专利名称：无标记异空间基板组装对位方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无标记异空间基板组装对位方法及系统，特别是关于一种直接利用基板表面形状特征做为参考标记，以分别计算位于不同空间系统的二基板移动补偿量的无标记异空间基板组装对位方法及系统。
背景技术：
目前在液晶显示器、半导体晶圆及印刷电路板等技术领域都存在使多个基板精密完成堆叠组装对位的需求，于是相关业者不断研发各种对位设备或特殊对位标记设计，以期准确且快速的组装对位多个基板。举例来说，请参照第I图所示，本案申请人在先申请并获准的中国台湾公告第1288365号的发明专利揭示了一种双层板对位运动控制系统的对位标记设计及其图像处理方法，其中提供了一种现有双层板对位运动控制方法，适用于对一第一层板与一第二层板的精密对位，且主要包含下列步骤:
(51)、提供两组对位记号111、121，分别设置于一第一层板11与一第二层板12的对应两侧的同一位置；
(52)、藉由设置于第一或第二层板11、12侧面的二取像装置13获得两组对位记号111、121的两组复合影像；
(53)、利用图像处理方法计算该两组复合影像的两组坐标偏差量，取得该两组坐标偏差量(AX1,A Yl), ( A X2，A Y2)；
(54)、计算该两组坐标偏差量，得到所述第一层板11与所述第二层板12之间位置偏差量A X，A Y与角度偏差量A 9 ;以及
(55)、藉由一台三轴运动控制模块14补偿上述位置偏差量与角度偏差量。上述双层板对位运动控制方法使用了圆形对位孔与十字形、圆形或方形的对位标记来做为第一及第二层板11、12之间的对位记号111、121。虽然该方法可自动、快速的完成双层板的精密对位，但却也容易因影像叠影问题而导致无法顺利完成对位作业，且必须预先在二基板上分别设计对位孔与对位标记，故会增加工序与成本。再者，当组装所述第一及第二层板11、12的空间有限时，欲在有限的同一组装空间中设置二取像装置13可能影响三轴运动控制模块14移动所述第二层板12的动作，因此使得上述双层板对位运动控制方法不容易在有限的组装空间中实施。因此，仍有必要提供一种改良式的基板组装对位方法，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种无标记异空间基板组装对位方法及系统，其是在二基板位于不同空间系统的二等待空间时，即直接利用二套影像撷取单元分别撷取在不同等待空间的二基板特定局部区域既有的表面形状特征做为参考标记，以取代现有对位孔及对位标记，并供进行后续坐标计算、位置校正及组装对位的作业，故可使得欲组装的基板不需额外设计任何专门做为对位用途的标记，即可顺利完成计算基板组装前所需的移动补偿量，同时也不会占用有限的对位组装空间，因而有利于降低组装对位成本、提高组装对位精度及增加对位设备的设置弹性。
本发明的第二目的在于提供一种无标记异空间基板组装对位方法及系统，其是直接利用二基板特定局部区域既有的表面形状特征做为参考标记，由于不需在二基板上分别预留特定空白区域来专门配置对位孔及对位标记，故不会占用二基板表面的空间，不会影响二基板的尺寸设计，同时也不会影响二基板的外观，因而有利于简化基板设计。
本发明的另一目的在于提供一种无标记异空间基板组装对位方法及系统，其是在机台用以组装对位不同规格的基板时，可随时依不同的基板规格立即由图像处理装置来更改设定二基板上的某一局部区域的既有表面形状特征做为参考标记，因而有利于提高组装对位作业的操作设定弹性。
为达上述目的，本发明提供一种无标记异空间基板组装对位方法，其包含步骤: (501)、在组装前，预先分别撷取一第一基板及一第二基板的至少二标准局部图像，并在各该基板的标准局部图像中分别预定义一标准局部特征区域以及储存其形状特征数据； (502)、在组装时，将另一组待对位的第一及第二基板分别放置到二不同等待空间，并分别撷取所述二基板的至少二实际局部图像； (503)、分别将所述二基板的实际局部图像与其对应的标准局部特征区域的形状特征数据进行比较，以取得各实际局部图像中匹配于对应的标准局部特征区域的至少二实际局部特征区域； (504)、分别利用所述实际局部特征区域的中心坐标来分别建立所述二基板的一实际坐标系统； (505)、比对所述二基板的实际坐标系统，以取得所述第一基板由其等待空间移动到一对位组装空间所需的X、Y轴方向及旋转角度的一组偏移量Λ Χ、ΛΥ、Λ θ ;以及 (506)、利用该组偏移量使所述第一基板移动到所述对位组装空间中的一正确待组装位置，同时使所述第二基板依据一预定移动量移动到所述对位组装空间中的另一正确待组装位置。
在本发明的另一实施例中，在步骤(S06)的后，另包含下述步骤: (507)、在所述对位组装空间中另撷取所述二基板的实际局部图像并计算其坐标值，以确认所述二基板是否分别已经位于所述对位组装空间中的正确待组装位置，若是，则进入步骤(S08);若否，则在微调所述二基板的位置后，再重新进行步骤(S07);以及 (508)、在所述对位组装空间中沿Z轴移动所述第一基板，直到所述第一及第二基板在所述对位组装空间中完成对位组装。
在本发明的另一实施例中，在步骤(S06)之后，直接进行下述步骤: (S08)、在所述对位组装空间中沿Z轴移动所述第一基板，直到所述第一及第二基板在所述对位组装空间中完成对位组装。
在本发明的另一实施例中，步骤(S04)是利用形心法来取得各所述基板的实际局部特征区域的中心位置的中心坐标，以分别建立所述二基板的实际坐标系统。
在本发明的另一实施例中，步骤(S06)另包含一组三轴移动机构，用以沿着X、Y及Θ轴移动所述第一基板。
在本发明的另一实施例中，所述三轴移动机构另用以沿着Z轴升降移动所述第一基板。
在本发明的另一实施例中，步骤(S06)另包含至少一组承载台及一旋转台，所述承载台用以承载所述第二基板，及所述旋转台用以沿Χ/Υ平面水平旋转移动所述第二基板至所述对位组装空间。
在本发明的一实施例中，所述第一及第二基板可选自:构成一多层印刷电路板的二片单层电路基板、一液晶面板模块的二片玻璃基板、一显示器外框及一液晶面板模块、一玻璃光罩及一晶圆，或一化学试纸及一保护膜。所述第一及第二基板并可互相对调种类或上下位置。
另一方面，为达上述目的，本发明另提供一种无标记异空间基板组装对位系统，其包含: 至少一第一影像撷取单元，用以在组装前预先撷取一第一基板的至少二标准局部图像；及/或用以在组装时撷取放置到一第一等待空间的另一待对位的第一基板的至少二实际局部图像； 至少一第二影像撷取单元，用以在组装前预先撷取一第二基板的至少二标准局部图像；及/或用以在组装时撷取放置到一第二等待空间的另一待对位的第二基板的至少二实际局部图像； 一图像处理装置，选择用以: (1)在所述二基板的标准局部图像中分别预定义一标准局部特征区域以及储存其形状特征数据； (2)分别将所述二基板的实际局部图像与其对应的标准局部特征区域的形状特征数据进行比较，以取得各所述实际局部图像中匹配于对应的标准局部特征区域的至少二实际局部特征区域； (3)分别利用所述实际局部特征区域的中心坐标来建立各基板的一实际坐标系统；或是 (4)比对所述二基板的实际坐标系统，以取得所述第一基板由所述第一等待空间移动到一对位组装空间所需的X、Y轴方向及旋转角度的一组偏移量； 一组三轴移动机构，利用该组偏移量使所述第一基板由所述第一等待空间移动到所述对位组装空间中的一正确待组装位置；以及 一移载机构，其上设置有至少一组承载台，所述移载机构根据一预定移动量使所述第二基板由所述第二等待空间移动到所述对位组装空间中的另一正确待组装位置。
在本发明的另一实施例中，所述三轴移动机构另用以沿着Z轴升降移动所述第一基板。
在本发明的另一实施例中，所述第二基板位于所述第一基板的Z轴的下方或上方。
在本发明的另一实施例中，所述移载机构可选自一旋转台或一滑移台。
图1是现有双层板及其对位标记的示意图。
图2是本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法及系统的流程方块图。
图3、3A及3B是本发明较佳实施例在步骤(SOl)中预定义二基板的标准局部特征区域的示意图。
图4是本发明较佳实施例在步骤(S02)中分别撷取在不同等待空间的二基板的至少二实际局部图像的示意图。
图4A及4B是本发明较佳实施例在步骤(S03)中分别比对并取得二基板的至少二实际局部特征区域的示意图。
图5是本发明较佳实施例在步骤(S06)中分别利用该组偏移量及另一预定移动量使~■基板由各自的等待空间移动到一对位组装空间中的不意图。
图6是本发明较佳实施例在步骤(S08)中使二基板在对位组装空间中完成堆叠对位组装的示意图。
其中:11第一层板111对位记号12第二层板121对位记号13取像装置14三轴运动控制模块20第一基板21外框内缘22内缘角隅30第二基板31密封框胶32框胶角隅40三轴移动机构51第一影像撷取单元510第一标准局部图像511第一标准局部特征区域 52第一影像撷取单元520第一标准局部图像 521第一标准局部特征区域60承载台70旋转台81第二影像撷取单元810第二标准局部图像811第二标准局部特征区域82第二影像撷取单元820第二标准局部图像821第二标准局部特征区域910第一实际局部图像911第一实际局部特征区域920第一实际局部图像921第一实际局部特征区域930第二实际局部图像931第二实际局部特征区域940第二实际局部图像941第二实际局部特征区域100第一等待空间200第二等待空间300对位组装空间SOl 步骤一S02步骤二S03步骤三S04步骤四S05步骤五S06步骤六S07步骤七S08步骤八X X轴YY轴Z Z轴ΘΘ轴ΔX偏移量Λ Y偏移量ΔZ移动量Λ Θ偏移量。
具体实施方式
为了让本发明的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本发明较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”或“侧面”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
本发明提供一种无标记异空间基板组装对位方法及系统，其主要是在二基板位于不同空间系统的二等待空间时，即直接利用二基板特定局部区域既有的表面形状特征分别做为参考标记，并供进行后续坐标计算、位置校正及组装对位的作业，藉以取代现有对位孔及十字形、圆形或方形的对位标记，使得欲组装的二基板不需额外设计任何专门做为对位用途的标记(Fiducial Mark)，因此本发明的应用限制在无标记基板上。若待对位的基板上包含任何专门做为双层板(或多层板)组装对位用途的标记，则其将不包含在本发明方法的应用范围内，于此合先叙明。
请参照图2所示，本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法主要包含下列步骤:(SOl)、预定义二基板的标准局部特征区域；(S02)、分别撷取在不同等待空间的二基板的至少二实际局部图像；(S03)、分别比对并取得二基板的至少二实际局部特征区域；(S04)、分别建立二基板的实际坐标系统；(S05)、比对二基板的实际坐标系统，以取得一组偏移量；(S06)、分别利用该组偏移量及另一预定移动量使二基板由各自的等待空间移动到一对位组装空间中；(S07)、确认所述二基板是否分别已位于所述对位组装空间中的对应正确待组装位置；以及(S08)、使二基板在对位组装空间中完成堆叠对位组装。本发明将于下文利用第2至6图逐一详细说明较佳实施例的上述各步骤的实施细节及其原理。
请参照图2、3、3A及3B所示，本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法步骤(SOl)是:预定义二基板的标准局部特征区域。在本步骤中，本实施例是预先利用一组三轴移动机构40以真空吸嘴或夹爪的方式将所述第一基板20固定在所述第一等待空间100中(但并不限固定于此)。再者，本实施例是预先设置至少一组承载台60及一移载机构，所述承载台60用以承载所述第二基板30并将所述第二基板30固定在所述第二等待空间200中的移载机构上(但并不限固定于此)；以本实施例而言，所述移载机构为一旋转台70，用以沿X/Y平面水平旋转移动所述承载台60及第二基板30至一对位组装空间300，在其他应用上，所述移载机构也可为一滑移台，用以沿X/Y平面线性移动所述承载台60及第二基板30至一对位组装空间300。
在本实施例中，所述第一基板20例如可以选自:构成一多层印刷电路板的其中一片单层电路基板、构成一液晶面板模块的其中一片玻璃基板、一显不器外框或一液晶面板模块、一玻璃光罩或一晶圆、一化学试纸或一保护膜，但并不限于此。所述第一基板20是以一显不器外框为例，其具有一金属外框及一玻璃护罩，所述金属外框具有一外框内缘21,而所述外框内缘21具有数个内缘角隅22。再者，所述第二基板30可选自与上述第一基板20相对应组配的另一组件。所述第二基板30是以一液晶面板模块为例，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胶(sealant)31，所述密封框胶31具有数个框胶角隅32。所述第二基板30可以与所述第一基板20 (显示器外框)共同组装成一液晶显示器的半成品。
如图3、3A及3B所示，本实施例利用至少一台电荷耦合组件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)型的第一影像撷取单元来撷取所述第一基板20的第一标准局部图像510、520时，例如使用二台CXD型的第一影像撷取单元51、52，并将其分别预先设置在对应于所述第一基板20的对角线位置(或同一侧两端)的两个内缘角隅22的下方位置处，以便撷取所述第一基板20的第一标准局部图像510、520。接着，所述第一标准局部图像510、520将被传送到一近端或远程的图像处理装置(未绘示，例如计算机)，并由所述图像处理装置在各所述第一标准局部图像510、520中分别预定义一第一标准局部特征区域511、521 (例如包含该内缘角隅22的区域影像)，并储存其形状特征数据。
同时，本实施例使用二台C⑶或CMOS型的第二影像撷取单元81、82，并将其分别预先设置在对应于所述第二基板30的对角线位置(或同一侧两端)的两个框胶角隅32的上方位置处，以便撷取所述第二基板30的第二标准局部图像810、820。接着，所述第二标准局部图像810、820将被传送到同一图像处理装置，并由所述图像处理装置在各所述第二标准局部图像810、820中分别预定义一第二标准局部特征区域811、821 (例如包含该框胶角隅32的区域影像)，并储存其形状特征数据。
本步骤(SOl)是在正式开始进行组装前即需预先完成的，其目的即在于先储存第一标准局部特征区域511、521及第二标准局部特征区域811、821的形状特征数据，以供下述步骤(S02)以后正式进行组装时做为影像比对的参考基准。
请参照图2、4、4A及4B所示，本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法步骤(S02)是:分别撷取在不同等待空间的二基板的至少二实际局部图像。在本步骤中，本实施例是将一片待对位的第一基板20吸持或夹持放置在所述三轴移动机构40下方并位于所述第一等待空间100中。同时，另将一片待对位的第二基板30放置在所述第二等待空间200中的旋转台70的承载台60上。所述第一等待空间100与第二等待空间200相距一段距离，且两者之间另具有一对位组装空间300。
接着，本实施例是利用相同的至少一台C⑶或CMOS型的第一影像撷取单元来撷取所述第一基板20的第一实际局部图像910、920，例如在正式进行组装时，使用相同于步骤(SOl)所使用的二台CCD型的第一影像撷取单元51、52来撷取所述待对位的第一基板20的至少二第一实际局部图像910、920。
同时，本实施例也利用相同的至少一台C⑶或CMOS型的第二影像撷取单元来撷取所述第二基板30的第二实际局部图像930、940，例如在正式进行组装时，使用相同于步骤(SOl)所使用的二台CCD型的第二影像撷取单元81、82来撷取所述待对位的第二基板30的至少二第二实际局部图像930、940。
请参照图2、4、4A及4B所示,本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法步骤(S03)是:分别比对并取得二基板的至少二实际局部特征区域。在本步骤中，所述第一实际局部图像910、920将被传送到同一图像处理装置(例如计算机)，并由所述图像处理装置使各所述第一实际局部图像910、920与所述标准局部特征区域511、521的形状特征数据进行比较，以取得所述第一实际局部图像910、920中匹配于所述第一标准局部特征区域511、521的至少二第一实际局部特征区域911、921，并储存其形状特征数据备用。
同时，所述第二实际局部图像930、940将被传送到同一图像处理装置，并由所述图像处理装置使各所述第二实际局部图像930、940与所述第二标准局部特征区域811、821的形状特征数据进行比较，以取得所述第二实际局部图像930、940中匹配于所述第二标准局部特征区域811、821的至少二第二实际局部特征区域931、941，并储存其形状特征数据备用。
请参照图2及4所示，本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法步骤(S04)是:分别建立二基板的实际坐标系统。在本步骤中，较佳是利用同一图像处理装置(例如计算机)进行形心(几何中心)法的运算，以取得各所述第一实际局部特征区域911、921的几何中心位置的中心坐标，以建立所述第一基板20的第一实际坐标系统。例如，使用计算机以形心法计算取得第一个第一实际局部特征区域911的几何中心位置的中心坐标(XI，Yl)，及取得第二个第一实际局部特征区域921的几何中心位置的中心坐标(X2，Y2)，并依此类推，其中欲定义各第一实际局部特征区域911、921的中心坐标时，例如可以用所述至少二第一影像撷取单元51、52的预定取像区域的已知坐标位置值来做为基准，以定义各第一实际局部特征区域911、921的中心坐标值。最后，所述图像处理装置即可藉由此至少二组的中心坐标(XI，Yl)及(X2，Y2)建立所述第一基板20的一第一实际坐标系统。
同时，本发明亦可利用同一图像处理装置进行形心(几何中心)法的运算，以取得各所述第二实际局部特征区域931、941的几何中心位置的中心坐标，以建立所述第二基板30的第二实际坐标系统。例如，使用计算机以形心法计算取得二个第二实际局部特征区域931,941的几何中心位置的中心坐标(Χ3，Υ3)及(Χ4，Υ4)，并依此类推，且可用所述至少二第二影像撷取单元81、82的预定取像区域的已知坐标位置值来做为基准，以定义各第二实际局部特征区域931、941的中心坐标值。最后，所述图像处理装置即可建立所述第二基板20的第二实际坐标系统。
请参照图2及4所示，本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法步骤(505)是:比对二基板的实际坐标系统，以取得一组偏移量。在本步骤中，当所述图像处理装置比对所述第一基板20的第一实际坐标系统及所述第二基板30的第二实际坐标系统时，可以取得所述第一基板20由所述第一等待空间100移动到一对位组装空间300所需的X、Y轴方向及旋转角度的一组偏移量ΛΧ、Λ Υ、Λ Θ，其中本发明所指的偏移量Λ X、ΛΥ、Λ Θ是已预先扣除所述第二基板30由所述第二等待空间200移动到所述对位组装空间300所需的X轴方向的一预定移动量(例如为Λ X’)，也就是所述第一基板20的第一实际坐标系统及所述第二基板30的第二实际坐标系统在X轴方向上的差异值实际上是Λ X+ Λ X’，但所述第一基板20在X轴方向上由所述第一实际坐标系统移动到所述对位组装空间300则仅需使用所述偏移量Λ X。
请参照图2及5所示，本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法步骤(506)是:分别利用该组偏移量及另一预定移动量使二基板由各自的等待空间移动到一对位组装空间中。在本步骤中，本实施例是利用一组三轴移动机构40用以沿着X、Y及Θ轴移动所述第一基板20，其是根据所述组偏移量ΛΧ、ΛΥ、Λ Θ使所述第一基板20移动到所述对位组装空间300中的一正确待组装位置。同时，本发明可利用所述旋转台70沿Χ/Υ平面水平旋转移动所述承载台60及第二基板30至所述对位组装空间300中，其是依据一预定移动量Λ X’使所述第二基板30移动到所述对位组装空间300中的另一正确待组装位置(例如位在所述第一基板20的Z轴的正下方或正上方)处，以等待组装。
如图2及5所示，为了确认步骤(S06)的作动正确性，本发明在步骤(S06)后，必要时可以另外选择包含下述步骤(S07):确认所述二基板是否分别已位在所述对位组装空间中的对应正确待组装位置。在本步骤中，本实施例是在所述对位组装空间300中以另二组影像撷取单元(未绘示)来撷取所述第一及第二基板20、30的各自的实际局部图像并利用如上述的形心法来计算其坐标值，以确认所述第一及第二基板20、30是否分别已位在所述对位组装空间300中的各自的对应正确待组装位置，例如所述第二基板30是否已位在所述第一基板20的Z轴的正下方或正上方。若是，则进入步骤(S08);若否，则在利用所述三轴移动机构40及旋转台70进行微调所述第一及第二基板20、30的位置后，再重新进行步骤(S07)，直到结果为“是”为止。值得注意的是，为了要求正确性，本确认步骤是可重复执行二次或以上，但是若要求检测效率或为了避免在所述对位组装空间300设置任何影像撷取单元，则本发明也可选择省略不执行本确认步骤，而直接进行下述步骤(S08)。
请参照图2及6所示，本发明较佳实施例的无标记异空间基板组装对位方法步骤(S08)是:使二基板在对位组装空间中完成堆叠对位组装。在本步骤中，本实施例可利用所述三轴移动机构40使所述第一基板20沿Z轴移动一预定移动量Λ Z (例如垂直向下移动一预定距离)，直到与所述对位组装空间300中的承载台60上的第二基板30完成堆叠对位组装为止。如此，即可完成所述第一基板20及第二基板30的对位组装作业。
再者，如图3至6所示，为了达成无标记异空间基板组装对位，本发明另提供一种无标记异空间基板组装对位系统，其包含: 至少一第一影像撷取单元51、52，用以在组装前预先撷取一第一基板20的至少二标准局部图像510、520 ;及/或用以在组装时撷取放置到一第一等待空间100的另一待对位的第一基板20的至少二实际局部图像910、920 ； 至少一第二影像撷取单元81、82，用以在组装前预先撷取一第二基板30的至少二标准局部图像810、820 ;及/或用以在组装时撷取放置到一第二等待空间200的另一待对位的第二基板30的至少二实际局部图像930、940 ； 一图像处理装置(未绘示，例如为计算机)，选择用以: (1)在所述二基板20、30的标准局部图像510、520及810、820中分别预定义一标准局部特征区域511、521及811、821以及储存其形状特征数据； (2)分别将所述二基板20、30的实际局部图像910、920及930、940与其对应的标准局部特征区域511、521及811、821的形状特征数据进行比较，以取得各所述实际局部图像910,920及930、940中匹配于对应的标准局部特征区域511、521及811、821的至少二实际局部特征区域911、921及931、941 ； (3)分别利用所述实际局部特征区域911、921及931、941的中心坐标来建立各所述基板20、30的一实际坐标系统；或是 (4)比对所述二基板20、30的实际坐标系统，以取得所述第一基板20由所述第一等待空间100移动到一对位组装空间300所需的Χ、Υ轴方向及旋转角度的一组偏移量ΛΧ、Λ Y、Δ Θ ； 一组三轴移动机构40，利用所述组偏移量Λ Χ、ΛΥ、Λ Θ使所述第一基板20由所述第一等待空间100移动到所述对位组装空间300中的一正确待组装位置；以及 一移载机构，其上设置有至少一组承载台60，所述移载机构根据一预定移动量(如Δ V )使所述第二基板30由所述第二等待空间200移动到所述对位组装空间300中的另一正确待组装位置。
以本实施例而言，所述移载机构是为一旋转台70，用以沿Χ/Υ平面水平旋转移动所述承载台60及第二基板30至一对位组装空间300，在其他应用上，所述移载机构也可为一滑移台，用以沿Χ/Υ平面线性移动所述承载台60及第二基板30至一对位组装空间300。
如上所述，相较于现有双层板对位运动控制方法使用圆形对位孔与十字形、圆形或方形的对位标记来做为双层板之间的对位记号所衍生的缺点，图2至6的本发明是在二基板位于不同空间系统的二等待空间时，即直接利用二套影像撷取单元分别撷取在不同等待空间的二基板特定局部区域既有的表面形状特征做为参考标记以取代现有对位孔及对位标记，并供进行后续坐标计算、位置校正及组装对位的作业，故可使得欲组装的基板不需额外设计任何专门做为对位用途的标记，即可顺利完成计算基板组装前所需的移动补偿量，同时也不会占用有限的对位组装空间，因而有利于降低组装对位成本、提高组装对位精度及增加对位设备的设置弹性。
再者，本发明直接利用二基板特定局部区域既有的表面形状特征做为参考标记，由于不需在二基板上分别预留特定空白区域来专门配置对位孔及对位标记，故不会占用二基板表面的任何空间，不会影响二基板的尺寸设计，同时也不会影响二基板的外观，因而有利于简化基板设计。
另外，本发明在机台用以组装对位不同规格的基板时，可随时依不同的基板规格立即由图像处理装置来更改设定二基板上的某一局部区域的既有表面形状特征做为参考标记，因而有利于提高组装对位作业的操作设定弹性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露，然其并非用以限制本发明，任何熟习此项技艺的人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种无标记异空间基板组装对位方法，其特征在于，包含步骤: (501)、在组装前，预先分别撷取一第一基板及一第二基板的至少二标准局部图像，并在各所述基板的标准局部图像中分别预定义一标准局部特征区域以及储存其形状特征数据； (502)、在组装时，将另一组待对位的第一及第二基板分别放置到二不同等待空间，并分别撷取所述二基板的至少二实际局部图像； (503)、分别将所述二基板的实际局部图像与其对应的标准局部特征区域的形状特征数据进行比较，以取得各所述实际局部图像中匹配于对应的标准局部特征区域的至少二实际局部特征区域； (504)、分别利用所述实际局部特征区域的中心坐标来分别建立所述二基板的一实际坐标系统； (505)、比对所述二基板的实际坐标系统，以取得所述第一基板由其等待空间移动到一对位组装空间所需的X、Y轴方向及旋转角度的一组偏移量A X、A Y、A 9 ;以及 (506)、利用该组偏移量使所述第一基板移动到所述对位组装空间中的一正确待组装位置，同时使所述第二基板依据一预定移动量移动到所述对位组装空间中的另一正确待组装位置。
2.如权利要求1所述的无标记异空间基板组装对位方法，其特征在于，在步骤(S06)之后，另包含下述步骤: (507)、在所述对位组装空间中另撷取所述二基板的实际局部图像并计算其坐标值，以确认所述二基板是否分别已位在所述对位组装空间中的正确待组装位置，若是，则进入步骤(S08);若否，则在微调所 述二基板的位置后，再重新进行步骤(S07);以及 (508)、在所述对位组装空间中沿Z轴移动所述第一基板，直到所述第一及第二基板在所述对位组装空间中完成对位组装。
3.如权利要求1所述的无标记异空间基板组装对位方法，其特征在于，在步骤(S06)之后，直接进行下述步骤: (S08)、在所述对位组装空间中沿Z轴移动所述第一基板，直到所述第一及第二基板在所述对位组装空间中完成对位组装。
4.如权利要求1所述的无标记异空间基板组装对位方法，其特征在于，步骤(S04)是利用形心法来取得各所述基板的实际局部特征区域的中心位置的中心坐标，以分别建立所述~■基板的实际坐标系统。
5.如权利要求1所述的无标记异空间基板组装对位方法，其特征在于，步骤(S06)另包含一组三轴移动机构用以沿着X、Y及0轴移动所述第一基板。
6.如权利要求5所述的无标记异空间基板组装对位方法，其特征在于，所述三轴移动机构另用以沿着Z轴升降移动所述第一基板。
7.如权利要求1所述的无标记异空间基板组装对位方法，其特征在于，步骤(S06)另包含至少一组承载台及一旋转台，所述承载台用以承载所述第二基板，及所述旋转台用以沿X/Y平面水平旋转移动所述第二基板至所述对位组装空间。
8.如权利要求1所述的无标记异空间基板组装对位方法，其特征在于，所述第一及第二基板选自:构成一多层印刷电路板的二片单层电路基板、一液晶面板模块的二片玻璃基板、一显示器外框及一液晶面板模块、一玻璃光罩及一晶圆，或一化学试纸及一保护膜。
9.一种无标记异空间基板组装对位系统，其特征在于，包含: 至少一第一影像撷取单元，用以在组装前预先撷取一第一基板的至少二标准局部图像；及/或用以在组装时撷取放置到一第一等待空间的另一待对位的第一基板的至少二实际局部图像； 至少一第二影像撷取单元，用以在组装前预先撷取一第二基板的至少二标准局部图像；及/或用以在组装时撷取放置到一第二等待空间的另一待对位的第二基板的至少二实际局部图像； 一图像处理装置，选择用以: (1)在所述二基板的标准局部图像中分别预定义一标准局部特征区域以及储存其形状特征数据； (2)分别将所述二基板的实际局部图像与其对应的标准局部特征区域的形状特征数据进行比较，以取得各所述实际局部图像中匹配于对应的标准局部特征区域的至少二实际局部特征区域； (3)分别利用所述实际局部特征区域的中心坐标来建立各所述基板的一实际坐标系统；或是 (4)比对所述二基板的实际坐标系统，以取得所述第一基板由所述第一等待空间移动到一对位组装空间所需的X、Y轴方向及旋转角度的一组偏移量； 一组三轴移动机构，利用该组偏移量使所述第一基板由所述第一等待空间移动到所述对位组装空间中的 一正确待组装位置；以及 一移载机构，其上设置有至少一组承载台，所述移载机构根据一预定移动量使所述第二基板由所述第二等待空间移动到所述对位组装空间中的另一正确待组装位置。
10.如权利要求9所述的无标记异空间基板组装对位系统，其特征在于，所述三轴移动机构另用以沿着Z轴升降移动所述第一基板。
全文摘要
本发明提供一种无标记异空间基板组装对位方法及系统，其包含下列步骤预定义二基板的标准局部特征区域；分别撷取在不同等待空间的二基板的至少二实际局部图像；分别比对并取得二基板的至少二实际局部特征区域；分别建立二基板的实际坐标系统；比对二基板的实际坐标系统，以取得一组偏移量；分别利用该组偏移量及一预定移动量使二基板由各自的等待空间移动到一对位组装空间中；以及使二基板在对位组装空间中完成堆叠对位组装。
文档编号H05K13/00GK103167792SQ20111040475
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者林崇田, 温志群, 杨骏明, 杨筑钧 申请人:财团法人金属工业研究发展中心