CN107937881A - 基板夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示器制造领域，一种基板夹紧装置，将基板放置于台车上，利用设置于台车上的夹持臂来固定基板，夹持臂通过旋转升降机构来实现一边旋转一边上下运动，从而实现对基板的夹紧和解脱动作。整个夹持过程对基板的冲击小，且方便基板的拿取。而设置于基板四周，且两两对称设置的夹紧臂可以保持基板的受力均匀，夹持更可靠。

Description

基板夹紧装置

技术领域

本发明涉及显示器制造领域，尤其涉及一种溅射机上的基板的夹紧装置。

背景技术

溅射机广泛运用于显示器面板的镀膜制程中，例如OLED阴极镀膜，TP消影层等等。很多镀膜制程都不需要整个基板成膜，只是在特定位置沉积特定形状的膜层即可。这就要求基板一方面在镀膜时与金属掩膜板紧密对位，另一方面在对位完成后要保持基板和金属掩膜板的相对位置，在整个成膜过程中不能发生变化。因此基板夹具装置在整个溅射机中显得尤为重要。

当前的溅射机基板夹具，通常装在基板的长边位置，对位完成后基板下降到成膜位置，使用长边的两个或者四个夹具夹住基板，此种夹具设计有以下缺陷：只在两个长边有夹具无法保证短边在移动成膜的过程中不移动；此种夹具的夹紧松开需要两边有电机驱动才能完成，受限于镀膜腔室的有限空间，夹具数量不能太多；装在夹具金属掩膜板边框上，每次更换不同的金属掩膜板型号时都会拆装、验证，浪费时间且影响产能；经常拆卸的组件容易损坏，增加成本；容易造成基板受力不均而导致的基板和/或金属掩膜板翘曲造成镀膜阴影，影响成膜质量。

也有一些溅射机选择不装夹具，仅利用基板本身的重力和改善传动装置的震动来保持基板与金属掩膜板的相对位置，但如果不使用夹具，一旦设备的传动机构出现震动，则会造成相对位置变化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹持可靠，无需经常更换的基板夹紧装置，具体包括如下技术方案：

一种基板夹紧装置，用于将所述基板固定在溅射机的台车上，包括夹持臂、托盘和连接于托盘底部的升降驱动装置，所述升降驱动装置用于带动所述托盘相对于所述台车上下运动；所述夹持臂设于所述台车上并围设成收容空间，所述收容空间用于容置所述基板，所述夹持臂包括支架和夹爪，所述支架通过旋转升降机构连接于所述台车上，用于带动所述夹爪同时做旋转和升降运动；所述夹爪在旋转下降运动后与所述基板上表面发生接触，用于夹紧放置于所述基板；所述托盘位于所述台车下方，所述托盘上设有第一顶杆和第二顶杆；所述第一顶杆与所述夹持臂配合，用于推动所述夹持臂向上运动；所述第二顶杆用于推动所述基板向上运动。

其中，所述旋转升降机构为滚珠丝杠，所述支架上设有与所述滚珠丝杠配合的螺纹槽。

其中，所述夹持臂在所述第一顶杆的推动下旋转运动时，其最大旋转角度为90度。

其中，所述夹持臂与所述台车之间设置弹簧，用于为所述夹持臂提供向下方向的弹力。

其中，所述夹持臂为多个，所述第一顶杆数量与所述夹持臂数量相同且一一对应，多个所述夹持臂同时上升或下降，且速度相同。

其中，所述夹持臂对称设置在所述基板的两侧。

其中，对称设置的两个所述夹持臂在上升或下降时旋转方向相同。

其中，所述夹持臂围设的收容空间为长方形，在所述长方形的长边和短边上都对应设置至少一对所述夹持臂，用于夹持所述基板的四周。

其中，多个所述夹爪与所述基板同时接触或脱开。

其中，所述夹爪与所述基板的接触面做圆弧处理，以免刮伤所述基板。

本发明基板夹紧装置，将所述基板放置于所述台车上，利用设置于所述台车上的所述夹持臂来固定所述基板，所述夹持臂通过旋转升降机构来实现一边旋转一边上下运动，从而实现对所述基板的夹紧和解脱动作。通过控制所述旋转升降机构的升角，可以控制所述夹持臂的升降行程，从而控制所述夹持臂对所述基板的冲击大小。而旋转动作可以将所述夹爪覆盖或避开所述基板的上方表面，方便所述基板的拿取动作。

附图说明

图1是本发明基板夹紧装置最高位置的示意图；

图2是本发明基板夹紧装置最低位置的示意图；

图3是本发明基板夹紧装置最低位置的俯视示意图；

图4是本发明基板夹紧装置最高位置的俯视示意图；

图5是本发明基板夹紧装置旋转升降机构的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1的基板夹紧装置100，整个装置设置于溅射机的内部，包括夹持臂10、托盘20和连接于托盘底部的升降驱动装置30，其中所述夹持臂10设置于溅射机的台车01上，围设成为一个收容空间，该收容空间用于放置同样处于所述台车01上的所述基板02，所述夹持臂10设置于所述基板02的外沿，用于固定所述基板02。所述夹持臂10包括支架11和夹爪12，与所述基板02表面接触并夹紧所述基板02的部位为所述夹爪12。所述支架11连接有旋转升降机构40，所述旋转升降机构40固定于所述台车01上，所述支架11通过所述旋转升降机构40活动连接于所述台车01上，且因为所述旋转升降机构40的作用，可以带动整个所述夹紧臂10相对于所述台车01同时做旋转和升降运动。

所述托盘20设置于所述台车01的下方，所述托盘20上设有第一顶杆21和第二顶杆22。所述升降驱动装置30带动所述托盘20上下运动，所述第一顶杆21和所述第二顶杆22均随所述托盘20一起上下运动，其中所述第一顶杆21与所述夹持臂10配合，用于推动所述夹持臂10向上运动，所述第二顶杆22用于推动所述基板02向上运动。

在本发明基板夹紧装置100在工作时，需要先将所述托盘20升起至最高位置，把所述基板02放置于所述托盘20上，具体来说，放置于所述第二顶杆22上，通过所述基板02的标记在所述台车01上进行对位后，所述托盘20在所述升降驱动装置30的驱动下向下运动，所述基板02因为重力作用随之下降，最终所述基板02架持在所述台车01上，即所述基板02到达成膜位置。所述托盘20到达最底部位置后，所述第二顶杆22与所述基板02脱开。整个过程需要所述托盘20平稳缓慢的下降，以保证所述第二顶杆22与所述基板02的平稳接触，最后所述基板02在所述台车01上的位置才能保证精度。当然，为了保证所述基板02的对位精度，在所述基板02落在所述台车01上时，还可以加入一步微调并检查的动作。

由于所述第一顶杆21也与所述托盘20同步上下运动，在所述托盘20从最高点降至最低点的过程中，所述第一顶杆21也同样从最高位置落到最低位置，此时与所述第一顶杆21配合运动的所述支架11，同样因为重力作用而随所述支架11一起下降。此时，所述旋转升降40与所述支架11配合动作，使得所述支架11在下降的过程中同时发生旋转，整个所述夹持臂10也由此发生以所述支架11为轴线的旋转并同时下降动作，直至所述夹爪12在旋转至所述基板02的上方，并与所述基板02的上表面021发生接触后，整个所述夹持臂10到达最低位置(见图2)，此时整个所述夹持臂10的重力均通过所述夹爪12传递给所述上表面021，所述基板02因为所述夹持臂10的重力作用而无法发生竖直方向上的运动；同时因为自重和所承受的所述夹持臂10的作用而与所述台车01、所述夹爪12在接触位置产生摩擦力，无法发生水平方向上的运动。本发明基板夹紧装置100得以将所述基板02完全固定于所述台车01上(见图3)。

需要注意的是，为了不影响所述基板02的放置和下降动作，所述夹持臂10在最高位置时需要完全让出所述基板02的上部空间(见图4)，并在随后的下降旋转过程中避免与所述基板02发生碰撞。这一点可以通过调节所述旋转升降机构40与所述支架11的配合来实现。

另外的，在所述夹爪12与所述上表面021接触以后，所述第一顶杆21与所述支架11应该继续发生相对运动，脱离支撑的关系，或者至少所述第一顶杆21与所述支架11接触但没有相互作用力发生，这样才能保证所述夹持臂10的重量全部作用于所述上表面021上，实现所述夹持臂10对所述基板02的夹紧功能。

当然，所述夹爪12与所述上表面021的接触，应该在所述基板02下降到最低点，即与所述台车01接触，到达成膜位置以后再接触。而且在所述夹爪12与所述上表面021接触前，所述升降驱动装置30可以中途停止下降，待所述基板02完成微调检测，对位准确后再继续带动所述托盘20下降至最低点，完成所述夹持臂10对所述基板02的夹持动作。

当所述基板02在溅射机中完成镀膜工艺后，所述托盘20在所述升降驱动装置30的作用下，从最低位置向上运动。同下降夹持过程相逆的，所述第一顶杆21首先接触所述支架11，使得所述夹持臂10开始旋转上升运动，所述夹爪12随之上升脱离所述上表面021，并旋转离开所述基板02的上部空间，以让开所述基板02的上升路径，避免发生碰撞。随后所述第二顶杆22与所述基板02发生接触，并带动所述基板02上升至最高点，便于取出所述基板02。需要注意的是，所述第二顶杆22与所述基板02接触并上升的过程，并不需要在所述夹持臂10完全到达最高位置以后才发生。只要调整好所述第一顶杆21和所述第二顶杆22之间的距离，以及所述旋转升降机构40与所述支架11的配合动作，保证所述基板02在上升的过程中不与所述夹持臂10发生碰撞接触就可以实现本发明的效果。

本发明基板夹紧装置100，通过将所述夹持臂10设置于所述台车01上，避免了夹持装置与金属掩膜板固定设置，每次更换金属掩膜板都需要更换并对位夹持装置的多余动作；所述夹持臂10通过所述旋转升降机构40来实现一边旋转一边上下运动的动作，以实现对所述基板02的夹紧和解脱，可以控制所述旋转升降机构40的升角，以控制所述夹持臂10的升降行程，从而避免所述夹持臂10对所述基板02造成过大的冲击；而旋转动作可以将所述夹爪12覆盖或避开所述基板02的上表面021，方便所述基板02的放置和移开动作。

一种实施例，所述旋转升降机构40为滚珠丝杠41，见图5，所述滚珠丝杠41包含一副内螺纹槽411，所述支架11上设有与所述滚珠丝杠41的所述内螺纹槽411配合的螺纹槽111。所述内螺纹槽411与所述螺纹槽111之间还设有滚珠412，所述支架11在相对所述滚珠丝杠41做轴向运动时，相互配合的所述内螺纹槽411和所述螺纹槽111在所述滚珠412的作用下，发生相对的旋转运动。因所述滚珠丝杠41是固连在所述台车01上，无法旋转，则所述支架11产生旋转。而且有了所述滚珠412的滚动动作，可以使所述支架11与所述滚珠丝杠41发生相对运动时摩擦力更小，运动更顺滑，不卡滞，保证良好的夹持效果。

一种实施例，所述夹持臂10在所述第一顶杆21的推动下旋转运动时，其最大旋转角度为90度。即所述夹持臂10在最高位置和最低位置之间只旋转90度的角度。整个旋转角度需要通过对所述旋转升降机构40与所述支架11之间的配合来实现，对于所述滚珠丝杠41，需要调整所述内螺纹槽411的螺纹升角，同时对应调整所述支架11上所述螺纹槽111的螺纹升角。

在所述夹持臂10旋转90度的情况下，可以设置所述夹持臂10在最高位置时与所述基板02的边框平行，从而最大限度的避免所述夹持臂10与所述基板02发生碰撞。而所述夹持臂10在最低位置时，则垂直于所述基板02的边框对其进行夹持，利于对夹持部位的控制。

一种实施例，为避免所述夹持臂10的自身重力不足，或者配重不当而造成的所述支架11与所述旋转升降机构40运动不畅，产生卡滞，在所述夹持臂10与所述台车01之间还可以设置弹簧50，所述弹簧50可以为压缩簧，一端设置于所述台车01的下方，所述支架11提供一向上的端面，用于固定所述弹簧50的另一端，于用于为所述夹持臂10提供向下方向的弹力。所述弹簧50还可以为拉伸簧，一端设置于所述台车01的上方，所述支架11提供以向下的端面，用于固定所述弹簧50的另一端。

为了更平稳的夹持所述基板02，在一些实施例中，所述夹持臂10被设置为多个，所述第一顶杆21的数量也被设置为多个，且所述第一顶杆21的数量与所述夹持臂10数量相同，形成多组一一对应的所述第一顶杆21和所述夹持臂10，在本发明基板夹持装置100运动的过程中，多个所述第一顶杆21驱动多个所述夹持臂10同时上升，多个所述夹持臂10也保持同时下降，且上升和下降的速度相同，这样可以保证多个所述夹持臂10能同时接触或脱开所述基板02，避免因为接触时间前后不同而造成所述基板02的移位，对所述基板02能够提供更稳固的夹持。

进一步的，多个所述夹持臂10均两两对称的设置在所述基板02的两侧。在夹持所述基板02时能够提供对称的夹持点，可以理解的，对称设置的两个所述夹持臂10在上升或下降时旋转方向相同，使得所述基板02在水平方向上受到的摩擦力能够相互抵消，这两种设置都有利于所述基板02的位置保持。

一种实施例，所述夹持臂10围设的收容空间为长方形，用于对应同为长方形的所述基板02。在所述基板02的长边和短边上均至少设置一对所述夹持臂10，使得所述基板02的夹持点分布足够开阔，能对所述基板02提供更稳固的夹持效果。

对于所述夹爪12，需要严格控制所述夹爪12的尺寸，特别是所述夹爪12从最高位置到最低位置，即与所述基板上表面021之间的距离尺寸，以此保证多个所述夹爪12能同时接触或脱开所述基板02，保证在接触瞬间所述基板02的受力平衡，避免所述基板02相对于所述台车01移位。

进一步的，所述夹爪12与所述基板02的接触面，即所述夹爪12的底面121需要做圆弧处理，以免刮伤所述基板02的上表面021或涂层。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基板夹紧装置，用于将所述基板固定在溅射机的台车上，其特征在于：

包括夹持臂、托盘和连接于托盘底部的升降驱动装置，所述升降驱动装置用于带动所述托盘相对于所述台车上下运动；

所述夹持臂设于所述台车上并围设成收容空间，所述收容空间用于容置所述基板，所述夹持臂包括支架和夹爪，所述支架通过旋转升降机构连接于所述台车上，用于带动所述夹爪同时做旋转和升降运动；

所述夹爪在旋转下降运动后与所述基板上表面发生接触，用于夹紧放置于所述基板；

所述托盘位于所述台车下方，所述托盘上设有第一顶杆和第二顶杆；

所述第一顶杆与所述夹持臂配合，用于推动所述夹持臂向上运动；

所述第二顶杆用于推动所述基板向上运动。

2.如权利要求1所述基板夹紧装置，其特征在于，所述旋转升降机构为滚珠丝杠，所述支架上设有与所述滚珠丝杠配合的螺纹槽。

3.如权利要求2所述基板夹紧装置，其特征在于，所述夹持臂在所述第一顶杆的推动下旋转运动时，其最大旋转角度为90度。

4.如权利要求3所述基板夹紧装置，其特征在于，所述夹持臂与所述台车之间设置弹簧，用于为所述夹持臂提供向下方向的弹力。

5.如权利要求1所述基板夹紧装置，其特征在于，所述夹持臂为多个，所述第一顶杆数量与所述夹持臂数量相同且一一对应，多个所述夹持臂同时上升或下降，且速度相同。

6.如权利要求5所述基板夹紧装置，其特征在于，所述夹持臂对称设置在所述基板的两侧。

7.如权利要求6所述基板夹紧装置，其特征在于，对称设置的两个所述夹持臂在上升或下降时旋转方向相同。

8.如权利要求7所述基板夹紧装置，其特征在于，所述夹持臂围设的收容空间为长方形，在所述长方形的长边和短边上都对应设置至少一对所述夹持臂，用于夹持所述基板的四周。

9.如权利要求1所述基板夹紧装置，其特征在于，多个所述夹爪与所述基板同时接触或脱开。

10.如权利要求9所述基板夹紧装置，其特征在于，所述夹爪与所述基板的接触面做圆弧处理，以免刮伤所述基板。