CN103387333A - 一种基板卡匣装置 - Google Patents

Abstract

一种基板卡匣装置，用于装载基板的卡匣框架以及用于翻转所述卡匣框架的框架翻转机构；所述卡匣框架包括基板置入口；且在所述卡匣框架内设有多个用于固定并承载基板的基板固定机构；所述框架翻转机构与所述卡匣框架固定连接，用于实现所述卡匣框架内的基板多角度翻转。本发明基板卡匣装置在玻璃基板加热过程中，通过玻璃基板多角度的翻转可有效提高基板各部分的受热均匀度，并克服现有基板静止加热过程中，基于重力的作用基板表面形成凹陷的缺陷，从而提高基板的平整性与尺寸精度。

Description

一种基板卡匣装置

技术领域

本发明涉及一种基板卡匣，尤其涉及一种基板卡匣装置。

背景技术

在现代电子产品生产工艺，如平板显示制造工艺或太阳能电池制备工艺中玻璃基板都是关键的基础材料。例如在平板显示制造工艺中，薄膜液晶显示器件（Thin film transistor liquid crystal display，简称为TFT-LCD）直接可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶。其中，上层的玻璃基板贴有彩色滤光片（Color Filter）、而下层的玻璃基板镶嵌晶体管。当电流通过晶体管产生电场变化，造成液晶分子偏转，藉以改变光线的偏极性，再利用偏光片决定像素的明暗状态。此外，上层玻璃因与彩色滤光片贴合，形成每个像素各包含红蓝绿三颜色，这些发出红蓝绿色彩的像素便构成了图像画面。而在制备过程中，经过沉积、曝光、精密的光刻等步骤在玻璃基板上形成各导电层以及阻挡层，并安装各电路元件从而在两片玻璃基板间形成电路。

在太阳能电池板制备工艺中，同样需经沉积、曝光、精密的光刻等步骤在玻璃基板上形成电极层以及光电转化层。而太阳能电池板使用过程中，透过玻璃基板，太阳能电池板的光电转化层吸收太阳能辐射从而产生电能。因而，无论是平板显示制造工艺或是太阳能电池制备工艺，作为关键材料，玻璃基板都需要良好的刚性、耐热性，从而确保尺寸精度，满足产品的制备要求。因而在玻璃基板制备过程中，玻璃基板需要反复高温加热，其一是为了测试玻璃基板即使在应变温度下也不会出现黏滞流动现象，确保玻璃基板在在电子产品制备过程中保持足够的刚性，避免形变，从而影响产品质量；再者在反复的高温加热与退火可有效提高玻璃基板的热收缩性能。

而上述的玻璃基板制备加热均放置在一基板卡匣中完成。传统的基板卡匣参考图1所示，在作为基板卡匣主体的框架100的支架内部的相对两侧平行设置拐臂101，玻璃基板200的两端放置于平行设置的两块拐臂101上从而完成加热。然而在实践过程中，由于在反复的加热与退火，玻璃基板结构必定出现不同程度的松弛，加之在重力的作用下，玻璃基板200表面由中间向两侧翘起，从而在表面形成凹陷曲面，这一形变直接降低了玻璃基板200的平整度。而由于玻璃基板200平整度降低，直接影响电子产品后续制备，例如在TFT-LCD制备过程中，玻璃基板200平整度降低将直接导致玻璃基板200上沉积的各导电层/阻挡层光掩膜损坏，从而使得整个玻璃基板200的聚焦电路缺陷。

为了克服上述玻璃基板200在加热过程中，玻璃基板200表面的形成凹陷曲面问题，美国专利US7334691B提供了一种玻璃基板卡匣，参考图2所示，其直接在外盒110内设置多个隔板111，用于平整放置玻璃基板200。在加热过程中，所述的隔板111对所述玻璃基板200起支撑作用，避免玻璃基板200在重力作用下发生的表面凹陷形变。然而，由于玻璃基板200在加热过程中，吸收膨胀，而将玻璃基板200搁置于所述隔板111加热，势必造成玻璃基板200上下表面的受热以及膨胀差异，并最终影响玻璃基板200的平整性和尺寸精度。即使如图3所示，在所述隔板111在开设的多个通孔112，意图改善玻璃基板200与隔板接触的下表面的吸/散热性，仍然无法很好地控制玻璃基板200各部分受热的差异，以及由于玻璃基板200各部受热差异而降低玻璃基板平整性等不良后果。

尤其基于在薄膜液晶显示器件轻量便携发展趋势中，玻璃基板厚度尺寸越来越薄，而面积逐步增大。相对的，在玻璃基板加热过程中，因重力因素在玻璃基板表面形成凹陷可能性越大，凹陷幅度也越大，其对基板的平整性及精度尺寸造成损害也越发突出。而这一缺陷直接影响玻璃基板上后续电路形成以及各导电层、阻挡层形成质量，以及导致产品组装过程中玻璃基板破碎，从而增加产品制备成本与难度。因此，在玻璃基板加热过程中，如何避免重力对于玻璃基板的影响，在玻璃基板表面形成凹陷同时，确保玻璃基板各部分的受热均匀性，从而保证玻璃基板的平整度与尺寸精度是急需解决的问题。

发明内容

基于现有玻璃基板在加热过程中，在重力作用下，易在玻璃基板表面形成凹陷的缺陷，本发明提供了一种基板卡匣装置，在玻璃基板加热过程中，使玻璃基板多角度翻转，降低重力对于玻璃基板的作用，避免玻璃基板表面凹陷的形成；而且玻璃基板的多角度翻转同时还保证了玻璃基板各部分的受热均匀性，从而保证玻璃基板的平整性与尺寸精度。

为解决上述问题，本发明提供了一种基板卡匣装置，包括：用于装载基板的卡匣框架以及用于翻转所述卡匣框架的框架翻转机构；

所述卡匣框架包括基板置入口；且在所述卡匣框架内设有多个用于固定并承载基板的基板固定机构；

所述框架翻转机构与所述卡匣框架固定连接，用于实现所述卡匣框架内的基板多角度翻转。

可选地，所述的基板固定机构包括所述卡匣框架内设置的多层基板放置层以及在各所述基板放置层上方设置的基板固定装置；

其中，在所述基板放置层周边设有多个用于承载基板的基板支撑部，基板的边缘固定于所述基板支撑部与基板固定装置之间。

可选地，在每一个所述基板支撑部的上方均设有一个所述基板固定装置。

可选地，所述卡匣框架包括：上边框、下边框以及设置于所述上边框和下边框之间的多根支撑杆；所述支撑杆的两端分别与所述上边框和下边框固定连接；所述基板支撑部设于所述支撑杆上，且至少一对相邻两根所述的支撑杆形成基板置入口。

可选地，在形成所述基板置入口的所述一对相邻两根所述支撑杆之间设有可拆卸式的辅助支撑杆；所述辅助支撑杆两端分别与所述上边框和下边框固定连接。

可选地，在所述辅助支撑杆上设有所述基板支撑部；且所述辅助支撑杆上的基板支撑部与所述多根支撑杆上的基板支撑部位置相对应。

可选地，在所述辅助支撑杆的所述基板支撑部上方设有所述基板固定装置。

可选地，所述的基板支撑部包括用于搁置基板的指状齿杆。

可选地，所述基板固定装置包括固定卡锁。

可选地，在所述基板放置层与基板之间和/或基板固定装置与基板之间设有基板保护层。

可选地，在所述卡匣框架上端和/或下端设有用于运输所述卡匣框架的运输插槽。

可选地，所述框架翻转机构包括马达；在所述卡匣框架上设有翻转轴，所述翻转轴与所述马达固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1．本发明提供的一种基板卡匣装置，在玻璃基板固定于卡匣框架后，由框架翻转机构带动卡匣框架翻转，从而使得在玻璃基板加热过程中，玻璃基板呈多角度翻转。玻璃基板在加热的同时实现多角度翻转可有效避免现有玻璃基板静止加热过程中，由于玻璃基板膨胀产生的结构松弛，以及重力作用而导致在玻璃基板的表面形成凹陷；而且还可有效改善玻璃基板各部分的加热均匀性，从而可有效保证玻璃基板表面的平整性与尺寸精度，提高玻璃基板的质量。

2.可选方案中卡匣框架的多根支撑杆以及辅助支撑杆设计、以及多根支撑杆和辅助支撑杆上包括指状齿杆和固定卡锁的基板固定机构在保证玻璃基板翻转过程中与卡匣框架间的固定强度，提高玻璃基板在翻转过程中的安全性同时，有效减小了卡匣框架与玻璃基板的接触面积，进一步提高玻璃基板各部分受热均匀性。

3.可选方案中在所述卡匣框架中的，所述基板放置层与基板之间和/或基板固定装置与基板之间接触部所设置的基板保护层可有效减小玻璃基板在翻转过程中与卡匣框架的刚性接触，避免玻璃基板在损坏；而所述卡匣框架的上边框上端和/或下边框的下端设置运输插槽，便于玻璃基板在加热和退火过程中的运送。

附图说明

图1是现有的基板卡匣装置I的结构示意图；

图2是现有的基板卡匣装置II的结构示意图；

图3是图2中基板卡匣装置II的隔板的结构示意图；

图4是本发明基板卡匣装置的立体结构示意图；

图5是图4中基板卡匣装置的平面结构示意图；

图6是本发明基板卡匣装置的卡匣框架的第一种实施例的结构示意图；

图7是本发明基板卡匣装置的卡匣框架的第二种实施例的结构示意图；

图8为本发明第三种实施例中的卡匣框架的支撑杆与的基板连接处的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术所述，现有玻璃基板在加热过程中，在重力作用下，易在玻璃基板表面形成凹陷的缺陷，本发明提供了一种基板卡匣装置，从而在玻璃基板加热过程中，使玻璃基板多角度翻转，在保证基板各部分受热均匀的同时，降低重力对于玻璃基板的作用，避免玻璃基板表面凹陷的形成，从而保证玻璃基板的平整性与尺寸精度。

实施例1

参考图4所示，本发明提供的一种基板卡匣装置，包括卡匣框架1和框架翻转机构2，所述框架翻转机构2与卡匣框架1固定连接，并使卡匣框架1多角度翻转。

结合参考图5至图7所示，所述的框架翻转机构2包括了用于支撑所述卡匣框架1的两个支撑架22，而在所述卡匣框架1的相对两侧设一对翻转轴20，并分别与所述的两个支撑架22固定连接。从而将所述卡匣框架1与所述框架翻转机构2固定连接，且所述框架翻转机构2还包括马达21，所述马达21与一根所述的翻转轴20固定连接，从而带动所述卡匣框架1以所述一对翻转轴20为轴翻转。其中所述马达21的转轴可通过齿轮、传送带、涡轮蜗杆等各类传动装置连接所述翻转轴20固定连接，从而实现所述卡匣框架1翻转。除此之外，所述框架翻转机构2还可通过电子设备从而设定所述卡匣框架1的定时翻转，或是翻转频率，角度等设定，这些都是本领域的现有技术，在此不再赘述。而且，除采用所述马达21实现所述卡匣框架1翻转外，本发明中的框架翻转机构2完全可以包括摇动手柄等部件，从而采用人工翻转方式，实现所述卡匣框架1翻转。上述对于可实现所述框架翻转机构2翻转的框架翻转机构2的简单改造均在本发明的保护范围内。在玻璃基板200加热过程中，玻璃基板200固定装载于所述卡匣框架1内，并在所述框架翻转机构2翻转卡匣框架1过程中，实现多角度翻转，从而避免了现有玻璃基板200静止加热过程中，基于受热后的松散结构以及重力作用，而在玻璃基板200的表面形成凹陷。而且在玻璃基板200翻转过程中，也可进一步加强玻璃基板200各部分的受热均匀度，从而保证玻璃基板200的表面平整性，有效抑制了因玻璃基板200各部份受热不均而引起的形变，保证玻璃基板200的尺寸精度。

结合参考图6所示，所述的卡匣框架1包括上边框11、下边框12和在所述上边框11和下边框12之间设置的多根支撑杆13。所述的多根支撑杆13上下两端分别与上边框11和下边框12固定连接。在所述卡匣框架1内设有多个用于固定放置玻璃基板的基板固定机构，而相邻的两根所述支撑杆13a和13b形成用于放置所述玻璃基板200的置入口17。

在所述各根支撑杆13上，沿所述支撑杆13长度方向设置有多根指状齿杆14作为承载基板的基板支撑部，而各根所述支撑杆13上的多根指状齿杆14位置对应设置，沿所述支撑杆13的长度方向形成多个玻璃基板200放置层，并由此沿所述支撑杆13长度方向形成的多个用于放置玻璃基板200的平面空腔。这样，所述的玻璃基板200便搁置于沿所述支撑杆13长度方向设置的位于同一所述玻璃基板放置层的各根指状齿杆14上，而在所述玻璃基板200的上方，设有固定卡锁15作为基板固定装置，所述固定卡锁15设置于所述支撑杆13上。而一个所述放置玻璃基板200的基板放置层上方，即在所述玻璃基板200的上方至少包括了一个所述的固定卡锁15，所述玻璃基板200的边缘夹于所述指状齿杆14和固定卡锁之间，从而确保了所述玻璃基板200与所述玻璃基板200下方的各指状齿杆14的位置固定，避免了玻璃基板200在翻转过程中位置移动，从而造成玻璃基板200损坏。所述用于放置一块所述玻璃基板200的位于同一玻璃基板放置层的各根所述指状齿杆14以及位于该所述玻璃基板200上方的固定卡锁15组成了基板固定机构。而其中，优选地，如图中所示，各根所述支撑杆13上，位于所述玻璃基板200上方均设置所述固定卡锁15，一方面使得所述玻璃基板200的边缘牢牢地固定于各所述固定卡锁15与指状齿杆14之间，强化所述玻璃基板200位于所述卡匣框架1内的位置固定；而另一方面，各个所述固定卡锁15与指状齿杆14作用于玻璃基板200边缘的夹持力可有效避免玻璃基板200边缘发生蜷曲等形变。

其中值得注意的是，所述固定卡锁15完全可以由卡夹等其他用于固定玻璃基板200的基板固定装置替代。在所述支撑杆13上，可设置沿所述支撑杆13长度方向的滑轨，并将所述的固定卡锁15安装于所述滑轨内，用于调节各固定卡锁15与各指状齿杆14之间的位置，从而使本发明适用于不同尺寸厚度的玻璃基板；亦或是直接将所述固定卡锁15设置成与所述支撑杆13之间的可拆卸结构，从而增加固定卡锁15的应用灵活性，这都是现有技术，在此不再赘述。且在图6中，单单显示已安装在所述卡匣框架1内的玻璃基板200上表面的各固定卡锁15，而实际使用中，在所述各指状齿杆14上方均可设置所述固定卡锁15。

参考图4~6所示的卡匣框架1，在所述卡匣框架1的上边框11上端以及下边框12的下端各设有两条运输插槽16。由于在以玻璃基板200为材料的电子产品生产工艺中，所述玻璃基板200的加工过程中，需要经多次加热和退火。所述卡匣框架1上的所述运输插槽16设计，便于所述卡匣框架1在运输传递过程中，采用叉车等传递工具装卸，运输，从而便于玻璃基板200的运送。

实施例2

结合参考图7所示，本实例的基板卡匣装置的与实施例1中的基板卡匣装置的设计方案大致相同，其区别在于，在实施例1的基础上在基板卡匣装置形成基板置入口17的相邻两根所述支撑杆13a和13b之间设有可拆卸式的辅助支撑杆18；所述辅助支撑杆18上下两端分别连接所述上边框11和下边框12，从而“封锁”所述基板置入口17，避免所述玻璃基板200在翻转过程中，由置入口17滑出。除此之外，沿所述辅助支撑杆18的长度方向同样设有多根指状齿杆14b以及固定卡锁15b分别作为基板支撑部和基板固定装置。所述辅助支撑杆18上的多根指状齿杆14b与所述的支撑杆13上的指状齿杆14位置相对应，用于搁置所述的玻璃基板200。而所述固定卡锁15b与所述指状齿杆14b在所述玻璃基板200边缘的中间部位进一步加强对于所述玻璃基板200的固定。

实施例3

结合参考图8所示，本实例中，在所述卡匣框架1的基板放置层和所述玻璃基板200之间，以及所述基板固定装置与所述玻璃基板200之间的接触部均设置基板保护层。结合参考图8，以所述支撑杆13和支撑杆13上的固定卡锁15与所述玻璃基板200连接结构为例，在所述支撑杆13、辅助支撑杆18的内侧、以及各所述指状齿杆14和固定卡锁15与所述玻璃基板200的接触部均设置基板保护层19。而所述基板保护层19可由包括各类的塑胶材料等弹性材料制成。在所述玻璃基板200翻转过程中，所述玻璃基板200不可避免地与所述卡匣框架1接触而受力，而玻璃基板200较脆，且厚度较薄（如薄膜液晶显示器所使用的玻璃基板厚度仅为5mm左右），而所述卡匣框架1的支撑杆13、指状齿杆14、14b和固定卡锁15、15b一般采用金属等刚性较大材料制成，而基于玻璃基板200翻转需要，必须保证所述玻璃基板200在所述卡匣框架1的固定连接强度。因而在所述卡匣框架1与所述玻璃基板200的接触部安装弹性较大的基板保护层19。其一，可有效避免卡匣框架1与所述玻璃基板200之间的直接刚性接触，造成玻璃基板200的损坏；其二，可确保卡匣框架1与所述玻璃基板200的固定连接强度。

本发明提供的基板卡匣装置在玻璃基板加热过程中，通过玻璃基板多角度的翻转从而克服玻璃基板静止加热过程中，基于重力的作用在玻璃基板表面形成凹陷的缺陷；而且在加热过程中，玻璃基板的多角度翻转也可有效提高各部分加热的均匀度，从而提高玻璃基板的平整性与尺寸精度。除此之外卡匣框架中多根指状齿杆以及基板固定装置的基板固定机构设计，在确保玻璃基板在所述卡匣框架安装固定强度的同时，减少了玻璃基板与卡匣框架的接触面积，从而进一步加强了玻璃基板各部分的受热均匀度。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种基板卡匣装置，其特征在于，包括：用于装载基板的卡匣框架以及用于翻转所述卡匣框架的框架翻转机构；

所述卡匣框架包括基板置入口；且在所述卡匣框架内设有多个用于固定并承载基板的基板固定机构；

所述框架翻转机构与所述卡匣框架固定连接，用于实现所述卡匣框架内的基板翻转。

2.根据权利要求1所述的基板卡匣装置，其特征在于，所述的基板固定机构包括所述卡匣框架内设置的多层基板放置层以及在各所述基板放置层上方设置的基板固定装置；

其中，在所述基板放置层周边设有多个用于承载基板的基板支撑部，基板的边缘固定于所述基板支撑部与基板固定装置之间。

3.根据权利要求2所述的基板卡匣装置，其特征在于，在每一个所述基板支撑部的上方设有一个所述基板固定装置。

4.根据权利要求2所述的基板卡匣装置，其特征在于，所述卡匣框架包括：上边框、下边框以及设置于所述上边框和下边框之间的多根支撑杆；所述支撑杆的两端分别与所述上边框和下边框固定连接；所述基板支撑部设于所述支撑杆上，且至少一对相邻的两根所述支撑杆形成基板置入口。

5.根据权利要求4所述的基板卡匣装置，其特征在于，在形成所述基板置入口的所述一对相邻的两根所述支撑杆之间设有可拆卸式的辅助支撑杆；所述辅助支撑杆两端分别与所述上边框和下边框固定连接。

6.根据权利要求5所述的基板卡匣装置，其特征在于，在所述辅助支撑杆上设有所述基板支撑部；且所述辅助支撑杆上的基板支撑部与所述多根支撑杆上的基板支撑部位置相对应。

7.根据权利要求6所述的基板卡匣装置，其特征在于，在所述辅助支撑杆的所述基板支撑部上方设有所述基板固定装置。

8.根据权利要求2至7任一条所述的基板卡匣装置，其特征在于，所述的基板支撑部包括用于搁置基板的指状齿杆。

9.根据权利要求2至7任一条所述的基板卡匣装置，其特征在于，所述基板固定装置包括固定卡锁。

10.根据权利要求2所述的基板卡匣装置，其特征在于，在所述基板放置层与基板之间和/或基板固定装置与基板之间设有基板保护层。

11.根据权利要求1所述的基板卡匣装置，其特征在于，在所述卡匣框架上端和/或下端设有用于运输所述卡匣框架的运输插槽。

12.根据权利要求1所述的基板卡匣装置，其特征在于，所述框架翻转机构包括马达；在所述卡匣框架上设有翻转轴，所述翻转轴与所述马达固定连接。

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