CN101298143A - 基板传送机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种基板传送机器人,包括机器人主体、复数个悬臂以及张力施展部,其中悬臂的一端是连接至机器人本体,并用在支撑基板,且张力施展部至少连接至其中一个悬臂以及连接机器人本体,而张力施展部会对悬臂施加张力,又张力的方向与基板重量所施加的方向相反,以至少避免其中一个悬臂下垂。本发明可避免增加每个悬臂的厚度,并可避免悬臂因为基板重量而下垂形变。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种机器人,特别涉及的是一种可避免增加悬臂(finger)厚度,并同时可避免因基板(如玻璃)重量而使悬臂变形下垂的基板传送机器人。
背景技术
提到基板,一般会关联平面显示器(flat panel display,FPD)、半导体晶圆(semicondoctor wafer)以及玻璃光罩(photo mask glass),其中平面显示器如液晶显示器(liquid crystal display,LCD)、电浆显示器(plasma display panel,PDP)以及有机电激发光显示器(organic light emitting diode,OLED)。如平面显示器的基板与如半导体晶圆的基板在材料或是应用上都非常不同,不过在基板的一系列加工中却有着本质上的相同,例如曝光、显影、蚀刻、脱料(stripper)、清洗(rinsing)以及洗净(cleaning)。当这些加工依序完成后,便完成制作基板。
如此一来,以下所叙述的基板可视为包含前述的所有基板。然而,为求方便解说,在以下的叙述中,基板会参照特别如液晶显示器基板或是电浆显示器基板的平面显示器。
当基板制造商制作出基板后,便会将基板提供至基板加工公司,而一般所谓的条板箱(crate)便是用来将基板从基板制造商运送到基板加工公司,且条板箱可被理解为容置数十到数百个基板的容置体。一般而言,120~200片基板可被装载在一个条板箱内。
当装载基板的条板箱从基板制造商被运送到基板加工公司后,基板加工公司会通过玻璃投片系统将这些基板一片片投入后续的程序。一个独立的基板传送机器人会将这些待投片的基板装载至俗称卡匣(cassette)的基板承载装置,一般而言,数十到数百个基板可被装载在一个卡匣内。当特定数量的基板装载至卡匣后,卡匣会被传送以进行适当的加工。接着,基板传送机器人会将这些基板一片片拾取(pickup)进行加工,以完成加工步骤。
由于基板传送机器人是安排在不同的加工中(如对基板进行加工或是搬运基板),因此基板传送机器人必须具有对应此加工的结构与形状。然而,以基板传送机器人装载基板至卡匣或是自卡匣拾取基板而言,基板传送机器人一般是制造成悬臂式(cantilever)以避免与卡匣干扰而污染基板,并同时将接触基板的面积最小化以稳定传送机板。韩国第10-2006-0056654号与第10-2004-0104983号公开专利已公开此悬臂式的基板传送机器人。
近来,基板的水平/垂直长度已经增加到1950mm/2250mm或1870mm/2200mm的七代厂尺寸或是2160mm/2460mm的八代厂尺寸。不仅是基板尺寸,基板重量也同时增加。
如此一来,当以前述文件所公开的技术而利用现有厂房中悬臂式的基板传送机器人来传送大型基板时,从基板下方支撑基板的悬臂(finger)将会因为基板重量而下垂(sag)。当悬臂因下垂而造成形变时,悬臂便很难准确地自卡匣中取出或插入基板。再者,悬臂很有可能会接触或碰撞卡匣,并且因此而损坏。
有鉴于此,如何传送大型基板并避免基板因为悬臂下垂而形变的方法如今正被大量发展,而其中一种方法便是将基板传送机器人的悬臂改变成中空管结构,如此以降低悬臂重量并增加悬臂强度。然而,考虑到当今大型化尺寸基板的趋势,仅用此方法仍不足以避免悬臂下垂。
另一种方法便是制作出足够厚度的悬臂以提升悬臂的弯折强度,进而避免悬臂下垂。然而,当悬臂的厚度增加时,为确保在取出或插入基板不会与较厚的悬臂产生干扰,卡匣中承载基板之间的间隔也需对应增加。当卡匣中承载基板之间的间隔变宽时,由于装载在单位卡匣中的基板数量会对应减少,因此便会产生加工损耗而使降低稼动时间(Tact time)。
如此一来,一种基板传送机器人需要被提出,其中此基板传送机器人可传送大型基板,而大型基板不会因为悬臂下垂而形变,且悬臂不会减少装载在单位卡匣中的基板数量。
发明内容
为解决上述或是其它问题,本发明提供一种基板传送机器人,其可避免增加悬臂厚度,并同时可避免因基板重量而使悬臂变形下垂。
依据本发明的目的,本发明提出一种基板传送机器人,包括机器人主体、复数个悬臂以及张力施展部(tension application portion),其中悬臂的一端是连接至机器人本体,并用在支撑基板,且张力施展部至少连接至其中一个悬臂以及连接机器人本体,而张力施展部会对悬臂施加张力,且张力的方向与基板重量所施加的方向相反,以至少避免其中一个悬臂下垂。
在本发明的一实施例中,上述的张力施展部至少可为张力施展线,而张力施展线的一端是至少连接至其中一个悬臂的开放端部,且张力施展线的另一端是连接至机器人本体。
在本发明的一实施例中,上述的张力施展线的数量可为复数个,且这些张力施展线是一一对应于这些悬臂。
在本发明的一实施例中,上述的基板传送机器人还可包括连接部,而连接部将张力施展线的两端连接至每个悬臂以及机器人本体。
在本发明的一实施例中,上述的连接部可包括套盖与旋钮,而套盖是连接至每个悬臂的开放端部,并连接至张力施展线的一端,且旋钮是连接至机器人本体,并连接至张力施展线的另一端。
在本发明的一实施例中,上述的旋钮可包括绕索卷筒与柄手部,而绕索卷筒是将张力施展线的另一端绕紧或放松,而张力施展线的一端是连接所述的套盖,且柄手部是以顺、反方向旋转绕索卷筒以调整张力施展线的张力。
在本发明的一实施例中,上述的悬臂可制作成具有中空的结构,而张力施展线是配置所述的悬臂中。
在本发明的一实施例中,上述的张力施展线可配置在每个悬臂的外侧表面。此外,线沟槽还可形成在每个悬臂的外表面,以至少容置部份张力施展线。
在本发明的一实施例中,上述的复数个张力施展线可配置在每个悬臂。
在本发明的一实施例中,上述的每个悬臂还形成复数个真空孔洞以吸附基板,且基板可为大型平面显示器,而平面显示器选自液晶显示器、电浆显示器以及有机电激发光显示器之一。
附图说明
图1为依据本发明第一实施例的基板传送机器人的透视示意图;
图2为图1的基板传送机器人的局部放大图;
图3为图2的基板传送机器人的侧视示意图;
图4为沿着图2中A-A联机的剖面图;
图5为依据本发明另一实施例的基板传送机器人的剖面图;
图6为依据本发明再一实施例的基板传送机器人的剖面图;
图7为依据本发明又一实施例的基板传送机器人的剖面图。
附图标记说明:10-机器人主体;12-臂杆;14-支撑部;20a、20b、20c-悬臂;21-真空孔洞;22-套盖;30-张力施展线;32-线沟槽;40-连接部;45-旋钮;45a-绕索卷筒;45b-柄手部;G-基板。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
基板一般可指向关联平面显示器、半导体晶圆以及玻璃光罩,其中平面显示器可如液晶显示器、电浆显示器以及有机电激发光显示器。在以下的叙述中,基板会认定为大型的液晶显示器或电浆显示器基板。尽管大型基板一般是指水平/垂直长度为1950mm/2250mm或1870mm/2200mm的七代厂尺寸或是2160mm/2460mm的八代厂尺寸的基板,不过本发明的权利范围并不限定基板的尺寸,也不限定图标中实施例的样式。
图1为依据本发明第一实施例的基板传送机器人的透视示意图。图2为图1的基板传送机器人的局部放大图。图3为图2的基板传送机器人的侧视示意图。图4为沿着图2中A-A联机的剖面图。
如图1至图4所示,依据本实施例的基板传送机器人的结构为悬臂式,而基板传送机器人包括机器人主体10以及复数个悬臂20a,其中悬臂20a的一端是连接至机器人本体10,而悬臂20a是用在支撑基板G。机器人主体10是连接至臂杆12,而臂杆12适于以至少一个方向进行旋转、线性移动以及向上或向下移动。臂杆12是连接至支撑部14,而支撑部14是固定在地面或其它独立的结构(未绘示),并被地面或独立结构所支撑。当臂杆12相对支撑部14进行旋转、线性移动以及向上或向下移动时,则悬臂20a连同机器人主体10便可将基板G自特定的地方(如卡匣(未绘示))取出或插入。
尽管图标中并未描绘出细部结构,除了悬臂20以外,本发明还可提供真空装置(未绘示)在基板传送机器人中以产生真空状态。当基板G安置在悬臂20a上时,真空装置便会从形成在悬臂20a上的真空孔洞21吸入空气。如此一来,便可预防被悬臂20a所支撑的基板G自悬臂20a上脱离。由于本发明的权利范围未限定的前的叙述,所以本发明仍可应用在没有真空装置或是真空孔洞21的基板传送机器人上。
悬臂20a是连接至机器人本体10,也即每个悬臂20a的一端是连接至机器人本体10,而悬臂20a的另一端是向外开放。具有前述型式的结构一般称为悬臂型。
在本实施例中,共有五个悬臂20a依照预订宽度间隔排列。一般现有采用两个悬臂的机器人已被用在工厂设备中,不过以本实施例而言,仅采用两个悬臂本质上不足以传送大型基板。
在本实施例中,五个悬臂20a是用来连接至机器人本体10以有效传送相对较大较重的基板G。然而,由于本发明的权利范围未限制前述,因此悬臂20a的数量可大于或小于五个。为求方便说明,相同的参考标号适用在所有的五个悬臂20a。
如前所述,当基板G的尺寸增加时,基板G的重量也会增加,所以仅具有简单结构的悬臂20a会稍微不足以支撑基板G。这是由于基板传送机器人传送大量的基板G时,悬臂20a会因为基板G的重量而下垂(请参照图3的部位B)。如此一来,因为基板G并未自卡匣正确的位置取出或插入,导致基板G可能损坏。在本实施例中,张力施展部(未绘示)是进一步提供来避免悬臂20a的下垂形变。
张力施展部是连接至悬臂20a与机器人本体10,并施加张力至悬臂20a,以抵消相反方向的基板G的重力。在本实施例中,张力施展线30可作为张力施展部。也即张力施展线30的一端是连接至每个悬臂20a的开放端部,而张力施展线30的另一端是连接至机器人本体10,以使悬臂20a可避免因为基板G重量而下垂与形变。
张力施展线30是以如钓线(fishing line)的材质构成为佳,而此材质具有相对较小的截面与高强度的特性。在不使用独立的连接装置而安装张力施展线30时,通过接合(bonding)或打结(knotting)的方式,张力施展线30的一端可简单连接至每个悬臂20a的开放端部,而张力施展线30的另一端可连接至机器人本体10,且将张力施展线30拉紧后便可达到要求的目的。
张力施展线30可全部安装在五个悬臂20a或是仅安装在几个悬臂20a上。然而,为求完全避免因为基板G重量而使悬臂20a下垂,较佳的方式是将五个悬臂20a全部都安装张力施展线30。此外,如图4的实施例所示,张力施展线30可由两条钓线构成,而在其它实施例中,张力施展线30可由一条或是三条以上的钓线构成。
本实施例全部的悬臂20a是由中空矩形管所构成。套盖22是装设在每个悬臂20a的开放端部,并用在开启或封闭每个悬臂20a端部的开口。张力施展线30的连接结构可建议考虑由套盖22构成。也即在本实施例中,还进一步提供用来将张力施展线30两端连接至机器人本体10与悬臂20a的连接部40。
连接部40包括套盖22与旋钮45,其中套盖22是与张力施展线30的一端固定住,而旋钮45是连接至机器人本体10与张力施展线30的另一端。张力施展线30的一端可利用接合或打结的方式固定在套盖22上,或者,张力施展线30也可穿过形成在套盖22内表面上的套环而连接至张力施展线30。
旋钮45是个连接至张力施展线30的另一端的构件,并可装备在机器人本体10的任何位置上。在本实施例中,旋钮45是装备在机器人本体10的后表面上,且张力施展线30的另一端是穿过每个悬臂20a内部与机器人本体10而连接至机器人本体10后表面上的旋钮45。
以旋钮45来调整张力施展线30张力的方法可达成改善的效果。也即在图2中,旋钮45还可包括绕索卷筒(winding drum)45a与柄手部45b,其中绕索卷筒45a是将张力施展线30的另一端绕紧或放松,而张力施展线30的一端是固定在套盖22上,且柄手部45b是以顺、反方向旋转绕索卷筒45a以控制张力施展线30的张力。当张力施展线30的张力松掉,便可通过旋转柄手部45b以将张力施展线30的张力再度拉紧。由于前述实施例仅为举例,本发明并非限定要包括绕索卷筒45a与柄手部45b。
如前所述,每个悬臂20a可制作成具有中空的内部。在此结构下,张力施展线30安排在每个悬臂20a中的状态即为张力施展线30的两端是分别固定在套盖22与旋钮45上。当张力施展线30依此安排在每个悬臂20a中,则基板G放置在悬臂20a的上表面时,本发明的优点便是张力施展线30与基板G之间不会产生任何交互干扰。
在前述的结构中,张力施展线30是配置在每个悬臂20a内部,而张力施展线30的两端是固定至套盖22与旋钮45,且上述的说明可应用至所有五个悬臂20a上。
如图1所示,接着基板传送机器人便会进行操作。也即当臂杆12相对支撑部14进行旋转、线性移动以及向上或向下移动,以使悬臂20a的上表面支撑基板G,并将基板G自特定的地方(如卡匣)取出或插入,如此完成传送基板。
尽管传送基板的作动是不断重复操作,由于本发明装配如张力施展线30的张力施展部至机器人本体10与悬臂20a,因此可避免如图3因基板G重量而导致悬臂20a下垂形变。
在本实施例而如同图4所示,由于并未增加每个悬臂20a的厚度t,便可避免减少每个卡匣所能承载的基板G数量。依据本实施例,当避免每个悬臂20a的厚度t(请参考图4)增加时,也同时可避免悬臂20a因为基板G重量而下垂形变。
图5为依据本发明另一实施例的基板传送机器人的剖面图。在前述的实施例中,张力施展线30是配置在每个悬臂20a内部的中间区域。然而在图5钟,张力施展线30可配置在每个悬臂20a内部的上方区域而较靠近基板G。
图6与图7为依据本发明其它实施例的基板传送机器人的剖面图。在前述的实施例中,所有的悬臂20a均是制作成中空矩形馆的结构。然而,在图6与图7的实施例中,本发明的概念也可应用将这些悬臂20b、20c制作成如铁棒的实心结构。在此结构下,由于每个悬臂20b、20c的中间并非空心,所以张力施展线30便需配置在每个悬臂20b、20c的外面,且张力施展线30的数量可为一个、两个或是更多个。
如图6所示,张力施展线30可一个个地是在每个悬臂20b的两侧表面上。如图7所示,张力施展线30可嵌入至每个悬臂20c的上表面。然而,如图7所示,当张力施展线30装载至每个悬臂20c的上表面时,由于张力施展线30的影响,则悬臂20c可能不容易支撑基板G。所以如图7所示,每个悬臂20c表面还可形成线沟槽32以部份容置张力施展线30,甚至张力施展线30可全部容置在线沟槽32内。
如前所述,依据本实施例,当避免每个悬臂的厚度增加时,也同时可避免悬臂因为基板重量而下垂形变。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,对本发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种基板传送机器人,其特征在于:其包括:
一机器人本体;
复数个悬臂,而所述的这些悬臂的一端连接至所述的机器人本体,且所述的这些悬臂支撑一基板;以及
一张力施展部,其至少连接至其中一个所述的悬臂以及连接所述的机器人本体,而所述的张力施展部对所述的这些悬臂施加一张力,且所述的张力的方向与所述的基板重量方向相反,以至少避免其中一个悬臂下垂。
2.根据权利要求1所述的基板传送机器人,其特征在于:所述的张力施展部至少为一张力施展线,而所述的张力施展线的一端至少连接至其中一个所述悬臂的一开放端部,且所述的张力施展线的另一端连接至所述的机器人本体。
3.根据权利要求2所述的基板传送机器人,其特征在于:所述的张力施展线的数量为复数个,且所述的这些张力施展线是一一对应于所述的这些悬臂。
4.根据权利要求2所述的基板传送机器人,其特征在于:还包括一连接部,而所述的连接部将所述的张力施展线的两端分别连接至其中一个所述悬臂以及所述的机器人本体。
5.根据权利要求4所述的基板传送机器人,其特征在于:所述的连接部包括:
一套盖,其连接至每个悬臂的所述的开放端部,并连接至所述的张力施展线的一端;以及
一旋钮,其连接至所述的机器人本体,并连接至所述的张力施展线的另一端。
6.根据权利要求5所述的基板传送机器人,其特征在于:所述的旋钮包括:
一绕索卷筒,将张力施展线的另一端绕紧或放松,而所述的张力施展线的一端连接至所述的套盖;以及
柄手部,以顺、反方向旋转所述的绕索卷筒以调整所述的张力施展线的张力。
7.根据权利要求2所述的基板传送机器人,其特征在于:所述的悬臂制作成具有中空的结构,而所述的张力施展线配置在所述的悬臂中。
8.根据权利要求2所述的基板传送机器人,其特征在于:所述的张力施展线配置在每个所述悬臂的外侧表面。
9.根据权利要求8所述的基板传送机器人,其特征在于:还包括一线沟槽,其形成在每个所述悬臂的外表面,用以容置张力施展线。
10.根据权利要求2所述的基板传送机器人,其特征在于:复数个所述张力施展线配置在每个所述悬臂。
11.根据权利要求1所述的基板传送机器人,其特征在于:每个所述悬臂形成复数个真空孔洞用以吸附所述的基板,且所述的基板为大型平面显示器,而平面显示器选自液晶显示器、电浆显示器以及有机电激发光显示器之一。
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