TW202406669A - 工件吸附裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供即使在搬送如紙或布、樹脂薄膜等薄工件的情形下，亦可將所吸附的工件以短時間且確實地解吸(分離)的工件吸附裝置。 [解決手段]本發明之工件吸附裝置係具備有：可對吸附電極施加電壓而在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體；及介於所吸附的工件與前述靜電吸附體之間，在停止對吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，工件分離體係具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，而且，以該開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃，在吸附工件時由工件側作平面視時，靜電吸附體的吸附電極與工件分離體的格子部不相對。

Description

工件吸附裝置
本發明係關於具備有：在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體、及輔助吸附工件後將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，詳言之，關於將工件由工件吸附面分離的解吸(dechuck)時，可以短時間且確實地將工件由工件吸附面分離的工件吸附裝置者。
對在內部具有吸附電極的靜電吸附體施加電壓而吸附工件，接著，將工件由工件吸附面分離時，時常有發生因殘留電荷而工件無法順利分離(無法解吸)的現象的情形。該等係依工件的種類而發生，尤其在紙或布、樹脂薄膜等軟且薄的工件中較為明顯。
關於如上所示之解吸不良，例如在機械手側安裝靜電吸附體來搬送工件時，會引起在搬送目的端將工件分離時的位置偏移、或直接帶回工件等搬送不良情形。此外，亦考慮在停止電壓施加之後待機至殘留電荷的影響降低為止，藉此防止工件的位置偏移等，惟由工件的吸附至分離為止的週期時間會變長。
因此，已知一種在解吸工件時施加逆電壓的方法(參照例如專利文獻1)。亦即，施加極性與在靜電吸附體吸附工件的靜電吸附時為相反的逆電壓而使殘留電荷減少，藉此可順利地進行工件的分離。
但是，該方法容易受工件影響，應施加的逆電壓依搬送的工件的材質或物性、表面狀態、或周邊環境而改變，因此實際上難以解決上述之搬送不良情形等。
此外，作為使用以帶電刷摩擦而使得帶電的帶電板之例，已知在該帶電板與使工件附著在下面側的附著板之間設置可開閉操作的擋門，將附著在附著板下面的工件分離(使其落下)時，關閉擋門而遮斷帶電板的附著力的方法(參照專利文獻2)。
此外，已知一種搬送裝置，其係使處理對象物(工件)吸附在內部具有電極部的靜電吸附板來進行搬送的搬送裝置，其在靜電吸附板與工件之間設置具有開口部的剝離板，工件吸附時係形成為剝離板密接於靜電吸附板的狀態，工件剝離時(分離時)，剝離板由靜電吸附板背離，藉此可使由靜電吸附板對工件所及的靜電吸附力(工件吸附力)降低(參照專利文獻3)。
該等方法係採用在解吸時遮斷或排除對工件的吸附力的直接手段者。因此，雖有一定程度的效果，但是隨著反覆使用，工件附著在附著板(專利文獻2)或剝離板(專利文獻3)等，仍然對工件的分離造成阻礙。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-330217號公報 [專利文獻2]日本特開昭58-207230號公報 [專利文獻3]日本特開2007-45618號公報
(發明所欲解決之問題)
如上述之例所示，在將靜電吸附體安裝在機械手側來拾取工件、或使其在據點間移動的各種搬送中，若工件的解吸(分離)無法在短時間精度佳地執行，由工件的吸附至分離為止的週期時間變長，使生產性降低。但是，若搬送如紙或布、樹脂薄膜等薄工件，尤其容易受到殘留電荷的影響，因此要消除如上述之搬送不良情形乃極為困難。
因此，本發明人等針對防止因殘留電荷所致之影響的方法精心研究的結果，發現在使工件分離體介於在內部具有吸附電極而吸附工件的靜電吸附體與工件之間，可在吸附工件後輔助工件由靜電吸附體分離的工件吸附裝置中，藉由在使工件吸附時，使工件分離體不作介質極化、或不作靜電感應，可解決如上所述的問題，使本發明完成。
因此，本發明之目的在提供即使在搬送如紙或布、樹脂薄膜等薄工件的情形下，亦可將所吸附的工件以短時間且確實地解吸(分離)的工件吸附裝置。 (解決問題之技術手段)
亦即，本發明之要旨係如下所示。 (1)一種工件吸附裝置，其係具備有：在內部具有吸附電極而藉由施加電壓，使工件吸附力顯現而可在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體；及介於所吸附的工件與前述靜電吸附體之間，在停止對前述吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，其特徵為： 前述工件分離體係具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，而且，以該開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃，在吸附工件時由工件側作平面視時，前述靜電吸附體的吸附電極與前述工件分離體的格子部不相對。 (2)如(1)之工件吸附裝置，其中，以包圍前述靜電吸附體的吸附電極的方式配設前述工件分離體的格子部，在吸附工件時由工件側作平面視時，前述靜電吸附體的吸附電極與前述工件分離體的格子部不相對。 (3)一種工件吸附裝置，其係具備有：在內部具有吸附電極而藉由施加電壓，使工件吸附力顯現而可在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體；及介於所吸附的工件與前述靜電吸附體之間，在停止對前述吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，其特徵為： 前述工件分離體係具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，而且，以該開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃，在前述工件分離體的格子部與前述靜電吸附體的吸附電極之間介有導電性遮蔽構件。 (4)如(3)之工件吸附裝置，其中，前述導電性遮蔽構件被配設在前述靜電吸附體。 (5)一種工件吸附裝置，其係具備有：在內部具有吸附電極而藉由施加電壓，使工件吸附力顯現而可在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體；及介於所吸附的工件與前述靜電吸附體之間，在停止對前述吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，其特徵為： 前述工件分離體係具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，而且，以該開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃，在吸附工件時由工件側作平面視時，前述靜電吸附體的吸附電極與前述工件分離體的格子部不相對，此外，在前述工件分離體的格子部與前述靜電吸附體的吸附電極之間介有導電性遮蔽構件。 (6)如(3)～(5)中任一者之工件吸附裝置，其中，前述導電性遮蔽構件連接於接地。 (發明之效果)
藉由本發明之工件吸附裝置，即使在搬送如紙或布、樹脂薄膜等薄工件的情形下，亦可將所吸附的工件以短時間且確實地解吸(分離)。尤其，在本發明中，使工件吸附時，使工件分離體不作介質極化或不作靜電感應，因此不易受到工件的種類或形狀、或濕度等周邊環境的影響，可實現通用的工件吸附裝置。
以下詳加說明本發明。 本發明係一種工件吸附裝置，其係具備有：在內部具有吸附電極而藉由施加電壓，使工件吸附力顯現而可在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體；及介於所吸附的工件與靜電吸附體之間，在停止對吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，其在對吸附電極施加電壓來吸附工件時，使工件分離體不作介質極化、或不作靜電感應，以儘可能消除停止對吸附電極施加電壓之後的殘留電荷的影響者。
詳言之，工件分離體具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，而且，以該等開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃，對吸附電極施加電壓時，該工件分離體的格子部不作介質極化、或不作靜電感應。如上所示為了使工件分離體的格子部不作介質極化、或不作靜電感應，在本發明中係可具體示出如下所示之實施形態。其中，依構成工件分離體的格子部的材質，分開使用為介質極化、或為靜電感應，總之，在本發明中，為了吸附工件而對吸附電極施加電壓時，在工件分離體的格子部不會發生電荷偏置，使格子部的表面不會發生電荷，而儘可能消除殘留電荷。
首先，以第1實施形態而言，為在吸附工件時由工件側作平面視時，靜電吸附體的吸附電極與工件分離體的格子部不相對的工件吸附裝置。
在此，在吸附工件時由工件側作平面視，係指工件被吸附在靜電吸附體的狀態，亦即，在工件與靜電吸附體之間作用工件吸附力，在工件被吸附在靜電吸附體的同時，在該工件與靜電吸附體之間密接介有工件分離體的狀態下，由工件側作平面視者，表示此時的靜電吸附體的吸附電極與工件分離體的格子部的相對位置關係。亦即，將靜電吸附體的吸附電極與工件分離體的格子部投影在工件吸附面時，該等位於彼此不相重疊的狀態。以如上所示之工件吸附裝置而言，具體而言可列舉：以包圍靜電吸附體的吸附電極的方式配設工件分離體的格子部者。
在圖1中具體示出其一例。在該例中，靜電吸附體1係具備有：由被施加正的電壓的吸附電極4a與被施加負的電壓的吸附電極4b所成的雙極型的吸附電極4。此外，工件分離體5係具有複數個用以使顯現在靜電吸附體1的工件吸附面1a的工件吸附力作用於工件w的開口部6，以該等開口部6大致均一地存在於工件分離體5的面內的方式藉由格子部7予以區劃。
針對該格子部7，在圖1中係藉由框體7a、及在該框體7a內朝縱方向連結的複數連結部7b所形成。其中，連結部7b係沿著吸附電極4a、4b的長度方向者，工件吸附時由工件w側作平面視時，連結部7b係存在於彼此鄰接的吸附電極4a、4b的間隙所對應的位置。此外，框體7a係位於由各吸附電極4a、4b所成之吸附電極4全體的外側。
藉由該等，以包圍靜電吸附體1的吸附電極4的方式配設工件分離體5的格子部7，框體7a與各連結部7b朝工件吸附裝置的厚度方向並不會與靜電吸附體1的吸附電極4相重疊，靜電吸附體1的吸附電極4與工件分離體5的格子部7並不相對。因此，對吸附電極施加電壓時，在吸附電極4(4a、4b)的正上方不存在工件分離體5的格子部7，因此不會有工件分離體5的格子部7作介質極化或作靜電感應的情形，即使反覆工件w的吸附與分離(脫離)來使用，亦不會有殘留電荷蓄積的情形，因此可防止工件w附著在工件分離體5。
接著，以第2實施形態而言，可列舉在工件分離體的格子部與靜電吸附體的吸附電極之間介有導電性遮蔽構件的工件吸附裝置。
在圖2中係具體顯示第2實施形態之一例。該例中的靜電吸附體1係與之前圖1的情形同樣地具備有雙極型的吸附電極4a、4b者。另一方面，工件分離體5係與圖1的情形同樣地具備有開口部6及格子部7者，惟形成格子部7的連結部7b’係在框體7a內朝橫方向連結者，連結部7b’係橫越吸附電極4a、4b。
接著，在該第2實施形態中，對應連結部7b’橫越吸附電極4a、4b的部分，使導電性遮蔽構件8介於該等連結部7b’與吸附電極4a、4b之間。藉此，由於在吸附電極4(4a、4b)的正上方不存在工件分離體5的格子部7，因此對吸附電極4施加電壓時，不會有工件分離體5的格子部7作介質極化或靜電感應的情形，與第1實施形態的情形同樣地，可防止工件w附著在工件分離體5。此外，關於該導電性遮蔽構件8，以配設在靜電吸附體1為佳。在圖2(a)中所示之平面圖中，假設在導電性遮蔽構件8與吸附電極4a(或吸附電極4b)的交界，在工件w發生了殘留電荷，當工件分離體5由靜電吸附體1的工件吸附面1a分離而進行工件w的解吸時，導電性遮蔽構件8殘留在靜電吸附體1側，藉此可防止工件w的殘留電荷作用於工件分離體5而工件附著的情形。將導電性遮蔽構件8設在靜電吸附體1時，亦可配設在靜電吸附體1的工件吸附面1a，亦可埋設在靜電吸附體1的內部。
在本發明中，對吸附電極施加電壓時，為了不會有工件分離體的格子部作介質極化、或作靜電感應的情形，可具體列舉如上所述之第1及第2實施形態，惟該等係可適當變形、或組合。
例如在圖3中顯示第1實施形態與第2實施形態加以組合的第3實施形態之工件吸附裝置。亦即，在該例中，形成工件分離體5的格子部7的連結部7b存在於對應彼此鄰接的吸附電極4a、4b的間隙的位置，此外，框體7a係位於由各吸附電極4a、4b所成的吸附電極4全體的外側，該等係朝工件吸附裝置的厚度方向與靜電吸附體1的吸附電極4不相重疊。此外，朝橫越吸附電極4a、4b的方向而設的連結部7b’係在與吸附電極4a、4b之間介有導電性遮蔽構件8，因此在對吸附電極4施加電壓時，並不會有工件分離體5的格子部7作介質極化、或作靜電感應的情形。
此外，在圖4係顯示相當於第1實施形態的變形例的第4實施形態的工件吸附裝置。在該例中，在支持材9上配設複數(圖4中為4個)個在內部具有吸附電極4(4a、4b)的靜電吸附體1，此外，工件分離體5的格子部7係藉由框體7a；及連同在該框體7a內朝縱方向連結的連結部7b一起相同地朝橫方向連結的連結部7b’所形成。接著，以包圍各靜電吸附體1的吸附電極4(4a、4b)的方式配設有藉由框體7a及連結部7b、7b’所形成的工件分離體5的格子部7，框體7a及連結部7b、7b’係朝工件吸附裝置的厚度方向與各靜電吸附體1的吸附電極4不相重疊，靜電吸附體1的吸附電極4與工件分離體5的格子部7並不相對。
本發明中之工件分離體係如上所述，具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，以該等開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃者。在上述之例中，工件分離體的格子部藉由框體、及在該框體內朝縱方向連結的連結部或朝橫方向連結的連結部所形成，惟亦可例如沒有框體而僅藉由朝縱方向或橫方向交叉的連結部來形成格子部。此外，亦可將連結部交叉的角度形成為90度以外的任意角度而斜向相交，工件分離體的格子部係可按照靜電吸附體中的吸附電極的形狀、或工件或工件吸附面的大小等，適當設計而形成。關於工件分離體的開口部亦同。
此外，形成工件分離體的格子部時，可使用例如樹脂(塑膠)或金屬、木材等各種材料。關於其材質，並無特別限制，亦可將該等組合使用。此外，以如樹脂或金屬等具有一定程度的剛性者形成框體，且在該框體內，除了如導電性纜線的金屬線、或如尼龍線的合成纖維、繩索或紗線、紗條等線材之外，亦可使用樹脂或膠帶等來形成連結部。若顯示若干具體例，亦可如圖5(a)所示，例如在鋁製框體7a以縱橫畫出線徑100μm左右的尼龍線，形成格子部7作為連結部7b、或如圖5(b)所示，準備在厚度50μm左右的PET薄膜設有開口部6的樹脂製的連結部7b，貼合在如上述的框體7a而形成格子部7。
關於該工件分離體，介於所吸附的工件與靜電吸附體之間，而在停止對吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離。詳言之，工件吸附時，如之前的圖1～4所示，工件分離體係密接於靜電吸附體。另一方面，工件解吸時，工件分離體相對地遠離靜電吸附體，來輔助工件的分離(解吸)。此時，亦可例如圖6(a)所示，使用馬達或空氣汽缸等驅動裝置(未圖示)，工件分離體5的全體取一定距離而分離，將工件w由靜電吸附體1的工件吸附面1a分離，亦可如圖6(b)所示，一邊將一部分(一邊)作為軸加以固定，一邊藉由驅動裝置(圖示外)使工件分離體5呈傾斜，而將工件w由工件吸附面1a分離。之後，藉由工件分離體由工件分離而工件的分離即完成。
此外，亦可如圖7所示，工件分離體5被收容在形成在靜電吸附體1的吸附電極4間的間隙(吸附電極4a、4b間的間隙)的溝部10，使工件w與工件吸附面1a相密接。藉此，可防止在靜電吸附體1所顯現的工件吸附力的一部分因工件分離體5而受損(降低)。
此外，關於本發明中之靜電吸附體，若為在其內部具有吸附電極，可對該吸附電極由外部施加電壓而使工件吸附力顯現者即可，可使用例如在上部絕緣層與下部絕緣層之間具備吸附電極，且將上部絕緣層側作為工件吸附面的周知者。其中，以上部絕緣層、下部絕緣層而言，可使用例如樹脂薄膜或陶瓷等來形成。此外，吸附電極係除了銅或鋁等金屬箔之外，可藉由濺鍍法或離子鍍著法等進行成膜、或將金屬材料的熔射或將導電性墨水進行印刷等所形成的金屬層進行蝕刻等而形成為預定的形狀。其中，以可對如紙或布、樹脂薄膜等絕緣性高、且薄片狀的薄工件顯現高工件吸附力的靜電吸附體而言，可適當使用日本再表2020/027246號公報所記載者。
亦即，以上部絕緣層而言，以使用體積電阻率為1×10 10～10 13Ω・cm的樹脂薄膜為佳。若體積電阻率為該範圍，可對如上所述之工件顯現充分的工件吸附力。尤其，若體積電阻率未達1×10 10Ω・cm，對該等工件的吸附力本身會變大，惟有在工件吸附面與工件之間發生漏電流，而對如紙或布般的工件造成某些損傷之虞。
此外，形成上部絕緣層的樹脂薄膜較佳為拉伸彈性率(楊氏模數(Young's modulus))為1MPa以上未達100MPa。詳細原理不確定，但是在本發明中作為吸附對象的工件係以上述者為首，大多為相對較薄且軟者，惟為了可追隨如上所示之工件進行吸附，針對形成上部絕緣層的樹脂薄膜，以將拉伸彈性率(楊氏模數)形成為上述範圍為宜。亦適合在使上部絕緣層彎曲而將工件吸附面形成為彎曲面的情形下。此外，該樹脂薄膜係確保絕緣性或柔軟性、對工件的追隨性，或由耐久性等觀點來看，較佳為其厚度為20～200μm。
以如上所示之樹脂薄膜而言，可列舉例如聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、尼龍、聚丙烯、聚氨酯、軟質聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等，該等亦可為施行了使填料混入等加工者，俾以調整導電性等特性。其中亦為了將體積電阻率或拉伸彈性率形成為如上所述之範圍，較佳為聚氨酯、軟質聚氯乙烯，更佳為軟質聚氯乙烯。
此外，關於下部絕緣層，亦可使用與在上部絕緣層中所說明的樹脂薄膜為相同者、或與其不同的絕緣材料，惟由防止原本透過形成上部絕緣層的樹脂薄膜而應流至與工件之間的電流流至下部絕緣層側的觀點來看，較佳為下部絕緣層係以使用與形成上部絕緣層的樹脂薄膜的體積電阻率相同、或體積電阻率大於其者為佳。此外，由擔保作為靜電吸附體全體的柔軟性的觀點來看，較佳為針對下部絕緣層，亦以具有與形成上部絕緣層的樹脂薄膜為相同程度的拉伸彈性率(楊氏模數)者為佳。此外，針對下部絕緣層的厚度，係基於與上部絕緣層時相同理由，較佳為20～200μm。
關於形成下部絕緣層的絕緣材料，並非為特別限制者，可使用與形成上部絕緣層的樹脂薄膜相同者、或氮化鋁、氧化鋁等陶瓷等。其中亦較佳為與形成上部絕緣層的樹脂薄膜同樣地，可列舉：聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、尼龍、聚丙烯、聚氨酯、軟質聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等，該等亦可為為了調整導電性等特性而施行混入填料等加工者。更佳為與形成上部絕緣層的樹脂薄膜時同樣地，由將體積電阻率或拉伸彈性率形成為預定的值的範圍的觀點來看，以聚氨酯、軟質聚氯乙烯為佳，更佳為軟質聚氯乙烯。
此外，關於吸附電極，一般已知施加極性彼此不同的電壓的雙極型者、或一邊將工件側接地一邊對吸附電極施加電壓的單極型者，在本發明中，係可使用該等任意者，惟在單極型中，如上所述必須將工件側接地，因此較佳為以採用雙極型的吸附電極為佳。關於形成吸附電極的材料係如上所述。此外，關於其厚度，並無特別限制，惟若考慮因靜電吸附體變形所致之破斷之虞、或相反地因過厚而阻礙柔軟性等，吸附電極的厚度以1～20μm為佳。
在此，以雙極型的吸附電極而言，除了例如形成平板狀或半圓狀的一對吸附電極之外，可列舉具有梳齒狀或網目般的圖案的一對吸附電極等，較佳為如圖8所示，以使用一對梳齒狀電極14a、14b的梳齒部分彼此一邊彼此保持一定的間隔，一邊在同一平面相咬合而形成者為佳。藉由如上所示之梳齒狀電極14a、14b來形成雙極型的吸附電極14，藉此在如由紙或布、樹脂薄膜等所成之工件的情形下，亦可顯現較強的工件吸附力。亦即，該等工件由於為絕緣物，因此若將導體或半導體作為吸附對象時，支配性發生的庫侖力變少，惟藉由使用如上所述之一對梳齒狀電極作為吸附電極，可在與絕緣性的工件之間顯現梯度力而得較強的吸附力。
接著，藉由該等上部絕緣層、下部絕緣層、吸附電極而得靜電吸附體時，以吸附電極不露出的方式由上部絕緣層與下部絕緣層夾入。具體而言，亦可例如吸附電極位於上部絕緣層與下部絕緣層之間，藉由進行熱壓接而將該等一體形成，亦可一邊使用接合薄片或接著劑、黏著劑等，一邊將該等一體形成。此時，如上所述，亦可將導電性遮蔽構件8配設在靜電吸附體1。亦可例如在形成工件吸附面1a的上部絕緣層2的預定位置貼合導電性遮蔽構件8、或以複數層形成上部絕緣層2，而使導電性遮蔽構件8介於上部絕緣層2之間，連同吸附電極4、下部絕緣層3一起形成為一體。
此外，對靜電吸附體的吸附電極施加電壓時，並無特別限制，可採用周知方法，例如可透過連接端子或開關等而在吸附電極連接電源裝置。此時，在吸附由如紙或布、樹脂薄膜等薄片狀絕緣物所成的工件方面，較適為以使用可發生直流的高電壓的電源裝置為佳。此外，所發生的電位差係可形成為±100～±5000V左右，亦可視需要，具備可昇壓至預定的電壓的昇壓電路(高電壓發生電路)。其中，亦可按每個由工件吸附至解吸的1週期動作，更換施加至雙極型的吸附電極的電壓的極性。
此外，關於本發明中之工件吸附裝置作為對象的工件，並無特別限制，半導體或導電體自不待言，除了如上所述之紙或布、樹脂薄膜等薄片狀的絕緣物之外，可將纖維束等工件作為吸附對象。此外，關於薄片狀的工件等，亦可一次吸附複數者來處理。以如上所示之絕緣物而言，即使為例如體積電阻率為1×10 12～10 14Ω・cm左右者、或此外厚度為2mm以下薄者，亦可儘可能抑制殘留電荷的影響，因此在本發明中係可使用作為適當工件。尤其，即使為0.005～0.5mm左右的極薄者，亦可進行作為工件的吸附與解吸。 [實施例]
以下根據實施例，更具體說明本發明，惟本發明並非為限制於該等內容。
(實施例1) ＜試驗用靜電吸附體的製作＞ 在本實施例中係進行製作試驗用靜電吸附體，確認各種條件下的表面電位(帶電)的變化的實驗。 首先，取得試驗用靜電吸附體時，準備在厚度25μm的聚醯亞胺薄膜的雙面具備以剝離紙(薄膜間隔件)予以保護之矽氧系黏著劑的薄膜雙面膠帶[股份有限公司寺岡製作所公司製商品名：Kapton(註冊商標)雙面膠帶760H]，且在其單面的矽氧系黏著劑黏貼厚度18μm的銅箔。接著，僅將銅箔部分以切繪機(cutting plotter)(GRAPHTEC股份有限公司製FC2250-180VC)切出，形成由如圖9(a)所示之一對梳齒狀電極24a、24b所成之吸附電極24。此時，梳齒狀電極24a、24b的各梳齒部分的寬度(電極寬度)為8mm，梳齒部分彼此的間隔(間距)為4mm。
接著，對上述薄膜雙面膠帶的另一面的矽氧系黏著劑，將厚度5mm的塑膠板(低發泡聚氯乙烯板)(股份有限公司KINUGAWA公司製商品名：GRAFORM GF-5)作為基底基材(支持材)而相貼合。此外，覆蓋形成在薄膜雙面膠帶的吸附電極24，重疊厚度100μm的軟質聚氯乙烯薄膜而以疊合機(laminator)及滾輪(roller)相貼合。該軟質聚氯乙烯薄膜係體積電阻率為1×10 10Ω・cm，拉伸彈性率(楊氏模數)為20～30MPa。此時的軟質聚氯乙烯薄膜的體積電阻率係藉由雙環電極法(IEC60093、ASTM D257、JIS K6911、JIS K6271)來進行測定。如上所示，如圖9(b)所示，製作在塑膠板(基底基材19)上具有聚醯亞胺薄膜(下部絕緣層13)、梳齒狀電極24a、24b(吸附電極24)、及軟質聚氯乙烯薄膜(上部絕緣層)12的縱100mm×橫125mm的試驗用靜電吸附體。
＜試驗用靜電吸附體的表面電位測定＞ 針對上述所得的試驗用靜電吸附體，對該梳齒狀電極24a、24b由圖示外的電源裝置施加±1500V的電壓，測定抵碰於工件吸附面的軟質聚氯乙烯薄膜的表面電位。在表面電位計係使用春日電機股份有限公司製數位低電位測定器KSD-3000。該表面電位計係在探針的前端配備有表面電位測定區為20mm×20mm的振動型表面電位感測器，以測定基準距離(高度)10mm測定成為對象的試驗用靜電吸附體的工件吸附面的表面電位。
在此，工件吸附面的表面電位係針對梳齒狀電極24a、24b，朝相對梳齒部分的長邊方向呈垂直地橫越的方向以3mm間隔進行測定。詳言之，針對在圖9(a)中以一點鏈線包圍的區域Y之中的4個梳齒部分，在以P 1為始點、以P 15為終點的直線P上，以3mm間隔的測定點進行測定。藉此，負電極的梳齒狀電極24b的梳齒部分與正電極的梳齒狀電極24a的梳齒部分在直線P上交替排列，P 1係相當於梳齒狀電極24b的梳齒部分的電極寬幅的中心。其中，測定時，以一處的測定點測定3次表面電位，且求出其平均值。
接著，沿著上述直線P測定表面電位時，以＜i＞直接測定試驗用靜電吸附體的工件吸附面時、＜ii＞將寬度25mm×長度100mm×厚度20μm的鋁箔配置在工件吸附面來進行測定時、＜iii＞將寬度22mm×長度90mm的聚酯布(假想工件)配置在工件吸附面來進行測定時、及＜iv＞將上述鋁箔配置在工件吸附面，而在其上重疊上述聚酯布作配置來進行測定時的4模式來測定表面電位。將結果示於圖10。其中，配置鋁箔時，係連接於接地。
由圖10的＜i＞的結果，在試驗用靜電吸附體的工件吸附面中，在梳齒狀電極24a、24b的梳齒部分中的寬度方向中心，表面電位成為最高，彼此鄰接的梳齒部分的間隙的中心成為最小(成為零)。此在＜iii＞的聚酯布的表面電位的情形下亦同。相對於此，＜ii＞的情形下，係在模仿導電性遮蔽構件的鋁箔的表面，即使為梳齒狀電極24a、24b的梳齒部分，表面電位亦不會上升而示出大致零。此在＜iv＞配置在鋁箔之上的聚酯布的表面電位亦同。
由該等結果，在彼此鄰接的吸附電極間的間隙、或具有如鋁箔的導電性遮蔽構件的場所，即使對吸附電極施加電壓時，表面電位亦不會上升，因此可謂為在如上所示之位置，可防止工件或工件分離體的帶電。
(實施例2) 在本實施例中，將在之前的實施例1中配置在工件吸附面的鋁箔埋設在靜電吸附體的內部來製作試驗用靜電吸附體。亦即，在實施例1中所準備的試驗用靜電吸附體的軟質聚氯乙烯薄膜之上，配置寬度25mm×長度100mm×厚度20μm的鋁箔，此外，重疊與實施例1中所使用者相同的厚度100μm的軟質聚氯乙烯薄膜而以疊合機及滾輪相貼合。此時，鋁箔係配置在相對梳齒狀電極24a、24b中的梳齒部分的長邊方向呈垂直地橫越的方向。如上所示，製作在形成上部絕緣層的2枚軟質聚氯乙烯薄膜之間，具備有相當於導電性遮蔽構件的上述鋁箔的試驗用靜電吸附體。其中，關於該鋁箔，亦連接接地。
針對如上所示所得的試驗用靜電吸附體，在區域Y包含具有上述鋁箔的部分，與實施例1同樣地測定表面電位。此時，沿著直線P測定表面電位時，在＜v＞測定在未具有鋁箔的部分的工件吸附面時、及＜vi＞測定具有鋁箔的部分的工件吸附面時的2個測定表面電位。將結果示於圖11。
由圖11可知，在＜v＞中，在梳齒狀電極24a、24b的梳齒部分的寬度方向中心，表面電位成為最高，彼此鄰接的梳齒部分的間隙的中心成為最小，相對於此，在＜vi＞中，即使在梳齒狀電極24a、24b的梳齒部分，表面電位亦未提高而保持接近大致零的值，示出與實施例1同樣的結果。
以上，藉由本發明之工件吸附裝置，在吸附工件時，可防止工件分離體的介質極化或靜電感應，因此可將所吸附的工件以短時間且確實地進行解吸(分離)。尤其，在本發明中，可儘可能消除在工件或工件分離體的殘留電荷的影響，因此即使在搬送如紙或布、樹脂薄膜等薄工件的場面下，亦可適當使用，此外，不易受到工件的種類或形狀、或濕度等周邊環境的影響，可實現通用的工件吸附裝置。
1:靜電吸附體 1a:工件吸附面 2,12:上部絕緣層 3,13:下部絕緣層 4:吸附電極 4a,4b,14a,14b,24a,24b:(雙極型的)吸附電極 5:工件分離體 6:開口部 7:格子部 7a:框體 7b,7b’:連結部 8:導電性遮蔽構件 9,19:支持材 10:溝部 Y:區域 w:工件
[圖1]係用以說明本發明中之工件吸附裝置之一例的圖，(a)係表示平面圖，(b)係表示(a)中的X-X’剖面圖。 [圖2]係用以說明本發明中之工件吸附裝置之其他一例的圖，(a)係表示平面圖，(b)係表示(a)中的X-X’剖面圖。 [圖3]係用以說明本發明中之工件吸附裝置之其他一例的圖，(a)係表示平面圖，(b)係表示(a)中的X-X’剖面圖。 [圖4]係用以說明本發明中之工件吸附裝置之其他一例的圖，(a)係表示平面圖，(b)係表示(a)中的X-X’剖面圖。 [圖5](a)、(b)係用以顯示工件分離體的格子部之例的平面圖。 [圖6](a)、(b)係用以說明工件吸附裝置中的工件分離體的動作的剖面圖。 [圖7]係顯示工件吸附裝置中的工件分離體的設置狀態之一例的剖面圖。 [圖8]係顯示工件吸附裝置的靜電吸附體中的吸附電極之一例的平面圖。 [圖9]係用以說明在實施例1中所使用的試驗用靜電吸附體的圖，(a)係用以說明由梳齒狀電極24a、24b所成的吸附電極24的平面圖，(b)係表示(a)中的X-X’剖面圖。 [圖10]係顯示測定出在實施例1的試驗用靜電吸附體的表面電位的結果者。 [圖11]係顯示測定出在實施例2的試驗用靜電吸附體的表面電位的結果者。
1:靜電吸附體
1a:工件吸附面
2:上部絕緣層
3:下部絕緣層
4a,4b:(雙極型的)吸附電極
5:工件分離體
6:開口部
7a:框體
7b:連結部
w:工件

Claims (6)

  1. 一種工件吸附裝置，其係具備有：在內部具有吸附電極而藉由施加電壓，使工件吸附力顯現而可在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體；及介於所吸附的工件與前述靜電吸附體之間，在停止對前述吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，其特徵為： 前述工件分離體係具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，而且，以該開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃，在吸附工件時由工件側作平面視時，前述靜電吸附體的吸附電極與前述工件分離體的格子部不相對。
  2. 如請求項1之工件吸附裝置，其中，以包圍前述靜電吸附體的吸附電極的方式配設前述工件分離體的格子部，在吸附工件時由工件側作平面視時，前述靜電吸附體的吸附電極與前述工件分離體的格子部不相對。
  3. 一種工件吸附裝置，其係具備有：在內部具有吸附電極而藉由施加電壓，使工件吸附力顯現而可在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體；及介於所吸附的工件與前述靜電吸附體之間，在停止對前述吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，其特徵為： 前述工件分離體係具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，而且，以該開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃，在前述工件分離體的格子部與前述靜電吸附體的吸附電極之間介有導電性遮蔽構件。
  4. 如請求項3之工件吸附裝置，其中，前述導電性遮蔽構件被配設在前述靜電吸附體。
  5. 一種工件吸附裝置，其係具備有：在內部具有吸附電極而藉由施加電壓，使工件吸附力顯現而可在工件吸附面吸附工件的靜電吸附體；及介於所吸附的工件與前述靜電吸附體之間，在停止對前述吸附電極施加電壓之後，輔助將工件由工件吸附面分離的工件分離體的工件吸附裝置，其特徵為： 前述工件分離體係具有複數個用以使顯現在工件吸附面的工件吸附力作用於工件側的開口部，而且，以該開口部大致均一地存在於工件分離體的面內的方式藉由格子部予以區劃，在吸附工件時由工件側作平面視時，前述靜電吸附體的吸附電極與前述工件分離體的格子部不相對，此外，在前述工件分離體的格子部與前述靜電吸附體的吸附電極之間介有導電性遮蔽構件。
  6. 如請求項3至5中任一項之工件吸附裝置，其中，前述導電性遮蔽構件連接於接地。
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