CN106186712A - 顶喷式喷淋蚀刻机 - Google Patents

Abstract

顶喷式喷淋蚀刻机，包括蚀刻机本体和药液循环系统，其中，蚀刻机本体主要由过渡区、清洗区及与蚀刻区组成，清洗区和蚀刻区上方均设置有喷淋装置，过渡区和清洗区下方设置有同步带传送装置，过渡区下方设置有伺服驱动电机，蚀刻机本体下方设置有贯穿过渡区、清洗区与和蚀刻区的滑轨，滑轨上放置蚀刻篮具，并由推杆将同步带传送装置连接联动，药液循环系统主要由DI水罐体、化学药液罐体、加热槽以及相应的管道、阀门以及循环泵组成；本发明在蚀刻玻璃面板的过程中，可以对药液的温度、压力、流量等实行全自动控制，对蚀刻玻璃面板实现双面瀑布流蚀刻，整个工作过程中，无需人工操作，清洗、蚀刻全部自动完成，蚀刻精度和效率得到显著提升。

Description

顶喷式喷淋蚀刻机

技术领域

本发明涉及喷淋蚀刻机，尤其涉及一种用于TFT-LCD液晶面板玻璃减薄的顶喷式喷淋蚀刻机。

背景技术

喷淋式蚀刻机主要应用于TFT-LCD液晶面板玻璃的减薄，通过减小玻璃厚度，从而达到使最终产品更薄更轻、显示色彩更加炫丽、触控操作更加灵敏，喷淋式蚀刻机是TFT-LCD液晶面板制造过程的关键设备之一。随着目前国内外手机、平板电脑、照相机、摄像机、医疗等行业升温和产量增加，市场对TFT-LCD液晶面板的需求与日俱增，TFT-LCD液晶面板制造企业对液晶面板减薄工序设备的需求将越来越多，因此，液晶面板减薄成套设备的市场前景非常广阔。目前，国内没有掌握液晶面板减薄核心技术，不能生产液晶面板减薄成套设备，全球仅有美国、日本、韩国等少数国家能生产此类设备，国内所有同类设备均从韩国和日本进口且价格昂贵。

发明内容

本发明针对上述技术现状，在引进和借鉴日本、韩国此类设备技术的基础上，通过不断技术开拓与创新，开发了一种顶喷式喷淋蚀刻机，该机采用顶部喷淋方式蚀刻减薄技术，比传统的研磨式、浸泡式有着产能高、能耗低、安全性高等明显优势，具有重大技术创新突破，在同类产品中达到了国际先进水平。

为了实现发明的最终目的，采用的技术方案如下：

顶喷式喷淋蚀刻机，包括蚀刻机本体及与蚀刻机本体相连接的药液循环系统两部分，其中：

蚀刻机本体由依次连接组装在一起的过渡区、清洗区、蚀刻区三部分组成；所述过渡区与所述清洗区之间装设清洗区开关门，所述清洗区与所述蚀刻区之间装设蚀刻区开关门，清洗区上部固定装设喷淋装置、清洗区排气管道，蚀刻区上部移动装设喷淋装置、蚀刻区排气管道，过渡区的下部装设伺服驱动电机，所述伺服驱动电机与贯穿装设在过渡区、清洗区下部的同步带传送装置驱动连接，所述蚀刻机本体下部还设置有贯穿过渡区、清洗区与和蚀刻区的滑轨，所述滑轨与同步带传送装置共同对蚀刻篮具推送；还包括一推杆，所述推杆用于连接同步带传送装置与蚀刻篮具；还包括一防水盖，所述防水盖装设在同步带传动装置上，用于隔离清洗区与蚀刻区的水液；本发明通过设置过渡区，很大程度上解决了蚀刻时产生的酸雾流入生产现场空气中的的问题，同时也减少酸雾对操作人员的危害。

本发明通过增设推杆和防水盖，工作过程中有效保护了伺服电机、减速器、同步带传送装置，减少了酸雾对其的腐蚀，延长了伺服电机、减速器、同步带传送装置的使用寿命。

所述药液循环系统主要由DI水罐体、化学药液罐体、加热槽以及与蚀刻机本体相连接的管道、阀门以及压力泵组成，所述化学药液罐体上设置有液位指示器、冷却水连接器、恒温传感装置、照明灯、药液溢流口及回酸管口。

进一步地，所述蚀刻机本体底部采用不锈钢焊接成框架，表面环氧树脂处理后采用PVC材料包裹而成，过渡区、清洗区、蚀刻区的腔体采用PVC材质焊接制作。

进一步地，为达到自动控制之目的，所述清洗区开关门由设置在清洗区进料侧的驱动电机、导向轮以及齿轮齿条机构共同控制；同理，所述蚀刻区开关门由设置在蚀刻区进料侧的驱动电机、导向轮以及齿轮齿条机构共同控制。

进一步地，为便于后期维修维护，所述喷淋装置主要由横纵管组装围成的矩形管及设置在矩形管之间的数个喷淋管组成，喷淋管的下方设置数个均布的可拆卸喷嘴单元，喷淋管两端设置有快速拆装的由令，横纵管、喷淋管、喷嘴单元均可活动拆卸，矩形管下方连接有进液管，进液管下方设置有快速拆装的活接头。清洗区上部的喷淋装置与蚀刻区上部的喷淋装置主体结构相同，不同点在于，蚀刻区喷淋装置下端设置了滑轮，便于蚀刻时的随动调整。

进一步地，为使蚀刻篮具在过渡区、清洗区和蚀刻区运动速度适中且使蚀刻篮具在两条滑轨上运动平稳，所述伺服驱动电机输出端连接有减速器，减速器输出端连接有同步带轮，同步带轮通过同步带与设置在清洗区下方的同步带传送装置相配合。

进一步地，所述化学药液罐体数量为2个，DI水罐体数量为2个；当其中一个罐体出现故障或者需要更换药液时，可以使用另外一个化学药液罐体，不影响整机的蚀刻效率。

本发明采用不锈钢焊接表面环氧树脂处理后包裹PVC材料作为设备的底座，同时与酸液直接接触的腔体首次采用PVC直接焊接制作，解决了成套设备防腐蚀的问题，同时解决了电动门升降系统的防腐问题。

本发明在蚀刻机本体焊接过程中采用水冷方式，解决了超大框架型材的尺寸准确性问题，同时通过实验得出了喷嘴最佳位置排布方式使蚀刻液喷雾更加均匀，蚀刻精度更高，蚀刻后的面板精度在±0.035mm内。

本发明技术方案优点在于：

1、设置了过渡区、清洗区、蚀刻区，各区功能独立但又结构顺次相连，整机紧凑高效。增设的过渡区在很大程度上解决了蚀刻时产生的酸雾流入生产现场空气中的的问题，同时也减少酸雾对操作人员的危害。

2、伺服驱动电机设置在过渡区下部，避免了传统技术方案上水液对伺服电机的淋湿现象，克服了潜在的安全隐患问题；同步带传送装置只设置在过渡区和清洗区的下部，腐蚀最严重的蚀刻区下部则不设置同步带传送装置；工作时，借助于推杆的功能将蚀刻蓝具推入蚀刻区，这样，可彻底避免同步带传送装置与化学药液的接触问题，形成结构上的隔离，有效保护了并延长了同步带传送装置的稳定性和使用寿命。

3、采用防水盖代替传统设计方案上的回型防水槽，简化了蚀刻机本体的结构设计，降低了成本。

4、本发明在蚀刻玻璃面板的工作过程中，可以对化学药液的温度、压力、流量等实行全自动控制，对蚀刻玻璃面板实现双面瀑布流蚀刻，整个工作过程中，无需人工操作，清洗、蚀刻全部自动完成，整机采用程序自动控制，用户可以根据自己的需要调整其运行参数,使蚀刻精度和产能得到显著提升，克服了我国自主研发蚀刻机普遍存在的蚀刻效率低下、蚀刻精度不高、设备故障率高、维修不便等诸多弊端。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明中所述的蚀刻机主体结构示意图；

图3是本发明中所述的过渡区和清洗区结构示意图；

图4是图2的剖分结构示意图；

图5是本发明中所述的喷淋装置结构示意图；

图6是本发明中所述的药液循环系统结构示意图；

图7是本发明中所述的化学药液罐体结构示意图；

图8是本发明实施例示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种顶喷式喷淋蚀刻机，包括蚀刻机本体1及与蚀刻机本体1相连接的药液循环系统2两部分。

蚀刻机本体1由依次连接组装在一起的过渡区11、清洗区12、蚀刻区13三部分组成，如图2~图8所示；所述过渡区11与所述清洗区12之间装设清洗区开关门12a，所述清洗区12与所述蚀刻区13之间装设蚀刻区开关门13a，清洗区12上部固定装设喷淋装置15、清洗区排气管道12b，蚀刻区上部移动装设喷淋装置15、蚀刻区排气管道13b，过渡区11的下部装设伺服驱动电机14，所述伺服驱动电机14与贯穿装设在过渡区11、清洗区12下部的同步带传送装置14a驱动连接，所述蚀刻机本体下部还设置有贯穿过渡区11、清洗区12与和蚀刻区13的滑轨14b，所述滑轨14b与同步带传送装置14a共同对蚀刻篮具17推送；还包括一推杆16，所述推杆16用于连接同步带传送装置14a与蚀刻篮具17；还包括一防水盖（图中未示），所述防水盖装设在同步带传动装置14a上，用于隔离清洗区12的水液；本发明通过设置过渡区，很大程度上解决了蚀刻时产生的酸雾流入生产现场空气中的的问题，同时也减少酸雾对操作人员的危害。

本发明通过增设推杆和防水盖，工作过程中有效保护了伺服驱动电机、减速器、同步带传送装置，减少了酸雾对其的腐蚀，延长了伺服驱动电机、减速器、同步带传送装置的使用寿命。

药液循环系统2主要由2个化学药液罐体21，2个DI水罐体24，加热槽22以及与蚀刻机本体1相连接的管道、阀门以及压力泵23组成，化学药液罐体21包括罐体本体210、设置在罐体本体210上的药液进口211、液位指示器212、循环泵213、冷却水连接器214、恒温传感装置215、照明灯216、回酸管口217、药液溢流口218。

在本实施例中，蚀刻机本体1底部采用不锈钢焊接成框架，表面环氧树脂处理后采用PVC材料包裹而成，过渡区11、清洗区12、蚀刻区13的腔体采用PVC材质焊接制作。

在本实施例中，为便于后期维修维护，所述喷淋装置主要由横纵管组装围成的矩形管15a及设置在矩形管之间的数个喷淋管15b组成，喷淋管15b的下方设置数个均布的可拆卸喷嘴单元15e，喷淋管15b两端设置有快速拆装的由令15c，横纵管、喷淋管15b、喷嘴单元15e均可活动拆卸，矩形管下方连接有进液管15d，进液管下方设置有快速拆装的活接头。清洗区12上部的喷淋装置15与蚀刻区13上部的喷淋装置15主体结构相同，不同点在于，蚀刻区喷淋装置下端设置了滑轮，便于蚀刻时的随动调整，调整时，与蚀刻区支撑架13c配合。

本发明的蚀刻工作过程为：

1、操作者将放置在手推车上装满待蚀刻面板的蚀刻篮具17推入过渡区11，用推杆16将蚀刻篮具17和同步带传送装置14a连接。

2、启动控制柜，同步带传送装置14a带动推杆16将蚀刻篮具17移动到清洗区12中心位置，清洗区开关门12a和蚀刻区开关门13a关闭，清洗区12形成一个封闭的空间，此时，PLC控制程序控制与DI水罐体24相连通的压力泵23启动，DI水罐体24中的清洗液经清洗区12上部的喷淋装置15对蚀刻篮具17中待蚀刻面板清洗；清洗过程中的清洗液经清洗区12下部的DI回流管道12c返回到DI水罐体24。

3、清洗完毕后，清洗区12上部的喷淋装置15停止喷液，蚀刻区开关门13a打开，伺服驱动电机14启动，同步带传送装置14a带动推杆16将蚀刻篮具17推送到蚀刻区13，蚀刻篮具17至蚀刻区13中心位置后，蚀刻区开关门13a关闭，蚀刻区13形成一个封闭的空间。

4、待蚀刻区13形成封闭的空间后，PLC控制程序控制与化学药液罐体21相连通的压力泵23启动，化学药液罐体21中的蚀刻液经蚀刻区13上部的喷淋装置15喷洒后，开始对待蚀刻面板进行蚀刻，蚀刻过程中的化学药液经蚀刻区13下部的斜契坡口13d、化学药液回流管口13e、回酸管25返回到化学药液罐体21，循环流动；蚀刻完成后，蚀刻液压力泵停止，蚀刻区13上部的喷淋装置15停止喷液，蚀刻区开关门13a打开，同步带传送装置14a带动推杆16将蚀刻篮具17移动至清洗区12。

6、待蚀刻篮具17返回到清洗区12后，蚀刻区开关门13a关闭，使得清洗区12形成一个封闭的空间，此时，PLC控制程序再控制DI水罐体24启动，开始对蚀刻后的面板进行清洗，清洗完成后，清洗区开关门12a打开，同步带驱动装置14a带动推杆16将蚀刻篮具移动至过渡区11等待，然后取出清洗后的面板。

以上操作流程为全自动控制，在清洗、蚀刻的过程中均由程序自动化完成，无需人工操作，蚀刻效率高。

Claims (7)

1.顶喷式喷淋蚀刻机，包括蚀刻机本体及与蚀刻机本体相连接的药液循环系统，其特征在于：

所述蚀刻机本体由依次连接组装在一起的过渡区、清洗区、蚀刻区三部分组成；所述过渡区与所述清洗区之间装设清洗区开关门，所述清洗区与所述蚀刻区之间装设蚀刻区开关门，清洗区上部固定装设喷淋装置、清洗区排气管道，蚀刻区上部移动装设喷淋装置、蚀刻区排气管道，过渡区的下部装设伺服驱动电机，所述伺服驱动电机与贯穿装设在过渡区、清洗区下部的同步带传送装置驱动连接，所述蚀刻机本体下部还设置有贯穿过渡区、清洗区与和蚀刻区的滑轨，所述滑轨与同步带传送装置共同对蚀刻篮具推送；还包括一推杆，所述推杆用于连接同步带传送装置与蚀刻篮具；还包括一防水盖，所述防水盖装设在同步带传动装置上，用于隔离清洗区的水液；

所述药液循环系统主要由DI水罐体、化学药液罐体、加热槽以及与蚀刻机本体相连接的管道、阀门以及压力泵组成，所述化学药液罐体上设置有液位指示器、冷却水连接器、恒温传感装置、照明灯、药液溢流口及回酸管口。

2.根据权利要求1所述的顶喷式喷淋蚀刻机，其特征在于：所述蚀刻机本体底部采用不锈钢焊接成框架，表面环氧树脂处理后采用PVC材料包裹而成，过渡区、清洗区、蚀刻区的腔体采用PVC材质焊接制作。

3.根据权利要求1所述的顶喷式喷淋蚀刻机，其特征在于：所述清洗区开关门由设置在清洗区进料侧的驱动电机、导向轮以及齿轮齿条机构共同控制。

4.根据权利要求1所述的顶喷式喷淋蚀刻机，其特征在于：所述蚀刻区开关门由设置在蚀刻区进料侧的驱动电机、导向轮以及齿轮齿条机构共同控制。

5.根据权利要求1所述的顶喷式喷淋蚀刻机，其特征在于：所述喷淋装置主要由横纵管围成的矩形管及设置在矩形管之间的数个喷淋管组成，喷淋管的下方设置数个均布的可拆卸喷嘴单元，喷淋管两端设置有快速拆装的由令，矩形管下方连接有进液管，进液管下方设置有快速拆装的活接头。

6.根据权利要求1所述的顶喷式喷淋蚀刻机，其特征在于：所述伺服驱动电机输出端连接有减速器，减速器输出端连接有同步带轮，同步带轮通过同步带与同步带传送装置相配合。

7.根据权利要求1所述的顶喷式喷淋蚀刻机，其特征在于：所述化学药液罐体数量为2个，DI水罐体数量为2个，加热槽数量为2个。