TWI637461B - 柔性工件的支撑件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於支撐柔性工件的支撐件。通過成形空氣導管並使其在邊緣區域中變窄，以在靠近邊緣的地方形成壓力減少的區域，從而提高柔性工件的邊緣夾緊到支撐表面上的效果。

Description

柔性工件的支撑件
本發明涉及一種用於柔性工件的支撐件和工具支撐裝置，具體涉及一種用於諸如柔性條的柔性電子元件基板的支撐件和工具支撐裝置。
眾所周知，真空夾緊工藝用於諸如電子元件基板的工件。所述夾緊工藝能夠在防止工件運動的同時在所述工件上進行諸如絲網印刷的操作。
雖然這種標準工具適用於剛性工件，但是，人們發現，它不適合支撐柔性工件。具體地，所述標準工具可能不能完全夾緊柔性工件的邊緣，從而使所述邊緣突出於支撐面。然而，針對上述問題，僅給這種工具輕微加壓或者施壓較大的真空力不是優選的方案，因為這樣會使成本增加、效率降低。
本發明的目的就是為了解決上述問題。
本發明通過提供一種支撐件來實現上述目的。根據所述支撐件的結構，在靠近夾緊部位的邊緣的區域中產生一個增強的低壓區域，這樣，所述低壓被施加到工件的邊緣，從而使所述邊緣被夾得更緊。同時，保持所述工件的中心剩餘部分的壓力 更高、更標準。
根據本發明的一個方面，提供了一種用於支撐柔性工件的支撐件，所述支撐件包括：具有平面夾緊部位的基本上平坦的支撐表面，在使用中，通過減壓或真空，能夠將工件固定到所述平面夾緊部位；在所述支撐件內形成的內腔；用於連接到低壓源或真空源的埠，所述埠與所述內腔流體連接；在所述支撐表面中形成的與所述內腔流體連接的凹槽，所述凹槽沿著所述支撐表面橫向延伸，使得所述凹槽具有位於所述夾緊部位的周邊附近的外部區域和位於所述夾緊部位中心部分內的內部區域，所述內部區域和所述外部區域的寬度分別為w1和w2，並且平行於所述支撐表面的平面，其中，所述凹槽的外部區域的寬度w2比所述內部區域的寬度w1窄，從而在使用中，當所述埠流體連接至低壓源或真空源時，所述夾緊部位周邊的壓力小於其中心部分的壓力。
通過本發明提供的這種結構，有利地改善了柔性基板的平面度，特別是其邊緣區域的平面度。
根據本發明的第二方面，提供了一種用於支撐柔性工件的工具支撐裝置，所述工具支撐裝置包括根據第一方面的支撐件。
在所附的從屬權利要求中列出了本發明的各種優選特徵。
1‧‧‧工具支撐裝置
2‧‧‧內腔
3‧‧‧本體
4‧‧‧埠
5‧‧‧支撐件
7‧‧‧支撐表面
8‧‧‧下側
9‧‧‧腔室
15‧‧‧主體構件
16‧‧‧內壁
17‧‧‧內壁
19‧‧‧基座構件
21‧‧‧埠
25a‧‧‧夾緊部位
25b‧‧‧夾緊部位
30‧‧‧凹槽
31‧‧‧內部區域
33‧‧‧外部區域
34‧‧‧通孔
41‧‧‧歧管
42‧‧‧墊圈
43‧‧‧間隙
44‧‧‧層
45‧‧‧層
46‧‧‧層
47‧‧‧層
48‧‧‧基板
WP‧‧‧工件
w1‧‧‧寬度
w2‧‧‧寬度
將參照附圖描述本發明的優選實施例，其中：圖1示出了根據本發明的第一實施例的工具支撐裝置的透視圖；圖2示出了圖1所示的工具支撐裝置的側視圖；圖3示出了圖1所示的工具支撐裝置的平面圖；圖4示出了圖1所示的工具支撐裝置的仰視圖；圖5示出了圖1所示的工具支撐裝置的縱向截面圖(沿著圖3中的截面I-I)；圖6示出了圖5所示的工具支撐裝置的一端的視圖；圖7示出了圖5所示的工具支撐裝置的另一端的視圖；圖8示意性地示出了根據本發明的第二實施例的工具支撐裝置的平面圖；圖9示意性地示出了圖8所示的沿著線A-A截取的工具支撐裝置的立體的截面示圖；圖10示意性地示出了圖8所示的工具支撐裝置上設置的放大的墊圈的截面示圖；圖11示意性地示出了類似於圖10所示的視圖，在圖中，工件被支撐著。
圖1至圖7示出了根據本發明的第一實施例的用於支撐柔性工件，特別是柔性電子元件基板(諸如柔性條)的工具支撐裝置1的透視圖。柔性條的柔性的變化範圍可能很廣，其可以從非常柔軟不能自撐到近乎剛性。但是，當施加力後，柔性條卻易於彎曲。
工具支撐裝置1包括本體3和支撐件5，其中，在本實施例中，所述本體為細長形。支撐件5的形式為塊，其包括基本上平坦的第一支撐表面7、支撐表面7的下側8(參見圖4和圖5)以及支撐件5內形成的在下側8的下方的內腔2。在本實施例中，所述第一支撐表面為上表面；使用中，通過施加真空或減壓，將至少一個工件WP夾緊在所述上表面上。所述支撐件5的下表面包括與內腔2流體連接的埠4。
如本領域人員所理解的那樣，例如，支撐件5的適用材料為鋁(Al)。在該實施例中，本體3和支撐件5為分離的部件，但是，它們也可以一體成型。
在該實施例中，本體3包括腔室9，其為細長形的腔室，並且流體連接到支撐件5的內腔2。
在該實施例中，本體3包括中空主體構件15，該中空主體構件15具有至少部分敞開的上表面和下表面，其內側壁(16，17)部分地限定了腔室9，還包括耦合連接到主體構件15的基座構件19，所述基座構件19具有流體連接到腔室9的埠21，並且在使用期間，低壓源或真空源被選擇性地施加到所述基座構件。
支撐件5包括與支撐表面7共平面的至少一個夾緊部位25。在該實施例中，提供了兩個夾緊部位(25a，25b)。使用中，將一個或多個工件W夾緊到所述夾緊部位用於進行諸如絲網印刷操作的處理。如上所述，在定位公差內，可以預定義夾緊部位使其與待支撐的工件的面積基本相符。在可選實施例中，可以提供更多或更少的夾緊部位。在可選實施例中，可以以各種方式佈置夾緊部位。例如，如果提供四個夾緊部位，則這些夾緊部位可以線性排列成4×1的陣列，或者可能排列成2×2的陣列。 夾緊部位的尺寸或形狀不需要全部相同，例如四個夾緊部位可以佈置成第一3×1陣列和相鄰的尺寸較大的第二1×1陣列。相鄰夾緊部位之間的空間最小間距由工件放置到支撐表面上的適用公差以及隨後的拾取確定。而盡可能地縮短最大間距可以最大化所支撐的工件的數量。
在該實施例中，通常，每個夾緊部位(25a，25b)為矩形，但在其它實施例中，所述夾緊部位可以是其他形狀。
在該實施例中，每個夾緊部位(25a，25b)包括多個細長形的線性通道形式的凹槽30，其沿平行於支撐表面7的平面橫向延伸。每個凹槽30具有內部區域31。該內部區域具有第一寬度(即在支撐表面的平面內)w1，相對於內部區域31分別位於遠端的第一外部區域33和第二外部區域33，並且第一外部區域33和第二外部區域33流體地連接內部區域31。外部區域33具有比第一寬度w1較窄的第二寬度w2。內部區域31位於相應的夾緊部位(25a，25b)內的中心部分處，而仍位於夾緊部位內的外部區域33位於夾緊部位的周邊的相對邊緣的附近，使得在使用中，工件的外邊緣區域可以基本上覆蓋外部區域33。
通過這種結構，中心部分內的內部區域31限定出了使用中被施加第一真空/壓力的內部區域，而外部區域33限定出了被施加比第一真空程度更大的真空或者比第一壓力更小的壓力的外部周邊區域。所述外部周邊區域有助於使一個或多個工件WP被夾緊在支撐表面7上以進行處理，從而有助於提高所述一個或多個工件WP的平面性。通過提供多個分開的外部區域33，施加在該外部周邊區域處的壓力/真空變得相當均勻，有助於進一步提高所述一個或多個工件WP的平面性。
在該實施例中，所述凹槽彼此間隔開，並且相互平 行。
在該實施例中，每個凹槽30的內部區域31包括通孔34。通孔34在與支撐表面7的平面正交的方向上延伸穿過支撐件5到達內腔2。可以從圖3中清楚地看到上述過程，其中，穿過凹槽的內部區域31可以看見埠21。內部區域31的上部開口面積和下部開口面積基本相同。
在該實施例中，凹槽30的相應的外部區域是閉合的。因此，所述外部區域不能在與支撐表面7的平面正交的方向上延伸到內腔2。可以從圖5中清楚地看到上述過程，其中，可以看到外部區域33在其最低點處閉合，而內部區域31是敞開的。
在該實施例中，內部區域31的寬度w1約為2-5毫米。
在該實施例中，在支撐表面7處，外部區域33的寬度w2約為0.5毫米-1毫米。
在該實施例中，所述/每個外部區域的橫截面面積約為0.25-2平方毫米，可選地，為0.5-1.5平方毫米。
在該實施例中，每個夾緊部位(25a，25b)還包括至少一個歧管41。此處，所述歧管為大致矩形(儘管具有圓角)的環形歧管，其平行地流體連接外部區域33。歧管41的形式為在支撐表面7中形成的底部閉合的通道，所述通道位於相應的夾緊部位內並且靠近相應的夾緊部位的周邊。
圖8到圖11示意性地示出了本發明的另一個實施例。該實施例具有前述實施例的多個特徵。如果可能，保留附圖標記。在該實施例中，圍繞每個夾緊部位設置可彈性形變的墊圈42，其位於支撐表面7中形成的底部閉合的通道中。墊圈42提 供壓力緩衝，使得使用中，墊圈內部的區域的壓力低於其周圍區域的壓力。通常，周圍區域的壓力為大氣壓力。應該注意的是，在該實施例中，沒有提供歧管功能。在圖8-11所示的實施例中，使用了其他形式的通道，其包括接近通道頂部的擴口式間隙43，這在圖10和圖11所示的放大的截面示圖中顯示得最清楚。例如，墊圈42寬度可以約為1-3毫米，高度可以約為1-4毫米。圖10示意性地示出了處於工具支撐裝置未使用位置處的工具支撐裝置上設置的墊圈42的截面示圖，即，當所述工具支撐裝置上沒有支撐的基板或工件時。墊圈42為分層結構。使用中，接觸基板或工件的下側的上表面是保護性遮罩層44，用於在使用期間保護墊圈免受損壞。例如，適用於層44的材料包括橡膠或聚氨酯，層厚度約為200微米至約為4毫米。優選地，該層44是非粘性的，以降低墊圈粘附到基板48上的風險，從而避免在移除基板時損壞墊圈。在可選實施例中，如果需要，例如，當施加的真空本身不足以安全地約束工件，層44可以設置為粘性的以提供更強的粘附性。所述層44通過具有合適的粘合劑的第一粘合層45粘合到形成墊圈42的主體的可彈性形變層46。在該實施例中，層46由閉孔矽泡沫形成。所述層46的合適厚度為約0.5-3.5毫米。層46還通過具有合適的粘合劑的第二粘合層47粘合到通道的底部。如本領域技術人員所理解的那樣，各種市售粘合劑可以用於層45和層47。圖11示出了與圖10類似的視圖。但是，在工具支撐裝置被使用的情況下，基板48被保持到支撐表面7的上表面。可以看出，墊圈42的壓縮層46被壓扁並且凸出到間隙43中。從而，墊圈42能夠與基板48貼合以形成緊密的介面，使空氣基本上不能從它們中間通過。
在其他實施例(未示出)中，不使用用於墊圈42 的定制通道。所述墊圈可以方便地位於如第一實施例描述的(例如參見圖3)底部封閉的通道內，其中，所述通道限定出了歧管41。
在另外的實施例(未示出)中，可以保留與第一實施例描述的類似的歧管結構，並且圍繞歧管的外周邊增設通道和墊圈。
在另外的實施例(未示出)中，可以用單個墊圈圍繞多個夾緊部位。
在任何情況下，根據具體應用，選擇和設置墊圈。
最後，可以理解的是，雖然在優選實施例中已經對本發明進行了描述，但是在不偏離權利要求限定的本發明的範圍的情況下，可以用多種不同的方式修改本發明。對於本領域技術人員而言，本發明範圍內的其他可行性方案和替代性方案是顯而易見的。特別地，應當理解的是，在本發明的範圍內，可根據待支撐的工件的特定形式構造所述支撐件/工具支撐裝置，包括其尺寸、形狀和柔性。例如，雖然圖1-9所示的凹槽沿著內部區域和外部區域的寬度基本不變，但是，該寬度可以發生變化。具體地，所述凹槽可以為平行四邊形或菱形，其中間部分比端部更寬；或者實際上，所述凹槽可以是諸如橢圓形或環形(mandorla)等的任何形狀。因此，內部區域各個位置處的寬度大於外部區域的寬度。此外，所述凹槽不需要與夾緊部位的邊緣軸向對齊，其可以與夾緊部位成一定角度。在後一種情況下，相鄰凹槽的長度可以不同。在另外的可選實施例中，凹槽沒必要是線性的，也可以是彎曲的、弧形的或具有一定角度的部分。此外，雖然間距相等的凹槽是有利的，但是在一些應用中，可以使用間距不等的凹槽。在又一實施例中，多個相對較窄的外部區域可從寬度(即直徑) 較大的共同內部區域向外延伸或輻射。
儘管上述實施例中包括位於相應夾緊部位內並且靠近相應的夾緊部位的周邊的環形歧管，而且所述歧管有助於均衡圍繞夾緊部位周邊的壓力。但是，這種歧管並不是必需的，在可選實施例中可以省略歧管。
在可選實施例中，真空埠21不需要位於本體3的基座構件19處。例如，其也可以位於主體構件15的側面。
墊圈42可採取各種形式。例如，可由橡膠或聚氨酯製成整個墊圈。

Claims (21)

  1. 一種用於支撐柔性工件的支撐件，其特徵在於，所述支撐件包括：具有平面夾緊部位的基本上平坦的支撐表面，在使用中，通過減壓或真空，能夠將工件固定到所述平面夾緊部位；在所述支撐件內形成的內腔；用於連接到低壓源或真空源的埠，所述埠與所述內腔流體連接；在所述支撐表面中形成的與所述內腔流體連接的凹槽，所述凹槽沿著所述支撐表面橫向延伸，使得所述凹槽具有位於所述夾緊部位的周邊附近的外部區域和位於所述夾緊部位中心部分內的內部區域，所述內部區域和所述外部區域的寬度分別為w1和w2，並且平行於所述支撐表面的平面，其中，所述凹槽的外部區域的寬度w2比所述內部區域的寬度w1窄，從而在使用中，當所述埠流體連接至低壓源或真空源時，所述夾緊部位周邊的壓力小於其中心部分的壓力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，包括：在所述支撐表面中形成的與所述內腔流體連接的多個凹槽，其中，每個凹槽沿著所述支撐表面橫向延伸，使得每個凹槽具有位於所述夾緊部位的周邊附近的相應外部區域和位於所述夾緊部位中心部分內的內部區域；所述內部區域和所述外部區域的分別具有平行於所述支撐表面的平面的寬度，其中，每個凹槽的外部區域的寬度比相應的內部區域的寬度窄。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，包括：多個共面的夾緊部位，其中，使用中，一個或多個工件能夠固定到所述夾緊部位；每個夾緊部位包括沿所述支撐表面橫向延伸的至少一個凹槽，使得所述或每個凹槽具有位於所述相應夾緊部位的周邊附近的外部區域和位於所述相應夾緊部位中心部分內的內部區域；所述內部區域和所述外部區域分別具有平行於所述支撐表面的平面的寬度；各個凹槽的外部區域的寬度比相應的內部區域的寬度窄。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，所述或每個凹槽的相應的內部區域包括通孔；所述通孔在與所述支撐表面的平面正交的方向上延伸穿過所述支撐件到達所述內腔。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，所述凹槽的外部區域是閉合的，使得所述外部區域不能在與所述支撐表面的平面正交的方向上延伸到所述內腔。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，所述凹槽包括第一外部區域和第二外部區域，其中，所述第一外部區域和所述第二外部區域位於所述內部區域的相對遠端處。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的支撐件，其特徵在於，所述第一外部區域和所述第二外部區域位於所述夾緊部位的周邊的相對邊緣附近。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所述的支撐件，其特徵在於，所述凹槽包括細長形的通道。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的支撐件，其特徵在於，所述細長形的通道包括細長形線性通道。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的支撐件，其特徵在於，所述細長形線性通道與另一細長形線性通道間隔開、並且平行。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，所述內部區域的寬度w1為2-5毫米。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，在所述支撐表面處，所述外部區域的寬度w2為0.5-1毫米。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，所述外部區域的橫截面面積為0.25-2平方毫米，可選地，為0.5-1.5平方毫米。
  14. 如申請專利範圍第3項所述的支撐件，其特徵在於，每個夾緊部位還包括至少一個歧管，所述至少一個歧管平行地流體連接所述或每個凹槽的外部區域。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的支撐件，其特徵在於，每個夾緊部位包括環形歧管。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件，其特徵在於，包括：圍繞所述夾緊部位的可彈性形變的墊圈。
  17. 一種用於支撐柔性工件的工具支撐裝置，其特徵在於，包括如權利要求1所述的支撐件。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的工具支撐裝置，其特徵在於，包括：本體，其中，所述支撐件附接至所述本體或與所述本體一體成型；所述本體包括流體連接至所述支撐件的內腔的腔室。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的工具支撐裝置，其特徵在於，所述本體和所述支撐件為分離的部件。
  20. 如申請專利範圍第18或19項所述的工具支撐裝置，其特徵在於，所述本體包括具有內壁的主體構件和耦合到所述主體構件的基座構件，所述內壁部分地限定了所述腔室，所述基座構件包括流體連接到所述腔室的埠，並且在使用期間，低壓源或真空源被選擇性地施加到所述基座構件。
  21. 如申請專利範圍第1項所述的支撐件或如申請專利範圍第17項所述的工具支撐裝置，其特徵在於，所述工件包括柔性電子元件基板或柔性條。
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