專利名稱：無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種直接利用基板表面形狀特征做為參考標(biāo)記，以分別計(jì)算位于不同空間系統(tǒng)的二基板移動(dòng)補(bǔ)償量的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在液晶顯示器、半導(dǎo)體晶圓及印刷電路板等技術(shù)領(lǐng)域都存在使多個(gè)基板精密完成堆疊組裝對(duì)位的需求，于是相關(guān)業(yè)者不斷研發(fā)各種對(duì)位設(shè)備或特殊對(duì)位標(biāo)記設(shè)計(jì)，以期準(zhǔn)確且快速的組裝對(duì)位多個(gè)基板。舉例來說，請(qǐng)參照第I圖所示，本案申請(qǐng)人在先申請(qǐng)并獲準(zhǔn)的中國(guó)臺(tái)灣公告第1288365號(hào)的發(fā)明專利揭示了一種雙層板對(duì)位運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的對(duì)位標(biāo)記設(shè)計(jì)及其圖像處理方法，其中提供了一種現(xiàn)有雙層板對(duì)位運(yùn)動(dòng)控制方法，適用于對(duì)一第一層板與一第二層板的精密對(duì)位，且主要包含下列步驟:
(51)、提供兩組對(duì)位記號(hào)111、121，分別設(shè)置于一第一層板11與一第二層板12的對(duì)應(yīng)兩側(cè)的同一位置；
(52)、藉由設(shè)置于第一或第二層板11、12側(cè)面的二取像裝置13獲得兩組對(duì)位記號(hào)111、121的兩組復(fù)合影像；
(53)、利用圖像處理方法計(jì)算該兩組復(fù)合影像的兩組坐標(biāo)偏差量，取得該兩組坐標(biāo)偏差量(AX1,A Yl), ( A X2，A Y2)；
(54)、計(jì)算該兩組坐標(biāo)偏差量，得到所述第一層板11與所述第二層板12之間位置偏差量A X，A Y與角度偏差量A 9 ;以及
(55)、藉由一臺(tái)三軸運(yùn)動(dòng)控制模塊14補(bǔ)償上述位置偏差量與角度偏差量。上述雙層板對(duì)位運(yùn)動(dòng)控制方法使用了圓形對(duì)位孔與十字形、圓形或方形的對(duì)位標(biāo)記來做為第一及第二層板11、12之間的對(duì)位記號(hào)111、121。雖然該方法可自動(dòng)、快速的完成雙層板的精密對(duì)位，但卻也容易因影像疊影問題而導(dǎo)致無法順利完成對(duì)位作業(yè)，且必須預(yù)先在二基板上分別設(shè)計(jì)對(duì)位孔與對(duì)位標(biāo)記，故會(huì)增加工序與成本。再者，當(dāng)組裝所述第一及第二層板11、12的空間有限時(shí)，欲在有限的同一組裝空間中設(shè)置二取像裝置13可能影響三軸運(yùn)動(dòng)控制模塊14移動(dòng)所述第二層板12的動(dòng)作，因此使得上述雙層板對(duì)位運(yùn)動(dòng)控制方法不容易在有限的組裝空間中實(shí)施。因此，仍有必要提供一種改良式的基板組裝對(duì)位方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)，其是在二基板位于不同空間系統(tǒng)的二等待空間時(shí)，即直接利用二套影像擷取單元分別擷取在不同等待空間的二基板特定局部區(qū)域既有的表面形狀特征做為參考標(biāo)記，以取代現(xiàn)有對(duì)位孔及對(duì)位標(biāo)記，并供進(jìn)行后續(xù)坐標(biāo)計(jì)算、位置校正及組裝對(duì)位的作業(yè)，故可使得欲組裝的基板不需額外設(shè)計(jì)任何專門做為對(duì)位用途的標(biāo)記，即可順利完成計(jì)算基板組裝前所需的移動(dòng)補(bǔ)償量，同時(shí)也不會(huì)占用有限的對(duì)位組裝空間，因而有利于降低組裝對(duì)位成本、提高組裝對(duì)位精度及增加對(duì)位設(shè)備的設(shè)置彈性。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)，其是直接利用二基板特定局部區(qū)域既有的表面形狀特征做為參考標(biāo)記，由于不需在二基板上分別預(yù)留特定空白區(qū)域來專門配置對(duì)位孔及對(duì)位標(biāo)記，故不會(huì)占用二基板表面的空間，不會(huì)影響二基板的尺寸設(shè)計(jì)，同時(shí)也不會(huì)影響二基板的外觀，因而有利于簡(jiǎn)化基板設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)，其是在機(jī)臺(tái)用以組裝對(duì)位不同規(guī)格的基板時(shí)，可隨時(shí)依不同的基板規(guī)格立即由圖像處理裝置來更改設(shè)定二基板上的某一局部區(qū)域的既有表面形狀特征做為參考標(biāo)記，因而有利于提高組裝對(duì)位作業(yè)的操作設(shè)定彈性。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其包含步驟: (501)、在組裝前，預(yù)先分別擷取一第一基板及一第二基板的至少二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像，并在各該基板的標(biāo)準(zhǔn)局部圖像中分別預(yù)定義一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域以及儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)； (502)、在組裝時(shí)，將另一組待對(duì)位的第一及第二基板分別放置到二不同等待空間，并分別擷取所述二基板的至少二實(shí)際局部圖像； (503)、分別將所述二基板的實(shí)際局部圖像與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的形狀特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以取得各實(shí)際局部圖像中匹配于對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域； (504)、分別利用所述實(shí)際局部特征區(qū)域的中心坐標(biāo)來分別建立所述二基板的一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)； (505)、比對(duì)所述二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)，以取得所述第一基板由其等待空間移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間所需的X、Y軸方向及旋轉(zhuǎn)角度的一組偏移量Λ Χ、ΛΥ、Λ θ ;以及 (506)、利用該組偏移量使所述第一基板移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間中的一正確待組裝位置，同時(shí)使所述第二基板依據(jù)一預(yù)定移動(dòng)量移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間中的另一正確待組裝位置。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在步驟(S06)的后，另包含下述步驟: (507)、在所述對(duì)位組裝空間中另擷取所述二基板的實(shí)際局部圖像并計(jì)算其坐標(biāo)值，以確認(rèn)所述二基板是否分別已經(jīng)位于所述對(duì)位組裝空間中的正確待組裝位置，若是，則進(jìn)入步驟(S08);若否，則在微調(diào)所述二基板的位置后，再重新進(jìn)行步驟(S07);以及 (508)、在所述對(duì)位組裝空間中沿Z軸移動(dòng)所述第一基板，直到所述第一及第二基板在所述對(duì)位組裝空間中完成對(duì)位組裝。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在步驟(S06)之后，直接進(jìn)行下述步驟: (S08)、在所述對(duì)位組裝空間中沿Z軸移動(dòng)所述第一基板，直到所述第一及第二基板在所述對(duì)位組裝空間中完成對(duì)位組裝。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，步驟(S04)是利用形心法來取得各所述基板的實(shí)際局部特征區(qū)域的中心位置的中心坐標(biāo)，以分別建立所述二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，步驟(S06)另包含一組三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以沿著X、Y及Θ軸移動(dòng)所述第一基板。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)另用以沿著Z軸升降移動(dòng)所述第一基板。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，步驟(S06)另包含至少一組承載臺(tái)及一旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述承載臺(tái)用以承載所述第二基板，及所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)用以沿Χ/Υ平面水平旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述第二基板至所述對(duì)位組裝空間。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一及第二基板可選自:構(gòu)成一多層印刷電路板的二片單層電路基板、一液晶面板模塊的二片玻璃基板、一顯示器外框及一液晶面板模塊、一玻璃光罩及一晶圓，或一化學(xué)試紙及一保護(hù)膜。所述第一及第二基板并可互相對(duì)調(diào)種類或上下位置。
另一方面，為達(dá)上述目的，本發(fā)明另提供一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位系統(tǒng)，其包含: 至少一第一影像擷取單元，用以在組裝前預(yù)先擷取一第一基板的至少二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像；及/或用以在組裝時(shí)擷取放置到一第一等待空間的另一待對(duì)位的第一基板的至少二實(shí)際局部圖像； 至少一第二影像擷取單元，用以在組裝前預(yù)先擷取一第二基板的至少二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像；及/或用以在組裝時(shí)擷取放置到一第二等待空間的另一待對(duì)位的第二基板的至少二實(shí)際局部圖像； 一圖像處理裝置，選擇用以: (1)在所述二基板的標(biāo)準(zhǔn)局部圖像中分別預(yù)定義一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域以及儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)； (2)分別將所述二基板的實(shí)際局部圖像與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的形狀特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以取得各所述實(shí)際局部圖像中匹配于對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域； (3)分別利用所述實(shí)際局部特征區(qū)域的中心坐標(biāo)來建立各基板的一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)；或是 (4)比對(duì)所述二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)，以取得所述第一基板由所述第一等待空間移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間所需的X、Y軸方向及旋轉(zhuǎn)角度的一組偏移量； 一組三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用該組偏移量使所述第一基板由所述第一等待空間移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間中的一正確待組裝位置；以及 一移載機(jī)構(gòu)，其上設(shè)置有至少一組承載臺(tái)，所述移載機(jī)構(gòu)根據(jù)一預(yù)定移動(dòng)量使所述第二基板由所述第二等待空間移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間中的另一正確待組裝位置。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)另用以沿著Z軸升降移動(dòng)所述第一基板。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述第二基板位于所述第一基板的Z軸的下方或上方。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述移載機(jī)構(gòu)可選自一旋轉(zhuǎn)臺(tái)或一滑移臺(tái)。


圖1是現(xiàn)有雙層板及其對(duì)位標(biāo)記的示意圖。
圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)的流程方塊圖。
圖3、3A及3B是本發(fā)明較佳實(shí)施例在步驟(SOl)中預(yù)定義二基板的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的示意圖。
圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例在步驟(S02)中分別擷取在不同等待空間的二基板的至少二實(shí)際局部圖像的示意圖。
圖4A及4B是本發(fā)明較佳實(shí)施例在步驟(S03)中分別比對(duì)并取得二基板的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域的示意圖。
圖5是本發(fā)明較佳實(shí)施例在步驟(S06)中分別利用該組偏移量及另一預(yù)定移動(dòng)量使~■基板由各自的等待空間移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間中的不意圖。
圖6是本發(fā)明較佳實(shí)施例在步驟(S08)中使二基板在對(duì)位組裝空間中完成堆疊對(duì)位組裝的示意圖。
其中:11第一層板111對(duì)位記號(hào)12第二層板121對(duì)位記號(hào)13取像裝置14三軸運(yùn)動(dòng)控制模塊20第一基板21外框內(nèi)緣22內(nèi)緣角隅30第二基板31密封框膠32框膠角隅40三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)51第一影像擷取單元510第一標(biāo)準(zhǔn)局部圖像511第一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域 52第一影像擷取單元520第一標(biāo)準(zhǔn)局部圖像 521第一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域60承載臺(tái)70旋轉(zhuǎn)臺(tái)81第二影像擷取單元810第二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像811第二標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域82第二影像擷取單元820第二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像821第二標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域910第一實(shí)際局部圖像911第一實(shí)際局部特征區(qū)域920第一實(shí)際局部圖像921第一實(shí)際局部特征區(qū)域930第二實(shí)際局部圖像931第二實(shí)際局部特征區(qū)域940第二實(shí)際局部圖像941第二實(shí)際局部特征區(qū)域100第一等待空間200第二等待空間300對(duì)位組裝空間SOl 步驟一S02步驟二S03步驟三S04步驟四S05步驟五S06步驟六S07步驟七S08步驟八X X軸YY軸Z Z軸ΘΘ軸ΔX偏移量Λ Y偏移量ΔZ移動(dòng)量Λ Θ偏移量。
具體實(shí)施方式
為了讓本發(fā)明的上述及其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文將特舉本發(fā)明較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。再者，本發(fā)明所提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”或“側(cè)面”等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)，其主要是在二基板位于不同空間系統(tǒng)的二等待空間時(shí)，即直接利用二基板特定局部區(qū)域既有的表面形狀特征分別做為參考標(biāo)記，并供進(jìn)行后續(xù)坐標(biāo)計(jì)算、位置校正及組裝對(duì)位的作業(yè)，藉以取代現(xiàn)有對(duì)位孔及十字形、圓形或方形的對(duì)位標(biāo)記，使得欲組裝的二基板不需額外設(shè)計(jì)任何專門做為對(duì)位用途的標(biāo)記(Fiducial Mark)，因此本發(fā)明的應(yīng)用限制在無標(biāo)記基板上。若待對(duì)位的基板上包含任何專門做為雙層板(或多層板)組裝對(duì)位用途的標(biāo)記，則其將不包含在本發(fā)明方法的應(yīng)用范圍內(nèi)，于此合先敘明。
請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法主要包含下列步驟:(SOl)、預(yù)定義二基板的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域；(S02)、分別擷取在不同等待空間的二基板的至少二實(shí)際局部圖像；(S03)、分別比對(duì)并取得二基板的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域；(S04)、分別建立二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)；(S05)、比對(duì)二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)，以取得一組偏移量；(S06)、分別利用該組偏移量及另一預(yù)定移動(dòng)量使二基板由各自的等待空間移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間中；(S07)、確認(rèn)所述二基板是否分別已位于所述對(duì)位組裝空間中的對(duì)應(yīng)正確待組裝位置；以及(S08)、使二基板在對(duì)位組裝空間中完成堆疊對(duì)位組裝。本發(fā)明將于下文利用第2至6圖逐一詳細(xì)說明較佳實(shí)施例的上述各步驟的實(shí)施細(xì)節(jié)及其原理。
請(qǐng)參照?qǐng)D2、3、3A及3B所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法步驟(SOl)是:預(yù)定義二基板的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域。在本步驟中，本實(shí)施例是預(yù)先利用一組三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)40以真空吸嘴或夾爪的方式將所述第一基板20固定在所述第一等待空間100中(但并不限固定于此)。再者，本實(shí)施例是預(yù)先設(shè)置至少一組承載臺(tái)60及一移載機(jī)構(gòu)，所述承載臺(tái)60用以承載所述第二基板30并將所述第二基板30固定在所述第二等待空間200中的移載機(jī)構(gòu)上(但并不限固定于此)；以本實(shí)施例而言，所述移載機(jī)構(gòu)為一旋轉(zhuǎn)臺(tái)70，用以沿X/Y平面水平旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述承載臺(tái)60及第二基板30至一對(duì)位組裝空間300，在其他應(yīng)用上，所述移載機(jī)構(gòu)也可為一滑移臺(tái)，用以沿X/Y平面線性移動(dòng)所述承載臺(tái)60及第二基板30至一對(duì)位組裝空間300。
在本實(shí)施例中，所述第一基板20例如可以選自:構(gòu)成一多層印刷電路板的其中一片單層電路基板、構(gòu)成一液晶面板模塊的其中一片玻璃基板、一顯不器外框或一液晶面板模塊、一玻璃光罩或一晶圓、一化學(xué)試紙或一保護(hù)膜，但并不限于此。所述第一基板20是以一顯不器外框?yàn)槔?，其具有一金屬外框及一玻璃護(hù)罩，所述金屬外框具有一外框內(nèi)緣21,而所述外框內(nèi)緣21具有數(shù)個(gè)內(nèi)緣角隅22。再者，所述第二基板30可選自與上述第一基板20相對(duì)應(yīng)組配的另一組件。所述第二基板30是以一液晶面板模塊為例，其具有用以密封一上玻璃基板及一下玻璃基板的一密封框膠(sealant)31，所述密封框膠31具有數(shù)個(gè)框膠角隅32。所述第二基板30可以與所述第一基板20 (顯示器外框)共同組裝成一液晶顯示器的半成品。
如圖3、3A及3B所示，本實(shí)施例利用至少一臺(tái)電荷耦合組件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)型的第一影像擷取單元來擷取所述第一基板20的第一標(biāo)準(zhǔn)局部圖像510、520時(shí)，例如使用二臺(tái)CXD型的第一影像擷取單元51、52，并將其分別預(yù)先設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述第一基板20的對(duì)角線位置(或同一側(cè)兩端)的兩個(gè)內(nèi)緣角隅22的下方位置處，以便擷取所述第一基板20的第一標(biāo)準(zhǔn)局部圖像510、520。接著，所述第一標(biāo)準(zhǔn)局部圖像510、520將被傳送到一近端或遠(yuǎn)程的圖像處理裝置(未繪示，例如計(jì)算機(jī))，并由所述圖像處理裝置在各所述第一標(biāo)準(zhǔn)局部圖像510、520中分別預(yù)定義一第一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域511、521 (例如包含該內(nèi)緣角隅22的區(qū)域影像)，并儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)。
同時(shí)，本實(shí)施例使用二臺(tái)C⑶或CMOS型的第二影像擷取單元81、82，并將其分別預(yù)先設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述第二基板30的對(duì)角線位置(或同一側(cè)兩端)的兩個(gè)框膠角隅32的上方位置處，以便擷取所述第二基板30的第二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像810、820。接著，所述第二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像810、820將被傳送到同一圖像處理裝置，并由所述圖像處理裝置在各所述第二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像810、820中分別預(yù)定義一第二標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域811、821 (例如包含該框膠角隅32的區(qū)域影像)，并儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)。
本步驟(SOl)是在正式開始進(jìn)行組裝前即需預(yù)先完成的，其目的即在于先儲(chǔ)存第一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域511、521及第二標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域811、821的形狀特征數(shù)據(jù)，以供下述步驟(S02)以后正式進(jìn)行組裝時(shí)做為影像比對(duì)的參考基準(zhǔn)。
請(qǐng)參照?qǐng)D2、4、4A及4B所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法步驟(S02)是:分別擷取在不同等待空間的二基板的至少二實(shí)際局部圖像。在本步驟中，本實(shí)施例是將一片待對(duì)位的第一基板20吸持或夾持放置在所述三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)40下方并位于所述第一等待空間100中。同時(shí)，另將一片待對(duì)位的第二基板30放置在所述第二等待空間200中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)70的承載臺(tái)60上。所述第一等待空間100與第二等待空間200相距一段距離，且兩者之間另具有一對(duì)位組裝空間300。
接著，本實(shí)施例是利用相同的至少一臺(tái)C⑶或CMOS型的第一影像擷取單元來擷取所述第一基板20的第一實(shí)際局部圖像910、920，例如在正式進(jìn)行組裝時(shí)，使用相同于步驟(SOl)所使用的二臺(tái)CCD型的第一影像擷取單元51、52來擷取所述待對(duì)位的第一基板20的至少二第一實(shí)際局部圖像910、920。
同時(shí)，本實(shí)施例也利用相同的至少一臺(tái)C⑶或CMOS型的第二影像擷取單元來擷取所述第二基板30的第二實(shí)際局部圖像930、940，例如在正式進(jìn)行組裝時(shí)，使用相同于步驟(SOl)所使用的二臺(tái)CCD型的第二影像擷取單元81、82來擷取所述待對(duì)位的第二基板30的至少二第二實(shí)際局部圖像930、940。
請(qǐng)參照?qǐng)D2、4、4A及4B所示,本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法步驟(S03)是:分別比對(duì)并取得二基板的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域。在本步驟中，所述第一實(shí)際局部圖像910、920將被傳送到同一圖像處理裝置(例如計(jì)算機(jī))，并由所述圖像處理裝置使各所述第一實(shí)際局部圖像910、920與所述標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域511、521的形狀特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以取得所述第一實(shí)際局部圖像910、920中匹配于所述第一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域511、521的至少二第一實(shí)際局部特征區(qū)域911、921，并儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)備用。
同時(shí)，所述第二實(shí)際局部圖像930、940將被傳送到同一圖像處理裝置，并由所述圖像處理裝置使各所述第二實(shí)際局部圖像930、940與所述第二標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域811、821的形狀特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以取得所述第二實(shí)際局部圖像930、940中匹配于所述第二標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域811、821的至少二第二實(shí)際局部特征區(qū)域931、941，并儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)備用。
請(qǐng)參照?qǐng)D2及4所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法步驟(S04)是:分別建立二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)。在本步驟中，較佳是利用同一圖像處理裝置(例如計(jì)算機(jī))進(jìn)行形心(幾何中心)法的運(yùn)算，以取得各所述第一實(shí)際局部特征區(qū)域911、921的幾何中心位置的中心坐標(biāo)，以建立所述第一基板20的第一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)。例如，使用計(jì)算機(jī)以形心法計(jì)算取得第一個(gè)第一實(shí)際局部特征區(qū)域911的幾何中心位置的中心坐標(biāo)(XI，Yl)，及取得第二個(gè)第一實(shí)際局部特征區(qū)域921的幾何中心位置的中心坐標(biāo)(X2，Y2)，并依此類推，其中欲定義各第一實(shí)際局部特征區(qū)域911、921的中心坐標(biāo)時(shí)，例如可以用所述至少二第一影像擷取單元51、52的預(yù)定取像區(qū)域的已知坐標(biāo)位置值來做為基準(zhǔn)，以定義各第一實(shí)際局部特征區(qū)域911、921的中心坐標(biāo)值。最后，所述圖像處理裝置即可藉由此至少二組的中心坐標(biāo)(XI，Yl)及(X2，Y2)建立所述第一基板20的一第一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)。
同時(shí)，本發(fā)明亦可利用同一圖像處理裝置進(jìn)行形心(幾何中心)法的運(yùn)算，以取得各所述第二實(shí)際局部特征區(qū)域931、941的幾何中心位置的中心坐標(biāo)，以建立所述第二基板30的第二實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)。例如，使用計(jì)算機(jī)以形心法計(jì)算取得二個(gè)第二實(shí)際局部特征區(qū)域931,941的幾何中心位置的中心坐標(biāo)(Χ3，Υ3)及(Χ4，Υ4)，并依此類推，且可用所述至少二第二影像擷取單元81、82的預(yù)定取像區(qū)域的已知坐標(biāo)位置值來做為基準(zhǔn)，以定義各第二實(shí)際局部特征區(qū)域931、941的中心坐標(biāo)值。最后，所述圖像處理裝置即可建立所述第二基板20的第二實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)。
請(qǐng)參照?qǐng)D2及4所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法步驟(505)是:比對(duì)二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)，以取得一組偏移量。在本步驟中，當(dāng)所述圖像處理裝置比對(duì)所述第一基板20的第一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)及所述第二基板30的第二實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)，可以取得所述第一基板20由所述第一等待空間100移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間300所需的X、Y軸方向及旋轉(zhuǎn)角度的一組偏移量ΛΧ、Λ Υ、Λ Θ，其中本發(fā)明所指的偏移量Λ X、ΛΥ、Λ Θ是已預(yù)先扣除所述第二基板30由所述第二等待空間200移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間300所需的X軸方向的一預(yù)定移動(dòng)量(例如為Λ X’)，也就是所述第一基板20的第一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)及所述第二基板30的第二實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)在X軸方向上的差異值實(shí)際上是Λ X+ Λ X’，但所述第一基板20在X軸方向上由所述第一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間300則僅需使用所述偏移量Λ X。
請(qǐng)參照?qǐng)D2及5所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法步驟(506)是:分別利用該組偏移量及另一預(yù)定移動(dòng)量使二基板由各自的等待空間移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間中。在本步驟中，本實(shí)施例是利用一組三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)40用以沿著X、Y及Θ軸移動(dòng)所述第一基板20，其是根據(jù)所述組偏移量ΛΧ、ΛΥ、Λ Θ使所述第一基板20移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間300中的一正確待組裝位置。同時(shí)，本發(fā)明可利用所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)70沿Χ/Υ平面水平旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述承載臺(tái)60及第二基板30至所述對(duì)位組裝空間300中，其是依據(jù)一預(yù)定移動(dòng)量Λ X’使所述第二基板30移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間300中的另一正確待組裝位置(例如位在所述第一基板20的Z軸的正下方或正上方)處，以等待組裝。
如圖2及5所示，為了確認(rèn)步驟(S06)的作動(dòng)正確性，本發(fā)明在步驟(S06)后，必要時(shí)可以另外選擇包含下述步驟(S07):確認(rèn)所述二基板是否分別已位在所述對(duì)位組裝空間中的對(duì)應(yīng)正確待組裝位置。在本步驟中，本實(shí)施例是在所述對(duì)位組裝空間300中以另二組影像擷取單元(未繪示)來擷取所述第一及第二基板20、30的各自的實(shí)際局部圖像并利用如上述的形心法來計(jì)算其坐標(biāo)值，以確認(rèn)所述第一及第二基板20、30是否分別已位在所述對(duì)位組裝空間300中的各自的對(duì)應(yīng)正確待組裝位置，例如所述第二基板30是否已位在所述第一基板20的Z軸的正下方或正上方。若是，則進(jìn)入步驟(S08);若否，則在利用所述三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)40及旋轉(zhuǎn)臺(tái)70進(jìn)行微調(diào)所述第一及第二基板20、30的位置后，再重新進(jìn)行步驟(S07)，直到結(jié)果為“是”為止。值得注意的是，為了要求正確性，本確認(rèn)步驟是可重復(fù)執(zhí)行二次或以上，但是若要求檢測(cè)效率或?yàn)榱吮苊庠谒鰧?duì)位組裝空間300設(shè)置任何影像擷取單元，則本發(fā)明也可選擇省略不執(zhí)行本確認(rèn)步驟，而直接進(jìn)行下述步驟(S08)。
請(qǐng)參照?qǐng)D2及6所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法步驟(S08)是:使二基板在對(duì)位組裝空間中完成堆疊對(duì)位組裝。在本步驟中，本實(shí)施例可利用所述三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)40使所述第一基板20沿Z軸移動(dòng)一預(yù)定移動(dòng)量Λ Z (例如垂直向下移動(dòng)一預(yù)定距離)，直到與所述對(duì)位組裝空間300中的承載臺(tái)60上的第二基板30完成堆疊對(duì)位組裝為止。如此，即可完成所述第一基板20及第二基板30的對(duì)位組裝作業(yè)。
再者，如圖3至6所示，為了達(dá)成無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位，本發(fā)明另提供一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位系統(tǒng)，其包含: 至少一第一影像擷取單元51、52，用以在組裝前預(yù)先擷取一第一基板20的至少二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像510、520 ;及/或用以在組裝時(shí)擷取放置到一第一等待空間100的另一待對(duì)位的第一基板20的至少二實(shí)際局部圖像910、920 ； 至少一第二影像擷取單元81、82，用以在組裝前預(yù)先擷取一第二基板30的至少二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像810、820 ;及/或用以在組裝時(shí)擷取放置到一第二等待空間200的另一待對(duì)位的第二基板30的至少二實(shí)際局部圖像930、940 ； 一圖像處理裝置(未繪示，例如為計(jì)算機(jī))，選擇用以: (1)在所述二基板20、30的標(biāo)準(zhǔn)局部圖像510、520及810、820中分別預(yù)定義一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域511、521及811、821以及儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)； (2)分別將所述二基板20、30的實(shí)際局部圖像910、920及930、940與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域511、521及811、821的形狀特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以取得各所述實(shí)際局部圖像910,920及930、940中匹配于對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域511、521及811、821的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域911、921及931、941 ； (3)分別利用所述實(shí)際局部特征區(qū)域911、921及931、941的中心坐標(biāo)來建立各所述基板20、30的一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)；或是 (4)比對(duì)所述二基板20、30的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)，以取得所述第一基板20由所述第一等待空間100移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間300所需的Χ、Υ軸方向及旋轉(zhuǎn)角度的一組偏移量ΛΧ、Λ Y、Δ Θ ； 一組三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)40，利用所述組偏移量Λ Χ、ΛΥ、Λ Θ使所述第一基板20由所述第一等待空間100移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間300中的一正確待組裝位置；以及 一移載機(jī)構(gòu)，其上設(shè)置有至少一組承載臺(tái)60，所述移載機(jī)構(gòu)根據(jù)一預(yù)定移動(dòng)量(如Δ V )使所述第二基板30由所述第二等待空間200移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間300中的另一正確待組裝位置。
以本實(shí)施例而言，所述移載機(jī)構(gòu)是為一旋轉(zhuǎn)臺(tái)70，用以沿Χ/Υ平面水平旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述承載臺(tái)60及第二基板30至一對(duì)位組裝空間300，在其他應(yīng)用上，所述移載機(jī)構(gòu)也可為一滑移臺(tái)，用以沿Χ/Υ平面線性移動(dòng)所述承載臺(tái)60及第二基板30至一對(duì)位組裝空間300。
如上所述，相較于現(xiàn)有雙層板對(duì)位運(yùn)動(dòng)控制方法使用圓形對(duì)位孔與十字形、圓形或方形的對(duì)位標(biāo)記來做為雙層板之間的對(duì)位記號(hào)所衍生的缺點(diǎn)，圖2至6的本發(fā)明是在二基板位于不同空間系統(tǒng)的二等待空間時(shí)，即直接利用二套影像擷取單元分別擷取在不同等待空間的二基板特定局部區(qū)域既有的表面形狀特征做為參考標(biāo)記以取代現(xiàn)有對(duì)位孔及對(duì)位標(biāo)記，并供進(jìn)行后續(xù)坐標(biāo)計(jì)算、位置校正及組裝對(duì)位的作業(yè)，故可使得欲組裝的基板不需額外設(shè)計(jì)任何專門做為對(duì)位用途的標(biāo)記，即可順利完成計(jì)算基板組裝前所需的移動(dòng)補(bǔ)償量，同時(shí)也不會(huì)占用有限的對(duì)位組裝空間，因而有利于降低組裝對(duì)位成本、提高組裝對(duì)位精度及增加對(duì)位設(shè)備的設(shè)置彈性。
再者，本發(fā)明直接利用二基板特定局部區(qū)域既有的表面形狀特征做為參考標(biāo)記，由于不需在二基板上分別預(yù)留特定空白區(qū)域來專門配置對(duì)位孔及對(duì)位標(biāo)記，故不會(huì)占用二基板表面的任何空間，不會(huì)影響二基板的尺寸設(shè)計(jì)，同時(shí)也不會(huì)影響二基板的外觀，因而有利于簡(jiǎn)化基板設(shè)計(jì)。
另外，本發(fā)明在機(jī)臺(tái)用以組裝對(duì)位不同規(guī)格的基板時(shí)，可隨時(shí)依不同的基板規(guī)格立即由圖像處理裝置來更改設(shè)定二基板上的某一局部區(qū)域的既有表面形狀特征做為參考標(biāo)記，因而有利于提高組裝對(duì)位作業(yè)的操作設(shè)定彈性。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露，然其并非用以限制本發(fā)明，任何熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種更動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其特征在于，包含步驟: (501)、在組裝前，預(yù)先分別擷取一第一基板及一第二基板的至少二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像，并在各所述基板的標(biāo)準(zhǔn)局部圖像中分別預(yù)定義一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域以及儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)； (502)、在組裝時(shí)，將另一組待對(duì)位的第一及第二基板分別放置到二不同等待空間，并分別擷取所述二基板的至少二實(shí)際局部圖像； (503)、分別將所述二基板的實(shí)際局部圖像與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的形狀特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以取得各所述實(shí)際局部圖像中匹配于對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域； (504)、分別利用所述實(shí)際局部特征區(qū)域的中心坐標(biāo)來分別建立所述二基板的一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)； (505)、比對(duì)所述二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)，以取得所述第一基板由其等待空間移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間所需的X、Y軸方向及旋轉(zhuǎn)角度的一組偏移量A X、A Y、A 9 ;以及 (506)、利用該組偏移量使所述第一基板移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間中的一正確待組裝位置，同時(shí)使所述第二基板依據(jù)一預(yù)定移動(dòng)量移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間中的另一正確待組裝位置。
2.如權(quán)利要求1所述的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其特征在于，在步驟(S06)之后，另包含下述步驟: (507)、在所述對(duì)位組裝空間中另擷取所述二基板的實(shí)際局部圖像并計(jì)算其坐標(biāo)值，以確認(rèn)所述二基板是否分別已位在所述對(duì)位組裝空間中的正確待組裝位置，若是，則進(jìn)入步驟(S08);若否，則在微調(diào)所 述二基板的位置后，再重新進(jìn)行步驟(S07);以及 (508)、在所述對(duì)位組裝空間中沿Z軸移動(dòng)所述第一基板，直到所述第一及第二基板在所述對(duì)位組裝空間中完成對(duì)位組裝。
3.如權(quán)利要求1所述的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其特征在于，在步驟(S06)之后，直接進(jìn)行下述步驟: (S08)、在所述對(duì)位組裝空間中沿Z軸移動(dòng)所述第一基板，直到所述第一及第二基板在所述對(duì)位組裝空間中完成對(duì)位組裝。
4.如權(quán)利要求1所述的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其特征在于，步驟(S04)是利用形心法來取得各所述基板的實(shí)際局部特征區(qū)域的中心位置的中心坐標(biāo)，以分別建立所述~■基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1所述的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其特征在于，步驟(S06)另包含一組三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)用以沿著X、Y及0軸移動(dòng)所述第一基板。
6.如權(quán)利要求5所述的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其特征在于，所述三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)另用以沿著Z軸升降移動(dòng)所述第一基板。
7.如權(quán)利要求1所述的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其特征在于，步驟(S06)另包含至少一組承載臺(tái)及一旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述承載臺(tái)用以承載所述第二基板，及所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)用以沿X/Y平面水平旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述第二基板至所述對(duì)位組裝空間。
8.如權(quán)利要求1所述的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法，其特征在于，所述第一及第二基板選自:構(gòu)成一多層印刷電路板的二片單層電路基板、一液晶面板模塊的二片玻璃基板、一顯示器外框及一液晶面板模塊、一玻璃光罩及一晶圓，或一化學(xué)試紙及一保護(hù)膜。
9.一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位系統(tǒng)，其特征在于，包含: 至少一第一影像擷取單元，用以在組裝前預(yù)先擷取一第一基板的至少二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像；及/或用以在組裝時(shí)擷取放置到一第一等待空間的另一待對(duì)位的第一基板的至少二實(shí)際局部圖像； 至少一第二影像擷取單元，用以在組裝前預(yù)先擷取一第二基板的至少二標(biāo)準(zhǔn)局部圖像；及/或用以在組裝時(shí)擷取放置到一第二等待空間的另一待對(duì)位的第二基板的至少二實(shí)際局部圖像； 一圖像處理裝置，選擇用以: (1)在所述二基板的標(biāo)準(zhǔn)局部圖像中分別預(yù)定義一標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域以及儲(chǔ)存其形狀特征數(shù)據(jù)； (2)分別將所述二基板的實(shí)際局部圖像與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的形狀特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以取得各所述實(shí)際局部圖像中匹配于對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域； (3)分別利用所述實(shí)際局部特征區(qū)域的中心坐標(biāo)來建立各所述基板的一實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)；或是 (4)比對(duì)所述二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)，以取得所述第一基板由所述第一等待空間移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間所需的X、Y軸方向及旋轉(zhuǎn)角度的一組偏移量； 一組三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用該組偏移量使所述第一基板由所述第一等待空間移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間中的 一正確待組裝位置；以及 一移載機(jī)構(gòu)，其上設(shè)置有至少一組承載臺(tái)，所述移載機(jī)構(gòu)根據(jù)一預(yù)定移動(dòng)量使所述第二基板由所述第二等待空間移動(dòng)到所述對(duì)位組裝空間中的另一正確待組裝位置。
10.如權(quán)利要求9所述的無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位系統(tǒng)，其特征在于，所述三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)另用以沿著Z軸升降移動(dòng)所述第一基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無標(biāo)記異空間基板組裝對(duì)位方法及系統(tǒng)，其包含下列步驟預(yù)定義二基板的標(biāo)準(zhǔn)局部特征區(qū)域；分別擷取在不同等待空間的二基板的至少二實(shí)際局部圖像；分別比對(duì)并取得二基板的至少二實(shí)際局部特征區(qū)域；分別建立二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)；比對(duì)二基板的實(shí)際坐標(biāo)系統(tǒng)，以取得一組偏移量；分別利用該組偏移量及一預(yù)定移動(dòng)量使二基板由各自的等待空間移動(dòng)到一對(duì)位組裝空間中；以及使二基板在對(duì)位組裝空間中完成堆疊對(duì)位組裝。
文檔編號(hào)H05K13/00GK103167792SQ20111040475
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者林崇田, 溫志群, 楊駿明, 楊筑鈞 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心