TW201226300A - A positioning apparatus of synchronously connecting PCBs and method thereof - Google Patents

Description

201226300 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種同步貼板之視覺定位裝置及其 方法尤扣種將多個基板高精度、高速地貼合於載板上 之同步貼板之視覺定位裝置及其方法。 【先前技術】 電子產σσ的技術快速發展，相關產品特性大多要求重 ^幸工組積小、呵品質、低價位、低消耗功率及高可靠度 _ 等特點，上述特點促進了通訊、多媒體等技術的開發與市 場成長，而以隨身攜帶的多媒體用品或資訊產品的發展更 為迅速’為了電子產品的可攜性，產品的體積與尺寸都以 微小化為其前提。 從生產成本與效率的角度來看，為了配合smt廠的 置件需求，傳統上將多個小尺寸的電路板合併成一個面積 卓乂^、7〇件數目較多的併板，但將電路板併成多連板，勢 必％•另承又—種風險，—為印刷機的單—鋼板無法隨時目# 應不同電路板漲縮尺寸及時修正，而造成錫膏印刷偏移的 兀件立碑與空焊問題；二為多連板中將出現電路板因内層 線斷、短路的不良板參雜其中，成為另一導致生產 線稼動率下降的因素’或因謝廠拒收此多連板，而造 成採構成本大幅增加的問題。 然而，傳統貼板/併板時產生以下問題： 1以人工方式，利用高溫勝帶將電路板貼合於載板 4/17 201226300 士。然而，此方法所製作的併板的精度不佳， 3的誤差，更可朗為電路板本身的可撓 、， 使得電路板在貼附時產生翹 人 是高溫膠帶僅貼附軟板二=歪斜的情形’尤其 ㈣圍故其巾央位置可能會形成突 機1二將故^併板的精度無法有效控制，造成SMT U將π件置放在所要求的位置；另外，人 造成SMT廠的負擔。 成本亦 2 #彳用可重複使用之高溫黏膠將電路板貼合於載板 。此方式可解決電路板之巾央位置的突起 ^膠的壽命無法量化’僅能以預估最低壽命的方式力 : 吕三故使得併板的成本大幅提高；另外，上述傳統併板 勺方式均無法提升其速度，例如逐片進行貼板製程，使得 貼板製程出現CyCje time的時間瓶頸。 【發明内容】 本發明之實施例提供-種多基板之高精度的同步貼 鲁板之視覺定位方法，其用以將複數個基板放置於一載板， 该同步貼板之視覺定位方法係包括以下步驟：提供一用以 存放，板的暫存區，並將複數個基板傳送至該暫存區丨提 供一定位區，該些基板係由該暫存區被移動至該定位區， 其中利用一移動平台將該些基板由該暫存區移動至該定 品利用視覺裝置揭取該些基板的影像，並分析該些 ^的偏移值’其巾卿时台係㈣些基板運載至該視 覺裝置的下方；利用一搬移定位裝置依據每一基板之偏移 值進行補正後吸取位於該定位區上的該些基板，其中該視 5/17 201226300 覺裝置係設於該搬移定位裝置上，該搬移定位裝置係依據 每一基板之偏移值改變其吸取角度及位置，以補正補正每 一基板之偏移值；以及利用該搬移定位裝置將上述經過定 位之該些基板高精度地且同步地放置於該載板上，使固定 於該載板上的兩兩基板之間具有高精度的相對位置。 本發明實施例更提供一種多基板之高精度的同步貼 板之視覺定位裝置，其用以將複數個基板放置於一載板 上，該視覺定位裝置係包括：一架體；一設於該架體上之 暫存區，該些基板係暫存於該暫存區；一設於該架體上之 籲 定位區，該些基板係藉由一移動平台自該暫存區被移動至 該定位區；一設於搬移定位裝置的視覺裝置，其中該移動 平台係將該些基板運載至該視覺裝置的下方；一搬移定位 裝置，其係可移動地設置於該架體上，用以依據每一基板 之偏移值進行補正後吸取位於該定位區上的該些基板，其 中該搬移定位裝置係依據每一基板之偏移值改變其吸取 角度及位置，以補正每一基板之偏移值；以及承放於該架 體上之該載板，藉此，該搬移定位裝置係將該些基板高精 · 度地且同步地放置於該載板上，使固定於該載板上的兩兩 基板之間具有高精度的相對位置。 本發明具有以下有益的效果：本發明先分析基板的 偏移值，再於吸附基板的同時進行基板偏移值的補正，接 著進行同步貼板，故可提升貼板的精準度，據此，不論是 就生產線的速度與精確度而言，本發明的同步貼板之視覺 定位裝置/方法均具有大幅改善的效果。 6/17 201226300 【實施方式】 本毛明提出一種多基板的同步貼板之視覺定位裝置 及其方法，其主要係可用於快速的搬移基板，利用補正偏 矛夕的技術將基板調整於正確角度/正確位置後，同步且高精 度地貼σ固疋於載板上，故可縮短貼板的產出時間（ time )’以達到提升生產效能的目標。 首，，請參閱圖2至圖2A所示，本發明所提出的多 基板之尚精度的同步貼板之視覺定位裝置至少包含：一架 •體1〇、一設於架體10上之暫存區1 1A、一設於架: 1 0上之定位區（又稱取料區）丄1B、一於暫存區工 1A與疋位區1 之間往復移動之移動平台1 2、一可 移動地设置於該架體1 〇上之搬移定位裝置1 3、一設於 該搬移定位裝置i 3上的視覺裝置丄4及一承放於架體 1 0上之載板1 5，而該同步貼板之視覺定位裝置的功用 在於補正（或稱補償）基板2的偏移值，如各種電路板、 幸人板等，以將多個基板2同步地、高精度地貼合於載板1 鲁5上，其中「高精度」係指兩兩相鄰之基板2之間具有高 精度的相對位置d (如圖4所示），本發明可依程式宣告兩 兩相鄰之基板2間的相對位置d而達到補正的效果，且由 於本發明之多基板的同步貼板之視覺定位裝置可同步貼 合多個基板2於載板1 5上，故可節省貼板製程的產出時 間（cycle time);另外，該基板2上設有複數個定位標誌 2 0，以作為識別、定位之用，而上述定位標諸2 〇較佳 地設置於該基板2之上表面。例如圖2、圖2A，搬移定位 裝置1 3可一次將兩片基板2進行同步貼板，而載板1 5 7/17 201226300 上已固定有四片基板2，即表示搬移定位裝置1 3已經完 成兩次的貼板作業。 據此’本發明可應用上述多基板的同步貼板之視覺定 位裝置進行以下的同步貼板之視覺定位方法，以同步針對 多個基板2進行貼板作業，以下將以兩個基板2說明本發 明之同步貼板之視覺定位方法： 步驟S101 :提供一用以存放基板2的暫存區丄丄A。 在本實施例中，兩個基板2係利用吸取頭1 ^丄或其他搬 移裝置將基板2由進料區搬移置放於暫存區i丄A中之 φ 移動平台1 2，以提高將基板2搬移至定位區丄1B的速 率。由於吸取頭i i i將基板2搬移、放置於移動平台工 2上％，基板2之間的位置可能出現誤差，如圖3所示， 左右兩側之基板2可能出現歪斜的情況，而本發明可解決 上述的歪斜情形，而同步地將歪斜的基板2以高精度的方 式貼合於載板1 5上（如圖4所示）。 另外，架體1 〇係為本裝置的主體，前述的裝置係實 質地架設於架體1 〇。架體丄〇上可包括有用以放置基板鲁 2的儲存裝置（圖未示）等’儲存裝置係相當於進料區，其 功能在於放置上述基板2，而吸取頭丄丄i即可將基板2' 由進料區之儲存裝置以真空方式取放且置於暫存區工 上的移動平台1 2，移動平台1 2較佳地可具有真空吸 力’並可承载基板2在暫存區1 1 A與定位區i iB、2 往返移動。 曰 步驟SH)3··提供-定位區i 1Β。在本步驟中，該些 基板2係由該暫存區i1Α被移動至該定位區丄 8/17 201226300 如利用快速往返的移動平台12將基板2由該暫存區！ 1A移動至該定㈣1 1B，該移動平台1 2可提供真空 ^力（如連接至—真空幫浦）或其他固定方式將基板2穩 定地置放於移動平台1 2上，而不會產生基板2掉落的問 題。 而月）述之暫存區1 1 A係位於進料區與定位區1 1 B 之間，其功能在於暫存基板2，卩縮短進料區與後述之定 位區1 1B的距離。換言之，暫存區丄工a的位置較接近 •上述之定位區11B，並利用移動平台12承載基板2在 暫存區1 1 A與定位區丄1B之間往返移動，故可提高工 作的效率（移動行程距離較短），使基板2可高速地由暫 存區1 iA傳送至定位區丄1B。在具體實施例中，暫存 ^ 1 1A與定位區1 1B可為同一機台區域，本說明僅 是在文字上加以定義以方便說明。 /步驟Sl05:利用一個視覺裝置1 4擷取該些基板2 的衫像’亚分析該些基板2的偏移值，在本具體實施例 中j視覺裝置1 4係裝設於搬移定位裝置J 3上，以避免 視覺裝置1 4與搬移定位裝置丄3的相對誤差，並中在本 步驟中，該移動平台工2係將該些基板2運載至視覺束置 14的下方，以利視覺裝414擷取基板2的影像並進行 影像分析。在一具體實施例中，視覺裝置i 4可為一種上 視覺檢測裝置，以用於檢視基板2的上表面影像’，例如依 ，檢視基板2之定位標钱2 0的位置，以利用影像分析判 所基板2的偏移值，並將檢知結果傳遞給控制單元等等 (圖未示），以控制後續之吸取步驟。 、 9/17 201226300 步驟S1G7 :利用搬移定位裝置1 3依據每-基板2 之偏移值進行補正後吸取位於該定位區丄丄B上的該此 基板2，其中該搬移定位裝置丄3係依據每—基板2之偏 移值改^其吸取肖度及位置，以補正每—基板2之偏移 值；換言之，在本步驟中，該搬移定位褒置工3較佳地且 有-可調之吸取頭（如真空吸頭、吸盤或其他具有搬移能 力之裝置），其可依據前—步驟中所分析的檢知結果進行 基板2的偏移補正，並將基板2加以吸取。具體而言 驟四可分為以下子步驟： 心=該吸取縣依據該些基板2的其令之一的偏移 值5周正其吸取角度及位置； ⑺該錄料下以吸取完成補正該偏移值的基板 確角度與正確位/r、被錄之絲板2向上並移動至正 基板述步驟’逐—吸取該些基板2中的其他 ft 吸取其他基板2時，係控制兩相鄰之基板2 =、曰1 E而進行補正，例如可依I統 補正，使後續貼板後，兩—兩：= I有局精度的相對位置d (如圖4所示）。 明配σ圖3 ’上述的步驟可具體說明如下，首先吸取 =、依據左側之基板2的偏移值調整其吸取角戶及位 針偏之分析結果，左側之基板2逆時 頭逆二，故控制單元先依照分析結果，將吸取 時針偏移角度仏接著，吸取頭向下位移，以吸取 10/17 201226300 完成補正該偏移值的基板2 (即左側之基板2);接著， «亥吸取頭與被吸取之該基板2向上移動，並順時針旋轉， 以調整基板2至正確角度與正確位置。 接下來，針對右側之基板2，控制單元再依照分析结 果，將吸取頭順時針偏移角度们；接著，吸取頭向下位 矛夕以吸取凡成補正該偏移值的基板2 (即右側之基板 2 )’而吸取右側之基板2時，可依程式宣告兩相鄰基板 ^2間的間距而進行吸取動作；接著，該吸取頭與被吸取之 _。亥基板2向上移動’並逆時針旋轉，以調整基板2至正確 角度與正確位置。 、、藉此，本發明可將本實施例之左右兩個歪斜的基板2 補正至正確角度與正確位置，使後續之貼板具有高精度， 以達到兩兩相鄰之基板2之間具有高精度的相對距離廿。 值得說明的是，本實施例係以偏移角度進行說明，但並非 以上述為限，其他例如距離等偏移亦可利用上述方式進行 補正與凋整。另外，如圖2b所示，搬移定位裝置1 3的 _吸取面較佳為凹凸面，凸面主要係用於吸取基板2 ,而凹 面1 3 0則是為了在貼板時影響到先前的貼板作業中已 完成之基板2，而凹面1 3 〇的寬度可依據貼板之相對距 離d進行調整。 而在步驟S107之後，步驟S109即可利用搬移定位裝 置1 3將上述經過補正、定位之基板2高精度地放置於載 板1 5上（如圖5所示），使固定於載板i 5上的兩兩基 板2之間具有高精度的相對位置。因此，本發明可同步地 將夕個基板2咼精度地貼合於載板1 5上，故可有效節省 11/17 201226300 貼板的作業時間。 故，依據上述說明，本發明可根據視覺裝置1八 析的結果調整基板2的偏移位置/角度，即搬移定= 1 3可依據該等定位標社办要X；七a 展置 物…η 方向’補償、調整 基板2之Χ軸、γ轴、ζ軸及方位角等方向及位置等等， 再同步地料個基板2高精度地齡於餘i 5上，使兩 =相#之基板2之間具有高精度的相對距離d，並可效 節省貼板的作業時間。 综上所述，本發明具有下列諸項優點： 、本發明仙帛同步貼板的^將乡録㈣步貼合於 載板上，故可解決傳統單片進行貼板的速率低落問 題，換言之，本發明可大幅節省貼板的製程時間，例 如在本具體實施例中，其產出時間（cycletime)約為 4·5秒/2片。 2、另外，本發明搭配影像分析的步㉟，纽每一基板的 偏移值進行分析，在於吸附基板的同時進行基板偏移 值的補正，使兩兩貼板之間的精度可達約±3〇um，因 此在生產的速度與精度上均可達到製程上的要求。 以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷 限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示 内谷所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係為本發明之多基板之高精度的同步貼板之視覺定位方 法的流程圖。 12/17 201226300 圖2係為本發明之多基板之高精度的同步貼板之視覺定位 裝置的立體示意圖。 圖2A係為圖2中之A部分的放大圖。 圖2B係為搬移定位裝置的側視圖。 圖3係為基板歪斜地置於移動平台的示意圖。 圖4係為基板高精度地貼合於載板的示意圖。 【主要元件符號說明】 10 架體 1 1 A 暫存區 111 吸取頭 1 1 B 定位區 12 移動平台 13 搬移定位裝置 13 0 凹面 14 視覺裝置 1 5 載板 2 基板 2 0 定位標言态 Θ \、Θ1 角度 d 相對距離 0 S101〜S109 流程步驟 13/17

Claims (1)

1. 201226300 七、申請專利範圍： 1、一種多基板之高精度的同步貼板之視覺定位方法，其 用以將複數個基板放置於一載板，該同步貼板之視覺 定位方法係包括以下步驟： 提供一用以存放基板的暫存區，並將複數個基板傳送 至該暫存區； 提供一定位區，該些基板係由該暫存區被移動至該 定位區，其中利用一移動平台將該些基板由該暫存 區移動至該定位區； 利用一視覺裝置擷取該些基板的影像，並分析該些基 板的偏移值，其中該移動平台係將該些基板運載至 該視覺裝置的下方； 利用一搬移定位裝置依據每一基板之偏移值進行補 正後吸取位於該定位區上的該些基板，其中該視覺 裝置係設於該搬移定位裝置上，該搬移定位裝置係 依據每一基板之偏移值改變其吸取角度及位置，以 補正每一基板之偏移值；以及 利用該搬移定位裝置將上述經過定位之該些基板高 精度地且同步地放置於該載板上，使固^於該載板 上的兩兩基板之間具有高精度的相對位置。 2如申明專利圍第工項所述之多基板之高精度的同步 貼板之視克疋位方法，其中該搬移定位裝置具有一可 調之吸取頭，在利用一搬移定位裝置吸取該些基板的 步驟中，S亥吸取頭係進行以下步驟： (1)該吸取頭先依據該些基板的其中之—的偏移值 14/17 201226300 調整其吸取角度及位置； (2 ) D玄吸取頭向下以吸取完成補正該偏移值的基板； (3)該吸取頭與被吸取之該基板向上並移動至正確 角度與正確位置； ()再依上述（I)至（3)步驟，逐一吸取該些基 板中的其他基板。 3、 如申請專利範圍第2項所述之多基板之高精度的同步 貼板之視覺定位方法，其中該視覺裝置係為一種上視 A仏’則4置，在利用一個設於該定位區之視覺裝置掏 取該些基板影像的步驟中，該視覺裝置係用以檢視該 些基板上的定位標誌之影像。 4、 如申請專利範圍第3項所述之多基板之高精度的同步 貼板之視覺定位方法，其中在利用一移動平台將該些 基板由該暫存區移動至該定位區的步驟中，所述移動 平台係提供有真空吸力，以將基板穩定地置放於該移 動平台上。 5如申印專利氣圍第3項所述之多基板之高精度的同步 貼板之視覺定位方法，其中在⑷步驟中，係控制 兩相鄰之基板間的間距而進行補正。 士申„月專利範圍第5項所述之多基板之高精度的同步 貼板之視覺定位方法，其中該搬移定位褒置的吸取面 係為凹凸面。 7 種夕基板之向精度的同步貼板之視覺定位裝置，其 用以將複數個基板放置於一載板，該視覺定位裝置 包括： 15/17 201226300 一架體； 一設於該架體上之暫存區，該些基板係暫存於該暫 存區， 一设於遠架體上之定位區，該些基板係藉由一移動 平台自該暫存區被移動至該定位區； 一搬移定位裝置，其係可移動地設置於該架體上，用 以依據每一基板之偏移值進行補正後吸取位於該 定位區上的該些基板，其中該搬移定位裝置係依據 每一基板之偏移值改變其吸取角度及位置，以補正 每一基板之偏移值； 一設於該搬移定位裝置的視覺裝置，其中該移動平台 係將該些基板運載至該視覺裝置的下方；以及 承放於該架體上之該載板，藉此，該搬移定位裝置係 將該些基板高精度地且同步地放置於該載板上，使 固定於該載板上的兩兩基板之間具有高精度的相 對位置。 8、如中請專利範圍第7項所述之多基板之高精度的同步 貼板之視覺定位裝置，其中該搬移定位裝置具有一可 -周之吸取頭，3亥視覺裝置係為一種上視覺檢測装置， 該視覺裝置係用以檢視該些基板上的定位標誌、之影 像。 )、如申請專利範圍第8項所述之多基板之高精度的同步 貼板之視覺定位裝置，其中該移動平台係提供有真空 吸力。 〇如申明專利fesj第7項所述之多基板之高精度的同 16/17 201226300 步貼板之視覺定位裝置，其中該搬移定位裝置的吸取 面係為凹凸面。

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