备在所述绝缘层上:柔性线路板工艺、印刷线路板工艺、丝网印刷工艺以及陶瓷电路板工艺。
在本发明一实施例中,所述的静电吸附装置进一步包括:与所述吹气孔连接的用于提供气体的气体发生模块。
根据本发明的另一个方面,提供一种静电吸附装置制备方法,包括:在绝缘薄膜表面印刷电极结构,其中,所述电极结构包括正极区域、负极区域、位于所述正极区域和所述负极区域之间的绝缘区域以及位于所述绝缘区域中的多个吹气孔区域;将带有所述电极结构的所述绝缘薄膜与绝缘层以热加工的方式压合;以及在所述多个吹气孔区域分别形成多个穿透所述绝缘层和所述电极结构的吹气孔。
本发明实施例提供的一种静电吸附装置及其制备方法,通过在电极结构的绝缘区域设置吹气孔,当不需要再吸附被吸附物品时,可通过该吹气孔导入气体以给被吸附物品施加一个脱离静电吸附力的作用力,可有效加速对于被吸附物品的释放速度,有助于提高在一个流水生产线中整体工艺流程的效率。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。
图2所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。
图3所述为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的电极结构示意图。
图4所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的电极结构示意图。
图5所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。
图6所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。
图7所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。
图8所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。
图9所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。
图10所示为本发明一实施例提供的一种静电吸附装置的制备方法的流程示意图。
图11所示为本发明另一实施例提供的一种制备静电吸附装置的制备方法的流程示意图。
图12所示为本发明另一实施例提供的一种制备静电吸附装置的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。如图1所示,该静电吸附装置包括:绝缘层1;设置在绝缘层1表面的电极结构,其中,电极结构包括正极区域21、负极区域22以及位于正极区域21和负极区域22之间的绝缘区域3;以及多个位于绝缘区域3且穿透绝缘层1和电极结构的吹气孔4。
绝缘层1可根据具体的应用场景选择为可弯曲或硬质的绝缘层1,同时绝缘层1的具体材质也可根据所要形成的电极结构的材质进行选择。电极结构中正极区域21和负极区域22的材料可包括以下几种中的一种或多种组合:导电碳基材料、导电银基材料以及金属箔。然而,本发明对绝缘层1和电极结构中正极区域21和负极区域22的具体材质选择不做限定。
当外部的供电装置开始先电极结构施加电压时,正极区域21和负极区域22之间的绝缘区域3便成为了电容区域,电容区域累积电荷便会产生静电吸附力。而当不在需要对被吸附物品7进行吸附时(例如被吸附物品7为流水生产线上的待加工零件,需要将该待加工零件放置在传输装置中以传输至下一工艺过程对应的装置中进行加工),且当被吸附物品7的材质比较轻薄时,仅靠被吸附物品7的重力无法快速的脱离该静电吸附装置。此时通过吹气孔4可导入气体气体以给被吸附物品7施加一个脱离静电吸附力的作用力,可有效加速对于被吸附物品7的释放速度,有助于提高在一个流水生产线中整体工艺流程的效率。
在本发明一实施例中,该静电吸附装置可进一步包括与吹气孔4连接的用于提供气体的气体发生模块。例如,气体发生模块可为气泵或风扇,所提供的气体种类可为空气,压力可约1-1.5Atm,流量应当保证每个吹气孔4大于20L/Min。当气体发生模块为气泵时,所提供的气体可以通过输送和分流管路从吹气孔4中输出;当气体发生模块为气泵时,所提供的气体可以通过直吹的方式作用于吹气孔4上。然而应当理解,该气体发生模块的具体实现形式以及是否集成在该静电吸附装置中可根据具体的应用场景而调整,本发明对此不做限定。
由此可见,本发明实施例提供的静电吸附装置,通过在电极结构的绝缘区域3设置吹气孔4,当不需要再吸附被吸附物品7时,可通过该吹气孔4导入气体以给被吸附物品7施加一个脱离静电吸附力的作用力,可有效加速对于被吸附物品7的释放速度,有助于提高在一个流水生产线中整体工艺流程的效率。
在本发明一实施例中,如图2所示,绝缘区域3可为连续的绝缘线条区域3’,该绝缘线条区域3’贯穿绝缘层1表面的导电层以将该导电层分为正极区域21和负极区域22。具体而言,绝缘层1表面的导电层2用于形成电极结构,由于绝缘线条区域3’贯穿了整个导电层2,因此导电层2必然被绝缘线条区域3’划分为了两个部分。其中的一个部分可用作正极区域21,可与外部的供电装置的正极电连接;另一个部分可用作负极区域22,可与外部的供电装置的负极电连接。
如前所述,当外部的供电装置开始先电极结构施加电压时,正极区域21和负极区域22之间的绝缘区域3便成为了电容区域,电容区域累积电荷便会产生静电吸附力。发明人通过实验发现,静电吸附力的大小其实与电荷的累积量有关,因此为了提高单位面积上的静电吸附力,就有必要提高单位面积上的电荷累积量。而同等电压下电荷累积量是与电极之间的工作电容有关的,电容区域的长度越长可累积的电荷就越多,也就是与绝缘线条区域3’的长度正相关。因此,通过合理排布绝缘线条区域3’以尽量提高单位面积上绝缘线条区域3’的长度即可提高静电吸附力。
应当理解,上述提到的外部的供电装置其实也可以是该静电吸附装置的一部分,本发明对除了绝缘层1和电极结构外其他部分的结构不做具体限定。
本发明实施例所提供的静电吸附装置,通过设置贯穿导电层2的绝缘线条区域3’以形成正极区域21和负极区域22,将电极结构的制备转化为了绝缘线条区域3’的制备,不用像现有技术在绝缘层1表面制备电极图案,而仅需要在导电层2上形成绝缘线条区域3’即可形成完整的电极图案。由于绝缘线条区域3’的制备可通过例如刻蚀或铣削的机械方式进行,加工过程精确高且速度快,大大降低了电极结构的制备难度,并提高了电极结构的制备精度,可实现密集的电极图案,且不会产生绝缘问题。同时,由于发明人通过长期实验观察发现,静电吸附力的大小与正负电极之间的绝缘区域3的长度正相关,通过合理设置绝缘线条区域3’的排布也可提升所产生的静电吸附力。
图3所述为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的电极结构示意图。如图3所示,该静电吸附装置的正极区域21包括正极贯通条形部211和多个正极分支部212,其中多个正极分支部212的与正极贯通条形部211连接的根部相互并行且都垂直于正极贯通条形部211;负极区域22包括负极贯通条形部和多个负极分支部222,其中多个负极分支部222的与负极贯通条形部连接的根部相互并行且都垂直于负极贯通条形部(图3和图4中未示出负极贯通条形部,负极贯通条形部位于与正极贯通条形部211对称的位置上连接每个负极分支部222的根部);其中,正极贯通条形部211与负极贯通条形部相互平行设置,多个正极分支部212分别延伸至多个负极分支部222的间隙中。由此形成了正极区域21和负极区域22中电极走线的紧密排布,大大提高了绝缘区域3的长度,有助于提高静电吸附力。
然而,考虑正极区域21或负极区域22中的电极走线必须是连续导通的,因此吹气孔4的设置可能会破坏正极区域21或负极区域22中电极走线的紧密排布,例如图3所示,吹气孔4附近的正极分支部212和负极分支部222会被吹气孔4截断。为了能够充分利用吹气孔4周围的绝缘区域3进行电极走线排布,以进一步提高静电吸附力,发明人对吹气孔4附近的电极结构进行了新的设计。
图4所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的电极结构示意图。如图4所示,位于吹气孔4一侧且距离吹气孔4第一预设距离的正极分支部212进一步包括与正极分支部212连接的第一环形分支部2121以及与环形分支部连接的多个相互平行的正极子分支部2122;位于吹气孔4另一侧且距离吹气孔4第二预设距离的负极分支部222进一步包括与负极分支部222连接的第二环形分支部2221以及与环形分支部连接的多个相互平行的负极子分支部2222;第一环形分支部2121和第二环形分支部2221将吹气孔4包围。
由此可见,通过第一环形分支部2121和第二环形分支部2221的设置,巧妙的绕开了吹气孔4的位置,并使得正极分支部212可通过多个相互平行的正极子分支部2122得以延续,也使得负极分支部222可通过多个相互平行的负极子分支部2222得以延续,充分的利用了吹气孔4附近绝缘区域3的面积进行电极走线排布,且进一步提高了绝缘区域3的长度,由此进一步提高了静电吸附力。
图5所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。如图5所示,该静电吸附装置还可进一步包括:设置在电极结构表面的用于与被吸附物品7接触的接触层5。具体而言,为了达到更好的吸附效果,需要设置该接触层5以提高与被吸附物品7的贴合程度和适应性,以避免静电吸附装置与被吸附物品7之间因存在表面缝隙或表面不相容特性而提高吸附难度。在本发明一实施例中,为了达到最佳的吸附效果,接触层5的107Ω·cm~1013Ω·cm,弹性模量为小于10MPa。
然而应当理解,根据被吸附物品7的种类不同,该接触层5的材质也可由不同选择,本发明对该接触层5的材质不做具体限定。例如,当被吸附物品7采用以下材质中的一种或多种组合:玻璃板、印刷电路板和金属板,和/或,所述被吸附物品7的表面粗糙度小于5um时(例如被吸附物品7为玻璃、晶圆或经过抛光的金属板),接触层5可采用以下材质中的一种或多种组合:环氧树脂、聚乙烯和聚酰亚胺,以达到与被吸附物品7更好的贴合程度和适应性。当被吸附物品7采用以下材质中的一种或多种组合:纺织品材质和印刷品材质(例如布料或纸张),接触层5可采用以下材质中的一种或多种组合:热塑性弹性体材料、热塑性聚氨酯弹性体橡胶和硅胶,以达到与被吸附物品7更好的贴合程度和适应性。
图6所示为本发明另一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。如图6所示,该静电吸附装置进一步包括:设置于绝缘层1中的过孔6,以及填充于过孔6中的导电材料;其中,电极结构通过过孔6中的导电材料与外部的电路结构电连接。通过这种方式可将电极结构引出至绝缘层1的背面以形成与外部电路结构的电连接,避免占用该静电吸附装置的吸附侧的空间形成走线,可有助于减小该静电吸附装置的体积,且便于接线和加工。
在本发明一实施例中,如图7所示,为了提高单位面积上绝缘线条区域3’的长度,绝缘线条区域3’可包括首尾相连呈迂回排布的多个绝缘线条单元31。由于绝缘线条区域3’要贯穿整个导电层2,因此这些绝缘线条单元31需要首尾相连;同时由于采用了迂回排布的方式,大大提高了单位面积上绝缘线条区域3’的长度,从而有助于提高静电吸附力。在本发明一实施例中,如图7所示,相连接的两个绝缘线条单元31的形状可相互平行,以使得相平行的绝缘线条单元31可以靠的更近,从而进一步提高单位面积上绝缘线条区域3’的长度。
在一进一步实施例中,如图7所示,考虑电极结构的端部若呈现尖角则会存在因尖端放电而导致的击穿隐患,而电极结构的端部形状其实是相连接的两个绝缘线条单元31的连接处决定的,因此相连接的两个绝缘线条单元31的连接处可呈圆角形状。
在本发明一实施例中,如图8所示,为了进一步提高单位面积上绝缘线条区域3’的长度。绝缘线条单元31可呈曲线形,且相连接的两个绝缘线条单元31的曲线形的起伏方向呈相反方向对应设置。在本发明另一实施例中,如图9所示,还可以是相连接的两个绝缘线条单元31中的一个呈直线形,另一个呈曲线形。
应当理解,虽然在上面的实施例描述中给出了一些绝缘线条区域3’的具体形状示例,但本发明对绝缘线条区域3’的具体形状和排布并不做具体限定。
在本发明一实施例中,绝缘线条区域3’可以是贯穿导电层2的凹槽,凹槽的底部露出绝缘层1的表面。该凹槽将导电层2隔离成正极区域21和负极区域22。该凹槽可通过在导电层2表面以例如刻蚀或铣削的机械方式加工形成。在一进一步实施例中,为了进一步提高所形成电极结构的绝缘性能,还可在凹槽中填充绝缘填充材料。在一实施例中,绝缘填充材料可包括聚偏氟乙烯,绝缘填充材料的厚度可为0.05mm至0.3mm。
然而应当理解,是否填充该绝缘填充材料、绝缘填充材料的材质选择以及厚度选择都可根据实际的应用场景而调整,本发明并不做具体限定。例如,当导电层2的输入电压越高时,对电极结构的绝缘性能要求会越高,此时则需要该绝缘材料更厚一些,但该绝缘材料过厚又会提高整体静电吸附装置的成本和重量,因此需要根据具体的应用场景选择合适的绝缘材料厚度。具体而言,导电层的输入电压小于200V时,绝缘填充材料的厚度可为0.05mm至0.10mm;或,导电层的输入电压为500V至1000V时,绝缘填充材料的厚度可为0.1mm至0.15mm;或,导电层的输入电压为1000V至1500V时,绝缘填充材料的厚度可为0.15mm至0.20mm;或,导电层的输入电压为1500V至2500V时,绝缘填充材料的厚度可为0.2mm至0.25mm;或,导电层的输入电压为2500V至3000V时,绝缘填充材料的厚度可为0.25mm至0.30mm。
考虑到不同场景下导电层2的输入电压也有所不同,而在确定的输入电压下为了获得更好的吸附效果,还是应该在单位面积上提高绝缘线条区域3’的长度,这也意味着要尽可能降低绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度,以为绝缘线条区域3’的排布争取更多的空间。同时,如前所述,考虑到所形成电极结构的端部形状过尖可能会因尖端放电而导致击穿,因此在降低绝缘线条区域3’宽度的基础上,还需要注意相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径不能过小。在本发明一实施例中,当导电层2的输入电压小于1500V时,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于0.7mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于0.65mm;当导电层2的输入电压为1500V~2750V,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于1.5mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于1mm;而当导电层2的输入电压为2750V~4000V时,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度大于2mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径大于1.5mm。
然而应当理解,上述宽度和弯曲半径的参数选择可根据电极结构的实际制备工艺而进行调整。例如在本发明一实施例中,导电层2采用柔性电路板工艺制备,由于柔性电路板工艺制备出的导电层2图案会采用PI(聚酰亚胺)作为绝缘介质,绝缘性能较好,绝缘线条区域3’可以更细一些,连接处的弯曲半径也可以更小一些,以在单位面积上排布更长的绝缘线条区域3’来争取更好的吸附性能。具体而言,当导电层2采用柔性电路板工艺制备时,导电层2的输入电压小于1500V时,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于0.35mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于0.325mm;当导电层2的输入电压为1500V~2750V时,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于0.75mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于0.5mm;当导电层2的输入电压为2750V~4000V时,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于1mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于0.75mm。
在本发明另一实施例中,导电层2采用陶瓷电路板工艺制备。由于会采用陶瓷材料作为绝缘基底,陶瓷材料的绝缘强度较高,绝缘线条区域3’也可以相对细一些,连接处的弯曲半径也可以相对小一些。当导电层2的输入电压小于1500V时,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于0.56mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于0.52mm;当导电层2的输入电压为1500V~2750V时,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于1.2mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于0.8mm;当导电层2的输入电压为2750V~4000V,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于1.6mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于1.2mm。
在本发明另一实施例中,导电层2采用印刷电路板(PCB)工艺制备。由于PCB工艺是布画线路后使用开天窗的方式把电极暴露出来,因为用于形成电极的敷铜层一般厚度较厚,且PCB具有阻焊层,因此绝缘强度较低,绝缘线条区域3’需要相对粗一些,连接处的弯曲半径需要相对大一些。当导电层2的输入电压小于1500V时,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于0.77mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于0.715mm;当导电层2的输入电压为1500V~2750V,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于1.65mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于1.1mm;当导电层2的输入电压为2750V~4000V,绝缘线条区域3’在与延伸方向相垂直的方向上的宽度应大于2.2mm,相邻绝缘线条单元31的连接处的弯曲半径应大于1.65mm。
图10所示为本发明一实施例提供的一种静电吸附装置的制备方法的流程示意图。如图10所示,该静电吸附装置的制备方法包括:
步骤1001:在绝缘薄膜表面印刷电极结构,其中,电极结构包括正极区域21、负极区域22、位于正极区域21和负极区域22之间的绝缘区域3以及位于绝缘区域3中的多个吹气孔4区域。
步骤1002:将带有电极结构的绝缘薄膜与绝缘层1以热加工的方式压合。
绝缘层1可自行制备也可从第三方购买获取,本发明对绝缘层1的来源不做具体限定。
步骤1003:在多个吹气孔4区域分别形成多个穿透绝缘层1和电极结构的吹气孔4。
在本发明一实施例中,绝缘薄膜可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料,其厚度可约为0.08mm。先印刷电极结构后,再热压接触层5,热压后所形成的图案当中包含吹气孔4预留区域,然后使用激光切割的方式切去吹气孔4部分的绝缘薄膜、电极结构层和接触层5,此种方式因热压时不存在吹气孔4附近的毛刺现象,因此绝缘强度较好低。
在本发明另一实施例中,绝缘薄膜使用已经激光切好孔的聚对苯二甲酸乙二醇酯材料,印刷电极结构后,热压同样切割好吹气孔4的接触层5,此种方法因为接触层5和绝缘薄膜均可多张同时切割,因此生产效率较高。
应当理解,绝缘薄膜的材质并不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯材料,也可是聚酰亚胺材料,聚乙烯材料,聚丙烯材料等。本发明对绝缘薄膜的材质并不做具体限定。
由此可见,通过印刷的方式将电极结构印刷在一个绝缘薄膜上,然后再以热加工的方式将带有电极结构的绝缘薄膜与绝缘层1压合,可使得绝缘薄膜和绝缘层1更好的融为一体,可有助于提供绝缘层1和带有电极结构的绝缘薄膜之间的结合强度,从而提供整个静电吸附装置的结构可靠性。
在本发明一实施例中,当电极结构的输入电压较低(例如,输入电压大小于1500V时)时,也可直接将该绝缘薄膜作为静电吸附装置的绝缘基底,而并不用与绝缘层1压合。
图11所示为本发明一实施例提供的一种制备静电吸附装置的制备方法的流程示意图。如图11所示,该方法包括:
步骤1101:在绝缘层1表面制备导电层2。
绝缘层1可自行制备也可从第三方购买获取,本发明对绝缘层1的来源不做具体限定。
然而应当理解,虽然上面给出了一些导电层2的制备方式,但由于本发明实施例所提供的方法所形成的电极结构的正极区域21和负极区域22是由后续制备的绝缘线条区域3’隔离形成的,因此导电层2也可就是一层覆盖绝缘层1表面的导电材料。该层导电材料可通过沉积的方式制备于绝缘层1表面,后续再通过制备绝缘线条区域3’形成电极结构。
步骤1102:在导电层2上形成贯穿导电层2的连续的绝缘线条区域3’,其中绝缘线条区域3’贯穿导电层2以将导电层2分为正极区域21和负极区域22。
具体而言,可在导电层2中去除与绝缘线条区域3’相对应的导电材料以形成凹槽,凹槽的底部露出绝缘层1的表面,该凹槽将导电层2隔离成正极区域21和负极区域22,该凹槽即可作为绝缘线条区域3’。该凹槽可通过在导电层2表面以例如刻蚀或铣削的机械方式加工形成。
在一进一步实施例中,为了进一步提高所形成电极结构的绝缘性能,如图12所示,该方法还可包括如下步骤:
步骤1103:在绝缘线条区域3’的凹槽中填充绝缘填充材料。
具体而言,可以下述方式中的一种或多种的组合填充绝缘材料:贴附、喷涂和点胶。在一实施例中,绝缘填充材料可包括聚偏氟乙烯,绝缘填充材料的厚度可为0.05mm至0.3mm。然而应当理解,是否填充该绝缘填充材料、绝缘填充材料的材质选择以及厚度选择都可根据实际的应用场景而调整,本发明并不做具体限定。
应当理解,虽然上面给出了通过以刻蚀的方式形成绝缘线条区域3’来形成电极结构的方法。但在本发明一实施例中,在绝缘层1上形成电极结构具体方式也可直接通过以下述方式中的一种或多种的组合完成:柔性线路板工艺、印刷线路板工艺、丝网印刷工艺以及陶瓷电路板工艺。
应当理解,虽然在上面额描述中使用了限定词“第一”和“第二”,但这些限定词仅用于更清楚的阐述本发明的技术方案,并不能用于限制本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种静电吸附装置,其特征在于,包括
绝缘层;
设置在所述绝缘层表面的电极结构,其中,所述电极结构包括正极区域、负极区域以及位于所述正极区域和所述负极区域之间的绝缘区域;以及
多个位于所述绝缘区域且穿透所述绝缘层和所述电极结构的吹气孔;
其中,所述绝缘区域为连续的绝缘线条区域,其中所述绝缘线条区域贯穿所述绝缘层表面的导电层以将所述导电层分为所述正极区域和所述负极区域;
其中,所述正极区域包括正极贯通条形部和多个正极分支部,其中所述多个正极分支部的与所述正极贯通条形部连接的根部相互并行且都垂直于所述正极贯通条形部;
所述负极区域包括负极贯通条形部和多个负极分支部,其中所述多个负极分支部的与所述负极贯通条形部连接的根部相互并行且都垂直于所述负极贯通条形部;
其中,所述正极贯通条形部与所述负极贯通条形部相互平行设置,多个所述正极分支部分别延伸至多个所述负极分支部的间隙中;
其中,位于所述吹气孔一侧且距离所述吹气孔第一预设距离的所述正极分支部进一步包括与所述正极分支部连接的第一环形分支部以及与所述第一环形分支部连接的多个相互平行的正极子分支部;
位于所述吹气孔另一侧且距离所述吹气孔第二预设距离的所述负极分支部进一步包括与所述负极分支部连接的第二环形分支部以及与所述第二环形分支部连接的多个相互平行的负极子分支部;
其中,所述第一环形分支部和所述第二环形分支部将所述吹气孔包围。
2.根据权利要求1所述的静电吸附装置,其特征在于,进一步包括:
设置在所述电极结构表面的用于与被吸附物品接触的接触层。
3.根据权利要求2所述的静电吸附装置,其特征在于,所述接触层的体积电阻率为107Ω·cm~1013Ω·cm,弹性模量为小于10MPa。
4.根据权利要求2所述的静电吸附装置,其特征在于,所述被吸附物品采用以下材质中的一种或多种组合:玻璃板、印刷电路板和金属板,和/或,所述被吸附物品的表面粗糙度小于5um;其中,所述接触层采用以下材质中的一种或多种组合:环氧树脂、聚乙烯和聚酰亚胺;和/或,
所述被吸附物品采用以下材质中的一种或多种组合:纺织品材质和印刷品材质,其中,所述接触层采用以下材质中的一种或多种组合:热塑性弹性体材料、热塑性聚氨酯弹性体橡胶和硅胶。
5.根据权利要求1所述的静电吸附装置,其特征在于,所述绝缘线条区域包括凹槽,所述凹槽的底部露出所述绝缘层的表面。
6.根据权利要求5所述的静电吸附装置,其特征在于,进一步包括:设置在所述凹槽中的绝缘填充材料。
7.一种静电吸附装置制备方法,其特征在于,包括:
在绝缘薄膜表面印刷电极结构,其中,所述电极结构包括正极区域、负极区域、位于所述正极区域和所述负极区域之间的绝缘区域以及位于所述绝缘区域中的多个吹气孔区域;其中,所述绝缘区域为连续的绝缘线条区域,其中所述绝缘线条区域贯穿所述绝缘薄膜表面的导电层以将所述导电层分为所述正极区域和所述负极区域;其中,所述正极区域包括正极贯通条形部和多个正极分支部,其中所述多个正极分支部的与所述正极贯通条形部连接的根部相互并行且都垂直于所述正极贯通条形部;所述负极区域包括负极贯通条形部和多个负极分支部,其中所述多个负极分支部的与所述负极贯通条形部连接的根部相互并行且都垂直于所述负极贯通条形部;其中,所述正极贯通条形部与所述负极贯通条形部相互平行设置,多个所述正极分支部分别延伸至多个所述负极分支部的间隙中;其中,位于所述吹气孔区域一侧且距离所述吹气孔区域第一预设距离的所述正极分支部进一步包括与所述正极分支部连接的第一环形分支部以及与所述第一环形分支部连接的多个相互平行的正极子分支部;位于所述吹气孔区域另一侧且距离所述吹气孔区域第二预设距离的所述负极分支部进一步包括与所述负极分支部连接的第二环形分支部以及与所述第二环形分支部连接的多个相互平行的负极子分支部;其中,所述第一环形分支部和所述第二环形分支部将所述吹气孔区域包围;
将带有所述电极结构的所述绝缘薄膜与绝缘层以热加工的方式压合;以及
在所述多个吹气孔区域分别形成多个穿透所述绝缘层和所述电极结构的吹气孔。
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