CN101073897A - 浮凸成型设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种浮凸成型设备和方法，更具体地，涉及一种可通过滴下熔化物使其凝固并将其压成预定形状而形成浮凸部的浮凸成型设备和方法。根据本发明，用于在工件上形成浮凸部的设备包括：装有作为浮凸部材料的熔化物，例如陶瓷的熔化腔；与熔化腔的下部相连接并滴下熔化物的喷嘴；以及压力器，用于在熔化物滴到工件上之后的正处于凝固的状态下将熔化物挤压成预定形状。

Description

浮凸成型设备和方法
技术领域
本发明涉及一种浮凸成型(embossing)设备和方法，更具体地，涉及一种可通过滴下熔化物使其凝固并将其压成预定形状而形成浮凸部的浮凸成型设备和方法。
背景技术
为了在制造半导体或平面显示器(flat display panel)的过程中处理基片，不可避免地需要使用用于支承基片的基片支承架或利用静电力固定基片的静电卡盘。
浮凸部以一定的间隔设置在基片支承架或静电卡盘的上表面上以便使其与基片的接触面积最小。
图1a和1b中示出了形成浮凸部的现有方法。
如图1a所示，上面形成有多个孔的罩M被放置在作为静电卡盘最上面绝缘层的上绝缘层24上，并且喷射熔化物以形成浮凸部。
但是，在该情况下，浮凸部E的精确度低并且其形状不规则，从而使得该方法不适于大批量生产。
另外，如图1b所示，利用刀具T对上绝缘层24进行机加工以形成浮凸部E，上绝缘层24是静电卡盘的最上面的绝缘层且具有包括浮凸部E高度的厚度。
但是，由于浮凸部E是被机加工而成，因此浮凸部E强度低并且会增加加工成本和时间。另外，由于浮凸部E的精确度要求，还带来附加的后续处理的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的上述问题。本发明的一个目的是提供一种可通过滴下熔化物使其凝固并将其压成预定形状而形成浮凸部的浮凸成型设备和方法。
根据本发明用于实现上述目的的一个方面，提供一种用于在工件上形成浮凸部的设备，其包括：装有作为浮凸部材料的熔化物，例如陶瓷的熔化腔；与熔化腔的下部相连接并滴下熔化物的喷嘴；以及压力器，用于在熔化物滴到工件上之后的正处于凝固的状态下将熔化物挤压成预定形状。
优选地，熔化腔或喷嘴具有加热器以防止熔化物凝固。
另外，压力器可直接与熔化腔的下部相连。这种情况下，压力器比喷嘴长，并且所述设备还包括用于使熔化腔上下移动的驱动装置。
另外，压力器与升降板的下部连接，升降板相对于熔化腔独立地设置并上下移动。在这种情况下，升降板位于熔化腔的下面，在升降板上形成有供喷嘴穿过的通孔。
另外，优选在工件上熔化物滴下的位置处形成凹部以便对准该位置并使滴下的熔化物就位。
根据本发明的另一方面，提供一种在工件上形成浮凸部的方法，包括以下步骤：(1)将作为浮凸部材料的熔化物滴在工件上；以及(2)通过压力器挤压滴下的熔化物使其具有预定形状，从而形成浮凸部。在步骤(2)之后还包括抛光浮凸部的表面或将浮凸部的表面涂覆绝缘层的步骤。
具体地，在步骤(2)，优选通过将压力器下降到滴下的熔化物的高度的1/2至1/3处来挤压熔化物。
附图说明
图1a是现有浮凸成型方法的示意图；
图1b是另一现有浮凸成型方法的示意图；
图2是根据本发明一实施例的浮凸成型设备的示意图；
图3是根据本发明另一实施例的浮凸成型设备的示意图；
图4a至4d示出图2所示的浮凸成型设备的操作状态；
图5示出根据本发明的浮凸成型方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的浮凸成型设备和方法。
如图2所示，根据本发明一优选实施例的浮凸成型设备包括熔化腔100、多个喷嘴112、以及多个压力器114。并且，将形成有浮凸部E的工件120是用于支承基片的基片支承架或使用静电力固定基片的静电卡盘。工件120包括下基座122、下绝缘层126以及上绝缘层124。浮凸部E形成在上绝缘层124的上表面上。在下基座122上形成有冷却通道，在上绝缘层124的边缘上形成有挡块部128。
熔化腔110被设置在工件120的上方并装有作为浮凸部E的材料的陶瓷例如氧化铝(Al2O3)，并且陶瓷被加热。材料以粉末形式提供并熔化。多个喷嘴112被设置在熔化腔100的下部上，其被提供熔化物并将熔化物滴在工件120上。喷嘴112是一种可控制熔化物的量的结构。
优选地，在熔化腔100和喷嘴112中设置加热器(未示出)以防止熔化物凝固。
在该实施例中，压力器114与熔化腔100的下部相连。
每个压力器114都是杆的形式，在压力器114的下端形成具有与浮凸部E的形状相对应的预定形状的凹部114a。压力器114可装卸地与熔化腔100相连并可根据浮凸部E的尺寸和形状而更换。
熔化腔100可沿着机架F从一侧水平移动到另一侧，并可通过驱动装置140而上下移动。熔化腔100上下移动的原因是压力器114可挤压已经滴在工件120上且已经凝固的熔化物。
也就是说，在喷嘴112滴下熔化物并且经过一预定时间以便使熔化物凝固为适于形成浮凸部E的状态之后，驱动装置140使压力器114下降。由于这种结构，压力器114必须形成为比喷嘴112长。
尽管没有示出，但是气压缸或液压缸都可用作驱动装置140，或者可利用驱动电机和螺杆通过将驱动电机的旋转力通过螺杆转化为线性往复运动来提供能量。另外，驱动装置140可以多种方式与竖直往复运动或将旋转运动转化为线性往复运动的机构相连。
图3示出了根据本发明的另一实施例的浮凸成型设备。参照图3可以理解，多个压力器114不是与熔化腔100相连，而是与升降板130的下部直接相连。也就是说，通过驱动装置140竖直移动的升降板130被安置在熔化腔100的下面，并且在升降板130上形成通孔132以便喷嘴112可穿过升降板130。
因此，熔化物在通过喷嘴112滴下之后，只有升降板130和压力器140下降，而熔化腔100和喷嘴112是固定的。另外，如果需要的话，熔化腔100和喷嘴112还可独立地竖直和水平运动。其它结构与图2中示出的实施例中的结构相同。
下面将结合图4a至4d描述图2中所示的浮凸成型设备的操作。
首先，如图4a所示，装入熔化腔100中的预定量的熔化物被滴在工件上，尤其是滴在上绝缘层124上。此时，在工件上表面上将形成浮凸部E的位置处形成有凹部124a，这有助于使滴下的熔化物就位。另外，凹部124a可用于方便地确定熔化物滴下的位置。
接着，如图4b所示，在压力器114从一侧水平移动到另一侧从而位于滴下的熔化物上方之后，通过驱动装置使熔化腔下降。因此，即使喷嘴112与压力器114都下降，由于压力器114比喷嘴112长，喷嘴112也不会干涉形成浮凸部E。
参照图4c，当压力器114下降并挤压熔化物时，压力器114的下降位置t2处于从将形成的浮凸部的高度t1的1/2至1/3的范围内。这就是如果压力器114下降至高于浮凸部的高度t1的1/2的位置则会形成浮凸部E的缺陷，以及如果压力器114下降至低于浮凸部的高度t1的1/3的位置则压力器114可能会破坏上绝缘层的原因。
最后，如果浮凸部E被完全形成，如图4d所示，利用驱动装置使压力器114再次向上移动。如果通过这种操作浮凸部形成在整个工件上，则该工序完成。但是，如果浮凸部被部分地形成在工件上，则熔化腔沿着机架从一侧水平地移动到另一侧，浮凸部通过相同的操作形成在工件的另一部分上。
将参照图5描述根据本发明的浮凸成型方法。如图所示，浮凸成型方法包括以下步骤：涂覆工件表面(步骤S200)；抛光工件表面(步骤S210)；形成工件的挡块部(步骤S220)；在工件的上表面上形成凹部(步骤S230)；滴下熔化物(步骤S240)；形成浮凸部(步骤S250)；抛光浮凸部的表面(步骤S260)；以及对浮凸部的表面涂覆绝缘层(步骤S270)。
涂覆工件表面的步骤S200是在形成浮凸部之前在上绝缘层124的表面上形成涂覆层的步骤。
抛光工件表面的步骤S210是在涂覆绝缘层124的表面之后抛光上绝缘层124的表面的步骤。
形成工件的挡块部的步骤S220是以不同于形成浮凸部的方法在上绝缘层124的边缘上形成挡块部的步骤。附加设置的挡块部被接附到上绝缘层124的边缘。也就是说，预先形成的挡块部被附装到上绝缘层124的周边部。
在工件的上表面上形成凹部的步骤S230是在上绝缘层124的表面上将形成浮凸部E的位置处形成适当深度的凹部的步骤。此时，凹部可通过钻孔机等加工并可在形成上绝缘层124时形成。
滴下熔化物的步骤S240是将装在熔化腔100中的熔化物滴下至形成所述凹部的位置处的步骤，其中，根据将形成的浮凸部的尺寸控制滴下的熔化物的量。
在形成浮凸部的步骤S250中，如果滴在上绝缘层124上的熔化物一定程度上凝固，则利用压力器使浮凸部E形成为具有预定的形状。
抛光浮凸部的表面的步骤S260是如果形成浮凸部E则抛光浮凸部E的表面以控制其粗糙度的步骤。尽管可采用各种抛光方法，但是优选使用砂纸抛光方法。
对浮凸部的表面涂覆绝缘层的步骤S270是在上面设置有浮凸部E的上绝缘层124的表面上形成绝缘层的步骤。根据本发明，浮凸部可通过滴下、凝固以及将熔化物压成预定形状而方便容易地形成。
另外，可确保浮凸部的尺寸和形状的均匀性。

Claims (15)

1.一种用于在工件上形成浮凸部的设备，包括：
装有作为浮凸部材料的熔化物的熔化腔；
与熔化腔的下部相连接并滴下熔化物的喷嘴；以及
压力器，用于在熔化物滴到工件上之后的正处于凝固的状态下将熔化物挤压成预定形状。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，熔化腔或喷嘴具有加热器。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，喷嘴具有用于控制熔化物的量的结构。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，压力器与熔化腔的下部相连。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，压力器比喷嘴长。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，还包括用于使熔化腔上下移动的驱动装置。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，压力器与升降板的下部连接，升降板相对于熔化腔独立地设置并上下移动。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，升降板位于熔化腔的下面，在升降板上形成有供喷嘴穿过的通孔。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，熔化物包括陶瓷。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在工件上熔化物滴下的位置处形成凹部。
11.一种在工件上形成浮凸部的方法，包括以下步骤：
(1)将作为浮凸部材料的熔化物滴在工件上；以及
(2)通过压力器挤压滴下的熔化物使其具有预定形状，从而形成浮凸部。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(2)，通过将压力器下降到滴下的熔化物的高度的1/2至1/3处来挤压熔化物。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(2)之后还包括将浮凸部的表面涂覆绝缘层的步骤(3)。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(2)之后还包括抛光浮凸部的表面的步骤(4)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤(4)后还包括将浮凸部的表面涂覆绝缘层的步骤。
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