一种均匀成膜装置

技术领域

本发明属于镀膜装置的技术领域，涉及一种均匀成膜装置。

背景技术

现有的基片成膜设备，是通过在转盘上设置基片，然后通过滴胶装置将胶液滴落至基片表面，通过转盘带动基片转动，进而通过离心力使得胶液在基片表面旋涂形成胶体薄膜。但是，现有的基片成膜设备存在以下缺陷：

1、转盘带动基片转动时，胶液会从基片边缘飞溅滴落，造成工作区域污染同时造成胶液的浪费；

2、基片表面的胶体薄膜厚度难以控制，并且不能对基片表面的胶体薄膜的厚度进行有效检测；

3、基片表面的胶体薄膜面积较大时，胶体薄膜不同位置的固化速率不同，进而造成胶体薄膜固化后厚度不够均匀，且固化效率低下。

因此，针对现有的基片成膜设备存在的上述缺陷，本发明公开了一种均匀成膜装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种均匀成膜装置，能够对基片边缘滴落的胶液进行遮挡收集，避免胶液飞溅浪费，同时能够对基片表面的胶液进行充分旋涂以及均匀加热，进而保证基片表面旋涂形成的胶体薄膜的厚度均匀，同时能够对胶体薄膜的厚度进行实时检测。

本发明通过下述技术方案实现：

一种均匀成膜装置，包括承载石英基片的预热转台，所述预热转台的外侧设置有升降挡胶罩，所述预热转台的顶部设置有竖直升降装置和横移点胶检测装置，所述竖直升降装置的升降端上设置有密封罩，所述密封罩的内部对应预热转台的顶部设置有转动加热装置；所述升降挡胶罩的内部设置有至少一个排液部与至少一个排气部，所述密封罩上设置有至少一个进气部。

将石英基片放置固定在预热转台的顶部，并通过预热转台对石英基片进行预热，使得石英基片达到一定的初始温度。然后升降挡胶罩向上升起，使得升降挡胶罩的顶部端面高度高于石英基片的顶部端面高度。然后横移点胶检测装置水平横移至石英基片的顶部，通过横移点胶检测装置中的点胶部向石英基片的顶部滴胶，在滴胶过程中，通过预热转台同步带动石英基片转动，进而在离心力的作用下使得胶液均匀旋涂在石英基片的表面，同时通过升起的升降挡胶罩对从石英基片边缘滴落的胶液进行遮挡收集，避免胶液飞溅。胶液旋涂过程中，通过横移点胶检测装置中的检测部实时检测石英基片表面不同位置胶液的厚度，并将检测数据实时反馈发送至外部计算机，通过外部计算机解算胶液厚度，直到石英基片表面的胶液厚度达到厚度差小于等于标定值的均匀状态。横移点胶检测装置远离石英基片移动以预留出石英基片的顶部空间，然后竖直升降装置带动密封罩下降，使得密封罩与升降挡胶罩相互拼合构成将石英基片笼罩的密闭空间，同时通过密封罩内部的转动加热装置对石英基片的顶部进行均匀加热，配合预热转台对石英基片的底部进行加热，进而使得石英基片上的胶液加速固化。密封罩上的进气部与外部供气设备连接，外部供气设备通过供气部向密闭空间的内部充入气体，升降挡胶罩上的排气部则用于排出密闭空间中的气体以及胶液加热过程中产生的气体，通过控制进气部的进气量、流速，以及控制排气部的排气量与流速，进而使得密闭空间内的气压以及气体流场稳定，以辅助胶液在石英基片表面均匀分布。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述预热转台的两侧设置有石英基片取放装置，所述石英基片取放装置包括至少一组用于取放预热转台顶部的石英基片的拾取部。石英基片取放装置用于拾取石英基片并将石英基片放置固定在预热转台的顶部。石英基片旋涂胶液完成后，通过石英基片取放装置将涂胶后的石英基片从预热转台的顶部取下。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述石英基片取放装置包括水平横移线性模组、竖直升降线性模组、基片取放机构，所述竖直升降线性模组设置在预热转台的一侧，所述竖直升降线性模组的升降端上设置有水平横移线性模组，所述水平横移线性模组的横移端上设置有基片取放机构，基片取放机构包括至少两个能够相互开合的夹取部。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述基片取放机构包括第一夹片、第二夹片、第一转轴、第二转轴、驱动电机，所述第一转轴与第二转轴平行转动设置在水平横移线性模组的横移端上，所述第一转轴的顶端套装有第一夹片，所述第二转轴的顶端套装有第二夹片，所述第一转轴与第二转轴上均套装有相互啮合的齿轮，所述第一转轴或第二转轴的底端与驱动电机的输出轴传动连接。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述第一夹片与第二夹片之间设置有到位检测传感器，通过到位检测传感器检测第一夹片、第二夹片距离石英基片边缘的距离，保证第一夹片、第二夹片能够稳固顺利的夹取石英基片，同时避免第一夹片、第二夹片进给过位导致撞击石英基片。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述升降挡胶罩包括罩体升降装置、挡胶罩，所述挡胶罩设置在预热转台的外侧，所述挡胶罩的内部对应预热转台的边缘设置有集液腔，所述集液腔的底部设置有至少一个排液口，所述集液腔的内部设置有至少一个排气桩（23）；所述挡胶罩的外侧底部设置有罩体升降装置。

石英基片处于旋涂过程中时，通过罩体升降装置带动挡胶罩升起，使得挡胶罩的顶部高于石英基片的顶部，进而使得旋涂过程中从石英基片边缘滴落的胶液能够掉落至挡胶罩中，避免胶液飞溅污染工作环境，同时实现对多余胶液的回收。石英基片旋涂完成后，罩体升降装置带动挡胶罩下降，使得挡胶罩的顶部低于石英基片的顶部，以便石英基片取放装置将石英基片取出。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述集液腔的底部设置有倾斜的导流板，所述导流板的低程端设置有排液口，所述导流板上设置有供排气桩穿过的通孔，所述排气桩的顶部设置有排气口，所述排气口的高度高于集液腔内部的液面高度，所述排气口的顶部设置有挡帽。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述转动加热装置包括顶部升降装置、旋转装置、远红外加热仪，所述密封罩的顶部设置有顶部升降装置，所述顶部升降装置的升降端上设置有旋转装置，所述旋转装置的旋转端延伸至密封罩的内部，且旋转装置的旋转端上设置有远红外加热仪。升降装置进行竖直升降，旋转装置带动远红外加热仪相对于石英基片进行同轴旋转，通过旋转装置的转速与预热转台的转速配合，使得远红外加热仪能够与石英基片保持适宜的加热间距，进而实现对石英基片表面的胶液进行均匀加热。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述横移点胶检测装置包括线性横移装置、电控滑台、点胶装置、膜厚检测仪，所述线性横移装置设置在预热转台的顶部，所述线性横移装置的横移端能够在预热转台顶部移动；所述线性横移装置的移动端上设置有电控滑台，所述电控滑台的两侧分别设置有点胶装置、膜厚检测仪。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述预热转台包括电动转台、导热载物台、基片夹具、预转动加热装置，所述电动转台的顶部安装有导热载物台，所述导热载物台的内部设置有预转动加热装置，所述导热载物台的顶部设置有基片夹具。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明通过预热转台带动石英基片进行转动，同时对石英基片的底部进行预热，使得石英基片达到初始温度，同时在石英基片顶部进行胶液旋涂的过程中，通过转动加热装置匹配预热转台的转速对石英基片的顶部进行均匀加热，进而提升了胶体薄膜的固化效率，同时保证了胶体薄膜不同位置的固化速率一致，进而保证了胶体薄膜固化成型后厚度的均匀性；

（2）本发明通过在预热转台的外侧设置能够升降的升降挡胶罩，在石英基片旋涂胶液的过程中，通过向上升起升降挡胶罩，使得升降挡胶罩的顶部高于石英基片的顶部，进而保证石英基片边缘飞溅滴落的胶液被升降挡胶罩遮挡收集，有效避免胶液飞溅造成污染，同时能够回收多余的胶液以降低成本；

（3）本发明通过在预热转台的顶部设置竖直升降装置，在石英基片旋涂胶液的过程中，通过竖直升降装置带动密封罩下降与处于升起状态的升降挡胶罩拼合构成密闭空间，使得石英基片位于密闭空间的内部，进而通过控制密封罩上的进气部以及升降挡胶罩上的排气部的气流流量，进而调控密闭空间内的气压以及气流流场区域稳定平衡的状态，进而避免气压过高或气流流场变化对胶液成膜厚度的均匀性造成影响；

（4）本发明通过在预热转台的两侧设置石英基片取放装置，通过石英基片取放装置自动高效的在预热转台的承载面上取放石英基片，显著提高了石英基片的取放效率。

附图说明

图1为均匀成膜装置的整体结构示意图；

图2为石英基片取放装置的结构示意图；

图3为第一夹片与第二夹片的连接示意图；

图4为升降挡胶罩的结构示意图；

图5为转动加热装置的安装示意图；

图6为转动加热装置的结构示意图；

图7为横移点胶检测装置的结构示意图；

图8为预热转台的立体结构示意图；

图9为预热转台的内部结构示意图。

其中：1-预热转台；2-升降挡胶罩；3-竖直升降装置；4-横移点胶检测装置；5-密封罩；6-转动加热装置；7-石英基片取放装置；11-电动转台；12-导热载物台；13-基片夹具；21-罩体升降装置；22-挡胶罩；23-排气桩；41-线性横移装置；42-电控滑台；43-点胶装置；44-点胶装置；61-顶部升降装置；62-旋转装置；63-远红外加热仪；71-水平横移线性模组；72-竖直升降线性模组；73-基片取放机构；731-第一夹片；732-第二夹片。

具体实施方式

以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：

本实施例的一种均匀成膜装置，如图1所示，包括承载石英基片的预热转台1，预热转台1的外侧设置有升降挡胶罩2，预热转台1的顶部设置有竖直升降装置3和横移点胶检测装置4，竖直升降装置3的升降端上设置有密封罩5，密封罩5的内部对应预热转台1的顶部设置有转动加热装置6；升降挡胶罩2的内部设置有至少一个排液部与至少一个排气部，密封罩5上设置有至少一个进气部。

预热转台1设置在安装基座的顶部，安装基座的外侧设置有外部箱体，安装基座的底部四角处设置有福马轮和升降支脚用于便捷移动安装基座或便捷固定安装基座。外部箱体的顶部设置有送风装置以向外部箱体的内部送入气流，外部箱体的底部一侧设置有出风口。

预热转台1的顶部为承载面，承载面用于安装定位石英基片。预热转台1的承载面的外侧同轴设置有能够竖直升降的升降挡胶罩2，升降挡胶罩2升起时其顶部高于石英基片的顶部，升降挡胶罩2下降时其顶部低于石英基片的顶部。预热转台1的顶部一侧设置有横移点胶检测装置4，横移点胶检测装置4能够在水平面内进行横移以实现在点胶区域以及避让区域之间进行移动，点胶区域是指石英基片最大轮廓顶部对应区域，避让区域是指升降挡胶罩2的最大轮廓之外的区域。

进一步的，外部箱体的内部设置有气压传感器、湿度传感器、湿度传感器，进气部与排气部上设置有流量传感器。通过气压传感器实时监测外部箱体内部的气压，通过湿度传感器与温度传感器检测外部箱体内部的湿度与温度，通过流量传感器检测进气部或排气部的气流流量。

均匀成膜装置的具体工作过程如下：

1、将石英基片放置在预热转台1顶部的承载面上，并调节预热转台1的承载面的水平度达标，同时通过预热转台1对石英基片进行预热，使得石英基片的温度达到30℃左右；

2、横移点胶检测装置4水平横移至位于石英基片顶部的点胶区域中，并使得横移点胶检测装置4中的点胶部与石英基片的中心对齐，然后通过点胶部在适应基片的中心处滴胶；

3、升降挡胶罩2升起，预热转台1带动石英基片进行转动，通过转动产生的离心力将胶液旋涂在石英基片的表面；旋涂过程中，通过横移点胶检测装置4在点胶区域中进行横移，以配合预热转台1的转动进行后续补充滴胶；

4、通过横移点胶检测装置4中的检测部实时检测石英基片表面的胶液厚度，并通过胶液的厚度实时反馈控制预热转台1的转速；

5、胶液旋涂均匀后，横移点胶检测装置4横移至避让区域，升降装置3带动密封罩5下降，使得密封罩5与升降挡胶罩2拼合构成密闭空间；通过密封罩5上的进气部向密闭空间中充气，同时通过排气部排出密闭空间中的气体，通过调控进气量与流速以及排气量与流速，使得密闭空间内部的气压与气流流场趋于稳定；

6、通过转动加热装置6对石英基片的顶部进行加热，同时通过预热转台1对石英基片的底部进行加热，使得石英基片表面的胶液迅速固化；

7、胶液固化后，升降装置3带动密封罩5升起，同时升降挡胶罩2下降以避让出石英基片的顶部空间，此时即可将石英基片取下。

实施例2：

本实施例的一种均匀成膜装置，在实施例1的基础上进行改进，如图2和图3所示，预热转台1的两侧设置有石英基片取放装置7，石英基片取放装置7包括至少一组用于取放预热转台1顶部的石英基片的拾取部。

进一步的，石英基片取放装置7包括水平横移线性模组71、竖直升降线性模组72、基片取放机构73，竖直升降线性模组72设置在预热转台1的一侧，竖直升降线性模组72的升降端上设置有水平横移线性模组71，水平横移线性模组71的横移端上设置有基片取放机构73，基片取放机构73包括至少两个能够相互开合的夹取部。

进一步的，基片取放机构73包括第一夹片731、第二夹片732、第一转轴、第二转轴、驱动电机，第一转轴与第二转轴平行转动设置在水平横移线性模组71的横移端上，第一转轴的顶端套装有第一夹片731，第二转轴的顶端套装有第二夹片732，第一转轴与第二转轴上均套装有相互啮合的齿轮，第一转轴或第二转轴的底端与驱动电机的输出轴传动连接。

进一步的，第一夹片731与第二夹片732之间设置有到位检测传感器。

本实施例的其他部分与实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例的一种均匀成膜装置，在实施例1或2的基础上进行改进，如图4所示，升降挡胶罩2包括罩体升降装置21、挡胶罩22，挡胶罩22设置在预热转台1的外侧，挡胶罩22的内部对应预热转台1的边缘设置有集液腔，集液腔的底部设置有至少一个排液口，集液腔的内部设置有至少一个排气桩23；挡胶罩22的外侧底部设置有罩体升降装置21。

罩体升降装置21包括线性升降气缸，线性升降气缸的升降端上设置有连接座，连接座通过连接螺栓与挡胶罩22的底部连接以带动挡胶罩22进行升降。挡胶罩22的内部设置有集液腔，集液腔的顶部设置有供胶液滴落的环状开口，集液腔的内径小于石英基片的直径，集液腔的外径大于石英基片的直径，进而保证从石英基片边缘滴落的胶液能够完全掉落在集液腔的内部。集液腔的底部设置有至少一个排液口，排液口通过带有电磁阀的管路与设置在安装基座上的废液筒连接，当集液腔内部的胶液存积至一定液位时，电磁阀开启使得集液腔中的胶液通过排液口以及管路流动至废液筒进行暂存收集。

集液腔的内部还至少设置有一个排气桩23，排气桩23用于将密闭空间以及胶液加热过程中产生的多余废气排出，进而使得密闭空间中的气压与气体流场保持稳定。避免气压过高或流场紊乱影响胶液的均匀旋涂效果。

进一步的，集液腔的底部设置有倾斜的导流板，导流板的低程端设置有排液口，导流板上设置有供排气桩23穿过的通孔，排气桩23的顶部设置有排气口，排气口的高度高于集液腔内部的液面高度，排气口的顶部设置有挡帽。导流板呈一侧高另一侧低的倾斜状态设置在集液腔的底部，且导流板的低程端设置有排液口，保证了滴落在导流板上的胶液能够沿着倾斜方向迅速流动至低程端。排气桩23的顶部设置有高度高于集液腔内部的液面高度的排气口，以避免集液腔中的胶液浸入排气口中造成排气口堵塞。同时在排气口的顶部设置有锥形的挡帽，通过挡帽能够将石英基片边缘滴落的胶液遮挡，避免滴落的胶液直接进入排气口造成排气口堵塞。

本实施例的其他部分与实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例的一种均匀成膜装置，在实施例1-3任一项的基础上进行改进，如图5和图6所示，转动加热装置6包括顶部升降装置61、旋转装置62、远红外加热仪63，密封罩5的顶部设置有顶部升降装置61，顶部升降装置61的升降端上设置有旋转装置62，旋转装置62的旋转端延伸至密封罩5的内部，且旋转装置62的旋转端上设置有远红外加热仪63。

顶部升降装置61包括设置在密封罩5顶部中心处的螺杆线性升降模组，螺杆线性升降模组的升降端上设置有旋转装置62。旋转装置62包括安装基座、转动环、外齿圈、驱动电机、驱动齿轮，安装基座的顶部与螺杆线性升降模组的升降端连接，安装基座的底部延伸至密封罩5的内部并设置有安装孔，安装孔中通过轴承转动安装有转动环，转动环的外侧套装有外齿圈，外齿圈的一侧设置有驱动电机，驱动电机的输出轴上套装有与外齿圈啮合的驱动齿轮。转动环的底部则通过连接法兰以及电滑环与远红外加热仪63连接。

远红外加热仪63包括远红外发生器以及与远红外发生器连接的片状加热板，片状加热板能够实现对石英基片的顶部进行片状均匀加热，进而保证石英基片表面的胶液能够以均匀的速率固化。

本实施例的其他部分与实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例的一种均匀成膜装置，在实施例1-4任一项的基础上进行改进，如图7所示，横移点胶检测装置4包括线性横移装置41、电控滑台42、点胶装置43、膜厚检测仪44，线性横移装置41设置在预热转台1的顶部，线性横移装置41的横移端能够在预热转台1顶部移动；线性横移装置41的移动端上设置有电控滑台42，电控滑台42的两侧分别设置有点胶装置43、膜厚检测仪44。

线性横移装置41包括平行对称设置在预热转台1两侧的水平线性滑台，两侧的水平线性滑台之间设置有横跨预热转台1顶部的横梁，横梁的中部位置设置有沿竖直方向升降的电控滑台42，电控滑台42上通过安装座设置有点胶装置43、膜厚检测仪44。

通过线性横移装置41带动点胶装置43、膜厚检测仪44在水平面内横移，进而调节点胶装置43、膜厚检测仪44在水平面内相对于石英基片顶部的位置，同时通过电控滑台42的升降带动点胶装置43、膜厚检测仪44进行升降，进而调节点胶装置43、膜厚检测仪44与石英基片顶部之间的高度距离。

本实施例的其他部分与实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例的一种均匀成膜装置，在实施例1-5任一项的基础上进行改进，如图8和图9所示，预热转台1包括电动转台11、导热载物台12、基片夹具13、预转动加热装置14，电动转台11的顶部安装有导热载物台12，导热载物台12的内部设置有预转动加热装置14，导热载物台12的顶部设置有基片夹具13。

电动转台11的底部设置有调平底座，调平底座上沿周向设置有若干调平螺钉，通过旋拧调平螺钉，进而调节电动转台11顶部的导热载物台12的水平度。电动转台11的顶部通过连接板与导热载物台12的底部可拆卸连接，导热载物台12的顶部为承载面。导热载物台12的内部设置有加热内腔，加热内腔中设置有预转动加热装置14，预转动加热装置14包括电加热块、电加热电偶、电热管中的任意一种。导热载物台12的顶部则设置有用于定位石英基片的定位凹槽，定位凹槽内部或槽面上设置有基片夹具13。基片夹具13包括真空吸附装置、周向夹持块中的任意一种。预转动加热装置14的底部通过电滑环进行线路连接，避免电动转台11转动时对线路造成影响。

本实施例的其他部分与实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

以上，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。