CN103197694A - 流体自动定量供给的控制方法及系统 - Google Patents

流体自动定量供给的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于流体自动定量供给技术领域，公开了一种流体自动定量供给的控制方法及系统，其在流体自动定量供给过程中，通过计时向密封罐内通入气体使得密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t，然后根据预定公式计算出继续向密封罐内通入气体压出固定体积流体所需的时间T，以自动控制气体通路的通断，从而自动控制流体的定量供给，并能够克服液面下降对定量供给精度的影响，保证多次定量供给的精度要求。

Description

流体自动定量供给的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及流体自动定量供给技术领域，特别是涉及一种流体自动定量供给的控制方法及系统。
背景技术
液晶显示器的主体结构包括对盒的阵列基板和彩膜基板，其中，阵列基板上形成有像素矩阵、周边电路，以及形成在每个像素区域内的透明像素电极，彩膜基板上形成有与透明像素电极位置对应的RGB彩色滤光片和透明公共电极。而阵列基板和彩膜基板上的各图案一般是通过掩膜构图工艺形成的，在这个过程中需要在基板上涂覆光刻胶，为了保证曝光效果，需要实现光刻胶的定量供给。
结合图2所示，现有的光刻胶自动供给装置包括气体通路1和供光刻胶流通的流体通路2，盛有光刻胶的供给容器3放置在密封罐4内。其中，气体通路1与密封罐4连通，流体通路2的一端设置在供给容器3中，通过向密封罐4内不断通入气体20（如：工业氮气），以气动方式将供给容器3中的光刻胶通过流体通路2另一端的喷嘴7喷出，涂覆在基板上。该装置实现光刻胶定量供给的具体过程为：
首先，在气体通路1端进行时间变量参数的采集：
在气体通路1上设置电磁阀5，并在光刻胶的喷嘴7处设置位置传感器10。当位置传感器10感应到机械手将基板放入到装置内的合适位置时，触发喷胶，控制装置8打开电磁阀5，开始计时；
然后，通过控制装置8控制每次供给的时间来达到光刻胶的定量供给：
当计时时刻到时，控制装置8闭合电磁阀5切断气体通路1；
一般还需要设置放气通路9，其一端与密封罐4连通，并在该通路上设置电磁阀6，光刻胶定量供给时电磁阀6闭合，在每次光刻胶定量供给后，通过控制装置8控制打开电磁阀6放气一段时间（一般为3-5s），使得密封罐4的压力恢复大气压。
但随着供给的次数增多，供给容器内液面的下降导致密封罐内的气体空间扩大，供给的出液液面相对变高，导致在相同的喷胶时间内喷出的胶量变少，根据测量变化量明显，不能满足光刻胶定量供给的精度要求。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种流体自动定量供给的控制方法及系统，用以保证多次流体自动定量供给的精度要求。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种流体自动定量供给的控制方法，包括步骤S2：
向密封罐内存储一定量的流体，计时向所述密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t，根据预定公式计算出继续向所述密封罐内通入气体压出固定体积流体所需的时间T，以自动控制气体通路的通断。
如上所述的流体自动定量供给的控制方法，其特征在于，所述预定公式的获取步骤S1为：
获取向密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到所述设定值时所需的时间ti，以及继续向所述密封罐内通入气体，并从所述密封罐内压出固定体积流体所需的时间Ti之间的关系：Ti=f（ti）。
如上所述的流体自动定量供给的控制方法，优选的是，步骤S1具体包括以下步骤：
100、在所述密封罐内存储一定量的流体，并记i=0；
101、向所述密封罐内通入一段时间ti的气体，使得所述密封罐内的压力达到所述设定值，并存储ti；
102、继续向所述密封罐内通入一段时间Ti的气体，使得从所述密封罐内压出的流体体积为固定值，并存储Ti；
103、i+1；
104、当i≤n时，重复步骤101、102、和103；
105、当i＞n时，根据所述多组ti和Ti计算出
Figure BDA00002855845600031
中pm的值，其中，ε为与液体的运动粘度相关的常数。
如上所述的流体自动定量供给的控制方法，优选的是，n≥4。
如上所述的流体自动定量供给的控制方法，优选的是，在向所述密封罐内通入气体之前，根据所述密封罐内存储的流体的运动粘度调节气体通路上气体的压力。
同时，本发明还提供一种流体自动定量供给的控制系统，其包括控制装置和压力传感器；所述压力传感器用于感应密封罐内的压力；所述控制装置包括计时模块和控制模块；
所述计时模块用于计时向所述密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t；
所述控制模块用于根据所述时间t以及预定公式计算出向所述密封罐内通入一段时间t的气体后，继续向所述密封罐内通入气体压出固定体积流体所需的时间T，以自动控制气体通路的通断。
如上所述的流体自动定量供给的控制系统，优选的是，所述控制装置还包括获取模块，用于获取向所述密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到所述设定值时所需的时间ti，以及继续向所述密封罐内通入气体，并从所述密封罐内压出固定体积流体所需的时间Ti之间的关系，从而得到的所述预定公式为Ti=f（ti）。
如上所述的流体自动定量供给的控制系统，优选的是，其还包括调节模块，用于根据所述密封罐内存储的流体的运动粘度调节气体通路上气体的压力。
如上所述的流体自动定量供给的控制系统，优选的是，所述调节模块为设置在气体通路上的调压阀。
如上所述的流体自动定量供给的控制系统，优选的是，在气体通路上设置有电磁阀；所述控制模块的指令输出端与所述电磁阀连接，用于根据所述时间T控制电磁阀的通断，从而自动控制气体通路的通断。
（三）有益效果
本发明所提供的流体自动定量供给的控制方法及系统，在流体自动定量供给过程中，计时向密封罐内通入气体使得密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t，然后根据预定公式计算出继续向密封罐内通入气体压出固定体积流体所需的时间T，以自动控制气体通路的通断，从而自动控制流体的定量供给，并能够克服液面下降对定量供给精度的影响，保证多次定量供给的精度要求。
附图说明
图1为本发明实施例中流体自动定量供给的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例中流体自动定量供给的控制系统的组成示意图；
其中，1：气体通路；2：流体通路；3：供给容器；4：密封罐；5、6：电磁阀；7：喷嘴；8：控制装置；9：放气通路；10：位置传感器；11：获取模块；12：控制模块；13：计时模块；14：调节模块；15：压力传感器；20：气体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
图1所示为本发明实施例中流体自动定量供给的控制方法的流程图。如图1所示，本发明实施例中的流体自动定量供给的控制方法包括以下步骤：
向密封罐内存储一定量的流体，计时向所述密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t，根据预定公式计算出继续向所述密封罐内通入气体压出固定体积流体所需的时间T，以自动控制气体通路的通断。
其中，该预定公式中时间t与T为某种特定的非线性对应关系。
采用气动方式从密封罐内压出流体实现流体自动定量供给的方法具有流体流量稳定可控的优点，通过控制气体的通入时间就可以实现流体的定量供给。但随着供给次数的增多，流体的出液面相对变高，密封罐内的气体空间变大，使得通入相同时间的气体压出的流体越来越少，保证不了定量供给的精度要求。为此，在流体自动定量供给的过程中，需要补偿气体的通入时间，使得每次供给的流体体积相同，且每次补偿的气体通入时间不同，即向密封罐内通入气体的时间与供给的流体量不再为线性关系。
本发明通过该预定公式计算出的时间T可以有效补偿由于液面降低导致的定量供给过程中的时间误差，从而保证多次自动定量供给的精度。
具体的，本实施例中可以通过获取向密封罐内通入气体使得该密封罐内的压力达到上述设定值时所需的时间ti，以及继续向该密封罐内通入气体，从密封罐内压出固定体积流体所需的时间Ti之间的关系，从而得到该预定公式为：Ti＝f（ti），来精确控制每次定量供给的气体通入时间，保证流体定量供给的精度要求。由于向密封罐内通入气体使得该密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t与密封罐内的液面高低为正对应关系，且容易获得，因此，在流体自动定量供给的过程中，只需要获取时间t，然后根据公式Ti=f（ti）就可以计算出补偿后的气体通入时间，再用于自动控制气体通路的通断，有效克服了液面下降对流体定量供给精度的影响，保证了多次定量供给的精度要求。
下面以光刻胶自动定量供给的控制方法为例来具体说明通过获取向密封罐内通入气体使得该密封罐内的压力达到设定值时所需的时间ti，以及继续向该密封罐内通入气体，从密封罐内压出固定体积流体所需的时间Ti之间的关系，从而得到预定公式的实现过程：
100、首先在密封罐内存储一定量的流体，并记i=0；
该步骤具体为在密封罐内存储一定量的光刻胶（其运动粘度已知），并优选存储的光刻胶的体积与光刻胶自动定量供给过程中在该密封罐内存储的光刻胶（其运动粘度也已知）的体积相同，保证操作环境的一致性，提高定量供给的精度。
101、然后向该密封罐内通入一段时间ti的气体，使得密封罐内的压力达到上述设定值，并存储ti；
其中，该设定值可以为从密封罐内压出液体之前密封罐内的任一压力值。
102、继续向该密封罐内通入一段时间Ti的气体，使得从密封罐内压出的流体的体积为固定值，并存储Ti；
优选从密封罐内压出的流体体积与光刻胶自动定量供给过程中每次供给的光刻胶体积相同，进一步保证操作环境的一致性，提高定量供给的精度。
103、i+1；
104、当i≤n时，重复步骤101、102、和103；
通过重复步骤101、102、和103可以模拟流体的自动定量供给过程，并获取多组ti和Ti，以计算出ti和Ti之间的关系：Ti=f（ti），即预定公式。且获取的ti和Ti组数越多，精度越好。本实施例中优选n≥4，以满足定量供给的精度要求。
105、当i＞n时，根据所述多组ti和Ti计算出
Figure BDA00002855845600061
中pm的值，其中，ε为与液体的运动粘度相关的常数。
在不同的构图工艺中，需要的光刻胶不同，其运动粘度也不同。且光刻胶的运动粘度越低，向密封罐内通入气体压出一定体积光刻胶所需的时间就越短，即时间Ti与光刻胶的运动粘度为正对应关系。具体的，ν液为自动定量供给的光刻胶的运动粘度，ρ液为自动定量供给的光刻胶的密度，v′液为步骤100中光刻胶的运动粘度，ρ′液为步骤100中光刻胶的密度。
当然，步骤102中从密封罐内压出的流体体积与光刻胶自动定量供给过程中从密封罐内压出的流体体积也可以不同，相应地，
Figure BDA00002855845600072
其中，V液为光刻胶自动定量供给过程中从密封罐内压出的流体体积，V′液为步骤102中从密封罐内压出的流体体积。
需要说明的是，在此只是以光刻胶为例来说明本实施例中预定公式的获取过程，并不是一种限定，通过其他流体也可以实现该过程。
其中，在向密封罐内通入气体之前，还可以根据密封罐内存储的流体的运动粘度调节气体通路上气体的压力，使得流体从密封罐内压出的流速相同，克服了流体的运动粘度对气体通入时间的影响。
实施例二
本发明还提供一种实现实施例一中流体自动定量供给控制方法的系统，如图2所示，其包括控制装置10和压力传感器15。其中，控制装置10包括计时模块13和控制模块12，在流体自动定量供给过程中，计时模块13用于计时向密封罐4内通入气体20使得密封罐4内的压力达到设定值时所需的时间t；继而控制模块12根据时间t以及预定公式计算出向密封罐4内通入一段时间t的气体20后，继续向密封罐4内通入气体20压出固定体积V流体所需的时间T，用于自动控制气体通路1的通断，实现所需流体的自动定量供给。并设置压力传感器15，用于感应密封罐4内的压力。
进一步地，控制装置10还包括获取模块11，获取模块11用于获取向密封罐4内通入气体20使得密封罐4内的压力达到上述设定值（该设定值可以为从密封罐4内压出液体之前密封罐4内的任一压力值）时所需的时间ti，以及继续向密封罐4内通入气体20，并从密封罐4内压出固定体积流体所需的时间Ti之间的关系，从而得到该预定公式为Ti=f（ti），优选压出的流体体积与自动定量供给过程中每次压出的流体体积V相同。
为了实现自动控制气体通路1的通断，优选在气体通路1上设置电磁阀5，将控制模块12的指令输出端与电磁阀5连接，以根据时间T控制电磁阀5，从而自动控制气体通路1的通断。
进一步地，还可以设置调节模块14，具体为，在气体通路1上设置调压阀，用于根据密封罐4内存储的流体的运动粘度调节气体通路1上气体20的压力，保证流体从密封罐4内压出的流速相同，克服流体的运动粘度对气体通入时间的影响。
下面以光刻胶自动定量供给的控制系统为例来具体说明获取模块11的工作原理：
首先，在密封罐4内存储一定体积V'的光刻胶，并根据光刻胶的运动粘度调节调压阀14，以调节气体通路1上的气体20压力；
然后打开电磁阀5，向密封罐内通入气体20，在喷嘴7侧测量压出的流体体积，使其与光刻胶自动定量供给过程中每次供给的光刻胶体积相同，为固定值。同时，压力传感器15实时测量密封罐4内的压力，并计时密封罐4内压力达到设定值（该设定值可以为从密封罐内压出液体之前密封罐内的任一压力值）的时间ti，以及继续向密封罐4通入气体压出固定体积光刻胶所需的时间Ti。重复该步骤，获取多组ti和Ti，计算出ti和Ti之间的关系
Figure BDA00002855845600081
相应地，在光刻胶的自动定量供给过程中，首先，在密封罐4内同样存储一定体积的光刻胶，优选存储的光刻胶体积也为V'，同样根据光刻胶的运动粘度调节调压阀14（因为每次构图工艺中所需的光刻胶不同，其运动粘度也不同），以调节气体通路1上的气体20压力；然后，控制模块12只需获取向密封罐4内通入气体20使其内部压力达到上述设定值所需的时间t，即可根据公式
Figure BDA00002855845600091
计算出继续向密封罐4内通入气体20压出定量光刻胶所需的时间T，从而自动控制电磁阀5的通断，实现光刻胶的自动定量供给。
由以上实施例可以看出，本发明所提供的流体自动定量供给的控制方法及系统，在流体自动定量供给过程中，通过计时向密封罐内通入气体使得密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t，然后根据预定公式计算出继续向密封罐内通入气体压出固定体积V流体所需的时间T，以自动控制气体通路的通断，从而自动控制流体的定量供给，并能够克服液面下降对定量供给精度的影响，保证多次定量供给的精度要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种流体自动定量供给的控制方法，其特征在于，包括步骤S2：
向密封罐内存储一定量的流体，计时向所述密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t，根据预定公式计算出继续向所述密封罐内通入气体压出固定体积流体所需的时间T，以自动控制气体通路的通断。
2.根据权利要求1所述的流体自动定量供给的控制方法，其特征在于，所述预定公式的获取步骤S1为：
获取向密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到所述设定值时所需的时间ti，以及继续向所述密封罐内通入气体，并从所述密封罐内压出固定体积流体所需的时间Ti之间的关系：Ti=f（ti）。
3.根据权利要求2所述的流体自动定量供给的控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：
100、在所述密封罐内存储一定量的流体，并记i=0；
101、向所述密封罐内通入一段时间ti的气体，使得所述密封罐内的压力达到所述设定值，并存储ti；
102、继续向所述密封罐内通入一段时间Ti的气体，使得从所述密封罐内压出的流体体积为固定值，并存储Ti；
103、i+1；
104、当i≤n时，重复步骤101、102、和103；
105、当i＞n时，根据所述多组ti和Ti计算出
Figure FDA00002855845500011
中pm的值，其中，ε为与液体的运动粘度相关的常数。
4.根据权利要求3所述的流体自动定量供给的控制方法，其特征在于，n≥4。
5.根据权利要求1所述的流体自动定量供给的控制方法，其特征在于，在向所述密封罐内通入气体之前，根据所述密封罐内存储的流体的运动粘度调节气体通路上气体的压力。
6.一种流体自动定量供给的控制系统，其特征在于，其包括控制装置和压力传感器；所述压力传感器用于感应密封罐内的压力；所述控制装置包括计时模块和控制模块；
所述计时模块用于计时向所述密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到设定值时所需的时间t；
所述控制模块用于根据所述时间t以及预定公式计算出向所述密封罐内通入一段时间t的气体后，继续向所述密封罐内通入气体压出固定体积流体所需的时间T，以自动控制气体通路的通断。
7.根据权利要求6所述的流体自动定量供给的控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括获取模块，用于获取向所述密封罐内通入气体使得所述密封罐内的压力达到所述设定值时所需的时间ti，以及继续向所述密封罐内通入气体，并从所述密封罐内压出固定体积流体所需的时间Ti之间的关系，从而得到的所述预定公式为T=f（ti）。
8.根据权利要求6所述的流体自动定量供给的控制系统，其特征在于，其还包括调节模块，用于根据所述密封罐内存储的流体的运动粘度调节气体通路上气体的压力。
9.根据权利要求8所述的流体自动定量供给的控制系统，其特征在于，所述调节模块为设置在气体通路上的调压阀。
10.根据权利要求6所述的流体自动定量供给的控制系统，其特征在于，在气体通路上设置有电磁阀；所述控制模块的指令输出端与所述电磁阀连接，用于根据所述时间T控制电磁阀的通断，从而自动控制气体通路的通断。
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