CN102794970B - 多层板贴合方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例揭露多层板贴合装置与方法，利用自然流淌溢满的方式，使得液态黏胶溢满于两基板之间；同时，利用影像捕获设备与对位模块提供快速的对位矫正，且固化程序可以在对位程序时同步进行固化，使增加对位精确度，使提高产品良率与可靠度。

Description

多层板贴合方法与装置

技术领域

本发明有关于一种多层板贴合装置与方法。

背景技术

在光电产品制造过程中，经常需要利用黏胶组装两个基板。例如，在液晶显示器制造过程，使用封胶贴合两基板并填充液晶于两基板之间；在移动电话制造过程，使用黏胶贴合保护屏幕与触控面板。

图1A与图1B显示一种习知的基板贴合装置与方法，其中图1A为上视图，图1B为侧视图。如图所示，基板贴合装置10包含下基板定位机构101与上基板定位机构102。基板贴合方法包含：先将下基板12置于基板贴合装置10的下基板定位机构101内，之后于上基板14的一表面上涂上液态黏胶16，再将上基板14以具有液态黏胶16的表面朝向下基板12，置于上基板定位机构102内，使上基板14位于下基板12之上，之后液态黏胶16会溢满分布于两基板之间并固化。此装置与方法仅是透过定位机构来定位，具有上下基板对位不精确的缺点。

图2A至图2C显示另一种习知的贴合装置与方法。参见图2A，基板贴合装置20包含一下治具202与一上治具204，其中下治具202为透明材质加工制作，并且与上治具204是透过一枢纽装置206相连接，上治具204上方设置有X轴微调机构208、Y轴微调机构210、角度微调机构212以及拍摄相机组214；下治具202上方设置有拍摄相机组216。

承上述之架构，基板贴合方法包含三个步骤：第一步骤，控制枢纽装置206使上治具204与下治具202呈水平排列后，将下基板12与上基板14分别置于下治具202与上治具204上，分别使用拍摄相机组216与拍摄相机组214记录下基板12与上基板14的位置，再利用X轴微调机构208、Y轴微调机构210与角度微调机构212调整上基板14至所需位置；第二步骤，参见图2B，将液态黏胶16涂布于上基板14或下基板12的表面后，控制枢纽装置206使上治具204与下治具202呈上下排列，使上基板14压迫下基板12、使液态黏胶16溢满于两基板12/14之间；第三步骤，参见图2C，使用光源18照射，使液态黏胶16固化。此装置与方法的缺点在于，上下基板14/12在液态黏胶16固化后会残留应力，影响产品质量。

图3A至图3C显示另一种习知的贴合装置与方法，其属于图2A至图2C所示装置与方法的变化。

参见图3A，基板贴合装置30包含一下治具302与上治具304透过一枢纽装置306相连接，上治具304上方设置有X轴微调机构308、Y轴微调机构310、角度微调机构312、拍摄相机组314，以及至少一穿孔318通过上治具304、Y轴微调机构310、X轴微调机构308、角度微调机构312；下治具302上方设置有拍摄相机组316。

承上述之架构，基板贴合方法包含三个步骤：第一步骤，参见图3A，控制枢纽装置306使上治具304与下治具302呈水平排列后，将下基板12与上基板14分别置于下治具302与上治具304，分别使用拍摄相机组316与拍摄相机组314记录下基板12与上基板14的位置，再利用X轴微调机构308、Y轴微调机构310与角度微调机构312调整上基板14至所需位置；第二步骤，参见图3B，将液态黏胶16涂布于上基板14或下基板12的表面后，控制枢纽装置306使上治具304与下治具302呈上下排列，使上基板14压迫下基板12、使液态黏胶16溢满于两基板12/14之间，之后，局部固化设备320(例如点光源)伸入穿孔318，使液态黏胶16局部固化；第三步骤，参见图3C，控制枢纽装置306使上治具304与下治具302呈水平排列，使用光源18照射，使液态黏胶16完全固化。此装置与方法的缺点在于上下基板的压迫使黏胶产生应力。另外，液态黏胶16会先经过局部固化之后再进行全面固化，导致整体固化程度不均匀，产生外观与可靠性的问题；并且，局部固化时，没有辅助定位机构，对位容易偏移。

鉴于先前技术存在的问题，亟需提供一种新的基板贴合装置与方法，解决基板贴合时的应力问题，以及定位不够精确，或对位偏移的缺陷，以提高产品良率与可靠性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新的基板贴合装置与方法，解决基板贴合时的应力问题，以及定位不够精确，或对位偏移的缺陷，以提高产品良率与可靠性。

根据上述目的，本发明一实施例提供一种多层板贴合装置，包含一初步贴合治具、至少一影像捕获设备、一对位模块。初步贴合治具用于定位一第一基板与一第二基板，且包含一辅助机构使该第一基板与该初步贴合治具的相对位置保持固定，该第二基板被置放于该第一基板上，藉此当一液态黏胶设置于该第一基板与该第二基板之间，可以无应力方式溢满于该第一基板与该第二基板之间。该影像捕获设备用于决定该第一基板与该第二基板的相对位置。该对位模块根据该第一基板与该第二基板的相对位置，进行一对位程序。

根据上述目的，本发明一实施例提供一种多层板贴合方法，包含下列步骤：固定一第一基板于一初步定位治具上；将该第二基板置放于该第一基板上，其中该第一基板及该第二基板之间涂布有一液态黏胶，并且在无施加外力的条件下，使该液态黏胶自然溢满于两基板之间；获取该第二基板与该初步定位治具的相对位置；获取该第一基板与该第二基板的相对位置；以及根据该第一基板与该第二基板的相对位置进行一对位程序。

根据上述目的，本发明一实施例提供一种多层板贴合方法，包含下列步骤：固定一第一基板于一初步定位治具上；获取该第一基板与该初步定位治具的相对位置；将该第二基板置放于该第一基板上，其中该第一基板及该第二基板之间涂布有一液态黏胶，并且在无施加外力的条件下，使该液态黏胶自然溢满于两基板之间；获取该第二基板与该初步定位治具的相对位置；获取第二基板与初步定位治具的相对位置；以及根据该第一基板与该第二基板的相对位置进行一对位程序。

根据本发明以上所述的多层板贴合装置与方法，利用自然流淌溢满的方式，使得液态黏胶溢满于两基板之间，解决习知技术以外力压迫使黏胶产生应力，造成对位不精的问题；同时，对位机台提供快速的对位矫正，且固化程序可以在对位程序时，同步进行固化，增加对位精确度，使提高产品良率与可靠度。

附图说明

下面结合具体实施方式及附图，对本发明作进一步详细说明。

图1A至图1B显示一种习知的基板贴合装置与方法；

图2A至图2C显示另一种习知的基板贴合装置与方法；

图3A至图3C显示另一种习知的基板贴合装置与方法；

图4A至图9显示根据本发明一实施例的多层板贴合装置与方法，其中：

图4A与图4B分别显示利用一初步定位治具固定一下基板的侧视图与上视图；

图5显示利用一对位机台的影像捕获设备获取下基板与初步定位治具的相对位置；

图6A显示涂布有一液态黏胶的上基板被置放于下基板上；

图6B显示该液态黏胶以自然淌流溢满于上基板与下基板之间；

图7显示利用对位机台的影像捕获设备获取上基板与初步定位治具的相对位置；

图8显示对位程序的矫正方向；

图9显示利用对位机台的一固化设备使液态黏胶固化；

图10显示根据本发明一实施例多层板贴合方法的流程图；以及

图11显示根据本发明另一实施例多层板贴合方法的流程图。

主要组件符号说明

10基板贴合装置

12下基板

14上基板

16液态黏胶

18光源

20基板贴合装置

30基板贴合装置

50对位机台

101下基板定位机构

102上基板定位机构

122下靶标

142上靶标

202下治具

204上治具

206枢纽装置

208X轴微调机构

210Y轴微调机构

212角度微调机构

214拍摄相机组

216拍摄相机组

302下治具

304上治具

306枢纽装置

308X轴微调机构

310Y轴微调机构

312角度微调机构

314拍摄相机组

316拍摄相机组

318穿孔

320局部固化设备

402初步定位治具

404第一定位机构

406第二定位机构

408孔道

410治具靶标

504X轴微调机构

502Y轴微调机构

506角度微调机构

508拍摄相机组

510机械手臂

512固化设备

602-616多层板贴合方法

702-714多层板贴合方法

具体实施方式

以下将详述本案的各实施例，并配合图式作为例示。除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地实行在其他的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本案的范围内，并以之后的专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的程序步骤或组件并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要之限制。

以下说明本发明实施例的多层板贴合装置与方法。本发明实施例的多层板贴合装置可包含一对位机台与一贴合机台，前者用于调整基板至所需的位置，后者用于贴合两基板。但在结构上也可以结合成仅一个机构。

图4A至图9显示根据本发明实施例的多层板贴合装置与方法。首先，以机械手臂(未图示)将下基板12置于一初步定位治具402上，如图4A与图4B所示，其中图4A为初步定位治具402的侧视图，图4B为俯视图。初步定位治具402的上方可设置有第一定位机构404、第二定位机构406，另外，初步定位治具402可利用一辅助机构(未图示)使下基板12与初步定位治具402的相对位置保持固定，该辅助机构的结构并不受限，例如图4A之实施例所述，该辅助机构包含一孔道408连接一真空设备，例如真空泵(未图示)。此外，若依实际设计的需求，该辅助机构亦可设计为包含一低黏性胶体(未图示)暂时固定下基板12与初步定位治具；或者，该辅助机构包含卡闩、夹钳等辅助机构，使下基板12与初步定位治具402的相对位置保持固定。

复参考图4A及图4B，下基板12被置于第一定位机构404所定义的范围内，以进行初步定位，同时利用真空设备所产生的真空引力，使下基板12与初步定位治具402的相对位置保持固定。另外，下基板12具有下靶标122，初步定位治具402具有治具靶标410，其用处于稍后提及。

接着，参照图5，将初步定位治具402移动至一对位机台50，其具有X轴微调机构504、Y轴微调机构502、角度微调机构506以及至少一影像捕获设备，较佳者为拍摄相机组508。其中的X轴微调机构504、Y轴微调机构502及角度微调机构506可视为一对位模块。拍摄相机组508具有感光组件，例如电荷耦合组件(charge-coupled device)，可记录目标的影像。此时，先后移动拍摄相机组508，以记录治具靶标410与下靶标122的坐标，以获得初步定位治具402与下基板12的相对位置。注意到在移动的过程中，孔道408始终保持真空，使初步定位治具402与下基板12的相对位置保持不变。另外，在另一实施例，图4A与图4B所示的初步定位步骤亦可直接在对位机台50上进行。

再参照图6A，初步定位治具402被移动至一贴合机台(未图示)，在移动的过程中，孔道408始终保持真空，使初步定位治具402与下基板12的相对位置保持不变。此时，液态黏胶16被涂布于上基板14表面上，接着，以机械手臂(未图示)抓取上基板14，使其具有液态黏胶16的表面朝向下基板12，将上基板14置于第二定位机构406所定义的范围内。之后，液态黏胶16在没有施加任何外力的情形下，会自然溢满于上基板14与下基板12之间，如图6B所示。值得注意的是，在另一实施例，此初步贴合步骤可直接在对位机台50上进行，不需移动至贴合机台。另外，在另一实施例，液态黏胶16也可以涂布在下基板12的上表面上。

再参照图7，初步定位治具402被移动至对位机台50，在移动的过程中，孔道408保持真空，使初步定位治具402与下基板12的相对位置保持不变；此时，以机械手臂510固定上基板14的位置，移动拍摄相机组508记录上基板14的上靶标142与治具靶标410的坐标，以获得初步定位治具402与上基板14的相对位置关系。

接着，根据先前所获得的下基板12与初步定位治具402的相对位置关系，以及初步定位治具402与上基板14的相对位置关系，可获得下基板12与上基板14的相对位置关系；藉此，可据以调整两基板或其中之一至所需位置。于此实施例，两基板的相对位置调整是经由调整下基板12的位置达成，利用X轴微调机构504、Y轴微调机构502、角度微调机构506分别调整下基板12在X轴、Y轴、θ方向的偏差，如图8所示。

接着，参照图9，当上基板14与下基板12的相对位置已经被调整达到所求，以固化设备512，将液态黏胶16固化。固化设备512视所使用的液态黏胶16种类而异，在此并非为本发明所限制。若液态黏胶16为光固型黏胶(例如紫外光胶(Ultraviolent light curing adhesives))，则固化设备512为一可见光源；若液态黏胶16为热固型黏胶，则固化设备512为一加热设备；若液态黏胶16为湿固型黏胶，则固化设备512为一湿气产生设备。

上述的多层板贴合装置，初步定位治具402的第一定位机构404与第二定位机构406可依照所欲贴合基板的尺寸与形状，设计合适的初步定位机构，位置上也可改为上基板14在下方，下基板12在上方。

上述的多层板贴合方法，可归纳成如图10所示的流程图。于步骤602，固定第一基板于初步定位治具上。步骤604，获取第一基板与初步定位治具的相对位置。步骤606，涂布液态黏胶于第二基板或第一基板的表面。步骤608，将第二基板置放于第一基板表面上，在无施加外力的条件下，使液态黏胶自然溢满于两基板之间。步骤610，固定第二基板的位置，例如，以机械手臂固定其位置。步骤612，获取第二基板与初步定位治具的相对位置，再加上先前所获取的第一基板与初步定位治具的相对位置，可获得第一基板与第二基板的相对位置。步骤614，根据第一基板与第二基板的相对位置进行对位程序。步骤616，固化液态黏胶。

图10所示的方法，适用于当第一基板(例如下基板)的尺寸小于第二基板(例如上基板)的尺寸，且第二基板为不透明基板的情况之下。因为此时的第二基板会阻碍获取第一基板上的靶标之坐标，因而才藉由步骤604中的第一基板及步骤612中的第二基板分别与初步定位治具的位置关系，来顺利获得第一基板与第二基板的相对位置。

反之，如果第一基板的尺寸大于第二基板的尺寸，或第二基板为透明的基板，则步骤604与步骤612可合并为一个步骤，如图11的流程图所示。于步骤702，固定第一基板于初步定位治具上。步骤704，涂布液态黏胶于第二基板或第一基板表面。步骤706，将第二基板置放于第一基板表面上，在无施加外力的条件下，使液态黏胶自然溢满于两基板之间。步骤708，固定第二基板的位置，例如，以机械手臂固定其位置。步骤710，藉由影像捕获设备，较佳者为拍摄相机组，获取第一基板与第二基板的坐标，获取第一基板与第二基板的相对位置。步骤712，根据第一基板与第二基板的相对位置进行对位程序。步骤714，固化液态黏胶。根据图11所示的方法，其与图10的方法不同处仅在于，第一基板与第二基板的相对位置是在同一个步骤710，藉由拍摄相机组获取第一基板与第二基板的坐标而得。

根据本发明以上所述的多层板贴合装置与方法，利用自然流淌溢满的方式，使得液态黏胶溢满于两基板之间，解决习知技术以外力压迫使黏胶产生应力，造成对位不精的问题；同时，对位机台提供快速的对位矫正，且固化程序可以在对位程序时，同步进行固化，增加对位精确度，使提高产品良率与可靠度。

上述众实施例仅为说明本发明之技术思想及特点，其目的在使熟悉此技艺之人士能了解本发明之内容并据以实施，当不能以之限定本发明之专利范围，即凡其他未脱离本发明所揭示精神所完成之各种等效改变或修饰都涵盖在本发明所揭露的范围内，均应包含在下述之申请专利范围内。

Claims (22)

1.一种多层板贴合装置，其特征在于，包含：

一初步贴合治具，用于定位一第一基板与一第二基板，且包含一辅助机构使该第一基板与该初步贴合治具的相对位置保持固定，该第二基板置放于该第一基板上，藉此当一液态黏胶设置于该第一基板与该第二基板之间，是以无应力方式溢满于该第一基板与该第二基板之间；

至少一影像捕获设备，用于决定该第一基板与该第二基板的相对位置；以及

一对位模块，在该液态黏胶以无应力方式溢满于该第一基板与该第二基板之间后，根据该第一基板与该第二基板的相对位置，进行一对位程序。

2.如权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的对位模块包含一X轴微调机构、一Y轴微调机构、一角度微调机构，该对位程序分别矫正该第一基板在X轴、Y轴、θ方向的偏差，调整该第一基板至所需的位置。

3.如权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，还包含一固化设备，用于在该对位程序之后，固化该液态黏胶。

4.如权利要求3所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的液态黏胶为光固型黏胶，该固化设备包含一可见光源。

5.如权利要求3所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的液态黏胶为热固型黏胶，该固化设备包含一加热设备。

6.如权利要求3所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的液态黏胶为湿固型黏胶，该固化设备包含一湿气产生设备。

7.如权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的辅助机构包含在该初步贴合治具内设置一孔道连接一真空设备，使该孔道具有一吸引力，藉此辅助固定该第一基板与该初步贴合治具的相对位置。

8.如权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的辅助机构包含一低黏性胶体，以辅助固定该第一基板与该初步贴合治具的相对位置。

9.如权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的辅助机构包含一卡闩或一夹钳，以辅助固定该第一基板与该初步贴合治具的相对位置。

10.如权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的初步贴合治具包含一第一定位机构用于容置该第一基板，以及一第二定位机构用于容置该第二基板。

11.一种多层板贴合方法，其特征在于，包含下列步骤：

固定一第一基板于一初步定位治具上；

将该第二基板置放于该第一基板上，其中该第一基板及该第二基板之间系涂布有一液态黏胶，并且在无施加外力的条件下，使该液态黏胶自然溢满；

固定该第二基板的位置；

获取该第一基板与该第二基板的相对位置；以及

根据该第一基板与该第二基板的相对位置进行一对位程序。

12.如权利要求11所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的固定该第一基板与该初步定位治具的方法包含利用真空吸引力固定。

13.如权利要求11所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的第一基板与该第二基板的相对位置，是经由获取该第一基板与该第二基板的坐标而得。

14.如权利要求11所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的对位程序分别矫正该第一基板在X轴、Y轴、θ方向的偏差，调整该第一基板至所需的位置。

15.如权利要求11所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的固定该第二基板位置的方法，包含以机械手臂固定该第二基板。

16.如权利要求11所述的多层板贴合方法，其特征在于，在该对位程序之后，更包含固化该液态黏胶。

17.一种多层板贴合方法，其特征在于，包含下列步骤：

固定一第一基板于一初步定位治具上；

获取该第一基板与该初步定位治具的相对位置；

将该第二基板置放于该第一基板上，其中该第一基板及该第二基板之间系涂布有一液态黏胶，并且在无施加外力的条件下，使该液态黏胶自然溢满于该第一基板与该第二基板之间；

固定该第二基板的位置；

获取该第二基板与该初步定位治具的相对位置；以及

根据该第一基板与该第二基板的相对位置进行一对位程序。

18.如权利要求17所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的固定该第一基板与该初步定位治具的方法包含利用真空吸引力固定。

19.如权利要求17所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的第一基板与该第二基板的相对位置，是经由该第一基板与该初步定位治具的相对位置，以及该第二基板与该初步定位治具的相对位置推算得到。

20.如权利要求17所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的对位程序分别矫正该第一基板在X轴、Y轴、θ方向的偏差，调整该第一基板至所需的位置。

21.如权利要求17所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的固定该第二基板位置的方法，包含以机械手臂固定该第二基板。

22.如权利要求17所述的多层板贴合方法，其特征在于，在该对位程序之后，更包含固化该液态黏胶。