TWI291546B - Apparatus for inspecting a cut surface of a glass substrate - Google Patents

Description

1291546. 玖、發明說明： 【明戶斤屬貝】 發明領域 本發明涉及玻璃基板的切斷面檢查裝置，更詳細地說 5 是涉及這樣一種玻璃基板的切斷面檢查裝置，即通過利用 影像光學系統從各個方向立體地對玻璃基板的切斷面進行 檢查，能夠迅速而準確地檢測出玻璃基板的切斷面的資訊。 t 】 發明背景 10 —般，在TFT-LCD(薄膜電晶體液晶顯示器）、PDP(等 離子顯示板）、EL(Electro luminescence，即，電致發光）等 平板顯示器的製造領域中所使用的玻璃基板，是在把在玻 璃熔化爐内熔化的玻璃熔液供給到熔化成形機内製成玻璃 板後，利用金剛石砂輪等切割機按照初級規格進行切斷， 15 並在其表面上塗敷保護膜後，搬運到加工線上。 在上述這種玻璃基板的切割步驟中，因切割機的狀態 不同而被切割的程度不同，而且切斷面上會産生缺陷，所 以’取得切斷面的資訊是很重要的。過去，作業者利用顯 微鏡對玻璃基板的切斷面進行肉眼觀察。 2〇 如上所述，過去在利用顯微鏡來檢查玻璃基板的切斷 面時，不僅需要很長的時間，而且檢查精度低，所以存在 不能獲得準確的玻璃基板切斷面資訊的問題。 尤其，由於受時間限制，對玻璃基板切斷面只能檢查 個側面，不能對玻璃基板切斷面進行立體觀察，不能獲 1291546 得玻璃基板切斷面的準確資訊，存在很難將觀察所得資訊 作爲步驟反饋資料使用的問題。 【明内容j 發明概要 5 本發明是鑒於上述情況而提出的方案，其目的在於： 通過利用影像光學系統從各個不同方向對玻璃基板切斷面 進行立體檢查，能夠迅速而準確地檢查出玻璃基板切斷面 的資訊，例如缺陷的種類和大小、玻璃基板的厚度、玻璃 基板的切斷面的直進性、切割機的砂輪切入深度等；能夠 10 把這些資訊用作步驟反饋資料，因此容易進行工藝改進， 例如判斷切割機的砂輪更換時間等，提供一種有助於提高 玻璃基板生産效率和提高産品質量的玻璃基板的切斷面檢 查裝置。 爲了達到上述目的，本發明提供一種玻璃基板的切斷 15面檢查裝置，用於檢查玻璃基板的切斷面，其特徵在於， 包括： 吸附板，用於固定上述玻璃基板，使上述玻璃基板的 切斷面向一邊側突出； 第1攝影裝置，位於上述玻璃基板的上表面的上方，並 20具有第1攝影機，用於面向上述切斷面上側與上述上表面垂 直地對玻璃基板進行攝影獲得影像； 第2攝影裝置，位於上述玻璃基板的下表面的下方，並 具有第2攝影機，用於面向上述切斷面下側與上述下表面垂 直地對玻璃基板進行攝影獲得影像； 1291546 第3攝影裝置，與上述玻璃基板的切斷面的對置，並具 有第3攝影機，用於與上述切斷面垂直地對玻璃基板進行攝 影獲得影像； 機架，與上述玻璃基板的切斷面靠近設置，分別與上 5 述第1〜第3攝影裝置結合；以及 機架移動裝置，用於使上述機架移動，以便使設置在 上述機架上的上述第1〜第3攝影裝置沿著上述切斷面的長 度方向移動，而可對切斷面進行攝影。 發明效果 10 採用本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置，利用影像 光學系統能夠從各個不同方向對玻璃基板切斷面進行立體 檢查，所以能夠迅速而準確地檢查出玻璃基板切斷面的資 訊，例如缺陷的種類和大小、玻璃基板的厚度、玻璃基板 的切斷面的直進性、切割機的砂輪切入深度等。這樣能對 15 缺陷進行高效率的檢測，把這些資訊用作步驟反饋資料， 因此容易進行工藝改進，例如判斷切割機的砂輪更換時間 等，因此，有助於提高玻璃基板生產效率和提高産品質量。 圖式簡單說明 第1圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置的 20 側面圖。 第2圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置的 平面圖。 第3圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置的 第1〜第3攝影機和第1〜第3照明的斷面圖。 1291546 第4圖是表示本發明的破璃基板的切斷面檢查裝置的 第4照明和第4反射鏡的側面圖。 第5圖是用於說明本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝 置的第3攝影機的對焦的平面圖。 5 第6圖是用於說明本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝 置的第3攝影機的對焦的圖。 t實施方式3 較佳實施例之詳細說明 以下參照附圖，詳細說明本發明的最佳實施方式。 10 第1圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置的 側面圖。第2圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置 的平面圖。第3圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝 置的攝影機和照明的斷面圖。第4圖是表示本發明的玻璃基 板的切斷面檢查裝置的第4照明和第4反射鏡的側面圖。 15 如圖所示，本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置1〇〇包 括：用於固定玻璃基板1的吸附板110 ;在與玻璃基板1切斷 面la的水平方向的兩側相垂直的方向上設置的第1、第2和 第3攝影裝置120、130、140 ;以及，使設置第1、第2、第3 攝影裝置120、130、140的機架151沿著玻璃基板1的切斷面 20 la的長度方向移動的主自動裝置150。 吸附板110對玻璃基板1進行支承，使玻璃基板1的切斷 面1 a從吸附板11 〇 —邊側突出。 在與玻璃基板1相接觸的吸附板110的一邊側形成多個 真空孔(未圖示），從外部的真空裝置向該真空孔供給吸力， 1291546 吸附玻璃基板1。即使玻璃基板1撓曲，也能夠通過沿吸附 板110的長度方向從一邊側向另一邊側依次向真空孔内供 給吸力，使玻璃基板1整體緊貼到吸附板110上。 並且，最好使把切斷面la支承在標準位置上的多個導 5 向器160，能夠水平移動且固定地設置在與吸附板110相對 置的位置上，從而使吸附板110上所固定的玻璃基板1的切 斷面la、和下述第3攝影裝置140的第3攝影機141之間的距 離保持一定。由於這種結構，容易使玻璃基板丨固定到吸附 板110上，以使玻璃基板1的切斷面“位於第3攝影裝置14〇 10的第3攝影機141的焦點距離，所以，容易使第3攝影機141 進行對焦。 第1〜第3攝影裝置120 ..... 140分別設置在主自動裝置 150的機架151上。 第1攝影裝置120具有：分別位於玻璃基板丨的上表面上 15方的第1攝影機121、以及第1照明122。第1攝影機121面向 切斷面la的上側、即玻璃基板1的上表面和切斷面la互相接 合的上側端，在與玻璃基板丨垂直的狀態下對玻璃基板1進 订攝影，取得切斷面la的上側面影像，第1照明122把光照 射到第1攝影機121的攝影部位上。 2〇 第2攝影裝置130具有第2攝影機131和第2照明132，它 們刀別位於玻璃基板1的下表面的下方，以玻璃基板1的切 斷面1a爲基準設置成與第1攝影裝置120相對置的狀態，第2 攝〜機131面向切斷面la的下側、即玻璃基板丨的下表面和 切斷面la接合的下側端，在與玻璃基板1的下表面垂直的狀 1291546 態下對玻璃基板1進行攝影，取得切斷面la的下側面影像， 第2照明132把光照射到第2攝影機131的攝影部位。 第3攝影裝置140具有：分別與玻璃基板1的切斷面la的 對置的第3攝影機141、以及第3照明142。第3攝影機141在 5 面向切斷面la，與切斷面la垂直的狀態下，對玻璃基板1進 行攝影，取得切斷面la的平面影像，第3照明142把光照射 到第3攝影機141的攝影部位上。 第1〜第3攝影裝置120..... 140的第1〜第3照明122..... 142，最好在與第1〜第3攝影機12卜…、141的透鏡123..... 10 143的光軸相同的方向上照射光。爲此，第1〜第3照明 122 ..... 142如第3圖所示，被設置成與第1〜第3攝影機 121.....141垂直地照射光，從第1〜第3照明122.....142 照射的光，由第1〜第3反射鏡124 ..... 144反射，沿著透鏡 部123 ..... 143的光軸進行照射。於是，第1〜第3攝影機 15 121......141，不會受到從第1〜第3照明122.....142 照射出的光的干擾，能夠準確地對玻璃基板1的切斷面la進 行攝影。 主自動裝置150設置成與玻璃基板1的切斷面la相靠 近，並且，設置有第1〜第3攝影裝置120.....140的機架15卜 20 安裝在主自動裝置150上並沿切斷面la移動自如，以便第1〜 第3攝影裝置120 ..... 140沿切斷面la的長度方向移動，並 對切斷面la的上側端、下側端和切斷面la的整面進行攝影。 機架151通過未圖示的馬達的驅動，在主自動裝置150 的長度方向上沿切斷面la往復移動，但機架150的驅動裝置 10 1291546 並非僅限於此，也可以採用氣壓缸。 並且，機架151具有第1〜第3調整裝置152、153、154， 用於調整第1〜第3攝影裝置120 ..... 140相對於玻璃基板1 的切斷面la的位置，並用於第1〜第3攝影機121.....141的 5 對焦。 第1調整裝置152設置在機架151和第1攝影裝置120相 連結的部分。並且，包括：第1位置調整用基台152a，用於 使第1攝影裝置120在與玻璃基板1的切斷面1a垂直的方向 上移動；以及，第1對焦用基台152b，固定有第1攝影裝置 1〇 120，並使第1攝影裝置12〇在與切斷面la水平的方向上相對 於第1位置調整用基台152a移動。 利用這種結構，第1調整裝置152通過移動第1位置調整 用基台152a，即可容易對第1攝影裝置120相對於玻璃基板1 的切斷面la的位置進行調整；通過移動第1對焦用基台 15 152b，即可容易實施第1攝影機121的對焦。 第2調整裝置153設置在機架151和第2攝影裝置130相 連結的部分。並且，包括：第2位置調整用基台153a，用於 使第2攝影裝置130在與玻璃基板1的切斷面la相垂直的方 向上移動；以及，第2對焦用基台153b，固定有第2攝影裝 20 置130，並使第2攝影裝置130在與切斷面la水平的方向上相 辦於第2位置調整用基台153a移動。 利用這種結構，第2調整裝置153通過移動第2位置調整 用基台153a，即可容易對第2攝影裝置130相對於玻璃基板1 的切斷面la的位置進行調整；通過移動第2對焦用基台 11 1291546 153b，即可容易實施第2攝影機131的對焦。 第3調整裝置154設置在機架151和第3攝影裝置140相 連結的部分。並且，包括：第3位置調整用基台154a，用於 使第3攝影裝置140在與玻璃基板1的切斷面la水平的方向 5 上移動；以及，第3對焦用基台154b，固定有第3攝影裝置 140，並使第3攝影裝置140在與切斷面la相垂直的方向上相 對於第3位置調整用基台154a移動。 利用這種結構，第3調整裝置154通過移動第3位置調整 用基台154a，即可容易對第3攝影裝置140相對於玻璃基板1 10 的切斷面la的位置進行調整；通過移動第3對焦用基台 154b，即可容易實施第3攝影機141的對焦。 第1〜第3調整裝置152 ..... 154的第1〜第3位置調整用 基台152a.....154a、以及第1〜第3對焦用基台152b..... 154b，通過分別設置在機架151上的馬達（未圖示）的驅動而 15 往復移動，但也可以用氣壓缸來代替馬達，即利用氣壓缸 (未圖示）的壓縮和膨脹來進行往復移動。 並且，如第4圖所示，在用第1〜第3攝影裝置120..... 140的第1〜第3攝影機121.....141拍攝的影像中，爲了使 玻璃基板1的形狀能夠與背景更明確地區別開來，玻璃基板 20 的切斷面la的檢查裝置100具有：照射光的第4照明171、以 及將由第4照明171照射的光在玻璃基板1的切斷面la的周 圍進行反射的第4反射鏡172。利用這種結構，使由第4照明 171照射的光在第4反射鏡172上被反射，從而對玻璃基板1 的切斷面la的周圍進行照射，由此，在由第1〜第3攝影機 12 1291546 121、…、141拍攝的影像中，使得背景的明暗和顏色不同， 以便使玻璃基板la的形狀能夠更明確地與背景區別。 並且，爲了清除附著在玻璃基板1的切斷面la周圍的異 物’在玻璃基板1的上表面和下表面分別設置嘴射空氣的空 5 氣喷嘴180。 從外部空氣供給部（未圖示）向空氣喷嘴180供給空氣， 空氣喷嘴180向玻璃基板1的切斷面ia周圍進行噴射，清除 異物，這樣，能夠防止在用第1〜第3攝影裝置120、…、140 的第1〜第3攝影機121、…、141拍攝的影像中出現異物影 10 像，獲得玻璃基板1的切斷面la的清晰影像。 另一方面，在主自動裝置150上分別設置了用於測量機 架151的位置的直線標度尺192、以及用於從標度尺192讀出 資料的讀取頭191。 以下說明這種結構的玻璃基板的切斷面檢查裝置100 15 的動作。 首先，使玻璃基板1位於吸附板110上。這時，使切斷 面la緊密貼合到在預定位置上固定的導向器160上。這樣， 切斷面la置於基準位置上，因此，第3攝影裝置140的第3攝 影機141的透鏡143和切斷面la之間的距離保持一定，容易 20 使第3攝影機141對焦。 置於吸附板110上的玻璃基板1，借助於通過吸附板110 的真空孔（未圖示）而被供給的吸力，被吸附並固定在吸附板 110上。這時，即使在玻璃基板1撓曲的情況下，也能沿著 吸附板110的長度方向，從吸附板110上的一邊側向另一邊 13 1291546 側依火向真空孔供給吸力，所以，玻璃基板1整體被緊密地 吸附在吸附板110上。 當玻璃基板1吸附到吸附板110上時，第1〜第3攝影裝置 120 ..... 140被在主自動裝置150的長度方向上沿切斷面“ 移動的機架151放置到準備進行檢查的切斷面“的初始位 置上。 在第1〜第3攝影裝置120 ..... 140位於準備檢查的切斷 面la的初始位置上後，利用第丨〜第3調整裝置152.....154， 即，第1〜第3攝影裝置120.....140通過第1〜第3位置調整 1〇用基台152a.....154a的調整和第1〜第3對焦用基台 152b.....154b的調整，來實施第1〜第3攝影機121..... 141的位置調整和對焦。 在第1〜弟3攝影機121、…、141的位置調整和對焦結束 後’實施攝影過程。這時如第5圖所示，玻璃基板丨的切斷 a不疋水平面，而是波狀的曲面，所以，産生拍攝切斷 面1a的第3攝影機141的焦面與切斷面邮一致的現象。 15 ^防止k種現象，如第5圖和第6圖所示，在玻璃基板工 由斷面la形成曲線狀時，也可以將在對準焦點時的i步驟 声、攝〜機141獲知的影像、和在未對準焦點時的i+Ι步驟 、。像進行比較’來計算&在這些影像中切斷 面la之 間的位置差Ad的值。 和士 &①對切斷面la進行攝影的第3攝影機141的透鏡14: A 2面1a之間的距離變化量，所以，通過使第3對焦用1 在垂直方向上向切斷面丨&接近Ad，實施第3攝影拍 20 1291546 141的對焦。與此同時，使第1和第2位置調整用基台152&、 153a分別移動，以便使第1和第2攝影機121、131取得第6圖 所示的校正後的影像。 也就是說，利用偏離標準位置的變化量，第3攝影機141 5 進行對焦，第1、第2攝影機121、131校正位置。 第1〜第3攝影裝置120..... 140的第1〜第3照明122..... 142 ’如第3圖所示，例如通過反射板124在與第1〜第3攝影 機121、…、141的透鏡123、…、143的光軸相同的方向上 知射光’由此，在第1〜第3攝影機121、…、141進行攝影時， 10 不會受到由第1〜第3照明122.....142照射的光的干擾，能 夠準確拍攝玻璃基板1的切斷面1 a。 另一方面，如第4圖所示，在吸附板110上放置玻璃基 板1時’第4反射鏡172爲了避免干擾而移動到第3攝影裝置 140側。並且，在吸附板11〇上放置並固定玻璃基板丨之後， 15第4反射鏡172返回到玻璃基板1的上側。 返回到玻璃基板1上側的第4反射鏡172，通過使由第4 照明171照射的光在玻璃基板1的切斷面la的周圍反射，在 由第1〜第3攝影裝置120.....140的第1〜第3攝影機121..... 141拍攝到的影像中，能夠使玻璃基板1的形狀更好地和背 20 景區別開來。 也就是說，第4反射鏡172所在位置的玻璃基板1的上表 面的上方的背景，被從第4反射鏡172反射的光照亮；玻璃 基板1下表面的下方的背景，則由於由第3照明142和第4照 明171照射的光在吸附板11 〇的側面被反射，而能夠獲得像 15 1291546 第4反射鏡172那樣的效果。 從外部空氣供給部（未圖示）向空氣喷嘴180供給空氣， 空氣喷嘴180向玻璃基板1的切斷面la周圍進行噴射，清除 異物，由此，能夠防止用第1〜第3攝影裝置120.....140 5 的第1〜第3攝影機121.....141拍攝的影像中出現異物影 像。從而，獲得玻璃基板1的切斷面la本身清晰的影像。 以上說明了本發明的最佳實施方式，但在不脫離本發 明申請專利範圍的條件下，本行業人士能夠進行各種改變。 L圖式簡單說明3 10 第1圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置的 側面圖。 第2圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置的 平面圖。 第3圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置的 15 第1〜第3攝影機和第1〜第3照明的斷面圖。 第4圖是表示本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝置的 第4照明和第4反射鏡的側面圖。 第5圖是用於說明本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝 置的第3攝影機的對焦的平面圖。 20 第6圖是用於說明本發明的玻璃基板的切斷面檢查裝 置的第3攝影機的對焦的圖。 16 1291546 【圖式之主要元件代表符號表】 1…玻璃基板 la···切斷面 100···切斷面檢查裝置 110···吸附板 120···第1攝影裝置 121···第1攝影機 122···第1照明 123···第1透鏡部 124···反射板 130···第2攝影裝置 131···第2攝影機 132···第2照明 133···第2透鏡部 140···第3攝影裝置 141···第3攝影機 142···第3照明 143···第3透鏡部 150···主自動裝置 151…機架 152···第1調整裝置 152a…第1位置調整用基台 152b…第1對焦用基台 153···第2調整裝置 153a…第2位置調整用基台 153b…第2對焦用基台 154···第3調整裝置 154a…第3位置調整用基台 154b…第3對焦用基台 160···導向器 171···第4照明 172···第4反射鏡 180···空氣喷嘴 191…讀取頭 192…標度尺 17

Claims (1)

1291546 拾、申請專利範圍： 1· 一種玻璃基板的切斷面檢查裝置，用於檢查玻璃基板的 切斷面，其特徵在於，包括： 吸附板，用於固定上述玻璃基板，使上述玻璃基板 5 的切斷面向一邊側突出； 第1攝影裝置，位於上述玻璃基板的上表面的上 方，並具有第1攝影機，用於面向上述切斷面上側與上 述上表面垂直地對玻璃基板進行攝影獲得影像； 第2攝影裝置，位於上述玻璃基板的下表面的下 10 V 、， ’並具有第2攝影機’用於面向上述切斷面下側與上 述下表面垂直地對玻璃基板進行攝影獲得影像； 第3攝影裝置，與上述玻璃基板的切斷面對置，並 具有第3攝影機，用於與上述切斷面垂直地對玻璃基板 進行攝影獲得影像； 15 機架，與上述玻璃基板的切斷面靠近設置，分別與 上述第1〜第3攝影裝置結合；以及 機架移動裝置，用於使上述機架移動，以便使設置 在上述機架上的上述第1〜第3攝影裝置沿著上述切斷面 的長度方向移動，而可對切斷面進行攝影。 20 2·如申凊專利範圍第1項所述的玻璃基板的切斷面檢查裝 置其彳寸徵在於·對上述切斷面進行導向和支承的導向 器，在與吸附板相對的位置至少被設置2個，以便在上 述玻㈣基板被固定到上述吸附板上之前，使上述切斷面 和上述第3攝影裝置的第3攝影機之間保持一定距離。 18 1291546 3. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃基板的切斷面檢查裝 置，其特徵在於：還包括照明裝置，把光照射到上述第 1〜第3攝影機中的至少一台攝影機的攝影部位上。 4. 如申請專利範圍第3項所述的玻璃基板的切斷面檢查裝 5 置，其特徵在於：上述照明裝置沿著上述至少一個攝影 機透鏡的光軸進行照射。 5. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃基板的切斷面檢查裝 置，其特徵在於：上述機架具有第1調整裝置，設置在 與上述第1攝影裝置結合的部分，包括：第1位置調整用 10 基台，用於使上述第1攝影裝置在與上述玻璃基板的切 斷面垂直的方向上移動；以及，第1對焦用基台，固定 有上述第1攝影裝置，並使上述第1攝影裝置在與上述切 斷面水平的方向上相對於上述第1位置調整用基台移 動。 15 6.如申請專利範圍第1項所述的玻璃基板的切斷面檢查裝 置，其特徵在於：上述機架具有第2調整裝置，設置在 與上述第2攝影裝置結合的部分，包括：第2位置調整用 基台，用於使上述第2攝影裝置在與上述玻璃基板的切 斷面垂直的方向上移動；以及，第2對焦用基台，固定 20 有上述第2攝影裝置，使上述第2攝影裝置在與上述切斷 面水平的方向上相對於上述第2位置調整用基台移動。 7.如申請專利範圍第1項所述的玻璃基板的切斷面檢查裝 置，其特徵在於：上述機架具有第3調整裝置，設置在 與上述第3攝影裝置結合的部分，包括：第3位置調整用 19 1291546 基台，用於使上述第3攝影裝置在與上述玻璃基板的切 斷面水平的方向上移動；以及，第3對焦用基台，固定 有上述第3攝影裝置，使上述第3攝影裝置從上述第3位 置調整用基台向與上述切斷面垂直的方向移動。 5 8.如申請專利範圍第1項所述的玻璃基板的切斷面檢查裝 置，其特徵在於：還具有配置在上述玻璃基板上表面的 上方的第4反射鏡、以及照射光的第4照明，由上述第4 照明照射的光被第4反射鏡反射到上述玻璃基板的切斷 面周圍。 10 9.如申請專利範圍第1項所述的玻璃基板的切斷面檢查裝 置，其特徵在於：還具有異物除去裝置，用於向上述玻 璃基板的切斷面喷射空氣，來除去附著在上述切斷面及 其周圍的異物。 20