CN107475679B - 夹持对位装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种夹持对位装置及方法。所述装置包括多个夹持对位机构及至少一个驱动装置，多个夹持对位机构分布在待夹持的基板周围，每一夹持对位机构包括一升降对位部及一夹持部，升降对位部的横截面为椭圆形，夹持部设置在升降对位部的一端且突出于升降对位部，夹持部的突出方向与升降对位部的横截面的短轴的延伸方向具有一夹角，升降对位部与驱动装置连接，驱动装置能够驱动升降对位部升降，并能够驱动升降对位部在第一位置与第二位置之间旋转，升降对位部带动夹持部升降并在远离基板的方向及基板上方之间旋转。本发明优点是，驱动装置驱动升降对位部及夹持部，对位及夹持精度高，速度和位置可自由调整，可有效降低破片风险，提高机台生产效率。

Description

夹持对位装置及方法
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种在物理溅射成膜腔室内用于对位及夹持待溅射基板的基板的夹持对位装置及方法。
背景技术
在薄膜晶体管(TFT)基板制作过程中，需要在基板表面沉积Al、Mo、Ti、Cu、Ag等金属膜以及ITO、IGZO等非金属膜，这些膜层的沉积通常由物理气象沉积机(PVD)完成。由于薄膜晶体管基板为玻璃材质，厚度通常只有0.4～0.5mm，且成膜时玻璃基板需要保持直立，在进行制程时容易在成膜腔室发生基板破裂的问题。物理气象沉积机为真空类机台，一旦发生玻璃破片，清理破片往往需要很长时间。为了获得最大的生产效率，需要尽量避免破片问题的发生。因此，玻璃基板放入成膜腔室后，成膜前还需要对玻璃基板进行位置调整和固定，以在有效位置成膜，且玻璃基板被固定后，能够防止其在进行制程时发生破裂。
目前，主要通过设置在物理气象沉积机的腔室内的夹持装置来实现玻璃基板的位置调整及固定。图1是现有的基板夹持装置的结构示意图。请参阅图1，所述夹持装置包括多个夹持机构1，多个所述夹持机构1分布在基板14的周围，其中，由于每个夹持机构1的结构相同，则在图1中示意性地绘示了一个夹持机构1。每一夹持机构1包括一支撑部10，位于所述支撑部10顶端的夹持部11、位于所述支撑部10下部的弹性部12及一位于所述弹性部12下方的升降部13。其中，所述夹持部11突出于所述支撑部10，突出的部分位于所述基板的上方，所述弹性部12通过一弹簧穿过所述支撑部10与所述夹持部11连接。所述夹持装置的工作过程如下：所述升降部13上升，抵触并向上推所述弹性部12，弹性部12的弹簧受力拉伸，带动所述夹持部11向外侧打开(如图中箭头方向所示)；向腔室内放入基板14，通过多个夹持机构1的支撑部10的位置来调整基板14的位置；基板位置调整后，所述升降部13下降，弹性部12的弹簧不受力后恢复原状，进而带动所述夹持部11重新恢复至所述基板14的上方，进而起到夹持固定所述基板14的作用。其中，基板14的背面抵靠在一载台15上。
上述夹持装置的缺点在于，夹持部11的开关靠升降部13上升及下降及弹簧的弹力来实现，夹持速度和力度不易控制，且夹持高度需要开腔并使用治具调整夹持部的安装位置，关腔时无法调整，且关腔室无法实时监控夹持状况，发生异常时无法及时发现，对机台的稳定生产造成一定的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种夹持对位装置及方法，其能够有效地降低破片风险，提高机台生产效率。
为了解决上述问题，本发明提供了一种夹持对位装置，包括多个夹持对位机构及至少一个驱动装置，多个夹持对位机构分布在待夹持的基板周围，每一所述夹持对位机构包括一升降对位部及一夹持部，所述升降对位部的横截面为椭圆形，所述夹持部设置在所述升降对位部的一端且突出于所述升降对位部，所述夹持部的突出方向与所述升降对位部的横截面的短轴的延伸方向具有一夹角，所述升降对位部与所述驱动装置连接，所述驱动装置能够驱动所述升降对位部升降，并能够驱动所述升降对位部在第一位置与第二位置之间旋转，所述升降对位部带动所述夹持部升降并在远离基板的方向及基板上方之间旋转。
在一实施例中，所述夹持部沿椭圆形的长轴方向突出于所述升降对位部。
在一实施例中，在对位之前，所述升降对位部位于第一位置，在对位之后，所述升降对位部位于第二位置。
在一实施例中，所述第一位置是指所述升降对位部的长轴与所述待夹持的基板的边缘平行的位置，所述第二位置是指所述升降对位部的短轴与所述待夹持的基板的边缘平行的位置。
在一实施例中，每一夹持对位机构对应一驱动装置，或者所有夹持对位机构对应一驱动装置。
在一实施例中，所述升降对位机构位于第二位置时对应的待夹持基板的位置为待夹持基板的标准位置。
在一实施例中，多个夹持对位机构分布在待夹持的基板的转角位置。
在一实施例中，所述基板背离所述夹持部的一面设置在一载板上，所述载板支撑所述基板。
本发明还提供一种采用上述的夹持对位装置进行夹持对位的方法，包括如下步骤：在多个夹持对位机构之间放置基板，此时，每一夹持对位机构的所述升降对位部位于第一位置，所述夹持部远离所述基板；驱动装置驱动每一夹持对位机构的升降对位部旋转，所述升降对位部由第一位置向第二位置旋转，在旋转过程中，所述升降对位部的边缘能够推动所述基板移动，使所述基板进行对位，其中，所述升降对位部位于第二位置时对应的基板的位置为基板的标准位置，所述夹持部在所述升降对位部的带动下从远离基板的方向向基板上方旋转；当所述升降对位部旋转至第二位置时，所述驱动装置驱动所述升降对位部下降，所述升降对位部带动所述夹持部下降，直至所述夹持部夹持所述基板，完成对所述基板的夹持对位操作。
在一实施例中，在需要解除夹持时，所述驱动装置驱动所述升降对位部上升至预设位置，并驱动所述升降对位部由第二位置向第一位置旋转，所述升降对位部的旋转带动所述夹持部从基板上方向远离基板的方向旋转。
本发明的优点在于，通过驱动装置驱动升降对位部升降及旋转，进而带动所述夹持部升降及旋转，其对位及夹持精度更高，且速度和位置可以自由调整，可以有效的降低破片风险，提高机台生产效率。且其利用升降对位部的椭圆形横截面来对位基板，方法简单，易于操作。
附图说明
图1是现有的基板夹持装置的结构示意图；
图2是本发明夹持对位装置中的一个对位夹持机构的结构示意图；
图3是所述夹持对位机构的仰视示意图；
图4是所述升降对位部与待夹持的基板之间对位之前的位置关系俯视示意图；
图5是所述升降对位部与待夹持的基板之间对位之后的位置关系俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的夹持对位装置和方法的具体实施方式做详细说明。
图2是本发明夹持对位装置中的一个对位夹持机构的结构示意图。请参阅图2，本发明夹持对位装置包括多个夹持对位机构2及至少一个驱动装置(附图中未标示)。多个夹持对位机构2分布在待夹持的基板3周围。优选地，多个夹持对位机构2分布在待夹持的基板3的转角位置，即在待夹持的基板3的四条边转角位置均设置有夹持对位机构2，其优点在于，对位更加准确，夹持固定更牢固。
由于每个夹持对位机构2的结构相同，则在图2中仅绘示一个夹持对位结构的结构示意图来描述本发明夹持对位装置的技术方案。其中，每一夹持对位机构2对应一驱动装置，或者所有夹持对位机构2对应一驱动装置，即每一夹持对位机构2由不同的驱动装置驱动，或者所有夹持对位机构2由同一个驱动装置驱动。所述驱动装置可以为本领域常规的驱动装置，只要能驱动所述夹持对位机构2即可，所述驱动装置包括但不限于电机。
每一所述夹持对位机构2包括一升降对位部20及一夹持部21。所述夹持部21设置在所述升降对位部20的一端，即所述夹持部21固定在所述升降对位部20的一端，该端为所述升降对位部20靠近待夹持的基板的一端。所述夹持部21突出于所述升降对位部20，以便于所述夹持部21能够与待夹持的基板3接触。
图3是所述夹持对位机构2的仰视示意图。请参阅图3，所述升降对位部20的横截面为椭圆形，所述椭圆形具有长轴及短轴。所述夹持部21的突出方向与所述升降对位部20的横截面的短轴的延伸方向具有一夹角。在本实施例中，所述夹持部21沿椭圆形的长轴方向突出于所述升降对位部20，即所述夹持部21的突出方向与所述升降对位部20的横截面的短轴的延伸方向的夹角为90度。在其他实施例中，所述夹持部21的突出方向与所述升降对位部20的横截面的短轴的延伸方向的夹角可以为其他角度，例如60度、45度。
所述升降对位部20与所述驱动装置连接，所述驱动装置能够驱动所述升降对位部20升降，进而带动所述夹持部21升降。例如，若需要所述夹持部21上升，则所述驱动装置驱动所述升降对位部20上升，进而带动所述夹持部21上升；若需要所述夹持部21下降，则所述驱动装置驱动所述升降对位部20下降，进而带动所述夹持部21下降。
另外，所述驱动装置还能够驱动所述升降对位部20在第一位置与第二位置之间旋转，旋转方向如图2中箭头所示。所述第一位置是指所述升降对位部20的长轴与所述待夹持的基板3的边缘平行的位置，所述第二位置是指所述升降对位部20的短轴与所述待夹持的基板3的边缘平行的位置。在对位之前，所述升降对位部20位于第一位置，在对位之后，所述升降对位部20位于第二位置。即所述第一位置为所述升降对位部20的初始位置。
图4是所述升降对位部20与待夹持的基板3之间对位之前的位置关系俯视示意图，图5是所述升降对位部20与待夹持的基板3之间对位之后的位置关系俯视示意图。请参阅图4及图5，图4及图5示意性地绘示了八个升降对位部20。在对位之前，所述升降对位部20处于第一位置，即其长轴与所述待夹持的基板3的边缘平行的位置。驱动装置驱动所述升降对位部20旋转，由第一位置旋转向第二位置，即由所述升降对位部20的长轴与所述待夹持的基板3的边缘平行转向所述升降对位部20的短轴与所述待夹持的基板3的边缘平行。其中，所述升降对位部20位于第二位置时对应的基板3的位置为基板的标准位置。本发明夹持对位装置通过升降对位部20的旋转将所述基板3移动至标准位置。在旋转过程中，所述升降对位部2的边缘会推动与其接触的所述基板3，进而使所述基板3向其标准位置移动，所有升降对位部20均处于第二位置时，完成对位。其利用升降对位部20的椭圆形横截面来对位基板3，方法简单，易于操作。
请参阅图2，所述升降对位部20带动所述夹持部21在远离基板3的方向及基板3上方之间旋转。所述升降对位部20处于第一位置时，所述夹持部21位于远离基板3的方向上，即其不位于基板3的上方，以便于基板3的取放。所述升降对位部20处于第二位置时，所述夹持部21位于基板3上方，可夹持或准备夹持所述基板3。
进一步，所述基板3背离所述夹持部21的一面设置在一载板4上，所述载板4支撑所述基板3，以与所述夹持部21配合将所述基板3固定。
本发明夹持对位装置通过驱动装置驱动升降对位部升降及旋转，进而带动所述夹持部升降及旋转，其对位及夹持精度更高，且速度和位置可以自由调整，可以有效的降低破片风险，提高机台生产效率。
本发明还提供一种采用上述夹持对位装置进行夹持对位的方法。所述方法包括如下步骤：
步骤一、在多个夹持对位机构2之间放置基板3。此时，每一夹持对位机构2的所述升降对位部20位于第一位置，所述夹持部21远离所述基板3。即所述升降对位部20的初始位置为第一位置，如图4所示，所述夹持部21没有位于所述基板3上方。所述升降对位部20的横截面为椭圆形，所述第一位置是指所述升降对位部20的长轴与所述待夹持的基板3的边缘平行的位置。
步骤二、驱动装置驱动每一夹持对位机构2的升降对位部20旋转，所述升降对位部20由第一位置向第二位置旋转。所述第二位置是指所述升降对位部20的短轴与所述待夹持的基板3的边缘平行的位置。其中，所述升降对位部20位于第二位置时基板3的位置为基板3的标准位置。本发明夹持对位装置通过升降对位部20的旋转将所述基板3移动至标准位置。在旋转过程中，所述升降对位部2的边缘会推动与其接触的所述基板3，进而使所述基板3向其标准位置移动，所有升降对位部20均处于第二位置时，完成对位。由于所述夹持部21固定在所述升降对位部20上，则所述升降对位部20旋转，所述夹持部21在所述升降对位部20的带动下从远离基板3的方向向基板上方旋转，当所述升降对位部20均处于第二位置时，所述夹持部21位于基板3上方。
步骤三、当所述升降对位部20旋转至第二位置时，所述驱动装置驱动所述升降对位部20下降，所述升降对位部20带动所述夹持部21下降，直至所述夹持部21夹持所述基板3，完成对所述基板3的夹持对位操作.
进一步，在完成溅射工作或者更换基板需要解除对基板3的夹持时，所述驱动装置驱动所述升降对位部20上升至预设位置，并驱动所述升降对位部20由第二位置向第一位置旋转，所述升降对位部20的旋转带动所述夹持部21从基板3上方向远离基板3的方向旋转，从而解除夹持，此时，可将所述基板3移出。
本发明夹持对位方法通过驱动装置驱动升降对位部及夹持部升降及旋转，进而实现对位及夹持，其对位及夹持精度更高，且速度和位置可以自由调整，可以有效的降低破片风险，提高机台生产效率。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种夹持对位装置，其特征在于，包括多个夹持对位机构及至少一个驱动装置，多个夹持对位机构分布在待夹持的基板周围，每一所述夹持对位机构包括一升降对位部及一夹持部，所述升降对位部的横截面为椭圆形，所述夹持部设置在所述升降对位部的一端且突出于所述升降对位部，所述夹持部的突出方向与所述升降对位部的横截面的短轴的延伸方向具有一夹角，所述升降对位部与所述驱动装置连接，所述驱动装置能够驱动所述升降对位部升降，并能够驱动所述升降对位部在第一位置与第二位置之间旋转，所述升降对位部带动所述夹持部升降并在远离基板的方向及基板上方之间旋转；其中，所述第一位置是指所述升降对位部的长轴与所述待夹持的基板的边缘平行的位置，所述第二位置是指所述升降对位部的短轴与所述待夹持的基板的边缘平行的位置。
2.根据权利要求1所述的夹持对位装置，其特征在于，所述夹持部沿椭圆形的长轴方向突出于所述升降对位部。
3.根据权利要求1所述的夹持对位装置，其特征在于，在对位之前，所述升降对位部位于第一位置，在对位之后，所述升降对位部位于第二位置。
4.根据权利要求1所述的夹持对位装置，其特征在于，每一夹持对位机构对应一驱动装置，或者所有夹持对位机构对应一驱动装置。
5.根据权利要求1所述的夹持对位装置，其特征在于，所述升降对位机构位于第二位置时对应的待夹持基板的位置为待夹持基板的标准位置。
6.根据权利要求1所述的夹持对位装置，其特征在于，多个夹持对位机构分布在待夹持的基板的转角位置。
7.根据权利要求1所述的夹持对位装置，其特征在于，所述基板背离所述夹持部的一面设置在一载板上，所述载板支撑所述基板。
8.一种采用权利要求1～7任意一项所述的夹持对位装置进行夹持对位的方法，其特征在于，包括如下步骤：
在多个夹持对位机构之间放置基板，此时，每一夹持对位机构的所述升降对位部位于第一位置，所述夹持部远离所述基板；
驱动装置驱动每一夹持对位机构的升降对位部旋转，所述升降对位部由第一位置向第二位置旋转，在旋转过程中，所述升降对位部的边缘能够推动所述基板移动，使所述基板进行对位，其中，所述升降对位部位于第二位置时对应的基板的位置为基板的标准位置，所述夹持部在所述升降对位部的带动下从远离基板的方向向基板上方旋转；
当所述升降对位部旋转至第二位置时，所述驱动装置驱动所述升降对位部下降，所述升降对位部带动所述夹持部下降，直至所述夹持部夹持所述基板，完成对所述基板的夹持对位操作。
9.根据权利要求8所述的夹持对位的方法，其特征在于，在需要解除夹持时，所述驱动装置驱动所述升降对位部上升至预设位置，并驱动所述升降对位部由第二位置向第一位置旋转，所述升降对位部的旋转带动所述夹持部从基板上方向远离基板的方向旋转。
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