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工作台及其自动安装垫片的方法

阅读:183发布:2021-05-14

专利汇可以提供工作台及其自动安装垫片的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及带可调 垫片 的 工作台 及其自动安装垫片的方法。该工作台包括:一个上表面;位于所述上表面之下、沿该工作台内边缘设置的一组可调垫片;其中,所述可调垫片可升高或降低至一个所需高度,以补偿尺寸和厚度不同的各种 基板 。该方法包括:在工作台的上表面之下提供一组电动垫片;基于基板的尺寸和厚度升高或降低所述电动垫片。该工作台和该方法可克服以往人工安装垫片的 缺陷 ,极大地提高了PCB的生产效率。,下面是工作台及其自动安装垫片的方法专利的具体信息内容。

1.工作台,包括:
一个上表面;
位于所述上表面之下、沿该工作台内边缘设置的一组可调垫片
其中,所述可调垫片可升高或降低至一个所需高度,以补偿尺寸和厚度不同的各种基板
2.根据权利要求1所述的工作台,其特征在于,所述可调垫片包括圆柱形衬垫,所述衬垫通过所述上表面的垫片孔升高或降低。
3.根据权利要求2所述的工作台,其特征在于,进一步包括所述上表面设置的空气孔。
4.根据权利要求3所述的工作台,其特征在于,进一步包括一个空气薄膜系统,所述空气薄膜系统提供一个流经所述空气孔的空气流,以形成一个用于支撑基板的空气薄膜。
5.根据权利要求4所述的工作台,其特征在于,进一步包括用于对齐基板的至少一个止位件和至少两个限位件。
6.工作台,包括:
一个上表面;
一组沿所述上表面的内边缘设置的高度可调衬垫;
一个位于所述上表面之下、用于使所述高度可调衬垫上升或下降的电动控制机构。
7.给工作台上不同尺寸的基板自动安装垫片的方法,该方法包括:
在工作台的上表面之下提供一组电动垫片;
基于基板的尺寸和厚度升高或降低所述电动垫片。

说明书全文

技术领域

发明涉及用于对曝光基板进行光刻的设备和该设备的使用方法,更具体地讲,涉及用于改进了的工作台及其自动安装垫片的方法

背景技术

传统上,印刷电路板(即PCB)在制造的过程中需要感光聚合物涂层来定义电路,或者在电路印制好后需要用保护涂层对线路进行保护并防止元件装配时电路短路。在该所述两种情形下,均使用光聚合有机涂层。紫外线在PCB的制造过程中用于激活涂层物质的聚合,即,固化光聚合物质。通常的做法是,基板又称面板置于工作台上在紫外线曝光系统中曝光约数秒至一分钟。板上曝光区域的物质将固化,而非曝光区域的物质不会固化。曝光区域和非曝光区域由涤纶片或玻璃片上的光刻原图来定义,载有光刻原图的片通常安装于曝光机的玻璃板上。
如果处理中的基板小于曝光设备中最大的图像面积,现有的机器设备要求在工作台上人工安装与基板厚度相同的垫片。该垫片主要用于在真空曝光时支撑安装原图的玻璃板的四周,以避免玻璃板的破损或周边变形,从而产生较好的图像。人工安装垫片引入了由微粒,比如固定垫片的胶带上的灰尘,侵入而引起的产品瑕疵,极大地增加了安装时间,而且增加了人工安装错误的可能性。

发明内容

本发明的主要目的之一是提供一种无需人工安装垫片的工作台。
为实现上述目的,作为一个实施例,本发明的工作台包括:一个上表面;位于所述上表面之下、沿该工作台内边缘设置的一组可调垫片;其中,所述可调垫片可升高或降低至一个所需高度,以补偿尺寸和厚度不同的各种基板。
当处理中的基板小于曝光设备中最大的图像面积,本发明的可调垫片升高到与基板上表面大致平行的平,用于在真空曝光时支撑安装原图的玻璃板的四周。由此可见,本发明的工作台避免了玻璃板的破损或周边变形,从而产生较好的曝光图像。同时,也杜绝了人工安装垫片时由微粒侵入而引起的产品瑕疵和安装错误。此外,还极大地提高了PCB的生产效率。
作为另一个实施例,本发明的工作台包括:一个上表面;一组沿所述上表面的内边缘设置的高度可调衬垫;一个位于所述上表面之下、用于使所述高度可调衬垫上升或下降的电动控制机构。
该实施例与前述实施例相比,工作台设了一个电动控制机构。该机构用于控制可调衬垫。通过比较可以得出,该实施例也可获得与前述实施例相同的技术效果。
本发明的主要目的之二是提供一种适用于本发明工作台的自动安装垫片的方法。该方法包括:在工作台的上表面之下提供一组电动垫片;基于基板的尺寸和厚度升高或降低所述电动垫片。
类似地,该方法也可克服以往人工安装垫片的缺陷,极大地提高了PCB的生产效率。
附图说明
以下结合附图对本发明进行进一步说明。
图1是包括本发明工作台的基板自动传送系统的透视图;
图2是图1中所述系统的另一个方向的透视图;
图3给出了本发明一个实施例的工作台;
图4给出了图3所示工作台的内部机械结构;
图5为图3所示工作台的俯视图;
图6为图3所示工作台的俯视图,其中,垫片已经降下。

具体实施方式

以下描述用于使本领域技术人员再现和利用本发明,并利用本发明人所述的最佳实施例来实施本发明。本发明有各式各样的、对于本领域技术人员来说很明显的变形。任何这些变形、等同替换及代替均在本发明的发明思想和范围之内。
由于工作台为组成基板自动传送系统的重要部件,故先对基板自动传送系统进行说明。图1给出了包括本发明工作台的基板自动传送系统。基板自动传送系统2主要作为一个用于处理PCB基板的特定的系统来进行描述。本发明的教导可用于任何需经紫外线曝光系统处理的带光聚合物质的基板。该系统2可处理的基板的尺寸范围为356毫米X 356毫米至610毫米X720毫米。当然,本系统可根据需要调整以处理更大或更小的基板。一般来说,可处理的普通的基板的厚度值从最小0.2毫米到最大5毫米。整个系统2通过计算机控制器4来控制(或通过计算器来控制)。
系统2自一个传送设备(图中未示,位于左边)接收一个基板放入入料辊A1;入料辊A1将基板(外轮廓线在图中示出,未标注)预对齐,并在A面曝光区域A需要基板前将基板准备好。然后基板被传送辊向前传送到达A面面板工作台A2。在工作台A2,基板承载在空气膜上(通过空气漂浮系统86)。然后,面板被更准确地预对齐,将气流漂浮模式改变成真空模式(通过图6中的面板把持真空85)而使面板被真空固定,然后,将基板提升到A面原图对准模A3。如后面所述,四个CCD(或CMOS图像感应器)相机比较原图的目标位置与基板上待对准的目标位置,从而使对准达到可接受的公差,接着,整个腔被抽真空,激活紫外灯曝光模块A4进行紫外线曝光。
然后,工作台A2降低,气流模式从真空转换至漂浮,基板在空气膜上被传送到面板翻转模块90;基板在面板翻转模块90中依然被空气膜支撑并翻转180度,然后被传送至B面面板工作台B2。基板的A面相反的一面(B面)被对齐,接着以与A面相同的方式曝光。曝光后,基板传至出料辊组合B1,于该处,基板送出系统2以进行后续处理。图2是图1中所述系统2的另一个方向的透视图。在图1和图2中,对应地,B、B3、B4分别为B面曝光区域、B面原图对准模块和B面紫外灯曝光模块。
A面和B面面板工作台
面板工作台A2和B2分别为曝光区域A、B的核心。每个工作台均提供一个功能和结构组合,包括:物料传送、更准确的预对齐、用于对齐和曝光的PCB把持功能,和一个对齐后使基板和原图紧密贴合以便紫外线曝光的腔室抽真空系统。
倾斜、漂浮、预对齐和把持基板以曝光
面板工作台A2和B2均在初始位置沿基板的前进方向向下倾斜5度,以使基板运动的下游端比上游端低,因此,每片基板进入工作台后,由于高度差的存在,基板的重势能将转化为动能,从而使基板更快地进入。面板工作台A2和B2均具有光滑、硬化的表面,并有承载空气的设计,这样,能使基板在重力作用下向下移动时在较小的摩擦下漂浮起来。作为空气的提供者,空气漂浮系统具有一个向面板工作台和/或翻转模块提供空气流的空气泵(图6中的86)。如果需要,也可设置其他空气泵系统。作为优选的一个实施例,面板工作台A2和B2由氟龙的硬质浸渍阳极制成,其能进一步阻止其他物质的粘贴。这样的设计能够使基板在传输过程中保护其抗蚀的表面从而不被刮伤。同时,也减少了拾取和运输的机械臂,降低了系统的复杂性;另外,空气垫在曝光前后和运输过程中还给基板提供了额外的冷却。
当面板工作台A2准备接收基板来进行处理后,入料辊A1将预对齐的基板向前推进,送到工作台A2的向下倾斜的能够产生浮力的表面。如图3所示,工作台A2利用电机驱动的限位件51-58将基板更准确地对齐到其中央及引导边,该引导边对于A面来讲为左边。电机驱动的方式与入料辊A1的类似。一旦基板处于适当的位置,承载空气的表面上转变成一个独特的真空区(以下将进一步描述)以使基板牢牢地固定于该位置,同时,限位件51-58全部缩回。如图3所示,真空区具有几个区域41、42和43,分别用于有效地把持从小尺寸到大尺寸的基板;真空区的四周最边上的位置设有可充气的真空腔密封件44,其用于与原图对准模块A3中安装原图的玻璃板接触以形成真空腔室从而给不同厚度的基板抽真空和曝光。
工作台A2的内部机械结构在图4中更详细地示出。限位件51-58被电机驱动的板条59-62控制,板条59-62沿着图中的导轨移动,限位件51-58的位置基于要处理的基板的大小由计算机控制(经计算机控制器63)。其外,自动的垫片71-78沿工作台A2的周边设置。作为优选的实施例,垫片71-78由起重螺杆制成,并可上升和下降。
图5为工作台A2的俯视图。在图中,多个孔79允许空气供给系统86(图10)供给的气流通过以形成空气膜,从而使基板漂浮起来。孔79布满区域41、42和43,在该图中,仅区域41中的孔被示意地给出。孔79除作为充气通道的一部分,用于基板传送时产生空气膜外;还作为抽真空的通道的一部分,用于形成基板曝光时的基板把持真空。
从图5中还可看出,工作台上表面还设有允许限位件51-58来回移动以适用不同尺寸的基板的开口槽80、81、91、92(图6)。
如前所述,如果基板的尺寸小于曝光模块中安装原图的玻璃板,当抽真空以使基板贴向玻璃板时,玻璃板很可能破裂,因为其周边没有支撑。在已有的系统中,一个手工制作的垫片常被安装在面积较小的基板的四周,以填充空间。然而,该已有的手段需要大量的人工安装时间,且经常产生由微粒侵入而引起的瑕疵。
相应地,工作台A2和B2有一个独特的设计,其无需手工安装垫片以避免真空曝光时玻璃板破裂。由图3和图4可知,当基板面积较小时,电机驱动的垫片71-78自动地填充玻璃板和工作台A2和B 2之间的空隙,即支撑玻璃板的四周。垫片71-78可伸出台面与基板厚度相同的高度,或根据需要稍微高于或低于基板的厚度,其可使气流均匀快抽以快速形成真空及其加快曝光周期。因此,本发明的垫片与已有技术相比,极大地减少了设置时间,排除了人工安装垫片而导致的微粒瑕疵,免除了潜在的垫片安装的人为错误。
在工作中,垫片71-78根据需要可升高可降低,视基板的尺寸和厚度而定。其高度设置,可基于操作员输入的处理的基板的大小尺寸,通过计算机控制(经计算机控制器4和/或63)。垫片71-78也可人工调整。
当基板在工作台A2完成相应的处理后,沿引导边的限位件57和58将基板沿漂浮面推向面板翻转模块90。
工作台B2的结构与工作台A2实质上相同,不同点在于,工作台B2上基板的引导边在右边。
腔室抽真空系统
如前述,腔室抽真空用于使原图和基板紧密贴合。在现有技术中,抽真空在程序上的迟延经常导致生产放慢,其原因是,操作员确保原图和基板贴合足够紧密以能进行曝光需要较长时间。更深一步,大多数现有系统在将腔室抽至真空初步水平时较快,为获得较好的生产良率,在抽空原图和基板初步接触后两者之间的空间时耗时较多。究其原因是,连接到真空泵孔径较小,以致抽真空时,流量太低,而在原图和基板初步接触后,该较小的孔径被进一步阻塞。
本发明的系统具有一个独特的抽真空系统,其利用工作台真空区的下方形成一个高流速的室,以允许快速抽至所需的真空。
下面进行更详细的介绍。参照图6,工作台A2、B2具有一个真空泵84,其具有比传统的真空泵更高的流速和更大的流通通道,因此,能够允许真空快速抽成和释放。真空泵84和面板把持泵85均位于工作台的外面,分别通过软管连接到工作台的底部。连接面板把持泵85的软管穿过工作台的内部,通过工作台上表面之下紧贴设置的连通腔与孔79相通,共同形成气流通道。该通道为面板把持真空泵85和气体浮力供给泵86所共享。即当该通道为面板把持真空泵85所用时,其作为抽真空通道;而当该通道为气体浮力供给泵86所用时,其作为充气通道。
在PCB基板100对中后,其牢牢地被面板把持真空泵85所抽空的连通腔通过孔79(示意性以小点画出)而固定在工作台上。此时,气体浮力供给泵86关闭,面板把持真空泵85工作。如果需要,面板把持真空可以分许多块,以把持不同尺寸的基板。自动垫片71-78将上升到与基板上表面平齐的水平。
在基板对准后,可充气的密封件44将向上接触安装原图的玻璃板,以密封工作台和玻璃板之间的空间。工作台内的密闭空间82,即风室,通过可置换的大孔阀83连接到高速流的真空泵84。真空泵84通过开口槽80、81、91、92和垫片71-78周围的区域而对密封工作台和玻璃板之间的空间进行快速、均匀地抽真空。如有需要,也可采用其他阀门。大孔阀最好选用孔径在25至50毫米的,优选选38毫米的。作为一个实施例,真空泵84能够以2.83至4.25立方米/分钟的流速的速度抽去风室中的空气。需要说明的是,即使原图和基板紧密贴合后,本发明相对于已有技术仍然有大量的区域可以抽真空。
一旦PCB曝光后,密闭空间82又重新与大气连通。因为工作台上表面有大量的开口槽和孔,真空能快速地被去除,从而使系统更快运作。在曝光过程完成后,面板把持真空泵85被关闭,气体浮力供给泵86重新启动以浮起所述基板。
对于本领域普通技术人员,上述实施例有多种变形,其均包括在本发明的范围和思想之内。
相关专利内容
标题 发布/更新时间 阅读量
工作台 2020-05-11 409
工作台 2020-05-11 307
工作台 2020-05-13 422
工作台 2020-05-13 403
XY工作台 2020-05-12 937
工作台 2020-05-12 133
工作台 2020-05-12 397
工作台 2020-05-11 545
工作台架 2020-05-11 778
工作台 2020-05-12 795
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