专利名称：粘接夹盘及用其组装基板的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种粘接夹盘及用其组装基板的装置和方法，尤其涉及一种用通过分子间吸引力来粘附基板的粘接夹盘组装基板的装置和方法。
背景技术：
基板组装装置用于组装液晶显示器(LCD)的液晶显示面板。LCD面板的一个例子是TFT-LCD面板。TFT-LCD面板包括具有多个以矩阵方式排列的多个薄膜晶体管(TFT)的阵列基板、具有彩色滤色器和遮光膜等的彩色滤色器基板，彩色滤色器基板面对阵列基板组装到阵列基板上，且两者之间形成几微米的间隙，在组装基板之前、之后或过程中注入液晶到该间隙中，然后密封构成面板。
基板组装可以通过相互挤压阵列基板和彩色滤色器基板而实现。为此，装置上下两侧分别设置有两个相对的吸附基板的静电夹盘。然后，精确保持夹盘之间的平行，相互相向移动夹盘，随后组装基板。
大部分这种基板组装装置构造为在真空环境中执行基板组装过程。但是，在输送基板进入装置的初始阶段，由于装置内部处于环境气压，真空吸附单元用于吸附基板，当装置内部变为真空状态时，静电夹盘用于吸附基板。这种基板组装装置的例子披露于Fujitsu有限公司的名为“用于生产粘附基板的系统”的PCT WO2004/097509中，和Shinetsu Engineering Kabushiki Kaisha的名为“用于组装平板基板的装置”的PCT WO2003/091970中，等等。
这里，前述用于组装装置的静电夹盘是用于在制造半导体或显示器面板过程中保持基板的最典型的一种。这种静电夹盘的一个例子和使用该夹盘组装基板的现有技术披露于Tokyo电子有限公司的名为“使用静电夹盘的基板支撑机构及其制造方法”的PCTWO2004/084298中。
静电夹盘通常由氧化铝烧结材料或喷涂氧化铝的陶瓷材料形成，包括连接DC电源的电极板，以在支撑基板时经从DC电源施加高压到电极板来产生静电力。
这种传统静电夹盘存在一些问题。特别是，DC电源需要不断给静电卡盘供给电力以保持基板，其消耗大量电力，由于当基板由静电力吸附到夹盘上时夹盘中与电极图案关联的残余静电在LCD面板上产生斑点，且由于静电力累积会导致不稳定。
此外，由于静电夹盘具有精细的机械和电配置，所以需要较高的制造成本。而且，对于涂有聚酰亚胺薄膜的静电夹盘，存在下述可能性，即由在处理过程中产生的基板的破碎颗粒毁损静电夹盘表面上的聚酰亚胺薄膜。
发明内容
本发明构思于解决上述常规技术的问题，且本发明的一个目的是提供一种能够在利用范德瓦尔兹力(分子间吸引力)稳定保持基板间对准的状态下组装基板的组装装置，和用该装置组装基板的方法。
本发明的另一目的是提供一种利用范德瓦尔兹力(分子间吸引力)吸附基板的粘接夹盘。
根据本发明的一个方面，上述和其它目的可以通过提供一种基板组装装置实现，该装置包括允许其压力减小的腔室；位于该腔室内且具有多个粘接突起的第一粘接夹盘，粘接突起利用分子间吸引力粘接从外部输送到腔室内的第一基板；和驱动单元，彼此对向移动粘附到第一粘接夹盘的第一基板和位于腔室内的第二基板以相互挤压并组装。该装置进一步包括具有多个粘接突起的第二粘接夹盘，粘接突起利用分子间吸引力粘接第二基板。
粘接夹盘可以包括支撑板；以及一侧连接到支撑板而另一侧形成有粘接突起的粘接板。
粘接板可以包括位于腔室内一侧的第一粘接夹盘和位于腔室内另一侧的第二粘接夹盘，粘接突起可以包括多个形成在第一粘接夹盘一侧以利用范德瓦尔兹力粘接第一基板的第一突起和多个形成在第二粘接夹盘一侧以利用范德瓦尔兹力粘接第二基板的第二突起。
粘接夹盘可以包括将基板从粘接突起分离的分离部件。
分离部件可以包括加热粘接突起的加热部件，且粘接夹盘可以包括冷却粘接突起的冷却部件。
分离部件可以包括多个设置成移动穿过粘接夹盘的分离销和连接到分离销末端以在分离基板时沿分离方向压迫基板的分离棒。
分离部件可以包括设置在粘接夹盘一侧的提升板，其可在粘接夹盘内上下移动，以使粘接突起在粘接到基板时暴露于粘接夹盘的一侧，并在粘接突起从基板分离时插入粘接夹盘的一侧。
粘接夹盘可以包括形成在提升板任一侧的止动钳、对应提升板在粘接夹盘内形成用来支撑止动钳的支撑钳、以及夹在止动钳和支撑钳之间用于驱动提升板的提升驱动部件。
提升驱动部件可以是外圆周可以以与止动钳接合的状态进行旋转的凸轮，基板组装装置可以进一步包括设置在粘接夹盘和提升板间界面处的弹性部件，提升板可以上下倾斜移动。
根据本发明的另一方面，提供一种组装基板的方法，该方法包括输送第一基板进入腔室；使第一基板接触多个粘接突起以利用分子间吸引力粘接第一基板到粘接突起；输送第二基板进入腔室；在基板相互面对的位置对准第一基板和第二基板；相互对向移动第一和第二基板的同时组装第一基板和第二基板；将组装好的第一和第二基板移出腔室。
该方法可以进一步包括在组装步骤前，抽空腔室以形成真空。
该方法可以进一步包括在对准步骤前，利用分子间吸引力粘接第二基板到其它粘接突起。
该方法可以进一步包括在组装步骤前，通过加热粘接突起将第一基板从粘接突起分离。
该方法可以进一步包括当第一基板从粘接突起分离时冷却粘接突起。
该方法可以进一步包括在组装步骤前，用分离棒向第二基板推第一基板将第一基板从粘接突起分离。
该方法可以进一步包括在组装步骤前，通过沿与粘接到第一基板相反的方向升高或降低粘接突起将第一基板从粘接突起分离。
根据本发明的又一方面，提供一种粘接夹盘，该粘接夹盘包括支撑板；设置在支撑板一侧并具有多个利用分子间吸引力粘接到所输送基板的粘接突起的粘接板；以及设置到支撑板上以将基板从粘接突起分离的分离部件。
该分离部件可以包括加热基板的加热部件。
该支撑板可以包括冷却粘接突起的冷却部件。
分离部件包括穿过支撑板移动的多个分离销、和连接到分离销末端以在分离基板时沿分离方向推动基板的分离棒。
该分离部件可以包括插入支撑板的提升板，粘接突起暴露于支撑板外，从而穿过支撑板上下移动；和提升驱动部件，其驱动提升板，以使粘接突起在粘接到基板上时暴露于支撑板外，并在从基板分离时插入支撑板。
粘接夹盘可以进一步包括形成在插入有提升板的支撑板内表面上的支撑钳、形成于提升板在支撑钳内的外周表面上并由支撑钳以重叠状态支撑的止动钳、以及在止动钳和支撑钳之间的提升驱动部件。
提升驱动部件可以是外周能够以与止动钳接合的状态进行旋转的凸轮。该装置还可以进一步包括设置在粘接夹盘和提升板间界面处的弹性部件。提升板可以相对支撑板的内表面上下倾斜移动。
本发明上述和其它目的、特点和优点将从下面结合附图描述的示例性实施例而变得清楚了然，其中 图1是根据本发明实施例的基板组装装置的示意性横截面图； 图2是用于根据本发明实施例的装置的粘接夹盘的透视图； 图3a是根据本发明实施例的粘接突起的显微照片； 图3b是根据本发明实施例的其它粘接突起的显微照片； 图4是代表根据本发明实施例的粘接突起粘接和分离状态的示意图； 图5是根据本发明实施例的粘接夹盘的横截面图； 图6是图5中A部分的放大透视图； 图7是根据本发明另一实施例的粘接夹盘的透视图； 图8是基板粘接到图7所示粘接夹盘的横截面图； 图9是显示基板从图7所示粘接夹盘分离操作的横截面图； 图10是根据本发明又一实施例的粘接夹盘部分切除的透视图； 图11是图10所示粘接夹盘的侧截面图； 图12a和12b是说明粘接夹盘操作的图10所示粘接夹盘主要部分的放大横截面图； 图13是用根据本发明实施例的基板组装装置组装基板的方法流程图。
具体实施例方式 下面参照附图详细描述本发明的示例性实施例。说明书中使用的术语可以在本领域中以不同方式表示。如果在实施例与修改例之间存在功能类似或等同，则就认为修改等同于本实施例。为了描述方便，各个实施方案的部件由附图标记表示。可以理解到本发明不限于附图所示和附图标记标注的部件。而且，如果彼此存在功能类似或等同，图中所示特定部件的部分改动等同于该部件。
图1是根据本发明实施例的基板组装装置的示意性横截面图。根据图1，装置包括构成装置外观的底座10。装置包括位于底座10中的下腔室200和位于下腔室200之上的上腔室100。在其中组装有第一和第二基板P1和P2的上下腔室100和200之间定义为处理室。作为本发明的示例性实施例，在此将描述用于在通过接合上下基板100和200构成的封闭空间中组装基板的真空组装装置。但是，不仅可以在真空状态还可以在标准常压下在由上下腔室100和200限定的空间中执行组装基板。
上腔室100由设置到下腔室200的提升螺钉210和提升马达230支撑，以上下移动。提升螺钉210和提升马达230构成用于组装基板P1和P2的驱动单元(未显示)。
在组装基板P1和P2时，驱动单元可以与下面要描述的线性致动器110、形成在粘接夹盘120和220上的吸附槽125等协同操作。驱动单元可以通过使用机械或气动压缩方法，紫外线固化等以多种形式来实现。
第一粘接夹盘120位于上腔室100的下部中心处。第一粘接夹盘120的表面以高密度形成有多个粘接突起124a，以利用范德瓦尔兹力(分子间吸引力)粘接第一基板P1到第一粘接夹盘120。第一粘接夹盘120包括由铝基金属形成的第一支撑板121和连接第一支撑板121且其上具有粘接突起124a的第一粘接板124。
第一基板P1可以是阵列基板或彩色滤色器基板。多个照相机130布置在上腔室100上，用于对准基板P1和P2。为使各个照相机130运行，通过上腔室100形成拍照孔101以穿过第一基板P1。线性致动器110配备在上腔室100的圆周边缘。为在组装基板P1和P2时基板P1和P2间距的调整，线性致动器110用于精密调节上下腔室100和200的间隙。
第二粘接夹盘220位于下腔室200的上部中心，具有多个第二粘接突起222a，以利用分子间吸引力粘接第二基板P2到第二粘接夹盘220。第二粘接夹盘220包括由铝基材料形成的第二支撑板221和连接第二支撑基板221且其上形成有第二粘接突起222a的第二粘接板222。粘接在第二粘接夹盘220上的基板P2不同于基板P1，可以是阵列基板或彩色滤色器基板。
第二粘接夹盘220设置有上下移动基板P2的提升驱动单元240和多个连接提升驱动单元240并穿过下腔室200和第二粘接夹盘220的提升销241。
因此，第二基板P2可以通过提升销241和提升驱动单元240安装在第二粘接夹盘220上。此外，照明装置250设置在下腔室200之下，用于对准基板P1和P2。当用照相机130拍照对准标记时，照明装置250照射基板P1和P2的对准标记。下腔室200具有穿过下腔室200的照明孔202，以使照明装置250发出的光到达照相机130。照明孔202与拍照孔101连通，以允许照相机130拍照第一和第二基板P1和P2的对准标记。
围绕下腔室200的第二粘接夹盘220设置有用于测量上下腔室100和200间距的线性量规260、和用于对准的UVW台270。
第一和第二粘接夹盘120和220具有大致相同的结构。下文中，将结合第二粘接夹盘220的不同点描述第一粘接夹盘120，而不分开描述第一和第二粘接夹盘120和220。
图2是用于根据本发明实施例的装置的粘接夹盘的透视图。参照图2，粘接夹盘120包括支撑板121和粘接板124。支撑板121具有形成于其上的多个吸附槽125。吸附槽125用于当基板P1最初输送入装置内时吸附基板P1。当组装基板P1时，吸附槽125用于通过吸附槽125让压缩空气注入来辅助组装基板P1和P2。
这样，第二粘接夹盘120可以具有形成于其中的压力通道(未显示)，用于基板P1的吸附和挤压，或者吸附槽125可以垂直穿过支撑板121与外部压力管相连。此处，第二粘接夹盘220可以形成有提升销241可以穿过的销孔(未显示)。此外，粘接夹盘120形成有与上腔室100的拍照孔101连通的夹盘侧拍照孔126、和通过紧固栓129穿过其将粘接夹盘120固定到上腔室100的紧固孔127(见图1)。支撑板121形成有平面调节孔128，用于组装好的粘接夹盘120的水平调节。
同时，一体式突出于粘接板124外的突起124a可以具有球形末端或刮刀形末端。这种粘接板124和粘接突起124a可以用可熔性蜡等通过模制来形成微米/纳米结构。
具体而言，为了制造粘接板124和粘接突起124a，首先通过反应离子蚀刻等将凝固蜡板上的高纵横比的纳米尺度沟槽形成为模板。然后，将热固化或UV固化的液体成型材料，如纤维、树脂或液体碳基材料施加到模板上，以用成型材料填充各沟槽。接着，通过加热或UV光来固化成型材料，最后除去模板。模板可以通过分离溶剂或蚀刻等除去。结果，粘接板124和粘接突起124a通过除去模板而整体形成。
或者，粘接板124和粘接突起124a可以用微电机系统和半导体制造工艺制造，如电子束曝光工艺，热氧化蚀刻工艺，纳米激光工艺等。此外，粘接板124可以用最初生产的粘接板作为母板而批量生产制造。
图3a是根据本发明实施例的一种类型粘接突起的显微照片。图3B是根据本发明实施例的另一种类型粘接突起的显微照片。
在粘接板124上，每个突起124a都具有约0.5～20μm的长度，50～2,000nm的直径，并与其它突起分开几十到几千μm的距离。而且，各突起124a倾斜30到60度角。
如Kellar Autumn等人在“Adhesive force of a single geckofoot-hair”(Nature，Vol.405，2000.06.08)中说明的，单个粘接突起124a表现出高达约200uN的粘接力。由于几万个突起124a可以形成在1cm2内，所以粘接夹盘能够展现200g.f/cm2或更高，即每cm2约1.9N或更高。另一方面，由于已知传统静电粘接夹盘通常具有约2g.f/cm2的静电粘附力，所以本实施例的粘接夹盘124也能提供令人满意的大基板P1的粘接、支撑和输送。而且，能够通过减小突起124a的密度来调节吸附力。
图4是根据本发明实施例的粘接突起粘接和分离状态的示意图。图4显示了分子间吸引力(范德瓦尔兹力)对两分子模型如何相互作用。首先，对于相互作用的总能量，在最邻近距离处分子间能量产生为最高排斥能量(+)，并随分子间距离增加吸引能量产生而排斥能量迅速减小。
排斥能量根据排斥作用而产生，即泡利不相容原理。这样，分子间距离增加导致分子间相互排斥作用的排斥能量快速减小。且总的相互作用能显示出，吸引能量(-)(范德瓦尔兹力)在几乎所有排斥能量都消失的分子间最小能量的距离处产生。随分子间距离进一步增加，分子间的吸引能量逐渐减小。换句话说，该图显示了排斥能量和作为依赖分子中心之间距离的范德瓦尔兹力的吸引能量的产生。
这样，当基板P1或P2移向并紧密接触其上具有吸附突起124a的粘接板124时，能够实现粘接基板P1或P2。但是，基板P1或P2从粘接板的分离需要分离工艺。下面将描述粘接夹盘120更详细的结构。
图5是根据本发明实施例的粘接夹盘的横截面图。图6是图5中A部分的放大透视图。
参照图5和图6，粘接夹盘120包括支承板121和连接到支承板121的粘接板124。粘接板124的形状大致对应于支承板121的形状。在对应于形成在粘接板124的支撑板121中的紧固孔127的每个孔124b上形成有台阶部分124c，当紧固栓129固定到相关的紧固孔时，台阶部分124c被紧固栓129的头部挤压，从而粘接板124能够更加稳固地与支撑板121连接。
分离部件设置在支承板121内，以分离基板P1(P2)。在本发明的一个实施例中，分离部件是加热部件122。在从突起124a分离基板P1(P2)的情况中，加热部件122加热支撑板121，以从基板P1(P2)分离突起124a。换句话说，当对其进行加热时，粘接板124和突起124a膨胀，从而改变分子间的排斥能，使得基板P1(P2)从突起124a分离。为此，加热部件122可以是加热线、带有制冷剂的热管或热电设备。
另一方面，当基板P1(P2)分离时，希望粘接夹盘120的温度能迅速恢复到初始状态。在粘接夹盘保持在升高的温度情况中，粘接夹盘120会在随后工序降低粘接基板的效果。当然，可通过将基板P1(P2)暴露于空气而进行自冷却。但是，此时由于增加处理周期，所以采取强迫冷却有利于实现粘接夹盘120的快速冷却。
对于强迫冷却，冷却部件123可以设置在支撑板121内。冷却部件123可以是埋入其中的冷却管，通过该冷却管给基板提供冷却气体如氦，可以是构造成允许制冷剂流过的热管、或热电设备。
对于热管，可使用分开加热和冷却管或采用具有四通阀的循环结构。对于热电设备，交替提供电源到相关热电设备以加热或冷却板124。通常，氦气用于在显示器制造工艺和半导体制造工艺中的冷却。因此，在图5所示的实施例中，显示了加热线和冷却管。
尽管能够使用加热方式分离基板P1(P2)，但基板分离还可以通过快速冷却实现。因为，在利用范德瓦尔兹力粘接的情况中，粘接突起124a的收缩导致分子间排斥力的排斥能的快速增加，如图4所示，通过其能执行分离。
或者，基板P1(P2)的分离能够通过机械操作实现。下文中，将描述根据本发明其它实施例的粘接夹盘，其使用了机械操作用于基板P1(P2)的分离。在下面描述中，实施例的部件将由不同附图标记表示。
图7是根据本发明另一实施例的粘接夹盘的透视图。图8是基板粘接到图7所示粘接夹盘的横截面图。图9是显示基板从图7所示粘接夹盘分离操作的横截面图。
参照图7和图8，粘接夹盘300包括支撑板310。支撑板310设置有在其下表面(上部粘接情况中为上表面)具有粘接突起321的粘接板320。支撑板310可以设置有分离部件。分离部件包括分离销340和分离棒350，分离销340能分别穿过形成在支撑板310四角处的四个通孔311，分离棒350连接分离销340的下端并沿支撑板310下表面的边缘定位。分离棒350比粘接板320薄。
分离销340穿过支撑板310并与位于支撑板310之上的动力单元连接。动力单元包括连接各个分离销340以同时施加动力到分离销的挤压板360和操作该挤压板360的致动器370。
以这种结构，本实施例的粘接夹盘320在基板P1(P2)安装于其上时可粘接基板P1(P2)到粘接板320上。当基板P1(P2)从粘接板320分离时，致动器370降低挤压板360，如图9所示。挤压板360降低分离销340和分离棒350。这样围绕基板P1(P2)产生均匀的与分离棒350关联的分离力。就是说，挤压板360以尽可能均匀分散的状态施加分离力到基板P1(P2)，由此从粘接夹盘分离基板P1(P2)。
此外，当使用大基板时，对角连接各分离棒，以使更均匀的分离力施加到整个基板，从而使得基板从粘接夹盘分离更加容易。
图10是根据本发明又一实施例的粘接夹盘的部分切除的透视图。图11是图10所示粘接夹盘的侧截面图。图12a和12b是说明粘接夹盘操作的图10所示粘接夹盘主要部分的放大横截面图。
参照图10和11，粘接夹盘400包括支撑板410。支撑板410具有通过加工支撑板410的下表面使其凹陷而形成在下侧(在向上粘接的情况中为上侧)的安装部401。安装部401设置有在安装部401内上下移动的提升板440。
粘接夹盘400进一步包括粘接板420，粘接板420连接到提升板440的下表面并具有多个粘接突起421。突起421在保持基板P1(P2)时暴露于支撑板410下侧，在提升板440升高进入安装部401时插入支撑板410下侧。另外，提升板440具有形成在提升板440相反侧的引导突起441。安装部401在内侧形成有对应引导突起441的引导沟槽403。引导沟槽403可以倾斜形成。当引导沟槽403倾斜形成时，能够用较小的力从粘接突起421分离基板P1(P2)。换句话说，由于粘接突起421由如纤维这样的材料形成，所以它们能表现出弹力。因此，由于通过在横向方向上给粘接突起施加力而使粘接突起421弯曲，所以基板P1(P2)从粘接突起421的分离能用小于上下分离所受力的力执行。
提升板440包括形成在其任一侧上部的止动钳442。安装部401在安装部401任一内侧的下部设置有对应于止动钳442的支撑钳402。支撑钳402在下侧设置有摩擦材料411，以与基板P1(P2)接触。摩擦材料411在不损坏基板P1(P2)的情况下阻止基板P1(P2)滑到右侧或左侧。换句话说，摩擦材料阻止破坏基板P1(P2)的对准状态。
止动钳442和支撑钳402相互重叠设置。另外，提升驱动部件设置在支撑钳402上。提升驱动部件包括马达450、由马达450旋转的旋转轴460、和多个安装成由旋转轴460旋转的凸轮470。每个凸轮470的外周都紧密接触止动钳442的下部，且在凸轮470和止动钳442间的界面设置润滑垫441。提升驱动部件可以由螺线管或压电设备实现。
弹性部件480夹在安装部401的内部上表面与提升板440的上表面之间。弹性部件480可以是弹簧、弹性橡胶或其它表现弹力的部件。
以上述结构，在本实施例的粘接夹盘400中，当基板粘接到粘接夹盘400时，凸轮470的较长半径部分位于下侧，而凸轮470的较短半径部分位于上侧，如图12a所示。这样，形成在提升基板400下侧的粘接突起421暴露于支撑板410的下表面。在该情况中，输送基板P1(P2)并利用分子间吸引力将其粘接到突起421。
另一方面，当基板从突起分离时，马达450旋转，从而旋转凸轮370，如图12b所示。然后，凸轮470的较长半径部分位于上侧，而凸轮470的较短半径部分位于下侧，使得粘接突起421插入支撑板410。此时，基板P1(P2)具有大于提升板440的面积，并使得基板的边缘紧密接触支撑板410的下端。结果，当粘接突起421升高、基板P1(P2)的边缘紧密接触支撑板410的摩擦材料411时，基板P1(P2)从突起421分离。
提升板440可以倾斜升高。由于各突起421随提升板440倾斜升高而弯曲，所以基板P1(P2)从突起421分离可以用较小的力执行。此时，施加到基板P1(P2)的分离力可以进一步减小。而且，在粘接突起421倾斜形成的情况中，当提升板440倾斜升高时，基板P1(P2)从突起421的分离可以更有效地执行。
将描述使用根据本发明实施例如上所构成的组装装置和粘接夹盘组装基板的方法。该方法的实施例可以参照根据图1和2所示实施例的基板组装装置来理解。
图13是用根据本发明实施例的基板组装装置组装基板的方法流程图。
参照图13，在S100，第一基板P1输送进在上下腔室100和200之间限定的处理室。第一基板P1的输送可以通过利用真空粘接来保持基板的机械手执行。在S200，第一基板P1粘接到形成在第一粘接夹盘120的第一粘接板124上的第一粘接突起124a。第一基板P1粘接到第一粘接夹盘120可以通过升高机械手或降低第一支撑板121以使第一粘接板124和第一基板P1移动靠近并相互接触来执行。
然后，在S300，第二基板P2通过机械手输送进上下腔室100和200。
当第二基板P2在装置中位于预定位置时，提升销241升高，以支撑第二基板P2。然后，机械手移动到腔室100和200的外部。接着，当提升销241下降时，第二基板P2安装到第二粘接夹盘200上。结果，第二基板P2粘接到第二粘接板222的第二粘接突起222a上。
当为了更加有效的粘接，各基板P1和P2由形成在各粘接夹盘120和220上的吸附沟槽125吸附时，基板P1和P2可以更加有效地粘接到粘接突起124a和222a。这样，基板P1和P2的粘接在环境压力中执行。
然后，上腔室100下降。上腔室100的下降也降低了第一粘接夹盘120。因此，在S400，第一基板P1和第二基板P2相互对向移动并彼此面对以预定距离对准。这里，基板间距离通过传感器测量。照相机130进行拍照第一和第二基板P1和P2上的对准标记，以监测第一基板P1和第二基板P2之间的对准，UVW台270通过UWV驱动单元(未显示)进行操作来调整第一和第二基板P1和P2之间的对准。根据第一和第二基板P1和P2之间的距离重复数次包括预对准、最终对准等的基板对准，直到基板P1和P2组装完毕。
当上腔室100继续下降与下腔室200紧密接触时，由上下腔室100和200限定的处理室被密封，与外部环境隔离。然后，当第一和第二基板P1和P2之间的预对准完成时，上下腔室100和200之间的处理室被强制抽到真空状态。这种真空状态可以通过干式泵或涡轮分子泵(TMP)获得。
当达到预定真空度时，第一粘接夹盘120进一步降低，直到第一基板P1接近第二基板P2并与第二基板P2间隔最小的预定距离。此时，照相机130进行拍照第一和第二基板P1和P2的对准标记，以完成最终对准。
在最终对准之后，吸附到第一粘接夹盘120的第一基板P1从第一粘接夹盘120分离。这里，第一基板的分离通过如上所述的热分离、强力机械分离等执行。
因此，当第一基板P1从第一粘接夹盘120分离时，第一基板向第二基板P2下降，通过涂覆在第一和第二基板P1和P2之间的密封剂与其紧密接触。在基板P1下降后，高压氮气通过第一粘接夹盘120的吸附沟槽125注入，从而挤压第一基板P1。因而，第一和第二腔室100和200的内部从真空状态转变为环境压力状态。
换句话说，第一和第二基板P1和P2之间密封的间隙处于真空状态，而第一和第二腔室100和200内的处理室处于环境压力状态，从而在S500，能够通过基板P1和P2内外的压力差和气体的挤压力实现第一和第二基板P1和P2的组装。另外，在组装基板的同时注入沿密封剂施加的液晶。或者，在组装基板之后独立地注入液晶。然后，检测基板P1和P2之间的组装状态，或通过辐射UV光进一步固化密封剂。
当基板完全组装好后，上腔室100通过提升螺钉210和提升马达230升高，以打开腔室100和200。当腔室100和200打开时，提升销241升高，以升高组装好的基板P1和P2。此时，同时或提前执行第二基板P2从第二粘接夹盘200的分离。
具体而言，当通过加热第二粘接夹盘220减弱第二基板P2和第二粘接夹盘220之间的分子间键合力之后升高提升销241时，第二基板P2能自然从第二粘接夹盘220分离。然后，当组装好的基板P1和P2通过进一步升高提升销241而位于释放位置时，在S600，机械手从腔室100和200外部移动到组装好的基板下侧，运送组装好的基板到装置外部。然后，通过重复上述工艺来组装位于腔室100和200外的其它基板。
本领域技术人员通过修改部分部件或方法可以以不同的方式实现上述依照这些实施例的粘接夹盘和用其组装基板的装置和方法。
在修改的实施例中，本发明的粘接夹盘可以应用于半导体制造工艺，涉及用于在环境压力下组装基板的基板组装装置，用于显示器制造工艺的其它装置，用于输送基板的机械手等。
而且，基板组装装置可以包括两个基板粘接设备，其中一个是静电夹盘，另一个是根据本发明实施例的粘接夹盘。或者，基板组装装置可以包括单个静电夹盘，其一些部件产生静电力，另一些部件形成有粘接突起，从而通过静电力和分子间吸附力将基板粘接到静电夹盘。
此时，组装基板的工艺可以这样的方式执行，即调节经静电力的基板粘接力和使用粘接突起的基板粘接力。此外，本发明的粘接夹盘可以应用于不同于上述基板组装装置实施例的其它类型基板组装装置。因此，如果特定的改变例包括本发明装置或粘接夹盘的主要组件，则应认为该修改没有背离本发明的范围。
从上述描述可见，使用根据本发明的粘接夹盘和用其组装基板的装置和方法可以用最小的能量消耗和较高的操作效率来实现基板粘接和分离。另外，本发明的粘接夹盘能克服使用静电夹盘时通过发生的残余静电力而导致的显示面板产生斑点的缺陷。此外，由于与传统的静电夹盘相比，本发明的粘接夹盘几乎不存在电不稳定性的缺陷，能够展现高稳定性和效率，并能以较低成本生产。
尽管参照实施例和附图描述了本发明，当本发明不限于实施例和附图。应当理解到本领域技术人员可以在不背离由后附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，作出多种修改和变化。
权利要求
1、一种基板组装装置，包括
腔室；
位于该腔室内的第一粘接夹盘，其具有多个粘接突起，从而利用分子间吸引力粘接从外部输送入该腔室的第一基板；以及
驱动单元，其将粘接到该第一粘接夹盘的第一基板和位于该腔室内的第二基板彼此相向移动，从而使它们相互挤压并组装。
2、据权利要求1所述的装置，进一步包括
第二粘接夹盘，其具有多个粘接突起，从而利用分子间吸引力粘接所述第二基板。
3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述第一或第二粘接夹盘包括支撑板、和一侧连接到支撑板并在另一侧形成有粘接突起的粘接板。
4、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述第一或第二粘接夹盘包括分离部件，从而从所述粘接突起分离基板。
5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述分离部件包括加热部件，以加热所述粘接突起。
6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述第一或第二粘接夹盘包括冷却部件，以冷却所述粘接突起。
7、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述分离部件包括多个设置成穿过所述第一或第二粘接夹盘移动的分离销、和连接到分离销末端以在分离基板时沿分离方向挤压基板的分离棒。
8、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述分离部件包括设置在第一或第二粘接夹盘一侧的提升板，该提升板在第一或第二粘接夹盘内能上下移动，从而在所述粘接突起粘接到基板时，使粘接突起暴露于所述粘接夹盘一侧，并在所述粘接突起从基板分离时，使粘接突起插入到所述粘接夹盘一侧。
9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述第一或第二粘接夹盘包括形成在所述提升板任一侧的止动钳、在所述粘接夹盘内对应于提升板形成以支撑止动钳的支撑钳、和夹在止动钳和支撑钳之间以驱动所述提升板的提升驱动部件。
10、根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述提升驱动部件是其外周能以邻接所述止动钳的状态而旋转的凸轮。
11、根据权利要求9所述的装置，进一步包括
弹性部件，其设置在所述第一或第二粘接夹盘与所述提升板之间的界面处。
12、根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述提升板上下倾斜移动。
13、一种组装基板的方法，包括
1)将第一基板输送进入腔室；
2)使该第一基板与多个粘接突起接触，从而利用分子间吸引力粘接该第一基板到粘接突起；
3)将第二基板输送进入该腔室；
4)在基板相互面对的位置对准第一基板和第二基板；
5)在相向移动第一和第二基板的同时组装第一基板和第二基板；以及
6)将组装好的第一和第二基板移动到该腔室外部。
14、根据权利要求13所述的方法，进一步包括
在步骤5)之前将腔室抽成真空。
15、根据权利要求13所述的方法，进一步包括
在步骤4)之前利用分子间吸引力将所述第二基板粘接到其它粘接突起。
16、根据权利要求13所述的方法，进一步包括
在步骤5)之前通过加热粘接突起从粘接突起分离第一基板。
17、根据权利要求16所述的方法，进一步包括
当第一基板从粘接突起分离时冷却粘接突起。
18、根据权利要求13所述的方法，进一步包括
在步骤5)之前用分离棒将第一基板推向第二基板，以从粘接突起分离第一基板。
19、根据权利要求13所述的方法，进一步包括
在步骤5)之前，通过沿与粘接第一基板相反的方向提升或降低粘接突起来从粘接突起分离第一基板。
20、一种粘接夹盘，包括
支撑板；以及
设置在该支撑板一侧的粘接板，其具有多个粘接突起，从而利用分子间吸引力粘接输送的基板。
21、根据权利要求20所述的粘接夹盘，进一步包括
分离部件，其设置到支撑板，以从粘接突起分离基板。
22、根据权利要求21所述的粘接夹盘，其特征在于分离部件包括加热基板的加热部件。
23、根据权利要求22所述的粘接夹盘，其特征在于支撑板包括冷却粘接突起的冷却部件。
24、根据权利要求21所述的粘接夹盘，其特征在于分离部件包括多个设置成穿过支撑板移动的分离销、和连接分离销末端以在分离基板时沿分离方向推动基板的分离棒。
25、根据权利要求21所述的粘接夹盘，其特征在于分离部件包括插入支撑板的提升板，粘接突起暴露于支撑板从而穿过支撑板上下移动；以及提升驱动部件，其驱动提升板，以在粘接突起粘接基板时使粘接突起暴露于支撑板，并在粘接突起从基板分离时使粘接突起插入支撑板。
26、根据权利要求25所述的粘接夹盘，包括
形成在插入有提升板的支撑板内表面上的支撑钳；
形成在支撑钳内的提升板外围表面且由支撑钳以重叠状态支撑的止动钳；以及
止动钳和支撑钳之间的提升驱动部件。
27、根据权利要求26所述的粘接夹盘，其特征在于提升驱动部件是其外周能够以邻接止动钳的状态而旋转的凸轮。
28、根据权利要求25所述的粘接夹盘，进一步包括
设置在粘接夹盘和提升板之间的界面处的弹性部件。
29、根据权利要求25所述的粘接夹盘，其特征在于提升板相对支撑板内表面上下倾斜移动。
全文摘要
公开了一种粘接夹盘和用其组装基板的装置和方法。该装置包括腔室；位于腔室内的第一粘接夹盘，其具有多个粘接突起，从而利用分子间吸引力粘接从外部输送入腔室的第一基板；驱动单元，其相向移动粘接到第一粘接夹盘的第一基板和第二基板，从而将它们相互挤压并组装。该装置可用最小的能量消耗和高操作效率来实现基板粘接和分离。另外，粘接夹盘能克服由残余静电力而导致的显示面板上产生斑点的问题。而且，由于该粘接夹盘几乎没有电力不稳定的问题，所以能够表现出较高的稳定性和效率，并能以较低成本制造。
文档编号H01L21/67GK101101860SQ200710129289
公开日2008年1月9日 申请日期2007年5月25日 优先权日2006年5月26日
发明者沈锡希 申请人:爱德牌工程有限公司