TW201703911A - 描繪裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能夠以簡單之構成同時實現加工精度之提高與作業時間之縮短之描繪裝置。 具體而言，本發明之描繪裝置具備：記憶部3，其記憶描繪圖案；保持部5，其保持作為描繪對象物之玻璃基板100；位置角度檢測部7，其檢測保持部5上之玻璃基板100之位置及角度；加工頭控制器9，其根據位置角度檢測部7所檢測出之玻璃基板100之位置及角度，而產生將描繪圖案修正成之修正描繪圖案；及雷射描繪部11，其作為描繪部而描繪修正描繪圖案。

Description

描繪裝置

本發明係關於一種描繪裝置。

自先前以來，已知一種於2維方向掃描雷射光而於半導體器件或液晶顯示器用基板、電子零件等被加工物上標記(描繪)文字或圖形之雷射標記裝置(例如，專利文獻1)。此種雷射標記裝置中，在設定為特定之光點直徑之狀態下，將1條雷射光照射至被加工物而進行標記。

進而，提出一種將自1台雷射單元放射之1條脈衝雷射光分配於複數個光路而進行加工之雷射加工裝置(例如，專利文獻2)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-131392號公報

[專利文獻2]日本專利特開2003-217994號公報

此處，於描繪對象為單片處理之玻璃基板之情形時，於上述文獻記載之裝置中，必須進行被稱為對準動作之特定之位置矯正動作，該對準動作係用以將玻璃基板準確地定位於保持部。

其後，於上述裝置，對位置矯正後之基板在設定於該基板上之描繪區內以特定之位置精度進行特定圖案之描繪。

然而，於進行上述對準動作之情形時，即便於使基板僅朝一方向移動之情形時，亦必須追加可使基板朝與上述一方向正交之方向及旋轉方向移動、旋轉之機構，從而成為裝置構成之複雜化及裝置之成本增加之要因。

又，若被稱為母玻璃之玻璃基板之尺寸大型化，則旋轉機構之解析度會對基板之角度修正精度造成影響，故存在遠離旋轉機構之旋轉中心之位置之位置精度降低的問題。

進而，若玻璃基板之尺寸大型化，則伴隨慣性之增大，自定位修正開始起至靜止為止之時間延長，從而成為為進行位置矯正動作而花費時間之要因。

本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供一種能夠以簡單之構成同時實現加工精度之提高與作業時間之縮短之描繪裝置。

為解決上述課題，本發明者特別研究能否實現對準構造之簡化、對準精度之提高、及對準時間之縮短。

其結果發現，先前之裝置之對準構造之複雜化、對準精度之降低、及對準時間之長時間化係因物理性地修正基板之位置偏移而產生者，藉由根據位置偏移之狀態之基板之位置來修正描繪圖案，而根本無需修正物理性之位置偏移，從而創造出本發明。

即，本發明之一態樣係一種描繪裝置，其係於描繪對象物上描繪特定之描繪圖案者，且具備：記憶部，其記憶上述描繪圖案；保持部，其保持上述描繪對象物；位置角度檢測部，其檢測上述保持部上之上述描繪對象物之位置及角度；描繪資訊產生部，其根據上述位置角度檢測部所檢測出之上述描繪對象物之位置及角度，而產生將上述描繪圖案修正成之修正描繪圖案；及描繪部，其將上述修正描繪圖案描繪於上述描繪對象物。

根據本發明，可提供一種能夠以簡單之構成同時實現加工精度之提高與作業時間之縮短之描繪裝置。

1‧‧‧描繪裝置

3‧‧‧記憶部

5‧‧‧保持部

7‧‧‧位置角度檢測部

9‧‧‧加工頭控制器

11‧‧‧雷射描繪部

21‧‧‧單軸滑件

23‧‧‧拍攝相機

25‧‧‧位置資訊解析控制器

26‧‧‧圖像處理單元

27‧‧‧描繪資訊輸入部

29‧‧‧描繪圖案產生部

33‧‧‧編碼器

39‧‧‧雷射加工單元PC

51‧‧‧光源

53‧‧‧擴束器

55‧‧‧角隅反射鏡

57‧‧‧角隅反射鏡

59‧‧‧Z掃描儀

61‧‧‧物鏡

63‧‧‧XY掃描振鏡

64x‧‧‧反射鏡

64y‧‧‧反射鏡

100‧‧‧玻璃基板

100a‧‧‧基準位置

101a‧‧‧面板區域

101b‧‧‧面板區域

101c‧‧‧面板區域

101d‧‧‧面板區域

101e‧‧‧面板區域

101f‧‧‧面板區域

111‧‧‧基板ID

111a‧‧‧字母

111b‧‧‧二維條碼

113a‧‧‧面板ID

113b‧‧‧面板ID

113c‧‧‧面板ID

113d‧‧‧面板ID

113e‧‧‧面板ID

113f‧‧‧面板ID

115‧‧‧切割部ID

117‧‧‧切割部ID

119‧‧‧切割部ID

121‧‧‧對準標記

121a‧‧‧對準標記

141‧‧‧描繪對象位置

145‧‧‧角度

161‧‧‧點圖案

201‧‧‧基準位置資訊

303‧‧‧光點直徑

401‧‧‧描繪圖案

403‧‧‧修正描繪圖案

A‧‧‧方向

B‧‧‧方向

C1‧‧‧切斷線

C2‧‧‧切斷線

C3‧‧‧切斷線

D‧‧‧區域

Dx‧‧‧x方向之位置偏移

Dy‧‧‧y方向之位置偏移

Px‧‧‧座標

α‧‧‧角度之偏移

圖1係表示本發明之一實施形態之描繪裝置1之概略構成之立體圖。

圖2係表示描繪裝置1之描繪對象即玻璃基板100之例之俯視圖。

圖3係表示圖1之雷射描繪部11之詳情之圖。

圖4係表示基板ID111之例之圖。

圖5係表示描繪圖案401之例之俯視圖。

圖6係表示使用描繪裝置1進行描繪之順序之流程圖。

圖7係表示將圖4之基板ID111展開成點圖案161之例之圖。

圖8係表示將玻璃基板100搭載於保持部5之情形之俯視圖。

圖9係表示使假定於圖8中未產生偏移之情形之玻璃基板之位置100a重疊之圖。

圖10係圖9之區域D之放大圖。

圖11係用以說明根據對準標記121而計算位置偏移Dx、Dy、及角度偏移α之順序之圖。

圖12係表示修正描繪圖案403之例之俯視圖。

圖13係用以說明圖6之S7之圖。

以下，參照圖式而詳細地說明本發明中較佳之實施形態。

首先，參照圖1對本實施形態之描繪裝置1之概略構成進行說明。

此處，作為描繪裝置1，例示於玻璃基板100之表面使用雷射而描繪識別碼之描繪裝置。

如圖1所示，描繪裝置1具備：記憶部3，其記憶描繪圖案；保持部5，其保持作為描繪對象物之玻璃基板100；位置角度檢測部7，其檢測保持部5上之玻璃基板100之位置及角度；加工頭控制器9，其作為描繪資訊產生部，根據位置角度檢測部7所檢測出之玻璃基板100之位置及角度，而產生將描繪圖案修正成之修正描繪圖案；及雷射描繪部11，其作為描繪部而描繪修正描繪圖案。

進而，描繪裝置1包含：單軸滑件21，其作為移動部，使保持部5相對於雷射描繪部11向第1方向(此處為圖1之A及B之方向)相對移動；編碼器33(此處內置於單軸滑件21)，其作為當前位置檢測部而檢測移動中之玻璃基板100之當前位置；及位置資訊解析控制器25，其作為時序指示部而根據編碼器33所檢測出之玻璃基板100之當前位置及修正描繪圖案，(經由加工頭控制器9)對雷射描繪部11指示於玻璃基板100上描繪修正描繪圖案之時序。

其次，參照圖1及圖2對描繪裝置1之各構成構件之詳情進行說明。

圖1中，記憶部3設置於加工頭控制器9。又，記憶部3包含表示玻璃基板100於保持部5上未產生位置偏移之情形時之位置即基準位置的基準位置資訊201。

基準位置資訊201係未產生位置偏移之情形時之定位基準部之位置之資訊。此處所謂定位基準部係玻璃基板100之特定部分，例如係設置於玻璃基板100之對準標記之資訊、預先設定之定位用之基準邊(2邊)中之3點，或玻璃基板之角部等。再者，於以下之說明中，將定位基準部設為圖2所示之對準標記121。

保持部5係保持玻璃基板100之平板狀之台座，此處，將下表面保持於單軸滑件21，藉由單軸滑件21之未圖示之致動器而能夠向圖1之A、B之方向即於平板之面方向移動。

位置角度檢測部7包含：拍攝相機23，其對保持部5上之玻璃基板100之特定位置(此處為定位基準部，即對準標記121)進行拍攝；及圖像處理單元26，其對拍攝相機23所拍攝之圖像進行加工並發送至加工頭控制器9。

加工頭控制器9係控制雷射描繪部11之控制部，且包含：記憶部3，其經由未圖示之外部機器或I/F(interface，介面)單元而接收描繪圖案並加以記憶；描繪資訊輸入部27，其根據描繪圖案及自圖像處理單元26發送之圖像而產生修正描繪圖案；及描繪圖案產生部29，其將修正描繪圖案轉換為雷射描繪部11能夠處理之資料形式。

此處，雷射描繪部11係使用雷射對玻璃基板100進行描繪之裝置，如圖3所示，雷射描繪部11包含：光源51，其照射YAG(Yttrium Aluminum Garnet，釔鋁石榴石)雷射等雷射；擴束器53，其係設置於自光源51照射之雷射之光路上、且調整雷射之光點直徑之透鏡；角隅反射鏡55、57，其等用以改變透過擴束器53之雷射之方向；XY掃描振鏡(galvano scanner)63，其包含對自角隅反射鏡57入射之雷射之Z軸方向之焦點進行調整之Z掃描儀59及物鏡61、及對透過物鏡61之光之X軸及Y軸方向之座標進行調整之反射鏡64x、64y；以及雷射加工單元PC(personal computer，個人電腦)39，其控制該等構成要素之動作。

即，雷射描繪部11將自光源51以特定之功率照射之雷射利用擴束器53調整為特定之光點直徑，且利用Z掃描儀59、物鏡61、XY掃描振鏡63(之反射鏡64x、64y)調整照射之位置座標及該位置之焦點，以特定之光點直徑303照射至玻璃基板100之所需之位置。

其次，參照圖2~圖5對描繪裝置1之描繪對象即玻璃基板100及所描繪之描繪圖案401之例簡單地進行說明。

如圖2所示，此處，玻璃基板100為液晶顯示器用之基板，其具 有搭載液晶等構件之複數個面板區域101a~101f。即，玻璃基板100為如下之構造：於一塊玻璃基板上預先形成相當於複數個液晶顯示器用基板之面板區域101a~101f，其後沿切斷線C1、C2、C3切斷玻璃基板，藉此將面板區域101a~101f分離。

如圖2所示，於玻璃基板100包含：每一玻璃基板100所固有之識別碼即基板ID(Identifier，識別符)111；面板區域101a~101f之個別之識別碼即面板ID113a~113f；及橫向排列之每一面板區域之識別碼即切割部ID115、117、119。

再者，圖2中，切割部ID115對應於面板區域101a與面板區域101d，切割部ID117對應於面板區域101b與面板區域101e，切割部ID119對應於面板區域101c與面板區域101f。

其原因在於，於將玻璃基板100分離為面板區域101a~101f時，採取以下順序：首先沿切斷線C1、C2切斷玻璃基板100而分離為與切割部ID115、117、119對應之3個區域，進而沿切斷線C3切斷各區域而分離為2個。

基板ID111例如係包含所製造之面板之品種、批次、基板之編號等資訊之字母、數字、條碼或該等之組合。又，切割部ID115、117、119包含關於所要切割之場所之地址之資訊，面板ID113a~113f包含關於面板區域101a~101f之地址之資訊。

關於該等識別碼之資訊係經由未圖示之外部機器或I/F單元而由加工頭控制器9接收。識別碼之資訊可例示如點陣圖般之作為圖像之資訊，但於識別碼為字母或數字之情形時，亦可僅為如字元碼般之不包含圖像之ID之資訊。

作為參考之圖4中圖示基板ID111之例。圖4中，基板ID111係字母111a與二維條碼111b之組合。

又，本實施形態中，為使描繪裝置1描繪基板ID111、面板ID113a ~113f、及切割部ID115、117、119，描繪圖案401如圖5所示包含表示該等ID之圖案及位置之資訊。

以上為玻璃基板100及所描繪之描繪圖案401之例之說明。

其次，參照圖6~圖13對使用描繪裝置1將描繪圖案401描繪於玻璃基板100之順序進行說明。

首先，使用未圖示之搬送裝置等，將玻璃基板100搬送至描繪裝置1且搭載於保持部5(圖6之S1)。

其次，描繪裝置1之加工頭控制器9經由未圖示之外部機器或I/F單元而接收與玻璃基板100對應之描繪圖案401並記憶於記憶部3(圖6之S2)。又，加工頭控制器9視需要亦接收基準位置資訊201並記憶於記憶部3。

其次，描繪資訊輸入部27將描繪圖案401展開成點陣圖，且使其點圖案化(圖6之S3)。例如若描繪圖案401中之基板ID111為如圖4所示之描繪圖案，則展開成如圖7所示之點圖案161。

再者，該狀態下之描繪圖案401係玻璃基板100未產生位置偏移之情形時之圖案。

其次，位置角度檢測部7利用拍攝相機23對保持部5上之玻璃基板100之對準標記121進行拍攝，且對所拍攝之圖像視需要進行加工並發送至雷射描繪部11(圖6之S4)。再者，所謂視需要之加工例如係檢測對準標記121之實際位置及角度並數值化之加工。

其次，雷射描繪部11將自位置角度檢測部7發送之圖像(或對準標記121之實際位置及角度之資訊)、與基準位置資訊201加以比較，計算對準標記121之自基準位置之位置及角度之偏移(圖6之S5)。

此處，參照圖8~11對S5更詳細地進行說明。

首先，S1中將玻璃基板100如圖8所示置於保持部5上。

該狀態下，玻璃基板100之位置如圖9及圖10所示自基準位置 100a(無偏移之情形時之位置)偏移，故若直接進行描繪圖案401之描繪，則描繪圖案401之位置會偏移。

因此，S5中，如圖11所示，將基準位置資訊201中之對準標記121之位置、與實際描繪之對準標記121a之位置加以比較，計算x方向之位置偏移Dx、y方向之位置偏移Dy、及角度之偏移α。

其次，描繪資訊輸入部27根據對準標記121之自基準位置之位置及角度之偏移(Dx、Dy、α)而修正描繪圖案401，產生圖12所示之修正描繪圖案403並發送至描繪圖案產生部29(圖6之S6)。具體而言，使對準標記121之位置偏移至與位置偏移Dx、Dy相應之位置，且產生根據角度之偏移α而旋轉之狀態之描繪圖案即修正描繪圖案403(即，與玻璃基板100之在保持部5上之實際位置對應之描繪圖案)，並發送至描繪圖案產生部29。

如此，描繪裝置1於玻璃基板100之在保持部5上之實際位置自基準位置產生偏移之情形時，並不使玻璃基板100之位置物理性地移動來修正偏移，而是根據偏移來修正描繪圖案。

因此，於描繪裝置1無需用以使玻璃基板100之位置物理性地移動之裝置(定位用之銷或位置矯正用之致動器)，從而構造簡單。

又，描繪裝置1無需執行使玻璃基板100之位置物理性地移動而修正偏移之步驟，故可縮短用以修正位置偏移之作業時間。

進而，描繪裝置1無需執行使玻璃基板100之位置物理性地移動而修正偏移之步驟，故用以修正位置偏移之作業時間不太依賴於玻璃基板100之尺寸。

因此，描繪裝置1能夠以簡單之構成同時實現加工精度之提高與作業時間之縮短。

其次，描繪圖案產生部29將修正描繪圖案403轉換為可利用雷射描繪部11處理之資料形式(圖6之S7)。

此處，參照圖12而說明執行S7之理由及具體之順序。

首先，如S3中所說明，此處修正描繪圖案403為點陣圖，具體而言，為以X軸、Y軸為基準之位置資訊。

例如，於圖13中，於玻璃基板100上之描繪對象位置141進行描繪之情形時，將自修正描繪圖案403獲得之描繪對象位置141之資訊於X軸方向表示為座標Px。再者，關於Y軸方向，圖13中雖未圖示，但與X軸相同，故省略說明。

另一方面，如圖13所示，雷射描繪部11為了控制利用XY掃描振鏡63描繪之位置，於描繪修正描繪圖案403時，必須根據作為位置資訊而被賦予之座標Px而指定圖13所示之驅動XY掃描振鏡63之反射鏡64x之馬達之角度145。

因此，雷射描繪部11將位置資訊轉換為角度資訊。

其次，加工頭控制器9驅動單軸滑件21而使搭載有玻璃基板100之保持部向圖1之A方向移動(圖6之S8)。此時，位置資訊解析控制器25對編碼器33指示玻璃基板100(保持部5)之當前位置之檢測，編碼器33將所檢測出之當前位置之資訊以脈衝信號等發送至位置資訊解析控制器25。

其次，位置資訊解析控制器25根據當前位置之資訊而判斷於雷射描繪部11能夠描繪修正描繪圖案403之位置是否存在玻璃基板100，當於能夠描繪之位置存在玻璃基板100之情形時前進至S10，當不存在之情形時返回至S8(圖6之S9)。

雷射描繪部11當於能夠描繪修正描繪圖案403之位置存在玻璃基板100之情形時，位置資訊解析控制器25將描繪之時序(經由加工頭控制器9)發送至雷射描繪部11(圖6之S10)。對雷射描繪部11指示雷射描繪部11基於修正描繪圖案403之描繪位置及時序，雷射描繪部11根據指示而將修正描繪圖案403描繪於玻璃基板100(圖6之S11)。

如此，一面由編碼器33檢測當前位置，一面由位置資訊解析控制器25決定描繪之時序之理由為如下。

假設若單軸滑件21以等速(加速度0)搬送玻璃基板100(保持部5)，則玻璃基板100之當前位置可根據單軸滑件21之驅動速度及自驅動開始起之經過時間而計算，故並不一定要使用編碼器33來檢測當前位置。

然而，存在單軸滑件21之移動並不為等速之情形，或者即便指示等速之移動但因致動器之脈動等而導致速度並不固定之情形。

因此，為準確地檢測玻璃基板100之位置，較理想為使用編碼器33。

以上為一面由編碼器33檢測玻璃基板100之當前位置，一面由位置資訊解析控制器25決定描繪之時序之理由。

再者，於S11以後反覆執行S8~S11直至所有圖案之描繪結束為止。

以上為使用描繪裝置1將描繪圖案(識別碼)描繪於玻璃基板100之方法之說明。

如此，根據本實施形態，描繪裝置1具備：記憶部3，其記憶描繪圖案401；保持部5，其保持作為描繪對象物之玻璃基板100；位置角度檢測部7，其檢測保持部5上之玻璃基板100之位置及角度；加工頭控制器9，其作為描繪資訊產生部，根據位置角度檢測部7所檢測出之玻璃基板100之位置及角度而產生已將描繪圖案401加以修正之修正描繪圖案403；及雷射描繪部11，其作為描繪部而描繪修正描繪圖案403。

因此，描繪裝置1能夠以簡單之構成同時實現加工精度之提高與作業時間之縮短。

[產業上之可利用性]

以上，根據實施形態說明了本發明，但本發明並不限定於上述實施形態。

例如，於上述實施形態中，一面由編碼器33檢測當前位置，一面由位置資訊解析控制器25決定描繪之時序，但於能夠將單軸滑件21之移動嚴格地控制為等速之情形時等即便不進行位置檢測亦可特定出玻璃基板100之位置之情形時，無需編碼器33。

又，上述實施形態中，作為描繪裝置1，例示有使用雷射進行描繪之裝置，但本發明並不受此之任何限定，只要為能夠於被加工物進行描繪之裝置，則亦可為例如使用噴墨機或分注器等塗佈裝置進行描繪之裝置。

進而，上述實施形態中，使保持部5相對於雷射描繪部11而移動，但只要保持部5相對於雷射描繪部11相對移動即可，故亦可相反地使雷射描繪部11相對於保持部5而移動。

又，作為本發明可應用之描繪對象(被加工物)，可例示玻璃板或印刷基板等矩形基板、或半導體晶圓或玻璃晶圓等圓形基板等、或膜等長條片材。

1‧‧‧描繪裝置

3‧‧‧記憶部

5‧‧‧保持部

7‧‧‧位置角度檢測部

9‧‧‧加工頭控制器

11‧‧‧雷射描繪部

21‧‧‧單軸滑件

23‧‧‧拍攝相機

25‧‧‧位置資訊解析控制器

26‧‧‧圖像處理單元

27‧‧‧描繪資訊輸入部

29‧‧‧描繪圖案產生部

33‧‧‧編碼器

100‧‧‧玻璃基板

201‧‧‧基準位置資訊

Claims (6)

1. 一種描繪裝置，其係於描繪對象物上描繪特定之描繪圖案者，且具備：記憶部，其記憶上述描繪圖案；保持部，其保持上述描繪對象物；位置角度檢測部，其檢測上述保持部上之上述描繪對象物之位置及角度；描繪資訊產生部，其根據上述位置角度檢測部所檢測出之上述描繪對象物之位置及角度，產生將上述描繪圖案修正成之修正描繪圖案；及描繪部，其將上述修正描繪圖案描繪於上述描繪對象物。
2. 如請求項1之描繪裝置，其中上述記憶部包含基準位置資訊，該基準位置資訊表示於上述描繪對象物在上述保持部上未產生位置偏移之情形時之位置即基準位置，上述描繪資訊產生部將上述位置角度檢測部所檢測出之上述描繪對象物之位置及角度、與上述基準位置資訊加以比較，計算出上述保持部上之上述描繪對象物之位置及角度之自上述基準位置的偏移，且以上述位置及角度之偏移之量修正上述描繪圖案之位置、角度而產生上述修正描繪圖案。
3. 如請求項2之描繪裝置，其包含：移動部，其使搭載有上述描繪對象物之上述保持部相對於上述描繪部至少於第1方向相對移動；當前位置檢測部，其檢測移動中之上述描繪對象物之當前位置；及時序指示部，其根據上述當前位置檢測部所檢測出之上述描 繪對象物之當前位置及上述修正描繪圖案，而對上述描繪部指示將上述修正描繪圖案描繪於上述描繪對象物之時序。
4. 如請求項2或3之描繪裝置，其中上述基準位置資訊係上述描繪對象物於上述保持部上未產生位置偏移之情形時的設置於上述描繪對象物之上述描繪對象物之定位基準部之位置之資訊，上述位置角度檢測部檢測上述描繪對象物實際搭載於上述保持部之狀態下之上述描繪對象物的相對於上述定位基準部之位置及角度。
5. 如請求項4之描繪裝置，其中上述定位基準部係描繪於上述描繪對象物之對準標記。
6. 如請求項1至5中任一項之描繪裝置，其中上述描繪圖案包含描繪於上述描繪對象物之特定區域之關於上述描繪對象物所固有之識別編號之資訊，上述描繪資訊產生部根據上述位置角度檢測部所檢測出之上述描繪對象物之位置及角度而使描繪上述識別編號的位置點圖案化，藉此產生上述修正描繪圖案。