TW201343321A - 工件設定裝置、工件設定方法、及工件固持器移開方法 - Google Patents

工件設定裝置、工件設定方法、及工件固持器移開方法 Download PDF

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Toru Suzuki
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Abstract

一種工件設定裝置包括一下平台(15)、一上平台(17)、及一具備有複數個工件固持器(25)且各具有一黏著劑以固持一工件之工件固持單元(19)。一種工件設定方法將一由工件固持器(25)固持之第二工件(W2)設定於一設定在上平台(17)上之第一工件(W1)上。一種工件固持器移開方法藉由振動下平台(15)上之第一及第二工件(W1、W2)，而將工件固持器(25)從設定於第一工件(W1)上之第二工件(W2)移開。

Description

工件設定裝置、工件設定方法、及工件固持器移開方法
本發明關於一種工件設定裝置、工件設定方法、及藉由例如將工件振動以從一工件固持器移開一工件之工件固持器移開方法。
習知工件設定裝置使用複數個工件固持器以固持一工件、將工件固持器所固持之工件設定於另一工件上、及從工件移開工件固持器。此類型技術例如揭露於日本未審查專利公開案第2008-74015號及第2001-310834號中。
這些藉由複數個工件固持器以固持一工件、將工件設定於另一工件上、及從設定工件移開工件固持器之相關技藝都有難以從設定工件移開工件固持器的問題。
為了解決問題，本發明提供一種工件設定裝置、工件設定方法、及工件固持器移開方法，其可將一藉由複數個工件固持器所固持之工件設定於另一工件上及輕易從設定工件移開工件固持器。
根據本發明之一第一態樣，工件設定裝置包括一第一平台，係供一第一工件設定於其上；一第二平台，其可移向及移離該第一平台且相對於該第一平台而定位；一平台定位單元，其將該第一平台相對於該第二平台而移動及定 位在與該第二平台移動方向垂直之方向中；一工件固持單元，其具有複數個工件固持器，各該工件固持器具有一圓筒形主體且備有一面向該第一平台之開孔，該等工件固持器使用真空吸力以固持一第二工件，及其移向及移離該第一平台且相對於該第一平台而定位；及一控制單元，其控制該第一平台、該第二平台、該工件固持單元、及該平台定位單元。在該第二平台從該第一平台狀態分離、該等工件固持器定位於該第一與該第二平台之間、該第一工件設定於該第一平台上、及該第二工件由該等工件固持器固持之狀態時，該控制單元以下述方式控制：(a)將該等工件固持器移向該第一平台，使得由該等工件固持器固持之該第二工件之一未硬化薄膜材料進而與設定於該第一平台上之該第一工件接觸且該第二工件設定於該第一工件上，(b)將該第二平台移向該第一平台，使得該第一與該第二工件壓制於該第一與該第二平台之間，(c)在實施該第一與該第二工件之壓制達到一預定時間後，將該第二平台從該第一平台移離，使得該第二平台從該第二工件分離，及(d)將該平台定位單元驅動以輕微振動該第一平台上之該第一及該第二工件，及從該第一平台移離該等工件固持器，使得該等工件固持器從該第二工件移開。
根據本發明之一第二態樣，工件設定方法包括將一第一工件設定於一第一平台上；藉由一工件固持器固持一第二工件，該第二工件包括一板狀基材及一配置於該基材的一面上之未硬化薄膜材料，該工件固持器使用真空吸力、 黏著劑、及真空吸力加上黏著劑的其中之一，以利與該第二工件之另一面結合；藉由將固持該第二工件的該工件固持器移向設定於該第一平台上之該第一工件，而將該第二工件設定於該第一工件上，使得該第二工件之未硬化薄膜材料進而與該第一工件接觸且該第二工件設定於該第一工件上；藉由將一第二平台移向該第二工件，而將該第一及該第二工件壓制於該第一平台與該第二平台之間；將該第二平台從該第二工件移離；及藉由輕微振動該第一平台上之該第一及該第二工件及藉由將該工件固持器從該第一平台移離，而將該工件固持器從該第二工件移開。
根據本發明之一第三態樣，工件設定方法包括藉由振動一工件及一工件固持器之至少一者，以從該工件移開該工件固持器，該工件固持器使用真空吸力及黏著劑之至少一者而固持該工件。
圖1揭示一工件設定系統1，其將一第二工件W2設定於一第一工件W1上，以形成圖3A、3B及4A、4B中所示之一產物W。工件設定系統1包括一前儲存器3、一塗佈單元5、一根據本發明之工件設定裝置7、一硬化/分離單元9、一後儲存器11、及一控制單元13。
產物W、第一工件W1、及第二工件W2將參考圖3A至4B詳細說明於後。
第一工件W1係例如一使用作為液晶顯示器的背光之 稜鏡片。第一工件W1包括一基材W3及微細凸起W4。基材W3係一由透明合成樹脂(例如PET樹脂)構成之平板。凸起W4各呈伸長形及其截面呈鋸齒波浪形。凸起W4係並排於基材W3之一第一面上(即圖4A中之頂面)。
與供凸起W4配置之面相對立的稜鏡片(第一工件)W1之一第二面上(即圖4A中之底面)呈平坦狀。藉由凸起W4，稜鏡片W1之第一面即呈皺紋狀且具有相等間隔之細線。波浪形凸起W4極小，及因此稜鏡片W1整體實質上呈平坦狀。
第一工件W1可包括一平坦之基材，其第一表面(頂面)備有等間距小點之凹凸不平。
第二工件W2包括一基材W5及一薄膜材料W6。基材W5之一範例係一透明玻璃板。薄膜材料W6之一範例係未硬化之紫外線可硬化樹脂，其配置如同玻璃板W5的第一面上之薄膜。
產物W係例如一塗膜之稜鏡片及藉由將薄膜材料W6設定於第一工件W1上而形成。更明確地說，第一工件W1之凸起W4及第二工件W2之未硬化薄膜材料W6放置呈面對於彼此且第一及第二W1、W2進而接觸於彼此，使得未硬化薄膜材料W6與凸起W4接觸，基材W3、W5夾置凸起W4與未硬化薄膜材料W6，及凸起W4容置未硬化薄膜材料W6且無間隙。隨後，未硬化薄膜材料W6係硬化及基材W5從硬化薄膜材料W6移開，藉此形成產物W。
產物W係例如一長方形平板，其一側長度大約為1000 mm且基材W3、凸起W4及硬化薄膜材料W6彼此上下疊層及一起固化。當使用作為一液晶顯示器(例如行動電話)之背光時，產物W係適當切割成小塊。
在圖1中，前儲存器3儲存第一工件W1。塗佈單元5將未硬化薄膜材料W6施加於基材W5。工件設定裝置7將從塗佈單元5供給之第二工件W2設定於從前儲存器3供給之第一工件W1上。硬化/分離單元9以紫外線照射從工件設定裝置7供給之第一及第二工件W1、W2的未硬化薄膜材料W6，以利硬化未硬化薄膜材料W6及將基材W5從未硬化薄膜材料W6分離而產生產物W。後儲存器11儲存由硬化/分離單元9提供之產物W。
控制單元13具有一控制器(例如一CPU)，以執行一儲存於一記憶體(圖中未示)中之操作程式及根據程式控制工件設定系統1。
基材W5(例如一由硬化/分離單元9分離之玻璃板)例如供給至塗佈單元5及由其重覆使用。在圖1中由箭頭表示之第一及第二工件W1、W2及產物W之流動係在控制單元13之控制下由運輸自動機械(圖中未示)達成。
工件設定裝置7將詳細說明於後。
在文後之闡釋中，一X軸線方向為一水平方向，一Y軸線方向為另一水平方向且垂直於X軸線方向，及一Z軸線方向為一垂直方向且垂直於X與Y軸線方向。
如圖2中所示，工件設定裝置7包括一第一平台(下 平台)15、一第二平台(上平台)17、一工件固持單元(玻璃固持單元)19、及一真空環境形成單元(真空室單元)21。
下平台15具有一平坦之頂面，供板狀之第一工件W1設定於其上。亦即，朝下且與供凸起W4形成之頂面呈相對立的第一工件W1之底面係設定於下平台15之頂面上及藉由一真空泵(圖中未示)所產生之真空而緊密接附於此。依此方式，下平台15即固持第一工件W1。
上平台17配置於下平台15上方且與其分隔。上平台17具有一平坦之底面，係平行且面向於下平台15之頂面。在相對於下平台15之頂面而保持平行及面向狀態下，上平台17係在Z軸線方向上移向及移離下平台15，且相對於下平台15而定位。
上平台17備有複數個延伸於Z軸線方向之貫穿孔23。各貫穿孔23形成在一垂直於上平台17底面之方向上通過上平台17。貫穿孔23在X與Y軸線方向上以預定間距配置成一矩陣。
工件固持單元19具有複數個工件固持器25，以固持第二工件W2。各工件固持器25具有一圓筒形主體27，其備有一平行且面向於下平台15頂面之開孔。在保持主體27之開孔平行及面向於下平台15頂面的狀態下，工件固持單元19之工件固持器25係獨立於上平台17而在Z軸線方向上移向及移離下平台15與上平台17，且相對於下平台15與上平台17而定位。
工件固持單元19包括一工件固持器平台29。工件固持器平台29配置於上平台17上方而與下平台15相對立，且上平台17介置於工件固持器平台29與下平台15之間。工件固持器平台29相隔於上平台17。下平台15、上平台17、及工件固持器平台29依此順序從下向上配置。
工件固持單元19之工件固持器平台29係與朝下延伸向上平台17之連接構件31一體形成。各連接構件31之一前端(下端)係與工件固持器25一體形成。
工件固持器平台29移動及定位於Z軸線方向。亦即，工件固持器平台29、連接構件31、及工件固持器25皆相對於下平台15與上平台17而移動及定位於Z軸線方向。
當上平台17與工件固持器平台29彼此相隔一較長距離時，工件固持器25及連接構件31之前段，或是僅工件固持器25，其進入上平台17之貫穿孔23及停留在貫穿孔23中，如圖11A及11B中所示。
當上平台17與工件固持器平台29彼此接近時，如圖9A、9B、10A及10B中所示，僅有連接構件31之中段在上平台17之貫穿孔23中且工件固持器25在下平台15與上平台17之間之貫穿孔23外。工件固持器25固持第二工件W2。
當由工件固持單元19固持時，第二工件W2存在於下平台15與上平台17之間且供薄膜材料W6配置於其上 的第二工件W2之表面係在下側，亦即供第一工件W1設定於下平台15上之側，且實質上平行及面向於第一工件W1之頂面，如圖10A中所示。
當由工件固持器25固持之第二工件W2設定於已設定在下平台15上之第一工件W1上時，真空環境形成單元21將第一及第二工件W1、W2放置於一真空環境中。
藉由真空環境形成單元21，當第二工件W2之未硬化薄膜材料W6與第一工件W1之鋸齒形凸起W4接觸時，空氣可以避免進入第一及第二工件W1、W2之間之間隙及避免在間隙中形成氣泡。
工件設定裝置7包括一加熱第一及第二工件W1、W2之加熱器(圖中未示)，以增加未硬化薄膜材料W6之黏度。
文後將說明在控制單元13控制下實施之工件設定裝置7之操作情形。操作啟始自一初始狀態，即上平台17從下平台15分離、工件固持器25存在於下與上平台15、17之間、第一工件W1設定於下平台15上、及第二工件W2由工件固持器25固持。
在此初始狀態中，真空環境形成單元21形成一真空環境。在真空環境中，工件固持器25下降趨近於下平台15，以將工件固持器25所固持之第二工件W2設定於已設定在下平台15上之第一工件W1上。此時，上平台17定位於下平台15之相對立側上的第一及第二工件W1、W2上方。
由工件固持器25固持之第二工件W2進而在真空環境中與已設定在下平台15上之第一工件W1接觸。真空環境維持不變及上平台17下降趨近於下平台15，以將第一及第二工件W1、W2壓制於上與下平台17、15之間。
當第一及第二工件W1、W2壓制時，加熱器啟動以加熱第一及第二工件W1、W2，藉此增加未硬化薄膜材料W6之黏度。工件固持器25從下平台15升離及從第二工件W2移開。
第一及第二工件W1、W2之壓制持續一預定時間，及隨後，真空環境形成單元21釋放真空狀態，使得第一及第二工件W1、W2曝露於例如大氣壓力。上平台17從下平台15，以利將上平台17從第二工件W2移開。下平台15停止真空吸力，藉此從下平台15釋放已有第二工件W2設定於其上的第一工件W1。
工件設定裝置7之變換操作方式將闡釋於後。
從上述初始狀態起，工件固持器25降低直到一預定之短距離建立在設定於下平台15上之第一工件W1與由工件固持器25固持之第二工件W2之間。預定之短距離係經決定以令第一及第二工件W1、W2幾乎彼此接觸，但是仍彼此相隔。
真空環境形成單元21產生一真空環境條件。在真空環境中，工件固持器25釋放第二工件W2，使得第二工件W2自由落下至第一工件W1上且第二工件W2之未硬化薄膜材料W6進而與第一工件W1接觸，藉此將第二工件 W2設定於已設定在下平台15上之第一工件W1上。從工件固持器25釋放第二工件W2係藉由降低上平台17執行，使得上平台17朝下推斥第二工件W2。
第二工件W2已設定於第一工件W1上的真空環境維持不變及上平台17進一步降低，以將第一及第二工件W1、W2壓制於上與下平台17、15之間達到一預定時間。
在第一及第二工件W1、W2之壓制期間，加熱器啟動以加熱第一及第二工件W1、W2，用於增加未硬化薄膜材料W6之黏度。此時，工件固持器25從第二工件W2升離。
用於壓制第一及第二工件W1、W2之預定時間過後，真空環境形成單元21消除真空環境，上平台17升起以將上平台17從第二工件W2分離，及供第二工件W2設定於其上之第一工件W1即從下平台15釋出。
產生真空環境之時序可以適當改變。例如，真空環境可產生於初始狀態。隨後，工件固持器25下降以在設定於下平台15上之第一工件W1與由工件固持器25固持之第二工件W2之間建立預定之短距離。
工件設定裝置7之另一變換操作方式將闡釋於後。
從上述初始狀態起，一平台定位單元45係經驅動以校正在設定於下平台15上之第一工件W1與由工件固持器25固持之第二工件W2之間之一位置誤差。由平台定位單元45執行之位置誤差校正詳細內容將說明於後。
位置誤差校正後，真空環境形成單元21形成一真空環境。在真空環境中，工件固持器25下降趨近於下平台15，直到第二工件W2之未硬化薄膜材料W6與第一工件W1接觸，且第二工件W2設定於第一工件W1上。
真空環境維持不變及上平台17下降趨近於下平台15，藉此將第一及第二工件W1、W2壓制於上與下平台17、15之間達到一預定時間。
在第一及第二工件W1、W2之壓制期間，加熱器啟動以加熱第一及第二工件W1、W2，並增加未硬化薄膜材料W6之黏度。
用於壓制第一及第二工件W1、W2之預定時間過後，上平台17從下平台15升離，藉此將上平台17從第二工件W2分離。平台定位單元45係經驅動以輕微振動已設定於下平台15上之第一及第二工件W1、W2。亦即，一XYC平台(下平台)15係相對於一XYC床37而輕微前後移動，藉此輕微振動於下平台15上之第一及第二工件W1、W2。此時，工件固持器25從下平台15升離，以將工件固持器25從第二工件W2分離。取代於或除了利用下平台15輕微振動第一及第二工件W1、W2，工件固持器25可以藉由一振動器(圖中未示)輕微振動。在此情況中，振動方向可以是X、Y及Z軸線方向之至少一者。
取代於或除了上述振動，當工件固持器25從第二工件W2分離時，壓縮空氣可以進給至工件固持器25。
工件設定裝置7將參考圖2及其他圖式詳細說明於 後。
工件設定裝置7具有一機架33。機架33之一下部分處設有一XYC階級35。XYC階級35包括XYC床37及XYC平台(下平台)15。
XYC床37係與機架33一體形成。下平台15配置於XYC床37上並由其支撐。下平台15係透過線性導引軸承、軸承、及類似者(圖中未示)而由XYC床37支撐。在控制單元13之控制下，下平台15係由一致動器(圖中未示)，例如一伺服馬達及一線性馬達驅動，使得下平台15移動及定位於X及Y軸線方向且繞著一C軸線旋轉及定位。C軸線通過XYC床37中心及延伸於Z軸線方向。
除了X及Y軸線方向及繞著C軸線，下平台(XYC平台)15可以繞著XYC床37上之A及B軸線旋轉及定位。A軸線通過XYC階級35中心及延伸於X軸線方向，及B軸線通過XYC階級35中心及延伸於Y軸線方向。
第一工件W1係藉由一自動機械(圖中未示)攜載至下平台15上之一預定位置、藉由一真空泵(圖中未示)抽真空、及緊緊設定於下平台15上之該預定位置。下平台15之頂面具有多數個凸起(圖中未示)且第一工件W1攜載至與凸起接觸，使得第一工件W1在X及Y軸線方向上且繞著C軸線正確定位及設定於下平台15上。
配置於下平台15上方之上平台17係透過線性導引軸承(圖中未示)而由機架33支撐。在控制單元13之控制下，上平台17係由一致動器(圖中未示，例如一伺服馬達 及一線性馬達)移動及定位於Z軸線方向。
工件固持單元19包括如上所述之工件固持器平台29、連接構件31、及工件固持器25。工件固持器平台29位於上平台17上方且相隔，及其透過線性導引軸承(圖中未示)而由機架33支撐。在控制單元13之控制下，工件固持器平台29係由一致動器(圖中未示，例如一伺服馬達及一線性馬達)移動及定位於Z軸線方向。
依此，上平台17及工件固持單元19係相對於下平台15而個別移動及定位於X、Y、及Z軸線方向且繞著C軸線。
儘管根據本實施例工件固持器平台29(工件固持單元19)係由機架33支撐，工件固持器平台29也可以透過線性導引軸承(圖中未示)而由上平台17支撐，使得工件固持器平台29相對於上平台17而移動及定位於Z軸線方向。
真空環境形成單元21包括一下殼體39、一上殼體41、及一真空泵(圖中未示)。下殼體39係與機架33之一下部分一體形成。上殼體41係透過線性導引軸承(圖中未示)而由機架33之一上部分支撐。上殼體41係由一致動器(圖中未示，例如一氣壓缸)移動於Z軸線方向。
當定位於一下行程終點時，上殼體41係與下殼體39接觸，以界定一封閉空間。此時，下、上殼體39、41形成一真空室。封閉空間容置下平台15、上平台17、及工件固持單元19。
由下、上殼體39、41界定之封閉空間係經抽除真空，以在設定於下平台15上之第一工件W1與由工件固持單元19固持或設定於第一工件W1上之第二工件W2周圍產生一真空環境。
當定位於一上行程終點時，上殼體41相隔於下殼體39，以形成真空室之一開孔。透過開孔，第一及第二工件W1、W2即從前儲存器3及塗佈單元5進給至下平台15及工件固持單元19，且固化成產物W之第一及第二工件W1、W2則從工件設定裝置7轉移至硬化/分離單元9。
工件設定裝置7之加熱器安裝於上平台17及下平台15之至少一者上，以加熱第一及第二工件W1、W2。
工件設定裝置7也包括一照相機43，以拍攝放置於第二工件W2之基材W5上的標示(圖中未示)。拍攝到之標示係用於偵測第二工件W2相對於已設定於下平台15上的第一工件W1而在X、Y軸線方向且繞著C軸線之位置誤差。
測量到之位置誤差係由平台定位單元45校正。亦即，下平台(XYC平台)15相對於XYC床37而移動及旋轉，以消除位置誤差，使得第二工件W2相對於已設定在下平台15上之第一工件W1而正確定位。
照相機43可以拍攝放置於第一工件W1之基材W3上的標示，以找出第一工件W1相對於供第一工件W1設定於其上的下平台15之位置誤差。
根據第一及第二工件W1、W2之偵測位置誤差，第二 工件W2可以相對於第一工件W1而正確定位。
工件固持器25將詳述於後。
工件固持器25在其預定位置與第二工件W2之基材W5之頂面結合，藉此固持第二工件W2。
如圖5A及5B中所示，各工件固持器25具有一圓筒形主體27及一配置於主體27的一開孔處之黏著劑49。
黏著劑49係一覆蓋於主體27的開孔周邊之薄膜，其中開孔設置於主體27的一軸向端處。
欲固持第二工件W2時。黏著劑49即與第二工件W2之平坦表面接觸且主體27之開孔面向第二工件W2。
當各工件固持器25之黏著劑49與第二工件W2之平坦表面接觸時，亦即與薄膜材料W6相對立的基材W5表面，則主體27之內側放置於一真空狀態中或一較低於大氣壓力之低壓狀態中，藉此固持第二工件W2。
當主體27內側之真空狀態釋放時、或當主體27內側恢復為大氣壓力時、或當工件固持器25及由工件固持器25固持之第二工件W2置於真空環境中時，至少黏著劑49之黏著力可以支撐第二工件W2之重量並固持第二工件W2。
黏著劑49例如係一矽基黏著劑，其不黏、在第二工件W2從工件固持器25釋出時實質上並不轉移至第二工件W2、及重覆使用後極少惡化黏著力。
在各工件固持器25中，圓筒形主體27至少一部分包括一圓筒形彈性構件51。
更明確地說，主體27具有圓筒形彈性構件51(例如一橡皮風箱式真空墊51)、一由硬質材料(例如金屬及硬合成樹脂)構成之工件側構件53、及一由硬質材料(例如金屬及硬合成樹脂)構成之連接側構件55。
工件側構件53在其一第一軸向端處具有一平坦表面。一貫穿孔57形成於該平坦表面之中央處。貫穿孔57形成垂直於該平坦表面，亦即在工件側構件53之軸向，以令工件側構件53呈圓筒形或圈環形
工件側構件53之中心軸線(亦即貫穿孔57之中心軸線)係與彈性構件51之中心軸線，亦即一界定於彈性構件51內側之貫穿孔之中心軸線重合。工件側構件53之一第二軸向端則與圓筒形彈性構件51之一第一軸向端一體結合。
連接側構件55具有一中心貫穿孔59及具有一圓筒或圈環形狀。連接側構件55之中心軸線(亦即貫穿孔59之中心軸線)係與圓筒形彈性構件51之中心軸線，亦即彈性構件51之貫穿孔之中心軸線重合。連接側構件55之一第一軸向端係在離開於工件側構件53之一位置處與彈性構件51之一第二軸向端結合為一體。
黏著劑49係一施加於與彈性構件51相對立的工件側構件53端面之薄膜。
與彈性構件51相對立的連接側構件55之一第二軸向端(圖5A之上側)具有一公螺絲61，供穿過貫穿孔59。
連接側構件55之公螺絲61螺入圓筒形連接構件31 中，藉此將工件固持器25與連接構件31結合成一體。與連接構件31連接的工件固持器25(包括圓筒形彈性構件51、工件側構件53、及連接側構件55)之中心軸線係延伸於Z軸線方向。
透過工件固持器平台29與各連接構件31之內部空間，一真空泵(圖中未示)將各工件固持器25之內部空間抽真空，以利於將第二工件W2吸向工件固持器25。
吾人可以使用一組態以供給加壓空氣至各工件固持器25之內部空間。供給加壓空氣至各工件固持器25即造成工件固持器25從第二工件W2移開。
在圖5A及5B中，黏著劑49係以一圈環狀沿著工件側構件53之環形開孔施加。取而代之的是，黏著劑49可以全部施加於工件側構件53之環形開孔上，或是沿著開孔之一內環側以圈環狀施加，或是沿著開孔施加成多道圈環。
工件固持器25可修改如圖6A、6B、及6C中所示者。
在圖6A中，圖5A之工件側構件53刪略且黏著劑49直接施加於圓筒形彈性構件51之一開孔。亦即，圖6A之工件固持器25之圓筒形主體27包括圓筒形彈性構件51及硬質之連接側構件55。連接側構件55呈環形且具有中心貫穿孔59。連接側構件55之中心軸線與圓筒形彈性構件51之中心軸線重合。連接側構件55之一第一軸向端係與彈性構件51之第二軸向端結合為一體。黏著劑49係 一施加於彈性構件51的第一軸向端之環形膜。
在圖6B中，圓筒形彈性構件51之開孔並非平坦狀，而是具有一截頭圓錐形狀。在圖6C中，圖5A之工件側構件53及圓筒形彈性構件51刪略且黏著劑49直接施加於連接側構件55之一開孔。儘管圖中未示，工件固持器25可以僅包括圓筒形彈性構件51及黏著劑49。
工件設定裝置7之操作情形將參考圖7至14B說明於後。
在圖7中，在步驟S1，一初始狀態建立在上平台17從下平台15升離，工件固持單元19升起且工件固持器25定位於下與上平台15、17之間，第一工件W1並未設定於下平台15上，第二工件W2並未由工件固持單元19固持，真空環境形成單元21未形成真空環境，加熱器在接通(ON)狀態，及XYC平台(下平台)15相關於XYC床37而在一預設位置。
如圖9A及9B中所示，在步驟S3，控制單元13接受命令而藉由一自動機械(圖中未示)攜載第一工件W1，將其設定於下平台15上(W1之設定過程)，及藉由一與一自動機械(圖中未示)相關聯之工件載具63攜載第二工件W2至工件固持器25。
如圖10A中所示，在步驟S5，工件固持單元19之工件固持器25下降，以利用真空吸力及黏著劑49固持第二工件W2(W2之固持過程)。第二工件W2包括板狀基材W5及形成於基材W5的一面上之未硬化薄膜材料W6。與 未硬化薄膜材料W6相對立的基材W5之另一面係利用真空吸力及黏著劑49而由工件固持器25固持。隨後，工件載具63在步驟S7中從工件設定裝置7退回。
第二工件W2之基材W5上之未硬化薄膜材料W6預先由塗佈單元5形成，如圖1中所示。
在步驟S1中建立之初始狀態可作改變，使得第一工件W1設定於下平台15上及第二工件W2由工件固持器25固持。將第二工件W2攜載至工件固持器25之工件載具63安裝於一自動機械之臂部之前端，如圖2及9B中所示，及其係組態用於利用真空吸力以固持第二工件W2。
在第一工件W1設定於下平台15上、第二工件W2由工件固持器25固持、及自動機械(工件載具63)退回後，在步驟S9中，一真空環境即形成於設定在下平台15上的第一工件W1及由工件固持器25固持的第二工件W2周圍，如圖10A中所示。
在步驟S11，相對於第一工件W1的第二工件W2之位置誤差係使用照相機43測量，及決定測得之位置誤差是否在一容許範圍內。
若測得之位置誤差在容許範圍外，則在步驟S13中，XYC平台15適度移動及定位，以利將第二工件W2相對於第一工件W1而正確定位。隨後，執行步驟S15。若測得之位置誤差在容許範圍內，則跳過步驟S13而執行步驟S15。
步驟S15決定工件固持單元19是否必須釋放及落下 第二工件W2。此項決定係根據預先透過一輸入單元(圖中未示，例如一觸控面板)輸入至控制單元13之資訊達成。
若步驟S15決定工件固持單元19不必釋放第二工件W2，步驟S17即保持真空狀態及將工件固持器25下降趨近於第一工件W1，使得第二工件W2之未硬化薄膜材料W6與第一工件W1接觸，藉此將第二工件W2設定於第一工件W1上，如圖10B中所示。
在步驟S19，真空狀態仍保持且定位於工件固持器25及第二工件W2上方之上平台17下降趨近於第二工件W2，使得工件固持器25進入上平台17之貫穿孔23且上平台17將第一及第二工件W1、W2壓制於上與下平台17、15之間，如圖11A中所示。第一及第二工件W1、W2之壓制持續一預定時間。此時，加熱器加熱第一及第二工件W1、W2，以增加未硬化薄膜材料W6之黏度。
步驟S21決定當第二工件W2從工件固持單元19釋放時，XYC平台15是否必須驅動(振動)。此項決定係根據預先透過一輸入單元(圖中未示，例如一觸控面板)輸入至控制單元13之資訊達成。
若步驟S21決定XYC平台15不必驅動，步驟S23即保持第一及第二工件W1、W2之壓制並將工件固持器25升起，使得工件固持器25更進入上平台17之貫穿孔23，而遠離於第二工件W2，如圖11B中所示。
步驟S25決定工件固持器25從第二工件W2分離且第一及第二工件W1、W2壓制後是否已經過一預定時間。 若預定時間已過，步驟S27將上平台17從第二工件W2升離，及隨後，取消真空環境，如圖12A中所示。
當上平台17在步驟S27中從第二工件W2升離時，有一段時間工件固持器25存在於上平台17之貫穿孔23中。從上平台17開始從第二工件W2升離，一直到上平台17與第二工件W2之間之一距離到達一預定值時，工件固持器25皆存在於上平台17之貫穿孔23中。一旦上平台17與第二工件W2之間之距離超過預定值，工件固持器25即離開上平台17之貫穿孔23且定位於上平台17與第一及第二工件W1、W2之間。
在步驟S29，藉由下平台15進行的第一工件W1之真空吸力停止，組合之第一及第二工件W1、W2利用工件載具63取出，且下平台15回到預設位置，如圖12B中所示。
從下平台15取出之組合第一及第二工件W1、W2係在硬化/分離單元9中以紫外線照射，以將未硬化薄膜材料W6硬化。亦即，上平台17在步驟S27中從第二工件W2分離，真空環境則在步驟S27中取消，整合在一起的第一及第二工件W1、W2即在步驟S29中從下平台15攜送至硬化/分離單元9，及整合的第一及第二工件W1、W2之未硬化薄膜材料W6係在硬化/分離單元9中硬化。
將薄膜材料W6硬化後，硬化/分離單元9將基材W5從組合之第一及第二工件W1、W2分離，藉以提供產物W，如圖3A及3B中所示。
復參閱圖7，若步驟S15決定工件固持單元19必須釋放第二工件W2，則在步驟S31，工件固持器25下降，直到一預定之短距離建立在第一及第二工件W1、W2之間，如圖13A中所示。
步驟S33維持步驟S9中所形成之真空狀態及降低上平台17，使得第二工件W2從工件固持器25落下，第二工件W2之未硬化薄膜材料W6進而與第一工件W1接觸，且第二工件W2設定於第一工件W1上，如圖13B中所示。當上平台17降低及朝下推斥第二工件W2時，第二工件W2即從工件固持器25自由落下。
第二工件W2設定於第一工件W1上之後，在步驟S35，上平台17進一步下降，以將第一及第二工件W1、W2壓制於上與下平台17、15之間，如圖14A中所示。第一及第二工件W1、W2之壓制執行一預定時間，及此時，加熱器加熱第一及第二工件W1、W2，以增加未硬化薄膜材料W6之黏度。隨後，執行步驟S21。
當步驟S15決定工件固持單元19必須釋放第二工件W2，則真空環境之產生可以向後移。亦即，第二工件W2，在步驟S31中降低後，設定於下平台15上之第一工件W1及由工件固持器25固持之第二工件W2可放置於一真空環境中。
加熱第一及第二工件W1、W2及增加未硬化薄膜材料W6之黏度可以至少在步驟S19或S35中之第一及第二工件W1、W2壓制期間執行。
若圖8之步驟S21決定XYC平台15必須驅動，則步驟S37決定第一及第二工件W1、W2是否已由下與上平台15、17壓制一預定時間。在預定時間之後，上平台17從第二工件W2升離(步驟S39)，如圖14B中所示。
上平台17在步驟S39中從第二工件W2升離之後，在步驟S41，XYC平台15係經驅動以輕微振動第一及第二工件W1、W2及將工件固持器25從第二工件W2升離。
取代或除了在步驟S41中驅動XYC平台15以輕微振動已設定於下平台15上的第一及第二工件W1、W2，壓縮空氣可供給至工件固持器25及工件固持器25從第二工件W2升離。
振動第一及第二工件W1、W2係執行於X與Y軸線方向的至少一者，或繞著C、A、及B軸線的其中之一。不振動第一及第二工件W1、W2，則在將工件固持器25從第二工件W2升離時，壓縮空氣可供給至工件固持器25。
上平台17在步驟S39中從第二工件W2升離之後，或工件固持器25在步驟S41中從第二工件W2分離之後，真空環境即取消(步驟S43)及前往步驟S29。
如上所述，根據本發明實施例之各工件固持器25係在真空吸力之外另使用一黏著劑以固持第二工件W2，及因此，其甚至可在真空環境中固持第二工件W2。在空氣中，第二工件W2需要快速固持及轉移。對此，工件固持 器25可強力固持第二工件W2，而不致讓其掉落。
若在空氣中另行使用真空吸力，各工件固持器25之黏著劑49可以比單獨使用黏著劑49時更強力黏著於第二工件W2。藉由黏著劑及真空吸力，工件固持器25可以確實固持第二工件W2，即使是在真空中。
當將黏著劑49從第二工件W2分離時，加壓空氣可以供給至正在固持第二工件W2的各工件固持器25之主體27內。此可將第二工件W2輕易從其黏著劑49正黏著於第二工件W2的各工件固持器25移開。
根據本實施例，各工件固持器25之圓筒形主體27局部具有圓筒形彈性構件51。即使是第二工件W2之頂面與供黏著劑49配置於其上的工件固持器25之環形底面並非彼此平行，彈性構件51彈性變形以使得工件固持器25之底面可與第二工件W2之頂面對齊且成為平行，藉此確實固持第二工件W2。
根據本實施例，工件固持器25各可確實固持第二工件W2。即使是工件固持器25之底面之高度或垂直位置彼此略為不同，工件固持器25之圓筒形彈性構件51可在Z軸線方向適度變形，使得每一工件固持器25可與第二工件W2接觸且確實固持第二工件W2。
根據一實施例，黏著劑49係以一環形薄膜狀施加於各工件固持器25之工件側構件53之平坦面。若黏著劑49在使用後劣化，則工件側構件53與黏著劑49可以一併更新。此即簡化各工件固持器25之維修。
根據一實施例，各工件固持器25之連接側構件55備有公螺絲61，其螺入連接構件31中。若黏著劑49及彈性構件51在使用後劣化，則工件固持器25整體可以一併更新。此即簡化各工件固持器25之維修。
根據本實施例，工件設定裝置7使用工件固持器25且各以黏著劑49固持第二工件W2。因此，在一真空環境形成後，工件設定裝置7可以將工件固持器25所固持之第二工件W2設定於第一工件W1上，藉此確實防止空氣穿透第一及第二工件W1、W2之間。
根據本實施例，工件設定裝置7可以將第二工件W2從工件固持器25釋放及令第二工件W2自由落下，使得第二工件W2設定於第一工件W1上。當第二工件W2從工件固持器25釋放時，第二工件W2之內應力即釋出而消除第二工件W2中之翹曲。藉由內應力釋出，第二工件W2即正確設定於第一工件W1上。此可防止第二工件W2以翹曲狀態設定於第一工件W1上。
將第二工件W2從工件固持器25釋放及令第二工件W2自由落下且設定於第一工件W1上造成防止工件固持器25在第二工件W2上留下痕跡。即使當使用加熱器加熱時，第一及第二工件W1、W2熱膨脹，將第二工件W2從工件固持器25釋放及令第二工件W2自由落下且設定於第一工件W1上可將第一及第二工件W1、W2內所產生之熱膨脹內應力減到最小。
根據本實施例，工件設定裝置7可以驅動平台定位單 元45，以在工件固持器25從第二工件W2分離時輕微振動已設定於下平台15上的第一及第二工件W1、W2。此使各工件固持器25之黏著劑49可從第二工件W2輕易移開。
驅動平台定位單元45以輕微振動已設定於下平台15上的第一及第二工件W1、W2及將工件固持器25從第二工件W2分離之技藝可以修改成至少振動第二工件W2或正在使用真空吸力與黏著劑之至少一者以固持第二工件W2的工件固持器25，及將工件固持器25從第二工件W2分離。
根據本發明，工件設定裝置7可以排除真空環境形成單元21，或可以不由真空環境形成單元21形成一真空環境。在此情況中，可以將各工件固持器25之黏著劑49省略。
當真空環境形成單元21及黏著劑49省略時，控制單元13即控制工件設定裝置7，如文後所述。
亦即，在上平台17從下平台15分離、工件固持器25存在於下與上平台15、17之間、第一工件W1設定於下平台15上、及第二工件W2由工件固持器25固持之一狀態中，控制單元13降低工件固持器25，直到一短距離建立在設定於下平台15上之第一工件W1與由工件固持器25固持之第二工件W2之間。
此時，工件固持器25僅藉由真空吸力以固持第二工件W2。
隨後，控制單元13降低上平台17，以令第二工件W2從工件固持器25落下，使得第二工件W2之未硬化薄膜材料W6進而與第一工件W1接觸且第二工件W2設定於第一工件W1上。
控制單元13進一步降低上平台17，以將第一及第二工件W1、W2壓制於上與下平台17、15之間達到一預定時間。
若省略真空環境形成單元21而不省略黏著劑49，工件固持器25可使用真空吸力及黏著劑49兩者以固持第二工件W2，或僅用黏著劑49。
依此，本發明提供將一已由複數個工件固持器固持之第一工件設定於一第二工件上，及隨後將工件固持器輕易從第一工件移開。
1‧‧‧工件設定系統
3‧‧‧前儲存器
5‧‧‧塗佈單元
7‧‧‧工件設定裝置
9‧‧‧硬化/分離單元
11‧‧‧後儲存器
13‧‧‧控制單元
15‧‧‧下平台
17‧‧‧上平台
19‧‧‧工件固持單元
21‧‧‧真空環境形成單元
23,57,59‧‧‧貫穿孔
25‧‧‧工件固持器
27‧‧‧主體
29‧‧‧工件固持器平台
31‧‧‧連接構件
33‧‧‧機架
35‧‧‧XYC階級
37‧‧‧XYC床
39‧‧‧下殼體
41‧‧‧上殼體
43‧‧‧照相機
45‧‧‧平台定位單元
49‧‧‧黏著劑
51‧‧‧彈性構件
53‧‧‧工件側構件
55‧‧‧連接側構件
61‧‧‧公螺絲
63‧‧‧工件載具
W‧‧‧產物
W1‧‧‧第一工件
W2‧‧‧第二工件
W3,W5‧‧‧基材
W4‧‧‧凸起
W6‧‧‧未硬化薄膜材料
圖1係方塊圖，概略揭示一關於本發明實施例的一工件設定裝置之工件設定系統；圖2揭示圖1之工件設定裝置；圖3A及3B揭示一藉由圖2之工件設定裝置而由第一及第二工件形成之產物，其中圖3A係平面圖及圖3B係從圖3A之一箭頭IIIB所視之側視圖；圖4A及4B大略揭示形成圖3A及3B中所示產物之步驟；圖5A及5B揭示圖2之工件設定裝置之一工件固持 器，其中圖5A係截面圖及圖5B係從圖5A之一箭頭VB所視之視圖；圖6A、6B、及6C揭示圖5A及5B之工件固持器之變換型式，其中圖6A係對應於圖5A之變換型式，圖6B係對應於圖6A之一部分VIB之變換型式，及圖6C係對應於圖5A之另一變換型式；圖7及8係流程圖，揭示圖2之工件設定裝置之操作情形；及圖9A、9B、10A、10B、11A、11B、12A、12B、13A、13B、14A、及14B揭示根據圖7及8的流程圖之圖2之工件設定裝置之操作情形。
7‧‧‧工件設定裝置
15‧‧‧下平台
17‧‧‧上平台
19‧‧‧工件固持單元
21‧‧‧真空環境形成單元
23‧‧‧貫穿孔
25‧‧‧工件固持器
29‧‧‧工件固持器平台
31‧‧‧連接構件
33‧‧‧機架
35‧‧‧XYC階級
37‧‧‧XYC床
39‧‧‧下殼體
41‧‧‧上殼體
43‧‧‧照相機
45‧‧‧平台定位單元
63‧‧‧工件載具
W1‧‧‧第一工件
W2‧‧‧第二工件
W3,W5‧‧‧基材
W4‧‧‧凸起
W6‧‧‧未硬化薄膜材料

Claims (8)

  1. 一種工件設定裝置，包含：一第一平台，係供一第一工件設定於其上；一第二平台，其可移向及移離該第一平台且相對於該第一平台而定位；一平台定位單元，其將該第一平台相對於該第二平台而移動及定位在與該第二平台移動方向垂直之方向中；一工件固持單元，其具有複數個工件固持器，各該工件固持器具有一圓筒形主體且備有一面向該第一平台之開孔，該等工件固持器使用真空吸力以固持一第二工件，及其移向及移離該第一平台且相對於該第一平台而定位；及一控制單元，其在該第二平台從該第一平台分離、該等工件固持器定位於該第一與該第二平台之間、該第一工件設定於該第一平台上、及該第二工件由該等工件固持器固持之狀態時，係組態用於控制該第一平台、該第二平台、該工件固持單元、及該平台定位單元，以致使(a)將該等工件固持器移向該第一平台，使得由該等工件固持器固持之該第二工件之一未硬化薄膜材料進而與設定於該第一平台上之該第一工件接觸且該第二工件設定於該第一工件上，(b)將該第二平台移向該第一平台，使得該第一與該第二工件壓制於該第一與該第二平台之間，(c)在實施該第一與該第二工件之壓制達到一預定時間後，將該第二平台從該第一平台移離，使得該第二平台 從該第二工件分離，及(d)將該平台定位單元驅動以輕微振動該第一平台上之該第一及該第二工件，及從該第一平台移離該等工件固持器，使得該等工件固持器從該第二工件移開。
  2. 一種工件設定裝置，包含：一第一平台，係供一第一工件設定於其上；一第二平台，其可移向及移離該第一平台且相對於該第一平台而定位；一平台定位單元，其將該第一平台相對於該第二平台而移動及定位在與該第二平台移動方向垂直之方向中；一工件固持單元，其具有複數個工件固持器，各該工件固持器具有一圓筒形主體及一配置於該主體的一開孔處之黏著劑，各該工件固持器之該黏著劑面向該第一平台，該等工件固持器使用該黏著劑及該黏著劑加上真空吸力的其中之一，以固持一第二工件，及其移向及移離該第一平台且相對於該第一平台而定位；及一控制單元，其在該第二平台從該第一平台分離、該等工件固持器定位於該第一與該第二平台之間、該第一工件設定於該第一平台上、及該第二工件由該等工件固持器固持之狀態時，係組態用於控制該第一平台、該第二平台、該工件固持單元、及該平台定位單元，以致使(a)將該等工件固持器移向該第一平台，使得由該等工件固持器固持之該第二工件之一未硬化薄膜材料進而與設定於該第一平台上之該第一工件接觸且該第二工件設定 於該第一工件上，(b)將該第二平台移向該第一平台，使得該第一與該第二工件壓制於該第一與該第二平台之間，(c)在實施該第一與該第二工件之壓制達到一預定時間後，將該第二平台從該第一平台移離，使得該第二平台從該第二工件分離，及(d)將該平台定位單元驅動以輕微振動該第一平台上之該第一及該第二工件，及從該第一平台移離該等工件固持器，使得該等工件固持器從該第二工件移開。
  3. 如申請專利範圍第2項之工件設定裝置，進一步包含：一真空環境形成器，其在由該等工件固持器固持之該第二工件設定於該第一平台上之該第一工件上時，將該第一及該第二工件放置於一真空環境中，其中在該第二平台從該第一平台分離、該等工件固持器定位於該第一與該第二平台之間、該第一工件設定於該第一平台上、及該第二工件由該等工件固持器固持之狀態中，利用該平台定位單元校正該第一與該第二工件之間之位置誤差，該控制單元係組態為藉由該真空環境形成器形成一真空環境，及在真空環境中將該等工件固持器移向該第一平台，使得該第二工件之未硬化薄膜材料進而與該第一工件接觸且該第二工件設定於該第一工件上。
  4. 如申請專利範圍第1至3項任一項之工件設定裝置，其中： 各該工件固持器係組態以致使加壓空氣供給入該工件固持器之圓筒形主體；及在壓制該第一與該第二工件及將該第二平台從該第二工件分離後，該控制單元係組態為將加壓空氣供給入各該工件固持器之該圓筒形主體，使得該等工件固持器從該第二工件移開。
  5. 一種工件設定方法，包含：將一第一工件設定於一第一平台上；藉由一工件固持器固持一第二工件，該第二工件包括一板狀基材及一配置於該基材的一面上之未硬化薄膜材料，該工件固持器使用真空吸力、黏著劑、及真空吸力加上黏著劑的其中之一，以與該第二工件之另一面結合；藉由將固持該第二工件的該工件固持器移向設定於該第一平台上之該第一工件，而將該第二工件設定於該第一工件上，使得該第二工件之未硬化薄膜材料進而與該第一工件接觸且該第二工件設定於該第一工件上；藉由將一第二平台移向該第二工件，而將該第一及該第二工件壓制於該第一平台與該第二平台之間；將該第二平台從該第二工件移離；及藉由輕微振動該第一平台上之該第一及該第二工件及藉由將該工件固持器從該第一平台移離，而將該工件固持器從該第二工件移開。
  6. 如申請專利範圍第5項之工件設定方法，其中：將該工件固持器從該第二工件移開之步驟包括將加壓 空氣供給入該工件固持器，使得該工件固持器從該第二工件移開。
  7. 如申請專利範圍第5或6項任一項之工件設定方法，進一步包含：在將一第一工件設定於一第一平台上及藉由一工件固持器固持一第二工件後，形一真空環境，及將設定於該第一平台上之該第一工件及由該工件固持器固持之該第二工件放置於該真空環境中，其中：藉由一工件固持器固持一第二工件之步驟使用黏著劑及真空吸力加上黏著劑的其中之一，以固持該第二工件；及將該第二工件設定於該第一工件上之步驟係在維持該真空環境下實施。
  8. 一種工件固持器移開方法，其包含藉由振動一工件及一工件固持器之至少一者，以從該工件移開該工件固持器，該工件使用真空吸力及黏著劑之至少一者而由該工件固持器固持。
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