用于夹紧工件的真空夹紧装置的制作方法

本发明涉及一种真空夹紧装置，用于夹紧工件，尤其是用于夹紧平的基件。

背景技术：

这样的真空夹紧装置在现有技术中基本上已经已知。一般地，这样的真空夹紧装置具有真空夹紧板，所述真空夹紧板在其面上分布地具有一定数量的抽吸开口，所述抽吸开口构成在真空夹紧板的抽吸表面中，或所述抽吸开口与一定数量的抽吸槽处于连接，所述抽吸槽构成在真空夹紧板的抽吸表面中。

所述类型的真空夹紧装置在最不同的技术领域中使用。

这样的技术领域构成对以晶片形式的基件的制造和加工。晶片原则上是圆形的或四角形的盘，电子的构造元件处于所述盘上。在加工这样的晶片期间，所述晶片通常处于加工装置上或中，所述加工装置例如可以具有加工台。加工台具有保持装置，晶片在加工期间设置在所述保持装置上，并且晶片在所述保持装置上例如借助真空抽吸或被抽吸。在加工过程期间，晶片通常经受力，从而存在需求：固定晶片以防打滑。

为此，在现有技术中例如已经已知，将真空夹紧板分成两个或更多彼此分离的能够单独切换的真空区，其中，每个真空区具有相应的抽吸开口和/或包括抽吸开口的抽吸槽。这样的解决方案在de102004016476b4中说明。通过已知的解决方案能够实现，将真空夹紧板的尺寸与要夹紧的工件的尺寸适配。按照工件的尺寸，然后将对应多个或对应构造的真空区相互连接成唯一的真空夹紧板。然而在已知的解决方案的运行中，这时总是只提供唯一的真空回路，所述真空回路产生或提供在整个真空夹紧装置上统一的真空。

在另一种背景中在现有技术中已经已知，将真空夹紧板与要夹紧的工件的特别的轮廓适配。在de202013100632u1中例如在真空夹紧板上施加、例如套装另一个真空板，其中，所述真空板具有第一外表面并且与此对置的第二外表面，并且其中，所述真空板具有一定数量的真空通道，所述真空通道从第一外表面至第二外表面延伸穿过真空板。在已知的解决方案中作为一种垫构成的真空板可以紧贴到要夹紧的工件上。真空通道与在处于真空板下的真空夹紧板中的抽吸开口连接，从而真空可以在要夹紧的工件的表面上产生或提供。

尤其是在使用真空夹紧装置的情况下对晶片加工的领域中非常重要的是，借助真空夹紧装置提供大的保持力，其中，尤其是应避免对敏感的晶片的损坏。

技术实现要素：

从所述现有技术出发，本发明的任务是，这样进一步构成已知的真空夹紧装置，使得借助真空夹紧装置能够针对性地产生大的保持力，同时避免要夹紧的工件的损坏。

所述任务按照本发明通过具有按照独立权利要求1的特征的真空夹紧装置、具有按照独立权利要求5的特征的真空夹紧装置以及具有按照独立权利要求8的特征的真空夹紧装置解决。

本发明其他的特征和细节由从属权利要求、说明书以及附图得出。在此关联发明方面之一说明的特征以及细节总是关联分别另两个发明方面地也全面适用，从而关于各个发明方面的公开内容总是相互地全部地分别参考其他的发明方面并且参阅相应的实施方式。

本发明基于如下基本思想，即，利用按照所有的三个发明方面的用于夹紧工件、尤其是用于夹紧平的基件的真空夹紧装置，能够实现保持力的尤其是针对性的增大。为此，按照本专利申请提供三个替代解决方案，它们全部解决相同的任务并且全部实现共同的统一的基本思想，即，真空夹紧装置、尤其是真空夹紧板以特别的方式构成。

按照本发明，按照本发明的真空夹紧装置的所有三个方面提供用于夹紧工件、尤其是用于夹紧平的基件的真空夹紧装置。

真空夹紧装置本身在现有技术中已经已知。在此，真空夹紧尤其是从如下原理出发，即，在可以作为真空台构成亦或是真空台的组成部分的真空夹紧装置的外部和内部首先存在正常的大气的空气压力，所述空气压力通常为大约1巴。现在，将要夹紧的工件施加到真空夹紧装置上。利用真空设备、例如真空泵吸出在真空夹紧装置内部的空气。由此，在内部和外部之间产生压力差，所述内部和外部的边界层描述要夹紧的工件。因此，在工件和真空夹紧装置之间产生真空。在这里尤其是涉及负压，所述负压显著、也就是说以多倍小于环境压力、例如大气的空气压力。大气的空气压力现在将工件挤压到真空夹紧装置上。现在可以加工夹紧的工件的上侧，必要时也加工所述工件的边缘区域，而工件在此不会滑动离开。

原则上，本发明不限于夹紧确定的工件。优选按照本发明的真空夹紧装置用于夹紧平的基件。原则上，本发明不限于基件的确定的类型。所述基件一般可以是底板或基体。例如基件可以是如开头所述的晶片，从而真空夹紧装置优选用于夹紧晶片。

如果所述基件是晶片，则真空夹紧装置优选是所谓的卡盘或这样的卡盘的组成部分。卡盘尤其构成保持装置，所述保持装置例如装配在加工台上，亦或构成这样的加工台。卡盘例如借助产生的真空接纳晶片。

所述真空夹紧装置具有真空夹紧板，所述真空夹紧板在其面上分布地具有一定数量的抽吸开口。在此，本发明不限于确定的数量的抽吸开口。合适的数量尤其是由要夹紧的工件的尺寸和形状以及要产生的保持力的大小得出。在每个情况中优选设置多于两个这样的抽吸开口。通过抽吸开口，在要夹紧的工件的区域中产生或提供真空，其方式为，在通过抽吸开口产生真空时，工件在真空夹紧板上被吸住。原则上，本发明不限于真空夹紧板的确定的类型。在一种优选的实施形式中可以规定，抽吸开口构成在真空夹紧板的抽吸表面中。在该实施形式中，抽吸开口通入抽吸表面中并且打通所述抽吸表面。因此，一定数量的抽吸开口处于抽吸表面中，所述抽吸开口例如可以是孔，并且所述抽吸开口与用于产生真空的设备连接，如进一步在下面更详细地解释的那样。在另一种优选的实施形式中规定，所述抽吸开口与一定数量的抽吸槽处于连接，所述抽吸槽构成在真空夹紧板的抽吸表面中。在该情况中，真空本身通过抽吸槽产生或提供，其中，抽吸槽同样与抽吸开口连接。然而，在该实施例中可以总体上设置较少的抽吸开口。

接着现在说明优选的第一实施例，即，可以怎样设计按照本发明的真空夹紧装置。

按照本发明的第一方面，提供一种真空夹紧装置，其用于夹紧工件，尤其是用于夹紧平的基件，所述真空夹紧装置包括真空夹紧板，所述真空夹紧板在其面上分布地具有一定数量的抽吸开口，所述抽吸开口构成在真空夹紧板的抽吸表面中，或所述抽吸开口与一定数量的抽吸槽处于连接，所述抽吸槽构成在真空夹紧板的抽吸表面中，其中，真空夹紧板具有两个或更多彼此分离的能够单独切换的真空区，其中，每个真空区具有相应的抽吸开口和/或包括抽吸开口的抽吸槽。所述真空夹紧装置的特征在于，所述真空夹紧装置具有两个或更多彼此独立的真空回路，每个真空区配置给真空回路之一或是真空回路之一的组成部分，并且每个真空回路构成用于产生独立的真空。

作为以上已经所述的特征的补充，在按照第一发明方面的真空夹紧装置中规定，所述真空夹紧板具有两个或更多彼此分离的能够单独切换的真空区，其中，每个真空区具有相应的抽吸开口和/或包括抽吸开口的抽吸槽。如以上已经提到的那样，真空夹紧板的以两个或更多真空区的这样的设计原则上由de102004016476b4已知。

然而，区别于由该文献已知的解决方案按照本发明规定，所述真空夹紧装置具有两个或更多彼此独立的真空回路。真空回路原则上包括一序列不同的元件，这些元件是必需的，借助这些元件可以产生或提供真空。处于真空夹紧板的抽吸表面中的抽吸开口尤其是与真空通道或真空导管连接。这些真空通道或真空导管尤其是通过连接元件、例如相应的阀元件与用于产生真空的设备、例如真空泵连接。原则上可以确定，真空回路包括用于产生真空的设备、例如真空泵、负压区域和设有抽吸开口的真空夹紧板。各个构件可以通过通道和导管、例如通过软管、例如气动软管、必要时在另外使用阀的情况下彼此连接。如果通过用于产生真空的设备在负压区域中减少空气压力，则产生保持力。

按照本发明，区别于de102004016476b4现在规定，每个真空区配置给真空回路之一或是真空回路之一的组成部分，并且每个真空回路构成用于产生独立的真空。在已知的解决方案中，与之相反总体上只设置唯一的真空回路，全部的真空区配置给该真空回路。这在于，在已知的解决方案中应该实现，真空夹紧板在其尺寸方面应该尽可能准确地与要夹紧的工件适配，从而在需要时各个真空区相互连接成唯一的真空夹紧板。

利用按照本发明的解决方案，现在完全采用另一种方式。在这里每个真空区配置给单独的真空回路。

在按照本发明的解决方案中存在至少两个这样的真空回路，所述真空回路彼此独立，并且借助所述真空回路能够分别独立地产生真空。配置给确定的真空回路的真空区能够因此产生或提供真空，所述真空独立于通过配置给另一个真空回路的真空区产生或提供的真空。

利用本发明，因此不只提供在结构上彼此分开的至少两个真空区，而是所述真空区此外也还在涉及真空的产生和提供的功能上彼此分开。按照各个真空区在真空夹紧板中的设计和布置结构，可以因此在确定的位置上非常准确并且快速地产生或提供分别期望的真空。对此的一些优选的实施例此外在说明书中更详细地解释。

例如可以规定，将真空夹紧板分成大于两个的数量或更多的真空区。在该设计中可以完全规定，分别将多个真空区配置给一个真空回路。然而设置至少两个真空回路，从而每个真空回路配置有至少一个真空区。在另一种优选的实施形式中可以规定，将每个真空区配置给单独的真空回路，从而借助每个所述真空区关于其他的真空区并且独立于其他的真空区可以分别产生或提供独立的真空。

优选各个真空区彼此分开地构成并且通过相应的障碍物或隔离件彼此分开。

各个真空区然后随后组合成真空夹紧板。因为每个所述真空区配置给单独的真空回路，所以所述真空区可以完全彼此独立地运行。因此可能的是，如进一步在下面更详细地说明的那样，在整个真空夹紧板上看，提供具有分别不同的真空的区域，从而利用按照本发明的真空夹紧装置能够实现具有不同大小的保持力的区域。

原则上本发明不限于确定的数量的真空区。在一种优选的实施形式中，真空夹紧板分成两个真空区，其中，第一真空区在面积方面以多倍大于第二真空区。

在另一种优选的实施形式，所述真空夹紧板备选地或以另一设计方案分成两个真空区，其中，通过第一真空区产生或提供真空，该真空大于、尤其是以多倍大于通过第二真空区产生或提供的真空。

真空区的形状、尤其是其尺寸和/或轮廓同样如通过真空区产生的或提供的真空那样可以按照设计方案自由设计。

在一种优选的实施形式中，所述真空夹紧板构成为圆形的，其中，至少一个真空区作为扇形或作为圆弓构成。当各真空区构成为不同大小时，尤其是较小的真空区是这样的扇形或这样的圆弓。扇形亦或圆区段尤其是圆的面的一部分，其由圆心角的边和相配的圆弧限定。扇形亦或圆弓是圆的面的一部分，其由弦和与弦相配的圆弧限定。如果设置圆弓，则所述圆由弦分成两个部段。

通过按照第一发明方面的真空夹紧装置，提供至少一个附加的、通过单独的分开的真空回路运行的真空区，所述真空区能够显著改善工件的夹紧。这样可以例如规定，对于于工件在真空夹紧装置上的优化的夹紧值得期望的是，在不同的区域中产生或提供不同的真空。这可以利用本发明实现，这接着借助来自晶片加工的领域的非独有的实例阐明。

在晶片的加工期间不是很罕见地规定，将所述晶片至少在其一个表面上并且至少短时以膜片遮盖，其中，该膜片通常层压到晶片上。该膜片在一些使用中满足保护功能并且在这里作为保护膜构成。在晶片加工的进一步阶段中，必须然后再次去除保护膜。这通常借助为此设置的膜片拉出装置发生。也可以称为膜片剥离工序的膜片拉出工序通常以如下方式实施，即，将特别的拉出膜片或剥离膜片焊接到要拉出的保护膜上。随后拉出膜片借助拉出装置牵拉，其中，在拉出膜片上焊接的保护膜被一起拉出。在拉出膜片焊接并且随后的拉出过程开始、为此必须施加开始的拉出力的那个区域中，可能有利的是，晶片由真空夹紧装置保持的保持力大于在其余的区域中。通过本发明，现在可能的是，在膜片的该拉出区域中设置包括单独的与此有关的真空回路的单独的真空区，从而在该区域中可以产生或提供不同于在其余的区域中的情况中的另一真空。

按照本发明的另一方面亦或在上面提到的第一方面的一种优选的进一步构成方案中，提供一种真空夹紧装置，其用于夹紧工件，尤其是用于夹紧平的基件，所述真空夹紧装置包括真空夹紧板，所述真空夹紧板在其面上分布地具有一定数量的抽吸开口，所述抽吸开口构成在真空夹紧板的抽吸表面中，或所述抽吸开口与一定数量的抽吸槽处于连接，所述抽吸槽构成在真空夹紧板的抽吸表面中，其特征在于，所述真空夹紧板构成为偏心的真空夹紧板。

以意外的方式发现，通过真空夹紧板的这样的偏心的形式也可以进一步放大保持力。

偏心的真空夹紧板的特征尤其是在于，其具有如下区域：所述区域不具有共同的中心。

优选可以为此规定，所述真空夹紧板构成为圆形的，并且所述真空夹紧板具有至少两个区域，所述两个区域不具有共同的中心。这表示，真空夹紧板的周向至少局部地描绘不同的圆形轨道。

在一种优选的实施形式中规定，真空夹紧板构成为圆形的，使得所述真空夹紧板具有两个或更多彼此分离的能够单独切换的真空区，其中，每个真空区具有相应的抽吸开口和/或包括抽吸开口的抽吸槽，并且真空区具有圆形的外部的限定部，这些限定部不具有共同的中心。

当真空夹紧板例如具有两个真空区，其中，设置有较大的第一真空区，并且设置有例如构成为圆弓的较小的第二真空区时，则较大的真空区可例如构成为圆形的，而第二真空区以圆弓的形式具有圆弧，所述圆弧与此偏心，这表示，两个真空区的限定部不具有共同的中心。

按照本发明的另一个方面亦或在上述两个方面的优选的进一步构成中，提供一种真空夹紧装置，用于夹紧工件，尤其是用于夹紧平的基件，所述真空夹紧装置包括真空夹紧板，所述真空夹紧板在其面上分布地具有一定数量的抽吸开口，所述抽吸开口构成在真空夹紧板的抽吸表面中，或所述抽吸开口与一定数量的抽吸槽处于连接，所述抽吸槽构成在真空夹紧板的抽吸表面中，其中，真空夹紧板构成为真空板，或在真空夹紧板之前设置有真空板，其中，真空板具有第一外表面和具有与此对置的第二外表面，并且其中，真空板具有一定数量的真空通道，所述真空通道从第一外表面至第二外表面地延伸穿过真空板，其特征在于，至少一些真空通道与垂直定向偏离地在各外表面之间延伸穿过真空板和/或至少一些真空通道具有与圆柱形的形状偏离的形状。

为了固定工件以防打滑，尤其合适的是，在工件和真空夹紧板之间设置这样的另一个真空板，其优选设置在真空夹紧板和工件之间。这样的真空板应该不仅是空气可渗透的(这通过真空通道实现)，而且其有高的摩擦阻力(这尤其是通过用于真空板的材料实现)。

在一种优选的实施形式中规定，所述另一个真空板固定、例如粘着在真空夹紧板上。

所述真空板由一定数量的真空通道贯穿。真空通道在此尤其是真空板的两个表面之间的管形的连接通道，其中，连接通道的各端部处于表面上，连接通道因此通入表面。真空板为此具有两个外表面，其中，各真空通道在各外表面之间延伸穿过真空板，从而各真空通道的端部通入外表面并且因此中断真空板。包括这样的真空通道的真空板在现有技术中原则上已知并且例如在以上提到的de202013100632u1中提到。然而，在该已知的解决方案中规定，各真空通道垂直延伸穿过真空板。

区别于已知的解决方案，当真空通道相比于已知的解决方案不同地构成时，即这样构成：使得至少一些真空通道与垂直定向偏离地在各外表面之间延伸穿过真空板和/或至少一些真空通道具有与圆柱形的形状偏离的形状，那么现在以意外的方式发现，保持力能够被针对性地放大。圆柱体原则上由两个平行的平面、基面和盖面并且由外罩或圆柱面限定的体，其中，外罩面由平行的直线形成。圆柱体尤其是管形的空心体。

原则上本发明在真空通道的定向和/或形状方面不受制于确定的实施形式。优选至少一些真空通道可以以倾斜的走向在各外表面之间延伸穿过真空板和/或至少一些真空通道可以具有锥形的走向。在另一种设计方案中也可设想，多个连接通道在唯一的点中会聚。连接通道用于，借此吸出空气，由此可以产生负压或真空。通过真空通道的特别的设计和/或其特别的定向可能的是，如对于工件的可靠的保持需要的那样调节保持力。

在一种优选的实施形式中，在真空板中，至少一些真空通道以分别不同的定向和/或分别不同的形状构成。这表示，在真空板中可分别构成具有不同的定向和/或形状的真空通道。例如具有小的直径的垂直的或倾斜的孔可以作为真空通道实现。在按照本发明的真空板中的真空通道可以例如具有50μm的直径。为了流动优化，作为真空通道可设置具有不同的几何结构的、例如圆柱形，锥形和类似形状的孔。

真空板可以由任意的材料制成。如果这样的真空板至今优选由多孔的材料、例如陶瓷制成，则由于真空通道的使用现在用于真空板的其他材料也是可能的，从而所述真空板例如也可以由金属、塑料或类似材料形成。

连接通道可以以任意的方式引入真空板中，例如借助激光打孔、激光烧蚀、腐蚀或类似方法。

在另一种设计方案中优选规定，真空夹紧板具有对应于要夹紧的工件、尤其是要夹紧的平的基件的尺寸和/或轮廓的尺寸和/或轮廓。

优选可以此外规定，真空夹紧板在其外围区域中至少局部地具有凸出部。在此作为凸出部尤其理解的是如下区域：所述区域超过真空夹紧板地向外延伸。当工件处于真空夹紧板上时，则凸出部超过夹紧的工件、例如晶片的边缘。

在所述凸出部中，优选设置用于吸出空气的设备。例如可以为此在凸出部中设置至少一个吸出开口，通过所述吸出开口能够吸出空气。当然也可以存在多个这样的吸出开口。借此空气能够在夹紧的工件、例如晶片的边缘被吸出。当例如进行工件从真空夹紧板的局部的剥离，由此产生间隙，空气借助环境压力可能渗透到所述间隙中，由此通过真空夹紧板产生的或提供的真空可能崩溃时，则这通过包括吸出开口的凸出部阻止，因为这样的空气被相同地吸出并且因此完全不会首先到达通过局部的剥离产生的间隙中。

本发明不受限于用于凸出部的设计的确定的实施形式。例如凸出部可以环绕地设置或构成在真空夹紧板的外围区域中。在另一种设计中，凸出部可以以至少一个凸出区段的形式设置或构成在真空夹紧板的外围区域中。这样的凸出区段可例如是一种凸鼻或接片。凸出区段优选彼此间隔开地沿真空夹紧板的外围区域设置或构成。如果设置上述的吸出开口，则优选在每个凸出区段中构成至少一个这样的吸出开口。

附图说明

现在借助实施例参考附图进一步解释本发明。附图如下：

图1是按照本发明的真空夹紧板的一种实施例的示意图；以及

图2是真空板的示意视图，所述真空板设置在真空夹紧板之前。

具体实施方式

在图1中示出用于真空夹紧装置的真空夹紧板10，其中，利用真空夹紧装置应该夹紧晶片。圆形构成的真空夹紧板10具有两个彼此分离的能够单独切换的真空区11、12，其中，作为圆弓构成的较小的真空区12相比于较大的第一真空区11具有偏心的形状13。为所述真空区11、12中的每个真空区配置有单独的真空回路，从而在两个真空区11、12的每个中可以产生独立的分离的真空。真空的产生这样进行，使得真空夹紧板10总体上具有抽吸表面14，抽吸槽15处于所述抽吸表面上。此外设置一系列抽吸开口16，所述抽吸开口与抽吸槽15处于连接。

如果现在将晶片(未示出)夹紧在真空夹紧板上，则所述晶片首先放置到真空夹紧板上。随后空气通过抽吸槽15和抽吸开口16被抽吸，这通过未示出的用于产生真空的设备、例如真空泵进行。为此，真空泵通过合适的负压设备与抽吸开口16连接，所述负压设备例如可以具有通道、管路、阀和类似物。

通过真空夹紧板10具有分别包括一个真空区11和真空区12的两个不同的彼此分离的真空回路，并且通过所述真空区12具有偏心的形状13，能够放大用于晶片的保持力，其中，保持力的放大能够优选针对性地进行。当利用较小的真空区应该产生或提供例如相比于较大的真空区11而言较大的真空时，可以在真空区12的区域中非常准确地并且针对性地产生较大的保持力，这在许多晶片加工过程中是有利的。

以四个凸出区段19形式的凸出部18在真空夹紧板10的外围区域17上延伸。在每个凸出区段19中设置用于空气的吸出开口20。此外可以在真空夹紧板10的外围区域17中吸出空气。例如有利的是，晶片局部地从真空夹紧板10剥离。现在没有空气再可以渗透到在此产生的间隙中，从而真空的崩溃能够被阻止。

在真空夹紧板10上可固定、例如粘着另一个真空板21，所述另一个真空板在图2中示出。为了阻止晶片22的打滑，合适的是，在晶片22和真空夹紧板10之间设置这样的真空板21。真空板21具有第一外表面23和第二外表面24，其中，一定数量的真空通道25从外表面23、24延伸穿过真空板21。作为真空通道25，可以设置小的直径的垂直的和倾斜的孔。为了进一步的流动优化，真空通道25可具有不同的几何结构、例如圆柱形的几何结构、锥形的几何结构或类似结构。

附图标记列表

10真空夹紧板

11真空区

12真空区

13偏心的形状

14抽吸表面

15抽吸槽

16抽吸开口

17外围区域

18凸出部

19凸出区段

20吸出开口

21真空板

22晶片

23外表面

24外表面

25真空通道