CN210314473U - 一种真空镀膜机的基板搬送*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种真空镀膜机的基板搬送***，包括未镀膜基板搬送装置及已镀膜基板搬送装置，未镀膜基板搬送装置包括基板提升装置及未镀膜基板夹紧装置，基板提升装置的运动路径位于一未镀膜基板料框上方，未镀膜基板夹紧装置的运动路径位于基板提升装置与镀膜室中基板位之间，已镀膜基板搬送装置包括已镀膜基板夹紧装置，已镀膜基板夹紧装置的运动路径位于一已镀膜基板料框上方与所述基板位之间，未镀膜基板料框、已镀膜基板料框上均设有定位锁紧装置。本实用新型的优点是：减少抽真空***的使用率，节约能耗；相邻机械手间的交接作业可视化，便于监控；机械手的上下基板作业不受基板位位置偏移的影响，工作效率高。

Description

一种真空镀膜机的基板搬送***

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种真空镀膜机的基板搬送***。

背景技术

真空镀膜是在真空条件下采用物理或化学方法，使物体表面获得沉积薄膜的一种技术，使其表面具有很多独特的性能，例如能够大幅度提高材料的导电、导磁、绝缘、抗磨损、抗辐射、抗腐蚀、抗氧化等性能，从而显著提高产品质量、增加使用寿命、节约能源和获得明显的经济效益,因此真空镀膜技术被视为目前最重要的技术之一。

目前的基板传送装置仍存在很多不足，例如基板在镀膜过程之前需要机械泵对镀膜室进行初抽真空，再由分子泵抽到高真空，而镀膜工艺是在高真空坏境下进行的，且由于分子泵的启停时间较长，完成一次抽真空或者破空的耗时很长,这样工作效率低、能源成本高、使用寿命短。因此如何自动化运输基板、提高工作效率一直是亟待改善的课题。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种真空镀膜机的基板搬送***，通过各机械手、传感器及控制器的配合作业，实现基板的自动化装卸，对接性能好，提高工作效率。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种真空镀膜机的基板搬送***，在镀膜前后对镀膜室内的已镀膜基板和未镀膜基板进行交替搬送，其特征在于：所述基板搬送***包括未镀膜基板搬送装置及已镀膜基板搬送装置，所述未镀膜基板搬送装置包括基板提升装置及未镀膜基板夹紧装置，所述基板提升装置的运动路径位于一未镀膜基板料框上方，所述未镀膜基板夹紧装置的运动路径位于所述基板提升装置与所述镀膜室中基板位之间，所述已镀膜基板搬送装置包括已镀膜基板夹紧装置，所述已镀膜基板夹紧装置的运动路径位于一已镀膜基板料框上方与所述基板位之间，所述未镀膜基板料框、所述已镀膜基板料框上均设有定位锁紧装置。

所述定位锁紧装置包括位置传感器及定位销，所述位置传感器实时检测所述未镀膜基板料框和所述已镀膜基板料框的到位情况，所述位置传感器及所述定位销均与一控制器连接，所述控制器依据所述位置传感器反馈的信息控制所述定位销自锁或缩回。

所述基板搬送***还包括抓取装置，所述抓取装置的运动路径位于所述未镀膜基板夹紧装置和所述已镀膜基板夹紧装置与所述基板位之间，所述未镀膜基板夹紧装置的运动路径位于所述基板提升装置与所述抓取装置之间，所述已镀膜基板夹紧装置的运动路径位于所述已镀膜基板料框与所述抓取装置之间。

所述基板搬送***还包括热膨胀监测传感器，所述热膨胀监测传感器及一驱动所述基板位旋转的旋转机构均与一控制器相连，所述控制器依据所述热膨胀监测传感器反馈的数据控制所述旋转机构的转动半径。

所述未镀膜基板搬送装置、所述已镀膜基板搬送装置均包括推送机构，所述推送机构的运动路径位于所述基板提升装置、所述已镀膜基板夹紧装置之间以及所述未镀膜基板夹紧装置、抓取装置之间。

所述未镀膜基板夹紧装置、所述已镀膜基板夹紧装置、所述基板提升装置、所述推送机构及所述抓取装置均与一滚珠丝杠相连，所述滚珠丝杠由驱动机构驱动从而带动所述未镀膜基板夹紧装置、所述已镀膜基板夹紧装置、所述基板提升装置、所述推送机构及所述抓取装置位移，所述滚珠丝杠的布置位置满足于使所述基板提升装置与所述推送机构具有交接位，所述推送机构与所述未镀膜基板夹紧装置、所述已镀膜基板夹紧装置具有交接位，所述未镀膜基板夹紧装置、所述已镀膜基板夹紧装置与所述抓取装置具有交接位。

所述未镀膜基板夹紧装置、已镀膜基板夹紧装置、所述基板提升装置、所述推送机构及所述抓取装置均包括机械手，所述机械手与气缸相连，所述气缸及一传感器均与一控制器相连，所述控制器依据所述传感器反馈信息控制所述气缸的伸缩从而控制所述机械手夹紧或松开。

本实用新型的优点是：结构简单，减少抽真空***的使用率，节约能耗；相邻机械手间的交接作业可视化，便于监控；机械手的上下基板作业不受基板位位置偏移的影响，工作效率高。

附图说明

图1为将本实用新型应用至真空镀膜机中的平面示意图；

图2为图1中镀膜室与搬送室的正面示意图；

图3为图1中进片室的正面示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3所示，图中标记1-30表示为：进片室1、未镀膜基板夹紧装置2、推送机构3、未镀膜基板4、未镀膜基板料框5、滚珠丝杠6、进片室腔门7、镀膜室8、基板毂架9、基板位10、旋转机构11、搬送室12、搬送室气密门13、抓取装置14、已镀膜基板夹紧装置15、出片室16、已镀膜基板料框17、推送机构18、出片室腔门19、马达20、机械手21、气缸22、热膨胀监测传感器23、滚珠丝杠24、马达25、滚珠丝杠26、马达27、滚珠丝杠28、马达29、基板安装检测传感器30。

实施例：本实施例为一种真空镀膜机的基板搬送***，通过各机械手、传感器及控制器的配合作业，实现基板的自动化装卸，对接性能好，提高工作效率。

如图1所示，该基板搬送***包括未镀膜基板搬送装置及已镀膜基板搬送装置。

其中，未镀膜基板搬送装置布置在进片室1内，进片室1上设有进片室腔门7，通过无杆气缸及压紧气缸实现进片室腔门7的快速开闭。当进片室腔门7处于打开状态时，可将未镀膜基板料框5推入或拉出进片室1。进片室1与抽真空***连接，当未镀膜基板料框5处于进片室1内且进片室腔门7处于闭合状态时，打开抽真空***，使得进片室1的真空度达到设定值。

如图1及图3所示，未镀膜基板料框5上放置有若干未镀膜基板4，极大程度地减少打开进片室腔门7的次数，从而保持进片室1内的真空度，减少抽真空***的使用率，节约能耗。未镀膜基板料框5上设有定位锁紧装置，当未镀膜基板料框5到达进片室1内的指定位置后，将被固定，防止未镀膜基板料框5发生偏移，确保未镀膜基板搬送装置始终能抓取到未镀膜基板4。具体而言，定位锁紧装置包括位置传感器及定位销，位置传感器及定位销均与控制器连接，位置传感器用来监测未镀膜基板料框5是否到达指定位置并将该信息传输给控制器，当未镀膜基板料框5未到达指定位置或者需将未镀膜基板料框5拉出进片室1外时，控制器控制定位销处于缩回状态；当未镀膜基板料框5到达指定位置，控制器控制定位销锁住未镀膜基板料框5。

结合图1及图3所示，未镀膜基板搬送装置包括基板提升装置（图中未示出）、推送机构3及未镀膜基板夹紧装置2。其中，基板提升装置包括机械手，机械手与气缸相连，通过控制气缸的伸缩使得机械手处于抓取状态或空载状态。机械手与滚珠丝杠24及竖向滚珠丝杠相连，滚珠丝杠24沿着未镀膜基板料框5的长度方向布置，滚珠丝杆24与作为驱动机构的马达25相连，在马达25的驱动下使得滚珠丝杠24沿着未镀膜基板料框5的长度方向进行伸长或缩短，从而带动机械手沿着未镀膜基板料框5的长度方向位移，进而使得机械手能位移至各个未镀膜基板4的正上方。竖向滚珠丝杠沿着未镀膜基板料框5的高度方向布置，在马达驱动下使得竖向滚珠丝杠沿着未镀膜基板料框5的高度方向伸长或缩短，从而带动机械手沿着未镀膜基板料框5的高度方向位移，进而使得机械手能将未镀膜基板4从未镀膜基板料框5中取出。

推送机构3包括机械手，机械手与气缸相连，通过控制气缸的伸缩使得机械手处于抓取状态或空载状态。推送机构3与滚珠丝杠26相连，滚珠丝杠26沿着未镀膜基板料框5的长度方向布置，滚珠丝杆26与马达27相连，在马达27的驱动下使得滚珠丝杠26伸长或缩短，从而带动推送机构3位移。基板提升装置中的机械手与推送机构3中的机械手具有交接位，通过控制马达25、27驱动滚珠丝杠24、26均朝该交接位移动，从而带动夹有未镀膜基板4的基板提升装置中的机械手及空载状态下的推送机构3中的机械手均朝该交接位移动。该交接位处设有传感器，该传感器及控制基板提升装置中的机械手状态的气缸均控制器相连，传感器用来监测推送机构3的机械手上是否夹有未镀膜基板4并将该信息传输给控制器。将交接作业可视化，便于监控。若机械手上夹有未镀膜基板4，控制器驱动与基板提升装置中的机械手相连的气缸伸长，使得基板提升装置中的机械手处于空载状态，进而完成未镀膜基板4的交接作业。若机械手上未夹有未镀膜基板4，控制器驱动与基板提升装置中的机械手相连的气缸继续处于收缩状态，防止未镀膜基板4坠落。

如图1所示，未镀膜基板夹紧装置2包括机械手，机械手与气缸相连，通过控制气缸的伸缩使得机械手处于抓取状态或空载状态。未镀膜基板夹紧装置2与滚珠丝杠28相连，滚珠丝杠28沿着未镀膜基板料框5的宽度方向布置，滚珠丝杆28与马达29相连，在马达29的驱动下使得滚珠丝杠28伸长或缩短，从而带动该机械手位移。推送机构3中的机械手与未镀膜基板夹紧装置2中的机械手具有交接位，通过控制马达27驱动滚珠丝杠26均朝该交接位移动，从而带动夹有未镀膜基板4的推送机构3中的机械手朝空载状态下的未镀膜基板夹紧装置2中的机械手处移动。该交接位处设有传感器，该传感器及控制推送机构3中的机械手状态的气缸均控制器相连，传感器用来监测未镀膜基板夹紧装置2的机械手上是否夹有未镀膜基板4并将该信息传输给控制器，若机械手上夹有未镀膜基板4，控制器驱动与推送机构3中的机械手相连的气缸伸长，使得推送机构3中的机械手处于空载状态，进而完成未镀膜基板4的交接作业。若机械手上未夹有未镀膜基板4，控制器驱动与推送机构3中的机械手相连的气缸继续处于收缩状态，防止未镀膜基板4坠落。

如图1所示，进片室1与搬送室12相通，搬送室12内设有抓取装置14。如图2所示，抓取装置14包括机械手21，机械手21与气缸22相连，通过控制气缸22的伸缩使得机械手21处于抓取状态或空载状态。抓取装置14与滚珠丝杠6相连，滚珠丝杠6沿着未镀膜基板料框5的长度方向布置。滚珠丝杆6与马达20相连，在马达20的驱动下使得滚珠丝杠6伸长或缩短，从而带动机械手21位移。未镀膜基板夹紧装置2中的机械手与抓取装置14中的机械手具有交接位，通过控制马达29驱动滚珠丝杠28均朝该交接位移动，从而带动夹有未镀膜基板4的未镀膜基板夹紧装置2中的机械手朝空载状态下的抓取装置14中的机械手处移动。该交接位处设有传感器，该传感器及控制未镀膜基板夹紧装置2中的机械手状态的气缸均控制器相连，传感器用来监测机械手21上是否夹有未镀膜基板4并将该信息传输给控制器，若机械手21上夹有未镀膜基板4，控制器驱动与未镀膜基板夹紧装置2中的机械手相连的气缸伸长，使得推送机构3中的机械手处于空载状态，进而完成未镀膜基板4的交接作业。若机械手21上未夹有未镀膜基板4，控制器驱动与未镀膜基板夹紧装置2中的机械手相连的气缸继续处于收缩状态，防止未镀膜基板4坠落。

如图1及2所示，搬送室12与一镀膜室8通过搬送室气密门13相连，通过切换搬送室气密门13的开合，控制搬送室12与镀膜室8的连通状态。镀膜室8内设有基板毂架9，基板毂架9上设有若干基板位10，实现量产。基板毂架9与旋转机构11相连，通过驱动旋转机构11旋转，使得各个基板位11均能旋转至机械手21的延长方向，便于机械手21进行装片或卸片作业。当需更换基板时，搬送室气密门13处于打开状态；当进行镀膜时，搬送室气密门13处于关闭状态，确保搬送室12内的真空度符合要求，从而确保镀膜质量。

如图2所示，该基板搬送***还包括热膨胀监测传感器23，用来监测基板位10的膨胀系数。热膨胀监测传感器23及旋转机构11均与控制器相连，热膨胀监测传感器23将监测到的膨胀系数传输给控制器，控制器依据该信息控制旋转机构11的旋转半径，使得基板位10始终位于机械手21的操作范围内，有效避免基板位10因镀膜室8的高真空环境发生偏移现象而导致机械手21无法对准基板位10。

如图1所示，搬送室12的一侧连通有出片室16，出片室16的结构组成与进片室1一致。出片室16内设有已镀膜基板搬送装置及已镀膜基板料框17，已镀膜基板搬送装置包括已镀膜基板夹紧装置15及推送机构18。已镀膜基板料框17、已镀膜基板夹紧装置15及推送机构18的连接关系与进片室1内未镀膜基板料框5、未镀膜基板夹紧装置2及推送机构3的连接关系保持一致。

本实施例的具体操作步骤：

1）装载基片时：打开进片室腔门7，将通过外部自动上料***上料后的装有若干未镀膜基板4的未镀膜基板料框5推至进片室1中的指定位置；

2）启动位置传感器，检测未镀膜基板料框5是否到达该指定位置，若未镀膜基板料框5达到指定位置，控制器控制定位销锁住未镀膜基板料框5；关闭进片室腔门7，启动抽真空***；

3）通过滚珠丝杠24及竖向滚珠丝杠令基板提升装置中的机械手将某一未镀膜基板4从未镀膜基板料框5提出；通过滚珠丝杠24及滚珠丝杠26令基板提升装置中的机械手及推送机构3中的机械手朝两者的交接位处位移；

4）启动交接位处的传感器，依据传感器控制机械手抓取或空载，确保未镀膜基板4顺利从基板提升装置中的机械手交接至推送机构3中的机械手上；

5）通过滚珠丝杠26令推送机构3中的机械手朝未镀膜基板夹紧装置2中的机械手处位移，通过传感器确保未镀膜基板4顺利从推送机构3中的机械手上交接至未镀膜基板夹紧装置2中的机械手上；

6）通过滚珠丝杠28令未镀膜基板夹紧装置2中的机械手朝抓取装置14中的机械手21处位移，通过传感器确保未镀膜基板4顺利从未镀膜基板夹紧装置2中的机械手上交接至抓取装置14中的机械手21上；

7）打开搬送室气密门13，驱动旋转机构11旋转，使得基板位11旋转至机械手21的延长方向，通过滚珠丝杠6令机械手21进入镀膜室8内并将未镀膜基板4挂在基板位10上；

8)循环步骤3）-7），在进行步骤7）前启动膨胀监测传感器23，依据膨胀系数调整旋转机构11的旋转半径，确保机械手21能顺利将未镀膜基板4挂在基板位10上；

9）待全部基板位10上均挂有未镀膜基板4时，关闭搬送室气密门13，开始镀膜；

10）卸载基片时：打开搬送室气密门13，启动膨胀监测传感器23，依据膨胀系数调整旋转机构11的旋转半径，确保基板位10位于机械手21的延长方向；通过滚珠丝杠6令机械手21进入镀膜室8内并将未镀膜基板4从基板位10上取下后退回搬送室12；

11）已镀膜基板夹紧装置15中的机械手在滚珠丝杠的带动下位移至机械手21处，通过传感器确保已镀膜基板顺利从机械手21上交接至已镀膜基板夹紧装置15中的机械手上；

12) 推送机构18中的机械手在滚珠丝杠的带动下位移至已镀膜基板夹紧装置15中的机械手处，通过传感器确保已镀膜基板顺利从已镀膜基板夹紧装置15中的机械手上交接至推送机构18中的机械手上；

13）通过滚珠丝杠令夹有已镀膜基板的推送机构18中的机械手位移至已镀膜基板料框17的正上方，通过气缸控制机械手松开已镀膜基板，令已镀膜基板落入已镀膜基板料框17内；

14）重复步骤10）-13），待全部已镀膜基板均落入已镀膜基板料框17内，打开出片室腔门19；控制器控制定位销缩回，将已镀膜基板料框17拉出出片室16外，通过外部自动下料***对已镀膜基板进行卸载；

15)循环以上步骤，直至完成所有未镀膜基板4的镀膜作业。

本实施例在具体实施时：

如图2所示，该基板搬送***还包括基板安装检测传感器30，用来基板位10上的未镀膜基板4是否安装到位，若安装不到位，机械手21将未镀膜基板4取走，依据热膨胀监测传感器23检测的数据控制旋转机构11微调后再次通过机械手21将未镀膜基板4安装至基板位10上。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换故在此不一一赘述。

Claims (7)

1.一种真空镀膜机的基板搬送***，在镀膜前后对镀膜室内的已镀膜基板和未镀膜基板进行交替搬送，其特征在于：所述基板搬送***包括未镀膜基板搬送装置及已镀膜基板搬送装置，所述未镀膜基板搬送装置包括基板提升装置及未镀膜基板夹紧装置，所述基板提升装置的运动路径位于一未镀膜基板料框上方，所述未镀膜基板夹紧装置的运动路径位于所述基板提升装置与所述镀膜室中基板位之间，所述已镀膜基板搬送装置包括已镀膜基板夹紧装置，所述已镀膜基板夹紧装置的运动路径位于一已镀膜基板料框上方与所述基板位之间，所述未镀膜基板料框、所述已镀膜基板料框上均设有定位锁紧装置。

2.根据权利要求1所述的一种真空镀膜机的基板搬送***，其特征在于：所述定位锁紧装置包括位置传感器及定位销，所述位置传感器实时检测所述未镀膜基板料框和所述已镀膜基板料框的到位情况，所述位置传感器及所述定位销均与一控制器连接，所述控制器依据所述位置传感器反馈的信息控制所述定位销自锁或缩回。

3.根据权利要求1所述的一种真空镀膜机的基板搬送***，其特征在于：所述基板搬送***还包括抓取装置，所述抓取装置的运动路径位于所述未镀膜基板夹紧装置和所述已镀膜基板夹紧装置与所述基板位之间，所述未镀膜基板夹紧装置的运动路径位于所述基板提升装置与所述抓取装置之间，所述已镀膜基板夹紧装置的运动路径位于所述已镀膜基板料框与所述抓取装置之间。

4.根据权利要求3所述的一种真空镀膜机的基板搬送***，其特征在于：所述基板搬送***还包括热膨胀监测传感器，所述热膨胀监测传感器及一驱动所述基板位旋转的旋转机构均与一控制器相连，所述控制器依据所述热膨胀监测传感器反馈的数据控制所述旋转机构的转动半径。

5.根据权利要求3所述的一种真空镀膜机的基板搬送***，其特征在于：所述未镀膜基板搬送装置、所述已镀膜基板搬送装置均包括推送机构，所述推送机构的运动路径位于所述基板提升装置、所述已镀膜基板夹紧装置之间以及所述未镀膜基板夹紧装置、抓取装置之间。

6.根据权利要求5所述的一种真空镀膜机的基板搬送***，其特征在于：所述未镀膜基板夹紧装置、所述已镀膜基板夹紧装置、所述基板提升装置、所述推送机构及所述抓取装置均与一滚珠丝杠相连，所述滚珠丝杠由驱动机构驱动从而带动所述未镀膜基板夹紧装置、所述已镀膜基板夹紧装置、所述基板提升装置、所述推送机构及所述抓取装置位移，所述滚珠丝杠的布置位置满足于使所述基板提升装置与所述推送机构具有交接位，所述推送机构与所述未镀膜基板夹紧装置、所述已镀膜基板夹紧装置具有交接位，所述未镀膜基板夹紧装置、所述已镀膜基板夹紧装置与所述抓取装置具有交接位。

7.根据权利要求6所述的一种真空镀膜机的基板搬送***，其特征在于：所述未镀膜基板夹紧装置、已镀膜基板夹紧装置、所述基板提升装置、所述推送机构及所述抓取装置均包括机械手，所述机械手与气缸相连，所述气缸及一传感器均与一控制器相连，所述控制器依据所述传感器反馈信息控制所述气缸的伸缩从而控制所述机械手夹紧或松开。

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