连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置和方法

技术领域

本发明涉及紫外灯固化工件相关技术领域，尤其涉及一种连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置和方法。

背景技术

随着科技的不断进步，半导体集成电路引线键合金手指密度越来越大，引线键合金手指清洁活化处理要求越来越高，人眼无法识别有机污染物清洁效果，提升半导体集成电路封装引脚密度。半导体液晶显示面板准分子紫外光配向工艺，传统采用密封腔室高纯氮气环境准分子紫外光配向处理，是半导体液晶显示面板关键高效生产工艺，采用通过式连续化生产低流量氮气保护准分子紫外光配向方法大幅提升半导体液晶显示面板生产效率。

光学膜表面高能聚合交联物理消光表面丝滑硬化处理，在不增加材料情况下，采用物理消光表面丝滑硬化处理细腻耐磨耐刮防冲击表层强化，明显提升智能手机屏、PAD屏、笔记本电脑屏、台式电脑显示器、家用电视、车载显示器图像显示品质，丝滑硬化处理细腻耐磨耐刮防冲击表层强化提升显示屏机械寿命，减少电子产品碎屏损失。

光固化UV油墨可以大幅减少取消光引发剂的成本和化学污染，光固化UV油墨中消除光引剂气味污染，可以拓展食品行业应用。光引剂在光固化UV油墨成本比重较多，污染比较严重。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置和方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置，包括紫外灯安装部、准分子紫外灯、氮气供应支路、静压风刀、入口风切机构和出口风切机构，所述出口风切机构和入口风切机构分别安装在紫外灯安装部的前后两侧，所述准分子紫外灯安装在所述紫外灯安装部底部且与所述紫外灯安装部底壁之间预留有氮气保护间隔，所述静压风刀安装在所述紫外灯安装部与所述出口风切机构之间，所述静压风刀的出风通道倾斜布置且出风口朝向紫外灯安装部的底部方向，所述静压风刀连接有氮气供应支路；

每个所述准分子紫外灯的上方均设有一个第一静压腔，所述入口风切机构上方设有第二静压腔，所述出口风切机构上方设有第三静压腔，所述第一静压腔、第二静压腔和第三静压腔分别连接有氮气供应支路，所述第一静压腔通过第一管路与准分子紫外灯四周的氮气保护间隔连通，所述第二静压腔通过第二管路与入口风切机构底部的入口风切室连通，所述第三静压腔通过第三管路与出口风切机构底部的出口风切室连通。

本发明的有益效果是：本发明能够适用于半导体集成电路引线键合金手指清洁活化处理、半导体液晶显示面板光配向处理、光学膜表面高能聚合交联物理消光表面丝滑硬化处理、装饰板材UV漆膜肤感哑光表面丝滑硬化处理等领域；本发明连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的系统能够减少紫外灯固化工件过程臭氧的产生，生产工艺环保无污染。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第一静压腔、第二静压腔和第三静压腔均采用两级静压腔，所述两级静压腔包括静压管件和静压壳体，所述静压管件和所述静压壳体均水平左右延伸布置，所述静压管件套设在所述静压壳体内，且所述静压管件的外周侧壁与所述静压壳体的内周侧壁之间预留有环形间隔，所述静压管件轴向的一端连接氮气供应支路；所述静压管件的顶部开设有第一通孔，所述静压壳体的底部开设有第二通孔，所述静压壳体通过第二通孔连接第一管路或第二管路或第三管路。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用两级静压腔，可以实现氮气均匀化低流量溢流。紫外灯安装部可以为具有一定空间的腔体，也可以为板件结构，能够实现紫外灯的装配即可。第一静压腔的静压壳体固定在紫外灯安装部上。静压壳体内的空间和静压管件共同组成二级静压腔，两者配合实现氮气的二级静压溢流。

进一步，所述第一静压腔通过密封隔离垫安装在所述紫外灯安装部的顶壁上。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以保证静压壳体内的空间密封。

进一步，所述紫外灯安装部底部设有拱形装配通道，所述拱形装配通道沿左右方向延伸布置且下端敞口，所述拱形装配通道内适配设有拱形反光罩，所述准分子紫外灯安装在所述拱形装配通道内，所述准分子紫外灯的灯罩与所述拱形反光罩之间形成所述氮气保护间隔。

进一步，所述静压风刀通过角度调节支架进行装配并用于调节出风通道的倾斜角度；所述静压风刀的下部与所述出口风切机构之间预留有第一溢流补压平衡腔，所述静压风刀与所述紫外灯安装部的前端之间预留有第二溢流补压平衡腔。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于在平皮带上形成层流动力气流流体垫。

进一步，所述静压风刀内设有第四静压腔，所述第四静压腔与所述出风通道连通，所述第四静压腔连接有氮气供应支路。

进一步，所述入口风切机构包括入口风切壳体和入口风切罩，所述第二静压腔设置在所述入口风切壳体上，所述入口风切罩为倒U型结构且固定在所述入口风切壳体的底壁上，所述倒U型结构的入口风切罩沿左右方向延伸布置，所述倒U型结构的入口风切罩围成所述入口风切室，相邻两个入口风切罩之间预留有入口氮气通道，所述第二静压腔通过第二管路与所述入口氮气通道连通。

进一步，所述出口风切机构包括出口风切壳体和出口风切罩，所述第三静压腔设置在所述出口风切壳体上，所述出口风切罩为倒U型结构且固定在所述入口风切壳体的底壁上，所述倒U型结构的出口风切罩沿左右方向延伸布置，所述倒U型结构的出口风切罩内设有多个沿左右方向延伸布置的竖板，所述竖板将所述出口风切罩分隔形成多个所述出口风切室，所述第三静压腔通过第三管路与其中一个所述出口风切室连通。

进一步，所述紫外灯安装部的顶部设有上冷板，所述紫外灯安装部的下方设有下冷板，所述下冷板与所述紫外灯安装部底部之间预留有用于平皮带通过的缝隙。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以对准分子紫外灯进行冷却，保证紫外灯的稳定运行。

连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的方法，采用上述的连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置实现，所述装置设置在运输工件的平皮带上；包括以下步骤：

S1，利用氮气供应支路向第一静压腔内通入氮气，第一静压腔内充满氮气并通过第一管路将第一静压腔内形成的均匀化低流速低压气帘沿准分子紫外灯表面的氮气保护间隔充气；

S2，利用氮气供应支路向静压风刀的出风通道充氮气并使出风口实现静压溢流，出风通道内的低流速低压风刀气帘从出风口流向紫外灯安装部的底部；

S3，入口风切机构释放入口氮气狭缝气帘，并通过入口风切室连续洁净平皮带和工件上携带的氧分子；

S4，出口风切机构释放出口氮气狭缝气帘，并通过出口风切室隔离平皮带和工件出口方向氧分子侵入；

S5，采用氧气浓度分析仪检测入口风切机构和紫外灯安装部之间区域的氧分子浓度，判定氧分子浓度达标后，启动准分子紫外灯；

S6，对紫外灯安装部上部和下部分别进行冷却；

S7，启动平皮带连续携带工件通过准分子紫外灯下方实现连续化生产；

其中，S1、S2、S3、S4、S5同时启动或顺序启动，S6、S7可在任意步骤之前或之后启动。

本发明的有益效果是：本发明的方法是半导体液晶显示面板关键高效生产工艺，采用连续化生产低流量氮气保护准分子紫外灯配向方法大幅提升半导体液晶显示面板生产效率。本发明能够实现工件的快速连续精密清洗，处理去除人眼不可见有机污染物，实现高速通过式清洗。本发明的方法可以用于快速连续光学膜表面高能聚合交联物理消光表面丝滑硬化处理，在不增加材料情况下，采用物理消光表面丝滑硬化处理细腻耐磨耐刮防冲击表层强化，提升半导体液晶显示屏机械寿命，减少电子产品碎屏损失。

附图说明

图1为本发明连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置的结构示意图一；

图2为本发明连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置的结构示意图二；

图3为本发明氮气流量分配系统示意图；

图4为本发明紫外灯安装部温度控制原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、准分子紫外灯；2、石英冷却水管；3、第一静压腔；4、氮气供应支路；5、第一管路；6、灯罩；7、层流动力气流流体垫；8、密封隔离垫；9、拱形反光罩；10、紫外灯安装部；11、上冷板；12、上冷却通道；13、出风口；14、静压风刀；15、第四静压腔；16、出风通道；17、角度调节支架；18、出口风切机构；19、第一溢流补压平衡腔；20、第三管路；21、出口风切室；22、第二管路；23、第二静压腔；24、冷却水进水手阀；25、冷却水出水手阀；26、主动取样口；27、入口风切机构；28、氮气狭缝气帘；29、入口风切室；30、第二溢流补压平衡腔；31、工件；32、从动辊；33、换向辊；34、平皮带；35、下冷板；36、下冷却通道；37、第三静压腔；38、氮气手阀；39、气体流量计；40、氮气调压阀；41、水冷机；42、冷水分配器；43、主动驱动辊。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1～图4所示，本实施例的连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置，包括紫外灯安装部10、准分子紫外灯1、氮气供应支路4、静压风14、入口风切机构27和出口风切机构18，所述出口风切机构18和入口风切机构27分别安装在紫外灯安装部10的前后两侧，所述准分子紫外灯1安装在所述紫外灯安装部10底部且与所述紫外灯安装部10底壁之间预留有氮气保护间隔，所述静压风刀14安装在所述紫外灯安装部10与所述出口风切机构18之间，所述静压风刀14的出风通道16倾斜布置且出风口13朝向紫外灯安装部10的底部方向，所述静压风刀14连接有氮气供应支路4；

每个所述准分子紫外灯1的上方均设有一个第一静压腔3，所述入口风切机构27上方设有第二静压腔23，所述出口风切机构18上方设有第三静压腔37，所述第一静压腔3、第二静压腔23和第三静压腔37分别连接有氮气供应支路4，所述第一静压腔3通过第一管路与准分子紫外灯四周的氮气保护间隔连通，所述第二静压腔通过第二管路与入口风切机构底部的入口风切室连通，所述第三静压腔通过第三管路与出口风切机构底部的出口风切室连通。

如图1和图2所示，本实施例的所述准分子紫外灯1中部设有石英冷却水管2，所述石英冷却水管2设置在所述准分子紫外灯1的中轴线处。所述准分子紫外灯1可以为一个，也可以为多个，对应的第一静压腔3也可以为一个或多个。多路氮气供应支路4可以实现多路高纯氮气气源流入，均采用高纯氮气两级静压腔均匀化低流速低压气帘配气结构。高纯氮气层流保护准分子紫外灯，低流速低压气帘静压流向准分子紫外灯和反光罩伯努利效应沿壁层流形成高纯氮气气流流向准分子紫外灯灯罩和反光罩隔离氧气分子侵入准分子紫外灯光照区。图1中箭头指示方向即为工件运输方向，即为前方。

如图1和图2所示，本实施例的所述第一静压腔3、第二静压腔23和第三静压腔37均采用两级静压腔，所述两级静压腔包括静压管件和静压壳体，所述静压管件和所述静压壳体均水平左右延伸布置，所述静压管件套设在所述静压壳体内，且所述静压管件的外周侧壁与所述静压壳体的内周侧壁之间预留有环形间隔，所述静压管件轴向的一端连接氮气供应支路4；所述静压管件的顶部开设有第一通孔，所述静压壳体的底部开设有第二通孔，所述静压壳体通过第二通孔连接第一管路5或第二管路22或第三管路20。采用两级静压腔，可以实现氮气均匀化低流量溢流。紫外灯安装部可以为具有一定空间的腔体，也可以为板件结构，能够实现紫外灯的装配即可。第一静压腔的静压壳体固定在紫外灯安装部上。静压壳体内的空间和静压管件共同组成二级静压腔，两者配合实现氮气的二级静压溢流。

如图1和图2所示，本实施例的所述第一静压腔3通过密封隔离垫8安装在所述紫外灯安装部10的顶壁上，可以保证静压壳体内的空间密封。可在入口风切机构27和准分子紫外灯1之间的区域设置主动取样口26，用于取样检测氧分子浓度。

如图1和图2所示，本实施例的所述紫外灯安装部10底部设有拱形装配通道，所述拱形装配通道沿左右方向延伸布置且下端敞口，所述拱形装配通道内适配设有拱形反光罩9，所述准分子紫外灯1安装在所述拱形装配通道内，所述准分子紫外灯1的灯罩6与所述拱形反光罩9之间形成所述氮气保护间隔。所述准分子紫外灯的灯罩和反光罩，利用表面层流动力气流帘附壁效应携带周边高纯氮气气流流体罩溢流，利用平皮带高纯氮气层流动力气流附壁效应消除、克服准分子紫外灯的灯罩和反光罩的涡流，形成准分子紫外灯全圆周包裹高纯氮气屏蔽层和准分子紫外灯与工件间高纯氮气屏蔽层。

如图1和图2所示，本实施例的所述静压风刀14通过角度调节支架17进行装配并用于调节出风通道16的倾斜角度；所述静压风刀14的下部与所述出口风切机构18之间预留有第一溢流补压平衡腔19，所述静压风刀14与所述紫外灯安装部10的前端之间预留有第二溢流补压平衡腔30。两个溢流补压平衡腔的设置，便于在平皮带上形成层流动力气流流体垫7。

如图1和图2所示，本实施例的角度调节支架17上设有调节轴和弧形调节孔，所述静压风刀14通过调节轴铰接在所述角度调节支架17上，并通过限位轴设置在所述弧形调节孔内，可以通过旋转静压风刀14调节静压风刀14的角度。静压风刀14沿平皮带34的宽度方向延伸布置。所述静压风刀14的出风通道16也是沿平皮带34宽度方向设置的扁平腔体结构。静压风刀的出风口流出的低流量均匀化高纯氮气沿洁净传输平皮带表面根据层流动力气流帘附壁效应携带周边高纯氮气气流流体罩溢流形成层流动力气流流体垫7，进而建立多支准分子紫外灯全圆周包裹高纯氮气屏蔽层和准分子紫外灯与工件间高纯氮气屏蔽层，同时层流动力气流流体垫确立氮气外溢保护单向通道，维持准分子安装部10底部的高纯氮气洁净环境；出口风切机构的出口风切室中的小流量高纯氮气静压气室溢流补充静压风刀侧层流流体动力学微压差平衡，同时出口风切室采用多级紊流迷宫密封室溢流，隔离连续洁净传输平皮带和工件出口方向氧分子侵入。

如图1和图2所示，本实施例的所述静压风刀14内设有第四静压腔15，所述第四静压腔15与所述出风通道16连通，所述第四静压腔15连接有氮气供应支路4。

如图1和图2所示，本实施例的所述入口风切机构27包括入口风切壳体和入口风切罩，所述第二静压腔23设置在所述入口风切壳体上，所述入口风切罩为倒U型结构且固定在所述入口风切壳体的底壁上，所述倒U型结构的入口风切罩沿左右方向延伸布置，所述倒U型结构的入口风切罩围成所述入口风切室29，相邻两个入口风切罩之间预留有入口氮气通道，所述第二静压腔23通过第二管路22与所述入口氮气通道连通；氮气通过入口氮气通道形成氮气狭缝气帘28。本实施例的入口风切罩可优选采用两个。

如图1和图2所示，本实施例的所述出口风切机构18包括出口风切壳体和出口风切罩，所述第三静压腔37设置在所述出口风切壳体上，所述出口风切罩为倒U型结构且固定在所述入口风切壳体的底壁上，所述倒U型结构的出口风切罩沿左右方向延伸布置，所述倒U型结构的出口风切罩内设有多个沿左右方向延伸布置的竖板，所述竖板将所述出口风切罩分隔形成多个所述出口风切室21，所述第三静压腔37通过第三管路20与其中一个所述出口风切室21连通。氮气在第三管路20中形成氮气狭缝气帘28，并进入到出口风切室21内。出口风切室21一共可优选三个，三个出口风切室21形成出口小流量补压迷宫涡流密封机构，补充风刀侧动力层流引起流体动力学微压差平衡，第三管路20可与靠近静压风刀的一个出口风切室21连通。

如图1和图4所示，本实施例的所述紫外灯安装部10的顶部设有上冷板11，所述紫外灯安装部10的下方设有下冷板35，所述下冷板35与所述紫外灯安装部10底部之间预留有用于平皮带34通过的缝隙。所述上冷板11的上冷却通道12和下冷板35的下冷却通道36分别连接冷水分配器42，所述冷水分配器42连接水冷机41。可以对准分子紫外灯进行冷却，保证紫外灯的稳定运行。所述上冷却通道12的进水管路以及下冷却通道36的进水管路上均安装有冷却水进水手阀24，所述上冷却通道12的出水管路以及下冷却通道36的出水管路上均安装有冷却水出水手阀25。

如图3所示，本实施例的所述氮气供应支路4连接气体流量计39，氮气供应支路4上设有氮气手阀38，所述气体流量计39还连接有氮气调压阀40和氮气压力表，氮气调压阀40压力控制和氮气压力表检测指示上报高纯氮气气源工作压力，气体流量计39分别控制各氮气供应支路4的氮气流量分配，并配合高精度氧气浓度分析仪主动取样检测准分子紫外灯工作区氧气分子浓度，闭环控制氧气分子浓度，优化高纯氮气供应配方，优化减少高纯氮气成本消耗。

本实施例的装置能够适用于半导体集成电路引线键合金手指清洁活化处理、半导体液晶显示面板光配向处理、光学膜表面高能聚合交联物理消光表面丝滑硬化处理、装饰板材UV漆膜肤感哑光表面丝滑硬化处理等领域；本发明连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的系统能够减少紫外灯固化工件过程臭氧的产生，生产工艺环保无污染。

本实施例还提供了一种连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的方法，采用上述的连续化生产氮气保护准分子紫外灯固化工件的装置实现，所述装置设置在运输工件31的平皮带34上，平皮带34套设在主动驱动辊43和从动辊32上，且通过换向辊33进行换向，平皮带34可通过主动驱动辊43驱动运行；包括以下步骤：

S1，利用氮气供应支路4向第一静压腔3内通入氮气，第一静压腔3内充满氮气并通过第一管路5将第一静压腔3内形成的均匀化低流速低压气帘沿准分子紫外灯1表面的氮气保护间隔充气；

S2，利用氮气供应支路4向静压风刀14的出风通道16充氮气并使出风口13实现静压溢流，出风通道16内的低流速低压风刀气帘从出风口13流向紫外灯安装部10的底部；低流速低压风刀气帘沿平皮带根据附壁效应流过灯罩与紫外灯反光罩进行定向溢流，建立多支准分子紫外灯全圆周包裹高纯氮气屏蔽层和准分子紫外灯与工件之间的高纯氮气屏蔽层，同时层流动力气流流体垫7建立氮气外溢保护单向通道，维持准分子紫外灯四周的洁净环境；

S3，入口风切机构27释放入口氮气狭缝气帘，并通过入口风切室29连续洁净平皮带34和工件31上携带的氧分子；

S4，出口风切机构18释放出口氮气狭缝气帘，并通过出口风切室21隔离平皮带34和工件31出口方向氧分子侵入；

S5，采用氧气浓度分析仪检测入口风切机构27和紫外灯安装部10之间区域的氧分子浓度，判定氧分子浓度达标后，启动准分子紫外灯1；

S6，对紫外灯安装部10上部和下部分别进行冷却，维持准分子紫外灯1的工作温度；

S7，启动主动平皮带34连续携带工件31通过准分子紫外灯1下方实现连续化生产；

其中，S1、S2、S3、S4、S5同时启动或顺序启动，S6、S7可在任意步骤之前或之后启动。

本实施例的所述平皮带传输携带单个工件工艺处理或驱动膜卷膜连续工艺处理。

本实施例的方法是半导体液晶显示面板关键高效生产工艺，采用连续化生产低流量氮气保护准分子紫外灯配向方法大幅提升半导体液晶显示面板生产效率。本实施例能够实现工件的快速连续精密清洗，处理去除人眼不可见有机污染物，实现高速通过式清洗。本实施例的方法可以用于快速连续光学膜表面高能聚合交联物理消光表面丝滑硬化处理，在不增加材料情况下，采用物理消光表面丝滑硬化处理细腻耐磨耐刮防冲击表层强化，提升半导体液晶显示屏机械寿命，减少电子产品碎屏损失。

本实施例的装置和方法连续化通过式生产，低流量高纯氮气层流保护，减少额外高能紫外线能量耗散，减少聚合成臭氧污染：高纯氮气洁净环境避免减少额外氧气分子化学键吸收耗散准分子高能紫外线能量，减少氧气分子裂解成氧原子再聚合成臭氧污染，增加高能紫外线能量激发物质活性，增加裂解工作区表层金属氧化物化学键还原成活性金属单体。

本应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示工件流向和层流气流设计原理显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头全部流体功能模块设计流体工艺。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分流体功能模块可以包括多个流体功能模块或者多个流体功能模块组合，这些子流体功能模块并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的功能分区执行，这些子流体功能模块的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它流体功能模块或者其它流体功能模块的子流体功能模块的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。