TWI394706B - 用以定位大薄基材於支撐桌上之真空抓持系統 - Google Patents

Description

用以定位大薄基材於支撐桌上之真空抓持系統

本發明大體上是關於大基材的處理。特別是，本發明是關於平面顯示器產業之玻璃面板的操作方法與設備。舉例來說，本發明可於製造與測試時，抓持、拉平及標定玻璃面板。但可理解的是，本發明具有更廣的應用範圍。

平面顯示器產業所採用的大薄玻璃基材通常為藉由浮動在裝有空氣噴嘴陣列的加壓空氣桌(含或不含真空預載基材)上來搬運。基材和空氣桌間的空氣墊可使操作變得簡單，且可在進行操作時保護基材；然在操作的過程中，空氣墊無法避免因機器或機械搬運不良所造成的震動影響。一般而言，將空氣桌設於極度堅硬且具昂貴之精密零件與裝置的機器結構可減少震動。玻璃的自動化操作通常是使用數個抓持裝置，其各包括一堅硬的真空墊以在測試期間拉平(squaring)、對準、標定玻璃、及將玻璃從一站傳送到另一站的同時撐托基材。在這些操作過程中，玻璃必須固定漂浮在空氣桌上方一段很小的間距(約200微米)。因此在整個操作過程中，用來抓持基材的抓持裝置亦必須維持在空氣桌上方相同的間隙距離。否則，抓持裝置會沿著空氣桌表面拖行玻璃，以致傷害玻璃與機器。

習知的抓持裝置墊為固定於彈簧片上，以保持玻璃基材浮動在空氣桌上方。然拉平基材需要些微轉動基材，而傳統具彈簧片的抓持裝置墊卻不能任意旋轉。故使用傳統抓持裝置時，需先將基材傳遞至旋轉杯來進行拉平/對準後，再將基材傳回具彈簧片的抓持裝置來進行玻璃的運送(標定)。傳統抓持裝置的缺點之一為彈簧片太過剛硬，導致抓持裝置容易鬆脫而使玻璃沿著空氣桌拖行。

因此，習知非旋轉的抓持裝置尚需傳遞步驟，且當旋轉(拉平)玻璃時，玻璃必須撐托在空氣桌上方，然後才將玻璃傳回抓持裝置供X－Y方向運送。這些傳遞步驟會影響機器的操作週期及定位的正確性。

根據本發明，提出處理大基材的相關技術。特別是，本發明是關於操作平面顯示器產業之玻璃面板的方法與設備。舉例來說，本發明可於製造與測試時抓持、拉平及標定玻璃面板。但可理解的是，本發明應具有更廣的應用範圍。

根據本發明一實施例，提出一種操作基材的方法。方法包括利用一固定於第一機動平臺的主要真空抓持裝置來抓持基材的下表面。主要真空抓持裝置為繞著Z軸旋轉。方法還包括利用一固定於第二機動平臺的從屬真空抓持裝置來抓持基材的下表面。從屬真空抓持裝置亦繞著Z軸旋轉。方法更包括以第一方向啟動第二機動平臺，使從屬真空抓持裝置同時沿著第一方向與第二方向側向移動，並使主要真空抓持裝置繞著Z軸旋轉。

根據本發明另一實施例，提出一種操作基材位置的設備。設備包括一支撐構件、及複數個支撐桿，耦接支撐構件並排成平行的支撐桿行列。設備還包括一第一X－Y桌，耦接支撐構件且在馬達控制下沿著X－Y平面的Y方向移動、以及一第二X－Y桌，耦接支撐構件且在馬達控制下沿著X－Y平面的Y方向與X方向移動。設備更包括一第一真空抓持裝置，耦接第一X－Y桌且可沿著Z方向控制。第一真空抓持裝置為繞著Z軸旋轉。再者，設備包括一第二真空抓持裝置，耦接第二X－Y桌且可沿著Z方向控制。第二真空抓持裝置亦繞著Z軸旋轉。

根據本發明又一實施例，提出一種用於基材定位操作的真空抓持裝置。真空抓持裝置包括一真空墊，用以接觸基材、以及一軸桿，連接真空墊。軸桿接近真空墊的部份具有第一直徑，而軸桿連接真空墊的末端部分具有第二直徑。真空抓持裝置還包括一第一空氣軸承，圍繞軸桿接近真空墊的部份、一第二空氣軸承，圍繞軸桿連接真空墊的末端部分、以及一空氣源，連通第一空氣軸承與第二空氣軸承。真空抓持裝置更包括一排放口，連通第一空氣軸承與第二空氣軸承、一閥門，連通排放口、以及一第一流動限制器，連通閥門。

根據本發明再一實施例，提出一種基材定位操作用之真空抓持裝置的調動方法。真空抓持裝置包括一真空墊，用以接觸基材、以及一軸桿，連接真空墊。方法包括接收第一輸入口的氣體，其中第一輸入口連通第一空氣軸承，而第一空氣軸承圍繞軸桿接近真空墊的部份、以及接收第二輸入口的氣體，其中第二輸入口連通第二空氣軸承，而第二空氣軸承圍繞軸桿連接真空墊的末端部分。方法還包括透過第一空氣軸承與第二空氣軸承來排入氣體至第一空氣軸承與第二空氣軸承間的空間、以及透過連通此空間的出口將氣體排出於外。方法更包括啟動一閥門，以於空間中建立壓差，藉以調動真空抓持裝置。

相較於傳統技術，本發明具有許多優點。例如，本發明一實施例提出一種使用定力氣動裝置及空氣軸承系統的抓持裝置，其包括可順著基材與空氣桌間的間隙高度變化惰性真空墊。另外，真空墊為可旋轉的。在一些實施例中，採用一對抓持裝置的系統可抓住玻璃基材，並側向移動及旋轉基材。如此，系統操作員可進行拉平、對準、定位操作基材等，而不需先鬆開、再重新抓持基材。本發明實施例不但可減少機器結構的剛硬性與成本，還可簡化原本複雜且精密的對準步驟。不同的實施例具有一或多個上述特點。這些或其他優點將詳述於下。

本發明之上述與其他目的、特徵和優點在配合下述說明及所附圖式後，將變得更明顯易懂。

根據本發明，提出處理大基材的相關技術。特別是，本發明是關於操作平面顯示器產業之玻璃面板的方法與設備。舉例來說，本發明可於製造與測試時，抓持(gripping)、拉平(squaring)及標定(indexing)玻璃面板。但可理解的是，本發明應具有更廣的應用範圍。

第9A及9B圖分別為本發明一實施例之基材定位系統的剖面及上視示意圖。參照第9A及9B圖，設有花崗岩桌906的工具結構905是用來機械支撐基材定位系統的數個元件，其在一些實施例中為用來進行檢測及/或修復。複數個欄杆912為平行固定於工具結構905與花崗岩桌906上，以構成內送空氣桌950與外送空氣桌952。進行一般操作時，玻璃面板940為裝載到內送空氣桌950、經起重架934上的感測器932處理後、再卸載到外送空氣桌952上。如第9A及9B圖所示，玻璃面板940為放置在內送空氣桌950上。

如第9B圖所示，當提供空間給複數個主要真空抓持裝置910和從屬真空抓持裝置911時，支撐桿或構成內送空氣桌950與外送空氣桌952之欄杆912的周律通常為一致的。第一組真空抓持裝置位於內送空氣桌，而另一組真空抓持裝置則位於外送空氣桌。在一些實施例中，主要真空抓持裝置910和從屬真空抓持裝置911沿著Z方向越過相鄰的欄杆912，並接觸內送空氣桌950或外送空氣桌952上的玻璃面板940。主要及從屬真空抓持裝置亦可朝X方向與Y方向移動。

在操作的過程中，當感測器/偵測器於X方向上來回穿梭時，支撐玻璃面板的抓持裝置為沿Y方向於支撐桿或欄杆上方移動。當玻璃約行進一半距離時，外送桌上的抓持裝置抓住玻璃且控制內送抓持裝置的動作。利用這些抓持裝置可對準、拉平、及標定基材，此將進一步詳述於後。

第1圖為本發明一實施例之真空抓持裝置的剖面圖。參照第1圖，真空抓持裝置包括真空墊1，連接至中空軸桿2，中空軸桿2被多孔性空氣軸承3緊緊夾住。壓縮空氣由入口10進入並分散至反應室11。空氣經過軸承3的多孔性結構後而達中空軸桿2，藉以提供堅硬、含空氣的支撐物。墊與軸桿的組件可繞著軸承轉動及垂直移動。真空墊的垂直移動受控於氣體促動器4，其某種程度上包括位在平滑之玻璃管7內的低磨擦力石墨活塞6。經由入口5加壓空氣後，空氣將向上推動活塞。活塞的外徑與玻璃孔的內徑大小為可使加壓空氣溢出且形成含空氣之表面，以降低活塞與孔間的摩擦力。連接活塞和中空軸桿2的連接桿8兩端具有球狀接點，以降低因氣體促動器4與空氣軸承3未對準時所造成的影響。依此排列方式，真空墊可平順地垂直移動，且利用施加至促動器的壓力可精準控制上舉力量。真空墊的真空為透過入口9提供。

第2圖為氣動控制如第1圖之真空抓持裝置的方塊示意圖。若真空墊1向上移動且嚙合玻璃，用於真空密封的真空墊1在抽真空之前，將使用較大的力量來避免玻璃下垂，並以篷形先稍微蓋住真空墊邊緣後，才開始進行真空密封。一般而言，真空墊的邊緣會些微凸起，以得到更好的真空密封效果。

一旦真空墊嚙合住玻璃基材，促動器內的壓力將降低以抵消墊與軸桿之組件的重量。二電螺線管13為串聯連接且提供三種壓力設定給入口5，即：排氣設定14，用以抽出壓力至大氣並使真空墊脫離與落下；高壓設定16，用以驅動真空墊上升並確保真空墊可嚙合與形成真空密封；以及低壓設定15，用以抵消真空墊的重量並做為操作基材時的設定。在空氣桌上操作基材時，操作設定15會降低真空墊高度，以確保真空墊不會施加過多的力量於薄基材上而影響基材的平坦度。調整(manipulate)操作設定可提供適當的堅硬度，並可隨著玻璃高度作上下浮動。玻璃基材是由堅硬的空氣軸承緊緊側向夾住。

參照第2圖，使用如第1圖之真空抓持裝置的抓持程序將說明於下。將螺線管13設定為”下”設定14。透過真空入口9供應真空。當準備好嚙合真空墊後，將螺線管13切換為”最大抓持”設定16，接著引進空氣至入口5。真空墊向上移動並嚙合、密封玻璃基材。通常乃使用約25磅/平方英寸(psi)的空氣壓力來恰好抬起玻璃基材，以進行嚙合與密封。當已嚙合基材且準備調動基材時，將螺線管13切換至”操作”設定15。

使用第一實施例之裝置的鬆開程序將說明於下。氣流螺線管13從”最大抓持”設定16切換至”下”設定14。真空墊的真空狀態切換為排氣狀態。如此，真空墊將鬆開玻璃基材。如第2圖所示，真空抓持裝置固定於X－Y機動平臺17。X－Y機動平臺與主要/從屬真空抓持裝置間的關係將進一步詳述於後。在一實施例中，主要真空抓持裝置為同時於X方向和Y方向移動，而從屬真空抓持裝置僅於單一方向移動，例如Y方向。

第3圖為利用如第1圖之真空抓持裝置來抓持及鬆開基材的時序圖。x軸表示時間。y軸包括數種重要參數：輸入壓力、抬舉壓力、真空墊壓力、及墊位置。各參數曲線顯示其隨時間變化的情形，且不必與參數大小有關。事件的順序類似前述順序。真空先施加到真空墊的真空口。但因真空墊尚未密封，故只有輕微”抽吸(pumping)”真空壓力。當空氣螺線管切換至”墊上”設定時，真空墊將向上移動並嚙合玻璃基材。此圖顯示在完全嚙合與達到完全真空壓力之間有點延遲現象。對一些抓持裝置的實施例來說，抬舉壓力的改變(△P)為介於大氣壓(atm)至約25psi之間，而在完全真空下達成完全嚙合的時間(△T)為約1秒至2秒。

第4圖為本發明另一實施例之真空抓持裝置的剖面圖。類似第1圖之實施例，第4圖之實施例包括具中空外軸桿42的真空墊40，中空外軸桿42由圓柱形空氣軸承43所支撐。如同第1圖之實施例，軸桿的內部空間為連接真空幫浦41，且真空墊包括稍微凸起的邊緣，以改善面板的嚙合。

如第4圖所示，軸桿的直徑於約一半長度時為呈梯級(stepped)變化。軸桿的上部直徑大於下部直徑。軸長的各部由圓柱形空氣軸承43、44所支撐，其亦具有不同的直徑。若於反應室容積24內建立了高空氣壓，則可調整不同直徑之上部與下部所形成的環狀區23(亦可稱為梯部或肩部)大小，使軸桿向上推伸並連接真空墊。

高壓源49提供空氣給入口45、46。空氣接著分散至反應室47、48，流經各軸承43、44的多孔性結構後，而於多孔性軸承內徑與真空外軸桿42軸徑間形成高壓空氣軸承。此二圓柱形空氣軸承可使軸桿的旋轉動平順但不易移動。空氣從軸承－軸桿介面排出軸承末端，並流進反應室容積24。反應室容積24更透過連通螺線管閥門20的孔洞25排放氣體，閥門20可切換二路徑：一具限制器的路徑或限制孔21(其大小為使反應室容積24內的壓力符合軸桿與真空墊的重量)、及具限制器的第二路徑或限制孔22(其大小為增加反應室容積24內的空氣壓力來上推軸桿與真空墊。在一實施例中，第一限制孔21的尺寸大於第二限制孔22。

在操作上，輸入接點(如第1圖或第4圖之真空口)可附加於真空墊/軸桿，當進行玻璃基材的面板拉平步驟時，其可於抓持裝置之殼體內旋轉。此接點可適度轉動(約10度)，但無法進行較大角度的旋轉。一般而言，採用本實施例之應用需要小於5度來拉平玻璃板。若處於鬆開(未抓持)狀態，可使用彈簧裝置將軸桿轉回原點。

第4圖的排列方式可簡化成第5圖的方塊示意圖，其中：P₁ 為輸入壓力49；P₂ 為反應室容積24所需的壓力；P₃ 為排出壓力＝大氣壓力；C_{V 1} 為空氣軸承43及44的聯合流動係數；C_{V 2} 為限制孔21或22的流動係數；在阻流條件下，馬赫數(Mach number)>1，流動係數C_{V 2} 可依下式演算而得：C_{V 2} ＝C_{V 1} (P₁ /P₂ )^{3 / 2} 。

在第4圖之實施例中，真空墊的Z方向移動(即沿著軸長)取決於控制之逆壓或抬舉壓力的微量變化，而非第1圖之實施例的完全排放成大氣壓。意即，限制孔21在反應室容積24內建立最小逆壓，而限制孔22則以△P些微加大逆壓。假定可獲得最小輸入壓力，限制孔21與限制孔22的切換將可快速確定及重複真空墊之z位置的變動。

特別是當反應室容積24達最小逆壓時，藉由適當調整限制器(限制孔)與反應室容積24的尺寸，真空墊可向上移動。再者，因軸承末端提供了過壓時的洩漏路徑，故反應室容積24中的逆壓可維持在合理的輸入壓力範圍內。限制孔和軸承末端均提供固定大小的洩漏路徑。因此在合理的輸入範圍內，可再現真空墊的向上動作。

由於反應室容積24為保持逆壓，因此各工具的整體容積(實施上包括連接反應室容積24與限制孔21、22的體積)會有些微不同，但各工具的性能無實質上的差異，且不需過度調整或校正來確保性能的等效性。

理想上，反應室包含延伸部的整體容積應盡量小，例如，可將螺線管閥門20直接置於孔洞25外，並使限制孔21、22盡可能靠近螺線管閥門20。如此，工具間的差異將降至最小且需要有效調整及校正，然其可用最短時間來重建逆壓，而可以最快速度得知真空墊位置並回應給螺線管切換。

不同於第一實施例包括三種設定，在第二實施例中適當選擇限制孔可減少系統之抓持真空墊位置為”上”(限制孔22)設定及”下”(限制孔21)設定。使用上述限制孔會降低對輸入壓力變化的靈敏度。此意味著，選擇”上”限制器將產生Z方向移動，進而可確保在操作的過程中，墊與玻璃為適當的密合。

使用如第4圖之真空抓持裝置的抓持程序將說明於下。高壓源49的空氣已流進抓持裝置的入口45、46。將螺線管切換至限制孔21(“下”設定)。送入玻璃基材之後，開啟真空並施加真空至真空墊40。將螺線管切換至限制孔22(“上”設定)，其進一步限制氣流且在反應室容積24內形成壓力。反應室中增加的壓力會推進環狀區23，迫使軸桿/真空墊往上朝著玻璃移動。本發明實施例利用流動限制孔21、22和其他系統元件而於容積24內產生壓差，藉以沿著軸桿的長軸方向有效移動軸桿。真空墊的邊緣嚙合玻璃基材，且以篷形稍微蓋住真空墊邊緣的玻璃，以形成真空密封。真空感測器測量真空壓力。由於玻璃基材在抓持的過程中為浮動在空氣桌上，因此抓持裝置超過空氣桌上表面高度的額外Z軸移動將只會抬起玻璃基材。玻璃基材上唯一向下的力量為其本身的重量。

鬆開程序則說明如下。將抓持裝置的螺線管切換至限制孔21(“下”設定)，其為大於限制孔22的孔洞，藉此可釋出承托軸桿/真空墊的反應室壓力。抓持裝置的軸桿/真空墊因本身重量而脫落。機械感測器偵測軸桿掉落的時間。真空螺線管幾乎同時從真空抽吸切換成排氣，以確保真空墊及玻璃基材為彼此分開。

以70psi的輸入壓力為例，限制孔直徑一般可為0.01英吋至0.03英吋，向上推進距離為0.25英吋至0.5英吋。反應室容積24內的壓力通常為70psi。目前使用適當大小的流動孔洞(按上述慣例)可以約6赫茲(Hz)的頻率來循環真空墊。

第6圖為利用如第4圖之真空抓持裝置來抓持及鬆開基材的時序圖。x軸表示時間。y軸包括數種重要參數：輸入壓力、抬舉壓力、真空墊壓力、及墊位置。各參數曲線顯示其隨時間變化的情形，且不必與參數大小有關。事件的順序類似前述順序。真空先施加到真空墊的真空口。但因真空墊尚未密封，故只有輕微”抽吸(pumping)”真空壓力。當空氣螺線管切換至”墊上”設定時，真空墊將向上移動並嚙合玻璃基材。此圖顯示在完全嚙合與達到完全真空壓力之間有點延遲現象。對抓持裝置的第二實施例來說，抬舉壓力的改變(△P)遠小於第一實施例的值(幾個psi)，而在完全真空下達成完全嚙合的時間(△T)為小於1秒。

參照第9A及9B圖，本發明實施例之系統採用多個空氣桌，其設有一般為等距排列於基材下方的支撐桿或欄杆912(參見第2圖的噴出桿18)。空氣噴嘴列設在欄杆(噴出桿)上，以對應噴出物中適當的空氣壓力來浮起基材。或者，可排空噴出物內部，用以拉住及托住基材於噴出桿上(即熟知的”吸住(chucking)”)。噴出桿可由較便宜的材料構成，例如鋁，或可由玻璃構成，因其為透明之故，玻璃基材可發出背光。

一對抓持裝置位在面向延伸端的噴出桿間且靠近玻璃板的側邊。以2公尺寬的玻璃板為例，抓持裝置相距約1.5公尺。在一特定實施例中，抓持裝置為一組完全相同的裝置。抓持裝置之真空墊面與噴出桿為位在同一平面。各抓持裝置放置在一同樣的X－Y桌(如第7A－7F圖所示)上。X方向的整體移動一般小於1英吋。Y方向的整體移動為玻璃板行經機器的距離，通常為2公尺。支撐抓持裝置的X－Y桌可為空氣軸承或機械軸承。

抓持裝置可用來操作基材，以於測試或檢視時拉平、對準與標定玻璃、及將玻璃從一站傳送到另一站。一般而言，機械裝置傳送玻璃板至工具中，然後將其放置到位於空氣桌之噴出桿間的升降裝置上。打開空氣後，升降裝置降下玻璃至抓持裝置上。抓持裝置接著拉平玻璃，並移動玻璃以進行最終對準步驟。其次，抓持裝置將玻璃移至第一測試站。基材被吸到桌上後，X掃描感測器測試基材。玻璃接著被浮起(移除真空、引入空氣)，抓持裝置沿Y方向移動玻璃一定距離，以達下一個測試站(此乃熟知的”標定(indexing)”)。玻璃隨後往下吸住並測試之。完成測試後，玻璃被浮起，抓持裝置與供給抓持裝置交換控制玻璃，供給抓持裝置將玻璃移到工具出口處的供給升降裝置上。此升降裝置控制來自供給抓持裝置的玻璃。玻璃接著被抬高，使機械裝置將玻璃移出工具。

機械裝置的放置誤差和其他因子決定了抓持裝置拉平與對準玻璃板的規格。典型的機械裝置放置誤差為0.5度至2.0度，其視玻璃基材尺寸及機械裝置類型而定。因此，工具的抓持裝置必須能在約2度的誤差範圍內準確操作玻璃板。

第7A－7F圖繪示本發明一實施例之操作基材的程序。如上述，一對抓持裝置70、80用於進行拉平及標定操作。拉平操作繪示於第7A－7C圖，而標定操作繪示於第7D－7F圖。第一抓持裝置70當作主要裝置，第二抓持裝置80則當作從屬裝置。主要裝置70包括一馬達控制之X－促動器72和一馬達控制之Y－促動器73。利用馬達控制之X－促動器與馬達控制之Y－促動器可使主要裝置在馬達的控制下於X－Y平面上移動。

從屬裝置80包括一馬達控制之Y－促動器83。從屬裝置80的X－促動器82包括具彈簧置中裝置的滑動機制，以於未夾住基材時，將滑動機制轉回行徑中心。其他實施例可使用不同的彈性耦合器來做為滑動與置中機制。如同拉平操作(第7A－7C圖)所述，從屬裝置於Y方向的馬達控制通常會引動X－促動器以回應Y方向的動作。在一實施例中，從屬裝置可在馬達的控制下沿X方向移動且沿Y方向滑動。熟習此技藝者當可從中理解許多變化、改良與替代方案。

參照第7A－7C圖，拉平玻璃板的程序說明於下。如第7A圖所示，二抓持裝置同時托住玻璃板。抓持裝置可沿著各抓持裝置的旋轉中心轉動。主要抓持裝置70的X－Y位置為保持在固定位置。如第7B圖所示，從屬抓持裝置80在馬達的控制下沿Y方向移動，進而使玻璃板沿著主要抓持裝置70的旋轉中心轉動。因從屬抓持裝置80採用彈簧裝載滑動機制做為X－促動器，故從屬抓持裝置可依所需沿X方向自由移動，如第7B圖所示。在移動的過程中，從屬抓持裝置受限於主要抓持裝置的位置與從屬抓持裝置於Y方向上的控制。若達成第7C圖之拉平步驟，則從屬抓持裝置的控制將與主要抓持裝置同步。

隨著玻璃板的拉平，二抓持裝置可一起移動以沿Y方向標定玻璃基材(受控於第7E圖所示之同步控制Y方向的移動)、或一起沿X方向側向移動(僅由主要抓持裝置的X－促動器控制)。X方向上的整體移動範圍很小，且束在從屬抓持裝置上的X彈簧決定了X方向的移動範圍。結合先拉平的順序、主要/從屬裝置的配置和沿抓持裝置軸心自由旋轉的程度，在對準時不需先鬆開、再重新抓持基材。

本發明實施例之系統不但可減少機器結構的剛硬性與成本，還可簡化原本複雜且精密的對準步驟。一對具旋轉墊之抓持裝置可用來操作基材，以進行拉平與對準步驟，且不需先鬆開、再重新抓持基材的步驟。加以程控抓持力可加強用於初始真空囓合的密封效果。抬舉力量亦可加以程控來抵消薄基材的下垂力，以進一步降低接觸空氣桌並拖曳於空氣桌上的機會。另外，圓形真空墊具有稍微凸起的邊緣，如此可增加25%的抓持力。在其他實施例中，抓持力增加的程度可能大於或小於25%。

第8圖為根據本發明一實施例之操作玻璃基材之方法的簡化流程圖。利用一固定於機動之X－Y平臺的主要真空抓持裝置來抓持基材的下表面(步驟810)。根據本發明之實施例，主要真空抓持裝置為繞著Z軸旋轉。藉由馬達控制使主要真空抓持裝置沿著X方向與Y方向移動。利用一固定於部份機動之X－Y平臺的從屬真空抓持裝置來抓持基材的下表面(步驟812)。從屬真空抓持裝置亦繞著Z軸旋轉。

在拉平操作時，從屬真空抓持裝置為以Y方向啟動移動(步驟814)，而使從屬真空抓持裝置同時沿著X方向與Y方向側向移動，並使主要真空抓持裝置繞著Z軸旋轉。在第一標定操作時，從屬真空抓持裝置為以Y方向啟動，且主要真空抓持裝置也以Y方向啟動(步驟816)。在第二標定操作時，主要真空抓持裝置為以X方向啟動，從屬真空抓持裝置則沿著X方向移動，以回應主要真空抓持裝置的動作(步驟818)。

需注意的是，第8圖所述之步驟僅為說明本發明一實施例之操作玻璃基材的特定方法。其他實施例亦可採用不同的步驟順序。例如，本發明另一實施例以不同的順序來進行上述步驟。再者，第8圖中的各步驟可包含多個次步驟，其可視各步驟所需而有不同的執行順序。另外，可依應用類型來增減步驟。熟習此技藝者將可從中理解許多變化、改良與替代方案。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．真空墊

2．．．中空軸桿

3．．．軸承

4．．．促動器

5、9、10．．．入口

6．．．活塞

7．．．玻璃管

8．．．連接桿

11．．．反應室

12．．．玻璃

13．．．螺線管

14、15、16．．．設定

17．．．平臺

18．．．噴出桿

20．．．閥門

21、22．．．限制孔

23．．．環狀區

24．．．容積

25．．．孔洞

40．．．真空墊

41．．．幫浦

42．．．真空外軸桿

43、44．．．軸承

45、46．．．入口

47、48．．．反應室

49．．．高壓源

70、80．．．裝置

72、73、82、83．．．促動器

810、812、814、816、818．．．步驟

905．．．工具結構

906．．．花崗岩桌

910、911．．．抓持裝置

912．．．欄杆

932．．．感測器

934．．．起重架

940．．．面板

950、952．．．空氣桌

第1圖為根據本發明一實施例之真空抓持裝置的剖面圖；第2圖為氣動控制如第1圖之真空抓持裝置的方塊示意圖；第3圖為利用如第1圖之真空抓持裝置來抓持及鬆開基材的時序圖；第4圖為根據本發明另一實施例之真空抓持裝置的剖面圖；第5圖為氣動控制如第4圖之真空抓持裝置的方塊示意圖；第6圖為利用如第4圖之真空抓持裝置來抓持及鬆開基材的時序圖；第7A－7F圖繪示本發明一實施例之操作基材的程序；第8圖為根據本發明一實施例之操作基材之方法的簡化流程圖；第9A圖為根據本發明一實施例之基材定位系統的剖面示意圖；以及第9B圖為根據本發明一實施例之基材定位系統的上視示意圖。

810．．．利用主要真空抓持裝置抓持基材下表面

812．．．利用從屬真空抓持裝置抓持基材下表面

814．．．以第一方向調動從屬真空抓持裝置

816．．．以第一方向調動主要真空抓持裝置和從屬真空抓持裝置

818．．．以第二方向調動主要真空抓持裝置和從屬真空抓持裝置

Claims (30)

1. 一種操作基材的方法，該方法包含下列步驟：利用固定於一第一機動平臺的一主要真空抓持裝置來抓持該基材的一下表面，其中該主要真空抓持裝置係適於繞著一Z軸旋轉；利用固定於一第二機動平臺的一從屬真空抓持裝置來抓持該基材的該下表面，其中該從屬真空抓持裝置係適於繞著該Z軸旋轉；以及以一第一方向致動該第二機動平臺，藉以使該從屬真空抓持裝置沿著該第一方向與一第二方向兩者側向移動，並使該主要真空抓持裝置繞著該Z軸旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該主要真空抓持裝置與該從屬真空抓持裝置係適於在致動該第二機動平臺期間內沿著該Z軸垂直移動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含：於該第一方向啟動該第二機動平臺；以及於該第一方向啟動該第一機動平臺，藉以沿著該第一方向標定該基材。
4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中拉平操作及標定操作的進行不需鬆開及重新抓持該基材。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中：該第一機動平臺包含在該第一方向與該第二方向上之複數個馬達控制促動器；以及該第二機動平臺包含在該第一方向上之一馬達控制促動器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該第二機動平臺包含一可沿著該第二方向壓縮及延伸的彈性耦合器。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該第一方向為一Y方向，該第二方向為一X方向。
8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該彈性耦合器包含一彈簧。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基材包含一適用於平面顯示器的玻璃面板。
10. 一種操作基材之位置的設備，該設備包含：一支撐構件；複數個支撐桿，其耦接至該支撐構件並排列以形成一平行的支撐桿行列；一第一X-Y桌，其耦接至該支撐構件且適於在馬達控制下沿著一X-Y平面的一Y方向移動；一第二X-Y桌，其耦接至該支撐構件且適於在馬達控制下沿著該X-Y平面的該Y方向與一X方向兩者移動； 一第一真空抓持裝置，其耦接至該第一X-Y桌且可沿著一Z方向控制，其中該第一真空抓持裝置適於繞著一Z軸旋轉；以及一第二真空抓持裝置，其耦接至該第二X-Y桌且可沿著該Z方向控制，其中該第二真空抓持裝置適於繞著該Z軸旋轉，其中該第一真空抓持裝置或該第二真空抓持裝置中的至少一者適於抓持該基材的一下表面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之設備，其中該等支撐桿的一上表面定義出一平面，該平面對準該基材的一下部。
12. 如申請專利範圍第10項所述之設備，其中該第一X-Y桌包含一彈簧，用以限制該第一X-Y桌於該X方向上的移動。
13. 如申請專利範圍第10項所述之設備，其中該第一X-Y桌及該第二X-Y桌適於在該Y方向上移動一大於2公尺之距離。
14. 如申請專利範圍第10項所述之設備，其中該第一真空抓持裝置或該第二真空抓持裝置中之至少一者包含一抓持面，其耦接至一伸入一串聯軸承內的抓持裝置軸桿，其中該串聯軸承包含：一第一空氣軸承，其特徵為具有一第一直徑；以及 一第二空氣軸承，其特徵為具有小於該第一直徑的一第二直徑。
15. 如申請專利範圍第14項所述之設備，其中該第一空氣軸承與該第二空氣軸承為置中對準該串聯軸承的一中心軸。
16. 如申請專利範圍第15項所述之設備，其中該第一空氣軸承為一上軸承，構成鄰近該基材之該串聯軸承的一部份，該第二空氣軸承為一下軸承，構成該串聯軸承的另一相對部份。
17. 一種用於基材定位操作的真空抓持裝置，該真空抓持裝置包含：一真空墊，其適於與一基材的一下表面接觸；一軸桿，連接至該真空墊，其中該軸桿特徵為接近該真空墊的一部份具有一第一直徑，且相對該真空墊的一末端部分具有一第二直徑；一第一空氣軸承，圍繞該軸桿接近該真空墊的該部份；一第二空氣軸承，圍繞該軸桿相對該真空墊的該末端部分；一空氣源，流體連通該第一空氣軸承與該第二空氣軸承；一排放口，流體連通該第一空氣軸承與該第二空氣軸承； 一閥門，流體連通該排放口；以及一第一流動限制器，流體連通該閥門。
18. 如申請專利範圍第17項所述之真空抓持裝置，更包含一第二流動限制器，流體連通該閥門，其中該閥門適於安置該第一流動限制器抑或該第二流動限制器流體連通至該排放口。
19. 如申請專利範圍第18項所述之真空抓持裝置，其中該第一流動限制器的一孔特徵為與該第二流動限制器的一孔之直徑不同。
20. 如申請專利範圍第17項所述之真空抓持裝置，其中該閥門為一螺線管閥門。
21. 如申請專利範圍第17項所述之真空抓持裝置，其中該第一空氣軸承為一圓柱形軸承。
22. 如申請專利範圍第17項所述之真空抓持裝置，其中該第二空氣軸承為一圓柱形軸承。
23. 如申請專利範圍第17項所述之真空抓持裝置，其中該第一空氣軸承與該第二空氣軸承包含一多孔性材料。
24. 一種將適用於基材定位操作之真空抓持裝置移動之方法，該真空抓持裝置包含適於與一基材的一下表面接觸之一真空墊、以及連接至該真空墊之一軸桿，該方法包含下列步驟：於一第一輸入口接收一氣體，該第一輸入口 流體連通一第一空氣軸承，該第一空氣軸承圍繞該軸桿接近該真空墊的一部份；於一第二輸入口接收該氣體，該第二輸入口流體連通一第二空氣軸承，而該第二空氣軸承圍繞該軸桿相對該真空墊的一末端部分；透過該第一空氣軸承與該第二空氣軸承將該氣體排入至該第一空氣軸承與該第二空氣軸承之間的一空間；透過流體連通該空間的一出口將該氣體排出；以及致動一閥門，以於該空間內建立一壓差，藉以移動該真空抓持裝置。
25. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中致動該閥門之步驟包含利用一第一流動限制器抑或一第二流動限制器來排出該氣體，該第一流動限制器與該第二流動限制器流體連通該閥門。
26. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中該軸桿特徵為該軸桿接近該真空墊的一部份具有一第一直徑，而該軸桿相對該真空墊的一末端部分具有一第二直徑。
27. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中該氣體為壓縮空氣。
28. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中該空 間包含一環狀區，其中心置於該軸桿的一中心線上，且對準該出口。
29. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中該真空抓持裝置為沿著一平行該軸桿之一長軸的方向移動。
30. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中該第一空氣軸承與該第二空氣軸承包含一多孔性材料。