TWI529850B - 基板吸附裝置防塵設計 - Google Patents

Description

基板吸附裝置防塵設計

本發明係關於一種基板吸附裝置；具體而言，本發明係關於一種基板吸附裝置防塵設計。

液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、電漿顯示器(Plasma Display Panel,PDP)等裝置的製程中常使用機械手臂等設備來搬運基板。機械手臂常藉由裝置於其上的真空吸盤以吸附的方式固定住承載於其上的基板，待搬運至適當的位置之後再將基板從真空吸盤上釋放開來。真空吸盤吸附物品的原理是利用了當吸盤與物品之間保持真空時，其壓力小於外界的大氣壓力，使得吸盤與物品之間產生相對的吸力而產生吸附物品的效果。

圖1A為習知機械手臂搬運基板的示意圖。如圖1A所示，每個機械手臂1上設有多個真空吸盤2，真空吸盤2將放置於其上的玻璃基板3吸附固定後托起搬運。如圖1B所示，習知的真空吸盤包含基座1、真空吸盤密封環2、真空吸盤襯墊3及真空吸盤襯墊上蓋4。真空吸盤襯墊3及真空吸盤襯墊上蓋4之間的間隙G₁使得空氣中的粉塵等雜物藉此侵入真空吸盤的結構，長此以往會累積不少雜物，甚而影響真空吸盤的作動。此外，如圖1C所示，真空吸盤在作動時，真空吸盤襯墊3會下降而使它與真空吸盤襯墊上蓋4之間的間隙變大為G₂，使得雜物的侵入更加容易。尤其是在搬運玻璃等易碎材質基板的過程中，難免會產生碎屑掉落，很容易對真空吸盤的作動產生影響，進而影響吸盤與被吸附的基板之間的真空度，嚴重時甚至會造成真空吸盤無法吸附基板。

本發明之目的在於提供一種基板吸附裝置，改善上述先前技術中的問題，防止粉塵或碎屑等雜物的侵入而影響其吸力。

本發明基板吸附裝置包含基座、彈性密封環、吸附盤及錐管狀彈性襯套。基座包含頂板，頂板上形成凹陷部，凹陷部的周緣上形成一朝向凹陷部中心突伸的凸緣；彈性密封環設置於凹陷部內；吸附盤設置於彈性密封環上，包含一部分位於凹陷部內，並有一吸附面突出於頂板外，藉由吸附盤可使彈性密封環壓縮而相對於基座而移動；錐管狀彈性襯套具有窄口緣及寬口緣，其中窄口緣連接於吸附盤，當吸附盤壓迫彈性密封環使其向內陷入凹陷部時，同時會帶動窄口緣對錐管狀彈性襯套壓迫而產生形變，寬口緣則可滑動地貼合於頂板上凹陷部的外側，並遮蔽吸附盤與凸緣間之間隙，防止粉塵或碎屑等雜物侵入基板吸附裝置。

本發明提供一種基板吸附裝置。在較佳實施例中，本發明之基板吸附裝置係應用於各種需要利用真空吸盤吸附、搬運基板元件的製程，譬如在液晶顯示器、電漿顯示器等設備的製程中，將此基板吸附裝置設置於無塵室的機械手臂上，用以進行玻璃基板的吸附與搬運。

圖2A為本發明基板吸附裝置的一實施例的示意圖。圖2B為圖2A所示基板吸附裝置實施例的爆炸圖，圖2C則為圖2A所示的基板吸附裝置實施例的剖視圖。如圖2B、圖2C所示，此基板吸附裝置包含基座10、彈性密封環20、吸附盤30及錐管狀彈性襯套40。基座10包含頂板11，基座10上並有一對應於頂板11的形狀的陷入，使頂板11容納於其中。頂板11上形成有凹陷部111朝基座10內凹陷，頂板11圍繞凹陷部111的周緣上形成凸緣112。如圖2B所示，凹陷部111在頂板11上形成一圓盤狀陷入。如圖2C所示，凸緣112突出於頂板11表面，並朝向凹陷部111中心水平突伸。其中凸緣112的內徑小於凹陷部111的內徑，使得凹陷部111的開口的一部份被凸緣112所遮蔽，形成一穴形空間。在不同實施例中，如圖3所示，基座10之上另設置有底盤14，此時包含頂板11之上蓋13則對應覆蓋在底盤14上。凹陷部111則由上蓋13及底盤14共同包圍形成。

如圖2C所示，彈性密封環20設置於凹陷部111內，包含抽氣通道21。吸附盤30設置於彈性密封環20上，包含吸附面31、錐管壁32、底緣33及外抽氣孔34。吸附面31自凹陷部111突出於頂板11之表面以供與基板相接觸。錐管壁32自吸附面31的端緣朝基座10的方向向下並往外延伸。底緣33係自錐管壁32的底部朝凹陷部111的側壁的方向向外突伸出。吸附盤30未作動時，亦即未承載基板時，底緣33與凹陷部111的側壁保持一定的距離。底緣33的頂面與凸緣112面對凹陷部111底部的一內面相對應，其底面則與凹陷部111的底部保持一定的距離。其中底緣33的內徑大於吸附面31的外徑，使得吸附盤30的剖面形成一個底緣具有凸緣的梯型；底緣33的外徑則大於凸緣112的內徑，使得吸附盤30卡合於凸緣112所包圍的凹陷部111內，而不會脫離凹陷部111。

如圖2C所示，錐管狀彈性襯套40的上下兩端分別形成為窄口緣41及寬口緣42，使得錐管狀彈性襯套40形成一個中空的錐管包圍環繞吸附盤30及其下之彈性密封環20。在本實施例中，錐管狀彈性襯套40係採用橡膠材質；然而在不同實施例中，可以採用其他具有彈性的材質。如圖2C所示，在未作動時，錐管狀彈性襯套40與錐管壁32之間夾一第一角度A₁；亦即錐管狀彈性襯套40自錐管壁32再向外張開第一角度A₁，以減少錐管狀彈性襯套40與錐管壁32之間的摩擦。在本實施例中，第一角度A₁介於5度至8度之間，然而在不同實施例中，第一角度A₁可以為不同的角度。

如圖2C所示，在本實施例中，錐管狀彈性襯套40的固定方式係先在錐管壁32上形成環狀凹槽321，然後將窄口緣41卡合於錐管壁32的環狀凹槽321中。然而在不同實施例中，如圖4A、圖4B所示，可先在錐管壁32上嵌設一個金屬或其他材質的環片50，再將錐管狀彈性襯套40之窄口緣41卡合於環片50下方，其中環片50可為市售的C形扣環。在本實施例中，形成環狀凹槽321的方式較佳係以射出成型的方式形成；然而在不同實施例中，亦可以車切等方式形成。

如圖2C所示，寬口緣42貼合於頂板11上凹陷部111的外側，以遮蓋住吸附盤30與凸緣112之間的間隙，防止粉塵或碎屑等雜物侵入基板吸附裝置。如圖2C所示，在較佳實施例中，可將寬口緣42貼合於凸緣112的頂面；然而在其他實施例中，如圖5所示，亦可將寬口緣42貼合於凸緣112外側的頂板11上。

圖6為圖2A所示的基板吸附裝置作動時的剖視圖。如圖6所示，當基板吸附裝置作動時，譬如將基板100放置於吸附盤30上加以吸附時，可藉由吸附盤30向下擠壓彈性密封環20，使彈性密封環20壓縮而朝凹陷部111的底部移動而陷入凹陷部111內。彈性密封環20可持續被壓縮，直到底緣33的底面與凹陷部111的底部相接觸為止。此外，當吸附盤30受力而向下擠壓時，會同時帶動窄口緣41壓迫錐管狀彈性襯套40而使其壓縮而變形；錐管狀彈性襯套40壓縮變形時，寬口緣42可以在原先所貼合的表面上作相對的滑動，此時錐管狀彈性襯套40與錐管壁32之間的夾角也相應地改變。

如圖6所示，當彈性密封環20受吸附盤30擠壓而陷入凹陷部111內時，寬口緣42自錐管壁32向外張開一第二角度A₂，其中第二角度A₂大於未作動前的第一角度A₁，因此可知錐管狀彈性襯套40與錐管壁32之間的摩擦在作動後不會變大。當吸附盤30的受力消失時，彈性密封環20會朝向凹陷部111的底部的反方向移動而回復到原位置，同時管狀彈性襯套40會產生一個回彈力回復原形，使得寬口緣42與錐管壁32之間回復到原先的夾角，即第一角度A₁。

在本實施例中，係藉由抽氣的方式造成真空，使吸附盤吸附放置於其上的基板。如圖6所示，基座10上包含連通於凹陷部111的內抽氣孔12；彈性密封環20中形成一抽氣通道21連通於內抽氣孔12；吸附盤30上的外抽氣孔34則與抽氣通道21相連通。換言之，內抽氣孔12經由抽氣通道21貫通至外抽氣孔34。當基板吸附裝置作動時，產生一吸力自吸附面31上的外抽氣孔34抽氣，以吸附放置於吸附盤30上的基板。

圖7為圖2A所示的基板吸附裝置中的吸附面的俯視圖。如圖7所示，吸附面31上除了形成有外抽氣孔34以外，在外抽氣孔34周圍形成多個內凸脊311，並在吸附面31的外緣形成外凸脊312。外凸脊31為環狀，當外抽氣孔34抽氣吸附基板時，可防止外面的空氣進入吸附面31；多個內凸脊311有間斷地環繞外抽氣孔34而設置，使得吸附面31上的空氣能通過不同內凸脊311之間的間隙而進入外抽氣孔34。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

10．．．基座

11．．．頂板

111．．．凹陷部

112．．．凸緣

12．．．內抽氣孔

13．．．上蓋

14．．．底盤

20．．．彈性密封環

21．．．抽氣通道

30．．．吸附盤

31．．．吸附面

311．．．內凸脊

312．．．外凸脊

32．．．錐管壁

321．．．環狀凹槽

33．．．底緣

34．．．外抽氣孔

40．．．錐管狀彈性襯套

41．．．窄口緣

42．．．寬口緣

50．．．環片

100．．．基板

圖1A為習知機械手臂搬運基板的示意圖；

圖1B為習知真空吸盤的剖視圖；

圖1C為習知真空吸盤作動時的剖視圖；

圖2A為本發明基板吸附裝置的一實施例的示意圖；

圖2B為圖2A所示基板吸附裝置實施例的爆炸圖；

圖2C為圖2A所示的基板吸附裝置實施例的剖視圖；

圖3為圖2A所示的基板吸附裝置中的基板的另一實施例剖視圖；

圖4A為圖2A所示的基板吸附裝置中的錐管狀彈性襯套的固定方式的另一實施例爆炸圖；

圖4B為圖4A所示的基板吸附裝置的實施例的剖視圖；

圖5為圖2A所示的基板吸附裝置中的錐管狀彈性襯套的另一實施例剖視圖；

圖6為圖2A所示的基板吸附裝置作動時的剖視圖；

圖7為圖2A所示的基板吸附裝置中的吸附面的俯視圖。

10．．．基座

11．．．頂板

111．．．凹陷部

112．．．凸緣

12．．．內抽氣孔

20．．．彈性密封環

21．．．抽氣通道

30．．．吸附盤

31．．．吸附面

311．．．內凸脊

312．．．外凸脊

32．．．錐管壁

321．．．環狀凹槽

33．．．底緣

34．．．外抽氣孔

40．．．錐管狀彈性襯套

41．．．窄口緣

42．．．寬口緣

Claims (10)

1. 一種基板吸附裝置，包含：一基座，包含一頂板；其中該基座自該頂板朝內形成一凹陷部，該頂板並自該凹陷部周緣向中心突伸形成一凸緣；一彈性密封環，設置於該凹陷部內；一吸附盤，設置於該彈性密封環上，部分位於該凹陷部內且可壓縮該彈性密封環以相對該基座移動，該吸附盤包含一吸附面，係突出於該頂板外；以及一錐管狀彈性襯套，具有一窄口緣及一寬口緣；其中該窄口緣係連接於該吸附盤突出於該凸緣之部分，該寬口緣則可滑動地貼合於該頂板外側，並遮蔽該吸附盤與該凸緣間之間隙；當該吸附盤壓迫該彈性密封環向內進入該凹陷部時，同時帶動該窄口緣壓迫該錐管狀彈性襯套產生形變；該錐管狀彈性襯套相對該吸附盤之移動方向具有一第一角度，當該吸附盤壓縮該彈性密封環以陷入該凹陷部內時，該錐管狀彈性襯套被壓迫而向外張開一第二角度，其中該第二角度係大於該第一角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板吸附裝置，其中該吸附盤更包含：一錐管壁(horn wall)，係自該吸附面之端緣朝該基座延伸；以及一底緣，係自該錐管壁之底部向外突伸並對應該凸緣之內面；其中該底緣之內徑係大於該吸附面之外徑，且該底緣之外徑係大於該凸緣之內徑；其中該錐管狀彈性襯套之該窄口緣係連接於該錐管壁 突出於該凸緣之部分。
3. 如申請專利範圍第2項所述之基板吸附裝置，其中該錐管狀彈性襯套自該錐管壁向外張開該第一角度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之基板吸附裝置，其中該第一角度係介於5度至8度間。
5. 如申請專利範圍第3項所述之基板吸附裝置，當該吸附盤壓縮該彈性密封環以陷入該凹陷部內時，該錐管狀彈性襯套被壓迫自該錐管壁向外張開該第二角度，其中該第二角度係大於該第一角度。
6. 如申請專利範圍第2項所述之基板吸附裝置，其中該錐管壁上形成有一環狀凹槽，該錐管狀彈性襯套之該窄口緣係卡合於該環狀凹槽內。
7. 如申請專利範圍第2項所述之基板吸附裝置，其中該錐管壁上嵌設有一環片，該錐管狀彈性襯套之該窄口緣係卡合於該環片下方。
8. 如申請專利範圍第1項所述之基板吸附裝置，其中該基座包含一內抽氣孔連通該凹陷部，該彈性密封環形成有一抽氣通道連通於該內抽氣孔，該吸附盤包含一外抽氣孔連通該抽氣通道以自該吸附面上抽氣。
9. 如申請專利範圍第1項所述之基板吸附裝置，其中該基座包含一上蓋及一底盤，該頂板係位於該上蓋，該上蓋及該底盤共同圍成該凹陷部。
10. 如申請專利範圍第1項所述之基板吸附裝置，其中該錐管狀彈性襯套之該寬口緣則貼合於該凸緣之頂面。