CN100357752C - 线路缺陷检测维修设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示器的制程设备，特别是该设备同时具备玻璃基板上的线路缺陷检测及激光修补该线路缺陷的功能，该制程设备包括一机台底座；一基板承载台，用以放置及承载玻璃基板；一接触探针检测模块，具有接触探针，及接触探针传动系统；一非接触式检测模块，具有非接触式感测器，及非接触检测传动系统，及一激光修补模块，具有激光修补头及激光修补传动系统并以激光方式修补该玻璃基板的该线路缺陷。本发明还涉及检测及修补玻璃基板线路缺陷的方法。

Description

线路缺陷检测维修设备及方法

【技术领域】

本发明涉及一种液晶显示器的制程设备，特别是该设备同时具备玻璃基板线路缺陷检测及以激光修补该线路缺陷的功能以提高产能，降低不良率及节省无尘室空间。

【现有技术】

请参考图1及图2，液晶显示面板于矩阵制程(Array process)后，于玻璃基板10上会形成如矩阵状的金属线路，包括资料线(即源极线)11及扫瞄线12等，线与线之间常因制程的不良而发生短路缺陷(Shortdefect)30，或开路缺陷(Open defect)20等线路缺陷，检测此种线路不良缺陷的制程工站一般习称开路/短路检测机(Open/Short Inspectionmachine)，其检测方式通常可区分为非接触式检测及接触式检测，非接触式检测通常包括两个非接触式感测器13、14，其形式可为静电电容耦合式(Electrostatic Capacitory Coupling style)，其中一感测器为讯号输出端，另一感测器为讯号接收端，运作时感测器贴近玻璃基板距离约100微米；以玻璃基板源极线(Source line)的线路缺陷检查为例，两感测器同步移动可先检查出线路缺陷点所在的线路缺陷线位置(line position)，之后讯号输出端的感测器停留于线路缺陷线位置不动，讯号接收端感测器沿着此具有线路缺陷点的线路往讯号输出端感测器移动，即可侦测出线路开路缺陷点20的位置(如图1所示)；或于侦测出线路缺陷线位置(lineposition)后，使用一对接触探针50与玻璃基板上的金属线路接触垫40接触，另外再配合非接触式感测器13即可检测出线路短路缺陷点30的位置(如图2所示)。

在现有的制程顺序中，开路/短路检测机所测得的不良品需交由另一激光修补机来修补金属线与线之间短路不良，以提高整体制程良率；而先前经检测机工站检测的资料，如线路缺陷的位置座标、线路缺陷的影像等系先储存于检测机的一记忆单元，随后将此资料通过网路或磁片传送至激光修补机，至于待修的玻璃基板不良品则需另外利用机械手臂将玻璃基板取出后放置至运输车，运输车运送至激光修补机后再由另一机械手臂将玻璃基板取出放置到激光修补机，玻璃基板于激光修补机重新进行夹持对位并配合检测机传送过来的资料进行线路缺陷修补。

这样的现有制程下，线路缺陷检测及激光修补二种动作分属不同的机台，基板的载入载出需靠机械手臂及搬运车，如此不仅费时，而且产品制程动线拉长，徒增产生不良品的风险，并占用宝贵无尘室空间，此外玻璃基板需于两机台分别重新定位夹持，不仅造成作业工时延长，两次定位的座标系亦不同，造成整体精度下降，不利于线宽日益缩小的趋势，及线路缺陷检测与激光修补全程自动化的目标。另一方面，请参考图3，US Pat.5164565公开一种激光修补机台，其运作方式为基板10放置并夹持于于X-Y传动平台60，修补线路缺陷时X-Y运动平台60带动基板10移动，而激光修补头70不动，缺陷检测机亦常见这样的设计，然而随着基板面积增大，对于此两种设备而言，这样的设计方式将占据太多空间，造成设备成本的增加及机台整体精度的下降而渐不可行，比较可行的方式是采取基板不动而激光修补头70移动，同样的，对于线路缺陷检测机的传动设计方式，比较可行的方式亦是玻璃基板不动而接触探针50及非接触式感测器13、14移动。

因此在这样的相同的设计趋势下，两种机台之间存在许多相同的定位及传动构件，所不同之处，仅是另外配置的是线路缺陷检测模块或激光修补模块的不同而已，因此将两种功能的机台设计为同一机台，是可行的，若分设于两种机台，反而浪费无尘室宝贵空间，及设备购置成本的大幅增加。

基于上述现有技术的缺点且为节省制程时间，本发明人对制程设备进行广泛研究，因而完成本发明。

【发明内容】

本发明主要目的是提供一种兼具线路缺陷检测及激光修补功能且所占空间更为精简的单一设备。

本发明另一目的是提供一种玻璃基板线路缺陷的检测与修补方法。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种线路缺陷检测及激光修补设备，该设备包括一机台底座，用以支撑构件；一基板承载台，设置于该机台底座上，用以放置及承载玻璃基板；一接触探针检测模块，具有接触探针，及接触探针传动系统，该接触探针传动系统系用以带动该接触探针，使该接触探针接触该玻璃基板的线路，以检测线路缺陷；一非接触式检测模块，具有非接触式感测器，及非接触检测传动系统，该非接触检测传动系统系用以带动该非接触式感测器，以非接触方式检测该玻璃基板的该线路缺陷，并与该接触探针检测模块共同决定线路缺陷位置；及一激光修补模块，具有激光修补头及激光修补传动系统，该激光修补传动系统系用以带动激光修补头，至该线路缺陷位置，并以激光方式修补该玻璃基板的该线路缺陷。其中该非接触检测传动系统包括：非接触检测垂直传动系统，具有传动元件，用以带动该非接触式感测器相对该玻璃基板垂直上下运动；非接触检测水平传动系统，具有传动元件，用以带动该非接触式感测器相对该玻璃基板水平左右运动；及第一线性马达定位传动系统，其中包括一马达本体、第一动子及第二动子，其中该第一动子与该非接触检测水平传动系统连结。

优选的是，该非接触检测垂直传动系统的传动元件包括汽缸或线性致动器。

依据上述目的，本发明又提供一种平面显示器玻璃基板的线路缺陷检测及激光修补的方法，包括下列步骤：

放置并夹持待检测的该玻璃基板于基板承载台；移动接触探针以及移动非接触式感测器以检测出线路缺陷，并决定线路缺陷位置；移动激光修补头至该线路缺陷位置，并以激光方式修补该线路缺陷；及将检测及修补完毕的该玻璃基板移出该基板承载台。其中该移动非接触式感测器步骤系利用一非接触检测传动系统实现，其中该非接触检测传动系统包括：非接触检测垂直传动系统，具有传动元件，用以带动该非接触式感测器相对该玻璃基板垂直上下运动；非接触检测水平传动系统，具有传动元件，用以带动该非接触式感测器相对该玻璃基板水平左右运动；及第一线性马达定位传动系统，其中包括一马达本体、第一动子及第二动子，该第一动子与该非接触检测水平传动系统连结

【附图说明】

图1为现有技术使用非接触式感测器检测基板线路开路缺陷的示意图。

图2为现有技术使用接触式探针搭配非接触式感测器检测基板线路短路缺陷的示意图。

图3为现有技术的激光修补系统。

图4为本发明的线路缺陷检测修补设备的立体视图。

图5为本发明的接触探针检测模块的立体视图。

图6为本发明的接触探针检测模块的垂直运动传动模块放大立体视图。

图7为本发明的本发明的接触探针检测模块的前后传动模块的侧视图。

图8为本发明的非接触式检测模块的立体视图。

图9为本发明的非接触式检测模块的立体视图的垂直运动传动模块放大立体视图。

图10为本发明的激光修补模块的立体视图。

图11为本发明依据步骤一以检测及修补线路缺陷的设备动作立体视图。

图12为本发明依据步骤二以检测及修补线路缺陷的设备动作立体视图。

图13为本发明依据步骤三以检测及修补线路缺陷的设备动作立体视图。

图14为本发明依据步骤四以检测及修补线路缺陷的设备动作立体视图。

【具体实施方式】

本发明的上述目的及其他目的将由下列较佳具体例配合附图详细说明变得更显而易见。

首先介绍本发明设备的硬体构件，现在请参见图4，为本发明线路缺陷检测修补设备的立体视图，包含有机台底座101，基板承载台200，接触探针检测模块300，非接触式检测模块400及激光修补模块500；

机台底座101及机台支撑座102形成整体机台的主要支撑，提供其他构成模块的置放空间，马达支撑座103用来支撑并架高马达。

基板承载台200，大体为矩型平板状，用来放置及夹持玻璃基板，，其材料通常为透明材质如玻璃或压克力所构成，透明材质可方便于需要时，可于下方另外设置光源模块(未绘于图示)，可对基板进行背面照光处理，以增加影像对比。

请参考图4、图5及图6，接触探针检测模块300，通常具有两组，对称配置，接触探针305，置于感测测头305a内，用以接触玻璃基板线路，以确认基板的不良缺陷处，该接触探针305及感测测头305a系由垂直运动传动模块301所带动，而可在垂直上下方向运动，该垂直运动传动模块301的主要组成元件包含第一底板301a，线性滑轨组301b，伺服旋转马达301c，滚珠导螺杆301d，第二底板301e，透过线性滑块(未绘于图示)与线性滑轨组301b相连接，连结板301f连结第二底板301e及探针模块感测器304；于是透过伺服旋转马达301c的带动可使接触探针305相对玻璃基板做垂直上下的移动。

接触探针305除需相对基板可上下运动外，亦需相对基板可进行水平移动，一水平运动传动模块302，可用来达成此功能，其主要组成包括支撑横梁3021，线性滑轨组3022，线性滑块组3023，及一线性马达定位传动系统3024，其中线性马达定位传动系统3024的主要组成包括马达本体3024a，动子3024b，及相对应的驱动电路系统(未绘于图示)，线性马达本体3024a则又内含线性滑块组(未绘于图示)、位置感测器(未绘于图示)及马达定子(未绘于图示)。一般习称的线性马达主要可分为线性步进马达，及线性伺服马达；线性步进马达虽然推力较小，但可以开路控制方式(Open-loop control)进行定位控制，结构较简单，线性伺服马达，主要组成元件通常包括成直线状排列由材料为永久磁铁的马达定子，位置感测器如光学尺，滑轨滑块组等支称件，驱动系统及硅钢片内置线圈所组成的动子等元件所组成，动子系与滑轨、滑块等支称件连结，可相对定子滑动，驱动系统透过动子内的线圈输入电压、电流等驱动讯号给动子，并使动子与定子的磁场产生作用力，驱动动子前进，并通过位置感测器的回馈讯号，调整驱动电压或电流以形成一闭回路定位控制系统(Close-loop control system)。

综上所述，动子3024b经由驱动电路系统驱动而相对马达本体3024a移动，又动子3024b，与垂直运动传动模块301的第一底板301a相连结，故整个垂直运动传动模块301，可被水平运动传动302所带动，而使接触探针305，相对玻璃基板做水平左右的移动。

接着，请参考图7，接触探针305可通过线性马达定位传动系统303而相对基板前后运动，该线性马达定位传动系统303，对秤配置基板承载台外侧，对秤中心大致为基板的中心线，其中的主要构件，又包括马达本体3031，动子3032及其相对应的驱动电路系统(未绘于图示)，动子3033及其相对应的驱动电路系统(未绘于图示)；如同前述水平运动传动模块302的线性马达定位传动系统3024的马达本体3024a，马达本体3031的组成亦包括滑轨滑块组(未绘制于图示)、位置感测器(未绘制于图示)及马达定子(未绘制于图示)，而线性马达定位传动系统303与线性马达定位传动系统3024的不同处在于，线性马达定位传动系统303于单一马达本体3031中连结两个动子3032以及3033及其分别相对应的驱动电路系统(未绘于图示)，而动子3032、3033可分别独立受其驱动电路系统驱动，亦即可分别独立相对马达本体3031运动，即一般业界所称的单轴双载子技术；相较于传统的滚珠导螺杆配合旋转马达形式的线性传动系统，运用线性马达定位传动系统的单轴双载子技术将大大减少机台所占的面积。

线性马达定位传动系统303及水平运动传动模块302，可透过连结支撑座304加以连结，连结支撑座304分别连接线性马达定位传动系统303的动子3032、3033及水平运动传动模块302的支撑横梁3021使线性马达定位传动系统303能带动整个水平运动传动模块302前后运动；综上所述，接触探针305可通过探针垂直运动传动模块301，水平运动传动模块302及线性马达定位传动系统303而相对玻璃基板上下前后左右移动，使接触探针305能随不同的线路设计状况而能与基板上的线路保持良好接触，提供准确的量测品质。

现请参考图8、图9及图10，静电电容耦合式感测器401，系由致动器402的伸缩杆4021所带动而可贴近基板或远离基板，致动器402与线性马达定位传动系统403的动子4031连结，该线性马达定位传动系统403，使用单轴双载子技术使之可分别具有两动子与致动器连结，其主要组成包括定子4033，线性滑轨4032，及线性滑块(未绘于图示)，底座4034，线性马达定位传动系统403，可带动感测器401水平左右移动。

线性马达定位传动系统403，与另一线性马达定位传动系统404连结，线性马达定位传动系统404，亦采用前述的单轴双动子技术其主要组成包括马达本体4041，及两对动子4042(如图8所示)以及4043(如图10所示)及其相对应的驱动电路系统(未绘制于图示)，马达本体4041的组成亦包括滑轨滑块组(未绘制于图示)、位置感测器(未绘制于图示)及马达定子(未绘制于图示)，而线性马达定位传动系统403的底座4034即与线性马达定位传动系统404的其中一对动子4042相连结，使线性马达定位传动系统404，得以驱动线性马达定位传动系统403进而可带动感测器前后移动。

经由上述的非接触式感测器或搭配接触探针检测出线路缺陷点座标后，可使用激光方式对于该线路缺陷点座标的短路缺陷(Short defect)切断造成短路的异物，进而修补基板。

请参考图10，激光修补头501，其内含激光产生系统，用以产生具功率的激光以切断短路金属异物，其中亦可再包括光学显微放大组件(未绘于图示)，以提供切断时的影像，激光修补头501，需要一传动系统连结带动至线路缺陷点位置以发挥其功能，激光修补头501与一线性马达定位传动系统502的动子5021连结，该线性马达定位传动系统502，其主要组成包括定子5022，滑轨5023，及滑块，底座5024，线性马达定位传动系统502，可带动激光修补头501水平左右移动。

线性马达定位传动系统502，与另一线性马达定位传动系统404连结，进而可带动激光修补头501前后移动。

另外线性马达定位传动系统404，透过动子4042、4043分别连结线性马达定位传动系统502及线性马达定位传动系统403，故于单一马达本体4041可分别独立驱动控制静电电容耦合式感测器401及激光修补头501，相对玻璃基板移动，相较于一般惯用的旋转马达加上滚珠导螺杆的组合，可大幅节省传动所需构件，进而减小机台尺寸，节省无尘室空间。

接下来介绍使用上述设备于液晶显示器玻璃基板线路缺陷检测及修补的方法，以线路的短路缺陷(short defect)为例，请参考图11至图14。

(1)首先，如图11所示，先通过传输系统如机械手臂等将已完成金属线路，待检测的玻璃基板10载入机台，放置并夹持于基板承载台200。

(2)参考图12，利用传动系统301、传动系统302及传动系统303带动接触探针305，以正确接触玻璃基板10上的金属线路并使用传动系统402、传动系统403及传动系统404带动非接触式感测器401能贴近玻璃基板10至适当距离，以检测出线路短路缺陷，并决定线路缺陷位置。

(3)参考图13，非接触式感测器401以及接触探针305退回原来位置之后，激光修补模头501经由传动系统502及传动系统404带动至线路短路缺陷位置，以激光方式切断造成短路的异物，使该区域变成正常的区域。

(4)参考图14，修补完线路缺陷后，激光修补模头501退回至原来位置，利用传输系统如机械手臂等将玻璃基板10移出，机台回至初始状态，等待下一片待测基板。

因此通过上述的设备及方法，与现有的技术相比较，本发明具备下列优点：

1.单一机台双种功能，节省制程步骤及工时。

2.玻璃基板检测完毕至激光修补制程工序之间，无须搬运及载卸过程，可减少工程意外及不良率。

3.机台制作构件大量节省，可大幅降低建厂成本，适合标准量产线配置。

本发明已通过上述的较佳具体例以及附图加以详细说明，但所揭示的具体例仅用以说明本发明，不用以限制本发明的范围不以上述实施例为限。凡在本发明精神及申请范围内所作的各种变化、改良均属本发明的范围。

【图号简单说明】

10玻璃基板                   11资料线

12扫瞄线                     20线路开路缺陷点

30线路短路缺陷点             13感测器

14感测器                     40接触垫

50接触探针                   60X-Y传动平台

70激光修补头                 101机台底座

102机台支撑座                103马达支撑座

200基板承载台                300接触探针检测模块

301垂直运动传动模块          301a第一底板

301b线性滑轨组               301c伺服旋转马达

301d滚珠导螺杆               301e第二底板

301b线性滑轨组               301f连结板

302水平运动传动模块          3021支撑横梁

3022线性滑轨组               3023线性滑块组

3024线性马达定位传动系统     3024a马达本体

3024b动子

303线性马达定位传动系统      3031马达本体

3032动子                     3033动子

304连结支撑座

305接触探针                  305a感测测头

400非接触式检测模块

401静电电容耦合式感测器      402致动器

4021伸缩杆

403线性马达定位传动系统

4031动子                     4032滑轨

4033定子                     4034底座

404线性马达定位传动系统     4041马达本体

4042动子                    4043动子

500激光修补模块

501激光修补头

502线性马达定位传动系统

5021动子                    5022定子

5023滑轨                    5024底座

Claims (15)

1.一种用于平面显示器的线路缺陷检测及激光修补设备，用以检测玻璃基板的线路缺陷并对该线路缺陷进行激光修补，该设备包括：

机台底座，用以支撑构件；

基板承载台，设置于该机台底座上，用以放置及承载玻璃基板；

接触探针检测模块，具有接触探针，及接触探针传动系统，该接触探针传动系统带动该接触探针，使该接触探针接触该玻璃基板的线路，以检测线路缺陷；

非接触式检测模块，具有非接触式感测器，及非接触检测传动系统，该非接触检测传动系统系用以带动该非接触式感测器，以非接触方式检测该玻璃基板的该线路缺陷，并与该接触探针检测模块共同决定线路缺陷位置；及

激光修补模块，具有激光修补头及激光修补传动系统，该激光修补传动系统系用以带动激光修补头，至该线路缺陷位置，并以激光方式修补该玻璃基板的该线路缺陷；

其中该非接触检测传动系统包括：

非接触检测垂直传动系统，具有传动元件，用以带动该非接触式感测器相对该玻璃基板垂直上下运动；

非接触检测水平传动系统，具有传动元件，用以带动该非接触式感测器相对该玻璃基板水平左右运动；及

第一线性马达定位传动系统，其中包括一马达本体、第一动子及第二动子，其中该第一动子与该非接触检测水平传动系统连结。

2.如权利要求1所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该接触探针传动系统包括：

接触探针垂直传动系统，具有传动元件，用以带动该接触探针相对该玻璃基板垂直上下运动；

接触探针水平传动系统，具有传动元件，用以带动该接触探针相对该玻璃基板水平左右运动；及

接触探针前后传动模块，具有传动元件，用以带动该接触探针相对该玻璃基板前后运动。

3.如权利要求1所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该激光修补传动系统包括：

激光修补水平传动模块，具有传动元件，用以带动该激光修补头相对该玻璃基板水平左右运动；及

所述第一线性马达定位传动系统。

4.如权利要求1所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该非接触式感测器为静电电容耦合式。

5.如权利要求2所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该接触探针垂直传动系统的传动元件包括旋转马达、导螺杆及滑轨滑块组。

6.如权利要求2所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该接触探针水平传动系统的传动元件包括线性马达。

7.如权利要求2所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该接触探针前后传动模块的传动元件包括线性马达。

8.如权利要求2所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该接触探针前后传动模块的传动元件包括旋转马达、导螺杆及滑块滑轨组。

9.如权利要求1所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该非接触检测垂直传动系统的传动元件包括汽缸或线性致动器。

10.如权利要求1所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该非接触检测水平传动系统的传动元件包括线性马达。

11.如权利要求3所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该激光修补水平传动模块的传动元件包括线性马达。

12.如权利要求3所述的线路缺陷检测及激光修补设备，其特征在于，该激光修补水平传动模块的传动元件包括旋转马达、导螺杆及滑块滑轨组。

13.一种用于平面显示器玻璃基板的线路缺陷检测及激光修补的方法，包括下列步骤：

放置并夹持待检测的该玻璃基板于基板承载台；

移动接触探针以及移动非接触式感测器以检测出线路缺陷，并决定线路缺陷位置，其中该移动非接触式感测器步骤系利用一非接触检测传动系统实现，其中该非接触检测传动系统包括：非接触检测垂直传动系统，具有传动元件，用以带动该非接触式感测器相对该玻璃基板垂直上下运动；非接触检测水平传动系统，具有传动元件，用以带动该非接触式感测器相对该玻璃基板水平左右运动；及第一线性马达定位传动系统，其中包括一马达本体、第一动子及第二动子，该第一动子与该非接触检测水平传动系统连结；

移动激光修补头至该线路缺陷位置，并以激光方式修补该线路缺陷；及

将检测及修补完毕的该玻璃基板移出该基板承载台。

14.如权利要求13所述的线路缺陷检测及激光修补的方法，其特征在于，该移动接触探针步骤利用一接触探针传动系统实现，其中该接触探针传动系统包括：

接触探针垂直传动系统，具有传动元件，用以带动该接触探针相对该玻璃基板垂直上下运动；

接触探针水平传动系统，具有传动元件，用以带动该接触探针相对该玻璃基板水平左右运动；及

接触探针前后传动模块，具有传动元件，用以带动该接触探针相对该玻璃基板前后运动。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该激光修补头系通过激光修补传动系统所带动，该激光修补传动系统包括：

激光修补水平传动模块，具有传动元件，用以带动该激光修补头，相对该玻璃基板水平左右运动；及

所述第一线性马达定位传动系统。

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