TW201731006A - 搬運用板及使用其的搬運裝置、搬運方法 - Google Patents

Abstract

提供一種搬運用板及使用其的搬運裝置、搬運方法，藉由搬運用板的吸附力或是浮上力，將被載置在搬運面的一部分的搬運物確實地吸附固定，或是可以浮上地非接觸搬運。此搬運用板(2)，是由藉由多數的氣孔連通的多孔性基板所構成，藉由將前述搬運用板(2)的背面側減壓或是加壓，使被載置在該搬運用板(2)的表面側的搬運物(W)吸附或是浮上，並滿足將前述搬運用板(2)的表面覆蓋的搬運物的面積率(α)、及氣導性比(β)的關係式。

Description

搬運用板及使用其的搬運裝置、搬運方法

本發明，是有關於將晶圓或聚合膜等的搬運物吸附地固定，或是使用浮上地非接觸搬運的一種搬運用板及其的搬運裝置、搬運方法。具體而言有關於，藉由將搬運用板的背面側由真空泵減壓或是由壓縮機加壓，即使搬運面的一部分未由搬運物覆蓋情況，也可透過多數的氣孔將被載置在多孔性基板的表面上的搬運物吸附固定，或是可以浮上地非接觸搬運的一種搬運用板及使用其的搬運裝置、搬運方法。進一步有關於，將被吸附搬運的搬運物從吸盤分開的情況，具有將壓縮機作動使浮上的機構，防止此時發生的靜電(剝離帶電)的方法。

對於將晶圓或聚合膜等的搬運物吸附固定的搬運用板的表面將背面側由真空泵減壓，透過與表面及背面連通的氣孔來吸引保持作業對象的搬運物的真空挾盤中，有必要對於表面側的大氣壓將背面側的內壓保持於接近真空的壓力。這種真空挾盤，是搬運物未將搬運面也就是表面整體覆蓋的話，氣孔的一部分會朝表面開口，外氣 會通過氣孔流入，表面側及背面側的差壓因為不充分，所以無法獲得規定的吸附力。

習知的真空挾盤，已知是將與表面側及背面側連通的多數的氣孔作成小徑，使氣孔整體的氣導性下降的真空挾盤(例如專利文獻1、專利文獻2參照)。

依據此習知的真空挾盤的話，一部分的氣孔即使未覆蓋在搬運物而使表面開口，通過氣孔從表面流動至背面側的流量也會被限制，可以將表面側及背面側的差壓保持一定，即使被載置在表面的一部分的搬運物也可以由規定的吸附力被定位保持在表面上。

〔習知技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本實公昭43-16175號公報

〔專利文獻2〕日本專利第2693720號公報

但是在前述的真空挾盤中，只是著眼於將多數的氣孔作成小徑使真空挾盤的氣導性下降使內壓保持一定者，但是將搬運物吸附的規定的吸附力，是無法從只有將氣導性下降中獲得。即，搬運物，是由將氣孔的開口覆蓋的底面的垂直方向，藉由朝搬運物的下方(從表面至背面方向)作動的大氣壓及朝上方(從背面至表面方向)作 動的內壓的差壓而被吸附在多孔性基板的表面側者，其吸附力，是對於搬運物覆蓋的氣孔的開口的總面積將差壓乘算而獲得。

因此，只是為了將真空挾盤整體的氣導性下降而將氣孔作成小徑，只有將氣孔密度下降的話，因為搬運物覆蓋的氣孔的開口的總面積也減少，所以具有在真空挾盤無法獲得規定的吸附力的課題。

且如此，真空挾盤是藉由外壓及內壓的差而將搬運物吸附，但是發明人等發現，藉由將外壓及內壓逆轉就可將搬運物浮上。習知的搬運用板無法同時吸附及浮上。

進一步，有必要防止發生於由真空挾盤將搬運物固定、脫離時所產生的靜電。

本發明，是考慮這種習知的問題點，其目的為提供一種搬運用板及使用其的搬運裝置、搬運方法，藉由搬運用板的吸附力或是浮上力，將被載置在搬運面的一部分的搬運物確實地吸附固定，或是可以浮上地非接觸搬運，進一步可以消解將搬運物吸附搬運的情況時的靜電帶電現象。

為了達成上述的目的，本發明的搬運用板，是將搬運物吸附固定，或是浮上地非接觸搬運的搬運用板，由藉由多數的氣孔連通的多孔性基板所構成，藉由將前述多孔性基板的背面側減壓或是加壓，使被載置在該多 孔性基板的表面側的搬運物吸附或是浮上，且將前述多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α、及氣導性β的關係，是滿足下述(a)式。

(1-α)×β<[(｜P1-P3｜/PW)-1]‧‧‧(a)在此，α=S1/S0

β=k×d²×η/t

k：常數

d：氣孔徑

η：氣孔率

t：多孔性基板的厚度

S1：搬運物的面積(搬運物朝多孔性基板的投影面積，以下相同)

S0：多孔性基板的面積(多孔性基板的投影面積，以下相同)

PW：搬運物的重量的壓力換算值

P1：外壓

P3：真空泵壓或是壓縮機壓

在本發明中，將搬運用板也就是多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α、及氣導性β的關係，是藉由滿足(a)式，就可以藉由搬運用板的吸附力或是浮上力，將被載置在搬運面的一部分的搬運物確實地吸附固定，或是浮上地非接觸搬運。

在(a)式中，1-α，是顯示搬運用板表面的 開口程度，1-α愈小的話，吸附力或是浮上力愈大。

且在(a)式中，β是顯示具有氣孔的搬運用板的空氣的流動容易度的指標也就是氣導性，通常的陶瓷的情況，一般論是β愈小的話，吸附力或是浮上力愈大，β是在零時，因為吸附及浮上皆不可能，所以在其附近存在最適值。

此1-α及β的積，是將搬運物的重量的壓力換算值設成PW時，比[(｜P1-P3｜/PW)-1]小的話，就可以藉由搬運用板的吸附力或是浮上力，將被載置在搬運面的一部分的搬運物確實地吸附固定，或是浮上地非接觸搬運。

且對於本發明的上述構成，前述搬運用板的形狀，是平板狀、圓筒狀或是U字狀較佳。

前述搬運用板的形狀，是平板狀的話，適合的搬運物是如晶圓的具有厚度的搬運物，且，圓筒狀或是U字狀的話，適合的搬運物是如聚合膜的捲成滾子狀的物品。

且對於本發明的上述構成，前述氣孔率η：20~60%、氣孔徑d：0.5~10μm、多孔性基板的厚度t：2~20mm較佳。

本發明的搬運用板，可以是藉由陶瓷燒結而形成的氣孔率η：20~60%的多孔性基板，氣孔率未滿20%的話，因為氣孔的一部分會閉塞，就會發生表背面不連通的部分，所以無法獲得穩定的吸附力或是浮上力。且，氣孔率是超過60%的話，空隙增加使強度劣化，而有可能破損。

且前述氣導性β，是與氣孔徑d的2次方成正比例。因此，藉由將氣孔徑d作成0.5~10μm的微小徑，就可以有效率地將搬運用板的氣導性β設成最適值。

進一步，前述氣導性β，是與多孔性基板的厚度t成反比例。因此，藉由將多孔性基板的厚度t設成2~20mm的厚度，就可以減小搬運用板的氣導性β。

且對於本發明的上述構成，前述搬運用板未被側面密封也可以。

習知的搬運用板，側面密封是必須，但是本發明的搬運用板，是藉由滿足(a)式，因為搬運用板的氣導性β小且空氣的流動的阻力大，所以即使未進行將板的側面密封的側面密封，也可以將被載置在搬運面的一部分的搬運物確實地吸附固定，或是浮上地非接觸搬運。其結果，成本可下降及過程可省略。

且對於本發明的上述構成，前述多孔性基板是包含金屬或是陶瓷，體積電阻率是10的10次方Ω‧m以下也可以。

藉由使用包含金屬或是陶瓷，體積電阻率是10的10次方Ω‧m以下的搬運用板將搬運物吸附搬運，將搬運物從搬運用板分開時，就可以將搬運物浮上且使分開。

且藉由使用這種搬運用板，將搬運物從搬運用板分開時，可以防止靜電帶電現象。

依據本發明的話，可以藉由搬運用板的吸附力或是浮上力，將被載置在搬運面的一部分的搬運物確實地吸附固定，或是浮上地非接觸搬運。

進一步，利用吸附力搬運時，將搬運物從搬運用板分開時，可以將搬運物浮上且防止靜電帶電現象發生，可以安全地將搬運物分開。

P1‧‧‧外壓

P2‧‧‧內壓

P3‧‧‧真空泵壓或是壓縮機壓

PW‧‧‧搬運物的重量的壓力換算值

W‧‧‧搬運物

α‧‧‧面積率

β‧‧‧氣導性比

1‧‧‧搬運裝置

2‧‧‧搬運用板

3‧‧‧加壓室

4‧‧‧搬運裝置本體

5‧‧‧壓縮機

6‧‧‧流量計

〔第1圖〕顯示本發明的第1實施例的搬運用板的概略構成圖。

〔第2圖〕顯示本發明的第2實施例的搬運用板的立體圖。

〔第3圖〕顯示本發明中的氣導性β及搬運用板的表背面的差壓△P的關係的圖。

〔第4圖〕顯示本發明中的搬運物的面積率α及氣導性β的關係的圖。

〔第5圖〕顯示本發明中的搬運物的面積率α及氣導性β的關係的圖。

〔第6圖〕顯示本發明中的搬運物的面積率α及搬運用板的表背面的差壓△P的關係的圖。

以下，將本發明的第1實施例的搬運用板使 用第1圖說明。如第1圖所示，搬運裝置1，是具備：將搬運物W吸附保持於其表面的搬運用板2、及在搬運用板2的背面側形成減壓室或是加壓室3的搬運裝置本體4、及檢出從減壓室或是加壓室3排氣或是給氣的真空泵或是壓縮機5的每單位時間的流量的流量計6。

如第1圖所示，將搬運物W載置在內壓成為P2的搬運用板2的話，在被搬運物W覆蓋的氣孔的開口中，搬運物W，是受到在被搬運物W覆蓋的全部的氣孔的開口面積的總和將差壓△P乘算的吸附力或是浮上力F，即在垂直方向受到大氣壓P1及內壓P2的差壓△P而被吸附或是浮上。

搬運用板2，是例如由一邊為60cm的正方形狀的多孔質陶瓷基板所形成，在本實施例中，直徑為0.5~10μm的氣孔是密接地形成，氣孔率η是成為20~60%的搬運用板2。在此，氣孔率η，是使與背面側連通的氣孔在搬運用板2的平面由等密度形成者，對於搬運用板2表面的單位面積在單位面積內開口的氣孔的總開口面積的比率。使用陶瓷燒結技術的話，在直徑是0.5~10μm的範圍，可以形成氣孔率η為20~60%的範圍的多孔質陶瓷基板。

從如此構成的搬運裝置1的減壓室或是加壓室3由真空泵壓或是壓縮機壓P3的真空泵或是壓縮機5減壓或是加壓時的減壓室或是加壓室3內的壓力(以下稱為內壓)被設成P2時的流量Q，是由下述(b)式表示。

Q=C1×(P1-P2)=C2×(P2-P3)‧‧‧(b)在此，Q：流量

C1：P1-P2間的氣導性

C2：P2-P3間的氣導性

P1：外壓

P2：內壓

P3：真空泵壓或是壓縮機壓

將上述(b)式變形的話成為下述(c)式。

△P=(P1-P2)=(P1-P3)/(1+C1/C2)‧‧‧(c)

上述(c)式中的C1/C2，因為是相當於除算了將多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α的部分的氣導性β×(1-α)，所以將其置換的話成為下述(d)式。

△P=(P1-P2)=(P1-P3)/[1+β×(1-α)]‧‧‧(d)在此，β=k×d²×η/t

k：常數

d：氣孔直徑

η：氣孔率

t：多孔性基板的厚度

在此，將外壓P1及內壓P2的差設成△P的話可獲得下述(e)式。

△P=(P1-P3)/[1+β(1-α)]‧‧‧(e)

在此，因為即使顛倒也不會落下的方式將搬運物吸附，或是非顛倒的情況時使浮上，所以差壓△P有必要比搬運物的重量的壓力換算值PW更大。在此，PW=(W/S1)

PW：搬運物的重量的壓力換算值

W：搬運物的重量

S1：搬運物的面積

因此，可獲得下述(f)式。

△P=(P1-P3)/[1+β(1-α)]>PW‧‧‧(f)(吸附的情況)

△P=(P3-P1)/[1+β(1-α)]>PW‧‧‧(g)(浮上的情況)

藉由將此(f)(g)式變形，可獲得下述(h)(i)式。

β×(1-α)<[((P1-P3)/PW)-1]‧‧‧(h)

β×(1-α)<[((P3-P1)/PW)-1]‧‧‧(i)

由此獲得本發明的條件(a)。

β×(1-α)<[(｜P1-P3｜/PW)-1]‧‧‧(a)

選用將滿足此(a)式的多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α、及氣導性β的搬運用板2的話，無關於搬運物W的大小，即使未將搬運用板2的側面密封，仍可以成為具有可確實地相當搬運物的重力以上的吸附力或是浮上力的搬運用板2。

第2圖，是顯示本發明的第2實施例的搬運 用板的圖。

在此實施例中，搬運物W為聚合膜，搬運用板2的形狀是圓筒形。

如第2圖所示，藉由將搬運用板2的形狀形成圓筒形，將薄的薄膜捲附在搬運用板2並吸附固定且使旋轉，就可以由任意的角度的位置浮上解放地搬運。

第3圖，是顯示本發明中的氣導性比β及多孔性基板的表背面的差壓△P的關係的圖。

如第3圖所示，將多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α變大，氣導性β愈小的話差壓△P愈大。

第4圖，是顯示本發明中的△P為0.3atm的情況的搬運物的面積率α及氣導性比β的關係的圖。

如第4圖所示，將多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α愈大的話氣導性比β愈大。

第5圖，是顯示本發明中的△P為0.1~0.5atm的情況的搬運物的面積率α及氣導性比β的關係的圖。

如第5圖所示，將多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α變大時，△P愈小的話氣導性比β愈大。

第6圖，是顯示本發明中的氣導性比β為1~50的情況的搬運物的面積率α及搬運用板的表背面的差壓△P的關係的圖。

如第6圖所示，將多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α變大，氣導性比β愈小的話差壓△P愈大。

〔實施例〕

對於第1圖所示的本發明的搬運用板2由下述的條件實施的結果如表1所示。此表1的判別欄，是吸附或是浮向上良好的情況為○，不良的情況為×。

<實施條件>

板形狀：平板狀及圓筒狀

面積率α：0.0~0.656(-)

氣導性比β：0.83~16680(-)

常數k：0.1491~44.48

氣孔直徑d：0.5~50(μm)

氣孔率η：25~60(-)

多孔性基板的厚度t：2~10(mm)

搬運物的面積S1：S0×α(mm²)

多孔性基板的面積S0：400(20mm×20mm)(mm²)

搬運物的重量的壓力換算值PW：0.1(atm)

多孔性基板的材質：氧化鋁‧二氧化矽系陶瓷

多孔性基板的體積電阻率：10³~10⁷(Ω‧m)

選用滿足本發明的(a)式的將多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α、及氣導性比β的搬運用板2的話，無關於搬運物W的大小，具有可確實地獲得相當於搬運物的重力以上的吸附力或是浮上力的搬運裝置1。

且將搬運物從搬運用板分開時，可以將搬運物浮上且使分開，可以防止靜電帶電現象。

藉由以上，可確認本發明的效果。

〔產業上的可利用性〕

本發明，是適合於半導體、液晶、印刷電路基板等的製造裝置、和在印刷機的作業過程等中不變更搬運用板地將各種的大小的工件保持的情況。且，在搬運物的取下過程，可防止靜電帶電現象地安全取下。

P1‧‧‧外壓

P2‧‧‧內壓

P3‧‧‧真空泵壓或是壓縮機壓

W‧‧‧搬運物

1‧‧‧搬運裝置

2‧‧‧搬運用板

3‧‧‧加壓室

4‧‧‧搬運裝置本體

5‧‧‧壓縮機

6‧‧‧流量計

Claims (8)

1. 一種搬運用板，是將搬運物吸附固定，或是浮上地非接觸搬運的搬運用板，由藉由多數的氣孔連通的多孔性基板所構成，藉由將前述多孔性基板的背面側減壓或是加壓，使被載置在該多孔性基板的表面側的搬運物吸附或是浮上，將前述多孔性基板的表面覆蓋的搬運物的面積率α、及氣導性比β的關係，是滿足下述(a)式；(1-α)×β<[(｜P1-P3｜/PW)-1]‧‧‧(a)在此，α=S1/S0 β=k×d²×η/t k：常數d：氣孔徑η：氣孔率t：多孔性基板的厚度S1：搬運物的面積S0：多孔性基板的面積P1：外壓P3：真空泵壓或是壓縮機壓PW：搬運物的重量的壓力換算值。
2. 如申請專利範圍第1項的搬運用板，其中，前述多孔性基板的形狀，是平板狀、圓筒狀或是U字 狀。
3. 如申請專利範圍第1或2項的搬運用板，其中，前述氣孔率η：20~60%，氣孔徑d：0.5~10μm、多孔性基板的厚度t：2~20mm。
4. 如申請專利範圍第1或2項的搬運用板，其中，前述搬運用板未被側面密封。
5. 如申請專利範圍第1或2項的搬運用板，其中，前述多孔性基板是包含金屬或是陶瓷，體積電阻率是10的10次方Ω‧m以下。
6. 一種搬運裝置，其特徵為：具有如申請專利範圍第1至5項中任一項的搬運用板。
7. 一種搬運方法，是使用如申請專利範圍第5項的搬運用板將搬運物吸附搬運的搬運方法，其特徵為：將搬運物從搬運用板分開時，將搬運物浮上且使分開。
8. 一種搬運方法，是使用如申請專利範圍第5項的搬運用板的搬運方法，其特徵為：將搬運物從搬運用板分開時，可以防止靜電帶電現象。