200932073 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及電路板技術領域，尤其涉及一種電路板投 收系統及使用該電路板投收系統進行翻板之方法。 【先前技術】 隨著電子產品往小型化、高速化方向發展，電路板亦 從單面電路板往雙面電路板甚至多層電路板方向發展。雙 面電路板係指雙面均分佈有導電線路之電路板。多層電路 〇板係指由複數單面電路板或雙面電路板積層而成之具有三 層以上導電線路之電路板。由於雙面電路板與多層電路板 具有較多佈線面積、較高裝配密度而得到廣泛應用（請參 見 Takahashi，A.等人於 1992 年發表於 IEEE Trans, on Components, Packaging, and Manufacturing Technology 之 文獻 “High density multilayer printed circuit board for HITAC M-880”）。 ^ 導電線路為雙面電路板與多層電路板實現訊號傳輸之 重要組成，其包括内層導電線路與外層導電線路。由於雙 面電路板與多層電路板均需要製作雙面之外層導電線路， 因此於外層導電線路製作中，需要進行雙面壓膜、雙面曝 光、雙面顯影及雙面蝕刻等工序。具體地，首先，由壓膜 機將傳送帶上之電路板進行壓膜，即於電路板之兩個表面 上貼覆乾膜。其次進行乾膜曝光工序，先由投收板機之投 板裝置將已貼覆乾膜之電路板投放至曝光平台，再藉由具 有正型或負型導電線路圖案之光掩模對電路板之一表面進 7 200932073 行曝光，曝光一定時間後由工作人員將電路板進行翻面， 將電路板與光掩模對準後再對電路板之另一表面進行曝 .光，進行雙面曝光後之電路板再由投收板機之收板裝置進 •行收集，並放置傳送帶上。再次，以弱鹼液喷淋電路板之 兩個表面以除去曝光部分之乾膜或未曝光部分之乾膜，使 得乾膜形成導電線路圖案從而保護導電線路部分之銅層， 並暴露出非導電線路部分之銅層。最後，以銅蝕刻液喷淋 ❾電路板電路板表面上被乾膜保護之銅層不被钱刻，不被 乾膜保護並暴露出之銅層則被蝕刻去除，從而使得銅層形 成導電線路圖案；再以強鹼液將殘留之乾膜洗去，即可獲 得完成導電線路製作之電路板。 雙面電路板與多層電路板之外層導電線路製作過程 中，至少於曝光過程中需要進行人工翻板，即由工作人員 將電路板進行翻面，以使得電路板兩個表面上之乾膜均接 受曝光從而使得電路板之兩個表面均可形成導電線路。然 ❾而，人工翻板之工藝不但需要較高人力成本，具有較慢之 翻板速度，而且具有較低之翻板對準性。 有鑑於此，有必要提供一種可進行機械翻板之電路板 投收系統以及使用該電路板投收系統進行翻板之方法。 【發明内容】 以下將以實施例說明一種電路板投收系統及使用該電 路板投收系統進行翻板之方法。 一種電路板投收系統，包括機架、工作台、投板裝置、 收板裝置及控制器。該工作台與機架相對，用於放置電路 8 200932073 板。該機架用於設置投板裝置與收板裝置。該投板裝置與 收板裝置相對。投板裝置包括依次連接之第一移動部、/第 .一旋轉部以及第一吸盤。收板裝置包括依次連接之第二移 -動部、第二旋轉部以及第二吸盤。該第一移動部、第二移 動部均設置於機架，分別用於帶動第一旋轉部與第二旋轉 部進行正交第一軸向與第二轴向之移動。該第—旋轉部、 第二旋轉部分別用於帶動第一吸盤與第二吸盤繞垂直^第 ❹一軸向與第二軸向之第三軸向旋轉。該第一吸盤、第二吸 盤均設置於工作台上方，均用於吸附電路板。該控制器與 第一移動部、第一旋轉部、第二移動部與第二旋轉部電氣 連接，用於控制第一移動部、第一旋轉部、第二移動部與 第*一旋轉部之運動。 一種使用電路板投收系統進行翻板之方法，包括以下 步驟：提供如上所述之電路板投收系統；提供放置於工作 台之電路板，其具有相對之第一表面與第二表面，該第一 ❽表面與工作台接觸；利用控制器控制第一移動部沿正交之 第一轴向與第二轴向移動以使第一吸盤與電路板之第一表 面接觸，第一吸盤從第一表面吸附電路板後，使第一吸盤 遠離工作台’·控制器控制第一旋轉部帶動第一吸盤繞第二 軸向沿第一方向旋轉一定角度，從而使得電路板之第 面、第二表面與工作台有一定夾角；控制器控制第二 部帶動第二吸盤繞第三軸向沿與第一方向相反之第二方向 旋轉，直至第二吸盤與第一吸盤平行相對；控制器控制^ 二移動部帶動第二吸盤沿正交之第一軸向肖第二轴向移動 9 200932073 直至第二吸盤與電路板之第二表面接觸，使第二吸盤從第 二表面吸附電路板後再使得第一吸盤鬆開電路板；第二旋 > 轉部帶動第二吸盤繞第三軸向沿第一方向旋轉，直至電路 板之第一表面、第二表面均與工作台相對；第二吸盤鬆開 電路板。 本技術方案之電路板投收系統不但可以第一移動部與 第一吸盤進行電路板之投放，可以第二移動部與第二吸盤 進行電路板之收集，而且還可以第一旋轉部與第二旋轉部 ®分別帶動第一吸盤與第二吸盤進行旋轉，第一旋轉部與第 二旋轉部配合即可較方便地將電路板進行翻面。本技術方 案之使用該電路板投收系統進行翻板之方法採用機械方法 翻板，不但節約人力成本，而且便於將電路板進行對準。 【實施方式】 下面將結合附圖及實施例，對本技術方案之電路板投 收系統及使用該電路板投收系統進行翻板之方法作進一步 之詳細說明。 請一併參閱圖1、圖2及圖3,本技術方案實施方式提 供之電路板投收系統100包括工作台10、機架20、投板裝 置30、收板裝置40及控制器50。該工作台10用於放置電 路板。該機架20架設於工作台10上方，並與工作台10相 對。該投板裝置30與收板裝置40相對設置於機架20，並 位於工作台10上方。投板裝置30用於投放電路板。該收 板裝置40用於收集電路板。投板裝置30與收板裝置40配 合還可將電路板進行翻面，即進行翻板動作。該控制器50 200932073 與投板裝置30、收板裝置40電氣連接，以控制投板裝置 30與收板裝置40之動作。 . 該工作台10可為曝光平台或其他工作平台，其具有一 工作面101。該工作面101優選具有與電路板形狀相對應之 凹槽，以便放置待處理之電路板。 該機架20具有四個座體21及架設於四個座體21之間 之架體22。該座體21用於支撐架體22。該架體22用於設 置投板裝置30與收板裝置40。優選地，架體22上可設有 fl W滑軌，以便於投板裝置30與收板裝置40於其上滑動。 該投板裝置30與收板裝置40均包括依次連接之移動 部、旋轉部及吸盤。該吸盤與工作台10相對，用於吸附放 置於工作台10上之電路板。該旋轉部為可進行旋轉或擺動 之部件，可帶動吸盤進行一定角度之轉動。該移動部設置 於機架20，其為可進行三維運動之三軸運動系統或可進行 二維運動之二軸運動系統，以可帶動旋轉部與吸盤進行三 0維或二維移動。該移動部與旋轉部均為依靠氣壓、液壓、 磁場或其他能量為能源之運動系統，例如氣壓缸、液壓缸、 磁力致動器等。投板裝置30之移動部、旋轉部及吸盤之具 體結構可分別與收板裝置40之移動部、旋轉部及吸盤之具 體結構相同，亦可不同。 本實施例中，投板裝置30包括第一移動部31、第一旋 轉部32以及第一吸盤33。該收板裝置40包括第二移動部 41、第二旋轉部42以及第二吸盤43。該第一移動部31、 第一旋轉部32以及第一吸盤33之具體結構分別與第二移 11 200932073 動部41、第二旋轉部42以及第二吸盤43之具體結構相同。 以下，僅以投板裝置30為例進行介紹。 . 第一移動部31包括第一氣缸311與第二氣缸312。該 第一氣缸311與第二氣缸312結構基本相同，均包括缸體、 活塞與活塞桿。該缸體與氣壓閥相連接，其内可填充壓縮 空氣。壓縮空氣可推動活塞及活塞桿移動，從而對連接於 活塞桿之負載實現推拉動作。該第一氣缸311與第二氣缸 312垂直連接，即可對負載實現兩個正交軸向之推拉移動。 ® 以架體22長度方向為第一軸向A即水平軸向，以垂直 於架體22長度方向為第二軸向B即垂直轴向，從而第一軸 向A與第二軸向B構成二維正交轴向系統。 具體地，該第一氣缸311包括第一缸體3111、第一活 塞3112及第一活塞桿3113。該第一缸體3111固設於架體 22，第一缸體3111之軸線與第一活塞桿3113均平行於第 一軸向A。該第二氣缸312包括第二缸體3121、第二活塞 ❹ 3122及第二活塞桿3123。該第二缸體3121連接於第一活 塞桿3113，第二缸體3121之軸線與第二活塞桿3123均平 行於第二軸向B，且第二活塞桿3123與第一旋轉部32相 連接。從而，第一氣缸311可帶動第二氣缸312、第一旋轉 部32及第一吸盤33沿第一軸向A移動，第二氣缸312可 帶動第一旋轉部32及第一吸盤33沿第二軸向B移動。 第一旋轉部32為一擺動氣缸，其包括第三缸體321、 定子322、轉子323及葉片324。第三缸體321與第二活塞 桿3123相連接，從而第一移動部31可帶動第一旋轉部32 12 200932073 進行第一軸向A或第二軸向B之移動。第三缸體321内具 有一腔體3210，而定子322、轉子323與葉片324將腔體 . 分隔為左腔3211與右腔3212。其中，轉子323可轉動地設 置於腔體3210中央，其軸線方向為垂直於第一軸向A、第 二軸向B之第三軸向C。轉子323藉由連接桿325與第一 吸盤33相連接，該連接桿325之長度方向與第二軸向B平 行。該定子322固設於缸體321與轉子323之間，且定子 322内設有相對之第一氣流通道3221與第二氣流通道 ® 3222，該第一氣流通道3221與左腔3211相連通，該第二 氣流通道3222與右腔3212相連通。該葉片324位於轉子 323與缸體321之間，且固定連接於轉子323，葉片324之 轉動可改變左腔3211與右腔3212之大小比例。 當壓縮空氣從第二氣流通道3222進入右腔3212時， 壓縮空氣可推動葉片324帶動轉子323逆時針旋轉，轉子 323進一步帶動連接桿325、第一吸盤33 —起以轉子323 U為軸逆時針轉動，即繞第三軸向C向靠近第二吸盤43之第 一方向R1轉動。當壓縮空氣從第一氣流通道3221進入左 腔3211時，壓縮空氣可推動葉片324帶動轉子323順時針 旋轉，轉子323可進一步帶動連接桿325、第一吸盤33 — 起以轉子323為軸順時針旋轉，即，繞第三軸向C向第二 方向R2即遠離第二吸盤43之方向轉動。從而，第一旋轉 部32可帶動第一吸盤33繞第三軸向C向第一方向R1或第 二方向R2旋轉任意角度。 當然，除擺動氣缸以及與擺動氣缸結構相類之擺動液 13 200932073 壓缸外，第一旋轉部32還可為旋轉氣缸、旋轉液壓缸或磁 力轉動器等，僅需其具有使與其相連接之第一吸盤33繞第 . 三軸向C旋轉之功能即可。 該第一吸盤33包括連接板331與複數吸嘴332。該連 接板331與工作面101平行，且藉由連接桿325連接於第 一旋轉部32之轉子323,以使第一旋轉部32可帶動第一吸 盤33繞第三軸向C旋轉。該複數吸嘴332設置於連接板 331且與連接板331垂直。吸嘴332内設有氣流管道（圖未 ®示），氣流管道與輸氣管（圖未示）、抽真空裝置（圖未示） 相連接，抽真空裝置可使得氣流管道内產生真空，從而使 得電路板因大氣壓力而被第一吸盤33之複數吸嘴332吸 附。當然，該第一吸盤3之複數吸嘴3323亦可與氣壓閥、 控制器50相連接，從而由其控制第一吸盤33吸附電路板 之動作。 如上所述，第一移動部31之第一氣缸311可帶動第一 ◎吸盤33沿第一軸向A水平移動，第二氣缸312可帶動第一 吸盤33沿第二軸向B垂直移動，第一旋轉部可帶動第一吸 盤33繞第三軸向C向第一方向R1或第二方向R2旋轉， 亦即，投板裝置30第一吸盤33吸附之電路板可被帶動進 行移動與旋轉。同理，收板裝置40之第二吸盤43吸附之 電路板亦可被帶動進行移動與旋轉。 控制器50内具有控制電路，該控制電路與投板裝置30 之第一移動部31、第一旋轉部32間具有電氣連接，同時還 與收板裝置40之第二移動部41與第二旋轉部42間具有電 14 200932073 氣連接，從而控制器50可控制第一移動部31與第二移動 部41進行第一軸向A與第二軸向B之移動，還可控制第一 . 旋轉部32與第二旋轉部42繞第三轴向C向第一方向R1 或第二方向R2轉動。 由於第一吸盤33、第二吸盤43可吸附電路板，控制器 50可控制第一吸盤33、第二吸盤43帶動電路板進行移動 與旋轉，從而，本技術方案之電路板投收系統100可使得 電路板進行第一軸向A、第二軸向B之移動，以及繞第三 軸向C向第一方向R1或第二方向R2任意角度之旋轉，從 而，本技術方案之電路板投收系統除可應用投板裝置30進 行電路板投放動作、應用收板裝置40進行電路板收集動作 外，還可使得投板裝置30與收板裝置40配合以將電路板 進行翻面。 本技術方案還提供一種採用如上所述之電路板投收系 統100進行翻板之方法，包括以下步驟： Q 第一步，提供如圖1至圖3所示之電路板投收系統100。 第二步，請參閱圖4,提供待翻面之電路板200，其具 有相對之第一表面201與第二表面202。該待翻面之電路板 200放置於工作台10，電路板200之第一表面201與第一 吸盤33、第二吸盤43相對，第二表面202與工作面101 接觸。 第三步，控制器50控制第一移動部31沿第一軸向A 與第二軸向B移動，以使第一吸盤33與電路板200之第一 表面201接觸，第一吸盤33從第一表面201吸附電路板200 15 200932073 後，控制器50再使得第一移動部31帶動第一吸盤33遠離 工作台10。 請參閱圖5，控制器50内之控制電路根據第一吸盤33 與電路板200之間之水平距離控制第一氣缸311之第一活 塞桿3113之推拉長度，從而使得第一吸盤33與電路板200 之第一表面201正好相對。然後控制器50根據第一吸盤33 與電路板200之間之垂直距離控制第二氣缸312之第一活 塞桿3123之推拉長度，從而使得第一吸盤33之複數吸嘴 ❹332正好接觸電路板2〇〇之第一表面201。 第一吸盤33之複數吸嘴332接觸電路板200之第一表 面201後，開啟第一吸盤33之抽真空裝置（圖未示）’使 得複數吸嘴332内之氣流管道（圖未示）形成真空。由於 大氣壓力之作用’電路板2〇〇即可被複數吸嘴332吸附 請參閱圖6，第一吸盤33吸附電路板200後’控制器 50使得第二氣缸312之第二活塞桿3123回縮’從而帶動第 ❹一旋轉部32、第一吸盤33及第一吸盤33吸附之電路板200 沿第二軸向B向上移動，從而遠離工作台10。第一吸盤33 移動之距離至少大於電路板20〇之寬度，以使得第一旋轉 部32帶動電路板200進行旋轉時電路板200不與工作面 101產生磕碰。 第四步，請參閱圖7’控制器50控制第一旋轉部32 帶動第一吸盤33繞第三軸向C向第一方向R1旋轉一定角 度，從而使得電路板200之第一表面201、第二表面202 與工作面101有一定夾角。該第一吸盤33之第一方向R1 16 200932073 係指第一吸盤33繞第三軸向C向靠近第二吸盤43旋轉之 方向，即逆時針方向。 . 控制器50控制一定量壓縮空氣從定子322之第二氣流 通道3222進入右腔3221並推動葉片324逆時針轉動一定 角度，葉片324帶動轉子323逆時針轉動，轉子323進一 步藉由連接桿325帶動第一吸盤33及其吸附之電路板200 繞第三軸向C沿第一方向R1旋轉一定角度。進入右腔3221 之壓縮空氣之量與第一吸盤33旋轉之角度相關，控制器50 ®僅需控制壓縮空氣之量即可控制第一吸盤33及電路板200 旋轉之角度大小。該第一吸盤33及電路板200旋轉之角度 可為0〜180度之間，優選為45〜135度。亦即，電路板200 之第一表面201、第二表面202與工作面101之間之夾角亦 優選為45〜135度之間。本實施例中，第一吸盤33繞第三 軸向C向第一方向R1旋轉90度，從而，連接板331、電 路板200從與工作面101平行之位置旋轉至與工作面101 A垂直之位置。 第五步，請參閱圖8，同理，控制器50控制第二旋轉 部42帶動第二吸盤43繞第三軸向C沿與第一方向R1相反 之第二方向R2旋轉一定角度，直至第二吸盤43與第一吸 盤33平行相對。該第二吸盤43之第二方向R2為順時針方 向，即，係指第二吸盤43繞第三軸向C向靠近第一吸盤 33旋轉之方向。 該第二吸盤43沿第二方向R2旋轉之角度大小與第一 吸盤33沿第一方向R1旋轉之角度大小相對應，從而使得 17 200932073 旋轉後之第二吸盤43與第一吸盤33平行相對。本實施例 中，控制器50控制第二旋轉部42帶動第二吸盤43繞第三 軸向C向第二方向R2旋轉90度。 第六步，請參閱圖9，控制器50控制第二移動部41 帶動第二吸盤43沿第一軸向A與第二軸向B移動，直至第 二吸盤43與電路板200之第二表面202接觸，使第二吸盤 43從第二表面202吸附電路板200後使得第一吸盤33鬆開 電路板200。 ® 控制器50根據第二吸盤43與電路板200之間之距離 控制第二移動部41之活塞桿之推拉長度，從而使得第二吸 盤43之複數吸嘴322剛好與第二表面202接觸。 第二吸盤43之複數吸嘴與第二表面202接觸後，開啟 與第二吸盤43相連接之抽真空裝置，以使電路板200被第 二吸盤43吸附。 第二吸盤43吸附電路板200後，關閉與第一吸盤33 ^相連接之抽真空裝置，使氣流管道内逐漸充滿空氣，從而 氣流管道内之氣壓與外界之氣壓相同，即可使得電路板200 不再被第一吸盤33吸附。 優選地，第一吸盤33鬆開電路板200後，控制器50 可進一步使得第一移動部31帶動第一吸盤33回縮至第一 步時第一吸盤33所處之位置，以免得第一旋轉部32、第一 吸盤33妨礙第二吸盤43之移動與旋轉。 第七步，請參閱圖10，控制器50控制第二旋轉部42 帶動第二吸盤43繞沿第三軸向C向第一方向R1旋轉，直 18 200932073 至電路板200之第一表面201、第二表面202均與工作台 10平行相對。該第二吸盤43之第一方向R1為逆時針方向’ .即，係指第二吸盤43繞第三轴向C向遠離第一吸盤33旋 . 轉之方向。 第二吸盤43及其吸附之電路板200繞第三轴向C向第 一方向R1旋轉90度，從而使得電路板200與工作面101 平行。 第八步，請一併參閱圖11及圖12 ’控制器50控制第 〇 二移動部41帶動第二吸盤43及其吸附之電路板200沿第 一軸向A與第二軸向B移動’直至電路板200之第一表面 2〇1與工作台10之工作面101相對，再使第二吸盤43鬆開 電路板200。 優選地，電路板200之第一表面201與工作台1〇之工 作面101接觸後，再使第二吸盤43鬆開電路板200。 從而，電路板200從第二表面202與工作台1〇接觸變 ©成第一表面201與工作台10接觸，即，藉由如上步驟即完 成對電路板200之翻板動作。 優選地，電路板200之第一表面201與工作台1〇之工 作面101接觸之前，還可進行一對準步驟。即，將電路板 200與光掩模或其他設備進行對準，從而使得電路板200 放置於恰當位置，以提高電路板200後續製作之準確度。 本技術方案之電路板投收系統不但可以第一移動部與 第一吸盤進行電路板之投放，以第二移動部與第二吸盤進 行電路板之收集，而且還可以第一旋轉部與第二旋轉部分 19 200932073 別帶動第一吸盤與第二吸盤進行旋轉，第一旋轉部與第二 旋轉部配合即可方便地將電路板進行翻面。本技術方案之 . 使用該電路板投收系統進行翻板之方法採用機械方法翻 板，不但節約人力成本，而且便於將電路板進行對準。 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法 提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆 ®應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係本技術方案實施方式提供之電路板投收系統之 正視圖。 圖2係本技術方案實施方式提供之電路板投收系統之 侧視圖。 圖3係本技術方案實施方式提供之電路板投收系統沿 ❹圖2中之III-III方向之刮示圖。 圖4係本技術方案實施方式提供之放置於工作台之電 路板之示意圖。 圖5係本技術方案實施方式提供之第一吸盤與電路板 之第一表面接觸之示意圖。 圖6係本技術方案實施方式提供之第一吸盤吸附電路 板後向上移動之不意圖。 圖7係本技術方案實施方式提供之第一旋轉部帶動第 一吸盤旋轉90度之示意圖。 20 200932073 圖8係本技術方案實施方式提供之第二旋轉部帶動第 二吸盤旋轉90度後第二吸盤與第一吸盤平行相對之示意 圖。 » 圖9係本技術方案實施方式提供之第二吸盤與電路板 之第二表面接觸之示意圖。 圖10係本技術方案實施方式提供之第二吸盤吸附電路 板後、第二旋轉部帶動第二吸盤旋轉之示意圖。 圖11係本技術方案實施方式提供之第二移動部帶動第 ®二吸盤與電路板移動直至電路板之第一表面與工作台接觸 之示意圖。 圖12係本技術方案實施方式提供之將電路板翻面後之 示意圖。 【主要元件符號說明】 電路板投收系統 100 工作台 10 機架 20 座體 21 架體 22 投板裝置 30 第一移動部 31 第一旋轉部 32 第一吸盤 33 收板裝置 40 第二移動部 41 第二旋轉部 42 第二吸盤 43 控制器 50 工作面 101 電路板 200 第一表面 201 第二表面 202 第一氣缸 311 第二氣缸 312 第三缸體 321 定子 322 21 200932073 轉子 323 連接桿 325 吸嘴 332 第一活塞 3112 第二缸體 3121 第二活塞桿 3123 左腔 3211 第一氣流通道 3221 葉片 324 連接板 331 第一缸體 3111 第一活塞桿 3113 第二活塞 3122 腔體 3210 右腔 3212 第二氣流通道 3222 ❹ 22