TWI421972B - 無標記異空間基板組裝對位方法及系統 - Google Patents

Description

無標記異空間基板組裝對位方法及系統

本發明係關於一種無標記異空間基板組裝對位方法及系統，特別是關於一種直接利用基板表面形狀特徵做為參考標記以分別計算位在不同空間系統之二基板移動補償量的無標記異空間基板組裝對位方法及系統。

目前在液晶顯示器、半導體晶圓及印刷電路板等技術領域都存在使多個基板精密完成堆疊組裝對位的需求，於是相關業者不斷研發各種對位設備或特殊對位標記設計，以期準確且快速的組裝對位多個基板。

舉例來說，請參照第1圖所示，本案申請人先前申請並獲准之中華民國公告第I288365號發明專利揭示一種雙層板對位運動控制系統之對位標記設計及其影像處理方法，其中提供了一種現有雙層板對位運動控制方法，適用於對一第一層板與一第二層板之精密對位，且主要包含下列步驟：

(S1)、提供兩組對位記號111、121，分別設置於一第一層板11與一第二層板12之對應兩側之同一位置；

(S2)、藉由設置於第一或第二層板11、12側面之二取像裝置13獲得兩組對位記號111、121之兩組複合影像；

(S3)、利用影像處理方法計算該兩組複合影像之兩組座標偏差量，取得該兩組座標偏差量(ΔX1，ΔY1)，(ΔX2，ΔY2)；

(S4)、計算計算該兩組座標偏差量，得到該第一層板11與該第二層板12之間位置偏差量ΔX，ΔY與角度偏差量Δθ；以及

(S5)、藉由一台三軸運動控制模組14補償上述位置偏差量與角度偏差量。

上述雙層板對位運動控制方法使用了圓形對位孔與十字形、圓形或方形之對位標記來做為第一及第二層板11、12之間的對位記號111、121。雖然該方法可自動、快速的完成雙層板的精密對位，但卻也容易因影像疊影問題而導致無法順利完成對位作業，且必須預先在二基板上分別設計對位孔與對位標記，故會增加工序與成本。再者，當組裝該第一及第二層板11、12之空間有限時，欲在有限之同一組裝空間中設置二取像裝置13可能影響該三軸運動控制模組14移動該第二層板12之動作，因此使得上述雙層板對位運動控制方法不容易在有限之組裝空間中實施。

故，仍有必要提供一種改良式的基板組裝對位方法，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種無標記異空間基板組裝對位方法及系統，其係在二基板位於不同空間系統之二等待空間時，即直接利用二套影像擷取單元分別擷取在不同等待空間之二基板特定局部區域既有之表面形狀特徵做為參考標記以取代現有對位孔及對位標記，並供進行後續座標計算、位置校正及組裝對位之作業，故可使得欲組裝之基板不需額外設計任何專門做為對位用途之標記，即可順利完成計算基板組裝前所需之移動補償量，同時也不會佔用有限之對位組裝空間，因而有利於降低組裝對位成本、提高組裝對位精度及增加對位設備之設置彈性。

本發明之次要目的在於提供一種無標記異空間基板組裝對位方法及系統，其係直接利用二基板特定局部區域既有之表面形狀特徵做為參考標記，由於不需在二基板上分別預留特定空白區域來專門配置對位孔及對位標記，故不會佔用二基板表面的空間，不會影響二基板之尺寸設計，同時也不會影響二基板之外觀，因而有利於簡化基板設計。

本發明之另一目的在於提供一種無標記異空間基板組裝對位方法及系統，其係在機台用以組裝對位不同規格之基板時，可隨時依不同之基板規格立即由影像處理裝置來更改設定二基板上之某一局部區域之既有表面形狀特徵做為參考標記，因而有利於提高組裝對位作業之操作設定彈性。

為達上述之目的，本發明提供一種無標記異空間基板組裝對位方法，其包含步驟：

(S01)、在組裝前，預先分別擷取一第一基板及一第二基板之至少二標準局部圖像，並在各該基板之標準局部圖像中分別預定義一標準局部特徵區域以及儲存其形狀特徵資料；

(S02)、在組裝時，將另一組待對位之第一及第二基板分別放置到二不同等待空間，並分別擷取該二基板之至少二實際局部圖像；

(S03)、分別將該二基板之實際局部圖像與其對應之標準局部特徵區域之形狀特徵資料進行比較，以取得各該實際局部圖像中匹配於對應之標準局部特徵區域的至少二實際局部特徵區域；

(S04)、分別利用該實際局部特徵區域之中心座標來分別建立該二基板之一實際座標系統；

(S05)、比對該二基板之實際座標系統，以取得該第一基板由其等待空間移動到一對位組裝空間所需之X、Y軸方向及旋轉角度的一組偏移量△X、△Y、△θ；以及

(S06)、利用該組偏移量使該第一基板移動到該對位組裝空間中之一正確待組裝位置，同時使該第二基板依據一預定移動量移動到該對位組裝空間中之另一正確待組裝位置。

在本發明之另一實施例中，在步驟(S06)之後，另包含下述步驟：

(S07)、在該對位組裝空間中另擷取該二基板之實際局部圖像並計算其座標值，以確認該二基板是否分別已位在該對位組裝空間中之正確待組裝位置，若是，則進入步驟(S08)；若否，則在微調該二基板之位置後，再重新進行步驟(S07)；以及

(S08)、在該對位組裝空間中沿Z軸移動該第一基板，直到該第一及第二基板在該對位組裝空間中完成對位組裝。

在本發明之另一實施例中，在步驟(S06)之後，直接進行下述步驟：

(S08)、在該對位組裝空間中沿Z軸移動該第一基板，直到該第一及第二基板在該對位組裝空間中完成對位組裝。

在本發明之另一實施例中，步驟(S04)係利用形心法來取得各該基板之實際局部特徵區域之中心位置的中心座標，以分別建立該二基板之實際座標系統。

在本發明之另一實施例中，步驟(S06)另包含一組三軸移動機構用以沿著X、Y及θ軸移動該第一基板。

在本發明之另一實施例中，該三軸移動機構另用以沿著Z軸升降移動該第一基板。

在本發明之另一實施例中，步驟(S06)另包含至少一組承載台及一旋轉台，該承載台用以承載該第二基板，及該旋轉台用以沿X/Y平面水平旋轉移動該第二基板至該對位組裝空間。

在本發明之一實施例中，該第一及第二基板可選自：構成一多層印刷電路板之二片單層電路基板、一液晶面板模組之二片玻璃基板、一顯示器外框及一液晶面板模組、一玻璃光罩及一晶圓，或一化學試紙及一保護膜。該第一及第二基板並可互相對調種類或上下位置。

另一方面，為達上述之目的，本發明另提供一種無標記異空間基板組裝對位系統，其包含：至少一第一影像擷取單元，用以在組裝前預先擷取一第一基板之至少二標準局部圖像；及/或用以在組裝時擷取放置到一第一等待空間之另一待對位之第一基板之至少二實際局部圖像；至少一第二影像擷取單元，用以在組裝前預先擷取一第二基板之至少二標準局部圖像；及/或用以在組裝時擷取放置到一第二等待空間之另一待對位之第二基板之至少二實際局部圖像；

一影像處理裝置，選擇用以：

(1)在該二基板之標準局部圖像中分別預定義一標準局部特徵區域以及儲存其形狀特徵資料；

(2)分別將該二基板之實際局部圖像與其對應之標準局部特徵區域之形狀特徵資料進行比較，以取得各該實際局部圖像中匹配於對應之標準局部特徵區域的至少二實際局部特徵區域；

(3)分別利用該實際局部特徵區域之中心座標來建立各該基板之一實際座標系統；或是

(4)比對該二基板之實際座標系統，以取得該第一基板由該第一等待空間移動到一對位組裝空間所需之X、Y軸方向及旋轉角度的一組偏移量；

一組三軸移動機構，利用該組偏移量使該第一基板由該第一等待空間移動到該對位組裝空間中之一正確待組裝位置；以及一移載機構，其上設置有至少一組承載台，該移載機構根據一預定移動量使該第二基板由該第二等待空間移動到該對位組裝空間中之另一正確待組裝位置。

在本發明之另一實施例中，該三軸移動機構另用以沿著Z軸升降移動該第一基板。

在本發明之另一實施例中，該第二基板位於該第一基板之Z軸的下方或上方。

在本發明之另一實施例中，該移載機構可選自一旋轉台或一滑移台。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」或「側面」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明，而非用以限制本發明。

本發明提供一種無標記異空間基板組裝對位方法及系統，其主要係在二基板位於不同空間系統之二等待空間時，即直接利用二基板特定局部區域既有之表面形狀特徵分別做為參考標記，並供進行後續座標計算、位置校正及組裝對位之作業，藉以取代現有對位孔及十字形、圓形或方形之對位標記，使得欲組裝之二基板不需額外設計任何專門做為對位用途之標記(Fiducial Mark)，因此本發明之應用限制在無標記基板上。若待對位之基板上包含任何專門做為雙層板(或多層板)組裝對位用途之標記，則其將不包含在本發明方法之應用範圍內，於此合先敘明。

請參照第2圖所示，本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法主要包含下列步驟：(S01)、預定義二基板的標準局部特徵區域；(S02)、分別擷取在不同等待空間之二基板之至少二實際局部圖像；(S03)、分別比對並取得二基板之至少二實際局部特徵區域；(S04)、分別建立二基板之實際座標系統；(S05)、比對二基板之實際座標系統，以取得一組偏移量；(S06)、分別利用該組偏移量及另一預定移動量使二基板由各自的等待空間移動到一對位組裝空間中；(S07)、確認該二基板是否分別已位在該對位組裝空間中之對應正確待組裝位置；以及(S08)、使二基板在對位組裝空間中完成堆疊對位組裝。本發明將於下文利用第2至7圖逐一詳細說明較佳實施例之上述各步驟的實施細節及其原理。

請參照第2、3、3A及3B圖所示，本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法步驟(S01)係：預定義二基板的標準局部特徵區域。在本步驟中，本實施例係預先利用一組三軸移動機構40以真空吸嘴或夾爪的方式將該第一基板20固定在該第一等待空間100中(但並不限固定於此)。再者，本實施例係預先設置至少一組承載台60及一移載機構，該承載台60用以承載該第二基板30並將該第二基板30固定在該第二等待空間200中之移載機構上(但並不限固定於此)；以本實施例而言，該移載機構是為一旋轉台70，用以沿X/Y平面水平旋轉移動該承載台60及第二基板30至一對位組裝空間300，在其他應用上，該移載機構也可為一滑移台，用以沿X/Y平面線性移動該承載台60及第二基板30至一對位組裝空間300。

在本實施例中，該第一基板20例如可以選自：構成一多層印刷電路板之其中一片單層電路基板、構成一液晶面板模組之其中一片玻璃基板、一顯示器外框或一液晶面板模組、一玻璃光罩或一晶圓、一化學試紙或一保護膜，但並不限於此。該第一基板20係以一顯示器外框為例，其具有一金屬外框及一玻璃護罩，該金屬外框具有一外框內緣21，而該外框內緣21具有數個內緣角隅22。再者，該第二基板30可選自與上述該第一基板20相對應組配之另一元件。該第二基板30係以一液晶面板模組為例，其具有用以密封一上玻璃基板及一下玻璃基板之一密封框膠(sealant)31，該密封框膠31具有數個框膠角隅32。該第二基板30可以與該第一基板20(顯示器外框)共同組裝成一液晶顯示器之半成品。

如3、3A及3B圖所示，本實施例利用至少一台電荷耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)型之第一影像擷取單元來擷取該第一基板20之第一標準局部圖像510、520時，例如使用二台CCD型之第一影像擷取單元51、52，並將其分別預先設置在對應於該第一基板20之對角線位置(或同一側兩端)的兩個內緣角隅22之下方位置處，以便擷取該第一基板20之第一標準局部圖像510、520。接著，該第一標準局部圖像510、520將被傳送到一近端或遠端之影像處理裝置(未繪示，例如電腦)，並由該影像處理裝置在各該第一標準局部圖像510、520中分別預定義一第一標準局部特徵區域511、521(例如包含該內緣角隅22之區域影像)，並儲存其形狀特徵資料。

同時，本實施例使用二台CCD或CMOS型之第二影像擷取單元81、82，並將其分別預先設置在對應於該第二基板30之對角線位置(或同一側兩端)的兩個框膠角隅32之上方位置處，以便擷取該第二基板30之第二標準局部圖像810、820。接著，該第二標準局部圖像810、820將被傳送到同一影像處理裝置，並由該影像處理裝置在各該第二標準局部圖像810、820中分別預定義一第二標準局部特徵區域811、821(例如包含該框膠角隅32之區域影像)，並儲存其形狀特徵資料。

本步驟(S01)係在正式開始進行組裝前即需預先完成的，其目的即在於先儲存第一標準局部特徵區域511、521及第二標準局部特徵區域811、821之形狀特徵資料，以供下述步驟(S02)以後正式進行組裝時做為影像比對之參考基準。

請參照第2、4、4A及4B圖所示，本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法步驟(S02)係：分別擷取在不同等待空間之二基板之至少二實際局部圖像。在本步驟中，本實施例係將一片待對位之第一基板20吸持或夾持放置在該三軸移動機構40下方並位於該第一等待空間100中。同時，另將一片待對位之第二基板30放置在該第二等待空間200中之旋轉台70的承載台60上。該第一等待空間100與該第二等待空間200係相距一段距離，且兩者之間另具有一對位組裝空間300。

接著，本實施例係利用相同之至少一台CCD或CMOS型之第一影像擷取單元來擷取該第一基板20之第一實際局部圖像910、920，例如在正式進行組裝時，使用相同於步驟(S01)所使用的二台CCD型之第一影像擷取單元51、52來擷取該待對位之第一基板20之至少二第一實際局部圖像910、920。

同時，本實施例也利用相同之至少一台CCD或CMOS型之第二影像擷取單元來擷取該第二基板30之第二實際局部圖像930、940，例如在正式進行組裝時，使用相同於步驟(S01)所使用的二台CCD型之第二影像擷取單元81、82來擷取該待對位之第二基板30之至少二第二實際局部圖像930、940。

請參照第2、4、4A及4B圖所示，本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法步驟(S03)係：分別比對並取得二基板之至少二實際局部特徵區域。在本步驟中，該第一實際局部圖像910、920將被傳送到同一影像處理裝置(例如電腦)，並由該影像處理裝置使各該第一實際局部圖像910、920與該標準局部特徵區域511、521之形狀特徵資料進行比較，以取得該第一實際局部圖像910、920中匹配於該第一標準局部特徵區域511、521之至少二第一實際局部特徵區域911、921，並儲存其形狀特徵資料備用。

同時，該第二實際局部圖像930、940將被傳送到同一影像處理裝置，並由該影像處理裝置使各該第二實際局部圖像930、940與該第二標準局部特徵區域811、821之形狀特徵資料進行比較，以取得該第二實際局部圖像930、940中匹配於該第二標準局部特徵區域811、821之至少二第二實際局部特徵區域931、941，並儲存其形狀特徵資料備用。

請參照第2及4圖所示，本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法步驟(S04)係：分別建立二基板之實際座標系統。在本步驟中，較佳係利用同一影像處理裝置(例如電腦)進行形心(幾何中心)法之運算，以取得各該第一實際局部特徵區域911、921之幾何中心位置的中心座標，以建立該第一基板20之第一實際座標系統。例如，使用電腦以形心法計算取得第一個第一實際局部特徵區域911之幾何中心位置的中心座標(X1,Y1)，及取得第二個第一實際局部特徵區域921之幾何中心位置的中心座標(X2,Y2)，並依此類推，其中欲定義各第一實際局部特徵區域911、921之中心座標時，例如可以用該至少二第一影像擷取單元51、52之預定取像區域的已知座標位置值來做為基準，以定義各第一實際局部特徵區域911、921之中心座標值。最後，該影像處理裝置即可藉由此至少二組之中心座標(X1,Y1)及(X2,Y2)建立該第一基板20之一第一實際座標系統。

同時，本發明亦可利用同一影像處理裝置進行形心(幾何中心)法之運算，以取得各該第二實際局部特徵區域931、941之幾何中心位置的中心座標，以建立該第二基板30之第二實際座標系統。例如，使用電腦以形心法計算取得二個第二實際局部特徵區域931、941之幾何中心位置的中心座標(X3,Y3)及(X4,Y4)，並依此類推，且可用該至少二第二影像擷取單元81、82之預定取像區域的已知座標位置值來做為基準，以定義各第二實際局部特徵區域931、941之中心座標值。最後，該影像處理裝置即可建立該第二基板20之第二實際座標系統。

請參照第2及4圖所示，本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法步驟(S05)係：比對二基板之實際座標系統，以取得一組偏移量。在本步驟中，當該影像處理裝置比對該第一基板20之第一實際座標系統及該第二基板30之第二實際座標系統時，可以取得該第一基板20由該第一等待空間100移動到一對位組裝空間300所需之X、Y軸方向及旋轉角度的一組偏移量△X、△Y、△θ，其中本發明所指之偏移量△X、△Y、△θ係已預先扣除該第二基板30由該第二等待空間200移動到該對位組裝空間300所需之X軸方向的一預定移動量(例如為△X’)，也就是該第一基板20之第一實際座標系統及該第二基板30之第二實際座標系統在X軸方向上的差異值實際上是△X+△X’，但該第一基板20在X軸方向上由該第一實際座標系統移動到該對位組裝空間300則僅需使用該偏移量△X。

請參照第2及5圖所示，本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法步驟(S06)係：分別利用該組偏移量及另一預定移動量使二基板由各自的等待空間移動到一對位組裝空間中。在本步驟中，本實施例係利用一組三軸移動機構40用以沿著X、Y及θ軸移動該第一基板20，其係根據該組偏移量△X、△Y、△θ使該第一基板20移動到該對位組裝空間300中之一正確待組裝位置。同時，本發明可利用該旋轉台70沿X/Y平面水平旋轉移動該承載台60及第二基板30至該對位組裝空間300中，其係依據一預定移動量△X’使該第二基板30移動到該對位組裝空間300中之另一正確待組裝位置(例如位在該第一基板20之Z軸的正下方或正上方)處，以等待組裝。

如第2及5圖所示，為了確認步驟(S06)之作動正確性，本發明在步驟(S06)後，必要時可以另外選擇包含下述步驟(S07)：確認該二基板是否分別已位在該對位組裝空間中之對應正確待組裝位置。在本步驟中，本實施例係在該對位組裝空間300中以另二組影像擷取單元(未繪示)來擷取該第一及第二基板20、30之各自的實際局部圖像並利用如上述之形心法來計算其座標值，以確認該第一及第二基板20、30是否分別已位在該對位組裝空間300中之各自的對應正確待組裝位置，例如該第二基板30是否已位在該第一基板20之Z軸的正下方或正上方。若是，則進入步驟(S08)；若否，則在利用該三軸移動機構40及旋轉台70進行微調該第一及第二基板20、30之位置後，再重新進行步驟(S07)，直到結果為「是」為止。值得注意的是，為了要求正確性，本確認步驟係可重複執行二次或以上，但是若要求檢測效率或為了避免在該對位組裝空間300設置任何影像擷取單元，則本發明也可選擇省略不執行本確認步驟，而直接進行下述步驟(S08)。

請參照第2及6圖所示，本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法步驟(S08)係：使二基板在對位組裝空間中完成堆疊對位組裝。在本步驟中，本實施例可利用該三軸移動機構40使該第一基板20沿Z軸移動一預定移動量△Z(例如垂直向下移動一預定距離)，直到與該對位組裝空間300中之承載台60上的第二基板30完成堆疊對位組裝為止。如此，即可完成該第一基板20及第二基板30之對位組裝作業。

再者，如第3至6圖所示，為了達成無標記異空間基板組裝對位，本發明另提供一種無標記異空間基板組裝對位系統，其包含：

至少一第一影像擷取單元51、52，用以在組裝前預先擷取一第一基板20之至少二標準局部圖像510、520；及/或用以在組裝時擷取放置到一第一等待空間100之另一待對位之第一基板20之至少二實際局部圖像910、920；

至少一第二影像擷取單元81、82，用以在組裝前預先擷取一第二基板30之至少二標準局部圖像810、820；及/或用以在組裝時擷取放置到一第二等待空間200之另一待對位之第二基板30之至少二實際局部圖像930、940；

一影像處理裝置(未繪示，例如為電腦)，選擇用以：

(1)在該二基板20、30之標準局部圖像510、520及810、820中分別預定義一標準局部特徵區域511、521及811、821以及儲存其形狀特徵資料；

(2)分別將該二基板20、30之實際局部圖像910、920及930、940與其對應之標準局部特徵區域511、521及811、821之形狀特徵資料進行比較，以取得各該實際局部圖像910、920及930、940中匹配於對應之標準局部特徵區域511、521及811、821的至少二實際局部特徵區域911、921及931、941；

(3)分別利用該實際局部特徵區域911、921及931、941之中心座標來建立各該基板20、30之一實際座標系統；或是

(4)比對該二基板20、30之實際座標系統，以取得該第一基板20由該第一等待空間100移動到一對位組裝空間300所需之X、Y軸方向及旋轉角度的一組偏移量△X、△Y、△θ；

一組三軸移動機構40，利用該組偏移量△X、△Y、△θ使該第一基板20由該第一等待空間100移動到該對位組裝空間300中之一正確待組裝位置；以及一移載機構，其上設置有至少一組承載台60，該移載機構根據一預定移動量(如△X’)使該第二基板30由該第二等待空間200移動到該對位組裝空間300中之另一正確待組裝位置。

以本實施例而言，該移載機構是為一旋轉台70，用以沿X/Y平面水平旋轉移動該承載台60及第二基板30至一對位組裝空間300，在其他應用上，該移載機構也可為一滑移台，用以沿X/Y平面線性移動該承載台60及第二基板30至一對位組裝空間300。

如上所述，相較於現有雙層板對位運動控制方法使用圓形對位孔與十字形、圓形或方形之對位標記來做為雙層板之間的對位記號所衍生的缺點，第2至7圖之本發明係在二基板位於不同空間系統之二等待空間時，即直接利用二套影像擷取單元分別擷取在不同等待空間之二基板特定局部區域既有之表面形狀特徵做為參考標記以取代現有對位孔及對位標記，並供進行後續座標計算、位置校正及組裝對位之作業，故可使得欲組裝之基板不需額外設計任何專門做為對位用途之標記，即可順利完成計算基板組裝前所需之移動補償量，同時也不會佔用有限之對位組裝空間，因而有利於降低組裝對位成本、提高組裝對位精度及增加對位設備之設置彈性。

再者，本發明直接利用二基板特定局部區域既有之表面形狀特徵做為參考標記，由於不需在二基板上分別預留特定空白區域來專門配置對位孔及對位標記，故不會佔用二基板表面的任何空間，不會影響二基板之尺寸設計，同時也不會影響二基板之外觀，因而有利於簡化基板設計。

另外，本發明在機台用以組裝對位不同規格之基板時，可隨時依不同之基板規格立即由影像處理裝置來更改設定二基板上之某一局部區域之既有表面形狀特徵做為參考標記，因而有利於提高組裝對位作業之操作設定彈性。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

11．．．第一層板

111．．．對位記號

12．．．第二層板

121．．．對位記號

13．．．取像裝置

14．．．三軸運動控制模組

20．．．第一基板

21．．．外框內緣

22．．．內緣角隅

30．．．第二基板

31．．．密封框膠

32．．．框膠角隅

40．．．三軸移動機構

51．．．第一影像擷取單元

510．．．第一標準局部圖像

511．．．第一標準局部特徵區域

52．．．第一影像擷取單元

520．．．第一標準局部圖像

521．．．第一標準局部特徵區域

60．．．承載台

70．．．旋轉台

81．．．第二影像擷取單元

810．．．第二標準局部圖像

811．．．第二標準局部特徵區域

82．．．第二影像擷取單元

820．．．第二標準局部圖像

821．．．第二標準局部特徵區域

910．．．第一實際局部圖像

911．．．第一實際局部特徵區域

920．．．第一實際局部圖像

921．．．第一實際局部特徵區域

930．．．第二實際局部圖像

931．．．第二實際局部特徵區域

940．．．第二實際局部圖像

941．．．第二實際局部特徵區域

100．．．第一等待空間

200．．．第二等待空間

300．．．對位組裝空間

S01．．．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

Y．．．Y軸

Z．．．Z軸

θ．．．θ軸

△X．．．偏移量

△Y．．．偏移量

△Z．．．移動量

△θ．．．偏移量

第1圖：現有雙層板及其對位標記之示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例之無標記異空間基板組裝對位方法及系統之流程方塊圖。

第3、3A及3B圖：本發明較佳實施例在步驟(S01)中預定義二基板的標準局部特徵區域之示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例在步驟(S02)中分別擷取在不同等待空間之二基板之至少二實際局部圖像之示意圖圖。

第4A及4B圖：本發明較佳實施例在步驟(S03)中分別比對並取得二基板之至少二實際局部特徵區域之示意圖。

第5圖：本發明較佳實施例在步驟(S06)中分別利用該組偏移量及另一預定移動量使二基板由各自的等待空間移動到一對位組裝空間中之示意圖。

第6圖：本發明較佳實施例在步驟(S08)中使二基板在對位組裝空間中完成堆疊對位組裝之示意圖。

20．．．第一基板

21．．．外框內緣

22．．．內緣角隅

30．．．第二基板

31．．．密封框膠

32．．．框膠角隅

40．．．三軸移動機構

51．．．第一影像擷取單元

52．．．第一影像擷取單元

60．．．承載台

70．．．旋轉台

81．．．第二影像擷取單元

82．．．第二影像擷取單元

910．．．第一實際局部圖像

920．．．第一實際局部圖像

930．．．第二實際局部圖像

940．．．第二實際局部圖像

100．．．第一等待空間

200．．．第二等待空間

300．．．對位組裝空間

X．．．X軸

Y．．．Y軸

Z．．．Z軸

θ．．．θ軸

Claims (10)

1. 一種無標記異空間基板組裝對位方法，其包含步驟：(S01)、在組裝前，預先分別擷取一第一基板及一第二基板之至少二標準局部圖像，並在各該基板之標準局部圖像中分別預定義一標準局部特徵區域以及儲存其形狀特徵資料；(S02)、在組裝時，將另一組待對位之第一及第二基板分別放置到二不同等待空間，並分別擷取該二基板之至少二實際局部圖像；(S03)、分別將該二基板之實際局部圖像與其對應之標準局部特徵區域之形狀特徵資料進行比較，以取得各該實際局部圖像中匹配於對應之標準局部特徵區域的至少二實際局部特徵區域；(S04)、分別利用該實際局部特徵區域之中心座標來分別建立該二基板之一實際座標系統；(S05)、比對該二基板之實際座標系統，以取得該第一基板由其等待空間移動到一對位組裝空間所需之X、Y軸方向及旋轉角度的一組偏移量△X、△Y、△θ；以及(S06)、利用該組偏移量使該第一基板移動到該對位組裝空間中之一正確待組裝位置，同時使該第二基板依據一預定移動量移動到該對位組裝空間中之另一正確待組裝位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無標記異空間基板組裝對位方法，其中在步驟(S06)之後，另包含下述步驟：(S07)、在該對位組裝空間中另擷取該二基板之實際局部圖像並計算其座標值，以確認該二基板是否分別已位在該對位組裝空間中之正確待組裝位置，若是，則進入步驟(S08)；若否，則在微調該二基板之位置後，再重新進行步驟(S07)；以及(S08)、在該對位組裝空間中沿Z軸移動該第一基板，直到該第一及第二基板在該對位組裝空間中完成對位組裝。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無標記異空間基板組裝對位方法，其中在步驟(S06)之後，直接進行下述步驟：(S08)、在該對位組裝空間中沿Z軸移動該第一基板，直到該第一及第二基板在該對位組裝空間中完成對位組裝。
4. 如申請專利範圍第1項所述之無標記異空間基板組裝對位方法，其中步驟(S04)係利用形心法來取得各該基板之實際局部特徵區域之中心位置的中心座標，以分別建立該二基板之實際座標系統。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無標記異空間基板組裝對位方法，其中步驟(S06)另包含一組三軸移動機構用以沿著X、Y及θ軸移動該第一基板。
6. 如申請專利範圍第5項所述之無標記異空間基板組裝對位方法，其中該三軸移動機構另用以沿著Z軸升降移動該第一基板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之無標記異空間基板組裝對位方法，其中步驟(S06)另包含至少一組承載台及一旋轉台，該承載台用以承載該第二基板，及該旋轉台用以沿X/Y平面水平旋轉移動該第二基板至該對位組裝空間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之無標記異空間基板組裝對位方法，其中該第一及第二基板係選自：構成一多層印刷電路板之二片單層電路基板、一液晶面板模組之二片玻璃基板、一顯示器外框及一液晶面板模組、一玻璃光罩及一晶圓，或一化學試紙及一保護膜。
9. 一種無標記異空間基板組裝對位系統，其包含：至少一第一影像擷取單元，用以在組裝前預先擷取一第一基板之至少二標準局部圖像；及/或用以在組裝時擷取放置到一第一等待空間之另一待對位之第一基板之至少二實際局部圖像；至少一第二影像擷取單元，用以在組裝前預先擷取一第二基板之至少二標準局部圖像；及/或用以在組裝時擷取放置到一第二等待空間之另一待對位之第二基板之至少二實際局部圖像；一影像處理裝置，選擇用以：(1)在該二基板之標準局部圖像中分別預定義一標準局部特徵區域以及儲存其形狀特徵資料；(2)分別將該二基板之實際局部圖像與其對應之標準局部特徵區域之形狀特徵資料進行比較，以取得各該實際局部圖像中匹配於對應之標準局部特徵區域的至少二實際局部特徵區域；(3)分別利用該實際局部特徵區域之中心座標來建立各該基板之一實際座標系統；或是(4)比對該二基板之實際座標系統，以取得該第一基板由該第一等待空間移動到一對位組裝空間所需之X、Y軸方向及旋轉角度的一組偏移量；一組三軸移動機構，利用該組偏移量使該第一基板由該第一等待空間移動到該對位組裝空間中之一正確待組裝位置；以及一移載機構，其上設置有至少一組承載台，該移載機構根據一預定移動量使該第二基板由該第二等待空間移動到該對位組裝空間中之另一正確待組裝位置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之無標記異空間基板組裝對位系統，其中該三軸移動機構另用以沿著Z軸升降移動該第一基板。