TWM610392U - 使用於基板製程中與遮罩結合之治具 - Google Patents

Abstract

本創作係提供一種使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該治具於本體之基座表面上為定位有基板，並於基座周圍之邊框上設有複數穿孔及容置槽，且各容置槽內裝設之壓扣組件包含一底座、設置在底座二側之導軌、位於二導軌間之壓塊及彈性元件，再於二導軌相對內側處分別設有前方具轉折段之軌槽，且壓塊二側處分別設有沿著軌槽的轉折段於進退行程中作縱向高度的動作變化之複數凸輪，當遮罩結合於本體上並由底部之對扣件分別伸入於穿孔中，可通過彈性元件來帶動壓塊朝穿孔方向移動，使其前方之扣持部由上往下扣壓於對扣件上，以改善傳統夾持扣具在扣合時很容易推擠導致不到位、扣合力不足和磨擦產生粉屑的狀況，進而提升製程的品質與良率。

Description

使用於基板製程中與遮罩結合之治具

本創作係提供一種使用於基板製程中與遮罩結合之治具，尤指壓扣組件之壓塊於扣合時，可利用凸輪配合導軌之軌槽作縱向高度的動作變化，並使壓塊之扣持部由上往下扣壓於遮罩之對扣件上，可避免在側向扣合時很容易推擠不到位、磨擦產生粉屑的狀況。

按，現今製造產業面臨勞工短缺及環保意識的高漲、人工與經營成本的提高，並由勞力密集而轉型成技術性密集的壓力，業者大都運用生產線自動化技術及治具輔助來改善經營體質與降低成本，達到縮減人力、節省工時及提高產能之目的，而隨著生產線製程的多元化及自動化技術及治具的運用更加地廣泛，也使得相關的製程設備廠商必須要不斷投入研究與開發，才能滿足生產端的製程需求。

再者，在製造產業的生產線自動化作業中，大都會應用到廠房內部不同的工站進行各種加工、檢驗、清洗、組裝、品管、倉儲與搬送等生產流程，並於基板的加工製程中，包含薄膜電晶體陣列基板、指紋感測晶片或半導體晶片等，為了因應不同製程的需要，必須利用治具或保護框架來進行承載及調整對位，再由輸送設備搭配機械手臂移載至各工站位置進行加工，其中該指紋感測晶片的極化或半導體晶片的微影製程中， 還需要將治具與遮罩結合，並利用直流高電壓穿過遮罩之透空區來對壓電薄膜進行極化處理後，以提升壓電特性，或是可將光源穿過遮罩之透光部來對基板進行曝光或退火處理，以利於後續相關加工製程、蝕刻得到圖案化的電極等生產流程。

此外，遮罩在結合於治具上的過程中，係利用機械手臂將遮罩移動至治具上方，再下降罩覆於治具上，並由遮罩之對扣件分別伸入於治具在基板周圍處之穿孔中，便可將夾持扣具之壓塊側向扣合於遮罩之對扣件上，惟該壓塊扣合時很容易推擠對扣件導致不到位、扣合力不足和磨擦產生粉屑的狀況，不僅會造成對位上的誤差，並於後續在遮罩連帶將治具和基板一起搬移的過程中可能發生鬆脫或掉落之問題，且磨擦產生的粉屑掉落至基板上或入塵，也會影響到製程的品質與良率，則有待從事於此行業者重新設計來加以有效解決。

故，新型創作人有鑑於上述缺失，乃搜集相關資料經由多方評估及考量，並利用從事於此行業之多年經驗持續的試作與修改，始設計出此種使用於基板製程中與遮罩結合之治具的新型專利誕生。

本創作之主要目的乃在於治具於本體之基座表面上為定位有一基板，並於基座周圍之邊框上設有複數穿孔及容置槽，且各容置槽內裝設之壓扣組件包含一底座、設置在底座二側之導軌、位於二導軌間之壓塊及彈性元件，再於二導軌相對內側處分別設有前方具轉折段及止擋面之軌槽，且壓塊二側處分別設有複數凸輪，當遮罩結合於本體上，並由底部之對扣件分別伸入於穿孔中，可通過彈性元件帶動壓塊朝穿孔方向移動， 並使壓塊之凸輪沿著軌槽的轉折段於進退行程中作縱向高度的動作變化，再抵持於止擋面上，便可將壓塊前方之扣持部由上往下扣壓於對扣件上，以改善傳統夾持扣具在側向扣合時很容易推擠導致不到位、扣合力不足和磨擦產生粉屑的狀況，並提升製程的品質與良率。

本創作之次要目的乃在於當遮罩罩覆於本體上，可利用遮罩底部之抵貼膜片與邊框上對應之貼附元件貼合，增加彼此間的摩擦力以防止產生錯位的相互滑動，甚至是偏移或翹起的現象，以利於將壓扣組件之壓塊確實扣壓於遮罩之對扣件上，使整體結構更為穩固。

1:本體

11:基座

111:定位區間

12:邊框

121:穿孔

122:容置槽

123:沉孔

1231:平頭螺絲

13:定位機構

131:滑移桿

132:頂推塊

1321:退位孔

133:壓縮彈簧

134:固定板

14:貼附元件

2:壓扣組件

21:底座

211:定位部

2111:定位柱

212:滑移槽

2121:穿置孔

213:擋板

2131:通孔

22:導軌

220:滑移空間

221:限位塊

2211:接合孔

222:軌槽

2221:轉折段

2222:止擋面

23:壓塊

231:凸輪

2311:套環

232:扣持部

2321:凹弧面

2322:抵壓面

233:限位孔

234:開合孔

24:彈性元件

3:遮罩

31:透空區

32:對扣件

321:立柱

322:扣接板

323:軟膠層

33:抵貼膜片

4:基板

41:加工區

42:接點

A:控制機構

A1:退位控制桿

A2:開合控制桿

〔第1圖〕係本創作較佳實施例之立體外觀圖。

〔第2圖〕係本創作較佳實施例之立體分解圖。

〔第3圖〕係本創作較佳實施例另一視角之立體分解圖。

〔第4圖〕係本創作壓扣組件之立體分解圖。

〔第5圖〕係本創作壓扣組件另一視角之立體分解圖。

〔第6圖〕係本創作較佳實施例結合前之側視剖面圖。

〔第7圖〕係本創作較佳實施例對接時之局部放大側視剖面圖。

〔第8圖〕係本創作較佳實施例扣合後之局部放大側視剖面圖。

為達成本創作上述之目的及功效，本創作所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本創作之較佳實施例來詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第1~5圖所示，係分別為本創作較佳實施例之立體外觀圖、立體分解圖、另一視角之立體分解圖、壓扣組件之立體分解圖及另一視角之立體分解圖，由圖中可清楚看出，本創作使用於基板製程中與遮罩結合之治具為包括有本體1及複數壓扣組件2，其中：

該本體1為具有一矩形之基座11，其基座11中央形成有供基板4定位之定位區間111，並於基座11四周外圍之邊框12上表面縱向設有複數穿孔121，且各穿孔121下方分別橫向連通有至少一個從邊框12下表面所內凹形成之容置槽122，再於邊框12上表面分別設有與容置槽122相連通之複數沉孔123，以及沉孔123內所穿設之平頭螺絲1231，在本實施例中，邊框12係在每一個穿孔121下方二側處為橫向連通有二個相對設置之容置槽122，但並不以此為限，亦可依壓扣組件2實際的應用單獨設置有一個容置槽122。

此外，本體1在基座11四周至少二個相鄰之邊框12所形成的凹槽內為分別設有定位機構13，並於每一組定位機構13包含二平行之滑移桿131、套設於二滑移桿131上用以橫向頂推於基板4側邊進行校正定位之頂推塊132、用以彈性撐抵於頂推塊132上呈一彈性變形之壓縮彈簧133，以及安裝於邊框12外側平面上用以阻擋壓縮彈簧133退出之固定板134，且頂推塊132底面上凹設有一退位孔1321，便可將治具下方控制機構A之退位控制桿A1(如第6圖所示)伸入於其內，並帶動頂推塊132遠離基座11之定位區間111進行退位之動作；另，本體1之邊框12在各個角落及其他適當位置的上表面為設置有複數貼附元件14，且各貼附元件14可分別為一表面平整和光滑之平面玻璃。

該壓扣組件2為裝設於邊框12之容置槽122內，並使二組壓扣組件2分別朝中央之穿孔121方向形成相對設置，此一壓扣組件2包含設置在底座21上方左右二側處平行之導軌22、位於二導軌22間作橫向往復位移之壓塊23及彈性元件24，並於底座21上表面二側處皆設有定位部211之複數定位柱2111，且二定位部211上分別安裝有二導軌22之限位塊221，再於限位塊221前後二側處分別設有套接於定位柱2111上之接合孔2211，便可將平頭螺絲1231分別穿過邊框12之沉孔123，再螺入於定位柱2111上，使底座21可利用螺絲鎖固的方式安裝於邊框12之容置槽122內，而二導軌22之間則形成有一開放狀之滑移空間220，並於二限位塊221內壁面上分別設有相對之軌槽222，且二軌槽222前方形成有向下轉折之轉折段2221，再向前形成有弧狀之止擋面2222，又底座21上表面在二導軌22之間為形成有凹陷狀之滑移槽212，並於滑移槽212前方底部設有穿置孔2121，且滑移槽212後方設有直立狀之擋板213，再於擋板213表面上設有通孔2131。

在本實施例中，壓塊23左右二側處為分別設有至少二個位於不同一水平面上之凸輪231，其中壓塊23朝穿孔121前進方向為前方，而遠離穿孔121退出方向為後方，並使壓塊23前方二個左右相對之第一凸輪231高度低於後方二個左右相對之第二凸輪231高度，且各凸輪231上分別套設有套環2311，便可將壓塊23之凸輪231分別伸入於二導軌22對應之軌槽222內，使壓塊23可通過凸輪231沿著導軌22對應之軌槽222在滑移空間220內作橫向往復位移之動作，而壓塊23前方處則設有一舌板狀之扣持部232，並於扣持部232前緣處形成有凹弧面2321，且凹弧面 2321底側向後內縮形成有一階面狀之抵壓面2322；此外，壓塊23後方處為凹設有限位孔233，並由限位孔233內定位之彈性元件24一端抵持於限位孔233底部，而另一端則伸出至限位孔233外側處，並穿過擋板213之通孔2131中後，再抵持於容置槽122內壁面上呈一彈性變形，又壓塊23靠近扣持部232的底面上為凹設有對正於底座21滑移槽212的穿置孔2121位置之開合孔234。

本創作所應用之遮罩3表面上為具有透空區31，並於透空區31四周外圍之底部皆縱向設有複數對扣件32，且各對扣件32具有向下延伸之立柱321，以及立柱321下方設有一體成型或結合之扣接板322，再於扣接板322頂部之橫向表面以包膠的方式形成有可為橡膠或矽膠材質之軟膠層323，又遮罩3在透空區31四周外圍之底部設置有可為橡膠或矽膠材質之複數抵貼膜片33。

而基板4較佳實施為一指紋感測晶片，並於基底上形成之壓電薄膜包含下電極、壓電層及上電極，使基板4表面上之加工區41可通過下電極之接點42來進行接地，而上電極則可施加高壓電場來對壓電薄膜進行極化處理，以提升其壓電特性，但並不以此為限，基板4亦可為一薄膜電晶體(Thin-Film Transistor，TFT)類型之光感測器陣列基板或半導體晶片等，並於加工區41沉積各種不同的薄膜(包含半導體主動層、介電質和金屬電極層)，再進行微影製程(如曝光)、蝕刻、熱製程與離子摻雜等生產流程，以製作出具有半導體特性之基板4。

請搭配參閱第6~8圖所示，係分別為本創作較佳實施例結合前之側視剖面圖、對接時之局部放大側視剖面圖及扣合後之局部放大側 視剖面圖，由圖中可清楚看出，當本創作上述之治具與遮罩3於組裝時，係先利用機械手臂或移載裝置將基板4置放於本體1在基座11中央之定位區間111內，並由定位機構13之頂推塊132分別頂推於基板4側邊，以完成位置之校正定位動作後，便可將治具下方控制機構A之開合控制桿A2分別穿過壓扣組件2在底座21之穿置孔2121中，再伸入於壓塊23之開合孔234內，以帶動壓塊23自鎖定狀態的第一位置與解鎖狀態的第二位置之間移動，當壓塊23由第一位置退位至第二位置時，其扣持部232便會退出於邊框12之穿孔121處，並利用機械手臂或移載裝置將遮罩3移動至本體1上方，再下降罩覆於本體1上，同時使遮罩3之對扣件32分別伸入於邊框12對應之穿孔121中，便可藉由開合控制桿A2退出於壓塊23之開合孔234，並釋放彈性元件24來帶動壓塊23復位至第一位置，且扣持部232由上往下扣壓於對扣件32之扣接板322上，以供遮罩3穩固的罩覆於本體1上形成緊密結合之狀態，並使遮罩3之透空區31對正於基板4之加工區41，以利於後續進行各種加工製程。

在本實施例中，壓扣組件2之壓塊23扣壓於遮罩3之對扣件32上的方式，係利用壓塊23二側處之凸輪231沿著導軌22之軌槽222於進退行程中作縱向(即Z軸方向)高度的動作變化，使其扣持部232可由上往下扣壓於對扣件32之扣接板322上，更確切來說，由於壓塊23前後方各二個凸輪231高度為位於不同一水平面上，即前方之凸輪231高度低於後方之凸輪231高度，所以壓塊23之凸輪231沿著導軌22之軌槽222退位至第二位置時，壓塊23前方之扣持部232便會上抬翹起，並於彈性元件24帶動壓塊23前進而復位至第一位置的過程中，其前方之凸輪231 便會沿著軌槽222之轉折段2221向下旋動，並使扣持部232高度降低後由上往下扣壓於對扣件32之扣接板322上，且前方之凸輪231抵持於軌槽222之止擋面2222內壁面上後，便可藉由壓扣組件2之壓塊23由上往下扣壓的方式，改善傳統夾持扣具在側向扣合時很容易推擠導致不到位、扣合力不足和磨擦產生粉屑的狀況，並可防止遮罩3連帶將治具和基板4一起搬移的過程中所造成鬆脫或掉落之間題，也可透過對扣件32之扣接板322橫向表面之軟膠層323，進一步改善遮罩3在搬移過程中之偏移與磨屑狀況，以提升基板4加工製程的品質與良率。

而遮罩3在罩覆於本體1上的過程中，可利用遮罩3底部之抵貼膜片33與邊框12上對應之貼附元件14貼合，並產生類似真空吸附的暫時定位，即可增加彼此間的摩擦力，以防止產生錯位的相互滑動，甚至是造成遮罩3偏移或翹起的現象，以利於將壓扣組件2之壓塊23確實的扣壓於遮罩3之對扣件32上，使整體結構更為穩固。

上述詳細說明為針對本創作一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本創作之申請專利範圍，凡其他未脫離本創作所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本創作所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本創作上述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，為確實能達到其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之創作，實符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障新型創作人之辛苦創作，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，新型創作人定當竭力配合，實感德便。

1:本體

11:基座

111:定位區間

12:邊框

121:穿孔

123:沉孔

1231:平頭螺絲

13:定位機構

131:滑移桿

132:頂推塊

133:壓縮彈簧

134:固定板

14:貼附元件

2:壓扣組件

21:底座

22:導軌

23:壓塊

232:扣持部

24:彈性元件

3:遮罩

31:透空區

4:基板

41:加工區

42:接點

Claims (12)

1. 一種使用於基板製程中與遮罩結合之治具，包括：

   一本體為具有基座，並於該基座上形成有供該基板定位之定位區間，而該基座周圍之邊框上則縱向設有複數穿孔，且該些穿孔下方分別橫向連通有至少一個容置槽，用以提供該遮罩罩覆結合於該本體上並由底部之對扣件分別伸入於該穿孔中；以及

   複數壓扣組件係分別裝設於該容置槽內，該些壓扣組件包含一底座、設置在該底座二側之導軌、位於該二導軌間作橫向往復位移之壓塊及彈性元件，並於該二導軌相對內側處分別設有前方具轉折段之軌槽，且該壓塊二側處分別設有沿著該軌槽的轉折段於進退行程中作縱向高度的動作變化之複數凸輪，再於該壓塊前方設有用以朝該穿孔方向由上往下扣壓於該對扣件上之扣持部。
2. 如請求項1所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該本體之邊框在每一個穿孔下方二側處為分別橫向連通有二個相對設置之容置槽，並於該二個容置槽內裝設有二組壓扣組件，且該二組壓扣組件為分別朝該穿孔方向形成相對設置。
3. 如請求項1所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該本體在基座四周至少二個相鄰之邊框上為分別設有用以對該基板位置進行校正定位之定位機構，該些定位機構包含二平行之滑移桿、套設於該二滑移桿上用以橫向頂推於該基板側邊之頂推塊、用以彈性撐抵於該頂推塊上之壓縮彈簧，以及安裝於該邊框上用以阻擋該壓縮彈簧退出之固定板。
4. 如請求項1所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該本體在邊框的上表面為設置有複數貼附元件，並於該遮罩底部設置有複數抵貼膜片，當該遮罩罩覆於該本體上時，該些抵貼膜片係與該些貼附元件貼合，用以防止彼此間產生錯位的相互滑動。
5. 如請求項1所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該壓扣組件之底座上表面二側處為設有定位部之複數定位柱，並於該二定位部上分別安裝有該二導軌之限位塊，且該二限位塊上分別設有套接於該定位柱上之接合孔，再於該二導軌之間形成有供該壓塊作橫向往復位移之滑移空間。
6. 如請求項1所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該壓扣組件之底座上表面在二導軌之間為形成有滑移槽，並於該滑移槽前方底部設有穿置孔，且該壓塊底面上凹設有對正於該穿置孔以供一開合控制桿來帶動該壓塊退位之開合孔。
7. 如請求項6所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該底座在滑移槽後方為設有擋板，並於該擋板表面上設有供該彈性元件穿過再抵持於該容置槽內壁面上之通孔。
8. 如請求項1所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該壓扣組件在二導軌之軌槽前方轉折段為向下轉折，再向前形成有供該壓塊前方凸輪抵持於其上之止擋面。
9. 如請求項8所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該壓塊二側之前後二個凸輪為位於不同一水平面上，且該前方之凸輪高度低於該後方之凸輪高度。
10. 如請求項1所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該壓扣組件在壓塊前方之扣持部前緣處為形成有凹弧面，並於該凹弧面底側向後內縮形成有一階面狀之抵壓面，且該壓塊後方凹設有供該彈性元件一端抵持於其底部之限位孔，而該彈性元件之另一端則伸出至該限位孔外側處。
11. 如請求項1所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該遮罩表面上為具有與該基板的一加工區對正之透空區，並於該透空區四周外圍底部之對扣件分別具有向下延伸之立柱，且該立柱下方設有供該壓塊的扣持部由上往下扣壓於其上之扣接板。
12. 如請求項11所述之使用於基板製程中與遮罩結合之治具，其中該對扣件在扣接板頂部之橫向表面以包膠的方式形成有矽膠材質之軟膠層。

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