TWI741442B

TWI741442B - 校正裝置、校正方法及其應用之作業設備

Info

Publication number: TWI741442B
Application number: TW108145490A
Authority: TW
Inventors: 陳振元; 張簡榮力
Original assignee: 鴻勁精密股份有限公司
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-10-01
Also published as: TW202122941A

Abstract

一種校正裝置及校正方法，其承置器檢知程序係取得變形後承置器之承置部件的位置，並執行作業器檢知程序，係以校正裝置之校正機構取得校準件之校位部與作業單元之作業器的距離，以得知作業單元之作業取像器的第一中心位置與作業器的距離，於執行對位程序，以令作業取像器之第一中心對位承置器之第三中心，以得知作業器與承置部件間的偏差量，再執行作業器調校程序，係以校正裝置之控制機構依據偏差量而計算出補償值，加以調整補償作業器之作業位置，使作業器與承置部件準確對位，達到提升作業精準性之實用效益。

Description

校正裝置、校正方法及其應用之作業設備

本發明係提供一種可使作業單元之作業器與承置器之承置部件準確對位，進而提升作業精準性之校正裝置及校正方法。

在現今，作業設備係以作業單元(如移料單元或檢查單元或清潔單元)之作業器(如移料器或CCD或清潔器)於不同承置器(如載台或測試器或預溫盤 )之承置部件執行取放電子元件之移料作業，或執行取像承置部件之檢查作業，亦或執行清潔承置部件的清潔作業；由於電子元件日後會應用於高溫場所或低溫場所，為確保電子元件之品質，業者必須對電子元件執行熱測作業或冷測作業，例如電子元件熱測作業，作業設備係設置一為載台之承置器，載台具有複數個為容置槽之承置部件以供承置電子元件，另於載台配置加熱件，以供升溫待測之電子元件，一為移料單元之作業單元，係設有複數個為移料器之作業器，並以複數個移料器將複數個待測之電子元件移入載台之複數個容置槽，載台於載送複數個電子元件之過程中，即利用加熱件先行預熱升溫複數個電子元件，而縮短複數個電子元件於複數個測試器之升溫作業時間；惟，在電子元件日趨精密微小之設計下，其移料器將電子元件移入載台之容置槽的精準度要求相當高，然因載台易受加熱件之高溫影響而膨脹變形增大，導致複數個容置槽之位置發生偏移問題，但移料器的作業位置係依變形前載台之容置槽位置而作相對配置，致使移料器的作業位置與變形後載台之容置槽的位置具有偏差量，以致移料器無法準確將電子元件移入變形後載台之容置槽，進而影響後續作業或碰損電子元件。

本發明之目的一，係提供一種校正裝置，以供校正具有作業取像器及作業器之作業單元，校正裝置包含校正機構及控制機構，校正機構係設置校正取像器及校準件，校準件係設有校位部，校正取像器係取像該校準件之校位部及作業單元之作業器；控制機構係具有控制器，以接收該校正取像器所傳輸之影像資料，並分析作業器與作業取像器之距離；藉以取得作業器的初始位置，而供校正調整作業器之實際作業位置，達到提升作業準確性之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種校正裝置，更包含調整機構，該調整機構係設有至少一調整器，以於校正取像器之第二中心與校準件之校位部具有偏差時，利用調整器調整該校正取像器之位置，以利準確取像該作業單元之作業器，達到提升校正準確性之實用效益。

本發明之目的三，係提供一種校正裝置，其校準件之校位部可供作業單元之作業取像器取像，以利作業單元調整該作業取像器的第一中心準確對位校準件之校位部，而使作業取像器的第一中心與校正取像器之第二中心準確對位，以利分析作業器與作業取像器之距離，達到提升校正準確性之實用效益。

本發明之目的四，係提供一種校正方法，其承置器檢知程序係取得變形後承置器之承置部件的位置，並執行作業器檢知程序，係以校正裝置之校正機構取得校準件之校位部與作業單元之作業器的距離，以得知作業單元之作業取像器的第一中心位置與作業器的距離，於執行對位程序，以令作業取像器之第一中心對位承置器之第三中心，以得知作業器與承置部件間的偏差量，再執行作業器調校程序，係以校正裝置之控制機構依據偏差量而計算出補償值，加以調整補償作業器之作業位置，使作業器與承置部件準確對位，達到提升作業精準性之實用效益。

本發明之目的五，係提供一種應用校正裝置之作業設備，包含機台、供料裝置、收料裝置、作業裝置、本發明校正裝置及中央控制裝置，供料裝置係配置於機台，並設有至少一供料器，以供容納待作業之電子元件；收料裝置係配置於機台，並設有至少一收料器，以供容納已作業之電子元件；作業裝置係配置於機台，並設有至少一承置器及至少一作業單元，承置器係承置電子元件，作業單元係設置作業器及作業取像器，並以作業器對電子元件執行預設作業；本發明校正裝置係配置於機台，並包含校正機構及控制機構，以校正電子元件；中央控制裝置係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作業，達到提升作業效能之實用效益。

為使　貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如後：

請參閱第1、2、3圖，本發明作業設備包含機台10、供料裝置20、收料裝置30、作業裝置40、本發明校正裝置50及中央控制裝置(圖未示出)；供料裝置20係配置於機台10，並設有至少一供料器21，以供容納待作業之電子元件；收料裝置30係配置於機台10，並設有至少一收料器31，以供容納已作業之電子元件；作業裝置40係配置於機台10，並設有至少一承置器及至少一作業單元，承置器係承置電子元件，作業單元係設置作業器及作業取像器，並以作業器對電子元件執行預設作業；更進一步，承置器可為載台或測試器或預溫盤，作業單元可為移料單元或檢查單元或清潔單元，作業器可為移料器或CCD或清潔器；於本實施例中，作業裝置40係設有第一承置器、第二承置器及第三承置器，第一承置器係為第一載台41，其中心係為第三中心L3，第一載台41並設有複數個為第一容置槽411之第一承置部件，以供承置待作業之電子元件，另於至少一承置器設有至少一溫控件，以供溫控電子元件，溫控件可為加熱件、致冷晶片或預溫流體，於本實施例中，第一載台41之內部設有為加熱件412之溫控件，以供預熱電子元件；第二承置器係為第二載台42，並設有複數個為第二容置槽421之第二承置部件，以供承置已作業之電子元件；第三承置器係為測試器，測試器包含電性連接之電路板431及具電性承接件(如探針)之測試座432，以供測試電子元件；又作業裝置40係設有第一作業單元、第二作業單元及第三作業單元，第一作業單元係設有第一作業取像器441及複數個為第一移料器442之第一作業器，第一移料器442之中心係為第一中心為L1，第一移料器442係於供料裝置20、校正裝置50及第一載台41間移載待作業之電子元件，第二作業單元係設有第二作業取像器451及複數個為第二移料器452之第二作業器，以於第一載台41取出待作業之電子元件，並將電子元件移載且壓抵於測試座432而執行測試作業，以及將測試座432之已作業電子元件移載至第二載台42，第二載台42係載出已作業之電子元件，第三作業單元係設有第三作業取像器461及複數個為第三移料器462之第三作業器，第三移料器462於第二載台42取出已作業之電子元件，並依作業結果，將已作業之電子元件移載至收料裝置30而分類收置；該中央控制裝置係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作業，達到提升作業效能之實用效益。

校正裝置50係配置於機台10，包含校正機構51及控制機構52，更包含基座53及調整機構54。

校正機構51係設置校準件511及校正取像器512，校準件511係設有校位部5111，更進一步，校準件511可裝配於機台10或基座53，校準件511可作固定式配置或可作至少一方向位移配置，校位部5111可為標記圖案或標記塊；於本實施例中，校準件511係以透明材質製作，並於預設位置設有為標記圖案之校位部5111，校準件511係於遠離校位部5111之一端裝設有支撐架5112；校正取像器512係取像該校準件511之校位部5111及作業單元之作業器，更進一步，校正取像器512可裝配於機台10或基座53，校正取像器512可作固定式配置或可作至少一方向位移配置，校正取像器512可配置於校準件511之上方或下方，亦或搭配菱鏡使用而配置於校準件511之側方；於本實施例中，校正取像器512係為CCD，其中心係為第二中心L2，校正取像器512並位於校準件511之下方，而供取像校準件511之校位部5111及複數個第一移料器442。

控制機構52係具有控制器521，以接收校正機構51之校正取像器512所傳輸之影像資料，並分析作業器與作業取像器之距離，以取得作業器的初始位置，而供校正調整該作業器之實際作業位置；於本實施例中，控制器521可接收校正取像器512所傳輸之校位部5111的影像資料及複數個第一移料器442的影像資料，控制器521並接收第一作業取像器441所傳輸之第一載台41的影像資料；控制機構52更包含資料庫522，資料庫522具有作業器之基準影像資料，以供控制器521作一比對分析，於本實施例中，資料庫522具有第一載台41的基準影像資料。

基座53係供裝配校正機構51，於本實施例中，基座53係設有底板531及側板532，底板531供裝配校正機構51之校正取像器512，側板532與校準件511之支撐架5112間設有第一驅動源533，第一驅動源533帶動校準件511之支撐架5112作第一方向（如Ｚ方向）位移，而調整校準件511之作業高度。

調整機構54係裝配校正取像器512或基座53，以供調整校正取像器512或基座53之位置，於本實施例中，調整機構54係設有至少一調整器541，調整器541裝配於校正取像器512之下方，以供調整該校正取像器512之位置。

請參閱第4至8圖(配合參閱第1至3圖)，本發明校正方法包含承置器檢知程序551、作業器檢知程序552、對位程序553及作業器調校程序554。

承置器檢知程序551係取得變形後承置器之承置部件的位置；承置器檢知程序551更包含建立承置器樣本程序，建立承置器樣本程序係於控制機構52之資料庫522建立承置器之基準影像資料，於本實施例中，建立承置器樣本程序係於控制機構52之資料庫522建立第一載台41之基準影像資料；承置器檢知程序551係以作業單元之作業取像器取像變形後之承置器，並將影像資料傳輸至控制機構52之控制器521；於本實施例中，當第一載台41因受熱而發生膨脹變形增大，由於第一載台41具有複數個定位點413，承置器檢知程序551係以第一作業取像器441取像變形後之第一載台41的複數個定位點413，並將複數個定位點413的影像資料傳輸至控制機構52之控制器521，控制機構52之控制器521可由複數個定位點413計算出第一載台41的變形量，亦或將變形後第一載台41的影像資料與資料庫522的第一載台41基準影像資料作比對分析，上述方式均可取得變形後第一載台41之第一容置槽411的位置，使得控制器521獲知變形後第一載台41之第一容置槽411的位置。

作業器檢知程序552係以校正裝置50之校正機構51取得校準件511之校位部5111與作業單元之作業器的距離，以得知作業單元之作業取像器的第一中心L1位置與作業器的距離；於本實施例中，第一作業單元依預設行程驅動第一移料器442位移至校正裝置50之校準件511上方，且相對於校正取像器512，校正取像器512即取像校位部5111與第一移料器442，以取得校位部5111與第一移料器442之距離，然在第一作業取像器441之第一中心L1與校準件511之校位部5111作中心對位的要件下，而可獲得第一作業取像器441與第一移料器442之相對位置，當複數個第一移料器442依序位移至校準件511之上方而供取像後，即可獲得複數個第一移料器442與第一作業取像器441間之相對位置，並將資料傳輸至控制機構52之控制器521。

作業器檢知程序552更包含作業取像器校位程序，作業取像器校位程序係於校正取像器512取像該作業器之前，以作業取像器的第一中心L1與校準件511之校位部512作校位；於本實施例中，於校正取像器512執行取像複數個第一移料器442之前，第一作業單元係驅動第一作業取像器441位移至校準件511之上方，令第一作業取像器441之第一中心L1與校準件511之校位部5111作校正對位，以利正確取得複數個第一移料器442與第一作業取像器441間之相對位置。

作業器檢知程序552更包含校正取像器校位程序，校正取像器校位程序係於執行作業取像器校位程序前，校正取像器512之第二中心L2係與校準件511之校位部5111作校位；於本實施例中，校正取像器512係取像校準件511之校位部5111，若有誤差，可由控制器521增設補償值，亦或利用調整機構54之調整器541調整校正取像器512之位置，使校正取像器512之第二中心L2對位該校準件511之校位部5111，以利校正取像器512正確取像第一移料器442之位置。

作業器檢知程序552更包含校正取像器與作業取像器校位程序，校正取像器與作業取像器校位程序係於執行作業取像器校位程序後，以使作業取像器之第一中心L1與校正取像器512之第二中心L2作校正對位；於本實施例中，當校準件511之校位部5111分別與第一作業取像器441的第一中心L1及校正取像器512之第二中心L2作校正對位後，即可使第一作業取像器441的第一中心L1與校正取像器512之第二中心L2作校正對位，以利校正取像器512正確取像第一移料器442之位置。

對位程序553係以作業取像器之第一中心對位承置器之第三中心，以得知作業器與承置部件間的偏差量；於本實施例中，對位程序553係以第一作業取像器441的第一中心L1對位變形後第一載台41之第三中心L3，進而取得第一載台41之第三中心L3與複數個第一移料器442間之相對位置，使得控制機構52之控制器521得知複數個第一移料器442與變形後第一載台41之複數個第一容置槽411的偏差量。

作業器調校程序554係以校正裝置之控制機構依據偏差量而計算出補償值，加以調整補償作業器之作業位置，使作業器與承置部件準確對位；於本實施例中，控制機構52之控制器521於得知複數個第一移料器442與變形後第一載台41之複數個第一容置槽411的偏差量後，由於第一作業取像器441的第一中心L1對位第一載台41之第三中心L3，即可以第一作業取像器441的第一中心L1為基準，而於複數個第一移料器442之位置值加入補償值，以調整複數個第一移料器442之實際作業位置，令複數個第一移料器442精準對位變形後第一載台41之複數個第一容置槽411，使得複數個第一移料器442準確於變形後第一載台41之複數個第一容置槽411取放電子元件。

10:機台 20:供料裝置 21:供料器 30:收料裝置 31:收料器 40:作業裝置 41:第一載台 411:第一容置槽 412:加熱件 413:定位點 42:第二載台 421:第二容置槽 431:電路板 432:測試座 441:第一作業取像器 442:第一移料器 451:第二作業取像器 452:第二移料器 461:第三作業取像器 462:第三移料器 50:校正裝置 51:校正機構 511:校準件 5111:校位部 5112:支撐架 512:校正取像器 52:控制機構 521:控制器 522:資料庫 53:基座 531:底板 532:側板 533:第一驅動源 54:調整機構 541:調整器 551:承置器檢知程序 552:作業器檢知程序 553:對位程序 554:作業器調校程序 L1:第一中心 L2:第二中心 L3:第三中心

第1圖：本發明作業設備之示意圖。第2圖：本發明承置器、作業單元及校正裝置之配置圖。第3圖：本發明校正裝置之示意圖。第4圖：校正方法之流程圖。第5圖：校正方法之校正示意圖(一)。第6圖：校正方法之校正示意圖(二)。第7圖：校正方法之校正示意圖(三)。第8圖：校正方法之校正示意圖(四)。第9圖：校正方法之校正示意圖(五)。

41:第一載台

411:第一容置槽

441:第一作業取像器

442:第一移料器

50:校正裝置

511:校準件

512:校正取像器

52:控制機構

521:控制器

522:資料庫

53:基座

54:調整機構

L1:第一中心

L3:第三中心

Claims

一種校正裝置，係供校正具有作業取像器及作業器之作業單元，該校正裝置包含：校正機構：係設置校準件及校正取像器，該校準件設有至少一校位部，並裝配於基座或機台，該校位部能夠供該作業取像器取像校位，該校正取像器係取像該校準件之該校位部，以及該校正取像器取像位於該校準件上方之該作業單元之該作業器；控制機構：係具有控制器，以接收該校正機構之該校正取像器傳輸之影像資料，以及接收該作業取像器傳輸之取像資料，以供分析該作業器與該作業取像器之距離。
依申請專利範圍第1項所述之校正裝置，其中，該校正機構之該校正取像器係裝配於該基座。
依申請專利範圍第2項所述之校正裝置，其中，該基座與該校準件之間設有第一驅動源，該第一驅動源係供驅動該校準件作至少一方向位移。
依申請專利範圍第2項所述之校正裝置，更包含調整機構，該調整機構係設有至少一調整器，以供調整該校正取像器之位置。
依申請專利範圍第1項所述之校正裝置，其中，該控制器可接收該作業取像器傳輸承置器的影像資料，該控制機構係設有資料庫，該資料庫具有該承置器之基準影像資料，以供傳輸至該控制器，該控制器能夠將該作業取像器傳輸之該承置器的該影像資料及該資料庫之該承置器的該基準影像資料作比對分析。
一種校正方法，包含：承置器檢知程序：作業單元之作業取像器係取得變形後承置器之承置部件的位置；作業取像器校位程序：以該作業取像器之第一中心對位校準件之校位部；作業器檢知程序：係以校正裝置之校正取像器取得該校準件之該校位部與該作業單元之作業器的距離，以得知該作業單元之該作業取像器的該第一中心與該作業器的距離；對位程序：係以該作業取像器之該第一中心與變形後該承置器之第三中心作校正對位，以得知該作業器與該承置部件的偏差量；作業器調校程序：係以該校正裝置之控制機構依據偏差量而計算出補償值，加以調整補償該作業器之作業位置，使該作業器與該承置部件準確對位。
依申請專利範圍請求項6所述之校正方法，其中，該作業器檢知程序更包含校正取像器與作業取像器校位程序，該校正取像器與作業取像器校位程序係以該作業取像器之該第一中心與該校正取像器之第二中心作校正對位。
一種作業設備，包含：機台；供料裝置：係配置於該機台上，並設有至少一供料器，以供容納至少一待作業之電子元件；收料裝置：係配置於該機台上，並設有至少一收料器，以供容納至少一已作業之電子元件；作業裝置：係配置於該機台上，包含至少一承置器及至少一作業單元，該承置器係供承置電子元件，該作業單元係設置作業器及作業取像器，並以該作業器對電子元件執行預設作業；至少一依申請專利範圍請求項1至5中任一項所述之校正裝置，係配置該機台上；中央控制裝置：係用以控制及整合各裝置作動。