TW201309133A

TW201309133A - 多層板貼合方法與裝置

Info

Publication number: TW201309133A
Application number: TW100128242A
Authority: TW
Inventors: Yuh-Wen Lee; Feng-Ming Lin; Ke-Ming Ruan
Original assignee: Tpk Touch Solutions Xiamen Inc
Priority date: 2011-05-28
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-02-16
Also published as: CN102794970A; TWI503064B; KR20120132616A; TWM422750U; CN102794970B; JP5591277B2; JP2012246475A; KR101681660B1

Abstract

本發明實施例揭露多層板貼合裝置與方法，利用自然流淌溢滿的方式，使得液態黏膠溢滿於兩基板之間；同時，利用影像擷取裝置與對位模組提供快速的對位矯正，且固化程序可以在對位程序時同步進行固化，使增加對位精確度，使提高產品良率與可靠度。

Description

多層板貼合方法與裝置

本發明係有關於一種多層板貼合裝置與方法。

在光電產品製造過程中，經常需要利用黏膠組裝兩個基板。例如，在液晶顯示器製造過程，使用封膠貼合兩基板並填充液晶於兩基板之間；在行動電話製造過程，使用黏膠貼合保護屏幕與觸控面板。

第一A圖與第一B圖顯示一種習知的基板貼合裝置與方法，其中第一A圖為上視圖，第一B圖為側視圖。如圖所示，基板貼合裝置10包含下基板定位機構101與上基板定位機構102。基板貼合方法包含：先將下基板12置於基板貼合裝置10的下基板定位機構101內，之後於上基板14的一表面上塗上液態黏膠16，再將上基板14以具有液態黏膠16的表面朝向下基板12，置於上基板定位機構102內，使上基板14位於下基板12之上，之後液態黏膠16會溢滿分布於兩基板之間並固化。此裝置與方法僅是透過定位機構來定位，具有上下基板對位不精確的缺點。

第二A圖至第二C圖顯示另一種習知的貼合裝置與方法。參見第二A圖，基板貼合裝置20包含一下治具202與一上治具204，其中下治具202為透明材質加工製作，並且與上治具204是透過一樞紐裝置206相連接，上治具204上方設置有X軸微調機構208、Y軸微調機構210、角度微調機構212以及拍攝相機組214；下治具202上方設置有拍攝相機組216。

承上述之架構，基板貼合方法包含三個步驟：第一步驟，控制樞紐裝置206使上治具204與下治具202呈水平排列後，將下基板12與上基板14分別置於下治具202與上治具204上，分別使用拍攝相機組216與拍攝相機組214記錄下基板12與上基板14的位置，再利用X軸微調機構208、Y軸微調機構210與角度微調機構212調整上基板14至所需位置；第二步驟，參見第二B圖，將液態黏膠16塗佈於上基板14或下基板12的表面後，控制樞紐裝置206使上治具204與下治具202呈上下排列，使上基板14壓迫下基板12、使液態黏膠16溢滿於兩基板12/14之間；第三步驟，參見第二C圖，使用光源18照射，使液態黏膠16固化。此裝置與方法的缺點在於，上下基板14/12在液態黏膠16固化後會殘留應力，影響產品品質。

第三A圖至第三C圖顯示另一種習知的貼合裝置與方法，其屬於第二A圖至第二C圖所示裝置與方法的變化。

參見第三A圖，基板貼合裝置30包含一下治具302與上治具304透過一樞紐裝置306相連接，上治具304上方設置有X軸微調機構308、Y軸微調機構310、角度微調機構312、拍攝相機組314，以及至少一穿孔318通過上治具304、Y軸微調機構310、X軸微調機構308、角度微調機構312；下治具302上方設置有拍攝相機組316。

承上述之架構，基板貼合方法包含三個步驟：第一步驟，參見第三A圖，控制樞紐裝置306使上治具304與下治具302呈水平排列後，將下基板12與上基板14分別置於下治具302與上治具304，分別使用拍攝相機組316與拍攝相機组314記錄下基板12與上基板14的位置，再利用X軸微調機構308、Y軸微調機構310與角度微調機構312調整上基板14至所需位置；第二步驟，參見第三B圖，將液態黏膠16塗佈於上基板14或下基板12的表面後，控制樞紐裝置306使上治具304與下治具302呈上下排列，使上基板14壓迫下基板12、使液態黏膠16溢滿於兩基板12/14之間，之後，局部固化設備320(例如點光源)伸入穿孔318，使液態黏膠16局部固化；第三步驟，參見第三C圖，控制樞紐裝置306使上治具304與下治具302呈水平排列，使用光源18照射，使液態黏膠16完全固化。此裝置與方法的缺點在於上下基板的壓迫使黏膠產生應力。另外，液態黏膠16會先經過局部固化之後再進行全面固化，導致整體固化程度不均勻，產生外觀與可靠性的問題；並且，局部固化時，沒有輔助定位機構，對位容易偏移。

鑒於先前技術存在的問題，亟需提供一種新的基板貼合裝置與方法，解決基板貼合時的應力問題，以及定位不夠精確，或對位偏移的缺陷，以提高產品良率與可靠性。

本發明的目的之ㄧ在於提供一種新的基板貼合裝置與方法，解決基板貼合時的應力問題，以及定位不夠精確，或對位偏移的缺陷，以提高產品良率與可靠性。

根據上述目的，本發明一實施例提供一種多層板貼合裝置，包含一初步貼合治具、至少一影像擷取裝置、一對位模組。初步貼合治具用於定位一第一基板與一第二基板，且包含一輔助機構使該第一基板與該初步貼合治具的相對位置保持固定，該第二基板被置放於該第一基板上，藉此當一液態黏膠設置於該第一基板與該第二基板之間，可以無應力方式溢滿於該第一基板與該第二基板之間。該影像擷取裝置用於決定該第一基板與該第二基板的相對位置。該對位模組根據該第一基板與該第二基板的相對位置，進行一對位程序。

根據上述目的，本發明一實施例提供一種多層板貼合方法，包含下列步驟：固定一第一基板於一初步定位治具上；將該第二基板置放於該第一基板上，其中該第一基板及該第二基板之間係塗佈有一液態黏膠，並且在無施加外力的條件下，使該液態黏膠自然溢滿於兩基板之間；獲取該第二基板與該初步定位治具的相對位置；獲取該第一基板與該第二基板的相對位置；以及根據該第一基板與該第二基板的相對位置進行一對位程序。

根據上述目的，本發明一實施例提供一種多層板貼合方法，包含下列步驟：固定一第一基板於一初步定位治具上；獲取該第一基板與該初步定位治具的相對位置；將該第二基板置放於該第一基板上，其中該第一基板及該第二基板之間係塗佈有一液態黏膠，並且在無施加外力的條件下，使該液態黏膠自然溢滿於兩基板之間；獲取該第二基板與該初步定位治具的相對位置；獲取第二基板與初步定位治具的相對位置；以及根據該第一基板與該第二基板的相對位置進行一對位程序。

根據本發明以上所述的多層板貼合裝置與方法，利用自然流淌溢滿的方式，使得液態黏膠溢滿於兩基板之間，解決習知技術以外力壓迫使黏膠產生應力，造成對位不精的問題；同時，對位機台提供快速的對位矯正，且固化程序可以在對位程序時，同步進行固化，增加對位精確度，使提高產品良率與可靠度。

以下將詳述本案的各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地實行在其他的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的範圍內，並以之後的專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的了解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的程序步驟或元件並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。

以下說明本發明實施例的多層板貼合裝置與方法。本發明實施例的多層板貼合裝置可包含一對位機台與一貼合機台，前者用於調整基板至所需的位置，後者用於貼合兩基板。但在結構上也可以結合成僅一個機構。

第四A圖至第九圖顯示根據本發明實施例的多層板貼合裝置與方法。首先，以機械手臂(未圖示)將下基板12置於一初步定位治具402上，如第四A圖與第四B圖所示，其中第四A圖為初步定位治具402的側視圖，第四B圖為俯視圖。初步定位治具402的上方可設置有第一定位機構404、第二定位機構406，另外，初步定位治具402可利用一輔助機構(未圖示)使下基板12與初步定位治具402的相對位置保持固定，該輔助機構的結構並不受限，例如第四A圖之實施例所述，該輔助機構包含一孔道408連接一真空設備，例如真空泵(未圖示)。此外，若依實際設計的需求，該輔助機構亦可設計為包含一低黏性膠體(未圖示)暫時固定下基板12與初步定位治具；或者，該輔助機構包含卡閂、夾鉗等輔助機構，使下基板12與初步定位治具402的相對位置保持固定。

複參考第四A圖及第四B圖，下基板12被置於第一定位機構404所定義的範圍內，以進行初步定位，同時利用真空設備所產生的真空引力，使下基板12與初步定位治具402的相對位置保持固定。另外，下基板12具有下靶標122，初步定位治具402具有治具靶標410，其用處於稍後提及。

接著，參照第五圖，將初步定位治具402移動至一對位機台50，其具有X軸微調機構504、Y軸微調機構502、角度微調機構506以及至少一影像擷取裝置508，較佳者為拍攝相機組508。其中的X軸微調機構504、Y軸微調機構502及角度微調機構506可視為一對位模組。拍攝相機組508具有感光元件，例如電荷耦合元件(charge-coupled device)，可記錄目標的影像。此時，先後移動拍攝相機組508，以記錄治具靶標410與下靶標122的座標，以獲得初步定位治具402與下基板12的相對位置。注意到在移動的過程中，孔道408始終保持真空，使初步定位治具402與下基板12的相對位置保持不變。另外，在另一實施例，第四A圖與第四B圖所示的初步定位步驟亦可直接在對位機台50上進行。

再參照第六A圖，初步定位治具402被移動至一貼合機台(未圖示)，在移動的過程中，孔道408始終保持真空，使初步定位治具402與下基板12的相對位置保持不變。此時，液態黏膠16被塗佈於上基板14表面上，接著，以機械手臂(未圖示)抓取上基板14，使其具有液態黏膠16的表面朝向下基板12，將上基板14置於第二定位機構406所定義的範圍內。之後，液態黏膠16在沒有施加任何外力的情形下，會自然溢滿於上基板14與下基板12之間，如第六B圖所示。值得注意的是，在另一實施例，此初步貼合步驟可直接在對位機台50上進行，不需移動至貼合機台。另外，在另一實施例，液態黏膠16也可以塗佈在下基板12的上表面上。

再參照第七圖，初步定位治具402被移動至對位機台50，在移動的過程中，孔道408保持真空，使初步定位治具402與下基板12的相對位置保持不變；此時，以機械手臂510固定上基板14的位置，移動拍攝相機組508記錄上基板14的上靶標142與治具靶標410的座標，以獲得初步定位治具402與上基板14的相對位置關係。

接著，根據先前所獲得的下基板12與初步定位治具402的相對位置關係，以及初步定位治具402與上基板14的相對位置關係，可獲得下基板12與上基板14的相對位置關係；藉此，可據以調整兩基板或其中之ㄧ至所需位置。於此實施例，兩基板的相對位置調整是經由調整下基板12的位置達成，利用X軸微調機構504、Y軸微調機構502、角度微調機構506分別調整下基板12在X軸、Y軸、θ方向的偏差，如第八圖所示。

接著，參照第九圖，當上基板14與下基板12的相對位置已經被調整達到所求，以固化設備512，將液態黏膠16固化。固化設備512視所使用的液態黏膠16種類而異，在此並非為本發明所限制。若液態黏膠16為光固型黏膠(例如紫外光膠(Ultraviolent light curing adhesives))，則固化設備512為一可見光源；若液態黏膠16為熱固型黏膠，則固化設備512為一加熱設備；若液態黏膠16為濕固型黏膠，則固化設備512為一濕氣產生設備。

上述的多層板貼合裝置，初步定位治具402的第一定位機構404與第二定位機構406可依照所欲貼合基板的尺寸與形狀，設計合適的初步定位機構，位置上也可改為上基板14在下方，下基板12在上方。

上述的多層板貼合方法，可歸納成如第十圖所示的流程圖。於步驟602，固定第一基板於初步定位治具上。步驟604，獲取第一基板與初步定位治具的相對位置。步驟606，塗佈液態黏膠於第二基板或第一基板的表面。步驟608，將第二基板置放於第一基板表面上，在無施加外力的條件下，使液態黏膠自然溢滿於兩基板之間。步驟610，固定第二基板的位置，例如，以機械手臂固定其位置。步驟612，獲取第二基板與初步定位治具的相對位置，再加上先前所獲取的第一基板與初步定位治具的相對位置，可獲得第一基板與第二基板的相對位置。步驟614，根據第一基板與第二基板的相對位置進行對位程序。步驟616，固化液態黏膠。

第十圖所示的方法，適用於當第一基板(例如下基板)的尺寸小於第二基板(例如上基板)的尺寸，且第二基板為不透明基板的情況之下。因為此時的第二基板會阻礙獲取第一基板上的靶標之座標，因而才藉由步驟604中的第一基板及步驟612中的第二基板分別與初步定位治具的位置關係，來順利獲得第一基板與第二基板的相對位置。

反之，如果第一基板的尺寸大於第二基板的尺寸，或第二基板為透明的基板，則步驟604與步驟612可合併為一個步驟，如第十一圖的流程圖所示。於步驟702，固定第一基板於初步定位治具上。步驟704，塗佈液態黏膠於第二基板或第一基板表面。步驟706，將第二基板置放於第一基板表面上，在無施加外力的條件下，使液態黏膠自然溢滿於兩基板之間。步驟708，固定第二基板的位置，例如，以機械手臂固定其位置。步驟710，藉由影像擷取裝置，較佳者為拍攝相機組，獲取第一基板與第二基板的座標，獲取第一基板與第二基板的相對位置。步驟712，根據第一基板與第二基板的相對位置進行對位程序。步驟714，固化液態黏膠。根據第十一圖所示的方法，其與第十圖的方法不同處僅在於，第一基板與第二基板的相對位置是在同一個步驟710，藉由拍攝相機組獲取第一基板與第二基板的座標而得。

上述眾實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡其他未脫離本發明所揭示精神所完成之各種等效改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內，均應包含在下述之申請專利範圍內。

10．．．基板貼合裝置

12．．．下基板

14．．．上基板

16．．．液態黏膠

18．．．光源

20．．．基板貼合裝置

30．．．基板貼合裝置

50．．．對位機台

101．．．下基板定位機構

102．．．上基板定位機構

122．．．下靶標

142．．．上靶標

202．．．下治具

204．．．上治具

206．．．樞紐裝置

208．．．X軸微調機構

210．．．Y軸微調機構

212．．．角度微調機構

214．．．拍攝相機組

216．．．拍攝相機組

302．．．下治具

304．．．上治具

306．．．樞紐裝置

308．．．X軸微調機構

310．．．Y軸微調機構

312．．．角度微調機構

314．．．拍攝相機組

316．．．拍攝相機組

318．．．穿孔

320．．．局部固化設備

402．．．初步定位治具

404．．．第一定位機構

406．．．第二定位機構

408．．．孔道

410．．．治具靶標

504．．．X軸微調機構

502．．．Y軸微調機構

506．．．角度微調機構

508．．．拍攝相機組

510．．．機械手臂

512．．．固化設備

602-616．．．多層板貼合方法

702-714．．．多層板貼合方法

第一A圖至第一B圖顯示一種習知的基板貼合裝置與方法；
第二A圖至第二C圖顯示另一種習知的基板貼合裝置與方法；
第三A圖至第三C圖顯示另一種習知的基板貼合裝置與方法；
第四A圖至第九圖顯示根據本發明一實施例的多層板貼合裝置與方法，其中：
第四A圖與第四B圖分別顯示利用一初步定位治具固定一下基板的側視圖與上視圖；
第五圖顯示利用一對位機台的影像擷取裝置獲取下基板與初步定位治具的相對位置；
第六A圖顯示塗佈有一液態黏膠的上基板被置放於下基板上；
第六B圖顯示該液態黏膠以自然淌流溢滿於上基板與下基板之間；
第七圖顯示利用對位機台的影像擷取裝置獲取上基板與初步定位治具的相對位置；
第八圖顯示對位程序的矯正方向；
第九圖顯示利用對位機台的一固化設備使液態黏膠固化；
第十圖顯示根據本發明一實施例多層板貼合方法的流程圖；以及
第十一圖顯示根據本發明另一實施例多層板貼合方法的流程圖。

702．．．固定第一基板於初步定位治具上

704．．．塗佈液態黏膠於第二基板或第一基板表面

706．．．將第二基板置放於第一基板表面上，在無施加外力的條件下，使液態黏膠自然溢滿於兩基板之間

708．．．固定第二基板的位置

710．．．獲取第一基板與第二基板的相對位置

712．．．根據第一基板與第二基板的相對位置進行對位程序

714．．．固化液態黏膠

Claims

一種多層板貼合裝置，包含：
    一初步貼合治具，用於定位一第一基板與一第二基板，且包含一輔助機構使該第一基板與該初步貼合治具的相對位置保持固定，該第二基板置放於該第一基板上，藉此當一液態黏膠設置於該第一基板與該第二基板之間，是以無應力方式溢滿於該第一基板與該第二基板之間；
    至少一影像擷取裝置，用於決定該第一基板與該第二基板的相對位置；以及
    一對位模組，根據該第一基板與該第二基板的相對位置，進行一對位程序。
如申請專利範圍第1項所述的多層板貼合裝置，其中該對位模組包含一X軸微調機構、一Y軸微調機構、一角度微調機構，該對位程序分別矯正該第一基板在X軸、Y軸、θ方向的偏差，調整該第一基板至所需的位置。
如申請專利範圍第1項所述的多層板貼合裝置，尚包含一固化設備，用於在該對位程序之後，固化該液態黏膠。
如申請專利範圍第3項所述的多層板貼合裝置，其中該液態黏膠為光固型黏膠，該固化設備包含一可見光源。
如申請專利範圍第3項所述的多層板貼合裝置，其中該液態黏膠為熱固型黏膠，該固化設備包含一加熱設備。
如申請專利範圍第3項所述的多層板貼合裝置，其中該液態黏膠為濕固型黏膠，該固化設備包含一濕氣產生設備。
如申請專利範圍第1項所述的多層板貼合裝置，其中該輔助機構包含在該初步貼合治具內設置一孔道連接一真空設備，使該孔道具有一吸引力，藉此輔助固定該第一基板與該初步貼合治具的相對位置。
如申請專利範圍第1項所述的多層板貼合裝置，其中該輔助機構包含一低黏性膠體，以輔助固定該第一基板與該初步貼合治具的相對位置。
如申請專利範圍第1項所述的多層板貼合裝置，其中該輔助機構包含一卡閂或一夾鉗，以輔助固定該第一基板與該初步貼合治具的相對位置。
如申請專利範圍第1項所述的多層板貼合裝置，其中該初步貼合治具包含一第一定位機構用於容置該第一基板，以及一第二定位機構用於容置該第二基板。
一種多層板貼合方法，包含下列步驟：
　　　　固定一第一基板於一初步定位治具上；
　　　　
　　　　將該第二基板置放於該第一基板上，其中該第一基板及該第二基板之間係塗佈有一液態黏膠，並且在無施加外力的條件下，使該液態黏膠自然溢滿；
　　　　固定該第二基板的位置；
　　　　獲取該第一基板與該第二基板的相對位置；以及
　　　　根據該第一基板與該第二基板的相對位置進行一對位程序。
如申請專利範圍第11項所述的多層板貼合方法，其中固定該第一基板與該初步定位治具的方法包含利用真空吸引力固定。
如申請專利範圍第11項所述的多層板貼合方法，其中該第一基板與該第二基板的相對位置，是經由獲取該第一基板與該第二基板的座標而得。
如申請專利範圍第11項所述的多層板貼合方法，其中該對位程序分別矯正該第一基板在X軸、Y軸、θ方向的偏差，調整該第一基板至所需的位置。
如申請專利範圍第11項所述的多層板貼合方法，其中固定該第二基板位置的方法，包含以機械手臂固定該第二基板。
如申請專利範圍第11項所述的多層板貼合方法，其中在該對位程序之後，更包含固化該液態黏膠。
一種多層板貼合方法，包含下列步驟：
　　　　固定一第一基板於一初步定位治具上；
　　　　獲取該第一基板與該初步定位治具的相對位置；
　　　　將該第二基板置放於該第一基板上，其中該第一基板及該第二基板之間係塗佈有一液態黏膠，並且在無施加外力的條件下，使該液態黏膠自然溢滿於該第一基板與該第二基板之間；
　　　　固定該第二基板的位置；
　　　　獲取該第二基板與該初步定位治具的相對位置；以及
　　　　根據該第一基板與該第二基板的相對位置進行一對位程序。
如申請專利範圍第17項所述的多層板貼合方法，其中固定該第一基板與該初步定位治具的方法包含利用真空吸引力固定。
如申請專利範圍第17項所述的多層板貼合方法，其中該第一基板與該第二基板的相對位置，是經由該第一基板與該初步定位治具的相對位置，以及該第二基板與該初步定位治具的相對位置推算得到。
如申請專利範圍第17項所述的多層板貼合方法，其中該對位程序分別矯正該第一基板在X軸、Y軸、θ方向的偏差，調整該第一基板至所需的位置。
如申請專利範圍第17項所述的多層板貼合方法，其中固定該第二基板位置的方法，包含以機械手臂固定該第二基板。
如申請專利範圍第17項所述的多層板貼合方法，其中在該對位程序之後，更包含固化該液態黏膠。