TW201331670A - 工件保持裝置 - Google Patents

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Abstract

[發明課題]本發明提供一種能夠解決黏附銷之安裝精度的問題，能夠藉由儘可能減少黏附銷的數量達到懸吊保持著工件，並且，對於具有凹凸表面的工件或容易彎曲變形的工件也能夠確實黏附且懸吊保持的工件保持裝置。[解決手段]一種能夠懸吊保持著工件的工件保持裝置，其特徵為，具備有對工件成相對性上下，並且，豎立設有複數黏附銷的黏附銷板，上述黏附銷，具有黏附保持工件的黏附墊和銷本體，黏附墊隔著橡膠構件裝備在銷本體的前端，橡膠構件的橡膠硬度比黏附墊的橡膠硬度還小。

Description

工件保持裝置
本發明是關於能夠懸吊保持著工件的工件保持裝置。
例如：在製造液晶面板或電漿面板等平整面板時，是使用要將玻璃基板等配置在上下進行貼合的工件貼合裝置。此外，為了要於半導體基板表面研磨用之研磨機的固定板將基板載置在正確的位置，是使用基板貼附裝置。有如該等裝置的代表，製造時會廣泛利用要懸吊保持著玻璃基板或半導體基板等的件保持裝置，再加上，於太陽電池裝置或有機EL裝置等的製造，對於要在薄膜或樹脂基材蒸鍍形成有指定膜這般的處理，為了將處理面側為持成非接觸，是需要有可懸吊保持著處理面之相反側的工件保持裝置。
此外，以上述的例子為首，在作業步驟間要將工件懸空吊掛進行搬運時也是利用工件懸吊用的工件保持裝置，該等共通的要求就是要確實保持著工件。
於是，就提案有利用真空作用對有彈性的吸附墊內進行吸引，藉此確實保持著工件的工件貼附裝置(參照專利文獻1)。此外，又提案有豎立設置在黏附銷板的複數黏附銷其前端具備有黏附墊，藉此就能夠確實保持著工件的工件貼合裝置(參照專利文獻2)。
然而，液晶面板等製造上所使用的工件貼合裝置，在 要貼合玻璃基板等時是需要在真空下進行處理，因此在真空環境下若如專利文獻1所示利用真空作用的吸附墊就無法保持工件，因此該技術的利用就受到限制。
另一方面，如專利文獻2所示，當要在黏附銷板豎立設置複數黏附銷時，黏附銷的安裝精度就極為重要。即，複數黏附銷的前端安裝在黏附銷板之後其全體若沒有形成為均勻的工件保持面時則工件的黏附就會失敗，或者，若有一部份的黏附銷沒有形容為正確的工件保持面時，則在懸旋吊工件後恐怕會造成工件落下。因此就需要高估安全係數以決定黏附銷的數量，導致實際上設置在黏附銷板的黏附銷具有工件荷重數十倍程度的黏附力。不過，黏附銷的數量增加，反而會有工件要卸下時需要多餘力量的另一問題產生。
針對如工件黏附失敗等的問題，已知有例如在吸引噴嘴和橡膠墊之間設有蛇腹狀的管，藉此降低吸附失敗次數的IC搬運裝置(參照專利文獻3)或將有彈性的吸附墊形成蛇腹狀(參照上述專利文獻1的第2圖)。然而，金屬製之蛇腹狀的管或吸附墊難以發揮復原力，因此對工件無法抵接在正確的位置。特別是要以多數的銷來懸吊保持工件時該問題就更為顯著，此外，當工件為具有凹凸表面或軟又容易彎曲變形的薄膜或箔時會無法順利迎合，其結果就需要以更多的安全係數增加銷的數量。
[先行技術獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-189293號公報(第2圖)
[專利文獻2]日本特開2007-310041號公報(第5圖)
[專利文獻3]日本特開平5-337866號公報(第1圖)
於是，本發明者等為了解決上述問題進行認真檢討的結果，發現只要針對豎立設置在黏附銷板的複數黏附銷，在銷本體的前端隔著比黏附墊還橡膠硬度小的橡膠構件裝備有黏附墊，藉此就能夠盡量減少多餘的黏附銷數量達到確實黏附暨保持著工件，以致完成本發明。
因此，本發明之目的，是提供一種能夠解決黏附銷之安裝精度的問題，能夠藉由可及性減少黏附銷的數量達到懸吊保持著工件，並且，對於具有凹凸表面的工件或容易彎曲變形的工件也能夠確實黏附且懸吊保持的工件保持裝置。
即，本發明是一種能夠懸吊保持著工件的工件保持裝置，其特徵為，具備有對工件成相對性上下，並且，豎立設有複數黏附銷的黏附銷板，上述黏附銷，具有要黏附保持工件用的黏附墊和銷本體，構成為黏附墊隔著橡膠構件裝備在銷本體的前端，橡膠構件的橡膠硬度比黏附墊的橡 膠硬度還小。
本發明的工件保持裝置，具備豎立設置有複數黏附銷的黏附銷板，藉由該黏附銷板對工件成相對性上下，使黏附銷之前端的黏附墊抵接且黏附在工件，就能夠懸吊保持著工件。
再加上，針對黏附銷，其構成是分別具有要黏附保持著工件的黏附墊和銷本體，黏附墊隔著橡膠構件裝備在銷本體的前端。於此，黏附墊，是以下述構成為佳，即其是構成為可對例如：玻璃基板、塑膠基板、半導體基板、藍寶石基板、樹脂薄膜、樹脂基材，金屬箔等之板狀或薄片狀的工件發揮黏附力，能夠黏附保持著工件使複數黏附銷所懸吊保持的工件至少不會因為本身重量而落下，並且，能夠重復工件的裝卸。
上述黏附墊，例如以矽樹脂、苯乙烯-丁二烯橡膠、氯磺酸化聚乙烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁二烯橡膠、含氟合成橡膠、異丁烯-異戊橡膠、聚氨酯橡膠等樹脂材料形成為佳，並且，以表面形成有次微米程級之具高長寬比纖維構造的微細突起，利用分子間力(德瓦爾斯力)發揮黏附力的構成為佳，以市販品為例子時，例如可例示有扶桑橡膠產業社製商品名silius等。
為了發揮黏附力使所保持之工件在懸吊的狀態下不會落下，黏附墊的厚度以50μm以上為佳，雖然也希望能設置成更厚，但若考慮到效果的飽和度及成本性，則其厚 度為1000μm程度已充分足夠。
另一方面，介於黏附墊和銷本體之間的橡膠構件，是使用比黏附墊還橡膠硬度小的材料。例如：當黏附墊由矽樹脂形成時，矽樹脂的橡膠硬度一般為30°~80°程度，因此只要選擇至少比該應該橡膠硬度還小的橡膠構件即可。 此外，當黏附墊由聚氨酯橡膠形成時，其橡膠硬度一般為50°~90°程度，因此只要選擇至少比該應該橡膠硬度還小的橡膠構件即可。具體而言，以使用由矽橡膠、含氟合成橡膠、聚氨酯橡膠等形成的橡膠構件，又具有5°~50°之橡膠硬度的橡膠構件為佳。另外，所謂橡膠硬度，是指根據JIS-K6253之規定所測定的硬度計(durometer)測定值。
此外，有關橡膠構件的厚度，是以要比黏附墊還厚為佳，但若考慮到以下所要說明之黏附銷長度方向的彈性變形及對工件之水平方向的彈性變形等，則橡膠構件的厚度又以0.5mm~5.0mm為更佳。
將黏附墊隔著要比黏附墊還橡膠硬度小的橡膠構件設置在銷本體前端，藉此當黏附銷抵接在工件時橡膠構件就會形成收縮，假設複數黏附銷的前端即使全體上沒有形成均勻的工件保持面，還是能夠消化黏附墊長度方向的安裝誤差。此外，即將工件翹曲或具有凹凸表面，但橡膠構件的彈性變形就可迎合工件的翹曲或表面凹凸使黏附墊確實黏附在工件的表面。因此，豎立設置在黏附銷板之黏附銷全部都能夠不負所期望之目的發揮功能，不必事先估計過剩的安全係數來增加黏附銷的數量，基於此對工件的荷重 就能夠以更適當的安全係數範圍決定黏附銷的支數及設置場所。再加上，由於橡膠構件具有復原力，因此還能夠提高對工件之黏附銷的對準精度。
本發明中，黏附銷之前端所裝備的橡膠構件和黏附墊是以至少具有和銷本體相同的外徑為佳，但例如：也可將橡膠構件形成為倒錐形使黏附墊側下邊變寬，或也可將黏附墊的外圍部形成為比橡膠構件還突出，藉此增加黏附墊對工件的抵接面積。或者是，也可將橡膠構件形成為蛇腹狀。其中，將黏附銷前端所裝備之黏附墊的外圍部形成為比橡膠構件還突出時，是能夠更加有效活用黏附銷的轉向功能。即，利用相對於工件之水平方向的橡膠構件之彈性變形是能夠使黏附墊以廣範圍抵接在工件，因此就能夠更為提高對工件之翹曲或表面凹凸的迎合性。
此外，於本發明中，也可構成為具備有要從黏附銷前端側貫通至黏附銷板背面側的通氣貫通孔，藉此使黏附銷能夠利用真空作用吸引工件。即，也可將銷本體形成為圓筒狀，構成為具有要讓銷本體前端側的橡膠構件和黏附墊穿通在其中空部的孔，又在相當於銷本體之基部側的黏附銷板設置孔，藉此從黏附銷板的背面側(與豎立設有黏附銷之面的相反側)進行真空吸引，就能夠使黏附墊具備有足以拉進工件的輔助性吸附力。特別是，對於樹脂薄膜或金屬箔等這般軟又容易彎曲變形的工件，該輔助性吸附功能具效果性。
有關黏附銷板，只要構成為板狀其所具有的剛性為可 使豎立設置的複數黏附銷連動形成為對工件成相對性上下的程度，則並無特別限制，其形狀可對應工件的形狀選擇圓形或矩形等任意的形狀。此外，要使黏附銷板對工件成相對性上下的驅動機構也可設置在黏附銷板側，或者也可設置在工件支撐用的機器手側或台座側等，或者也可分別為獨立設置在兩者。
本發明的工件保持裝置，是能夠確實黏附又懸吊保持著工件，並且，對於具有凹凸表面的工件或容易彎曲變形的工件也能夠有確實的保持作用，因此其利用形態並無特別限制。例舉一例時，例如：在製造如液晶面板或電漿面板這般的平整面板時，於要在上平台和下平台之間使玻璃基板等之2片工件成為相向貼合的工件貼合裝置中，就可利用在當要由貫通上平台的黏附銷懸吊保持著要配置在上平台側的工件時。
此外，本發明的工件保持裝置也可利用在要於半導體基板表面研磨用之研磨機的固定板將基板載置在正確位置時所使用的工件貼附裝置，或者也可利用在太陽電池裝置或有機EL裝置等之製造過程中要對薄膜或樹脂基材等進行指定膜蒸鍍時，做為要懸吊保持著處理面之相反側的工件保持裝置。再加上，本發明的工件保持裝置除了可利用在要將光罩重疊在工件進行曝光時光罩等的保持以外，還可利用做為各種裝置之製造過程中要在製造步驟間交接工件時的搬運裝置，特別是在真空環境下也能夠具有工件保持作用等因此不受使用環境的限制，基於此，本發明的工 件保持裝置是可應用在各種的串聯製造。
根據本發明時，是能夠解決黏附銷之安裝精度的問題，不必估計過剩的安全係數來蓄意增加黏附銷的支數就能夠懸吊保持著工件。再加上，對於具有凹處表面的工件或容易彎曲變形的工件也能夠確實黏附又懸吊保持，再加上，在真空環境下也能夠進行保持因此就不受使用環境的限制。
[發明之實施形態]
以下，使用圖面對本發明的實施形態進行具體性說明。另，下述內容只不過本發明之最佳實施形態的一例，本發明不受該等實施形態的限制。
第1圖及第2圖中，圖示著本發明相關之工件保持裝置X。該工件保持裝置X，具備：由鋁或不銹鋼等形成板狀的黏附銷板1；及豎立設置在該黏附銷板1的複數黏附銷2，利用設置在黏附銷板1側或工件W側或者分別獨立設置的上下驅動裝置(未圖示)，使黏附銷板1對工件W成相對性上下，使黏附銷2的前端以抵接黏附保持著工件W，藉此就能夠懸吊工件W。
該工件保持裝置X之各黏附銷2，具有要抵接黏附在工件W的黏附墊5和銷本體3，黏附墊5是隔著橡膠構件 4裝配在銷本體3的前端。銷本體3，例如由鋁或不銹鋼或PEEK等形成，其只要形成為具備有要懸吊保持工件W時所需要的長度即可。此外，關於橡膠構件4，是需要使用比黏附墊5還橡膠硬度小的橡膠構件，例如：當使用橡膠硬度為60°程度之矽樹脂製的黏附墊5時，則橡膠構件4只要使用比該黏附墊5還橡膠硬度小的矽樹脂(橡膠硬度20°)或聚氨酯橡膠(橡膠硬度30°)等即可。
此外，要設置在銷本體3之前端側的橡膠構件4和黏附墊5如第3(A)圖所示，是以構成為至少具有與銷本體2相同的外徑為佳，但如第3(B)圖所示，也可將橡膠構件4形成為倒錐形使黏附墊5側下邊變寬，或如第3(C)圖所示，也可將黏附墊5的外圍部形成為比橡膠構件4還突出。
再加上，也可將銷本體3形成為圓筒狀，構成為具有要讓橡膠構件4和黏附墊5穿通在其中空部的孔，此外，也可在相當於銷本體3之基部側的黏附銷板1也設有孔，構成為具備有要從黏附銷2前端側貫通至黏附銷板1背面側的通氣貫通孔6。如此一來，以圖示外的真空裝置等從黏附銷板1的背面側(與工件成相反側)進行真空吸引，藉此就能夠吸引工件使工件抵接在黏附墊5。
[實施例]
其次，針對使用本發明之工件保持裝置的實施例進行說明。
第4圖~第7圖中，圖示著本發明之工件保持裝置X使用在液晶面板等製造所要使用之工件貼合裝置時的狀態。該工件貼合裝置，是要在上平台8和下平台9之間使2片工件W1、W2成為相向，於液晶封入等作業執行後隔著接合層等在真空環境下進行貼合。
本實施例相關的工件貼合裝置中，為了將具有縱向400mm×橫向400mm×厚度1.1mm之尺寸其重量約450g的玻璃基板W1保持在上平台8側，是使用如第1圖~第3圖所示的工件保持裝置X。該工件保持裝置X，是在縱向500mm×橫向500mm×厚度15mm之鋁製的黏附銷板1具備有合計12支的黏附銷2，於黏附銷板1連接有上下驅動裝置7藉此就能夠對玻璃基板W1成相對性上下。此外，各黏附銷2，是於形成為外徑16mm、內徑8mm、長度100mm之圓筒狀的不銹鋼製銷本體3，隔著橡膠硬度為20°之含氟合成橡膠構件4裝備有矽樹脂製的黏附墊5(扶桑橡膠產業社製商品名silius，橡膠硬度50°)，橡膠構件4是形成為外徑16mm、厚度3mm，另外，黏附墊5是形成為外徑16mm、厚度0.1mm。另，黏附銷2之全體產生的黏附力，是形成為能夠發揮要懸吊保持玻璃基板W1時最低限度所需之工件荷重3倍程度的黏附力。
於該工件貼合裝置中為了將玻璃基板W1配置在上平台8側，首先，如第4圖所示，使用具有叉子形狀之吸附面藉此利用真空作用就能夠吸附保持著玻璃基板W1背面(與玻璃基板W2成相對面的背側)的機器手10，將玻璃 基板W1搬運至上平台8的正下方。於此，機器手10的吸附面是形成為叉子形狀，玻璃基板W1之背面的一部分為露出的狀態。
接著，如第5圖所示，使黏附銷2已經待機在上平台8的貫通孔8a內之工件保持裝置X的黏附銷板1下降，對玻璃基板W1的背面抵接黏附銷2的前端，使玻璃基板W1黏附在黏附墊5。於此因是在大氣環境下進行處理，所以也可構成為設有要從黏附銷2前端側貫通至黏附銷板1背面側的通氣貫通孔6，連接在圖示外的真空泵浦等藉此就能夠使黏附銷2利用真空作用輔助性吸引玻璃基板W1。
接著，如第6圖所示，解除機器手10的吸引然後使機器手10迴避之後，如第7圖所示，利用上下驅動裝置7使黏附銷板1上昇，藉此就能夠將玻璃基板W1配置在上平台8。根據本發明的工件保持裝置X時，從機器手10的交接至配置在上平台8為止，都不需要估計過剩的安全係數來蓄意增加黏附銷的支數，以適當的黏附力就能夠懸吊保持著玻璃基板W1。
另，也可將已經配置在上平台8的玻璃基板W1於始終都是由本發明之工件保持裝置X所懸吊保持之狀態下與下平台9側的玻璃基板W2貼合，但也可事先在上平台8設有靜電卡盤或黏附墊等(均為圖示外)，利用該靜電卡盤或黏附墊等保持玻璃基板W1之後，再使黏附銷2更加上昇藉此將玻璃基板W1交接在上平台8。
1‧‧‧黏附銷板
2‧‧‧黏附銷
3‧‧‧銷本體
4‧‧‧橡膠構件
5‧‧‧黏附墊
6‧‧‧通氣貫通孔
7‧‧‧上下驅動裝置
8‧‧‧上平台
9‧‧‧下平台
10‧‧‧機器手
X‧‧‧工件保持裝置
W‧‧‧工件
第1圖為表示本發明之工件保持裝置的透視說明圖。
第2圖為表示本發明之工件保持裝置和工件的關係其側面模式圖。
第3圖為表示黏附銷的一例剖面模式圖。
第4圖為表示本發明之工件保持裝置做為工件貼合裝置使用時的狀態剖面模式圖。
第5圖為表示本發明之工件保持裝置做為工件貼合裝置使用時的狀態剖面模式圖。
第6圖為表示本發明之工件保持裝置做為工件貼合裝置使用時的狀態剖面模式圖。
第7圖為表示本發明之工件保持裝置做為工件貼合裝置使用時的狀態剖面模式圖。
1‧‧‧黏附銷板
2‧‧‧黏附銷
3‧‧‧銷本體
4‧‧‧橡膠構件
5‧‧‧黏附墊
X‧‧‧工件保持裝置

Claims (4)

  1. 一種工件保持裝置，其係能夠懸吊保持著工件的工件保持裝置，其特徵為：具備有對工件成相對性上下，並且，豎立設有複數黏附銷的黏附銷板，上述黏附銷，具有黏附保持工件用的黏附墊和銷本體，黏附墊是隔著橡膠構件裝備在銷本體的前端，橡膠構件的橡膠硬度比黏附墊的橡膠硬度還小。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的工件保持裝置，其中，具備有從黏附銷前端側貫通至黏附銷板背面側的通氣貫通孔，藉此使黏附銷能夠利用真空作用吸引工件。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載的工件保持裝置，其中，黏附銷前端所裝備之黏附墊的外圍部形成為比橡膠構件還突出。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所記載的工件保持裝置，其中，於在上平台和下平台之間使2片工件成為相向貼合的工件貼合裝置中，使用在當由貫通上平台之黏附銷懸吊保持著配置在上平台側的工件。
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