CN204959031U - 一种基片加载腔 - Google Patents

Abstract

一种基片加载腔，所述加载腔的第一侧壁和第二侧壁上分别设置有用于基片进出的第一开口和第二开口，所述加载腔内包含有基片传输机构和用于改变基片温度的温度控制装置，所述基片传输机构设置于靠近所述第一开口的位置处，用于基片的传输，所述基片传输机构包括有用于承载基片的若干长条状的机械手臂，其中各所述机械手臂之间有空档空间，所述温度控制装置设置于靠近所述第二开口的位置处，所述每相邻两个机械手臂之间的空档空间中设置有能够进行升降运动的温度控制装置，本实用新型可以在一种腔室内既实现基片的温度控制功能又实现基片的传输功能，在降低传输动作的繁琐性的同时节省设备空间，从而达到降低设备成本，提高产能的目的。

Description

一种基片加载腔

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池、液晶显示屏等产品的生产加工领域，尤其涉及一种基片加载腔。

背景技术

在太阳能电池、液晶显示屏等产品的生产过程中，进行工艺覆膜，或者承载若干硅片进行工艺覆膜的工件，称为基片。基片一般为厚度尺寸相对于幅面尺寸较小的薄板状物体，例如常见的730x920x3mm³、1300x1100x5mm³等规格的矩形薄板状基片。完成一道完整的工艺制程，基片通常需要经过多道工序，流经设备中的多个不同的工位。

一般来说，在电池生产过程的不同阶段，对基片有不同的温度要求。例如在常见的PECVD覆膜工艺中，工艺制程及工艺腔室的温度常保持在200℃以上，而基片在外界大气中一般只有20℃左右的室温。此时，如果能对基片进行合理的预热处理，先将其温度升高至一定的数值，不但可以减少基片在送入该工艺腔室后因承受较大温差而带来的热应力和热变形，还能有效提高基片的温度均一性，从而可以防止基片碎裂或损坏并提高工艺效果。

又比如，基片在完成某一道工艺制程后，需要将其从设备中取出，此时，基片将会有接近200℃左右的高温，若直接将其从设备中取出，不但具有很高的高温危险性，不利于操作，容易造成事故，而且在高温时将基片直接暴露在大气环境下，较大温差产生的热应力和热变形也容易造成工艺薄膜的裂纹、基片的碎裂或损坏等。另外，高温基片还容易跟大气中的氧气、水份等发生化学反应直接影响工艺结果。因此，工艺制程后先对基片进行合理的降温处理再将其从设备中取出就显得很有必要。

针对上述情况，在现有技术中多采用在真空设备中增加一个预热腔或者冷却腔的方式来实现温度调整功能，或者也可以将温度控制与加载腔结合在一起。然而，无论采用前述哪种方式，无疑都需要在加载腔和工艺腔之间增加一个独立的传输腔，造成了设备的占地空间的增加。图1所示为现有技术中一种真空设备示意图，该设备包含有加载腔110，传输腔120和工艺腔130，其中加载腔110中设置有温度控制的装置可以起到预热或冷却的功能。为了防止各腔体之间及腔体与大气之间的相互影响，上述各腔体之间需要有可以自动开启或关闭的隔离阀门150、160、170。为了实现基片在加载腔110和工艺腔130之间的传输，图2所示传输腔120中需设置有作旋转运动的转盘123，和安装于转盘上、既能随转盘转动、又能相对于转盘作直线运动的真空传输装置124。在转盘123的转动过程中，对于幅面尺寸较大的基片，重心通常不在平面转动的转动中心上，这就使得基片具有了离心运动的趋势。根据运动学知识，旋转运动的角速度越大，物体离心运动的趋势就越明显。而阻止基片在传输机构124上发生“打滑”所需的向心力，则全部由基片与传输机构的接触部分的摩擦力提供。因此，为了防止“打滑”现象的产生，一般会限制旋转运动的转动角速度，这就使得旋转运动需要花费较长时间完成，从而降低了设备产能。另一方面，由于旋转运动的存在，旋转机构也需要一定的回转空间，使得传输腔的尺寸较大，也增加了传输腔的空间体积。

综上所述，现有技术的真空设备占地空间过大，传输动作过于复杂繁琐，这些因素都增加了设备的生产成本且降低了产能。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基片加载腔，可以在一种腔室内既实现基片的温度控制功能又实现基片的传输功能，在降低传输动作的繁琐性的同时节省了设备空间，从而达到降低设备成本，提高产能的目的。

本实用新型提供了一种基片加载腔，所述加载腔的第一侧壁和第二侧壁上分别设置有用于基片进出的第一开口和第二开口，所述加载腔内包含有基片传输机构和用于改变基片温度的温度控制装置，所述基片传输机构设置于靠近所述第一开口的位置处，用于基片的传输，所述基片传输机构包括有用于承载基片的若干长条状的机械手臂，其中各所述机械手臂之间有空档空间，所述温度控制装置设置于靠近所述第二开口的位置处，所述每相邻两个机械手臂之间的空档空间中设置有能够进行升降运动的温度控制装置。

可选地，所述基片传输机构还包括一个可以在第一侧壁与第二侧壁之间往复运动的平台，且所述若干机械手臂固定设置于所述平台上。

可选地，所述温度控制装置中包含有温度媒介以对基片进行加热或冷却。

可选地，所述第一开口用于基片在外界大气和所述加载腔之间的传递，所述第二开口用于基片在所述加载腔和工艺腔之间的传递。

可选地，所述若干机械手臂的个数为2-4个。

可选地，与所述机械手臂长度方向垂直的所述基片的边长为第一边长，所述每个机械手臂的宽度小于等于所述第一边长的8%。

可选地，各所述机械手臂之间空档空间的累计距离之和大于等于所述基片第一边长的70%。

可选地，所述加载腔应用于线型的真空设备内。

相对于现有技术，本实用新型主要实现了如下技术效果：

本发明提供的基片加载腔，充分利用机械手臂与温度控制装置的空间结构差异，采用了将基片的温度控制与基片的传输集于一个腔室中的设计，将所有的运动步骤都分解为简单的直线往复运动，简化了传输装置的工作步骤，同时由于减少了单独的传输腔也略去了传输动作中的旋转运动，从而节省了设备空间，达到降低设备成本，提高产能的目的。

附图说明

图1为现有技术中的一种真空设备示意图。

图2为现有技术中传输腔内的结构示意图。

图3为本实用新型的一种真空设备示意图。

图4为本实用新型一实施例中温度控制装置位于“低位“状态时的结构示意图。

图5为图4的沿DD’方向的剖面图。

图6为本实用新型一实施例中温度控制装置位于“高位“状态时的结构示意图。

图7为图6的沿DD’方向的剖面图。

图8-图13为本实用新型一实施例中温度控制装置作为冷却装置时的基片加载腔的工作步骤示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施例对本实用新型进行详细描述。值得说明的是，下文所记载的实施例并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

图3所示为本实用新型的一种真空设备示意图，该设备包含有加载腔190和工艺腔130，设备外部有将基片从大气中传输至加载腔190中的外部传输机构140，大气、加载腔190、工艺腔130之间设置有可以自动开启或关闭的隔离阀门160、170。可选地，该真空设备为一种线型的真空设备。

图4为基片加载腔190内的结构示意图，如图4所示，加载腔190具有第一侧壁198和第二侧壁199，所述第一侧壁198上设置有第一开口200，用于基片在外界大气和所述加载腔190之间的传递，所述第二侧壁199上设置有第二开口201，用于基片在所述加载腔190和工艺腔130之间的传递。

加载腔190内包含有基片传输机构193和用于改变基片温度的温度控制装置194。所述基片传输机构193设置于靠近所述第一开口200的位置处，用于基片的传输。所述温度控制装置194设置于靠近所述第二开口201的位置处，用于对基片进行加热或者冷却。所述基片传输机构193包括有用于承载基片的若干长条状的机械手臂203和一个可以在第一侧壁198与第二侧壁199之间往复运动的平台202，且所述若干机械手臂203固定设置于所述平台上202。可选地，长条状机械手臂203的个数为2-4个。本实施例中，所述每相邻的两个机械手臂203之间存在空档空间，所述空档空间中设置有能够进行升降运动的温度控制装置190。该升降运动的实现可以由位于加载腔190腔室外底部的驱动元件，如马达、气缸等，通过连接件、波纹管等方式实现。所述温度控制装置190中包含有温度媒介，其形状可以为矩形平板等。具体地，在某平板零件中，嵌入可以充入流动温度媒介的管道，该流动的温度媒介可以将基片和基片周围的热量带走，从而实现基片的降温，此时该平板零件就成了冷却板；又比如在该平板零件内嵌入发热元件，如加热丝、红外辐射加热灯管等，就可以实现对基片的加热升温，对应的，该平板就成了加热板。

在本实用新型的某些实施例中，基片形状可以为矩形基片，其中与所述机械手臂203长度方向垂直的基片边长为第一边长，则优选地，每个长条状机械手臂的宽度应小于等于所述第一边长的8%或者各所述机械手臂之间空档空间的累计距离之和大于等于所述基片第一边长的70%。如此设置，是为了使温度控制装置194的面积尽量增大，以能够更好对基片进行温度控制。另外，为了增加基片温度调节的均匀性，通常机械手臂203的布局为等间距排布。

图5为图4的沿DD’方向的剖面图，如图5所示，基片传输机构193中的平台202还包括了平台下表面196，手臂上表面197，具有升降功能的温度控制装置194还包括了温度控制装置上表面195。图4和图5中温度控制装置194位于“低位”，此时温度控制装置上表面195的位置低于平台下表面196的位置。

图6和图7中温度控制装置194位于“高位”，此时温度控制装置上表面195的位置高于手臂上表面197的位置。

图8-图13为本实用新型提供的基片加载腔的工作情况，此处主要以温度控制装置194的冷却功能为例进行阐述：

图8-图9中，温度控制装置194位于“低位”状态，隔离阀门170开启，此时基片传输机构193将高温基片180从工艺腔中取至加载腔中。

图10中，隔离阀门170关闭，温度控制装置194由“低位”状态升至“高位”状态，上升过程中温度控制装置194会接触基片180并将其升起，使基片180与基片传输机构193脱离。相对于高温基片180而言，此时温度控制装置194的温度较低，起到冷却作用，可以对基片180进行降温处理。

图11中，基片180的降温过程结束，温度控制装置194仍处于“高位”状态，隔离阀门160开启，外部传输机构140进入加载腔内，图11-图12中，温度控制装置194由“高位”状态下降至“低位”状态，下降过程中，基片180将停落在外部传输机构140的机械手臂上。

图13中，载有降温基片180的外部传输机构140从加载腔内退出，即将基片从设备中取出，隔离阀门160关闭。

至此，就完成了基片在设备中的降温和被取出的过程。

相反的，如果需要将基片从设备外部送入工艺腔内进行工艺制程，则将上述步骤反向进行，此时加载腔内温度控制装置194相对于室温基片来说，可以起到预热作用。

在本实用新型提供的方案中，充分利用了机械手臂与温度控制装置的空间结构差异，采用了将基片的温度控制与基片的传输集于一个腔室中的设计，将所有的运动步骤都分解为简单的直线往复运动，简化了传输装置的工作步骤，提高了工作效率，降低了传输动作的复杂性和机械设计的难度。同时由于减少了单独的传输腔也略去了传输动作中的旋转运动，有效简化了设备的结构，使其更加紧凑、合理，从而节省了设备空间，达到降低设备成本，提高产能的目的。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基片加载腔，所述加载腔的第一侧壁和第二侧壁上分别设置有用于基片进出的第一开口和第二开口，其特征在于：所述加载腔内包含有基片传输机构和用于改变基片温度的温度控制装置，所述基片传输机构设置于靠近所述第一开口的位置处，用于基片的传输，所述基片传输机构包括有用于承载基片的若干长条状的机械手臂，其中各所述机械手臂之间有空档空间，所述温度控制装置设置于靠近所述第二开口的位置处，所述每相邻两个机械手臂之间的空档空间中设置有能够进行升降运动的温度控制装置。

2.根据权利要求1所述的一种基片加载腔，其特征在于：所述基片传输机构还包括一个可以在第一侧壁与第二侧壁之间往复运动的平台，且所述若干机械手臂固定设置于所述平台上。

3.根据权利要求1所述的一种基片加载腔，其特征在于：所述温度控制装置中包含有温度媒介以对基片进行加热或冷却。

4.根据权利要求1所述的一种基片加载腔，其特征在于：所述第一开口用于基片在外界大气和所述加载腔之间的传递，所述第二开口用于基片在所述加载腔和工艺腔之间的传递。

5.根据权利要求1所述的一种基片加载腔，其特征在于：所述若干机械手臂的个数为2-4个。

6.根据权利要求1所述的一种基片加载腔，其特征在于：与所述机械手臂长度方向垂直的所述基片的边长为第一边长，所述每个机械手臂的宽度小于等于所述第一边长的8%。

7.根据权利要求6所述的一种基片加载腔，其特征在于：各所述机械手臂之间空档空间的累计距离之和大于等于所述基片第一边长的70%。

8.根据权利要求1所述的一种基片加载腔，其特征在于：所述加载腔应用于线型的真空设备内。