CN112427270A - 一种加热装置及加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于半导体器件制造工艺技术领域，提供了一种加热装置及加热方法，加热装置包括加热炉、机械臂、输送机构以及升降机构。加热炉内设置有多个加热层，加热层上设有用于放置玻璃基板的支撑结构，加热炉的两侧设置有进口和出口；机械臂设置于加热炉的进口一侧，用于取放玻璃基板；输送机构用于输送玻璃基板；升降机构设置于加热层和输送机构之间，用于驱使输送机构上升以高于加热层上的支撑结构。本发明的加热装置，通过设置出口，当机械臂由于故障死机时，启动升降机构驱使输送机构上升，并使得输送机构高于加热层上的支撑结构，此时驱动输送机构，输送机构带动玻璃基板输送至出口处，并打开出口，输送机构将玻璃基板输送至其他工位。

Description

一种加热装置及加热方法

技术领域

本发明属于半导体器件制造工艺技术领域，特别涉及一种加热装置及加热方法。

背景技术

液晶显示领域存在许多工序需要用到加热炉加热，比如聚酰亚胺(PI，Polyimide)配向膜涂布工序，需要加热炉加热玻璃基板到230℃左右，使得涂布在玻璃基板上的PI配向膜完成主固化，高分子发生环化反应最终新城可以进行配向需求的薄膜。

目前PI涂布工序已有的主固化加热炉制程温度为230℃左右，制程时间一般为1200s～1800s。每条线体一共有多座加热炉，每座加热炉有多层独立加热层。主要采用机械臂搬送的方式将将玻璃基板搬送至炉内，当制程时间到达设定时间时，再由机械臂取出，送入下一机构冷却机构进行冷却300s左右。玻璃基板进出炉内通道相同，且必须依赖机械手的搬送。

当在实际生产过程中如果遇到机械臂发生故障时，晶体管基板一般过加热超过4000s-5000s就会影响配向膜的配向效果从而降低产品品质；彩色滤光片基板由于色阻、聚苯乙烯存在，其对过加热时间更为敏感，一般过加热超过3000s的基板就会存在品质异常，平面转换显示中，配向膜对过加热的敏感程度更高，有时候过加热100s就会造成配向不良品质异常。这些因过加热导致品质异常的基板可能会降低等级，影响效益，或者直接报废，造成原材、人力、时间等资源的巨大损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加热装置及加热方法，旨在解决现有的加热装置中的机械臂发生故障时，可能会导致玻璃基板过加热的技术问题。

本发明是这样实现的，一种主板接地连接结构，包括：

加热炉，所述加热炉内设置有多个加热层，所述加热层上设有用于放置玻璃基板的支撑结构，所述加热炉的两侧对应所述加热层的位置分别设置有进口和出口；

机械臂，设置于所述加热炉的进口处，用于取放所述玻璃基板；

输送机构，设置于所述加热层上，用于输送所述玻璃基板；以及

升降机构，设置于所述加热层和所述输送机构之间，用于驱使所述输送机构上升以高于所述加热层上的支撑结构。

本发明提供的加热装置的有益效果在于：与现有技术相比，通过设置出口，当机械臂由于故障死机时，启动升降机构驱使输送机构上升，并使得输送机构高于加热层上的支撑结构，此时驱动输送机构，输送机构带动玻璃基板输送至出口处，并打开出口，输送机构将玻璃基板输送至其他工位，解决了现有的加热装置中的机械臂发生故障时，可能会导致玻璃基板过加热的技术问题，可以快速将加热炉内的玻璃基板取出，降低损失，节约成本、空间以及时间。

在一个实施例中，所述输送机构包括：

多个支撑轴，沿第一方向间隔设置，相邻的两个支撑轴之间设置有所述支撑结构；

主动轴；沿与所述第一方向呈预设角度的第二方向设置，所述主动轴与所述支撑轴的端部转动连接；以及

多个滚轮，多个所述滚轮沿所述支撑轴的轴线方向依次设置，并与所述支撑轴连接，所述滚轮上设置有所述玻璃基板；

其中，所述支撑结构包括设置于所述加热层上的多个支撑端子，所述支撑端子位于相邻的两个所述支撑轴之间。

在一个实施例中，所述输送机构还包括：

主动力传动磁力轮，套设于所述主动轴上，并与所述主动轴固定连接；以及

从动力传动磁力轮，设置于所述主动力传动磁力轮上，所述从动力传动磁力轮与所述支撑轴固定连接，所述从动力传动磁力轮的轴线与所述主动力传动磁力轮的轴线相交。

在一个实施例中，所述输送机构还包括：

齿轮，与所述主动轴连接，用于带动所述主动轮转动。

在一个实施例中，所述升降机构包括：

支撑架，与所述支撑轴连接；以及

驱动组件，设置于所述加热层上，所述驱动组件的驱动端与所述支撑架连接。

在一个实施例中，所述支撑架包括：

第一支撑杆，沿所述第一方向设置；以及

第二支撑杆，沿所述第二方向设置，并与所述第一支撑杆的端部连接；以及

第三支撑杆，沿所述第二方向设置于所述第一支撑杆上，并与所述第一支撑杆连接，所述第三支撑杆与所述支撑轴连接。

在一个实施例中，所述支撑架还包括：

支撑轴承，设置于所述第三支撑杆上，并套设于所述支撑轴上。

在一个实施例中，所述加热装置还包括：

第一炉门，设置于所述加热炉的进口处，并与所述加热炉转动连接；以及

第二炉门，设置于所述加热炉的出口处，并与所述加热炉转动连接。

在一个实施例中，该加热装置还包括：

卡夹搬送机，设置于所述出口处，用于接收输送机构输送的玻璃基板。

本发明的另一目的在于提供一种加热方法，应用于上述所述的加热装置，所述加热方法包括

S101：打开加热炉的进口，使得机械臂将玻璃基板放入加热层上，并使得升降机构驱使输送机构下降，以使得输送机构的高度低于支撑结构的高度；

S102：当加热完成时，使得升降机构上升，带动输送机构上升，使得输送机构输送玻璃基板至出口处；

S103：打开出口，输送机构输送玻璃基板流出，关闭出口，并打开进口。

本发明提供的加热方法的有益效果在于：与现有技术相比，通过采用上述任意实施例中的加热装置，可以及时将玻璃基板输送出，避免玻璃基板的过加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的加热装置的主视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的加热装置除去机械臂和卡夹搬送机的俯视结构示意图；

图3图2中A部分的局部放大结构示意图；

图4是本发明实施例提供的加热装置除去机械臂和卡夹搬送机的侧视结构示意图一；

图5是图4中B部分的局部放大结构示意图；

图6是本发明实施例提供的加热装置除去机械臂和卡夹搬送机的侧视结构示意图二；

图7是本发明实施例提供的加热装置除去机械臂和卡夹搬送机的侧视结构示意图三；

图8本发明实施例提供的加热方法的流程图。

其中，图中各附图标记：

1-加热炉；11-加热层；12-进口；13-出口；14-第一炉门；15-第二炉门；16-第一转动轴；17-第二转动轴；18-支撑结构；181-支撑端子；2-机械臂；3-输送机构；31-支撑轴；32-主动轴；33-滚轮；34-主动力传动磁力轮；35-从动力传动磁力轮；36-齿轮；4-升降机构；41-支撑架；411-第一支撑杆；412-第二支撑杆；413-第三支撑杆；414-支撑轴承；42-驱动组件；5-卡夹搬送机；51-存储卡夹；6-玻璃基板；L1-第一方向；L2-第二方向。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明的说明书和权利要求书及术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了说明本发明的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供的加热装置，用于对玻璃基板6进行加热。该加热装置包括加热炉1、机械臂2、输送机构3以及升降机构4。其中，加热炉1内设置有多个加热层11，加热层11上设有用于放置玻璃基板6的支撑结构18，加热炉1的两侧对应加热层11的位置分别设置有进口12和出口13；机械臂2设置于加热炉1的进口12处，用于取放玻璃基板6；输送机构3设置于加热层11上，用于输送玻璃基板6；升降机构4设置于加热层11和输送机构3之间，用于驱使输送机构3上升以高于加热层11上的支撑结构18。其具体工作原理如下：

首先机械臂2将玻璃基板6放置于加热层11上的支撑结构18上，此时输送机构3的高度低于支撑结构18的高度；当机械臂2由于故障死机时，炉内玻璃基板6无法按时取出时；随后升降机构4驱使输送机构3上升，并使得输送机构3所在的高度高于支撑结构18的高度，输送机构3带动玻璃基板6上升；当输送机构3上升后，最后，输送机构3开始工作，以输送玻璃基板6，此时打开出口13，输送机构3将玻璃基板6输送至其他工位。

本发明实施例中的加热装置，通过设置出口13，当机械臂2由于故障死机时，启动升降机构4驱使输送机构3上升，并使得输送机构3高于加热层11上的支撑结构18，此时驱动输送机构3，输送机构3带动玻璃基板6输送至出口13处，并打开出口13，输送机构3将玻璃基板6输送至其他工位，解决了现有的加热装置中的机械臂2发生故障时，可能会导致玻璃基板6过加热的技术问题，可以快速将加热炉1内的玻璃基板6取出，降低损失，节约成本、空间以及时间。

在一个实施例中，具体参见图2至图4，输送机构3包括多个支撑轴31、主动轴32以及多个滚轮33，其中，多个支撑轴31沿第一方向L1间隔设置，用于支撑并运输玻璃基板6，相邻的两个支撑轴31之间设置有支撑结构18；主动轴32沿与第一方向L1呈预设角度的第二方向L2设置，该预设角度可以是90度，主动轴32与支撑轴31的端部转动连接；多个滚轮33，多个滚轮33沿支撑轴31的轴线方向依次设置，并与支撑轴31转动连接，滚轮33上设置有玻璃基板6，支撑结构18包括设置于加热层11上的多个支撑端子181，支撑端子181位于相邻的两个支撑轴31之间。当主动轴32转动时，带动支撑轴31转动，滚轮33与支撑轴31连接，可以带动玻璃基板6移动，直至移动至出口13处。

其中，滚轮33采用橡胶质地的滚轮33，避免支撑轴31直接于玻璃基板6接触，导致玻璃基板6损坏。需要说明的是，加热炉1内的温度较高，为避免加热炉1温度过高，导致滚轮33熔化，该滚轮33采用耐高温的材质制成，例如聚酰亚胺PI、聚醚醚酮PEEK、聚酰胺酰亚胺PAI(又称TORLON)、聚苯并咪唑PBI、聚醚酰亚胺PEI(又称ULTEM)、聚苯硫醚PPS、尼龙46、聚砜PSU、聚醚砜PES、聚四氟乙烯PTFE、聚偏二氟乙烯PVDF等塑料都是比较耐高温的材质。

进一步地，进一步结合图2及图3，输送机构3还包括主动力传动磁力轮34和从动力传动磁力轮35。其中，主动力传动磁力轮34套设于主动轴32上，并与主动轴32固定连接；从动力传动磁力轮35设置于主动力传动磁力轮34上，从动力传动磁力轮35与支撑轴31固定连接，从动力传动磁力轮35的轴线与主动力传动磁力轮34的轴线相交。相比于齿轮传动，采用磁铁的磁极，磁极可以不接触传导力，可以使用在一些安静，需要无污染传动的领域，传动扭矩不大。本实实施例中的主动轴32与支撑轴31之间，通过主动力传动磁力轮34和从动力传动磁力轮35相互配合，实现运动的传递，从而可以带动支撑轮转动。。

具体地，主动力传动磁力轮34和从动力传动磁力轮35之间，利用磁铁的同性相吸引，异形相排斥，把排斥力转化为推动力。其中，磁力轮的重要部件磁环，充上足够多的磁极。静止状态时，两个磁力轮的S、N极相互对应，当主动力传动磁力轮34旋转，磁极位置发生了变化，利用相邻异性磁极，推动从动力传动磁力轮35也进行了旋转，从而实现动力的非接触式传动。

进一步地，该输送机构3还包括齿轮36，该齿轮36与主动轴32的端部连接，用于与驱动源连接，以带动主动轴32转动。

在一个实施例中，具体参见图1及图2，升降机构4包括支撑架41和驱动组件42。其中，支撑架41与支撑轴31连接；驱动组件42设置于加热层11上，驱动组件42的驱动端与支撑架41连接。具体地，驱动组件42为驱动气缸，支撑架41与驱动气缸的驱动端连接，驱动气缸伸缩以带动支撑架41上下移动，从而带动与支撑架41连接的支撑轴31上下移动。

其中，在一个实施例中，具体参见图2，支撑架41包括第一支撑杆411、第二支撑杆412以及第三支撑杆413。其中，第一支撑杆411沿第一方向L1设置；第二支撑杆412沿第二方向L2设置，并与第一支撑杆411的端部连接；第三支撑杆413沿第二方向L2设置于第一支撑杆411上，并与第一支撑杆411连接，支撑轴31位于第三支撑杆413上，并与第三支撑杆413连接。具体地，第二支撑杆412的数量为两个，两个第二支撑杆412分别与第一支撑杆411的端部连接，第三支撑杆413位于第一支撑杆411的中间位置，避免第一支撑杆411过长，由于重力作用，导致第一支撑杆411下垂，增加了第一支撑杆411的支撑作用。

进一步，该支撑架41还包括支撑轴承414，该支撑轴承414设置于第三支撑杆413上，并套设于支撑轴31上。通过将支撑轴承414套设于支撑轴31上，可以承受较高的径向负荷和一定的冲击负荷。

在一个实施例中，进一步结合图4、图6及图7，为了便于操作，在进口12和出口13的位置设置可开关的结构，便于打开进口12和出口13，该加热装置还包括第一炉门14和第二炉门15。其中，第一炉门14设置于加热炉1的进口12处，并与加热炉1转动连接；第二炉门15设置于加热炉1的出口13处，并与加热炉1转动连接。第一炉门14和第二炉门15均与加热炉1转动连接，便于打开第一炉门14和第二炉门15。

具体地，在本实施例中，加热装置还包括第一转动轴16和第二转动轴17。其中，第一转动轴16分别与第一炉门14和加热炉1枢接，以实现第一炉门14和加热炉1之间的转动连接。第二转动轴17分别与第二炉门15和加热炉1枢接，以实现第二炉门15与加热炉1之间的转动连接。便于打开第一炉门14和第二炉门15。

在一个实施例中，进一步结合图1及图2，该加热装置还包括卡夹搬送机5，该卡夹搬送机5可以升降，同时可以定位，该卡夹搬送机5上设置有多个玻璃存储卡夹51，存储卡夹51的数量与加热层11的数量相同，内部的支撑结构18需耐高温，该存储卡夹51用于接收输送机构3输送的玻璃基板6。当然，在其他实施例中，可以在出口13处直接设置固定炉门以接收玻璃基板6。或者，可以在出口13处直接设置机械手，直接取出玻璃基板6放入冷却炉内。

请一并参阅图4、图6、图7及图8，本发明实施例还提供了一种加热方法，应用于上述任意实施例中的加热装置。

S101：打开加热炉1的进口12，使得机械臂2将玻璃基板6放入加热层11上，并使得升降机构4驱使输送机构3下降，以使得输送机构3的高度低于支撑结构18的高度。

S102：当加热完成后，使得升降机构4上升以带动输送机构3上升，该输送机构3输送玻璃基板6至出口13处。在该步骤中，机械臂2发生故障无法工作时，采用输送机构3可以将玻璃基板6输送至出口13处。

S103：打开出口13，输送机构3输送玻璃基板6流出，关闭出口13，并打开进口12，开始下一个循环。

本实施例中的加热方法，通过采用上述任意实施例中的加热装置，可以及时将玻璃基板6输送出，避免玻璃基板6的过加热。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加热装置，其特征在于，包括：

加热炉，所述加热炉内设置有多个加热层，所述加热层上设有用于放置玻璃基板的支撑结构，所述加热炉的两侧对应所述加热层的位置分别设置有进口和出口；

机械臂，设置于所述加热炉的进口处，用于取放所述玻璃基板；

输送机构，设置于所述加热层上，用于输送所述玻璃基板；以及

升降机构，设置于所述加热层和所述输送机构之间，用于驱使所述输送机构上升以高于所述加热层上的支撑结构。

2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述输送机构包括：

多个支撑轴，沿第一方向间隔设置，相邻的两个支撑轴之间设置有所述支撑结构；

主动轴；沿与所述第一方向呈预设角度的第二方向设置，所述主动轴与所述支撑轴的端部转动连接；以及

多个滚轮，多个所述滚轮沿所述支撑轴的轴线方向依次设置，并与所述支撑轴连接，所述滚轮上设置有所述玻璃基板；

其中，所述支撑结构包括设置于所述加热层上的多个支撑端子，所述支撑端子位于相邻的两个所述支撑轴之间。

3.如权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述输送机构还包括：

主动力传动磁力轮，套设于所述主动轴上，并与所述主动轴固定连接；以及

从动力传动磁力轮，设置于所述主动力传动磁力轮上，所述从动力传动磁力轮与所述支撑轴固定连接，所述从动力传动磁力轮的轴线与所述主动力传动磁力轮的轴线相交。

4.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于，所述输送机构还包括：

齿轮，与所述主动轴连接，用于带动所述主动轮转动。

5.如权利要求4所述的加热装置，其特征在于，所述升降机构包括：

支撑架，与所述支撑轴连接；以及

驱动组件，设置于所述加热层上，所述驱动组件的驱动端与所述支撑架连接。

6.如权利要求5所述的加热装置，其特征在于，所述支撑架包括：

第一支撑杆，沿所述第一方向设置；以及

第二支撑杆，沿所述第二方向设置，并与所述第一支撑杆的端部连接；以及

第三支撑杆，沿所述第二方向设置于所述第一支撑杆上，并与所述第一支撑杆连接，所述第三支撑杆与所述支撑轴连接。

7.如权利要求6所述的加热装置，其特征在于，所述支撑架还包括：

支撑轴承，设置于所述第三支撑杆上，并套设于所述支撑轴上。

8.如权利要求1至7任一项所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括：

第一炉门，设置于所述加热炉的进口处，并与所述加热炉转动连接；以及

第二炉门，设置于所述加热炉的出口处，并与所述加热炉转动连接。

9.如权利要求1至7任一项所述的加热装置，其特征在于，该加热装置还包括：

卡夹搬送机，设置于所述出口处，用于接收输送机构输送的玻璃基板。

10.一种加热方法，其特征在于，应用于权利要求1至9任一项所述的加热装置，所述加热方法包括

S101：打开加热炉的进口，使得机械臂将玻璃基板放入加热层上，并使得升降机构驱使输送机构下降，以使得输送机构的高度低于支撑结构的高度；

S102：当加热完成时，使得升降机构上升，带动输送机构上升，使得输送机构输送玻璃基板至出口处；

S103：打开出口，输送机构输送玻璃基板流出，关闭出口，并打开进口。

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