TW202147494A - 熱處理裝置的基板搬送單元 - Google Patents

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中西識
金鎭龍
金珉哲
河在昱
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Abstract

本發明是關於熱處理裝置的基板搬送單元。本發明包括：熱處理裝置，其包括安裝並布置有加熱器的腔室，及在所述腔室的內部橫跨加熱器表面並設置的多個齒條；以及萬向滾球，其為了沿著所述齒條的表面突出而布置在適當的位置，從而在所述熱處理裝置進行熱處理的前後，引導基板的搬送及裝卸載。

Description

熱處理裝置的基板搬送單元
本發明是關於一種為了熱處理或者搬送玻璃基板而安裝於熱處理裝置的齒條（rack）上並使用的熱處理裝置的基板搬送單元。
有機發光顯示裝置及LCD等平板顯示器應用於TV、手機、顯示器等各種圖像設備，最近，在平板顯示器的製造領域中為提高性能和收益而改善設備的努力不斷進行。平板顯示器的製造工序中使用的熱處理裝置（oven chamber）的性能不斷地在改善。
例如，薄膜晶體管液晶顯示器（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT LCD）等平板顯示器通過將薄膜晶體管、像素電極、RGB像素及共同電極沉積到玻璃基板上的薄膜沉積工序、光刻膠塗布工序、烘焙（Baking）工序、曝光工序、顯影工序、蝕刻工序等進行製造。
平板顯示器製造工序中使用的熱處理裝置（oven chamber）將內部的加熱器作為熱板（Hotplate）的熱源，在投入光刻膠塗布設備之前對玻璃基板進行加熱，藉以進行乾燥及預熱或者對塗布有光刻膠膜的玻璃基板加熱一定時間，並在硬化光刻膠的烘焙工序等中使用。
玻璃基板熱處理裝置在韓國授權專利公報10-1238560及韓國公開專利公報10-2013-0028322中作為「LCD玻璃焦化室」被提出。
另外，平板顯示器的尺寸持續大型化。例如，第五代的玻璃基板尺寸為1100×1250mm，第六代的玻璃基板尺寸為1800×2100mm等正逐漸變大。
為了對熱處理玻璃基板進行熱處理或者熱處理作業結束後搬送玻璃基板，熱處理裝置中另設有搬送單元（transfer unit）。
當熱處理裝置中另設有搬送單元時，只有當具有抗高溫的耐熱性及低於受熱體的玻璃基板的硬度時，才能在高溫中不發生腐蝕且可反覆使用。
此外，當熱處理裝置中另設有搬送單元時，應考慮所述搬送單元是否在不會對玻璃基板造成損傷的同時以任何方式都能夠在玻璃基板的搬送或者裝卸載中吸收衝擊或者減少摩擦。
搬送單元與玻璃基板發生接觸時，若玻璃基板產生瑕疵則製造顯示器時會判定為不良品，因此會造成費用方面的損失。
若在玻璃基板的搬送或者裝卸載中不能吸收衝擊併產生摩擦，則玻璃基板的塗層面會產生包括劃痕在內的斑痕，而且玻璃基板受到局部的熱應力，藉以在下一工序中產生不良或者細微的衝擊也會破損。
因此，需要一種高效新型的基板搬送單元，其在熱處理玻璃基板的熱處理裝置的周邊有效地搬送或者裝卸載玻璃基板，藉以可提高產品的收率並降低成本。
專利文獻1.韓國公開專利公報第10-2020-0001672號（公開日期2020年01月07日）
專利文獻2.韓國授權專利公報第10-1471028號（公告日期2014年12月10日）
專利文獻3.韓國授權專利公報第10-2081801號（公告日期2020年02月26日）
本發明要解決的一技術問題是，提供一種可安裝在熱處理裝置的齒條上使用的熱處理裝置的基板搬送單元。
本發明要解決的一技術問題是，提供一種在搬送或者裝卸載玻璃基板的過程中，藉由將傳遞到玻璃基板的衝擊進行吸收或者轉移，藉以可確保對玻璃基板的耐劃痕性的熱處理裝置的基板搬送單元。
本發明要解決的一技術問題是，提供一種能夠降低費用且高溫耐熱性優異的熱處理裝置的基板搬送單元。
根據本發明，上述目的可根據本發明的熱處理裝置的基板搬送單元來實現，其包括：熱處理裝置，其包括安裝並布置有加熱器的腔室，及在所述腔室的內部橫跨加熱器表面並設置的多個齒條；以及萬向滾球，其沿著所述齒條的表面突出地布置在適當的位置上，藉以在所述熱處理裝置進行熱處理的前後，引導基板的搬送及裝卸載。
根據本發明的實施例，所述萬向滾球可包括：頭部塊，其向所述齒條表面的垂直方向突出且內部形成有殼體；主球體，其容納在所述殼體中並以垂直方向支撐基板；基底塊，其插裝在所述熱處理裝置的腔室內部的齒條中，以彈性支撐所述頭部塊；以及緩衝彈簧，其夾設在所述頭部塊與基底塊之間並使所述頭部塊與基底塊之間形成彈性變形空間。
根據本發明的實施例，所述頭部塊的下端部和所述基底塊的上端部分別可形成有用於安置緩衝彈簧的凸緣部。
根據本發明的實施例，所述頭部塊的殼體中可填充有用於引導主球體的旋轉滾動運動的多個滾球，所述主球體用於支撐上部裝載的基板。
根據本發明的實施例，所述基底塊可由下部的組裝頭和凸緣部組成，所述下部的組裝頭沿著形成於所述熱處理裝置的腔室內部齒條上的組裝孔進行插裝；所述凸緣部的上部較下部其面積被擴展，以防止所述組裝頭的下部發生脫離。
根據本發明的實施例，所述緩衝彈簧可以為選自直線型盤簧、上部寬於下部的圓錐狀螺紋型盤簧、上下部窄中間寬的罐狀螺紋型盤簧中的任意一個。
根據本發明的實施例，所述緩衝彈簧可由因科內爾彈簧構成。
根據本發明的熱處理裝置的基板搬送單元，為了能夠安裝在熱處理裝置的齒條上並使用，在熱處理裝置的腔室內部形成萬向滾球，具有藉由簡單的結構便可減少設備增設成本的同時在熱處理裝置內有效地搬送或者裝卸載玻璃基板的效果。
根據本發明的熱處理裝置的基板搬送單元，在從熱處理裝置搬送或者裝卸載玻璃基板的過程中藉由吸收或者轉移傳遞到玻璃基板的衝擊，藉以可確保玻璃基板的耐劃痕性，可具有獲得高品質玻璃基板製造收率的效果。
根據本發明的熱處理裝置的基板搬送單元，其通過使用作為高溫下可使用的鎳-鉻耐熱合金鋼的因科內爾（inconel）彈簧，並形成包括萬向滾球的搬送單元，藉以在約705℃的溫度中也不發生氧化，可確保高溫耐久性，而且具有顯著的抗鬆弛性，因此具有在高溫下可反覆使用的效果。
下面，參照附圖對根據本發明較佳實施例的熱處理裝置100的基板搬送單元的具體內容進行說明。
本發明的說明中所使用的術語「熱處理裝置」可與「LCD玻璃焦化室」混用。「基板」可與「玻璃基板」混用。
圖1是用於說明熱處理裝置100的示例。
如圖1所示，熱處理裝置100包括設置有加熱器200的腔室110，並通過投入反應性工藝氣體對基板GL進行加熱或者乾燥的功能。
腔室110的一側具有投入口111，所述投入口111用於使需要加熱乾燥的有機發光顯示裝置或者LCD玻璃基板（以下稱之為「基板GL」或者「基板」）等的基板GL通過。
腔室110中設置有加熱器200，藉以利用其發出的熱能對通過投入口111投入的基板GL進行加熱或者通過蒸發水分進行乾燥。
更具體地，加熱器200的上/下部配置有平板發熱體，所述平板發熱體上層疊地布置有用於接收從加熱器200傳遞的熱的上/下部熱傳遞熱板（未圖示），並安裝布置在腔室110內藉以可加熱基板GL或者通過蒸發水分進行乾燥。
此外，作為腔室110的周邊部，具有用於提高基板GL的加熱乾燥效率的用於吸入含有工藝氣體的流體的吸氣口112及用於將腔室110內的流體排出的排氣口113，並可包括用於支撐並托起腔室110的支托121的框架120以及與多個匯流條131連接的導電部130，所述匯流條131與加熱器200的發熱線連接以導通電流。
此外，腔室110的內部具有橫跨加熱器200表面的多個齒條140，其可用於放置熱處理工序前後的玻璃基板GL並進行搬送或者裝卸載。
但是，現有熱處理裝置100不具有可有效地搬送或者裝卸載玻璃基板GL的搬送單元。
因此，當採用現有熱處理裝置100時，例如，在投入玻璃基板GL並進行加熱工序後，在搬送或者裝卸載經加熱處理的基板GL的作業過程中，很難有效地吸收傳遞到玻璃基板GL的衝擊。
此外，在搬送或者裝卸載基板GL的過程中，基板GL表面可能會發生劃痕，故很難製造高品質的玻璃基板，因此存在製造收率低的問題。
因此，本發明通過以形成於熱處理裝置100的腔室110內部的齒條140為中心布置的萬向滾球300，提出一種可減少設備增設成本的同時可有效地搬送或者裝卸載玻璃基板GL的熱處理裝置100的基板搬送單元A。
此外，本發明提出一種熱處理裝置100的基板搬送單元A，其在從熱處理裝置100搬送或者裝卸載玻璃基板GL的過程中，藉由吸收或者轉移傳遞到玻璃基板上的衝擊，藉以可確保玻璃基板的耐劃痕性，可獲得高品質玻璃基板製造收率。
此外，本發明提出一種熱處理裝置100的基板搬送單元A，其藉由使用作為高溫下仍可使用的鎳-鉻耐熱合金鋼的因科內爾（inconel）彈簧，形成包括萬向滾球300的搬送單元，藉以在約705 ℃的溫度下也不被氧化，可確保高溫耐久性，而且具有顯著的抗鬆弛性，藉以在高溫下可反覆使用。
圖2是圖示根據本發明一實施的熱處理裝置100的腔室110及設置於腔室110內部的基板搬送單元A的示例。
圖3是用於說明根據本發明一實施例的熱處理裝置100的基板搬送單元A的示例。
如圖2至圖3所示，根據本發明的熱處理裝置100的基板搬送單元A能夠以設置於熱處理裝置100的腔室110內部的齒條140為中心設置。
如圖2和圖3所示，熱處理裝置100的主要部分包括布置有加熱器200的腔室110及腔室110內部橫跨加熱器200表面設置的多個齒條140。
此外，熱處理裝置100的基板搬送單元A可包括萬向滾球300，所述萬向滾球300為了沿著設置於熱處理裝置100的腔室110內部的齒條140表面突出而布置在適當的位置，藉以引導基板GL的搬送及裝卸載。
圖4是節選根據本發明一實施例的熱處理裝置100的基板搬送單元A的萬向滾球300並顯示的示例。
圖5是根據本發明一實施例的基板搬送單元A的主球體330滾動旋轉型萬向滾球300的示例。
圖6是根據本發明一實施例的基板搬送單元A的主球體固定型萬向滾球300的示例。
如圖4至圖6所示，萬向滾球300由頭部塊301組成，所述頭部塊301以與齒條140表面垂直的方向突出且內部形成有殼體302，所述齒條140設置於熱處理裝置100的腔室110內部。
此外，包括主球體330，其容納在殼體302中且在垂直方向支撐基板GL。
此外，包括基底塊310，其用於彈性支撐頭部塊301且插裝在所述熱處理裝置100的腔室110內部的齒條140上。
此外，可包括緩衝彈簧320，其夾設在頭部塊301與基底塊310之間，使頭部塊301與基底塊310之間形成彈性變形空間。
如此，熱處理裝置100中對玻璃基板GL進行熱處理的前後，採用萬向滾球300搬送或者裝卸載基板GL的過程中，藉由緩衝彈簧320有效地吸收傳遞到玻璃基板GL上的垂直方向上的垂直荷重W1的衝擊，藉以可最小化施加到基板GL上的損傷。
此外，施加到基板GL上的橫向荷重S1可藉由主球體330無摩擦直接轉移，藉以能夠確保玻璃基板GL的耐劃痕性。
此外，如圖4至圖6所示，對於熱處理裝置100的基板搬送單元A的萬向滾球300而言，頭部塊301的下端部和基底塊310的上端部可分別形成有凸緣部303、313，為了穩定且無晃動地安置緩衝彈簧320，所述凸緣部303、313相比於頭部塊301的上部和基底塊310的下部，具有直徑或者寬度被擴展的寬幅面。
此外，如圖4至圖6所示，對於熱處理裝置100的基板搬送單元A的萬向滾球300而言，頭部塊301的殼體302的空白空間內填充有多個滾球331，所述滾球331引導用於支撐上部裝載的基板GL的主球體330的旋轉滾動運動。
如此，當將用於引導支撐基板GL的主球體330的旋轉滾動運動的多個滾球331填充在頭部塊301的殼體302的空白空間且將主球體330插裝在該空間中時，藉由接收從基板GL傳遞的縱橫方向的垂直荷重W1及橫向荷重S1並做出反應，藉以可引導主球體330自身的滾動運動。
由此，對於傳遞到基板GL的縱橫方向的垂直荷重W1及橫向荷重S1，主球體330可做出滾動反應，因此可最小化基於傳遞到基板GL的縱橫方向的垂直荷重W1及橫向荷重S1的摩擦阻力，故可有效減少基板GL的表面劃痕或者因摩擦導致的損傷。
此外，如圖4至圖6所示，對於熱處理裝置100的基板搬送單元A的萬向滾球300而言，基底塊310可包括下部的組裝頭311，所述下部的組裝頭311沿著形成於熱處理裝置100的腔室110內部齒條140上的組裝孔141進行插裝，組裝頭311穿設有圓孔312，圓孔312能與球型件固定配合，於本發明實施例中，齒條140的組裝孔141內設有球型件。
此外，為了防止組裝頭311的下部發生脫離，所述組裝頭311的上部可由相比於下部面積被擴展的凸緣部313組成。
圖7的（a）、（b）、（c）是顯示根據本發明一實施例的因科內爾（inconel）盤簧的示例。
如圖7所示，根據本發明的熱處理裝置100的基板搬送單元A的萬向滾球300可採用各種形狀和結構的緩衝彈簧320。
較佳可選擇性地採用如圖7的（a）、（b）、（c）的因科內爾（inconel）盤簧。
例如，可在直線型盤簧、下部寬於上部的圓錐狀螺紋型盤簧、上下部窄中間寬的罐狀螺紋型盤簧中選擇。
圖7的（a）是可將直線型盤簧作為緩衝彈簧320應用於萬向滾球300的示例。
直線型盤簧以均勻分布的力使上部的頭部塊301與下部的基底塊310之間的彈性變形空間發生變形，所述直線型盤簧基於通過主球體330傳遞的垂直荷重W1無歪曲地發生變形，因此是有利於能夠比較穩定且均勻地吸收並緩解傳遞到基板GL上的衝擊的形狀。
圖7的（b）是可將圓錐狀螺紋型盤簧作為緩衝彈簧320應用於萬向滾球300的示例。
圓錐狀螺紋型盤簧由於其上部的緩衝反應相比於下部敏感，對傳遞到基板GL上的垂直荷重W1做出迅速反應，因此可引發細微的收縮變形，因此是有利於吸收並緩解傳遞到基板GL上的細微的衝擊的形狀。
圖7的（c）是可將罐狀螺紋型盤簧作為緩衝彈簧320應用於萬向滾球的示例。
罐狀螺紋型盤簧的上部與下部緩衝均勻，彈簧的上部和下部將迅速吸收並緩解從基板GL傳遞的垂直荷重W1，而且在中間部分散向基板GL傳遞的衝擊，因此是有利於吸收和緩解傳遞到基板GL上的細微的衝擊的形狀。
緩衝彈簧320較佳可使用作為高溫下可使用的鎳-鉻耐熱合金鋼的因科內爾（inconel）彈簧。
因科內爾彈簧可以是由耐熱合金材料製成的彈簧，所述耐熱合金材料以鎳為主，且通過添加15%的鉻、6 ~7%的鐵、2.5%的鈦、1%以下的鋁、錳、矽而製成。
如此，由耐熱合金材料製成的因科內爾彈簧具有優異的耐熱性，因此具有放置在900 ℃以上的熱處理裝置100周邊，即使在氧化氣流中也不被氧化，而且在大氣中也不會浸漬的優點。
此外，直到600 ℃為止，拉伸、抗拉強度、屈服點等機械性質也不發生變化，故可作為放置於熱處理裝置100的腔室110周邊部的優選材料而使用。
包括採用因科內爾彈簧的萬向滾球300的搬送單元在熱處理裝置100的腔室110周邊部的溫度，即約為705 ℃左右的溫度下被氧化，藉以能夠確保高溫耐久性，而且能夠確保抗鬆弛性，故能夠設置在高溫熱處理裝置100的腔室110內，可以無需替換地反覆使用。
如上所述，根據本發明的熱處理裝置100的基板搬送單元A，為了能夠安裝在熱處理裝置100的齒條140上並使用，在熱處理裝置100的腔室110內部設置萬向滾球300，具有通過簡單的結構，便可減少設備增設成本的同時在熱處理裝置100內有效地搬送或者裝卸載玻璃基板GL的優點。
此外，根據本發明的熱處理裝置100的基板搬送單元A，在從熱處理裝置100搬送或者裝卸載玻璃基板GL的過程中，通過吸收或者轉移傳遞到玻璃基板GL上的衝擊，具有確保玻璃基板GL的耐劃痕性且能夠獲得高品質玻璃基板製造收率的優點。
本發明雖然參考附圖中圖示的一實施例進行說明，但本發明並不限於這些實施例，在不脫離本發明主旨的範圍內可進行修改和變形，這些修改和變形屬於本發明的技術思想。
100:熱處理裝置 110:腔室 111:投入口 112:吸氣口 113: 排氣口 120:框架 121:支托 130:導電部 131:匯流條 140:齒條 141:組裝孔 200:加熱器 300:萬向滾球 301:頭部塊 302:殼體 303:凸緣部 310:基底塊 311:組裝頭 312:圓孔 313:凸緣部 320:緩衝彈簧 330:主球體 331:滾球 A:基板搬送單元 GL:基板/玻璃基板 S1:橫向荷重 W1:垂直荷重
圖1是用於說明熱處理裝置的腔室的示例。 圖2是顯示根據本發明一實施例的熱處理裝置的腔室及設置於腔室內部的基板搬送單元的示例。 圖3是用於說明根據本發明一實施例的熱處理裝置的基板搬送單元的示例。 圖4是節選根據本發明一實施例的熱處理裝置的基板搬送單元的萬向滾球並顯示的示例。 圖5是根據本發明一實施例的基板搬送單元的主球體滾動旋轉型萬向滾球的示例。 圖6是根據本發明一實施例的基板搬送單元的主球體固定型萬向滾球的示例。 圖7的（a）、（b）、（c）是顯示根據本發明一實施例的因科內爾（inconel）盤簧的示例。（a）為直線型盤簧、（b）為圓錐狀螺紋型盤簧、（c）為罐狀螺紋型盤簧的示例。
140:齒條
141:組裝孔
300:萬向滾球
301:頭部塊
302:殼體
303:凸緣部
310:基底塊
311:組裝頭
312:圓孔
320:緩衝彈簧
330:主球體
331:滾球
A:基板搬送單元
GL:基板
S1:橫向荷重
W1:垂直荷重

Claims (7)

  1. 一種熱處理裝置的基板搬送單元，其包括： 熱處理裝置，其包括安裝並布置有加熱器的腔室，以及在所述腔室的內部橫跨加熱器表面並設置的多個齒條；及 萬向滾球，其沿著所述齒條的表面突出地布置在適當的位置上，從而在所述熱處理裝置進行熱處理的前後，引導基板的搬送及裝卸載。
  2. 如請求項1所述之熱處理裝置的基板搬送單元，其中，所述萬向滾球包括：頭部塊，其向所述齒條表面的垂直方向突出且內部形成有殼體；主球體，其容納在所述殼體中並以垂直方向支撐基板；基底塊，其插裝在所述熱處理裝置的腔室內部的齒條中，以彈性支撐所述頭部塊；以及緩衝彈簧，其夾設在所述頭部塊與基底塊之間並使所述頭部塊與基底塊之間形成彈性變形空間。
  3. 如請求項1所述之熱處理裝置的基板搬送單元，其中，所述頭部塊的下端部和所述基底塊的上端部分別形成有用於安置緩衝彈簧的凸緣部。
  4. 如請求項1所述之熱處理裝置的基板搬送單元，其中所述頭部塊的殼體中填充有用於引導主球體的旋轉滾動運動的多個滾球，所述主球體用於支撐上部裝載的基板。
  5. 如請求項1所述之熱處理裝置的基板搬送單元，其中，所述基底塊由下部的組裝頭和凸緣部組成，所述下部的組裝頭沿著形成於所述熱處理裝置的腔室內部齒條上的組裝孔進行插裝；所述凸緣部的上部較下部其面積被擴展，以防止所述組裝頭的下部發生脫離。
  6. 如請求項2所述之熱處理裝置的基板搬送單元，其中，所述緩衝彈簧為選自直線型盤簧、上部寬於下部的圓錐狀螺紋型盤簧、上下部窄中間寬的罐狀螺紋型盤簧中的任意一個。
  7. 如請求項2所述之熱處理裝置的基板搬送單元，其中，所述緩衝彈簧由因科內爾彈簧組成。
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