專利名稱：集成的大片玻璃操縱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)大塊LCD板檢測(cè)和修理時(shí)玻璃的操縱和定位。本發(fā)明特別適用于加利福尼亞州圣何塞的Photon Dynamics公司生產(chǎn)的設(shè)備，以及市場(chǎng)上流行的“陣列救助機(jī)(Array Saver)”和“陣列檢測(cè)機(jī)(Array Check)”。
當(dāng)然本發(fā)明的應(yīng)用不僅限于這些系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)制造了用于大塊LCD面板的玻璃處理系統(tǒng)，但它們不能被特別配置并最優(yōu)化以滿足安裝測(cè)試和維修硬件的要求。
傳統(tǒng)的平板玻璃操縱系統(tǒng)由通用子系統(tǒng)部件組成，為滿足更大的LCD面板尺寸的要求，這些部件的尺寸成比例增大，這些子系統(tǒng)部件尺寸的增加與特定功能無(wú)關(guān)卻導(dǎo)致性能受限和整個(gè)系統(tǒng)的成本增加。人們需要的機(jī)器應(yīng)該在傳送大而脆的板時(shí)損壞風(fēng)險(xiǎn)最小、而準(zhǔn)確度及過(guò)程處理速度最高。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，作為測(cè)試系統(tǒng)的一部分，本操縱系統(tǒng)用作對(duì)易碎的大塊玻璃片或玻璃板(例如用作制造LCD的玻璃板)提供維修和檢測(cè)設(shè)備定位。它使用與被測(cè)試的玻璃板真空接觸的輕質(zhì)卡具(chucklet)，它的動(dòng)作作為操作步驟的一部分。并消除了對(duì)又重又硬的平臺(tái)的需求，這使硬件成本顯著減少，降低了慣性的影響，提高了定位性能。
通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以更好地理解本發(fā)明。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是依據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的立體圖；圖2是圖1所示實(shí)施例的側(cè)視剖面圖；圖3是圖1所示實(shí)施例的俯視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明參照?qǐng)D1和圖2，依據(jù)本發(fā)明的玻璃操縱平臺(tái)10包括基板12，它剛性安裝在支撐結(jié)構(gòu)14上，并在頂部帶有平行軌道(rail)陣列，此處卡具16-23通常是中空的，并精確排列以支持大平面玻璃薄板，在本文中稱為客戶板30?？ň?6-23位于橫支柱26、28上，第二端卡具24以剖面示出，用以說(shuō)明安裝在旋轉(zhuǎn)排列滑動(dòng)裝置36、38上真空夾具32、34，第一端卡具16也可采用類似的結(jié)構(gòu)。邊緣感應(yīng)器(未示出)用于檢測(cè)躺在上面的客戶板30的邊緣?？ň?6-23采用空氣軸承(例如面對(duì)客戶板30的下側(cè)表面的孔40)，并且一端與橫向真空室42相連接，從而形成用于支撐待測(cè)試的客戶提供的板30的架(grill)。
在每個(gè)自由度，X(垂直軌道)、Y(沿著軌道)、Z(上下方向)，帶有不同的控制裝置。X軸平臺(tái)44是傳統(tǒng)的空氣軸承平臺(tái)，其由線性馬達(dá)49驅(qū)動(dòng)，線性馬達(dá)49通過(guò)和與軌道48相連的大的端墊(end pad)52、54之間的軌道48以非嚙合(non-gripping)的方式連接，沿X軸方向的軌道48移動(dòng)平臺(tái)46，從而傳送安裝在平臺(tái)46上的頭50。這種裝置與許多現(xiàn)有的平臺(tái)沒(méi)有實(shí)質(zhì)差別。
依據(jù)本發(fā)明，Y軸平移裝置是滑動(dòng)裝置，優(yōu)選地使用獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)，與待測(cè)試單元接觸，使質(zhì)量(mass)最小并便于對(duì)齊。在Y軸上唯一的移動(dòng)質(zhì)量是客戶板20，其用作Y平臺(tái)56的表面，因而顯著地減小了Y平臺(tái)移動(dòng)質(zhì)量。Y平臺(tái)56是構(gòu)成了軌道60的重量輕的槽形梁58，軌道60是在中心卡具19和20之間的平臺(tái)區(qū)域居中的空氣軸承。橫梁58由軌道60的空氣軸承支撐，并沿軌道60滑動(dòng)。橫梁58與線性馬達(dá)62相連接，馬達(dá)62帶有定位編碼器64和狹槽66，其中編碼器在步進(jìn)控制器(未示出)的控制下可以滑動(dòng)。
沿中心橫梁58的小的真空夾具(clamp)68、70以及其它真空夾具等(不可見(jiàn))與受控真空源(未示出)連接，用于使客戶板30的下側(cè)與橫梁58相連，并在運(yùn)動(dòng)時(shí)安全地支撐客戶板30。該客戶板30沿通過(guò)它的質(zhì)量中，心的軸與真空夾具68、70連接，這樣X(jué)-Y平面上的客戶板的受力的Y軸運(yùn)動(dòng)不會(huì)扭曲。Y平臺(tái)是可操作的，以在卡具的空氣軸承上導(dǎo)引客戶板30，真空夾具(諸如滑動(dòng)裝置36、38上的壓板32、34)用于在不運(yùn)動(dòng)時(shí)，支持、旋轉(zhuǎn)和對(duì)齊客戶板30。圖2在側(cè)視圖中示出了這些特征。雖然也可在客戶板30的相對(duì)邊緣采用真空夾具，但只需要兩個(gè)真空夾具，這將在隨后解釋。
真空室42內(nèi)的裝置72形成了允許通過(guò)真空室42的中間區(qū)域傳送真空夾具70的通道。在用于真空夾具的空隙上方的真空室42的段(未示出)可以在真空室的各部分上架橋。
這種結(jié)構(gòu)采用卡具16-23中的空氣軸承，與真空限動(dòng)器(restraint)32和34以及定位器36和38相結(jié)合，以在面板定位于檢測(cè)和維修裝置下時(shí)，精確控制和穩(wěn)定面板的垂直位置。由于在客戶板30的下方有足夠的間距用于照明，這種夾具結(jié)構(gòu)也支持使用傾斜的鏡子以便于對(duì)該光學(xué)系統(tǒng)有確實(shí)的背光照明。
通過(guò)強(qiáng)行伸直薄玻璃板以符合平的空氣軸承表面，這種真空保持特征解決了在空氣軸承結(jié)構(gòu)上驅(qū)動(dòng)面板會(huì)偏斜的問(wèn)題?？ň邨l16-23之間的間距還為自動(dòng)機(jī)械端受動(dòng)器(robot end effector)在臺(tái)面上布置面板并隨后縮回提供了空間。
參照?qǐng)D3，使用沿至少兩個(gè)邊緣的玻璃邊緣感應(yīng)器80、82、84以動(dòng)態(tài)地定位與板30和X方向上的滑動(dòng)裝置36、38相連的真空支持墊32、34，來(lái)完成客戶板30的對(duì)齊。由此，完成了玻璃向直角的準(zhǔn)確旋轉(zhuǎn)，而無(wú)需具有潛在破壞性的制動(dòng)設(shè)備的幫助。圖3示出了這一特征。
不同尺寸的板可以正確浮在卡具16-23上，通過(guò)在距起驅(qū)動(dòng)作用的Y平臺(tái)中心一半面板處定位玻璃邊緣傳感器，來(lái)定位和對(duì)準(zhǔn)不同尺寸的面板。
只有對(duì)選擇的檢測(cè)系統(tǒng)才需要Z軸運(yùn)動(dòng)，但這種運(yùn)動(dòng)受到限制也是可預(yù)期的。如果系統(tǒng)不要求大的Z軸運(yùn)動(dòng)，則采用撓曲和章動(dòng)裝置86(圖1)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種玻璃操縱系統(tǒng)適于無(wú)損傷地操縱大至2米見(jiàn)方、薄至0.5mm的板子。
已經(jīng)參考特定的實(shí)施例解釋了本發(fā)明，其它的實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。因而本發(fā)明的保護(hù)范圍只受權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于傳送和支承大片薄玻璃板的玻璃操縱系統(tǒng)，包括基板；軌道卡具陣列，其與所示基板連接并面對(duì)所述玻璃板，每個(gè)所述卡具帶有噴出用作所述玻璃板上的空氣軸承的氣體的孔，所述卡具平行排列，從而通過(guò)真空接觸形成用于接收、支撐和保護(hù)所述玻璃板的架；安裝在滑動(dòng)裝置上的真空墊，連接所述玻璃板，以保持所述玻璃板的旋轉(zhuǎn)對(duì)齊及受限制的平移對(duì)齊；以及Y平移臺(tái)，沿通過(guò)所述玻璃板質(zhì)量中心的軸線，位于所述玻璃板下，所述Y平移臺(tái)包括用于連接所述玻璃板的真空夾具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述真空墊配置在面對(duì)所述玻璃板靠近邊緣處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃操縱系統(tǒng)，進(jìn)一步包括安裝到所述基板上的軌道X平移臺(tái)，安裝到所述X平移臺(tái)的Z平移臺(tái)上，其中所述Y平移臺(tái)在空氣軸承上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述Y平移臺(tái)是空氣軸承上的軌道，在所述Y平移臺(tái)上安裝有線性馬達(dá)，用于沿所述玻璃板質(zhì)量中心與所述玻璃板接合，以使運(yùn)動(dòng)的扭矩最小。
全文摘要
一種機(jī)械系統(tǒng)，用于操縱大至2米×2米、厚度0.5mm的大片薄玻璃板(例如在LCD面板檢測(cè)器中用于制造LCD面板的玻璃板)。通過(guò)使用輕質(zhì)中空卡具在空氣軸承中定位維修和檢測(cè)裝置，并與所述被檢測(cè)玻璃板真空接觸，在沿質(zhì)量中心的軌道上平衡，以無(wú)偏差地移動(dòng)。這淘汰了沉重的剛性平臺(tái)，顯著地減少了硬件成本，操作靈活，提高了定位性能。
文檔編號(hào)B65G49/05GK1550434SQ20041003811
公開(kāi)日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者大衛(wèi)L·鮑爾溫, 史蒂文·基思, 基思, 大衛(wèi)L 鮑爾溫 申請(qǐng)人:光子動(dòng)力學(xué)公司