CN1994839B

CN1994839B - 静电吸附装置

Info

Publication number: CN1994839B
Application number: CN2006100513648A
Authority: CN
Inventors: 石宇森
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2026-01-05
Also published as: CN1994839A

Abstract

本发明公开了一种静电吸附装置，该静电吸附装置具有机座、支架、操控装置、摩擦装置以及平台。其中，摩擦装置与操控装置连接而设置于支架上，通过操控装置控制摩擦装置与平台表面成适当接触，当平台与摩擦装置有相对运动时，摩擦装置与平台可相互摩擦，以在平台表面产生静电，进而吸附并固定欲进行检测的电路板。

Description

静电吸附装置

技术领域

本发明涉及一种静电吸附装置，尤其是涉及与一般工件的检查、测量、加工、输送、夹持及组装有关的静电吸附装置。

背景技术

目前，电子产业正日益蓬勃发展，尤其是印刷电路板技术更是一日千里，其中的柔、硬性电路板则是关键零件，特别是，柔性电路板的占有率已有逐年提升的趋势，因此，柔性电路板的检测工作日受重视。

电路板的检验及测量为一必须、重要且复杂的工作，以往在进行电路板的检测时，通常可在单一机台或生产在线进行。而固定电路板的方法通常为通过机械夹持、真空吸附或静电吸附等方式来实现，但这些装置既复杂且整体费用太高。其中，使用静电来固定电路板的方式极为常见。例如，静电式持取装置就是利用静电来吸附工件。一般常用的静电式持取装置通常是使用一电源供应器，其可提供高电压且低电流的电源，以此电源导通物体而使物体表面产生静电，因而该物体可具有吸附的功能，当不需静电时，则切断电源。而使用静电来吸附固定电路板与机械夹持装置相比，静电吸附可不必依赖接触电路板的机构，也无磨损电路板的缺点。然而，此种公知装置造价昂贵、产生静电的费用高昂，以致整体生产成本非常高昂。此外，尚可采用真空吸附来固定电路板，而真空吸附也须另外设置产生真空的装置，通常费用比较高，同样地，也将大大增加生产成本。由此可知，一般固定工件所公知的装置大多需要高额的成本且存在损伤电路板的缺陷。

另外，值得注意的是，上述的工件固定问题，并不是只有在针对电路板进行检测操作时会发生，凡是在自动光学检测、精密测量、自动化产业、加工、产品组装以及一般产业等领域在进行工件的检查、测量、加工、输送、夹持及组装等都可能会发生。

为了改善公知装置及方法在固定工件时的种种缺点，以有效降低生产成本，本发明的申请人在经悉心试验与研究之后，终于研发出本发明的静电吸附装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种静电吸附装置，其能够解决现有技术中存在的上述问题。

具体而言，就本发明的一个技术方案来说，本发明提出了一种静电吸附装置，所述静电吸附装置包括：一机座、一可动式支架、一操控装置、一摩擦装置以及一平台。其中，该可动式支架设置于该机座上，该操控装置则设置于该可动式支架上，而该摩擦装置与该操控装置连接而设置于该可动式支架上，该平台平置于该机座上，该平台的一上表面用于置放一物件，通过该摩擦装置与该平台相互摩擦以在该表面产生一静电，使得该平台可吸附并固定该物件。

根据上述技术构思，其中该物件为一印刷电路板。

根据上述技术构思，其中该印刷电路板为一柔性电路板。

根据上述技术构思，该装置还包括一驱动装置，其与该可动式支架连接，以提供一动力以驱动该可动式支架。

根据上述技术构思，其中该动力为一人工驱动以及一机器驱动其中之一。

根据上述技术构思，其中该操控装置可控制该摩擦装置与该平台之间的一相对位置，使得该摩擦装置与该平台接触或分离。

根据上述技术构思，其中该摩擦装置与该平台分别由一第一材料以及一第二材料所组成，该第一材料与该第二材料所具有的物理特性为，当该摩擦装置与该平台相互摩擦时，使该摩擦装置与该平台其中之一极易获得电子而成为带负电体，该摩擦装置与该平台的另一极易失去电子而成为带正电体，以产生该静电。

根据上述技术构思，其中该平台由一刚性硬质材料所构成，其中该刚性硬质材料为一金属及一非金属其中之一。

根据上述技术构思，其中该第一材料以及该第二材料分别为一PVC与一玻璃、一铝与一压克力以及一尼龙布与一塑料的其中之一。

根据上述技术构思，其中该静电吸附装置还包括一静电消除装置，用于消除该平台上的该静电，以取走该物件。

根据上述技术构思，其中该静电消除装置为一离子风扇，其设置于该机座上。

根据上述技术构思，其中该静电吸附装置还包括一集尘装置，设置于该机座上，用于将该平台以及该物件上的一污染物吸入并收集。

根据上述技术构思，其中该离子风扇可使该静电吸附装置上的空气电离以及将该平台及该物件上的该污染物吹除，且其中所吹除的该污染物还可由该集尘装置吸入并收集。

另外，本发明还提出了另一种静电吸附装置，该静电吸附装置包括：一机座、一固定支架、一摩擦装置以及一可动式平台。其中，该固定支架系与该机座连接，摩擦装置是设置于该固定支架上，而该可动式平台则平置于该机座上，用于置放一物件，通过该摩擦装置与该可动式平台的一表面相互摩擦以在该可动式平台上产生一静电，使得该可动式平台可吸附并固定该物件。

根据上述技术构思，其中该物件为一印刷电路板。

根据上述技术构思，其中该印刷电路板为一柔性电路板。

根据上述技术构思，其中，当该表面为该平台的一上表面时，该静电吸附装置还包括一操控装置，设置于该支架上，用于控制该摩擦装置与该平台之间的一相对位置，使得该摩擦装置与该平台接触或分离。

根据上述技术构思，其中，当该表面为该平台的一下表面时，该摩擦装置直接与该下表面接触。

根据上述技术构思，该静电吸附装置还包括一驱动装置，其与该平台连接，以提供一动力以驱动该平台，使得该平台与该支架产生一相对运动。

根据上述技术构思，其中该第一材料以及该第二材料分别为一PVC与一玻璃、一铝与一压克力、以及一尼龙布与一塑料的其中之一。

就另一方案而言，本发明还提出了一种静电吸附装置，所述静电吸附装置包括：一机座、一支架、一摩擦装置以及一平台。其中，该支架与该机座连接，该摩擦装置设置于该支架上，而该平台则平置于该机座上，用于置放一物件，通过该摩擦装置与该平台的一表面相互摩擦以在该平台产生一静电，使得该平台可吸附并固定该物件。

根据上述技术构思，其中该物件为一印刷电路板。

根据上述技术构思，其中该印刷电路板为一柔性电路板。

根据上述技术构思，其中该静电吸附装置还包括一第一驱动装置，其与该支架以及该平台其中之一连接，以提供一动力以驱动该支架以及该平台其中之一，使得该平台与该支架产生一相对运动。

根据上述技术构思，其中所述静电吸附装置还包括一第二驱动装置，其与该支架以及该平台中的另外一个连接，以提供一动力以驱动该支架以及该平台中的该另外一个。

根据上述技术构思，其中更包括一静电消除装置，用于消除该平台上的该静电，以取离该物件。

根据上述技术构思，其中所述静电吸附装置还包括一集尘装置，设置于该机座上，用于将该平台以及该物件上的一污染物吸入并收集。

本发明可以通过下列附图及详细说明来得到更深入的了解：

附图说明

图1为本发明的静电吸附装置一实施例的示意图；以及

图2为本发明的静电吸附装置另一实施例的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1静电吸附装置 11机座 12可动式支架

13操控装置 14摩擦装置 141摩擦杆

142PVC 15玻璃平台 16离子风扇

17集尘装置 18柔性电路板 2静电吸附装置

21机座 22固定式支架 23操控装置

24摩擦装置 241摩擦杆 242PVC

25可动式玻璃平台 26静电消除装置 27吸气集尘装置

28电路板

具体实施方式

本发明的静电吸附装置将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得本领域技术人员可以据以完成本申请的技术方案。然而本发明的并不受限于所述实施例。

在进行电路板的检测或测量时，一般公知的机台都具有可产生线性运动的机构，即进给系统，通常包括伺服马达、滚珠导螺杆、线性滑轨等，可使工作平台或其它相关构件在机台上移动，本发明的静电吸附装置即建构在配合当前产业中所惯用的机台来产生静电，进而吸附所欲进行检测或测量的电路板。请参阅图1，其为本发明的静电吸附装置一实施例的示意图。如图1所示，本实施例中的静电吸附装置1包括机座11、可动式支架12、一操控装置13、一摩擦装置14、玻璃平台15、离子风扇16以及集尘装置17。其中，机座11具有公知可产生线性运动的进给系统(图中未示出)，可动式支架12可通过机座11的进给系统(图中未示出)或是以手动方式而于机座11上前后移动，操控装置13与摩擦装置14设置在可动式支架12上，摩擦装置14长度约与玻璃平台15的宽度相等，其由一摩擦杆141与一特殊PVC 142所组成，操控装置13可控制摩擦装置14的高度位置，使该PVC 142与玻璃平台表面接触或分离。在操作时，利用操控装置13来控制摩擦装置14的位置，以使摩擦装置14的PVC 142与玻璃平台15的表面成适当接触，通过机座11的进给系统(图中未示出)或是以手动方式驱动可动式支架12，使其在机座11上产生前后移动，这样，摩擦装置14前端的PVC 142与玻璃平台15表面相互摩擦而使玻璃平台15表面产生静电，于是玻璃平台15表面便可吸附并固定柔性电路板18，以进行柔性电路板18的检测或测量工作。

在机座11上所设置的离子风扇16可使空气产生电离，使得玻璃平台15上的电荷相互中和以消除玻璃平台15上的静电。在静电消除之后，玻璃平台15便不再具有吸附的能力，此时便可从玻璃平台15上取走电路板18，待下次需吸附另一电路板时，再重新执行上述的程序。在电路板的检测或测量过程或是工作环境中极可能存在灰尘、微粒，而这些灰尘、微粒将会影响检测或测量工作的进行，因此，在此静电吸附装置1中还可以设置有集尘装置17，与离子风扇16分别设置于玻璃平台15的相对侧，离子风扇16除了具有使空气电离的作用外，还可将平台或工作物表面的污染物吹除，以此配合集尘装置17可将玻璃平台15表面及其附近的灰尘、微粒吸入并收集，以避免灰尘、微粒附着于玻璃平台15及电路板18表面而影响检验、测量的工作。

请参阅图2，其为本发明静电吸附装置另一实施例的示意图。如图2所示，本实施例中的静电吸附装置2包括一机座21、一固定支架22、操控装置23、摩擦装置24、可动式玻璃平台25、静电消除装置26以及吸气集尘装置27。机座21具有公知的进给系统(图中未示出)，可动式玻璃平台25与机座21的进给系统(图中未示出)连接，在操作时，可利用进给系统(图中未示出)作为动力来源或是以手动方式来驱动可动式玻璃平台25，以使可动式玻璃平台25在机座21上前后移动，操控装置23与摩擦装置24设置在固定支架22上，摩擦装置24由一摩擦杆241与一特殊PVC 242所组成，操控装置23可控制摩擦装置24的位置，以使摩擦装置24上的PVC 242与可动式玻璃平台25表面接触或分离。在操作时，先利用操控装置23来控制摩擦装置24的位置，使摩擦装置24的PVC 242与可动式玻璃平台25的表面适当接触，通过机座21的进给系统(图中未示出)或是以手动方式来驱动可动式平台25而在机座21上产生前后移动，通过摩擦装置24前端的PVC 242与玻璃平台25表面相互摩擦使可动式玻璃平台25表面产生静电从而具有吸附能力，此时玻璃平台25便可吸附以及固定所欲进行检测或测量的工件，例如，印刷电路板等等。

静电消除装置26与吸气集尘装置27分别设置于玻璃平台25的相对侧，当欲解除可动式玻璃平台25的静电吸附能力时，则可使用静电消除装置26来消除可动式玻璃平台25表面上的静电，此时可动式玻璃平台25即不再具有静电，此时即可取走原来吸附于可动式玻璃平台25表面的电路板28。此外，可进一步配合吸气集尘装置27，将可动式玻璃平台25表面及其附近的灰尘、微粒吸入并收集，以避免这些污物影响电路板检测或测量的质量。

请同时参阅本发明图1与图2，这些较佳实施方式的差异主要在于在图1中是移动可动式支架12以使摩擦装置14与玻璃平台15产生摩擦，而在图2中则是通过可动式玻璃平台25与固定式支架22搭配而使摩擦装置24与玻璃平台25相互摩擦产生静电。然而，本发明主要利用物体之间相互摩擦可产生静电的原理，因此，上述的平台与支架间只要有相对运动即可，平台与支架可一运动一静止，或二者均运动。此外，在图1与图2中，设置在支架上的摩擦装置是位于平台上方，除了此种配置外，也可设置在相对于平台的下方，使得平台与摩擦装置产生相对运动时，摩擦装置可直接与平台接触，因此，采取这种配置方式时，无须由操控装置来控制摩擦装置与平台的相对位置，而可省去操控装置的设置。

如上所述，本发明利用两物体之间相互摩擦可产生静电的原理，以所产生的静电来吸附工件，静电的强弱会影响吸附工件的能力，而静电的强弱则视电荷的多少来决定，因此，在建构本发明的静电吸附装置时，为了能产生较强的静电以提供较佳的吸附能力，在前述实施方式中所采用的玻璃平台与摩擦装置的PVC可做不同的选择，所需考虑的因素为二者必须均是特定材料，使摩擦装置与平台在相互摩擦时，一方极易获得电子，成为带负电体，一方极易失去电子，成为带正电体，以产生较佳的静电吸附能力，因此，平台与摩擦装置的材质除了玻璃与PVC外，尚可分别采用压克力与铝、塑料与尼龙布等等。再者，平台较佳是由刚性的硬质材料所组成，可采用金属或非金属的刚性硬质材料。若平台采用透明材质，如玻璃、压克力、塑料时，则更适合进行打光为面光及背光的检验、测量工作。

上述两个实施例各自提出了一种不同建构方式的静电吸附装置，通过平台与摩擦装置之间的相互摩擦产生的静电来吸附工件。因为本发明的实施例可利用既有机台新增设摩擦装置与操控装置，通过摩擦装置与平台构成材料的选择并利用其相对运动产生静电而实施，无需额外配置价格昂贵的装置以产生静电。由此可知本发明所提出的静电吸附装置，构造简单、制作容易，其利用两物体之间相互摩擦可产生静电的自然现象，与现今利用高压电力以产生静电的方法相比，其所产生静电的成本甚低，且符合节能及环保。另外，应当注意的是，凡在自动光学检测、精密测量、自动化产业、加工、产品组装以及一般产业等领域上工件的检查、测量、加工、输送、夹持及组装等工作等都是本发明的应用范围。

本领域技术人员对本发明作所的各种修饰和变化，均不脱离本发明权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种静电吸附装置，包括：

一机座；

一可动式支架，设置于该机座上；

一操控装置，设置于该可动式支架上；

一摩擦装置，该摩擦装置与该操控装置连接而设置于该可动式支架上；以及

一平台，平置于该机座上，该平台的一上表面用于置放一物件；

其中，通过该摩擦装置与该平台相互摩擦以在该表面产生一静电，使得该平台可吸附并固定该物件。

2.如权利要求1所述的装置，其中该物件为一印刷电路板，而该印刷电路板为一柔性电路板。

3.如权利要求1所述的装置，该装置还包括一驱动装置，该驱动装置与该可动式支架连接来提供一动力以驱动该可动式支架，该动力为一人工驱动和一机器驱动其中之一。

4.如权利要求1所述的装置，其中该操控装置可控制该摩擦装置与该平台之间的一相对位置，使得该摩擦装置与该平台接触或分离。

5.如权利要求1所述的装置，其中该摩擦装置与该平台分别由一第一材料以及一第二材料所组成，该第一材料与该第二材料所具有的物理特性为，当该摩擦装置与该平台相互摩擦时，使该摩擦装置与该平台其中之一极易获得电子而成为带负电体，该摩擦装置与该平台的另一极易失去电子而成为带正电体，以产生该静电，其中：该平台由一刚性硬质材料所构成，其中该刚性硬质材料为一金属及一非金属其中之一；或该第一材料以及该第二材料分别为一PVC与一玻璃、一铝与一压克力、以及一尼龙布与一塑料中的任何一对。

6.如权利要求1所述的装置，其中该装置还包括一静电消除装置，用于消除该平台上的该静电，以取离该物件，其中：该静电消除装置为一离子风扇，该离子风扇设置于该机座上；该静电吸附装置还包括一集尘装置，设置于该机座上，用于将该平台以及该物件上的一污染物吸入并收集；及该离子风扇可使该静电吸附装置上的空气电离以及将该平台及该物件上的该污染物吹除，且其中所吹除的该污染物还由该集尘装置吸入并收集。

7.一种静电吸附装置，包括：

一机座；

一固定支架，连接于该机座；

一摩擦装置，设置于该固定支架上；以及

一可动式平台，平置于该机座上，用于置放一物件；

其中，通过该摩擦装置与该可动式平台的一表面相互摩擦以在该可动式平台上产生一静电，使得该可动式平台可吸附并固定该物件。

8.如权利要求7所述的装置，其中，当该表面为该平台的一上表面时，该静电吸附装置还包括一操控装置，设置于该支架上，用于控制该摩擦装置与该平台之间的一相对位置，使得该摩擦装置与该平台接触或分离。

9.如权利要求7所述的装置，其中，当该表面为该平台的一下表面时，该摩擦装置直接与该下表面接触。

10.如权利要求7所述的装置，其中该装置还包括一驱动装置，该驱动装置与该平台连接来提供一动力以驱动该平台，使得该平台与该支架产生一相对运动，而该动力为一人工驱动以及一机器驱动其中之一。

11.一种静电吸附装置，包括：

一机座；

一支架，连接于该机座；

一摩擦装置，设置于该支架上；以及

一平台，平置于该机座上，用于置放一物件；

其中，通过该摩擦装置与该平台的一表面相互摩擦以在该平台产生一静电，使得该平台可吸附并固定该物件。

12.如权利要求11所述的装置，其中，当该表面为该平台的一上表面时，该静电吸附装置还包括一操控装置，该操控装置设置于该支架上，用于控制该摩擦装置与该平台之间的一相对位置，使得该摩擦装置与该平台接触或分离。

13.如权利要求11所述的装置，其中，当该表面为该平台的一下表面时，该摩擦装置直接与该下表面接触。

14.如权利要求11所述的装置，其中该装置还包括一第一驱动装置，该第一驱动装置与该支架以及该平台其中之一连接，以提供一动力以驱动该支架以及该平台其中之一，使得该平台与该支架产生一相对运动。

15.如权利要求14所述的装置，其中该装置还包括一第二驱动装置，该第二驱动装置与该支架以及该平台中的另外一个连接，以提供一动力以驱动该支架以及该平台中的该另外一个。

16.如权利要求11所述的装置，其中该摩擦装置与该平台分别由一第一材料以及一第二材料所组成，该第一材料与该第二材料所具有的物理特性为，当该摩擦装置与该平台相互摩擦时，使该摩擦装置与该平台其中之一极易获得电子而成为带负电体，该摩擦装置与该平台的另一极易失去电子而成为带正电体，以产生该静电。

17.如权利要求11所述的装置，其中该装置还包括：一静电消除装置，用于消除该平台上的该静电，以取走该物件；及/或一集尘装置，设置于该机座上，用于将该平台以及该物件上的一污染物吸入并收集。