CN118083343B - 一种高精度的光刻胶供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度的光刻胶供给装置，包括驱动部和吸吐部，所述吸吐部包括：药液腔，用于暂存光刻胶；活塞，连接至所述驱动部，其中，在所述活塞移动的情况下，药液腔内的压强能够增大或减小；CUP柔性膜，连接至活塞，其中，所述CUP柔性膜按照将所述药液腔与所述活塞进行隔离的方式随活塞的移动而发生形变。本申请能够用于光刻胶溶液的精密供给，还可以适用于其他腐蚀药液等化学药液的供给。同时，能够满足从开始吐出到结束吐出时，吐出量持续保持稳定的特定。

Description

一种高精度的光刻胶供给装置

技术领域

本发明涉及光刻胶供给技术领域，尤其涉及一种高精度的光刻胶供给装置。

背景技术

在TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)制造产业CF(彩膜厂)的Coater（涂布）工艺中，对光刻胶的汲取量要求非常严格，精度控制非常高。目前只有国外设备厂家满足该工艺的需求，国内暂无此类设备满足，故需要国内科技公司打破外企的技术垄断。

本申请旨在研发一种高精度的光刻胶供给装置，其内部核心零部件采用氟树脂材料，可耐酸碱腐蚀，可适合于各种药液的精密定量汲取和定量吐出。其内部采用无滑动部结构，几乎不产生其他粒子，保证了汲取液的无污染性和高纯度性。也无需日常维护，可实现保持高重复精度的定量稳定吐出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高精度的光刻胶供给装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高精度的光刻胶供给装置，包括驱动部和吸吐部，所述吸吐部包括：药液腔，用于暂存光刻胶；活塞，连接至所述驱动部，其中，在所述活塞移动的情况下，药液腔内的压强能够增大或减小；CUP柔性膜，连接至活塞，其中，所述CUP柔性膜按照将所述药液腔与所述活塞进行隔离的方式随活塞的移动而发生形变。

优选的，所述CUP柔性膜具有第一形态和第二形态，在所述活塞沿第一方向移动至第一设定位置时，所述CUP柔性膜处于包裹所述活塞的第一形态，在所述活塞沿与所述第一方向相反的第二方向移动至第二设定位置时，所述CUP柔性膜处于与活塞的侧壁分离的第二形态。

优选的，药液腔的内径大于活塞的外径，使得CUP柔性膜的局部能够移动至药液腔的内壁活塞的外壁之间。

优选的，所述吸吐部还包括吸入口和吐出口，其中，所述吸入口位于吸吐部的侧壁上，所述吐出口位于吸吐部的顶部。

优选的，所述驱动部包括本体、电机、减速机、联轴器、滚珠丝杠和活塞杆，所述驱动部设置于所述本体上，所述联轴器经所述减速机连接至所述电机，所述活塞杆经所述滚珠丝杠连接至所述联轴器，所述活塞连接至所述活塞杆。

优选的，所述驱动部还包括位于活塞下部的真空腔，所述真空腔上设置有负压口。

优选的，所述本体中设置有直线导轨，所述直线导轨能够连接至所述滚珠丝杠。

优选的，本体的形状能够由中空状限定，其内部设置有隔板以形成第一安装腔体和第二安装腔体，所述联轴器设置于所述第一安装腔体中，并连接至所述减速机，所述滚珠丝杠设置于所述第二安装腔体中，所述隔板上设置有轴承座，所述滚珠丝杠贯穿所述轴承座后连接至所述联轴器。

优选的，所述直线导轨设置于所述第二安装腔体中，所述滚珠丝杠上设置的螺母连接至直线导轨上的滑块，使得螺母能够沿滚珠丝杠的轴向做直线运动，第二安装腔体的侧壁上设置有第一限位开关和第二限位开关，其中，第二安装腔体的侧壁上设置有安装板，所述安装板上设置有滑轨，所述滑轨上设置有第一滑块和第二滑块，所述第一限位开关设置于所述第一滑块上，所述第二限位开关设置于所述第二滑块上。

优选的，所述吸吐部包括顶盖、底盖和壳体，底盖固定在本体的顶部，壳体的下端能够连接至底盖，底盖上设置有下沉的呈圆环形的定位槽，使得壳体的下端能够嵌入定位槽中，壳体的顶部以及顶盖的底部均呈法兰盘状，CUP柔性膜能够被压接在两个呈法兰盘状的端部之间，以将真空腔和药液腔进行分隔。

本发明具有以下优点：

（1）本申请能够用于光刻胶溶液的精密供给，还可以适用于其他腐蚀药液等化学药液的供给。同时，能够满足从开始吐出到结束吐出时，吐出量持续保持稳定的特定。

（2）由于药液腔与活塞之间始终具有一定的间隙，相比于现有技术中活塞与药液腔内壁紧密贴合的状态而言，本申请的吸入口可以设置在药液腔顶部的位置，从而能够避免在有限的空间内同时布置吸入口和排出口所造成的使用不便。

（3）弥补了Tubephragm管式膈膜泵在开始吐出和结束吐出时，本供给装置满足0.05ml/s的最小稳定吐出量。

（4）同时采用AC伺服电机+行星减速机+研磨级滚珠丝杠的设计，实现了高分辨率的动力输出和高稳定性的动力输出。

（5）由于药液腔与活塞之间始终具有一定的间隙，相比于现有技术中活塞与药液腔内壁紧密贴合的状态而言，本申请的吸入口可以设置在药液腔顶部的位置，从而能够避免在有限的空间内同时布置吸入口和排出口所造成的使用不便。

（6）通过分区设置的方式，能够对两个区域的部件进行单独隔离，避免第一安装腔体和第二安装腔体中的部件发生损坏时会产生相互影响。例如，第二安装腔体中的零部件失效产生的碎片进入第一安装腔体。

（7）第一限位开关和第二限位开关之间的距离能够进行调节，从而便于根据实际需要增大或减小螺母的移动行程。

附图说明

图1为本发明的高精度的光刻胶供给装置的立体结构示意图；

图2为剖视状态下光刻胶供给装置的结构示意图；

图3为光刻胶供给装置上级试验后的试验数据；

图4为驱动部的局部放大示意图；

图中，1-驱动部、2-吸吐部、20-活塞、21-CUP柔性膜、22-药液腔、23-吸入口、24-吐出口、11-电机、12-减速机、13-联轴器、14-本体、15-滚珠丝杠、16-直线导轨、17-负压口、18-真空腔、19-活塞杆、20-隔板、21-第一安装腔体、22-第二安装腔体、23-密封板、24-固定扣、25-轴承座、26-螺母、27-滑块、28-第一限位开关、29-第二限位开关、30-挡片、31-安装板、32-滑轨、33-第一滑块、34-第二滑块、2a-顶盖、2b-底盖、2c-壳体、35-定位槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1和图2所示，本申请提供一种高精度的光刻胶供给装置，包括驱动部1和吸吐部2，吸吐部2包括：药液腔22，用于暂存光刻胶；活塞20，连接至驱动部1，其中，在活塞20移动的情况下，药液腔22内的压强能够增大或减小；CUP柔性膜21，连接至活塞20，其中，CUP柔性膜21按照将药液腔22与活塞20进行隔离的方式随活塞20的移动而发生形变。具体的，CUP柔性膜21具有第一形态和第二形态，在活塞20沿第一方向移动至第一设定位置时，CUP柔性膜21处于包裹活塞20的第一形态，在活塞20沿与第一方向相反的第二方向移动至第二设定位置时，CUP柔性膜21处于与活塞20的侧壁分离的第二形态。如图2所示，第一方向可以是竖直向上的方向，第二方向可以是竖直向下的方向。第一设定位置可以是活塞能够向上移动至的最远位置。第二设定位置可以是活塞能够向下移动至的最远位置。通过上述设置方式，本申请能够用于光刻胶溶液的精密供给，还可以适用于其他腐蚀药液等化学药液的供给。同时，能够满足从开始吐出到结束吐出时，吐出量持续保持稳定的特定。

优选的，药液腔22的内径大于活塞20的外径，使得CUP柔性膜21的局部能够移动至药液腔22的内壁活塞20的外壁之间。CUP柔性膜21外形呈一次性杯子形状，材质为耐酸碱的氟树脂特殊材料，采用了薄膜成型技术制作而成。吸吐部2还包括吸入口23和吐出口24，其中，吸入口23位于吸吐部2的侧壁上，吐出口24位于吸吐部2的顶部。如图2所示，由于药液腔与活塞之间始终具有一定的间隙，相比于现有技术中活塞与药液腔内壁紧密贴合的状态而言，本申请的吸入口可以设置在药液腔顶部的位置，从而能够避免在有限的空间内同时布置吸入口和排出口所造成的使用不便。

优选的，驱动部1包括本体14、电机11、减速机12、联轴器13、滚珠丝杠15和活塞杆19，驱动部1设置于本体14上，联轴器13经减速机12连接至电机11，活塞杆19经滚珠丝杠15连接至联轴器13，活塞20连接至活塞杆19。本体14中设置有直线导轨16，直线导轨16能够连接至滚珠丝杠15。滚珠丝杠15的螺母能够连接至直线导轨，从而保证滚珠丝杠在转动时螺母能够沿直线导轨做直线运动。

优选的，驱动部1还包括位于活塞20下部的真空腔18，真空腔18上设置有负压口17。在使用时，通过负压口17外接例如是真空泵等真空装置，能够使得真空腔18中形成真空环境，确保CUP柔性膜21紧紧贴附在真空腔18的内表面上。

如图2所示，驱动部1的工作原理为：驱动部的底部电机11带动减速机12做旋转运动，通过联轴器13将动力传递给滚珠丝杠15旋转，滚珠丝杠15的螺母则做直线运动，最终带动着活塞杆19做直线运动。当电机11按一定周期做正转反转运动时，活塞杆19就实现了做上下的往复运动。

吸吐部2的工作原理为：当活塞杆19做上下往复运动时，带动CUP柔性膜21也做上下往复运动。CUP柔性膜21的初始状态为第一状态，此时活塞杆19处于药液腔22的最顶部。此刻当电机11反转后，活塞杆19则开始下行，带动CUP柔性膜21往下运动。由于CUP柔性膜21的法兰是固定密封在装置外壳上的，在活塞杆19的拉力下，CUP柔性膜21的本体开始翻卷180度，在真空的吸附下，其紧紧贴附在真空腔18的内表面上。在下行的这个过程中，吐出口24的阀关闭，吸入口23的阀打开，则实现了光刻胶的吸取。反之，当电机11再次反转，活塞杆19上行，吐出口24的阀打开，吸入口23的阀关闭，则实现了光刻胶的吐出。

本申请的组装使用方式为：本装置的所有物料部品到料，品检全检合格后，开始进行组立装配。将电机11与减速机12连接紧固，并整体安装在本体14上。依次将直线导轨16、滚珠丝杠15安装在本体14。联轴器13将减速机12的输出轴和滚珠丝杠15紧固连接。将活塞杆19固定在滚珠丝杠15的螺母上。安装真空腔18至本体14上面。将活塞20、CUP柔性膜21安装在活塞杆19上，并保证其同心度。将药液腔22与真空腔18用螺栓紧固连接。最后将负压口17、吸入口23和吐出口24的卡套式接头安装紧固，即可完成本装置的安装步骤。

如图3所示，曲线数据显示：Y轴为绝对压力1700百帕左右，相当于在相对压力约70KPa的吐出压力下，曲线波动量为±0.5KPa，波动率为±0.7%。

优选的，如图4所示，本体14的形状能够由中空状限定，其内部设置有隔板20以形成第一安装腔体21和第二安装腔体22。本体14的外表面上通过螺钉可拆卸的设置有密封板23，当拆除密封板23后即可对第一安装腔体21和第二安装腔体22进行暴露，从而达到便于维护的目的。减速机12可以通过螺钉可拆卸地设置于本体14的底部。本体14的侧面上设置有固定扣24，以便于将本体14安装固定在其他设备上。联轴器13设置于第一安装腔体21中，并连接至减速机12。滚珠丝杠15设置于第二安装腔体22中。隔板20上设置有轴承座25，滚珠丝杠15贯穿轴承座25后连接至联轴器13。通过分区设置的方式，能够对两个区域的部件进行单独隔离，避免第一安装腔体21和第二安装腔体22中的部件发生损坏时会产生相互影响。例如，第二安装腔体22中的零部件失效产生的碎片进入第一安装腔体21。

优选的，直线导轨16设置于第二安装腔体22中，滚珠丝杠15上设置的螺母26能够连连接至直线导轨16上的滑块27，进而使得螺母26能够沿滚珠丝杠15的轴向做直线运动。第二安装腔体22的侧壁上设置有第一限位开关28和第二限位开关29。第一限位开关28可以位于第二限位开关29的上侧。螺母26上设置有挡片30，挡片能够随螺母同步移动。第一限位开关28和第二限位开关29可以通过信号线外接至电脑、控制芯片等控制终端，进而当挡片30移动至限位开关处以将其发出的红外线挡住时，即可判定螺母26移动至其极限位置，进而开始控制电机11反向驱动以使得螺母沿反方向移动。具体的，第二安装腔体22的侧壁上设置有安装板31，安装板31上设置有滑轨32，滑轨32上设置有第一滑块33和第二滑块34。第一限位开关28设置于第一滑块33上，第二限位开关29设置于第二滑块34上。通过上述设置方式，第一限位开关28和第二限位开关29之间的距离能够进行调节，从而便于根据实际需要增大或减小螺母26的移动行程。

优选的，吸吐部2包括顶盖2a、底盖2b和壳体2c。底盖2b可以通过螺钉连接的方式固定在本体14的顶部。壳体2c的下端能够螺纹连接至底盖2b。具体的，底盖2b上设置有下沉的呈圆环形的定位槽35，使得壳体的下端能够嵌入定位槽35中。定位槽35中可以设置有呈贯通状的螺钉孔，壳体的下端可以设置有螺纹孔，进而通过螺钉即可实现壳体与底盖2b的连接固定。通过上述设置方式，能够加强真空腔18的密封效果。

优选的，壳体2c的顶部以及顶盖2a的底部均呈法兰盘状，使得两者对接口可以通过螺钉进行连接。CUP柔性膜21能够被压接在两个呈法兰盘状的端部之间，从而将真空腔18和药液腔20进行分隔。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高精度的光刻胶供给装置，包括驱动部（1）和吸吐部（2），其特征在于，所述吸吐部（2）包括：

药液腔（22），用于暂存光刻胶；

活塞（20），连接至所述驱动部（1），其中，在所述活塞（20）移动的情况下，药液腔（22）内的压强能够增大或减小；

CUP柔性膜（21），连接至活塞（20），其中，所述CUP柔性膜（21）按照将所述药液腔（22）与所述活塞（20）进行隔离的方式随活塞（20）的移动而发生形变；

所述CUP柔性膜（21）具有第一形态和第二形态，在所述活塞（20）沿第一方向移动至第一设定位置时，所述CUP柔性膜（21）处于包裹所述活塞（20）的第一形态，在所述活塞（20）沿与所述第一方向相反的第二方向移动至第二设定位置时，所述CUP柔性膜（21）处于与活塞（20）的侧壁分离的第二形态；

药液腔（22）的内径大于活塞（20）的外径，使得CUP柔性膜（21）的局部能够移动至药液腔（22）的内壁活塞（20）的外壁之间；

所述吸吐部（2）还包括吸入口（23）和吐出口（24），其中，所述吸入口（23）位于吸吐部（2）的侧壁上，所述吐出口（24）位于吸吐部（2）的顶部；

所述驱动部（1）包括本体（14）、电机（11）、减速机（12）、联轴器（13）、滚珠丝杠（15）和活塞杆（19），所述驱动部（1）设置于所述本体（14）上，所述联轴器（13）经所述减速机（12）连接至所述电机（11），所述活塞杆（19）经所述滚珠丝杠（15）连接至所述联轴器（13），所述活塞（20）连接至所述活塞杆（19）；

本体（14）的形状能够由中空状限定，其内部设置有隔板（20）以形成第一安装腔体（21）和第二安装腔体（22），所述联轴器（13）设置于所述第一安装腔体（21）中，并连接至所述减速机（12），所述滚珠丝杠（15）设置于所述第二安装腔体（22）中，所述隔板（20）上设置有轴承座（25），所述滚珠丝杠（15）贯穿所述轴承座（25）后连接至所述联轴器（13）。

2.根据权利要求1所述的光刻胶供给装置，其特征在于，所述驱动部（1）还包括位于活塞（20）下部的真空腔（18），所述真空腔（18）上设置有负压口（17）。

3.根据权利要求2所述的光刻胶供给装置，其特征在于，所述本体（14）中设置有直线导轨（16），所述直线导轨（16）能够连接至所述滚珠丝杠（15）。

4.根据权利要求1所述的光刻胶供给装置，其特征在于，本体（14）的形状能够由中空状限定，其内部设置有隔板（20）以形成第一安装腔体（21）和第二安装腔体（22），所述联轴器（13）设置于所述第一安装腔体（21）中，并连接至所述减速机（12），所述滚珠丝杠（15）设置于所述第二安装腔体（22）中，所述隔板（20）上设置有轴承座（25），所述滚珠丝杠（15）贯穿所述轴承座（25）后连接至所述联轴器（13）。

5.根据权利要求4所述的光刻胶供给装置，其特征在于，直线导轨（16）设置于所述第二安装腔体（22）中，所述滚珠丝杠（15）上设置的螺母（26）连接至直线导轨（16）上的滑块（27），使得螺母（26）能够沿滚珠丝杠（15）的轴向做直线运动，第二安装腔体（22）的侧壁上设置有第一限位开关（28）和第二限位开关（29），其中，第二安装腔体（22）的侧壁上设置有安装板（31），所述安装板（31）上设置有滑轨（32），所述滑轨（32）上设置有第一滑块（33）和第二滑块（34），所述第一限位开关（28）设置于所述第一滑块（33）上，所述第二限位开关（29）设置于所述第二滑块（34）上。

6.根据权利要求5所述的光刻胶供给装置，其特征在于，所述吸吐部（2）包括顶盖（2a）、底盖（2b）和壳体（2c），底盖（2b）固定在本体（14）的顶部，壳体（2c）的下端能够连接至底盖（2b），底盖（2b）上设置有下沉的呈圆环形的定位槽（35），使得壳体（2c）的下端能够嵌入定位槽（35）中，壳体（2c）的顶部以及顶盖（2a）的底部均呈法兰盘状，CUP柔性膜（21）能够被压接在两个呈法兰盘状的端部之间，以将真空腔（18）和药液腔（20）进行分隔。