TW201318095A - 薄型基板承載裝置及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種薄型基板承載裝置及其製作方法；該薄型基板承載裝置包括：一暫用承載板，其表面的平均粗糙度小於300nm；一基板，貼合於該暫用承載板上，且該基板的表面之平均粗糙度小於300nm；以及一封閉空間，形成於該基板與該暫用承載板之間，該封閉空間的真空度小於1托。

Description

薄型基板承載裝置及其製作方法

本發明係關於薄型基板的承載技術，特別是一種不使用膠材方式的薄型化基板的承載裝置及方法。

輕、薄、短、小一直是3C電子產品的發展趨勢。現有液晶顯示器(LCD)面板的薄型化，是在面板完成所有的製作程序後，再將上下基板的厚度研磨到0.2mm的方式來達成；此方式會造成良率不佳或報廢成本偏高。倘若在液晶顯示器面板的製程上直接採用薄型化的基板，又有不易傳輸、不平整、易損壞的問題。因此，如何讓薄型化的基板能使用既有的液晶顯示器面板量產製程，是產業界當前的重要課題之一。

將薄型化的基板黏貼到暫用承載板(temporary support substrate)上後，便能在現有的顯示器製程設備上傳輸，進行各種微機電黃光與鍍膜等製程，可解決薄型化基板無法直接適用現有設備加工的問題，而且製程完成後，拆下的暫用承載板還可再重複地使用。然而，現有的技術大多採用膠材貼合的方式，使薄型化基板能平貼固定於暫用承載板上，以進行後續的液晶顯示器面板量產製程。由於膠材的不耐高溫、抗化性不佳、污染與氣泡等問題，因而有必要發展新的薄型化基板貼合技術，以因應實際量產製程的需要。

本發明提供一種薄型基板承載裝置，其包括：一暫用承載板，其表面的平均粗糙度小於300nm；一基板，貼合於該暫用承載板上，且該基板的表面之平均粗糙度小於300nm；以及一封閉空間，形成於該基板與該暫用承載板之間，該封閉空間的真空度小於1托。

本發明提供一種薄型基板承載方法，用以將一基板貼合於一暫用承載板上，該薄型基板承載方法包括下列步驟：提供一腔體；抽除該腔體內的氣體至一預設的真空度；在該腔體中，使該基板與該暫用承載板面對面地壓合；形成一封閉空間於該基板與該暫用承載板之間，且該封閉空間的真空度小於1托；以及破真空以取出相互貼合的該基板與該暫用承載板。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

為使　貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，茲配合圖式詳細說明如後。為了說明上的便利和明確，圖式中各構成要素或信號的尺寸，係以誇張或省略或概略的方式表示，並非為其實際的尺寸。

圖1(A)為根據本發明第一實施例之薄型基板承載裝置的結構示意圖。如圖1(A)所示，薄型基板承載裝置100包含一基板110、一暫用承載板120及至少一封閉空間105。薄型基板承載裝置100係利用真空的方式，在基板110與暫用承載板120之間形成真空的封閉空間105，封閉空間105與外界有明顯氣壓壓力差，於是外界氣體壓力使基板110與暫用承載板120緊密貼合，而當基板110與暫用承載板120的貼合足夠緊密時，更可產生凡得瓦力(van der Waals force)與毛細吸力(capillary attraction)作用於兩者之間，進一步加強兩者間的貼合力，使基板110與承載板120維持穩定的貼合狀態，以便於進行後續的元件製作程序，例如，液晶顯示器(LCD)面板、積體電路(IC)、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)等製造領域。在本實施例中，封閉空間105基板110與承載板120兩表面之粗糙結構的縫隙，且封閉空間105中的真空度例如是小於1托(torr)。

基板110為薄型化基板，可以是矽材、陶瓷或玻璃材料的硬性基板，或是塑膠或金屬材料的軟性耐高溫基板，其表面的平均粗糙度小於300nm，基板110的厚度約0.01至0.2 mm，但本發明並不對此加以限制。基板110貼合於暫用承載板120上，而在暫用承載板120承載基板110的情況下，進行對於基板110的後續製程。暫用承載板120可以是矽材、玻璃、金屬、塑膠或鐵氟龍材料的硬性或軟性基板，其表面的平均粗糙度小於300nm，暫用承載板120的厚度約0.2至3.0 mm，用以支持或乘載基板110，以進行基板110的處理或製程。

接著請參考圖1(B)，其為根據本發明第一實施例之另一薄型基板承載裝置的結構示意圖。暫用承載板120的表面上可進一步形成如凹槽、凹洞或溝槽等結構的封閉空間105，以強化基板110與暫用承載板120之貼合程度。在本實施例中，封閉空間105包含由凹槽、凹洞及溝槽中的至少一結構，以及基板110與暫用承載板120貼合後所形成的縫隙所組成。

圖2(A)至2(C)分別為三個本實施例封閉空間形成於暫用承載板120上的圖例之平面圖。圖2(A)所示的封閉空間結構105為溝槽，於暫用承載板120的邊緣形成封閉迴路，其中溝槽寬度為2 mm且深度為0.4 mm；圖2(B)所示的封閉空間結構105亦為溝槽，分別於暫用承載板120的四邊緣形成各自分開而未連接的線段，其中溝槽寬度為2 mm且深度為0.4 mm；圖2(C)所示的封閉空間結構105為圓形或方形的凹洞，均勻分布於暫用承載板120的表面，其中凹洞寬度(或直徑)為2 mm且深度為0.4 mm。此外，圖1(B)可為沿著圖2(A)的虛線A-A’的剖面圖，顯示封閉空間結構105係形成於暫用承載板120表面上的長條凹槽，且其中的插圖放大顯示基板110與暫用承載板120之間的粗糙表面形成有縫隙的封閉空間。

圖3為製作本實施例薄型基板承載裝置的承載設備之示意圖，並可作為本發明之薄型基板承載方法的實施工具之一。該貼合設備用以將基板110貼合於暫用承載板120上。貼合設備300包含腔體(vacuum chamber) 130、抽真空泵(vacuum pump) 140、及施壓平台(stage) 150。

腔體130必須足以容納基板110及暫用承載板120，並在抽真空後可維持穩定的真空度，藉以使基板110與暫用承載板120被面對面地壓合時，其間之封閉空間105並不會被空氣進入，以使基板110與暫用承載板120的壓合組合之上下兩面產生壓力差，以助於基板110與暫用承載板120的緊密貼合。

抽真空泵140連接至腔體130，用以抽除腔體130內的氣體至一預設的真空度，例如，低於1托，以達成上述使封閉空間105與外界氣壓之壓力差，使基板110與暫用承載板120產生緊密貼合的作用。

施壓平台150包含第一吸附平台151及第二第吸附平台152，皆設置於該腔體130中。第一及第二吸附平台151及152可藉由真空或靜電的方式分別吸附基板110及暫用承載板120。倘偌吸附平台是採用真空吸附的方式，則其台面上可形成槽道或孔洞，第一及第二吸附平台151及152在分別吸附基板110及暫用承載板120之後，可面對面地使基板110與暫用承載板120接觸並施以壓力，以均勻壓合基板110及暫用承載板120，提供封閉空間105中維持真空度的有利條件。基板110可位於該暫用承載板120的上方。本實施例的腔體130、抽真空泵140及施壓平台150亦可以習知技術的真空貼合機或真空對位組立機加以改裝。

暫用承載板120的凹槽、凹洞及溝槽等結構的製作，可利用機械鑽洞、機械銑床、酸蝕刻、水刀加工或研磨等方式，形成於暫用承載板120上。此外，當基板110與暫用承載板120的貼合足夠緊密時，更有凡得瓦力與毛細吸力等分子間的作用力可被誘發而作用於兩者之間，更加強兩者間的貼合力，即使再進入其他的真空製程也不致脫落。而且由於基板110與暫用承載板120之間的空氣已去除，若後續有高溫或真空製程，亦不會有縫隙氣體膨脹鼓泡的現象。

圖4為根據本發明第二實施例之薄型基板承載方法的流程圖，用以將一基板貼合於一暫用承載板上，以便進行該基板的後續製程。該薄型基板承載方法200包括下列步驟：

步驟210，提供一腔體；

步驟220，抽除該腔體內的氣體至一預設的真空度；

步驟230，在該腔體中，使該基板與該暫用承載板面對面地壓合；

步驟240，形成一封閉空間於該基板與該暫用承載板之間，且該封閉空間的真空度小於1托；以及

步驟250，破真空以取出相互貼合的該基板與該暫用承載板。

值得注意的是，本實施例對於步驟220及230的先後順序不加以限制；也可以先進行使該基板與該暫用承載板面對面地壓合的步驟，再進行抽除該真空腔體內氣體的步驟。除此之外，本實施例方法可整合上述的貼合設備300，更能提高該基板貼合於該暫用承載板上的效果，但本發明並不對此加以限制。

圖5為製作本實施例薄型基板承載裝置的另一承載設備之示意圖，可作為本發明之薄型基板承載方法的實施工具之一。貼合裝置400用以將基板110貼合於暫用承載板120上。貼合裝置400包含軟性的腔體430及抽真空泵140，該抽真空泵140的特徵如前所述，在此不再贅述。

腔體430可以是一種以軟性塑膠或金屬(例如，銅箔、鋁箔)材料製成的膜狀氣袋(air bag)。腔體430連接至抽真空泵140，且必須足以容納基板110及暫用承載板120。先將基板110面對面地疊合於暫用承載板120上方，再進行腔體430內氣體的抽除步驟。當達到足夠的預設真空度時(例如，低於0.1托)，腔體430或軟性氣袋可貼合至基板110或暫用承載板120，並藉此面對面地壓合基板110與暫用承載板120，封閉空間105的空氣將可一併被抽除，以形成真空的狀態，以使得封閉空間105與外界氣壓產生壓力差，讓基板110與暫用承載板120產生緊密貼合的作用。接著，抽真空泵140停止抽氣，並密封腔體430，以利於壓合壓力的均勻施加。也就是說，在腔體430中的氣體被抽出的過程中，腔體430不斷的縮小，終至於貼合至基板110及暫用承載板120，進而使外界的氣壓產生對基板110與暫用承載板120之間的壓合力；因此，貼合裝置400不需要額外的施壓方式或裝置，就可具有使基板110與暫用承載板120的面對面壓合之效果。最後，則可使腔體430破真空以取出貼合於暫用承載板上的基板110。

本實施例的貼合裝置400可整合上述第二實施例的薄型基板承載方法200，亦具有提高基板110貼合於暫用承載板120上的效果，但本發明並不對此加以限制。

圖6為製作本實施例薄型基板承載裝置的另一承載設備之示意圖，可作為本發明之薄型基板承載方法的實施工具之一。該貼合裝置500用以將基板110貼合於暫用承載板120上。貼合設備500包含腔體530及抽真空泵140。抽真空泵140的特徵如前所述，在此不再贅述。

腔體530包含軟性部531及硬性平台532，且軟性部531的邊緣對應地沿著硬性平台532的邊緣而密封在一起。軟性部531可以是一種以軟性塑膠材料製成的膜袋。硬性平台532可具有一個以上的開口533，在本實施例中，具有兩個開口533分別位於硬性平台532的左右兩側，使得抽真空泵140可透過開口533連接至腔體530。軟性部531必須足以容納基板110及暫用承載板120。先將基板110及暫用承載板120平面地疊合於腔體530的硬性平台532上方，再進行腔體430內氣體的抽除步驟。當達到足夠的預設真空度時(例如，低於1托)，軟性部531可貼合至基板110，並藉硬性平台532壓合基板110與暫用承載板120，封閉空間105中的空氣將可一併被抽除，以形成真空的狀態，以使得封閉空間105與外界氣壓產生壓力差，讓基板110與暫用承載板120產生緊密貼合的作用。接著，抽真空泵140停止抽氣，並密封腔體530，以利於壓合壓力的均勻施加。也就是說，在腔體530中的氣體被抽出的過程中，軟性氣袋531不斷的縮小，終至於貼合至基板110，進而使外界的氣壓向硬性平台532的表面產生壓力，進而形成基板110與暫用承載板120之間的壓合力；因此，貼合設備500不需要額外的施壓方式或裝置，就可具有使基板110與暫用承載板120的面向均勻壓合之效果。最後，使腔體530破真空以取出貼合於暫用承載板上的基板110。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以之限制本發明的範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。

100．．．薄型基板承載裝置

110．．．基板

105．．．封閉空間

120．．．暫用承載板

300/400/500．．．貼合設備

130/430/530．．．腔體

430．．．軟性氣袋

531．．．軟性部

532．．．硬性平台

533．．．開口

140．．．抽真空泵

150．．．施壓平台

151．．．第一吸附平台

152．．．第二第吸附平台

200．．．薄型基板承載方法

210/220/230/240/250．．．步驟

圖1(A)為根據本發明第一實施例之薄型基板承載裝置的結構示意圖。

圖1(B)為根據本發明第一實施例之另一薄型基板承載裝置的結構示意圖。

圖2(A)至2(C)分別為本實施例空間結構形成於該暫用承載板上的圖例之平面圖。

圖3為製作本實施例薄型基板承載裝置的貼合設備之示意圖。

圖4為根據本發明第二實施例之薄型基板承載方法的流程圖。

圖5為製作本實施例薄型基板承載裝置的另一貼合設備之示意圖。

圖6為製作本實施例薄型基板承載裝置的另一貼合設備之示意圖。

100．．．薄型基板承載裝置

110．．．基板

105．．．封閉空間

120．．．暫用承載板

Claims (13)

1. 一種薄型基板承載裝置，其包括：一暫用承載板，其表面的平均粗糙度小於300nm；一基板，貼合於該暫用承載板上，且該基板的表面之平均粗糙度小於300nm；以及一封閉空間，形成於該基板與該暫用承載板之間，該封閉空間的真空度小於1托(torr)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之薄型基板承載裝置，其中該封閉空間包含該基板與該暫用承載板兩表面的粗糙結構之間的縫隙。
3. 如申請專利範圍第1項所述之薄型基板承載裝置，其中該封閉空間包含由凹槽、凹洞及溝槽中的至少一結構所組成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之薄型基板承載裝置，其中該暫用承載板的組成材料為玻璃、矽材、金屬、塑膠、或鐵氟龍。
5. 如申請專利範圍第1項所述之薄型基板承載裝置，其中該基板的組成材料為玻璃、矽材、塑膠、或金屬，且該基板的厚度小於2mm。
6. 一種薄型基板承載方法，用以將一基板貼合於一暫用承載板上，該薄型基板承載方法包括下列步驟：(A)提供一腔體；(B)抽除該腔體內的氣體至一預設的真空度；(C)在該腔體中，使該基板與該暫用承載板面對面地壓合；(D)形成一封閉空間於該基板與該暫用承載板之間，且該封閉空間的真空度小於1托；以及(E)破真空以取出相互貼合的該基板與該暫用承載板。
7. 如申請專利範圍第6項所述之薄型基板承載方法，其中該封閉空間包含該基板與該暫用承載板兩表面的粗糙結構之間的縫隙。
8. 如申請專利範圍第6項所述之薄型基板承載方法，其中該封閉空間包含由凹槽、凹洞及溝槽中的至少一結構所組成。
9. 如申請專利範圍第6項所述之薄型基板承載方法，其中該腔體包含一第一吸附平台與一第二吸附平台，且步驟(C)更包含：(C1)使該第一吸附平台吸附該基板，該第二吸附平台吸附該暫用承載板。
10. 如申請專利範圍第6項所述之薄型基板承載方法，其中該腔體包含一軟性部，可容納該基板及該暫用承載板，且步驟(C)更包含：(C2)該腔體的該軟性部因抽真空後該腔體內外的壓力差，使該軟性部貼合至該基板或該暫用承載板，以壓合該基板與該暫用承載板。
11. 如申請專利範圍第10項所述之薄型基板承載方法，其中該腔體的該軟性部為一氣袋。
12. 如申請專利範圍第10項所述之薄型基板承載方法，該腔體更包括一硬性平台，且該軟性部的邊緣在抽真空時連接至該硬性平台的邊緣，以形成該腔體。
13. 如申請專利範圍第12項所述之薄型基板承載方法，其中該硬性平台至少具有一開口，使得該腔體可透過該開口進行步驟(B)。