CN105083989B - 无需接触抓取基底的装置 - Google Patents

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Abstract

一种无需接触抓取基底的装置，通过该装置可以更牢固地运输基底。在该装置中，壳体盖具有下开口和在上表面中的空气入口，下开口与空气入口连通，使得通过空气入口引入的空气通过下开口离开。下开口的竖直剖面的外形是凸的倒圆，使得引入的空气沿壳体盖的水平底面被引导。喷嘴设置在壳体盖的内部的空的空间中，并具有倾斜的表面，使得喷嘴的宽度在从喷嘴的底面到邻近于空气入口的喷嘴的上表面的方向上逐渐减小。喷嘴的底面在距离壳体盖的内表面预定的距离处。超声波振动器将超声波振动施加到壳体盖。

Description

无需接触抓取基底的装置
技术领域
本发明涉及一种无需接触抓取基底的装置，更具体地讲，涉及一种无需与基底接触而抓取基底的装置。
背景技术
通过将从玻璃熔炉中生产的熔融态玻璃转变成为平板的的工艺和在平板被运输到加工其的机加工线之前将玻璃的平板切割成预定尺寸的工艺来制造用于平板显示器(诸如薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、等离子体显示面板(PDP)或电致发光(EL)装置)的制造的玻璃基底。在机加工线中，再次将玻璃基底切割成平板显示器的尺寸，并且使玻璃基底的四个边缘倒角。这里，术语“倒角”是指磨尖锐的并具有微小的裂缝的边缘表面。
现有技术的基底倒角工艺通过使用真空夹盘在真空下持住玻璃基底或在不与玻璃基底接触的情况下使用压缩空气抓取玻璃基底来运输玻璃基底。
然而，当使用真空夹盘时，在真空下持住玻璃基底的操作导致具有3μm或更小的尺寸的形成在玻璃基底的表面上的微小的刮痕，从而使玻璃基底的质量劣化。
另外，在不与玻璃基底接触的情况下使用压缩空气抓取玻璃基底的方法的应用具有下面的问题。当玻璃基底在运输玻璃基底的过程中移动时，由于在非接触状态下抓取玻璃基底的力微弱，因此玻璃基底容易变成接触状态并被在无需接触的情况下用于运输玻璃基底的装置损坏。图1是示出因现有技术装置而形成在玻璃基底上的刮痕的图，所述现有技术装置在不接触的情况下抓取基底。
提供本发明的背景技术部分中公开的信息仅是为了更好地理解本发明的背景，并不应被视为承认或以任何的形式暗示该信息形成本领域技术人员已经知晓的现有技术。
现有技术文件
专利文件1：第10-0968437号韩国专利(2010年6月30日)
发明内容
本发明的多个方面提供一种无需接触抓取基底的装置，通过该装置可以更牢固地运输基底。
根据本发明的一方面，提供了一种无需接触抓取基底的装置，所述装置包括：壳体盖，具有位于上表面中的空气入口、位于下部中的下开口和形成水平表面的底面，空气通过空气入口引入，下开口与空气入口连通，使得引入的空气通过下开口离开，其中，下开口是呈凸的弧的形状的倒圆，使得引入的空气沿形成水平表面的壳体盖的底面被引导；喷嘴，设置在壳体盖的内部的空的空间中，其中，喷嘴具有倾斜的表面，喷嘴的宽度在从喷嘴的底面到邻近于空气入口的喷嘴的上表面的方向上逐渐减小，喷嘴的底面形成在距离壳体盖的内表面预定的距离处；以及超声波振动器，将超声波振动施加到壳体盖。
根据本发明的实施例，优选地，超声波振动器将超声波振动施加到壳体盖和喷嘴。
超声波振动器可以包括产生超声波的超声波发生器和将由超声波发生器产生的超声波转变为振动并将振动传递到壳体盖的焊头。
喷嘴的底面可以形成在与壳体盖的水平底面相比在向上的方向上较向内的位置处。优选地，壳体盖具有从下开口垂直向上延伸的竖直内表面，喷嘴的底面形成在与下开口和竖直内表面之间的边界相比在向上的方向上更向内的位置处。
另外，壳体盖还可以具有外边缘，所述外边缘形成在比壳体盖的底面较上的位置处。
还优选地，壳体盖和喷嘴关于通过壳体盖的下开口的中心的竖直线对称。
另外，所述装置还可以包括控制通过空气入口提供的空气的流速和由超声波振动器产生的振动的控制器。
根据本发明的实施例，能够在无需接触的情况下更牢固地抓取基底。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将通过在这里并入的附图和在本发明的下面的详细描述中而变得明显或更详细地阐述，所述本发明的下面的详细描述和这里并入的附图一起用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是示出由现有技术的无需接触抓取玻璃基底的装置导致的形成在玻璃基底上的刮痕的图；
图2是示出根据本发明的实施例的无需接触抓取基底的装置的示意性剖视图；
图3是示出通过图2中的无需接触抓取基底的装置施加到基底的力的剖视图；
图4是示出根据本发明的另一实施例的无需接触抓取基底的装置的示意性剖视图。
具体实施方式
现在将对根据本发明的无需接触抓取基底的装置做出详细的参考，本发明的各个实施例示出在附图中并在下面进行描述，使得本发明相关的领域的普通技术人员可以容易地实践本发明。
通过此文件，应对附图做出参考，在附图中相同的附图标记和记号在不同的附图中用于指示相同或相似的组件。在本发明的下面的描述中，当并入于此的已知的功能和组件会使得本发明的主题不清楚时，将省略对它们的详细描述。
图2是示出根据本发明的实施例的无需接触抓取基底的装置的示意性剖视图，图3是示出通过图2中的无需接触抓取基底的装置施加到基底的力的剖视图。
根据本发明的实施例的无需接触抓取基底的装置是在不与其接触的情况下运输或翻转基底、晶圆等的操作装置。如图2中所示，无需接触抓取基底的装置包括壳体盖100、喷嘴200和超声波振动器300。
壳体盖100具有位于上表面中的空气入口110和位于下部中的下开口130，空气通过空气入口110引入，下开口130与空气入口110连通，使得引入的空气通过下开口130离开。壳体盖100的底面101是水平的表面，使得当与基底等接触时它可以形成封闭的弯曲表面。
在下开口的竖直剖面中，下开口130的外形是呈凸的弧的形状的倒圆，使得空气沿壳体盖100的底面101被引导。由于下开口130是凸的倒圆，因此已通过空气入口110引入的空气可以在最小的空气流速损失的情况下沿底面101被引导。
喷嘴200设置在壳体盖100的内部的空的空间中。喷嘴200具有倾斜的表面，喷嘴200的宽度在从喷嘴的底面到邻近于空气入口110的上表面的方向上逐渐减小。可以在距离壳体盖100的内表面预定的距离处形成喷嘴的底面。
由于壳体盖100和喷嘴200如此形成，因此设置在壳体盖100下方的基底可以无需接触地被抓取。
参照图3进行更详细的描述，当将压缩空气或压缩干燥空气通过空气入口110引入以在无需与基底接触的情况下抓取基底S时，引入的空气穿过壳体盖100的内表面和喷嘴200的底面之间的空间，由于康达效应(Coanda effect)而流过呈凸的弧的形状的倒圆的下开口130，然后沿壳体盖100的水平的底面101离开壳体盖。
这里，康达效应是指流体在朝向较少的能量消耗的方向上流动的趋势。由于这个效应，沿弯曲的管流动的流体沿弯曲的管流动，而不是沿行进的方向流动。即，通过壳体盖100的内表面和喷嘴200的底面之间的空间排出的空气沿壳体盖的内表面流动并沿壳体盖的底面101离开壳体盖100，而不是沿排出其的方向流动。
当引入的空气沿壳体盖的底面101流出到壳体盖100的外部时，由于伯努利效应(Bernoulli effect)在基底S(见图3)和壳体盖的底面101之间的空间V中造成真空，从而造成负压。如此产生的压力在朝向壳体盖的底面101的方向上拉引基底S。此时，由于空气沿壳体盖的底面101流出到外部，因此基底S在无需与壳体盖的底面101接触的情况下保持处于距离壳体盖的底面101预定的距离。即，基底S位于距离壳体盖的底面101预定的距离处，所述距离由所述负压和在空气沿底面101排出的情况下引起的压力之间的差确定。
另外，为了有助于造成康达效应，喷嘴200的底面优选地形成在与壳体盖的水平底面101相比在朝向空气入口110的方向上更向内的位置处。
更优选地，壳体盖100具有从下开口130向上垂直延伸的竖直内表面103，喷嘴200的底面形成在与倒圆的下开口130和竖直内表面103之间的边界相比在朝向空气入口110的方向上更向内的位置处。
另外，为了更牢固地抓取基底，优选地，壳体盖100和喷嘴200被构造为关于通过壳体盖的下开口的中心的竖直线对称。
由壳体盖的底面101限定的封闭的弯曲表面可以具有各种形状，诸如圆形、长圆形或椭圆形。
超声波振动器300将超声波振动施加到壳体盖100。
当超声波振动器300将超声波振动施加到壳体盖100时，由于壳体盖100的超声波振动的周期性的空气压缩产生推基底S的斥力。即，壳体盖100的振动增强了响应于负压(吸力)而用于在非接触状态下持住基底S的斥力，从而在操作基底的同时防止基底S与壳体盖100接触，其中，所述负压(吸力)由伯努利效应产生以拉引基底S。
由于在此时产生的斥力在壳体盖100的整个表面上是均匀的，因此能够非常牢固地推基底S。
另外，由于因壳体盖100的超声波振动而产生的斥力响应于诸如基底S的振动或摇动等的非稳定的状态来自动调节，因此可以牢固地抓取基底S。
超声波振动器300可以包括产生超声波的超声波发生器(未示出)和将由超声波发生器产生的超声波转变为振动并将振动传递到壳体盖的焊头(horn)(未示出)。这里，超声波发生器可以包括响应于从外部施加的电压而产生超声波的超声波换能器。另外，焊头将由超声波发生器产生的超声波转变为预定的振幅并将转变的振幅传递到壳体盖100。
优选地，超声波振动器300将超声波振动施加到壳体盖100和喷嘴200。
另外，参照图4，在根据本发明的实施例的无需接触抓取基底的装置中，壳体盖100还具有位于壳体盖的外表面上的外边缘150，外边缘150形成在比壳体盖的底面101较上的位置处。
由于壳体盖100还具有外边缘150，因此能够通过外边缘150将斥力施加到基底S，从而更牢固地抓取基底S。
由于外边缘150被如上地构造，因此当基底S在基底操作的工艺过程中移动时能够防止基底S与壳体盖的外边缘150接触。
另外，根据本发明的实施例的无需接触抓取基底的装置还可以包括控制通过空气入口110提供的空气的流速和由超声波振动器300产生的振动的控制器(未示出)。
由于壳体盖的底面101和基底S之间的距离与通过空气入口110提供的空气的流速和由超声波振动器300产生的振动的强度有关，因此能够通过使用控制器恰当地控制空气的流速和振动的强度来牢固地操作基底S。
优选地，壳体盖的底面101和基底S之间的距离为大约1.5mm。另外，当壳体盖的外边缘150形成在比底面101较上的位置处时，优选地，壳体盖的外边缘150和基底S之间的距离为大约6mm。
已经参照附图给出了本发明的具体示例性实施例的先前描述。示例性实施例不意图详尽本发明或限制本发明成为公开的精确形式，并且明显地对于本领域普通技术人员而言按照上述教导许多变形和改变是可能的。
因此本发明的范围不意图局限于先前的实施例，而是由权利要求书及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种无需接触抓取基底的装置，包括：
壳体盖，其中
空气入口，空气通过空气入口引入，空气入口形成在上表面中并与下开口连通，使得引入的空气通过下开口离开，
围绕下开口的底面，形成水平表面，
下开口的竖直剖面的外形是凸的倒圆，使得引入的空气沿壳体盖的底面被引导；
喷嘴，设置在壳体盖的内部的空的空间中，其中，喷嘴具有倾斜的表面，使得喷嘴的宽度在从喷嘴的底面到喷嘴的上表面的方向上逐渐减小，喷嘴的底面形成在距离壳体盖的内表面预定的距离处；以及
超声波振动器，将超声波振动施加到壳体盖，
其中，壳体盖具有外边缘，所述外边缘形成在比壳体盖的底面较上的位置处，
其中，外边缘沿水平方向从壳体盖的侧突出地形成。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，超声波振动器还将超声波振动施加到喷嘴。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，超声波振动器包括产生超声波的超声波发生器和将超声波转变为超声波振动并将超声波振动传递到壳体盖的焊头。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，喷嘴的底面形成在比壳体盖的水平底面较上的位置处。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，
壳体盖的内表面从下开口垂直向上延伸，
喷嘴的底面形成在与倒圆的下开口和内表面之间的边界相比较上的位置处。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，壳体盖和喷嘴关于通过下开口的中心的竖直线对称。
7.根据权利要求1所述的装置，还包括控制通过空气入口提供的空气的流速和由超声波振动器产生的超声波振动的控制器。
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