静电吸附装置的制作方法

本实用新型涉及静电吸附技术领域，具体涉及一种静电吸附装置。

背景技术：

静电吸附装置是一种利用电场感应产生静电，从而吸附被吸附物体的工业元件，被用于轻薄片状物体的抓取和透气物体的抓取。然而现有的静电吸附装置在实际应用中，吸附的物体多为绝缘体，或导电性较差物体，这样在撤去电场后，因为分子转向极化作用显著弱于分子热运动的作用，这些导电性差的物体是易于被释放的。但是在吸附导电性较好的物体，或超轻薄物体时，因为接触层中撤去电场后仍存在一定的残余极化强度会使得静电吸附装置仍具备残余吸附力，从而产生释放困难的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种静电吸附装置，解决了现有静电吸附装置在吸附导电性较好的物品时的释放困难问题。

本实用新型一实施例提供的一种静电吸附装置包括：底板；设置在所述底板表面的电极层，构造为通电后通过累积电荷产生静电吸附力；设置在所述电极层表面的接触层，构造为防止静电击穿；以及设置在所述接触层表面的导电层，构造为中和所述电极层通电结束后所述接触层中的残余电荷。

在本实用新型一实施例中，所述导电层的材质包括氧化铟锡。

在本实用新型一实施例中，所述导电层的厚度包括350nm-550nm。

在本实用新型一实施例中，所述导电层的电阻率小于10³ω·cm。

在本实用新型一实施例中，所述导电层采用如下制备方式中的一种制备于所述接触层表面：磁控溅射法、蒸镀法，涂布法和蒸发法。

在本实用新型一实施例中，所述导电层采用磁控溅射法制备而成；其中，所述磁控溅射采用射频溅射波形，频率包括10mhz-25mhz，偏压场强包括3500v/m-4000v/m。

在本实用新型一实施例中，所述磁控溅射选用氧化铟锡靶材。

在本实用新型一实施例中，所述底板、所述电极层和所述接触层构成30cm×30cm的正方形静电吸盘；其中，所述磁控溅射的溅射功率包括1500w-3000w，所述磁控溅射的时间包括30分钟-120分钟。

在本实用新型一实施例中，所述底板的材质包括陶瓷，所述电极层的材质包括铜，所述接触层的材质包括以下材料中的一种或多种组合：陶瓷、玻璃、聚苯并咪唑和聚酰亚胺。

在本实用新型一实施例中，所述接触层和所述电极层之间通过以下粘结材料中的一种或多种组合粘合：改性树脂粘接剂和熔融态粘接剂。

本实用新型实施例提供的一种静电吸附装置，通过在接触层表面设置导电层，当撤去电极层的电场后，接触层中的残余电荷可被导电层迅速中和，以完成被吸附物品的快速释放，从而有助于提高该静电吸附装置在实际工业应用过程中的操作效率。

附图说明

图1所示为本实用新型一实施例提供的一种静电吸附装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示为本申请一实施例提供的静电吸附装置的结构示意图。如图1所示，该静电吸附装置包括：依次层叠的底板1、电极层2、接触层3和导电层4。

具体而言，底板1可采用绝缘材料制成，可具体根据应用场景选择采用可弯曲或硬质的绝缘材料，同时底板1的具体材质也可根据电极层2的材质进行选择。

电极层2设置在底板1表面，构造为通电后通过累积电荷产生静电吸附力。电极层2可包括正极区域、负极区域和设置在正极区域和负极区域之间的绝缘区域。当外部的供电装置开始施加电压时，正极区域和负极区域之间的绝缘区域便成为了电容区域，电容区域累积电荷便会产生静电吸附力。而当不需要再吸附被吸附物品时，可撤去电极层2的外部施加电压。

接触层3设置在电极层2表面，构造为防止静电击穿。然而若被吸附的物品是导电性较好的物品时，虽然撤去电极层2的外部施加电压，接触层3中仍会有残留电荷。导电层4设置在接触层3表面，构造为中和电极层2通电结束后接触层3中的残余电荷。导电层4的导电性可使得撤去电场后因为导电层4的存在，接触层3中残留的被极化的电荷不能持续维持从而被迅速中和。

由此可见，本实用新型实施例提供的一种静电吸附装置，通过在接触层3表面设置导电层4，当撤去电极层2的电场后，接触层3中的残余电荷可被导电层4迅速中和，以完成被吸附物品的快速释放，从而有助于提高该静电吸附装置在实际工业应用过程中的操作效率。

在本实用新型一实施例中，导电层4的材质可采用具备透明特性的氧化铟锡。

在本实用新型一实施例中，考虑到导电层4的厚度过厚会降低产品良率，而导电层4的厚度过薄会使得电阻率过高，因此经过试验确定导电层4的厚度可为350nm-550nm。

在本实用新型一实施例中，考虑到导电层4的电阻率若过大会影响充电速率，从而增长吸附动作时间而降低产品的工作效率，经过试验确定导电层4的电阻率可小于10³ω·cm。

在本实用新型一实施例中，导电层4可采用如下制备方式中的一种制备于接触层3表面：磁控溅射法、蒸镀法，涂布法和蒸发法。

在本实用新型一实施例中，该静电吸附装置的制备过程可包括静电吸盘的制备，静电吸盘包括依次层叠的底板1、电极层2和接触层3，以及在静电吸盘表面制备导电层4两个过程。其中为了降低制备成本、同时兼顾制备速度和制备稳定度，导电层4的材质为氧化铟锡并采用磁控溅射法进行。

具体而言，因为使用磁控溅射法制备导电层4时的加热温度达到250℃左右，因此静电吸盘中各层的材质应当选用耐温300℃以上，且在250℃长期加热不会发生软化和内部应力集中的材料。例如，底板1可采用陶瓷材料；电极层2可采用铜金属电极；接触层3可采用如陶瓷、玻璃的硬质材料，或软质耐温高分子材料(例如聚苯并咪唑，聚酰亚胺等耐温高分子材料)，并使用耐温400℃的改性树脂粘接剂和熔融态粘接剂来粘合接触层3和电极层2，以制成静电吸盘。

在得到静电吸盘后，使用磁控溅射法溅射氧化铟锡材料到已经制备好的静电吸盘表面，靶材可采用氧化铟锡靶材，加热温度达到250℃。在本实用新型一实施例中，底板1、电极层2和接触层3构成30cm×30cm的正方形静电吸盘，此时磁控溅射的溅射功率可为1500w-3000w，加工时间可在30分钟到120分钟所知制备出的导电层4在产品的良品率和厚度的稳定性上能取得较好的效果，导电层4的厚度可在350nm-550nm之间。

在采用磁控溅射法制备导电层4时，可使用射频溅射波形，频率可为10mhz-25mhz，偏压场强可控制为3500v/m-4000v/m之间。然而应当理解，上述频率和偏压场强也可根据磁控溅射机的电弧情况进行适当调节，本实用新型不做严格限定。

最终制成的静电吸附装置表面包括导电层4，导电层4应当满足电阻率小于10³ω·cm。导电层4的电阻率可通过方阻测试仪测定得到，也可通过四探针电阻测试仪得到。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。