热处理装置的基板搬送单元的制作方法

1.本发明涉及一种为了热处理或者搬送玻璃基板而安装于热处理装置的齿条(rack)上并使用的热处理装置的基板搬送单元。


背景技术：

2.有机发光显示装置及lcd等平板显示器应用于tv、手机、显示器等各种图像设备，最近，在平板显示器的制造领域中为提高性能和收益而改善设备的努力不断进行。平板显示器的制造工序中使用的热处理装置(oven chamber)的性能不断地在改善。
3.例如，薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display，tft lcd)等平板显示器通过将薄膜晶体管、像素电极、rgb像素及共同电极沉积到玻璃基板上的薄膜沉积工序、光刻胶涂布工序、烘焙(baking)工序、曝光工序、显影工序、蚀刻工序等进行制造。
4.平板显示器制造工序中使用的热处理装置(oven chamber)将内部的加热器作为热板(hotplate)的热源，在投入光刻胶涂布设备之前对玻璃基板进行加热，从而进行干燥及预热或者对涂布有光刻胶膜的玻璃基板加热一定时间，并在硬化光刻胶的烘焙工序等中使用。
5.玻璃基板热处理装置在韩国授权专利公报10-1238560及韩国公开专利公报10-2013-0028322中作为“lcd玻璃焦化室”被提出。
6.另外，平板显示器的尺寸持续大型化。例如，第五代的玻璃基板尺寸为1100
×
1250mm，第六代的玻璃基板尺寸为1800
×
2100mm等正逐渐变大。
7.为了对热处理玻璃基板进行热处理或者热处理作业结束后搬送玻璃基板，热处理装置中另设有搬送单元(transfer unit)。
8.当热处理装置中另设有搬送单元时，只有当具有抗高温的耐热性及低于受热体的玻璃基板的硬度时，才能在高温中不发生腐蚀且可反复使用。
9.此外，当热处理装置中另设有搬送单元时，应考虑所述搬送单元是否在不会对玻璃基板造成损伤的同时以任何方式都能够在玻璃基板的搬送或者装卸载中吸收冲击或者减少摩擦。
10.搬送单元与玻璃基板发生接触时，如果玻璃基板产生瑕疵则制造显示器时会判定为不良品，因此会造成费用方面的损失。
11.如果在玻璃基板的搬送或者装卸载中不能吸收冲击并产生摩擦，则玻璃基板的涂层面会产生包括划痕在内的斑痕，而且玻璃基板受到局部的热应力，从而在下一工序中产生不良或者细微的冲击也会破损。
12.因此，需要一种高效新型的基板搬送单元，其在热处理玻璃基板的热处理装置的周边有效地搬送或者装卸载玻璃基板，从而可提高产品的收率并降低成本。
13.【在先技术文献】
14.【专利文献】
15.专利文献1.韩国公开专利公报第10-2020-0001672号(公开日期2020年01月07日)
16.专利文献2.韩国授权专利公报第10-1471028号(公告日期2014年12月10日)
17.专利文献3.韩国授权专利公报第10-2081801号(公告日期2020年02月26日)


技术实现要素：

18.【技术问题】
19.本发明要解决的一技术问题是，提供一种可安装在热处理装置的齿条上使用的热处理装置的基板搬送单元。
20.本发明要解决的一技术问题是，提供一种在搬送或者装卸载玻璃基板的过程中，通过将传递到玻璃基板的冲击进行吸收或者转移，从而可确保对玻璃基板的耐划痕性的热处理装置的基板搬送单元。
21.本发明要解决的一技术问题是，提供一种能够降低费用且高温耐热性优异的热处理装置的基板搬送单元。
22.【技术方案】
23.根据本发明，上述目的可根据本发明的热处理装置的基板搬送单元来实现，其包括：热处理装置，其包括安装并布置有加热器的腔室，及在所述腔室的内部横跨加热器表面并设置的多个齿条；以及万向滚球，其沿着所述齿条的表面突出地布置在适当的位置上，从而在所述热处理装置进行热处理的前后，引导基板的搬送及装卸载。
24.根据本发明的实施例，所述万向滚球可包括：头部块，其向所述齿条表面的垂直方向突出且内部形成有壳体；主球体，其容纳在所述壳体中并以垂直方向支撑基板；基底块，其插装在所述热处理装置的腔室内部的齿条中，以弹性支撑所述头部块；以及缓冲弹簧，其夹设在所述头部块与基底块之间并使所述头部块与基底块之间形成弹性变形空间。
25.根据本发明的实施例，所述头部块的下端部和所述基底块的上端部分别可形成有用于安置缓冲弹簧的凸缘部。
26.根据本发明的实施例，所述头部块的壳体中可填充有用于引导主球体的旋转滚动运动的多个滚球，所述主球体用于支撑上部装载的基板。
27.根据本发明的实施例，所述基底块可由下部的组装头和凸缘部组成，所述下部的组装头沿着形成于所述热处理装置的腔室内部齿条上的组装孔进行插装；所述凸缘部的上部较下部其面积被扩展，以防止所述组装头的下部发生脱离。
28.根据本发明的实施例，所述缓冲弹簧可以为选自直线型盘簧、上部宽于下部的圆锥状螺纹型盘簧、上下部窄中间宽的罐状螺纹型盘簧中的任意一个。
29.根据本发明的实施例，所述缓冲弹簧可由因科内尔弹簧构成。
30.【有益效果】
31.根据本发明的热处理装置的基板搬送单元，为了能够安装在热处理装置的齿条上并使用，在热处理装置的腔室内部形成万向滚球，从而具有通过简单的结构便可减少设备增设成本的同时在热处理装置内有效地搬送或者装卸载玻璃基板的效果。
32.根据本发明的热处理装置的基板搬送单元，在从热处理装置搬送或者装卸载玻璃基板的过程中通过吸收或者转移传递到玻璃基板的冲击，从而可确保玻璃基板的耐划痕性，可具有获得高品质玻璃基板制造收率的效果。
33.根据本发明的热处理装置的基板搬送单元，其通过使用作为高温下可使用的镍-铬耐热合金钢的因科内尔(inconel)弹簧，并形成包括万向滚球的搬送单元，从而在约705℃的温度中也不发生氧化，可确保高温耐久性，而且具有显著的抗松弛性，因此具有在高温下可反复使用的效果。
附图说明
34.图1是用于说明热处理装置的腔室的示例。
35.图2是显示根据本发明一实施例的热处理装置的腔室及设置于腔室内部的基板搬送单元的示例。
36.图3是用于说明根据本发明一实施例的热处理装置的基板搬送单元的示例。
37.图4是节选根据本发明一实施例的热处理装置的基板搬送单元的万向滚球并显示的示例。
38.图5是根据本发明一实施例的基板搬送单元的主球体滚动旋转型万向滚球的示例。
39.图6是根据本发明一实施例的基板搬送单元的主球体固定型万向滚球的示例。
40.图7的(a)、(b)、(c)是显示根据本发明一实施例的因科内尔(inconel)盘簧的示例。(a)为直线型盘簧、(b)为圆锥状螺纹型盘簧、(c)为罐状螺纹型盘簧的示例。
41.附图标记的说明
42.a：基板搬送单元
ꢀꢀ
gl：基板(玻璃基板)
43.100：热处理装置
ꢀꢀ
110：腔室
44.140：齿条
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
141：组装孔
45.200：加热器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
300：万向滚球
46.301：头部块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
302：壳体
47.303：凸缘部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
310：基底块
48.311：组装头
ꢀꢀꢀꢀ
320：缓冲弹簧
49.330：主球体(main ball)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
331：滚球(sub ball)
具体实施方式
50.下面,参照附图对根据本发明优选实施例的热处理装置的基板搬送单元的具体内容进行说明。
51.本发明的说明中所使用的术语“热处理装置”可与“lcd玻璃焦化室”混用。“基板”可与“玻璃基板”混用。
52.图1是用于说明热处理装置的示例。
53.如图1所示，热处理装置100包括设置有加热器200的腔室110，并通过投入反应性工艺气体对基板gl进行加热或者干燥的功能。
54.腔室110的一侧具有投入口111，所述投入口111用于使需要加热干燥的有机发光显示装置或者lcd玻璃基板(以下称之为“基板gl”或者“基板”)等的基板gl通过。
55.腔室110中设置有加热器200，从而利用其发出的热能对通过投入口111投入的基板gl进行加热或者通过蒸发水分进行干燥。
56.更具体地，加热器200的上/下部配置有平板发热体，所述平板发热体上层叠地布置有用于接收从加热器200传递的热的上/下部热传递热板(未图示)，并安装布置在腔室110内从而可加热基板gl或者通过蒸发水分进行干燥。
57.此外，作为腔室110的周边部，具有用于提高基板gl的加热干燥效率的用于吸入含有工艺气体的流体的吸气口112及用于将腔室110内的流体排出的排气口113，并可包括用于支撑并托起腔室110的支托121的框架120以及与多个汇流条131连接的导电部130，所述汇流条131与加热器200的发热线连接以导通电流。
58.此外，腔室110的内部具有横跨加热器200表面的多个齿条140，其可用于放置热处理工序前后的玻璃基板gl并进行搬送或者装卸载。
59.但是，现有热处理装置100不具有可有效地搬送或者装卸载玻璃基板gl的搬送单元。
60.因此，当采用现有热处理装置100时，例如，在投入玻璃基板gl并进行加热工序后，在搬送或者装卸载经加热处理的基板gl的作业过程中，很难有效地吸收传递到玻璃基板gl的冲击。
61.此外，在搬送或者装卸载基板gl的过程中，基板gl表面可能会发生划痕，从而很难制造高品质的玻璃基板，因此存在制造收率低的问题。
62.因此，本发明通过以形成于热处理装置的腔室内部的齿条为中心布置的万向滚球，提出一种可减少设备增设成本的同时可有效地搬送或者装卸载玻璃基板的热处理装置的基板搬送单元。
63.此外，本发明提出一种热处理装置的基板搬送单元，其在从热处理装置搬送或者装卸载玻璃基板的过程中，通过吸收或者转移传递到玻璃基板上的冲击，从而可确保玻璃基板的耐划痕性，可获得高品质玻璃基板制造收率。
64.此外，本发明提出一种热处理装置的基板搬送单元，其通过使用作为高温下仍可使用的镍-铬耐热合金钢的因科内尔(inconel)弹簧，形成包括万向滚球的搬送单元，从而在约705℃的温度下也不被氧化，可确保高温耐久性，而且具有显著的抗松弛性，从而在高温下可反复使用。
65.图2是图示根据本发明一实施的热处理装置的腔室及设置于腔室内部的基板搬送单元的示例。
66.图3是用于说明根据本发明一实施例的热处理装置的基板搬送单元的示例。
67.如图2至图3所示，根据本发明的热处理装置100的基板搬送单元a能够以设置于热处理装置100的腔室110内部的齿条140为中心设置。
68.如图2和图3所示，热处理装置100的主要部分包括布置有加热器200的腔室110及腔室110内部横跨加热器200表面设置的多个齿条140。
69.此外，热处理装置的基板搬送单元a可包括万向滚球300，所述万向滚球300为了沿着设置于热处理装置100的腔室110内部的齿条140表面突出而布置在适当的位置，从而引导基板gl的搬送及装卸载。
70.图4是节选根据本发明一实施例的热处理装置的基板搬送单元的万向滚球并显示的示例。
71.图5是根据本发明一实施例的基板搬送单元的主球体滚动旋转型万向滚球的示
例。
72.图6是根据本发明一实施例的基板搬送单元的主球体固定型万向滚球的示例。
73.如图4至图6所示，万向滚球300由头部块301组成，所述头部块301以与齿条140表面垂直的方向突出且内部形成有壳体302，所述齿条140设置于热处理装置100的腔室110内部。
74.此外，包括主球体330，其容纳在壳体302中且在垂直方向支撑基板gl。
75.此外，包括基底块310，其用于弹性支撑头部块301且插装在所述热处理装置100的腔室110内部的齿条140上。
76.此外，可包括缓冲弹簧320，其夹设在头部块301与基底块310之间，从而使头部块301与基底块310之间形成弹性变形空间。
77.如此，热处理装置100中对玻璃基板gl进行热处理的前后，采用万向滚球300搬送或者装卸载基板gl的过程中，通过缓冲弹簧320有效地吸收传递到玻璃基板上的垂直方向上的荷重w1的冲击，从而可最小化施加到基板上的损伤。
78.此外，施加到基板gl上的横向荷重s1可通过主球体330无摩擦直接转移，从而能够确保玻璃基板gl的耐划痕性。
79.此外，如图4至图6所示，对于热处理装置100的基板搬送单元a的万向滚球300而言，头部块301的下端部和基底块310的上端部可分别形成有凸缘部303、313，为了稳定且无晃动地安置支撑弹簧320，所述凸缘部303、313相比于头部块301的上部和基底块310的下部，具有直径或者宽度被扩展的宽幅面。
80.此外，如图4至图6所示，对于热处理装置100的基板搬送单元a的万向滚球300而言，头部块301的壳体302的空白空间内填充有多个滚球331，所述滚球331引导用于支撑上部装载的基板gl的主球体330的旋转滚动运动。
81.如此，当将用于引导支撑基板gl的主球体330的旋转滚动运动的多个滚球331填充在头部块301的壳体302的空白空间且将主球体330插装在该空间中时，通过接收从基板gl传递的纵横方向的荷重w1、s1并做出反应，从而可引导主球体330自身的滚动运动。
82.由此，对于传递到基板gl的纵横方向的荷重w1、s1，主球体330可做出滚动反应，因此可最小化基于传递到基板gl的纵横方向的荷重w1、s1的摩擦阻力，从而可有效减少基板gl的表面划痕或者因摩擦导致的损伤。
83.此外，如图4至图6所示，对于热处理装置100的基板搬送单元a的万向滚球300而言，基底块310可包括下部的组装头311，所述下部的组装头311沿着形成于热处理装置100的腔室110内部齿条140上的组装孔141进行插装。
84.此外，为了防止组装头311的下部发生脱离，所述组装头311的上部可由相比于下部面积被扩展的凸缘部313组成。
85.图7的(a)、(b)、(c)是显示根据本发明一实施例的因科内尔(inconel)盘簧的示例。
86.如图7所示，根据本发明的热处理装置100的基板搬送单元a的万向滚球300可采用各种形状和结构的缓冲弹簧320。
87.优选地，可选择性地采用如图7的(a)、(b)、(c)的因科内尔(inconel)盘簧。
88.例如，可在直线型盘簧、下部宽于上部的圆锥状螺纹型盘簧、上下部窄中间宽的罐
状螺纹型盘簧中选择。
89.图7的(a)是可将直线型盘簧作为缓冲弹簧320应用于万向滚球的示例。
90.直线型盘簧以均匀分布的力使上部的头部块301与下部的基底块310之间的弹性变形空间发生变形，所述直线型盘簧基于通过主球体330传递的垂直荷重w1无歪曲地发生变形，因此是有利于能够比较稳定且均匀地吸收并缓解传递到基板gl上的冲击的形状。
91.图7的(b)是可将圆锥状螺纹型盘簧作为缓冲弹簧320应用于万向滚球的示例。
92.圆锥状螺纹型盘簧由于其上部的缓冲反应相比于下部敏感，对传递到基板gl上的垂直荷重w1做出迅速反应，因此可引发细微的收缩变形，因此是有利于吸收并缓解传递到基板gl上的细微的冲击的形状。
93.图7的(c)是可将罐状螺纹型盘簧作为缓冲弹簧320应用于万向滚球的示例。
94.罐状螺纹型盘簧的上部与下部缓冲均匀，弹簧的上部和下部将迅速吸收并缓解从基板gl传递的垂直荷重w1，而且在中间部分散向基板gl传递的冲击，因此是有利于吸收和缓解传递到基板gl上的细微的冲击的形状。
95.缓冲弹簧320可优选使用作为高温下可使用的镍-铬耐热合金钢的因科内尔(inconel)弹簧。
96.因科内尔弹簧可以是由耐热合金材料制成的弹簧，所述耐热合金材料以镍为主，且通过添加15％的铬、6～7％的铁、2.5％的钛、1％以下的铝、锰、硅而制成。
97.如此，由耐热合金材料制成的因科内尔弹簧具有优异的耐热性，因此具有放置在900℃以上的热处理装置周边，即使在氧化气流中也不被氧化，而且在大气中也不会浸渍的优点。
98.此外，直到600℃为止，拉伸、抗拉强度、屈服点等机械性质也不发生变化，从而可作为放置于热处理装置的腔室周边部的优选材料而使用。
99.包括采用因科内尔弹簧的万向滚球的搬送单元在热处理装置的腔室周边部的温度，即约为705℃左右的温度下被氧化，从而能够确保高温耐久性，而且能够确保抗松弛性，从而能够设置在高温热处理装置的腔室内，可以无需替换地反复使用。
100.如上所述，根据本发明的热处理装置的基板搬送单元，为了能够安装在热处理装置的齿条上并使用，在热处理装置的腔室内部设置万向滚球，从而具有通过简单的结构，便可减少设备增设成本的同时在热处理装置内有效地搬送或者装卸载玻璃基板的优点。
101.此外，根据本发明的热处理装置的基板搬送单元，在从热处理装置搬送或者装卸载玻璃基板的过程中，通过吸收或者转移传递到玻璃基板上的冲击，从而具有确保玻璃基板的耐划痕性且能够获得高品质玻璃基板制造收率的优点。
102.本发明虽然参考附图中图示的一实施例进行说明，但本发明并不限于这些实施例，在不脱离本发明主旨的范围内可进行修改和变形，这些修改和变形属于本发明的技术思想。