TWI341819B - Flat surface air bearing assembly - Google Patents

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TWI341819B TW096143356A TW96143356A TWI341819B TW I341819 B TWI341819 B TW I341819B TW 096143356 A TW096143356 A TW 096143356A TW 96143356 A TW96143356 A TW 96143356A TW I341819 B TWI341819 B TW I341819B
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Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於空氣軸承組件，以及特別是使用作為處 理或量測平板基板之空氣軸承組件。 【先前技術】 平坦基板例如為玻璃基板在切割或任何其他處理過程 後進行檢驗應力變形，該處理過程會影響空氣轴承組件上 基板品質。空氣轴承組件通常具有平坦上側表面之單件石 墨。石墨一般為非常厚足以確保得到實心，穩定，及平坦平 台。通常，需要施加空氣壓力（或另一流體)或產生真空壓 力於空氣軸承組件與基板之間。真空壓力以及空氣壓力藉 由空氣以及真空洞孔組合傳送，該洞孔位於通過空氣轴承 表面組件。真空壓力及空氣壓力使用來固定基板(例如作 為測試用途）或懸浮基板為特定懸浮高度於空氣軸承組件 上方作為呆作以及檢驗用途。 空氣壓力以及真空壓力分別地藉由空氣洞孔^及真空洞 孔施加於基板。空氣及真空洞孔排列於整個空氣軸承組件 以確保適當的懸浮高度，以及保持基板之平坦性。沒有真 空洞孔，空氣壓力更容易地建立於基板中央處，因為經由空 氣洞孔提供之空氣並不會立即地由基板與空氣軸承組件間 溢失。加以比較，空氣較為容易地通過基板之邊緣溢失。 在基板中央增進之空氣壓力會使基板之彎曲以及變形。經 由真空洞孔提高之真空壓力有助於防止在基板中央處過度 空氣壓力增加。因而，基板之平坦度藉由空氣及真空洞孔 在整個基板表面保持均勻的壓力加以控制。 一般，空氣及真空洞孔延伸經過空氣軸承組件之整個 厚度，該組件非常厚。非常不幸地，鑽取空氣及真空洞孔經 由整個組件會使整個2氣轴雜件結構整體性弱化。除此 ’鑽出非常小的紐it過堅硬㈣例如^墨為料困難的 。在鑽孔遭遇的問題為洞孔可能並不延伸於適當之轴向（ 例如垂直於石墨之平坦上赚面)，洞孔為並鹤當之斷面 形狀(例如為橢_而形)，或使用來鑽取洞孔之鑽頭 受到損壞。由於空氣轴承組件紐結構整體性解持組件 穩定，平坦上側表面(例如，以操作以及處理基板)為重要的 ，傳統表面組件無法令人滿意。 因而，業界存在需求使空氣轴承組件之各別空氣以及 真空官線按裝於組件内而並不需要鑽孔通過整個组件之厚 度。 【發明内容】 本發明說明平坦表面空氣軸承組件以及其組裝方法。 空氣轴承組件包含具有實質上平坦頂部之上側部份以支樓 基板，下側部份以對上側部份提供剛性及支樓，以及多個分 h器位於上側部份以及下側部份，以保持上側部份以及下 側部份為分隔關係。分隔器能夠放置各別空氣管線以及真 空官線位於上側及下側部份之間。這些空氣及真空管線使 用來控制空氣軸承組件上側部份之頂部表面上的空氣床。 本發明方法說明如何組裝空氣軸承組件。一旦組裝後 ’整個空氣軸承組件提供剛性與單件空氣軸承組件情況相 同’同時允許空氣送達上側部份之上側表面。多件之底部 組件能夠使多個小直徑洞孔為石墨或類似材料之薄的上側 _’以及提供適當剛性以在底部組件之上側表面上達到 低誤差平坦性。 業界熟知此翻谢“在麟_容 解本發明之其他項目，特性，以及優點。 【實施方式】 >考附圖，其中相同的婁丈字代表相同的元件，顯示於圖 1-5為不同觀點之空氣轴承組件。 β圖1為空氣轴承組件i 〇〇之分解圖。空氣轴承組件· 胃+ial® 1〇丨，由歸面使时麟麵作於基板 並未顯π出）上。組件1〇〇包含上側部份1〇2，多個分隔器 哪至1〇6„(共同為_，多個空氣/真空線路胤至既 (共同為108)，以及下側部份11〇。這些元件共同地规例 如懸子或固定於適當處)勤反於空氣床而在組件1〇〇上側部 h 102上方。能夠使用空氣床作為處理例如絲之乾燥及 固化。紐亦可作量測，切割某一尺寸，以及檢視應力特性 以及組件上其他觀。例如，缺可驗璃級，玻璃陶究 基板等。 •L側部份102位於下側部份11〇上，減功能性地藉由 多個分隔ϋ 1G6加以分離。在本發明—個或多個實施例中， 上側部份102更進-步包含多個洞孔(或開口廳至肌（ 共同為104)由頂部表面ι〇1延伸至上側部份1〇2之底部表面 109。各別空氣/真空管線1〇8輕合至每一洞孔刚以提供空 1341819 氣壓力及真空壓力至上側部份102之頂部表面。在另—實 施例中，一條空氣/真空管線可供應超過一個洞孔或超過— 條管線108可供應相同的洞孔1〇4。 洞孔104密度相當高足以對基板提供空氣轴承而不會 太高而損及上侧部份102結構整體性，特別是當上側部份由 石墨形成時。洞孔刚密度不能太高，使得採肖充份^分 隔器106以維持上側部份1〇2相對於下侧部份11〇為實質均 勻之平坦性。可加以變化或額外地^洞孔1〇4之密度不能太 高使得分隔器106位於相當接近足以維持上側部份1〇2相對 於下側部份110為實質均勻之平坦性。在一個或多個實施 例中，洞孔104之放置及密度使得多個分隔器1〇6放置為實 =上均勻之陣列。洞孔104之位置以及密度將使得每一分 隔器106之表面積相當大足以共同地支撐及簡上側部份 102相對於下側部份110為實質上均勻之平坦性。 下側部份110比組件100上側部份102厚，以及對基板 1〇〇提供剛性以及支撐。在本發明—個或多個實施例中下 ，部份110厚度約為28英叶，以及上侧部份1〇2厚度約為1〇 央σ寸。在本發明-個或多個其他實施例中，下側部份11〇厚 度可高達36射，以及上側部份1〇2厚度約為4至18英十顯 著特性為下側部份110實質上比上側部份102 *。下側部份 可由石墨或任何能夠支樓組件1〇〇上側部份1〇2之材料 出。在-些情況巾，難以得耿面積^墨以形成下側 部份110(或上側部份102)。因而，作為另一實施例如圖1虛 線所顯示’下側部份110(或上側部份102)可由奴墨個各
頁 1341819 別組件(部份)製造出，纟組裝1乂及鎖定在—起將形成下側 部份110。可採用機械外形來相互結合多個部份，例如鳩尾 接合或其他機械魏物。假如使_膠來_相互結合多 個部份,可接受之石墨膠可由TRU—STONE Waite Pai^ ’ Minnesota 供應。 •. 上側部份102可實質上比下側部份m薄以及由堅硬平 坦物質例如石墨製造出。上侧部份撤之頂部表面⑻的平 # 坦度有驗藉由上側部份⑽簡基板之平坦性。在本發 明-項或多項實施例中，如圖3所示，多個分隔器1〇6直接地 或間接峽接至上側部份⑽之底部表面戰以及排列方 式使得分隔器並不會干擾多個洞孔104及/或耦合至每一洞 孔之空氣/真空管線108。 z 分隔器106支樓上側部份102,與下側部份11〇為分隔之 關係。因而，上側部份102當空氣軸承組件1〇〇完全組裝後 並不直接接觸下侧部份110。如圖2-3所示，分隔器⑽能夠 • 使冑氣/真空官線108進入由分隔器1〇6形成在下側部份11〇 及上側部份102間之體積以及耦合至各別洞孔丨〇4。分隔器 106可由任何堅硬平坦物質例如為石墨形成。分隔器1〇6亦 可由研磨溝槽形成，其與下側部份110之頂部表面及/或上 側部份102之底部表面整體形成。注意只有三條空氣/真空 管線108顯示於圖2中，業界熟知此技術者了解能夠採用任 何數目之管線108而並不會脫離本發明之精神及範圍。 分隔器106可為形狀，尚度以及表面積之任何組合口 要分隔器106可操作來維持組件酬之下側部份11〇與上側 邹份102為分隔之關係。如先前所說明，每一分隔器⑽之 表面積應軸當大足以共同地支標以及保持上側部份i 02 相對於下側部份110為實質上均勻平垣的。在一個或多個 實施例中，每—分隔Ε⑽具有表面雜觸上側或下側部份 102’ 110約25至125平方英忖。在本發明一個或多個實施例 中，分隔益106為高度為1, 5英对以及直徑約3英忖之圓柱形 。在本發明-個或多個其他實施例中，分隔器1〇6高度為1 至6英时以及直徑為2至6英忖。注意分隔器並不必需為圓 形；而可細贿適當的職符合上述職·途以及 功能。 空氣/真空管線108輕合至洞孔1〇4。再次地，空氣/真 空官線108可獨立地連接至每一洞孔1〇4如圖3所示其可供 應超過-個洞孔刚，或多於—條管線⑽可供應至相同的 洞孔104。使用空氣/真空管線1〇8以提供空氣壓力，真空壓 力’或其組合至組件100上側部份102之頂部表面1〇1。至少 些’以及可能全部空氣/真空管線可獨立地控制，使得 洞孔之壓力或真空值可加以調整。在該情況下，可共同地 使用空氣/真空管線1〇8以控制上側部份1〇2頂部表面ιοί之 空氣床。空氣床使基板以特定（以及可控制)懸浮高度地懸 浮於上側部份102上。沿著整個基板之平均壓力藉由控制 向上地懸浮基板，以及向下拉引基板之真空壓力之組合而 加以保持。空氣壓力以及真空壓力之組合功能亦可作為乾 燥或固化基板。空氣/真空管線〗08可由例如不鏽鋼或塑膠 材料製造出。 1341819 參考圖5,其為組件loo之斷面洞孔1〇4由頂部表面仙 延伸至上側部份102之底部表面⑽。在本個或多個 實施例中，洞孔直捏在〇. 03至〇· 75英时範圍内。如圖3所示 ’洞孔104排列方式使得其位置並不會干擾上側部份⑽之 底部表面⑽上的分隔器⑽位置。分隔器_之位置及密 度以及洞孔1()4德置及細乡條妓/真空管線 108路線由洞孔104經由形成於上側部份1〇2，下側部份训 ’以及分隔器106間之溝槽，以及由上側及下側部份魔ιι〇 之間離開。明顯地洞孔刚並不延伸私或經由底部部份 110。雖然本發明並不受祕任何操作理論，將洞孔舰限 制為組件100之相當薄的上側部份102, #與傳统組件作比 較時’相#其能夠確保結構更穩定之系統。 在本發明一個或多個實施例中，上側部份102包含至少 部份對紐可魏齡舰104鈔為_面積之需求。 該氣體可滲透材料可由例如NEW WAY AIR be_g Μ〇η ’ PA提供。組件⑽以相同的方式_功能，其中上側部份 102藉由分隔器106支撐於下側部份110上。空氣/真空管線 101 位於上側部份102及下側部份110之間，提供空氣壓力， 真空壓力’或其組合至組件1GG上側部份102之頂部表面。 條或$條空氣/真空管線1〇8可供應空氣至可滲透部份。 在一些實施例中’提供分離開孔(連通相關管線 渗透部份崎卿知1(Π餘龄。 圖6為組裝$氣輪承組件100方法之流程圖。在步驟 600中’提供空氣輪承組件100之上側及下側部份102,11〇。 巧丄〇丄y 孔104通過上側部份1G2,狐密度足 呆滅軸承功能形成於表面101處以懸浮基板。不過 «U、料駄如雜適當數目分驗⑽可放置於上 =部份102之底部表面上而並不杆擾狐鹰。當分隔 雜於下側部份110上時，分隔器1〇6數目及 必需保持上側部細充份地平坦。在步驟 f線⑽由上側部_週邊經由分隔器到達洞孔1〇4真
在步驟608中，組件1〇〇之上側部份1〇2被倒 之下側部份110上。 《且件 下側部份110經由分隔器106對上側部份1〇2提供剛性 及支撐上側。(^ 102,分隔器106,以及下側部份110可利 用例如上酬朗由葡_STQNE轉提供_ 製ι且件1GG之方式有益地允許操作員形成洞孔刚於 部份102,放置分隔器廳以及管線1〇8於適當位置而並不必 需細^乍相當大及笨重之下側部份110。一旦這些元件轉合
至較薄上側部份102,較容易移動之上側部份脱 下側部份110上。 本發明-個或多個實施例提供改良空氣軸承組件。多 狀组件100允許多個小施同孔在石墨或類似材料之較 薄上側部份102中，以及下側部份11〇提供適當剛性以在組 件100之上側表面1G1上達成低誤差平坦性。藉由將組件 100區分為兩個分離部份，可避免必需提供洞孔例如空氣洞 孔以及真空洞孔1〇4經由整個組件100厚度。分隔器1〇6策 略性贼置於組件上側部份102及下側部份no之間，允許 第12 頁 放置分隔器而不產生干擾602;連接分隔器至上側部份而並 不會干擾洞孔以及確保放置將保持上側部份之平坦性6〇4; 對空氣供應及真轉線魏由上綱份週邊通過分隔器以 及到達洞孔6G6;倒置及絲姻部份於下_份上 結束610。 ’
第14 頁

Claims (1)

1341819 |(5b年（月 口 十、申請專利範圍： 1·—種空氣軸承組件，其包含： 上側部份，其具有多個供應空氣及真空洞孔經由其中； 下側部份；以及 多個分隔器放置於上側以及下側部份之間以及保持上側 以及下側部份為分隔之關係， 其中供應空氣及真空洞孔之密度將提供基板之 空氣轴承以及維持分隔器之數目及相鄰距離將保持上側部 份相對於下側部份為相當均勻平坦性。 2.依據申凊專利範圍第1項之空氣軸承組件，其中洞孔位置 及密度使得多個分隔器放置為相當均勻陣列。 3·依據申請專利範圍第！項之空氣軸承組件，其中洞孔位置 及岔度使得母一分隔器表面積為相當大足以共同地支樓及 保持上側部份相對於下側部份為相當均勻平坦性。 4.依據申請專利範圍第3項之空氣軸承組件，其中每一分隔 器接觸上側或下側部份之表面積為25至125平方英吋。 5·依據申請專利範圍第3項之空氣轴承組件，其中每一分隔 器形狀為直徑3至6英对之圓柱形。 6. 依據申請專利範圍帛3項之空氣轴承組件，其中每一洞孔 直徑為0.00至0.75英忖。 7. 依據申請專利範圍帛1項之空氣軸承組件,其中更進一步 包含： 第15頁 096143356 1003036483-0 T341819 多個供應空氣加以及真空管線耦合至洞孔， 其中分隔器之位置及密度以及洞孔之位置及密度使得多 個供應空氣及真空管線由洞孔經由形成於上側部份，下側 部份以及分隔器間之溝槽，以及由上側以及下側部份之間 離開。 8. 依據申請專利範圍第1項之空氣軸承組件，其中上側以及 下側部份由石墨形成。 9. 依據申§青專利範圍第8項之空氣軸承組件，其中上側部份 比下側部份薄。 10. 依據申請專利範圍第1項之空氣軸承組件，其中上側部 份厚度為4至18英吋，以及下側部份厚度為2〇至邪英吋。 11. 依據申請專利範圍第1項之空氣轴承組件，其中更進一步 包含多條空氣管線以及多條真空管線位於上側部份以及下 側部份之間。 12. 依據申請專利範圍第丨項之空氣軸承組件，其中上側部 份之平坦性為50微米或更小。 13. 依據申凊專利範圍第1項之空氣轴承組件，其中下側部 份包含多個各別部份耦合在一起形成下惻部份。 14. 一種空氣軸承組件其包含： 由石墨形成之上側部份，其具有多個供應空氣及真空洞 孔經由其中，可操作地產生基板之空氣轴承； 由石墨形成之下側部份；以及 第16 頁 096143356 1003036483-0 以m隔器放置於上側以及下側部份之間以及保持上側 15. 依據申請專利範圍第14項之空氣轴承組件 通過上側邹份，但是並不通過下側部份。 、/β ’ 16. 依據申請專利範圍第14項之 比下__。 ㈣^且仵，其中上側部私 17. β-種組妓氣軸承裝置之方法，财法包含.. 赌Μ，部份，每—部份由石墨所構成以 及已3上側表面以及下側表面； 鑽取多個概通過上_份，但是並不通過下側部份； 放置多個分隔器於上側部份及下側部份之間而並不會干 擾洞孔，多個分隔器可操作來保持上側部份及下側部份 分隔關係。 18.依據申請專利範圍第17項之方法，其中放置多個分隔器 〜驟匕S在按裝上侧部份於下側部份之前，柄合分隔器 至上側部份之下側表面。 19.依據申請專利範圍第18項之方法，其中更進一步包含在 按裝上=部份於下側部份之前輕合多條空氣管線以及多 條真空管線至糾_孔以及使空氣管線以及真空管線通過 至少一些分隔器。 20.依據中請專利範圍第17項之方法，其中更進—步包含: 放置上側部份於下_份上，並使分_導引朝向下側 第17頁 096143.356 100305 1341819 部份之上側表面；以及 進行按裝步驟。 第18頁 096143356 • 〆 · 100303.6483-0 1341819 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（一）圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 空氣軸承組件100;表面101;上側部份102;洞 孔 104,104，...，104;分隔器 106,106^..,106^ 空氣 / 真 空線路108,底部表面109;下側部份110。 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式:
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