TWM455623U - 觸控面板的自動化接合系統 - Google Patents

Description

觸控面板的自動化接合系統

本創作在於提供一種製造觸控面板(Touch Panel,TP)的機台，尤指一種應用於觸控面板的接合製程的自動化機台系統，可增加感應玻璃與排線接合製程的自動化程度。

在觸控面板的製造過程通常需要一道將感應玻璃(sensor)的端子與軟式排線(FPC)接合(bonding)的製程，以使感應玻璃透過排線與觸控訊號處理模組連接。此道製程無法以高溫鉛錫焊接，而需要以低溫製程的方式來接合。目前常見的技術是利用異方性導電膠(ACF,Anisotropic Conductive Film,ACF)接合上述感應玻璃與排線。異方性導電膠是以樹脂及導電粒子合成而成，主要用於連接二種不同基材和線路。其完成後的示意圖，如圖1所示。

先前技術的接合過程大部份非常依靠人力，其步驟首先包括在感應玻璃G正面G1的電極層端子區以人力貼合上述導電膠A，並將排線F的訊號傳輸部份貼於導電膠A；然後藉由人力將感應玻璃G與排線F放入壓著機台(圖略)，以較小壓力進行正面預壓(pre-bond)。預壓是藉由預定的壓力與溫度使軟式排線F得以固定在感應玻璃G的端子上，預壓的壓力與溫度視導電膠的規格而定。之後，再以人工將感應玻璃G翻面並貼合導電膠A於其背面G2的接地層端子區，並將排線F的接地部分貼於導電膠A，以人工放入壓著機台(圖略)，進行背面預壓。最後再將感應玻璃 G與排線F一起置入本壓機台(圖略)，進行本壓(main-bond)，本壓是以較高壓力及較高的溫度，使導電膠發生化學變化並固化，伴隨有導電膠的導電粒子的破裂，使軟式排線與感應玻璃形成牢固的接觸，以產生有效、可靠的接合。

上述目前生產技術需要大量的人員，每一操作機台都需要一位操作人員，不僅人力成本高，並且不易確保產品的一致性，這對產品品質的穩定性是一個不利的因素。此外，操作人員分散製造，在生產過程常常造成半成品停滯與等候，降低生產效率。

綜上所述，本創作人有感上述缺失可改善，乃特潛心研究並配合學理之應用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之創作。

本創作在於提供一種觸控面板的自動化接合系統，可增加接合製程生產線的自動化程度，以更少的人員來完成觸控面板在接合製程的生產工作。

為達上面所描述的，本創作提供一種觸控面板的自動化接合系統，包括一上料機台，承載數個感應玻璃並具有一移動該感應玻璃的機械手臂；一第一貼附對位機台，具有一定位台以定位由該機械手臂傳送的該感應玻璃，將一導電膠貼附於該感應玻璃的正面，並將一排線貼在該導電膠上；一移動單元，具有一吸盤用以吸附已貼附該導電膠的該感應玻璃、及一移送機構以移送該感應玻璃至預壓工 位；至少一預壓機台，接收該移送機構運來的該感應玻璃並預壓該感應玻璃；一滑軌移送平台，移動預壓後的該感應玻璃至一背面貼膠工位；一第二貼附對位機台，貼附一導電膠於該感應玻璃的背面；一反面預貼機台，包括一定位台以定位該感應玻璃、及一排線折壓機構以彎折該排線的接地部位並壓貼於該感應玻璃背面的該導電膠；一翻轉平台，翻轉上述感應玻璃以露出該排線的本壓區域；取放料爪機構，取扱該感應玻璃並移動至待本壓狀態；至少一本壓機，壓接該排線固定連接於該感應玻璃；及一下料機台，具有至少一料盤及一機械手臂，該料盤形成多個凹陷容置部以承載多個感應玻璃，該機械手臂具有一吸盤以吸附該感應玻璃。

本創作至少具有下列的優點：本創作之觸控面板的自動化接合系統可以使接合製程的生產標準化，減少操作人員，製造的精度高、提升產能速度。

以上關於本創作內容的說明以及以下實施方式的說明係用以舉例並解釋本創作的原理，並且提供本創作之專利申請範圍進一步的解釋。

為使對本創作的目的、構造、特徵、及其功能有進一步的瞭解，茲配合實施例詳細說明如下：請參閱圖2，為本創作之觸控面板的自動化接合系統的示意圖。本創作提供一種觸控面板的自動化接合系統，包括有一上料機台10、一第一貼附對位機台20、一移動單元 30、至少一預壓機台40、一滑軌移送平台R、一第二貼附對位機台50、一反面預貼機台60、一翻轉平台70、至少一本壓機80、及一下料機台90。本實施例可適用於顯示面板連接軟式排線、或薄膜軟板的製程。

請參閱圖3，上料機台10收容數個料盤12以承載數個感應玻璃G並具有一移動該感應玻璃G的機械手臂16。每一料盤12形成多個凹陷的容置部120以容置該些感應玻璃G，該些料盤12分別置於一備料區及一空料區。依圖3所示，假設右邊整疊的料盤12為備料區，亦即承載有感應玻璃G的料盤12，則左邊為空料區，亦即取走感應玻璃G的料盤12。

本實施例的上料機台10具有一升降機構13以升降位於該備料區內的該些料盤12、及一傳送機構14以夾持該料盤12並移動至一吸料位置。藉由升降機構13將料盤12上升至夾料位置，由圖3所示，亦即如同中間的料盤12的高度。傳送機構14具有一夾置架142、及一軌道146，該夾置架142可橫向移動設於該軌道146上。夾置架142的擺設較佳是二個分別設於該些料盤12的兩側。每一夾置架142具有一對料叉144。

夾置架142先移動至上述夾料位置，利用料叉144夾緊升高的料盤12，然而再向左移動至如圖3中間的吸料位置。接著，該機械手臂16具有一吸盤162以吸附該感應玻璃G。該機械手臂16可以是配合軌道、鏈條，使吸盤162可左右移動，將感應玻璃G移動至第一貼附對位機台20的定位台22(如圖2所示)。當搬運料盤12的感應玻璃完畢後， 傳送機構14的夾置架142將空料盤12向左移動至空料區。收回上述料叉144，空料盤12落下。夾置架142再返回上述的夾料位置，重覆上述動作。

第一貼附對位機台20具有一定位台22以定位由該機械手臂16傳送的該感應玻璃G，將一導電膠(圖略)貼附於該感應玻璃G的正面，並將一排線(圖略)貼在該導電膠上。

請參閱圖4，為本創作之定位台的示意圖。定位台22包括一水平固定塊221、一垂直固定塊222、一水平移動件223以推動該感應玻璃G朝向該水平固定塊221移動、及一垂直移動件224以推動該感應玻璃G朝向該垂直固定塊222移動。水平固定塊221及垂直固定塊222先頂住感應玻璃G的兩個側邊。該水平移動件223及垂直移動件224各具有一導軌2231、2241、推板2232、2242、及定位邊條2233、2243。以垂直移動件224為例，推板2242可沿著導軌2241移動，定位邊條2243固定於推板2242的邊緣以頂抵感應玻璃G。

等到貼妥導電膠後，將排線對準感應玻璃G的對應位置，可以抽真空的方式吸附排線於平台上。接著藉由攝影機把排線影像放大並傳送至監視器對準感應玻璃G上的定位點。以預定的溫度、壓力，持續一段時間的壓合，這些參數因導電膠材料而不同。關於貼附對位機台20可利用現有的導電膠貼附(預貼)機台，其細節不在此詳述。

請再參閱圖2，移動單元30具有一吸盤34用以吸附已貼附該導電膠的該感應玻璃G、及一移送機構32以移送該感應玻璃G至預壓工位。移送機構32主要包括垂直移動臂 321及水平移動臂322，使得吸盤34可以沿著垂直、水平方向上移位，將感應玻璃G移至預壓機台40。上述垂直移動臂321及水平移動臂322可以是利用無桿汽缸，可有效小機械構件佔用的空間，還可以結合鏈條滑軌等可移動的機構。上述移動臂也可以應用液壓、氣壓等機構，本創作並不限於此。

關於預壓機台40，接收該移送機構30運來的該感應玻璃G並預壓該感應玻璃G，使得排線得以固定在感應玻璃G的端子上。關於預壓機台40可利用現有的預壓機，至少包括對位系統以使排線對準於感應玻璃的貼合位置、平臺進/出移動工作臺以接送感應玻璃等，其機台細節容不在此詳述。

補充說明的一點，本創作設置二台的預壓機台40，其數量為著配合前段第一貼附對位機台20的工作速度，由於預壓的時間比貼附導電膠略長，因此可配合二台的預壓機台40以使得整體的製程較為流暢，而不停滯。同時，一台的移動單元30可以配合二台的預壓機台40。

此外，預壓工序完成後，本創作的生產線上可以在預壓機台40各安排一位操作人員H，以將感應玻璃G由預壓機台40放置到滑軌移送平台R上，以供運送至背面貼膠工作位置。此時，可以由操作人員H同時完成完成翻轉感應玻璃G至背面的動作。操作人員H同時可擔負監視產品品質的工作。然而，本創作也可以由機台達到運送及翻轉的動作，以達到完全自動作，並不在此限。例如運送可以是由三軸機械手臂配合吸盤完成，翻轉的動作可由後述的翻 轉平台70達成，後面將舉例說明。

滑軌移送平台R用以移動預壓後的該感應玻璃G至一背面貼膠工作位置。滑軌移送平台R可利用電機馬達及皮帶移動，在後續的工作位置可設置傳感器R1，判斷是否有無感應玻璃，以防止誤動作。

等到感應玻璃G由滑軌移送平台R運輸到預定的背面貼膠工作位置，本創作可以利用三軸運動機械手臂完成搬運感應玻璃G至第二貼附對位機台50的動作。三軸運動機械手臂例如可以是由兩台伺服馬達及螺桿構成在X、Y軸方向的運動系統，在Y軸上設置兩組汽缸構成Z軸運動系統以控制吸盤的移動，以達到搬運感應玻璃G由滑軌移送平台R到第二貼附對位機台50的目的。然而上述僅為一舉例說明，並不限制本創作。

第二貼附對位機台50貼附一導電膠(圖略)於該感應玻璃G的背面。此部份相同於前述第一貼附對位機台20的結構，包括定位台52、及視覺對位機構等細部結構，容不再贅述。

請同時參閱圖2及圖5，圖5顯示本創作之反面預貼機台的示意圖。本實施例的反面預貼機台60包括一定位台62以定位該感應玻璃G、及一排線折壓機構以彎折該排線F的接地部位並壓貼於該感應玻璃G背面的該導電膠。關於定位台62的細節可以類似圖4所述的，因此不再以予贅述。該排線折壓機構包括一垂直推塊64沿著垂直該感應玻璃G的方向上頂該排線F成豎直狀、一水平推塊66沿著平行該感應玻璃G的方向推平該排線F、及一壓板68沿著垂 直該感應玻璃G的方向向下壓平該排線F以貼平於該感應玻璃G的背面G2並貼附於該導電膠A。

請同時參閱圖2及圖6，圖6為本創作之翻轉平台70的示意圖。本創作在壓平該排線F並貼平於該感應玻璃G的背面G2之後，再利用翻轉平台70翻轉上述感應玻璃G以露出正面G1之排線F的本壓區域，以供進入本壓機80。

該翻轉平台70包括一第一緩沖台71以承接並固定該感應玻璃G、一旋轉汽缸73以旋轉該第一緩沖台71、一第二緩沖台72位於該第一緩沖台71的一側以承接並固定翻轉後該感應玻璃G、以及一昇降汽缸74以昇降該第二緩沖台72。其中該第一緩沖台71及該第二緩沖台72各具有一負壓吸附裝置712、722以吸附固定該感應玻璃G。藉由負壓吸附裝置712，感應玻璃G被第一緩沖台71翻轉180度而朝下的狀態時，不會向下掉落。第二緩沖台72藉由昇降汽缸74上升配合翻轉後第一緩沖台71的位置，並接住已翻面的感應玻璃G。然後第二緩沖台72藉由昇降汽缸74下降並準備進到下一工作位置。

補充說明的一點，本實施例的翻轉平台70可以應用在上述操作人員翻轉感應玻璃G由正面至背面的工序，以完全取代上述操作人員的工作，達成完全自動化的生產線。

請參閱圖2，在本壓機80的前方設有至少一個移送機械爪82可以沿著X軸、Y軸方向移動的汽缸，以進行取、放感應玻璃G。較佳可以設置二個移送機械爪82分別負責「取」及「放」的動作，運送感應玻璃G至本壓工作位置。

本壓機80壓接該排線F固定連接於該感應玻璃G。由 於本壓相較反面貼附需要較長的時間，本實施例設有三台本壓機80，用以配合較快速的第二貼附對位機台50，協調彼此之間的製程時間，以使得整體的製程較為流暢，而不停滯。此外，本實施例也可以調整運送的速度，使得整體產線更為順暢。本壓機80可採用目前現有的機台，例如具有加熱系統、對位系統、真空吸附系統等，容不贅述。至此，已完成感應玻璃G與排線F的接合製程。待接合完成，再由取放料爪機構82移動完成的產品至緩沖平台84置放。緩沖平台84位於該本壓機80與該下料機台90之間，以收納由該本壓機80移來的該些感應玻璃G。

下料機台90，類似於上料機台10，具有多個料盤及一機械手臂，該料盤形成多個凹陷容置部以承載多個感應玻璃G，該機械手臂具有一吸盤以吸附該感應玻璃至該料盤內。

藉由上述本創作的說明，本創作之觸控面板的自動化接合系統可以使接合製程的生產標準化，減少操作人員，製造的精度高、提升產能速度。整體操作更為簡單，便於管理。舉例而言，本創作在實際測試上，可控制溢膠在0.3mm以內，使得產品更具有一致性。每小時可產出300片。藉由機器自動化生產，產線的穩定性更為良好，不因人而異。

本創作僅需二至三人即可進行正常生產操作，遠遠優於先前產線七至八人的人力需求。補充說明，本創作的各站可以設置實時生產數量顯示及報警列表管理。成品收料段可以設置大型LED顯示器顯示實時產量。

綜上所述，本創作實已符合新型專利之要件，依法提出申請。惟以上所揭露者，僅為本創作較佳實施例而已，自不能以此限定本案的權利範圍，因此依本案申請範圍所做的均等變化或修飾，仍屬本案所涵蓋的範圍。

G‧‧‧感應玻璃

G1‧‧‧正面

G2‧‧‧背面

F‧‧‧排線

10‧‧‧上料機台

12‧‧‧料盤

120‧‧‧容置部

13‧‧‧升降機構

14‧‧‧傳送機構

142‧‧‧夾置架

144‧‧‧料叉

146‧‧‧軌道

16‧‧‧機械手臂

162‧‧‧吸盤

20‧‧‧第一貼附對位機台

22‧‧‧定位台

221‧‧‧水平固定塊

222‧‧‧垂直固定塊

223‧‧‧水平移動件

224‧‧‧垂直移動件

2231、2241‧‧‧導軌

2232、2242‧‧‧推板

2233、2243‧‧‧定位邊條

30‧‧‧移動單元

32‧‧‧移送機構

321‧‧‧垂直移動臂

322‧‧‧水平移動臂

34‧‧‧吸盤

40‧‧‧預壓機台

R‧‧‧滑軌移送平台

50‧‧‧第二貼附對位機台

52‧‧‧定位台

60‧‧‧反面預貼機台

62‧‧‧定位台

64‧‧‧垂直推塊

66‧‧‧水平推塊

68‧‧‧壓板

70‧‧‧翻轉平台

71‧‧‧第一緩沖台

72‧‧‧第二緩沖台

73‧‧‧旋轉汽缸

712、722‧‧‧負壓吸附裝置

74‧‧‧昇降汽缸

80‧‧‧本壓機

82‧‧‧移送機械爪

84‧‧‧緩沖平台

90‧‧‧下料機台

H‧‧‧操作人員

圖1，為現有觸控面板的感應玻璃與排線接合後的剖視圖。

圖2，為本創作之觸控面板的自動化接合系統的示意圖。

圖3，為本創作的上料機台的示意圖。

圖4，為本創作的定位台的示意圖。

圖5，為本創作之反面預貼機台的示意圖。

圖6，為本創作之翻轉平台的示意圖。

G‧‧‧感應玻璃

10‧‧‧上料機台

20‧‧‧第一貼附對位機台

22‧‧‧定位台

30‧‧‧移動單元

32‧‧‧移送機構

321‧‧‧垂直移動臂

322‧‧‧水平移動臂

34‧‧‧吸盤

40‧‧‧預壓機台

R‧‧‧滑軌移送平台

50‧‧‧第二貼附對位機台

52‧‧‧定位台

60‧‧‧反面預貼機台

70‧‧‧翻轉平台

80‧‧‧本壓機

82‧‧‧移送機械爪

84‧‧‧緩沖平台

90‧‧‧下料機台

H‧‧‧操作人員

Claims (10)

1. 一種觸控面板的自動化接合系統，包括：一上料機台，承載數個感應玻璃並具有一移動該感應玻璃的機械手臂；一第一貼附對位機台，具有一定位台以定位由該機械手臂傳送的該感應玻璃，將一導電膠貼附於該感應玻璃的正面，並將一排線貼在該導電膠上；一移動單元，具有一吸盤用以吸附已貼附該導電膠的該感應玻璃、及一移送機構以移送該感應玻璃至預壓工位；至少一預壓機台，接收該移送機構運來的該感應玻璃並預壓該感應玻璃；一滑軌移送平台，移動預壓後的該感應玻璃至一背面貼膠工位；一第二貼附對位機台，貼附一導電膠於該感應玻璃的背面；一反面預貼機台，包括一定位台以定位該感應玻璃、及一排線折壓機構以彎折該排線的接地部位並壓貼於該感應玻璃背面的該導電膠；一翻轉平台，翻轉上述感應玻璃以露出該排線的本壓區域；取放料爪機構，取扱該感應玻璃並移動至待本壓狀態；至少一本壓機，壓接該排線固定連接於該感應玻璃；及 一下料機台，具有至少一料盤及一機械手臂，該料盤形成多個凹陷容置部以承載多個感應玻璃，該機械手臂具有一吸盤以吸附該感應玻璃。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板的自動化接合系統，其中該上料機台收容數個料盤，每一料盤形成多個凹陷的容置部以容置該些感應玻璃，該些料盤分別置於一備料區及一空料區。
3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控面板的自動化接合系統，其中該上料機台具有一升降機構以升降位於該備料區內的該些料盤、及一傳送機構以夾持該料盤並移動至一吸料位置，該機械手臂具有一吸盤以吸附該感應玻璃。
4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板的自動化接合系統，其中該第一貼附對位機台的該定位台包括一水平固定塊、一垂直固定塊、一水平移動件以推動該感應玻璃朝向該水平固定塊移動、及一垂直移動件以推動該感應玻璃朝向該垂直固定塊移動。
5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板的自動化接合系統，其中該移動單元的該移送機構為一無桿汽缸。
6. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板的自動化接合系統，其中該滑軌移送平台進一步包括至少一傳感器以判斷是否有該感應玻璃。
7. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板的自動化接合系統，其中該反面預貼機台的該排線折壓機構包括一垂直推塊沿著垂直該感應玻璃的方向上頂該排線成豎 直狀、一水平推塊沿著平行該感應玻璃的方向推平該排線、及一壓板沿著垂直該感應玻璃的方向向下壓平該排線以貼平於該感應玻璃的背面並貼附於該導電膠。
8. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板的自動化接合系統，其中該翻轉平台包括第一緩沖台以承接並固定該感應玻璃、一旋轉汽缸以旋轉該第一緩沖台、第二緩沖台位於該第一緩沖台的一側以承接並固定翻轉後該感應玻璃、以及一昇降汽缸以昇降該第二緩沖台。
9. 如申請專利範圍第8項所述的觸控面板的自動化接合系統，其中該第一緩沖台及該第二緩沖台各具有一負壓吸附裝置以吸附固定該感應玻璃。
10. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板的自動化接合系統，進一步包括一緩沖平台位於該本壓機與該下料機台之間，以收納由該本壓機移來的該些感應玻璃。