CN102560380A

CN102560380A - 用于载板架的夹具、载板架和基板的固定方法

Info

Publication number: CN102560380A
Application number: CN2010105939272A
Authority: CN
Inventors: 朱兴华; 苏新虹
Original assignee: Peking University Founder Group Co Ltd
Current assignee: Peking University Founder Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明实施例公开了一种用于载板架的夹具、载板系统和基板的固定方法，涉及机械技术领域，为夹具被喷溅上薄膜后，依然能够夹紧基板并且灵活移动而发明。所述用于载板架的夹具，包括：夹具主体、销轴、和弹簧；其中，所述夹具主体上在第一侧面具有凹部，所述凹部的底部具有穿透所述夹具主体的第二侧面的通孔，所述通孔的截面最大尺寸小于所述凹部的截面最大尺寸；所述销轴具有第一端和第二端，所述第一端设有凸缘，所述第二端能够穿过所述夹具主体的凹部和通孔固定到所述载板架；所述弹簧套设在所述销轴上，并被限制在所述凸缘与所述凹部的底部之间。本发明实施例可用于电路板制作以及镀膜等工艺中固定基板。

Description

用于载板架的夹具、载板架和基板的固定方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种用于载板架的夹具、载板架和基板的固定方法。

背景技术

在电路板制作过程中，当进行金属喷溅处理时，所有待处理基板均通过载板架上的夹具固定在载板架上，载板架将待处理基板带入喷溅腔进行喷溅处理。现有的夹具通常为面式弹片结构，夹具的一端通过螺母固定在载板架上，且通常能够围绕固定端的螺母进行转动。使用时，待处理基板被夹具未固定的一端夹设在夹具和载板架之间。

进行金属喷溅处理时，由于载板架承载着待处理基板，载板架和待处理基板处于同一种环境，因此，在基板被喷溅上一层金属膜的同时，载板架及夹具上也将被喷溅上一层金属膜，而且，夹具和基板上的金属膜将成片致密连接。这样，将造成夹具无法灵活转动或抬起，需通过外力强行将夹具与基板之间的金属薄膜断裂以使夹具能够转动或抬起后，才能取下基板。而且，如此多次以后，易使夹具产生不可恢复的形变，导致夹具的对基板的固定力量不够，进行喷溅处理后，易造成基板脱离或移动，导致停机和产品质量隐患。此外，还可能使基板受损。

发明内容

本发明的实施例的主要目的在于，提供一种用于载板架的夹具、载板系统和基板的固定方法，能够在夹具被喷溅上薄膜后，依然能够夹紧基板并且灵活移动。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种用于载板架的夹具，包括：

夹具主体、销轴、和弹簧；其中，

所述夹具主体上在第一侧面具有凹部，所述凹部的底部具有穿透所述夹具主体的第二侧面的通孔，所述通孔的截面最大尺寸小于所述凹部的截面最大尺寸；

所述销轴具有第一端和第二端，所述第一端设有凸缘，所述第二端能够穿过所述夹具主体的凹部和通孔固定到所述载板架；

所述弹簧套设在所述销轴上，并被限制在所述凸缘与所述凹部的底部之间。

一种载板系统，包括：

载板架；和本发明实施例提供的夹具；

其中，所述夹具的第二端能够穿过所述夹具主体的凹部和通孔而固定到所述载板架，从而能够将基板夹紧在所述载板架与所述夹具的第二侧面之间。

一种基板的固定方法，通过本发明实施例提供的载板系统将所述基板固定在载板架上。

采用上述技术方案后，本发明实施例提供的用于载板架的夹具、载板系统和固定基板的方法，夹具主体通过弹簧与销轴相连接，在销轴通过第二端固定在载板架后，夹具主体静止，在销轴的轴向方向，夹具主体受到弹簧的弹力作用而将基板夹紧。当夹具主体受到沿销轴轴向的外力而沿轴向略有移动时，能够变形的弹簧可随着夹具主体的移动而相应伸缩而同时保持夹紧基板，即，夹具主体相对载板架能够灵活移动一段距离。这样，当对基板进行金属喷溅处理等镀膜操作时，在喷溅力冲击以及薄膜的重力作用下，夹具主体能够沿销轴的轴向略有移动，因此，夹具主体与基板之间不会形成牢固成片的致密薄膜，即不会影响夹具主体的灵活移动。而且，夹具主体的移动只是导致弹簧的压缩量发生稍微改变，不会造成夹紧力的明显变化，依然能够夹紧基板。

附图说明

图1为本发明实施例的用于载板架的夹具的结构示意图；

图2为图1所示的夹具的夹具主体的结构示意图；

图3为图1所示的夹具的销轴的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于载板架的夹具，其特征在于，包括：

夹具主体、销轴、和弹簧；其中，

所述销轴具有第一端和第二端，所述第一端设有凸缘，所述第二端能够穿过所述夹具主体的凹部和通孔而固定到所述载板架；

优选地，在本发明的各实施例中，当所述销轴固定到所述载板架时，所述凸缘与所述凹部底部的距离小于或等于所述弹簧处于自然状态的长度。这样，所述夹具可在工作时通过弹簧弹力保持夹紧基板。

优选地，在本发明的各实施例中，所述销轴的第二端的横截面形状为非圆形形状或半圆形状。其中，非圆形形状可为多边形(例如方形、三角形)或其它适合形状；而半圆形状可为圆形的一部分，即，也可为大半圆或小半圆形状(即，扇区)。这样，销轴第二端的形状可与载板架的对应固定结构的形状相配合，以防止销轴以及夹具在工作时发生不希望出现的旋转。

优选地，在本发明的各实施例中，所述通孔和/或所述凹部的截面为圆形。

优选地，在本发明的各实施例中，所述通孔的截面最大尺寸比所述销轴的截面最大尺寸大0.2至0.5毫米。这样，一方面在销轴与通孔之间保持一定间隙而允许销轴穿过通孔而自由地沿轴向运动；且另一方面使得销轴与通孔之间的间隙不会过大，从而对于销轴的轴向运动具有方向引导作用。

优选地，在本发明的各实施例中，所述销轴的第二端上设有外螺纹，用于固定到所述载板架。

优选地，在本发明的各实施例中，还包括用于覆盖所述凹部的凹部盖。在一个实施例中，凹部盖不仅覆盖所述凹部，还将销轴第一端的凸缘覆盖在内，以防止污染并具有安全性作用。

优选地，在本发明的各实施例中，所述凹部盖上设有外螺纹，所述凹部的内壁上设有能够与所述凹部盖上的外螺纹相咬合的内螺纹。

优选地，在本发明的各实施例中，包括绝缘层或助脱膜，其设置在以下中的至少一种上：所述夹具主体的第二侧面、所述通孔的内侧、所述销轴的第二端。这样，在基板的电镀过程中减小夹具的各部分上发生电镀结合物的可能性，至少可在后续处理中更容易地去除这些不希望出现的电镀结合物，以避免在去除处理过程中对基板造成损伤或污染。

本发明提供一种载板系统，其特征在于，包括：

载板架；和如前所述的夹具；

优选地，在本发明的各实施例中，所述载板架上设有架通孔或架凹部，所述夹具的销轴的第二端穿过所述夹具主体的通孔后通过所述架通孔或架凹部而固定到所述载板架。

优选地，在本发明的各实施例中，所述架通孔或架凹部的内壁上设有内螺纹，用于固定所述夹具的销轴的第二端。

优选地，在本发明的各实施例中，所述架通孔或架凹部的横截面形状与所述第二端的横截面形状相对应，且为非圆形形状或半圆形状。其中，非圆形形状可为多边形(例如方形、三角形)或其它适合形状；而半圆形状可为圆形的一部分，即，也可为大半圆或小半圆形状(即，扇区)。这样，销轴第二端的形状可与架通孔或架凹部的形状相配合，以防止销轴以及夹具在工作时发生不希望出现的旋转。

本发明还提供一种基板的固定方法，其特征在于，通过如前所述的载板系统将所述基板固定在载板架上。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供的用于载板架的夹具，包括夹具主体1、销轴2和弹簧3；其中：

夹具主体1的结构例如参见图2，其上的第一侧面10具有凹部11，凹部底部11具有穿透夹具主体1的第二侧面13的通孔12，夹具主体1的第二侧面13与第一侧面相对，本实施例的夹具用于夹持基板时，第二侧面13与基板相贴附，通孔12的截面最大尺寸小于凹部11的截面最大尺寸，优选的，凹部11和通孔12截面为圆形(例如为同心圆)，凹部11的直径大于通孔12的直径；

销轴2的结构例如参见图3，销轴2具有第一端22和第二端23，第一端设有凸缘21，本实施例中，凸缘21设置在第一端22的顶端，当然也可设置在第二端的其他部位，且，优选的，凸缘21的截面最大尺寸小于凹部的截面最大尺寸；销轴2的第二端23能够穿过夹具主体1的凹部和通孔固定到所述载板架，将销轴2固定在载板架上；

当本实施例安装在载板架时，弹簧3套设在销轴2上，销轴2的第一端22在上，第二端23在下，穿过夹具主体1的凹部11和通孔12，使夹具主体1通过凹部11和通孔12套设在销轴2上，弹簧3被限制在第一端22的凸缘21与凹部12底部之间，第二端23穿过通孔12后连接固定在载板架上。

本实施例的用于载板架的夹具，被安装在载板架后，在销轴2的轴向方向，夹具主体1是通过弹簧3与销轴2相连接，夹具主体1静止时，在销轴2的轴向方向，在弹簧3发生形变时，除重力之外，夹具主体1仅受到弹簧3的弹力作用。而当夹具主体1受到其他外力沿销轴2的轴向方向向上或向下移动时，由于弹簧3具有一定的形变量，可随着夹具主体1的移动而伸长或压缩，也就是说，夹具主体1相对载板架能够灵活移动一段距离。

这样，当进行如对基板进行金属喷溅处理等镀膜操作时，基板被本实施例的夹具夹设在载板架上，实际上是夹具主体1抬起一段距离，将基板夹设在夹具主体1的第二侧面13和载板架之间，由于夹具主体1被抬起，此时，弹簧3被压缩，夹紧基板的力是由夹具主体1的重力和弹簧3的弹力所提供。镀膜过程中，在薄膜的重力作以及持久或周期性喷溅力下，夹具主体1能够沿销轴2的轴向方向向下移动或上下摆动，因此，夹具主体1与基板之间不易形成成片的致密薄膜，即不会影响夹具主体1的灵活移动。而且，夹具主体1的移动只是导致弹簧3的压缩量发生稍微改变，夹紧力的变化较小，依然能够夹紧基板。

另外，由于夹具主体1套设在销轴2上，销轴2通过第二端23固定在载板架上，因此，在销轴的径向方向，销轴2将限制夹具主体1的移动。同时，夹具主体1的重力和弹簧3的弹力使夹具主体1与基板之间存在较大的摩擦力，也就是说，在销轴的径向方向，夹具主体1通常不会发生移动，保证镀膜操作的可靠性。

其中，当进行如对基板进行金属喷溅处理等镀膜操作时，基板夹具主体1夹设在夹具主体1的第二侧面13和载板架之间，夹紧基板的力是由夹具主体1的重力和弹簧3的弹力所提供。为夹紧基板，弹簧3必须提供向下的力，也就是此时，弹簧3需要处于压缩状态。因此，将本实施例安装在载板架时，由于弹簧3被限制在凸缘21与凹部12底部之间，未夹设基板的初始状态时，销轴2通过第二端23固定在载板架时，要使凸缘21与凹部11底部的距离小于或等于弹簧3处于自然状态的长度，以保证在夹具主体1夹设基板时，弹簧3处于压缩状态。

本实施例安装并使用时，销轴2需要固定不动，通过第二端23穿过通孔12固定在载板架上，以保证弹簧3的形变范围和夹具主体的移动距离。第二端23与载板架的固定方式具体可包括：

第二端23上设有外螺纹，载板架上设有与第二端23相配合的架通孔，第二端23穿过夹具主体1的通孔12后穿过载板架上的架通孔，然后，使用与第二端上的所述外螺纹相适应的螺母或螺帽将第二端23固定到载板架上。或者，第二端23上设有外螺纹，载板架上设有内壁具有内螺纹的架凹部或架通孔，第二端23穿过夹具主体1的通孔12后进入载板架上内壁具有内螺纹的架凹部或架通孔，并通过螺纹的咬合固定。

另外，由于本实施例安装并使用时，销轴2是固定不动的，为避免销轴2的围绕轴向方向转动而造成弹簧3的意外形变，优选的，第二端23的横截面形状为非圆形形状，例如半圆形、椭圆形、多边形或星形等。而且，在上述固定方式下，载板架上固定第二端23用的架通孔或架凹部的横截面形状为与第二端23的横截面形状相对应的非圆形形状。这样，第二端23与载板架能够稳定连接固定，销轴2不会发生围绕轴向方向的转动。

因此，在销轴2的径向方向，销轴2将限制夹具主体1的移动，而实际上，是通过销轴2与通孔12的接触而限制夹具主体1在销轴2的径向方向的移动，为了防止夹具主体1在销轴2的径向方向的移动，可使通孔12即能够保证第二端23的穿过，而且在第二端23穿过后，销轴2位于通孔12内的部分与通孔12之间剩余的空间较小，优选的，通孔12的截面最大尺寸比销轴2的截面最大尺寸大0.2至0.5毫米。

另外，由于夹具主体1套接在销轴2上，因此，可将通孔12设为圆柱状，即通孔12横截面的形状为圆形形状，这样，无论第二端23的横截面形状如何，夹具主体1不仅可以抬起，还可以围绕销轴2进行转动，更加方便镀膜操作时基板的夹设和取下。

进一步的，作为本实施例的一种改进，本实施例的用于载板架的夹具，还包括用于覆盖凹部11的凹部盖，以将销轴2封闭在凹部11内部，这样，在进行喷溅等镀膜操作时，销轴2以及弹簧3不会被镀膜或被喷溅力所影响，提高销轴2和弹簧3的使用寿命，进一步保证夹具主体2的灵活移动和夹紧力，提高喷溅等操作的可靠性。具体的，凹部盖上设有外螺纹，凹部11的内壁上设有能够与凹部盖上的螺纹相咬合的内螺纹，凹部盖和凹部11之间通过螺纹的咬合相连接，这样，凹部盖与凹部11之间能够稳固的连接，而更换销轴2或弹簧3时，凹部盖方便打开。

可以理解的是，本实施例的用于载板架的夹具，各组成部分的形状、尺寸和材质将根据所夹设的基板尺寸要求和镀层材料等实际情况设置，这里不做限定。但需要保证，弹簧3的自然长度小于销轴2的长度，弹簧3横截面的最大跨距大于通孔12横截面的最大跨距、小于凹部11和凸缘21的直径，以使弹簧3被限制在凸缘21和凹部11底部之间。凹部11的尺寸要保证销轴2的正常穿过，通孔12横截面的最大尺寸要大于第二端23横截面的最大尺寸。

如图1所示，作为本实施例的一个具体应用，夹具主体1可为长方体，长度为40mm(毫米)，宽度为20mm，厚度为9mm；凹部11为圆柱状凹部，直径为13mm，深度为8mm，凹部11底部的通孔12为圆柱形凹部，直径为7mm；弹簧3长度为20mm；第一端22为圆柱状杆体，长度为15mm，直径为5mm；第二端23为半圆形，长度为10mm，直径为6.5mm。其中，弹簧3的材质可以为不锈钢，线径可以为0.5-1mm；销轴2也可选择不锈钢材质；夹具主体1和凹部盖材质可以为纯铝。

进一步的，作为本实施例的一种改进，本实施例的夹具主体1的第二侧面13、通孔12的内壁和/或销轴2的第二端23上，可设置有绝缘层或助脱膜，防止在金属膜喷溅过程中的异常放电等现象，同时，使基板的取下更加容易。

相应的，本发明的实施例还提供了一种载板系统，包括：

载板架和设置在载板架上的夹具，其中所述夹具采用本发明实施例提供的用于载板架的夹具，前文已经进行了详细说明，这里不再赘述。

其中，所述夹具的第二端能够穿过所述夹具主体的凹部和通孔而固定到所述载板架，从而能够将基板夹紧在所述载板架与所述夹具的第二侧面之间。具体的，本实施例的载板架上设有与第二端相配合的凹部或架通孔，所述夹具的销轴的第二端穿过所述夹具主体的通孔后通过所述架通孔或架凹部而固定到所述载板架。其中，所述架通孔或架凹部的内壁上可设有内螺纹，第二端穿过夹具主体的通孔后进入载板架上内壁具有螺纹的凹部或通孔，并通过螺纹的咬合固定。

另外，本实施例的载板架上的架通孔或架凹部的横截面形状为与第二端的横截面形状相对应的非圆形形状，这样，第二端与载板架能够稳定连接固定，销轴不会发生围绕轴向方向的转动。

本实施例提供的载板系统，载板架上所设置的夹具的夹具主体是通过弹簧与销轴相连接，在销轴通过第二端固定在载板架后，夹具主体静止时，在销轴的轴向方向，夹具主体仅受到弹簧的弹力作用。当夹具主体受到其他外力沿销轴的轴向方向向下移动时，由于弹簧具有一定的形变量，弹簧可随着夹具主体的移动而压缩，即夹具主体相对载板架能够灵活移动一段距离。这样，当对基板进行金属喷溅处理等镀膜操作时，在喷溅力以及薄膜的重力作用下，夹具主体将沿销轴的轴向方向向下移动或者上下摆动，因此，夹具主体与基板之间不会形成成片的致密薄膜，即不会影响夹具主体的灵活移动。而且，夹具主体的移动只是导致弹簧的压缩量发生稍微改变，不会造成夹紧力的明显变化，依然能够夹紧基板。

其中，本实施例所设置的夹具数量、位置和尺寸的选择可依实际需要而定，但一般要保证夹具不能夹到被镀产品的图形区和标靶，只要保证在基板的有用图形的外围即可，在保证基板不夹到图形区的同时尽可能深入产品中心，保证基板被夹得牢固。

相应的，本发明实施例还提供了一种固定基板的方法，通过载板系统将所述基板固定在载板台上，所述载板系统采用本发明实施例提供的用于载板架的夹具。

具体的固定原理，参见前文对本发明实施例提供的用于载板架的夹具及载板系统的说明，这里不再赘述。

本发明实施例提供的固定基板的方法，在夹具被喷溅或镀上薄膜后，依然能够夹紧基板并且灵活移动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用于载板架的夹具，其特征在于，包括：

夹具主体、销轴、和弹簧；其中，

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，当所述销轴固定到所述载板架时，所述凸缘与所述凹部底部的距离小于或等于所述弹簧处于自然状态的长度。

3.根据权利要求1或2所述的夹具，其特征在于，所述销轴的第二端的横截面形状为非圆形形状或半圆形状。

4.根据前述权利要求中任一项所述的夹具，其特征在于，所述通孔和/或所述凹部的截面为圆形。

5.根据前述权利要求中任一项所述的夹具，其特征在于，所述通孔的截面最大尺寸比所述销轴的截面最大尺寸大0.2至0.5毫米。

6.根据前述权利要求中任一项所述的夹具，其特征在于，所述销轴的第二端上设有外螺纹，用于固定到所述载板架。

7.根据前述权利要求中任一项所述的夹具，其特征在于，还包括用于覆盖所述凹部的凹部盖。

8.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于：所述凹部盖上设有外螺纹，所述凹部的内壁上设有能够与所述凹部盖上的外螺纹相咬合的内螺纹。

9.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：包括绝缘层或助脱膜，其设置在以下中的至少一种上：所述夹具主体的第二侧面、所述通孔的内侧、所述销轴的第二端。

10.一种载板系统，其特征在于，包括：

载板架；和如权利要求1至9任一项所述的夹具；

11.根据权利要求10所述的载板系统，其特征在于：所述载板架上设有架通孔或架凹部，所述夹具的销轴的第二端穿过所述夹具主体的通孔后通过所述架通孔或架凹部而固定到所述载板架。

12.根据权利要求11所述的载板架，其特征在于：所述架通孔或架凹部的内壁上设有内螺纹，用于固定所述夹具的销轴的第二端。

13.根据权利要求10或11所述的载板架，其特征在于：所述架通孔或架凹部的横截面形状与所述第二端的横截面形状相对应，且为非圆形形状或半圆形状。

14.一种基板的固定方法，其特征在于，通过如权利要求10至13任一项所述的载板系统将所述基板固定在载板架上。