TW201546949A - 移動式靜電吸盤及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種移動式靜電吸盤，包括一基底；一電池，嵌入於基底內；一電源變壓器，嵌入於基底內，且藉由一第一導線與電池電性連接；至少一電極，設置於基底上，且藉由至少一第二導線與電源變壓器電性連接；以及一絕緣材質介電層，覆蓋於至少一電極及該基底上。此外，在操作移動式靜電吸盤時，可以將該移動式靜電吸盤機動性地進行移動。另外，絕緣材質介電層的介電強度在25℃介於5KV/mm至30KV/mm，以及其蕭氏硬度介於40至100。

Description

移動式靜電吸盤及其製造方法

本發明涉及一種移動式靜電吸盤及一種製造該移動式靜電吸盤的方法。

現今，吸盤已被廣泛使用於許多不同的應用，例如，在半導體製程或觸控螢幕的組裝過程中，吸盤是藉由吸附工件(例如，半導體及觸控螢幕等)的表面，用以搬運該工件或直接進行該工件加工。

一般而言，用以搬運工件的吸盤可分為機械吸盤、真空吸盤及靜電吸盤等。機械吸盤是用來夾緊工件的機械裝置，因此，可將此種吸盤使用於半導體製程或觸控螢幕的組裝過程。真空吸盤是在吸盤的空腔(cavity)中抽取在吸盤與工件之間的空氣壓力，用以吸附薄形工件，然而，上述的吸盤在吸附過程中，會造成薄形工件產生刻痕或損壞。例如，在組裝觸控螢幕的過程中，會造成觸控螢幕的表面產生氣泡，從而導致觸控螢幕的觸控感測失效。

再者，靜電吸盤是利用吸盤產生的靜電力來吸附工件的表面。例如，在半導體製程中，使用靜電吸盤產生的靜電力吸附工件。然而，習知的靜電吸盤通常必須固定於大型機台上，且在半導體製程中，無法進行水平、垂直或任一方向的移動。

此外，為了產生及維持靜電力，以吸附工件，習知的靜電吸盤一般以膠合或噴塗方式使用陶瓷材質(例如，氧化鋁及氮化鋁等)作為絕緣材料，設置於產生靜電力的電極之上。

因此，如何提出一種能快速及有效地吸附工件的技術，並且具有輕便可攜性及製造成本降低的特性，實為目前業界亟欲解決之技術問題。

鑒於上述習知技術之缺點，本發明之一主要目的為提供能快速及有效地吸附具有不同表面形狀的工件，以及降低靜電吸盤的系統成本。

為達上述目的及其他目的，本發明提供一種移動式靜電吸盤，包括；一基底；一電池，嵌入於該基底內；一電源變壓器，嵌入於該基底內，且藉由一第一導線與該電池電性連接；至少一電極，設置於該基底上，且藉由至少一第二導線與該電源變壓器電性連接；以及一絕緣材質介電層，覆蓋於該至少一電極及該基底上。

此外，在操作時，該移動式靜電吸盤可機動性地進行任一方向的移動。

此外，該移動式靜電吸盤可藉由WiFi、紅外線或實體開關，進行開關的控制。

在這種結構中，該電池可以進行充電，且可顯示其電力狀態。

此外，該絕緣材質介電層的材料包含聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯的絕緣材料之一者。

基於此結構，該絕緣材質介電層的介電強度在25℃介於5KV/mm至30KV/mm。

此外，該絕緣材質介電層的蕭氏硬度介於40至100。

此外，該基底的材料包含陶瓷、石英、工程塑膠或金屬(如鋁及鎂等)之一者。

再者，該絕緣材質介電層的表面可為平面型、凸出型、凹入型或彎曲型之一者。

依據本發明，該移動式靜電吸盤可以設置於一機殼內或於一承載構件上。

本發明亦提供一種移動式靜電吸盤的製造方法，包括：提供一基底；嵌入一電池於該基底內；嵌入一電源變壓器於該基底內，且藉由一第一導線與該電池電性連接；在該基底上，設置至少一電極，且藉由至少一第二導線與該電源變壓器電性連接；以及將一絕緣材質介電層覆蓋於該 至少一電極及該基底上。

在操作時，可以將該移動式靜電吸盤機動性地進行移動。

此外，藉由WiFi、紅外線或實體開關，進行該移動式靜電吸盤的開關控制。

在這種結構中，將該電池進行充電，且可顯示其電力狀態。

此外，該絕緣材質介電層的材料包含聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯的絕緣材料之一者。

基於此結構，該絕緣材質介電層的介電強度在25℃介於5KV/mm至30KV/mm。

此外，該絕緣材質介電層的蕭氏硬度介於40至100。

此外，該基底的材料包含陶瓷、石英、工程塑膠或金屬(如鋁及鎂等)之一者。

再者，該絕緣材質介電層的表面形狀可為平面型、凸出型、凹入型或彎曲型之一者。

依據本發明，可以設置該移動式靜電吸盤於一機殼內或於一承載構件上。

相較於習知技術，本發明不但利用高分子材質、陶瓷材質或絕緣材質等作為絕緣介電層，且應用材質的形狀可變性來製造各種不同需求的移動式靜電吸盤，所以能夠快速及有效地吸附具有不同表面形狀的工件，且由於本發明內置充電電池，本發明的移動式靜電吸盤亦具有輕薄可攜性的優點。

10‧‧‧移動式靜電吸盤

12‧‧‧基底

14‧‧‧電池

16‧‧‧第一導線

18‧‧‧電源變壓器

20‧‧‧第二導線

22‧‧‧電極

24‧‧‧絕緣材質介電層

26‧‧‧凹部

28‧‧‧彎曲部

S1~S5‧‧‧步驟

第1圖為說明依據本發明第一實施例之移動式靜電吸盤的剖視圖；

第2圖為說明依據本發明第二實施例之移動式靜電吸盤的剖視圖；

第3圖為說明依據本發明第三實施例之移動式靜電吸盤的剖視圖；

第4圖為說明依據本發明第四實施例之移動式靜電吸盤的剖視圖；以及

第5圖為說明本發明之移動式靜電吸盤的製造方法。

以下依據本發明的實施例，描述移動式靜電吸盤及該移動式靜電吸盤的製造方法。

第一實施例

第1圖說明依據本發明第一實施例之移動式靜電吸盤10的剖視圖。

如第1圖所示，本發明之移動式靜電吸盤10包括：一基底12；一電池14，嵌入於基底12內；一電源變壓器18，嵌入於基底12內，且藉由一第一導線16與電池14電性連接；一電極22，設置於基底12上，且藉由至少一第二導線20與電源變壓器18電性連接；以及一絕緣材質介電層24，覆蓋於電極22及基底12上。

依據本發明第一實施例的移動式靜電吸盤10，在操作時，本發明之移動式靜電吸盤10可機動性地進行任一方向移動所吸附的表面，例如，半導體晶圓(semiconductor wafer)及觸控螢幕(touchscreen)表面等。

再者，本發明之移動式靜電吸盤10進一步包括WiFi、紅外線或實體的開關(未顯示於圖式中)，可藉由WiFi、紅外線或實體的開關，對移動式靜電吸盤10進行開關的控制。

本發明之移動式靜電吸盤10中的電池14時可為鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池或鋰離子聚合物電池之一者。因此，電池14可進行反覆充電，且可顯示其電力狀態於移動式靜電吸盤10上。

本發明之電源變壓器18將藉由第一導線16與電池14電性連接，且將電池14的電壓轉換成靜電力(electrostatic force)。

接著，藉由至少一第二導線20，將電源變壓器18轉換成的靜電力傳送至電極22，例如，在半導體製程中，為了維持該靜電力的強度，以有效地吸附半導體晶圓的表面，於電極22上設置具有較佳絕緣效果的絕緣材質介電層24。

依據本發明之移動式靜電吸盤10的結構，絕緣材質介電層24的材料可為具有較佳絕緣效果的聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯之一者。

此外，本發明之絕緣材質介電層24的介電強度(dielectric strength)在25℃時介於5KV/mm至30KV/mm。

再者，在本發明之移動式靜電吸盤10中，本發明之絕緣材質介電層的蕭氏硬度(Shore hardness)介於40至100。

在本發明之第一實施例中，本發明之基底12材料可為陶瓷、石英、工程塑膠或金屬之一者。

如第1圖所示，本發明之絕緣材質介電層24的表面為平面型表面。

依據本發明第一實施例的移動式靜電吸盤10，本發明之移動式靜電吸盤10可設置於一機殼內或於一承載構件上(未顯示於圖式中)。

第二實施例

參閱第2圖，第2圖為說明依據本發明第二實施例之移動式靜電吸盤10的剖視圖。

如第2圖所示，本發明之移動式靜電吸盤10包括：一基底12；一電池14，嵌入於基底12內；一電源變壓器18，嵌入於基底12內，且藉由一第一導線16與電池14電性連接；二電極22，設置於基底12上，且藉由至少一第二導線20與電源變壓器18電性連接；以及一絕緣材質介電層24，覆蓋於二電極22及基底12上。

依據本發明第二實施例的移動式靜電吸盤10，在操作時，本發明之移動式靜電吸盤10可機動性地進行任一方向移動所吸附的表面，例如，半導體晶圓及觸控螢幕表面等。

此外，本發明之移動式靜電吸盤10進一步包括WiFi、紅外線或實體的開關(未顯示於圖式中)，可藉由WiFi、紅外線或實體的開關，對移動式靜電吸盤10進行開關的控制。

本發明之移動式靜電吸盤10中的電池14可為鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池或鋰離子聚合物電池之一者。因此，電池14可進行反覆 充電，且可將其電力狀態顯示於移動式靜電吸盤10上。

本發明之電源變壓器18將藉由第一導線16與電池14電性連接，且將電池14的電壓轉換成靜電力。

再者，藉由至少一第二導線20，將電源變壓器18轉換成的靜電力傳送至二電極22，同時，在半導體製程中，為了維持該靜電力的強度，以有效地吸附半導體晶圓的表面，於二電極22上設置具有較佳絕緣效果的絕緣材質介電層24。

依據本發明之移動式靜電吸盤10的結構，絕緣材質介電層24的材料可為具有較佳絕緣效果的聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯之一者。

此外，本發明之絕緣材質介電層24的介電強度在25℃時介於5KV/mm至30KV/mm。

再者，在本發明之移動式靜電吸盤10中，本發明之絕緣材質介電層的蕭氏硬度介於40至100。

於此實施例中，本發明之基底12材料可為陶瓷、石英、工程塑膠或金屬之一者。

如第2圖所示，絕緣材質介電層24的上表面為凸出型表面。

依據本發明第二實施例的移動式靜電吸盤10，本發明之移動式靜電吸盤10可設置於一機殼內或於一承載構件上(未顯示於圖式中)。

第三實施例

第3圖為說明依據本發明第三實施例之移動式靜電吸盤10的剖視圖。

如第3圖所示，本發明之移動式靜電吸盤10包括：一基底12；一電池14，嵌入於基底12內；一電源變壓器18，嵌入於基底12內，且藉由一第一導線16與電池14電性連接；二電極22，設置於基底12上，且藉由至少一第二導線20與電源變壓器18電性連接；以及一絕緣材質介電層24，覆蓋於二電極22及基底12上。

依據本發明第三實施例的移動式靜電吸盤10，在操作時，本發明之移動式靜電吸盤10可機動性地進行任一方向移動所吸附的表面，例 如，半導體晶圓及觸控螢幕表面等。

再者，本發明之移動式靜電吸盤10進一步包括WiFi、紅外線 或實體的開關(未顯示於圖式中)，可藉由WiFi、紅外線或實體的開關，對移動式靜電吸盤10進行開關的控制。

本發明之移動式靜電吸盤10中的電池14可為鎳鎘電池、鎳氫 電池、鋰離子電池或鋰離子聚合物電池之一者。因此，電池14可進行反覆充電，且可顯示其電力狀態於移動式靜電吸盤10上。

本發明之電源變壓器18將藉由第一導線16與電池14電性連 接，且將電池14的電壓轉換成靜電力。

再者，藉由至少一第二導線20，將電源變壓器18轉換成的靜電 力傳送至二電極22，同時，在半導體製程中，為了維持該靜電力的強度，以有效地吸附半導體晶圓的表面，於二電極22上設置具有較佳絕緣效果的絕緣材質介電層24。

另一方面，依據本發明之移動式靜電吸盤10的結構，絕緣材質 介電層24的材料可為具有較佳絕緣效果的聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯之一者。

此外，絕緣材質介電層24的介電強度在25℃時介於5KV/mm 至30KV/mm。

再者，在本發明之移動式靜電吸盤10中，本發明之絕緣材質介 電層的蕭氏硬度介於40至100。

於此實施例中，本發明之基底12材料可為陶瓷、石英、工程塑 膠或金屬之一者。

如第3圖所示，絕緣材質介電層24的上表面中間具有一凹部26 的凹入型表面，以有效地吸附具有凹部的觸控螢幕的表面。

依據本發明第三實施例的移動式靜電吸盤10，本發明之移動式 靜電吸盤10可設置於一機殼內或於一承載構件上(未顯示於圖式中)。

第四實施例

第4圖為說明依據本發明第四實施例之移動式靜電吸盤10的剖視圖。

參閱第4圖，本發明之移動式靜電吸盤10包括：一基底12；一電池14，嵌入於基底12內；一電源變壓器18，嵌入於基底12內，且藉由一第一導線16與電池14電性連接；三電極22，設置於基底12上，且藉由至少一第二導線20與電源變壓器18電性連接；以及一絕緣材質介電層24，覆蓋於三電極22及基底12上。

依據本發明第四實施例的移動式靜電吸盤10，在操作時，本發明之移動式靜電吸盤10可機動性地進行任一方向移動所吸附的特定表面，例如，彎曲觸控螢幕表面(flexible touchscreen)。

此外，本發明之移動式靜電吸盤10進一步包括WiFi、紅外線或實體的開關(未顯示於圖式中)，可藉由WiFi、紅外線或實體的開關，對移動式靜電吸盤10進行開關的控制。

本發明之移動式靜電吸盤10中的電池14可為鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池或鋰離子聚合物電池之一者。因此，電池14可進行反覆充電，且可顯示其電力狀態於移動式靜電吸盤10上。

本發明之電源變壓器18將藉由第一導線16與電池14電性連接，且將電池14的電壓轉換成靜電力。

再者，藉由至少一第二導線20，將電源變壓器18轉換成的靜電力傳送至三電極22，例如，在彎曲觸控螢幕的組裝過程中，為了維持該靜電力的強度，以有效地吸附彎曲觸控螢幕的表面，於三電極22上設置具有較佳絕緣效果的絕緣材質介電層24。

依據本發明之移動式靜電吸盤10的結構，絕緣材質介電層24的材料可為具有較佳絕緣效果的聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯之一者。

此外，本發明之絕緣材質介電層24的介電強度設計在25℃時介於5KV/mm至30KV/mm。

再者，在本發明之移動式靜電吸盤10中，本發明之絕緣材質介電層的蕭氏硬度介於40至100。

於此實施例中，本發明之基底12材料可為陶瓷、石英、工程塑膠或金屬之一者。

如第4圖所示，本發明之絕緣材質介電層24的上表面可為彎曲 型表面。

依據本發明第四實施例的移動式靜電吸盤10，本發明之移動式靜電吸盤10可設置於一機殼內或於一承載構件上(未顯示於圖式中)。

參閱第5圖，第5圖為說明依據本發明之移動式靜電吸盤的製造方法。

如第5圖所示，本發明亦揭露一種移動式靜電吸盤的製造方法，該製造方法包括以下步驟，步驟S1先提供一基底。接著，在步驟S2中，嵌入一電池於基底內，隨後，在步驟S3中，嵌入一電源變壓器於基底內，且藉由一第一導線與電池電性連接。

再者，步驟S4包括在基底上設置至少一電極，且藉由至少一第二導線與電源變壓器電性連接。最後，在步驟S5中，將一具有較佳絕緣效果的絕緣材質介電層覆蓋於至少一電極及基底上。

依據本發明的製造方法，在操作時，本發明之移動式靜電吸盤可機動性地進行任一方向移動所吸附的平面型表面(例如，半導體晶圓或觸控螢幕表面)或彎曲型表面(例如，彎曲觸控螢幕表面)。

再者，在本發明的製造方法中，本發明之移動式靜電吸盤進一步包括WiFi、紅外線或實體的開關(未顯示於圖式中)，可藉由WiFi、紅外線或實體的開關，對移動式靜電吸盤進行開關的控制。

本發明之製造方法包含的電池可為鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池或鋰離子聚合物電池之一者。因此，電池可進行反覆充電，且可顯示其電力狀態於移動式靜電吸盤10上。

另外，本發明之製造方法的電源變壓器將藉由第一導線與電池電性連接，且將電池的電壓轉換成靜電力。

藉由至少一第二導線的連接，將電源變壓器轉換成的靜電力傳送至至少一電極，例如，在半導體製程中，為了維持該靜電力的強度，以有效地吸附半導體晶圓的表面，於至少一電極上設置具有較佳絕緣效果的絕緣材質介電層。

依據本發明之移動式靜電吸盤的製造方法，步驟S5包含的絕緣材質介電層之材料可為具有較佳絕緣效果的聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯的絕緣材料之一者。

另外，在步驟S5中，本發明之絕緣材質介電層的介電強度設計在25℃介於5KV/mm至30KV/mm。

又，在本發明之移動式靜電吸盤的製造方法中，本發明之絕緣材質介電層的蕭氏硬度介於40至100。

在本發明之製造方法中，本發明之基底的材料包含陶瓷、石英、工程塑膠或金屬之一者。

具體而言，本發明製造方法中的絕緣材質介電層之上表面可為平面型、凸出型、凹入型或彎曲型表面之一者。

依據本發明之移動式靜電吸盤的製造方法，亦可設置該移動式靜電吸盤於一機殼內或於一承載構件上(未顯示於圖式中)。

上述實施例僅例示性說明本發明之功效，而非用於限制本發明，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述該些實施例進行修飾與改變。此外，在上述該些實施例中之元件的數量僅為例示性說明，亦非用於限制本發明。因此本發明之權利保護範圍，應如以下之申請專利範圍所列。

10‧‧‧移動式靜電吸盤

12‧‧‧基底

14‧‧‧電池

16‧‧‧第一導線

18‧‧‧電源變壓器

20‧‧‧第二導線

22‧‧‧電極

24‧‧‧絕緣材質介電層

Claims (20)

1. 一種移動式靜電吸盤，包括：一基底；一電池，嵌入於該基底內；一電源變壓器，嵌入於該基底內，且藉由一第一導線與該電池電性連接；至少一電極，設置於該基底上，且藉由至少一第二導線與該電源變壓器電性連接；以及一絕緣材質介電層，覆蓋於該至少一電極及該基底上。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該移動式靜電吸盤可機動性地進行任一方向的移動。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該移動式靜電吸盤可藉由WiFi、紅外線或實體開關，進行開關的控制。
4. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該電池可進行充電，且可顯示其電力狀態。
5. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該絕緣材質介電層的材料包含聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯的絕緣材料之一者。
6. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該絕緣材質介電層的介電強度在25℃介於5KV/mm至30KV/mm。
7. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該絕緣材質介電層的蕭氏硬度介於40至100。
8. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該基底的材 料包含陶瓷、石英、工程塑膠或金屬之一者。
9. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該絕緣材質介電層的上表面形狀為平面型、凸出型、凹入型或彎曲型之一者。
10. 依據申請專利範圍第1項所述的移動式靜電吸盤，其中，該移動式靜電吸盤設置於一機殼內或於一承載構件上。
11. 一種移動式靜電吸盤的製造方法，包括：提供一基底；嵌入一電池於該基底內；嵌入一電源變壓器於該基底內，且藉由一第一導線與該電池電性連接；在該基底上，設置至少一電極，且藉由至少一第二導線與該電源變壓器電性連接；以及將一絕緣材質介電層覆蓋於該至少一電極及該基底上。
12. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，可將該移動式靜電吸盤機動性地進行任一方向移動。
13. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，藉由WiFi、紅外線或實體開關，進行該移動式靜電吸盤的開關控制。
14. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，將該電池進行充電，且可顯示其電力狀態。
15. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，該絕緣材質介電層的材料包含聚苯乙烯、矽基樹脂、環氧樹脂或丙烯酸酯的絕緣材料之一者。
16. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，該絕緣材質介電層的介電強度在25℃介於5KV/mm至30KV/mm。
17. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，該絕緣材質介電層的蕭氏硬度介於40至100。
18. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，該基底的材料包含陶瓷、石英、工程塑膠或金屬之一者。
19. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，該絕緣材質介電層的上表面形狀為平面型、凸出型、凹入型或彎曲型之一者。
20. 依據申請專利範圍第11項所述的製造方法，其中，設置該移動式靜電吸盤於一機殼內或於一承載構件上。