CN101616547B - 自动放板***及投放基板方法 - Google Patents

Abstract

一种放板***，其包括：一个承载装置；一个真空吸附装置；第一驱动装置；所述放板***还包括一个影像扫描装置，其用于扫描放置在所述承载台上的基板的影像；第二驱动装置，其用于驱动所述承载装置平移；及一个控制装置，其根据所述影像扫描装置扫描得到的基板影像分析所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板之间的位置偏差，并根据该偏差控制所述第二驱动装置，以使所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板对准。本发明还涉及一种投放基板的方法。

Description

自动放板***及投放基板方法

技术领域

本发明涉及柔性电路板制作领域，尤其涉及柔性电路板生产过程的自动放板***及投放基板的方法。

背景技术

电路板的制作工艺通常包括下料、导通孔制作、导电线路制作、防焊层印刷、镀金等步骤。下料是指将原材料如覆铜层压板裁切成便于生产的适当尺寸的基板。导通孔的制作工艺一般包括钻孔及孔电镀，以实现层间导电线路的互连。导电线路制作是指将基板上的铜箔制成设计的导电图形，一般通过涂覆光阻、曝光显影、蚀刻线路以及光阻去除等步骤形成，参见Moon Youn Jung等人于2004年发表于IEEE 17th International Conference on MicroFlectro Mechanical Systems的文献“Novel lithography process for extreme deeptrench by using laminated negative dry film resist”。导通孔、导电线路制作完成后，可在导电线路外表面(除终接端点外)涂覆一层防焊层以保护导电线路，避免导电线路氧化和后续贴装时在导电线路间造成焊接短路。镀金是指在电路板的终接端点上镀上一层高化学钝性的金层来保护终接端点，并提供良好导电性。

电路板的导电线路制作一般是在传送带上进行，也就是说，先将电路板依次放置于传送带上，再通过传送带将基板传送至光阻涂覆机、曝光掩模、显影机、蚀刻液喷淋槽以及剥膜机，从而完成导电线路的制作。然而，以人工方式将基板放置于传送带时，放板速度不易控制，从而使得传送带上的基板间距不均，不便于后续工艺的进行。

目前，自动化的放板设备已经出现，其一般采用真空吸嘴吸附柔性基板以完成放板动作。然而，由于柔性基板比较柔软，无法堆叠整齐，而且通常柔性基板上不同区域设计了多个工具孔，采用真空吸嘴吸附柔性基板时容易吸附到基板的工具孔，造成放板动作无法继续进行。如果采用开口较小的真空吸嘴，则吸附到通孔位置的可能性降低，然而由于吸嘴变小，则被柔性基板被吸附位置单位面积所承受的力量增大，吸附过程中容易产生损伤柔性基板的问题。

因此，有必要提供一种可控制吸附基板的位置的自动放板***。

发明内容

以下将以实施例说明一种自动放板***。

一种放板***，其包括：一个承载装置，其用于放置待投放的基板；一个真空吸附装置，其用于吸附放置在所述承载装置上的基板；第一驱动装置，其用于驱动所述真空吸附装置相对所述承载装置运动以进行基板的投放；所述放板***还包括一个影像扫描装置，其用于扫描放置在所述承载台上的基板的影像；第二驱动装置，其用于驱动所述承载装置在其所在的平面内平移；及一个控制装置，其根据所述影像扫描装置扫描得到的基板影像分析所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板之间的位置偏差，并根据该偏差控制所述第二驱动装置驱动承载装置平移，以使所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板对准。

一种基板的投放方法，其包括：扫描位于一承载装置上的待投放基板的影像；根据所述影像利用控制装置分析一个用于吸附所述基板的真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板之间的位置偏差；根据所述位置偏差，利用驱动装置控制移动所述承载装置以使所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板对准；采用所述真空吸附装置吸附所述基板并完成基板的投放。

本技术方案中的放板***，通过精确对位吸附装置和待放的基板，使得放板过程中减少了对基板的损伤。

附图说明

图1是本技术方案实施例提供的放板***的示意图。

图2是本技术方案中真空吸附装置剖面示意图。

图3是本技术方案中吸附面的吸附孔与基板位置关系示意图。

图4是真空吸附装置的吸附面与承载台上的基板对位过程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本技术方案提供的自动放板***和基板投放方法作进一步的详细说明。

请参阅图1，本技术方案实施例提供一种自动放板***100，其包括滑轨110、承载装置120、影像扫描装置130、真空吸附装置140、第一驱动装置150、控制装置160、第二驱动装置170、旋转驱动装置180和高度检测装置190。所述承载装置120用于承载待投放的基板，所述影像扫描装置130用于扫描放置在所述承载装置120上的基板的影像，所述真空吸附装置140与承载装置120相对，用于吸附待投放的基板，所述第一驱动装置180用于驱动真空吸附装置140，所述第二驱动装置190用于驱动承载装置120。

所述滑轨110包括相互平行的第一滑轨111和第二滑轨112。第一滑轨111和第二滑轨112的长度方向定义为第一轴向X，第一滑轨111与第二滑轨112所在的平面为XY面，垂直于第一滑轨111和第二滑轨112长度方向定义为第二轴向Y，垂直于XY面的方向定义为第三轴向Z。

承载装置120包括一个矩形的承载台121、第一定位件122、第二定位件123。承载台121具有一承载平面1211，其平行于XY面。

第一定位件122设置于承载台121的一顶角处并垂直于承载平面1211，即其沿第三轴向Z延伸，。所述第一定位件122包括第一挡板1221和第二挡板1222。第一挡板1221、第二档板1222均垂直于承载面1211且垂直相交从而形成一“L”形结构。当待投放的基板设置在承载面1211上时，第一档板1221与第二档板1222可分别抵靠所述基板相邻的两个侧边从而可使得放置在承载台121上的基板在放板过程中堆叠整齐。本实施例中，第一挡板1221与第二挡板1222一体成型，所述第一挡板1221和第二挡板1222形成的直角弯折。为了使得承载台121上基板放置更加整齐，进一步设置了第二定位件123，所述第二定位件123设置于承载台121与第二轴向Y平行的一端的另一顶角处且与第一定位件122对称。

影像扫描装置130用于检测承载台121上承载的待放基板的位置，影像扫描装置130至少包括两个扫描器。本实施例中，影像扫描装置130包括第一扫描器131、第二扫描器132、第三扫描器133和第四扫描器134。第一扫描器131、第二扫描器132、第三扫描器133和第四扫描器134分别设置在承载装置120周围。本实施例中，第一扫描器131和第三扫描器133分别通一连接杆固定于第一滑轨111，第二扫描器132和第四扫描器134分别通过一连接杆固定于第二滑轨112。可以理解，所述连接杆还可滑动的设置于相应的滑轨上。

请参阅图2，真空吸附装置140为一个具有空腔144的壳体。其具有底板141，所述底板141具有吸附面142，所述吸附面142与承载台121相对，所述吸附面142上设置有多个吸附孔143，所述底板141设置为可拆卸结构。吸附不同的基板，可以采用不同的底板142，以使得吸附孔143设置的位置能够避开不同基板上的导电线路区域和工具孔。另外对于不同的基板，还可直接替换整个真空吸附装置140。

请参阅图3，吸附孔143设置的位置对应于待吸附基板200上不设置导电线路和没有工具孔的闲置区域，并与基板上的导电线路区域201相距一定的距离，以保证吸附和传送过程中不会使得基板200上的导电线路受到损伤。所述吸附面142可以为多个基板通用，也可以根据不同的基板型号，设计针对这一型号基板使用的专用底板142。

所述真空吸附装置140与抽真空装置相连(图未示)，所述抽真空装置将真空吸附装置140的腔体144内的空气抽出，从而实现吸附基板的功能。

所述第一驱动装置150与真空吸附装置140相连，并与控制装置160相连，在控制装置160的控制下。第一驱动装置150带动真空吸附装置140相对承载台121上升、下降和水平移动

所述第二驱动装置170包括第一驱动器171和第二驱动器172分别用于控制承载台121在第二轴向Y和第一轴向X产生移动。本实施例中，所述第一驱动器171通过第一驱动臂173连接于承载台121。所述第二驱动器172通过第二连接臂174连接于承载台121。所述第一驱动器171和第二驱动器172可为线性马达。

所述旋转驱动装置180安装于第一驱动装置150，所述旋转驱动装置180与控制装置160相连，在控制装置160的控制下，带动真空吸附装置140产生平行于XY面的转动。

所述高度测量装置190用于检测承载台121上放置的基板的堆叠高度。所述高度检测装置190包括第一检测件191和第二检测件192，所述第一检测件191安装于第一扫描器131对应的第二连接杆135上，第二检测件192安装于第二扫描器132对应的第二连接杆135上。所述第一检测件191和第二检测件192可为光纤装置，它们分别与控制装置160相连。第一检测件191和第二检测件192将承载台121上基板的堆叠高度的信号传递到控制装置，通过设置程式，控制真空吸附装置140在吸附基板时沿第三轴向Z移动的距离和去静电装置101与承载台121之间的距离。

由于电路板基材为聚酰亚胺等有机材料，基板之间容易产生静电吸附，本实施例中，放板***100进一步包括去静电装置101，所述去静电装置101与承载台121相对，通过第一支撑杆1011和第二支撑杆1012分别滑动安装于第一滑轨111和第二滑轨112上，所述第一支撑杆1011和第二支撑杆1012沿着第三轴向Z向远离滑轨110的方向延伸，所述去静电装置101设置于它们之间，并且可以沿着第一支撑杆1011和第二支撑杆1012的长度方向滑动。

具体的，在真空吸附装置140吸附基板之前，为了防止基板之间的静电而产生的吸附，需要将去静电装置101由待投放的基板的一端滑动到另一端，以消除静电。当承载台121上堆叠的基板的厚度而进行去静电装置101与承载台121之间距离的调整。所述的去静电装置101可为去静电棒。

应用上述放板***100的放板方法包括以下步骤：

第一步，提供放板***100。

第二步，将基板堆叠于承载台121的表面1211，并通过第一定位件122和第二定位件123完成基板的堆叠整齐并初步定位。

第三步，消除待吸附的基板的静电。通过去静电装置101沿着第一滑轨111和第二滑轨112从待放基板的一端向另一端滑动，消除待放基板上的静电。

第四步，扫描位于一承载装置120上的待投放基板的影像。通过影像扫描装置130扫描待投放基板的影像。

第五步，根据所述影像分析真空吸附装置140与放置在所述承载装置上的基板200之间的位置偏差。请参阅图4，真空吸附装置140接近承载台121上的基板200的位置固定，通过控制装置160分析处理，确定待吸附基板200的位置与真空吸附装置140的吸附面142之间的相对位置的偏差，所述偏差包括第一轴向X的偏差ΔX、第二轴向Y的偏差ΔY和角度偏差θ。

第六步，根据所述偏差控制移动所述承载装置120，以使所述真空吸附装置140与放置在所述承载装置120上的基板对准。控制装置160控制第一驱动装置124和第二驱动装置125使得承载台121产生第一轴向X和第二轴向Y的位移，以消除第一轴向X的偏差ΔX和第二轴向Y的偏差ΔY。

第七步，根据所述影像影像分析所述真空吸附装置140与放置在所述承载装置120上的基板之间的角度偏差θ。真空吸附装置140在旋转驱动装置170的驱动下旋转角度θ，使得吸附面142与待吸附的基板200精确对位，避免吸附位置不当对基板造成的损伤，也避免了吸附到基板的孔使得吸附无法顺利进行。

第八步，采用所述真空吸附装置140吸附所述基板200并完成基板200的投放。将吸附装置141向承载台121移动，使得吸附面142与待吸附的基板接触，启动与真空吸附装置140相连的抽真空装置(图未示)，吸附装置141将基板吸起，在控制装置160的控制下，旋转驱动装置170带动真空吸附装置140向相反方向旋转角度θ，以保证真空吸附装置140每次吸附基板之前的位置固定，并且使得投放基板时不产生角度倾斜。真空吸附装置140在第二驱动装置190的驱动下，将吸附的基板基板传送在欲放置的位置，关闭抽真空装置，使得基板放置指定位置。

可以理解，第一驱动装置150带动真空吸附装置140回到原来的位置，重复上述步骤三至步骤八，即可进行自动放板。

通过采用放板***100，可以精确的实现投放的基板与吸附面142之间精确对位，从而避免了吸附过程中由于对位存在误差而产生的对基板的电路的损伤，同时，也保证了连续投放基板的顺利进行。通，由于真空吸附装置140设置为具有吸附孔143的吸附面142结构，能够避免由于柔性基板比较柔软而产生的吸附损伤。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种放板***，其包括：

一个承载装置，其用于放置待投放的基板；

一个真空吸附装置，其用于吸附放置在所述承载装置上的基板；

第一驱动装置，其用于驱动所述真空吸附装置相对所述承载装置运动以进行基板的投放；

其特征在于，所述放板***还包括一个影像扫描装置，其用于扫描放置在所述承载装置上的基板的影像；

第二驱动装置，其用于驱动所述承载装置；

一个控制装置，其根据所述影像扫描装置扫描得到的基板影像分析所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板之间的位置偏差，并根据该偏差控制所述第二驱动装置驱动承载装置平移，以使所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板对准。

2.如权利要求1所述的放板***，其特征在于，所述真空吸附装置包括一个内部形成有空腔的壳体，壳体还具有一个吸附面，所述吸附面开设有多个通孔与所述腔体相连通，所述腔体用于与抽真空装置相连，所述吸附面与承载装置相对。

3.如权利要求1所述的放板***，其特征在于，进一步包括一旋转驱动装置，其固定于所述第一驱动装置，用于驱动所述真空吸附装置在平行于所述承载装置的平面内转动。

4.如权利要求1所述的放板***，其特征在于，进一步包括一个去静电装置，其可滑动地设置于所述真空吸附装置与所述承载装置之间。

5.如权利要求4所述的放板***，其特征在于，进一步包括两个分别设置于所述承载装置相对两侧的滑轨，每个滑轨上可滑动的安装有一支撑杆，所述去静电装置两端分别固定于所述支撑杆。

6.如权利要求1所述的放板***，其特征在于，所述承载装置上进一步包括定位件，所述定位件用于使置于所述承载装置上的基板对齐。

7.如权利要求1所述的放板***，其特征在于，所述放板***进一步包括高度检测装置，其用于检测置于所述承载装置上的基板的堆叠高度。

8.如权利要求1所述的放板***，其特征在于，所述影像扫描装置包括至少两个扫描器。

9.一种基板的投放方法，其包括：

扫描位于一承载装置上的待投放基板的影像；

根据所述影像利用一控制装置分析用于吸附所述基板的真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板之间的位置偏差；

根据所述位置偏差，利用一驱动装置控制移动所述承载装置以使所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板对准；

采用所述真空吸附装置吸附所述基板并完成基板的投放。

10.如权利要求9所述的基板的投放方法，其特征在于，利用一旋转驱动装置控制该真空吸附装置旋转以使所述真空吸附装置与放置在所述承载装置上的基板对准。

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