TWI764675B

TWI764675B - 翻轉裝置、翻轉方法、檢測設備及檢測方法

Info

Publication number: TWI764675B
Application number: TW110113532A
Authority: TW
Inventors: 林佳民; 陳紀鋼
Original assignee: 由田新技股份有限公司
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-05-11
Also published as: TW202241791A; CN115219510A

Abstract

一種翻轉裝置，包括一夾持機構及一旋轉機構。夾持機構包括兩個壓抵總成，沿一縱向反向設置，各壓抵總成包括兩個用以承載或壓抵一待測物的壓抵板。兩個壓抵板沿一垂直於縱向的第一橫向排列，並能在一開啟狀態及一閉合狀態之間變換。且兩壓抵總成能在一張開狀態以及一夾持待測物的夾持狀態之間變換。旋轉機構用以驅動夾持機構轉動，以使夾持機構帶動所夾持的待測物旋轉。

Description

翻轉裝置、翻轉方法、檢測設備及檢測方法

本發明是有關於一種翻轉裝置、翻轉方法、檢測設備及檢測方法，特別是指一種用以翻轉板狀待測物的翻轉裝置、翻轉方法、檢測設備及檢測方法。

現有檢測設備欲檢測一板狀待測物的表面瑕疵時，通常是透過一輸送帶輸送待測物至一影像擷取裝置處，使影像擷取裝置先擷取待測物的一上表面的影像，以供後續進行瑕疵檢測。接著，輸送帶會將待測物輸送至一翻轉裝置處，翻轉裝置會對待測物進行翻轉，使待測物的一下表面朝上。之後，輸送裝置再將待測物輸送回影像擷取裝置處，使影像擷取裝置擷取待測物的一下表面的影像，以供後續進行瑕疵檢測。

由於影像擷取裝置及翻轉裝置分別處於兩個不同的工作站，且各自為獨立的裝置，因此，必需透過輸送帶輸送待測物在影像擷取裝置及翻轉裝置之間移動，才能分別進行影像擷取及翻轉的作業。如此一來，整個檢測流程所需耗費的工時很長，導致檢測速度及效率皆差。此外，翻轉裝置是透過兩個夾持機構夾持於待測物相反側以對其進行翻轉，由於各夾持機構夾持待測物時只接觸其一小部分的區域，因此，兩夾持機構帶動待測物翻轉的過程中，待測物易產生晃動而導致翻轉時的穩定性不佳。

本發明之其中一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的翻轉裝置。

本發明的翻轉裝置，包含一夾持機構及一旋轉機構。夾持機構包括兩個壓抵總成。兩個壓抵總成沿一縱向反向設置，各壓抵總成包括兩個用以承載或壓抵一待測物的壓抵板。兩個壓抵板沿一垂直於縱向的第一橫向排列，並能在一開啟狀態，及一閉合狀態之間變換。且兩壓抵總成能在一張開狀態以及一夾持待測物的夾持狀態之間變換。旋轉機構用以驅動夾持機構轉動，以使夾持機構帶動所夾持的待測物旋轉。

本發明之另一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的檢測設備。

本發明的檢測設備，包含一如前述的翻轉裝置、一影像擷取裝置及一取放裝置。影像擷取裝置沿縱向位於夾持機構上方，當壓抵總成在張開狀態且位於上方的壓抵板在開啟狀態時，兩壓抵板之間界定出一開口，影像擷取裝置與開口位置對應並能擷取位於下方的兩壓抵板所承載的待測物影像。取放裝置能通過開口取放待測物。

本發明之又一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的翻轉方法。

於是，本發明的翻轉方法，包含以下步驟：

放置一待測物於兩個上下排列的壓抵總成中位於下方的壓抵總成上，其中，位於下方的壓抵總成的兩個壓抵板在一閉合狀態，位於上方的壓抵總成的兩個壓抵板在一開啟狀態；驅動位於上方的壓抵總成的壓抵板變換至一閉合狀態；驅動壓抵總成由一張開狀態變換至一夾持待測物的夾持狀態；驅動壓抵總成帶動所夾持的待測物旋轉；驅動壓抵總成由夾持狀態變換至張開狀態；及驅動位於上方的壓抵總成的壓抵板由閉合狀態變換至開啟狀態。

本發明之再一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的檢測方法。

本發明的檢測方法，包含以下步驟：

放置一待測物於兩個上下排列的壓抵總成中位於下方的壓抵總成上，其中，位於下方的壓抵總成的兩個壓抵板在一閉合狀態，位於上方的壓抵總成的兩個壓抵板在一開啟狀態；透過一影像擷取裝置對待測物擷取一第一面影像；驅動位於上方的壓抵總成的壓抵板變換至一閉合狀態；驅動壓抵總成由一張開狀態變換至一夾持待測物的夾持狀態；驅動壓抵總成帶動所夾持的待測物旋轉；驅動壓抵總成由夾持狀態變換至張開狀態；驅動位於上方的壓抵總成的壓抵板由閉合狀態變換至開啟狀態；及透過影像擷取裝置對待測物擷取一第二面影像。

本發明至少具有以下功效：藉由影像擷取裝置沿縱向設置於翻轉裝置的夾持機構上方，使得待測物的影像擷取及翻轉作業在單一個工作站即可完成，能節省在兩個不同的工作站之間轉移所需的輸送設備及輸送工時。藉此，能大幅提升檢測速度及效率，並能降低檢測設備的製造成本。此外，由於兩壓抵總成的壓抵板的板面是透過面接觸方式接觸並壓抵待測物的第一面及第二面，因此，能有效地增加夾持待測物時的穩定性，並且能提升壓抵總成帶動待測物旋轉時的穩定性。

1:待測物

11:第一面

12:第二面

200:檢測設備

20:翻轉裝置

2:支撐座

21:支撐板

3:夾持機構

31、31’:壓抵總成

32a、32b:壓抵板

321:主板體

322:內板體

323:外板體

324:側板體

325:板面

33:驅動單元

331:側板

332:驅動模組

333:內側面

334:外側面

335:第一滑軌組

336:連接架

337:第一氣缸

34:開口

35:驅動總成

351:第二滑軌組

352:第二氣缸

353:致動塊

4:旋轉機構

41:傳動框架

411:側架體

412:連接架體

42:樞軸

43:致動總成

431:馬達

432:傳動組

30:取放裝置

40:影像擷取裝置

A:軸線

R:旋轉方向

X:第一橫向

Y:第二橫向

Z:縱向

S1~S9:檢測步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明檢測設備的一實施例的一立體圖；圖2是本實施例中一翻轉裝置的一立體分解圖；圖3是本實施例中一位於下方的壓抵總成的一立體圖；圖4是本實施例中位於下方的壓抵總成的一仰視圖；圖5是本實施例中一位於上方的壓抵總成的一立體圖；圖6是本實施例中位於上方的壓抵總成的一俯視圖；圖7是本實施例的檢測方法的一檢測步驟流程圖；及圖8至圖15分別是本實施例的檢測步驟的階段示意圖。

參閱圖1，本發明檢測設備200之一實施例是以一光學檢測設備為例，適於檢測一待測物1的表面瑕疵。在一實施例中，待測物1為一板件，例如可為不透光的一電路基板、一面板，或一晶圓基板，但不以此為限。待測物1具有一第一面11，及一相反於第一面11的第二面12。檢測設備200包括一翻轉裝置20、一取放裝置30及一影像擷取裝置40。為了便於後續說明，定義出檢測設備200的一縱向Z、一垂直於縱向Z的第一橫向X，及一垂直於第一橫向X與縱向Z的第二橫向Y。其中，縱向Z為上下方向，第一橫向X以左右方向為例，第二橫向Y以前後方向為例。

參閱圖1及圖2，翻轉裝置20包含一支撐座2、一夾持機構3及一旋轉機構4。支撐座2呈開口朝上的U型狀，並包括兩個沿第二橫向Y相間隔的支撐板21。夾持機構3包括兩個壓抵總成31、31’，及一驅動總成35。兩壓抵總成31、31’沿縱向Z反向設置且上下排列，其中，壓抵總成31位於下方而壓抵總成31’位於上方，兩壓抵總成31、31’的構造相同。

參閱圖3、圖4、圖5及圖6，各壓抵總成31、31’包含兩個壓抵板32a、32b，及一驅動單元33。兩壓抵板32a、32b沿第一橫向X排列，各壓抵板32a、32b包括一主板體321、一內板體322、一外板體323，及兩個側板體324。主板體321具有一用以承載或壓抵待測物1的板面325。內板體322及外板體323分別垂直地連接於主板體321相反側且沿第一橫向X相間隔。兩側板體324分別垂直地連接於主板體321另兩相反側且沿第二橫向Y相間隔。其中，兩壓抵板32a、32b的內板體322相鄰且相向，而兩壓抵板32的外板體323相互遠離。

驅動單元33包括兩個側板331，及兩個驅動模組332。兩側板331沿第二橫向Y反向設置且相間隔。各側板331具有一內側面333，及一相反於內側面333的外側面334。兩驅動模組332沿第二橫向Y反向設置於兩側板331。各驅動模組332包含兩個第一滑軌組335、一連接架336，及一第一氣缸337。兩第一滑軌組335分別設置於兩側板331的內側面333。連接架336連接於兩第一滑軌組335之間，用以支撐並固定地連接於對應的壓抵板32a、32b的主板體321相反於板面325的一面。連接架336能透過兩第一滑軌組335的導引而順暢地帶動對應的壓抵板32a、32b沿第一橫向X移動。第一氣缸337設置於對應的側板331的外側面334且連接於連接架336。第一氣缸337驅動連接架336使其帶動所連接的對應壓抵板32a、32b沿第一橫向X在一閉合位置(如圖4所示)，及一開啟位置(如圖6所示)之間移動。

當兩壓抵板32a、32b各自在閉合位置時，兩壓抵板32a、32b的內板體322相互抵靠在一起，使得兩壓抵板32a、32b在一閉合狀態。此時，兩壓抵板32a、32b的板面325能共同承載或壓抵待測物1。當兩壓抵板32a、32b各自在開啟位置時，兩壓抵板32a、32b的內板體322相互遠離且相間隔，使得兩壓抵板32a、32b在一開啟狀態。此時，兩壓抵板32a、32b的內板體322之間界定出一開口34，開口34用以供待測物1(如圖1所示)及取放裝置30(如圖1所示)通過。藉此，使得驅動單元33能驅動兩壓抵板32a、32b沿第一橫向X反向移動並在開啟狀態及閉合狀態之間變換。

參閱圖2、圖3及圖4，藉由兩壓抵總成31、31’沿縱向Z反向設置、驅動單元33的兩側板331沿第二橫向Y反向設置，及兩驅動模組332沿第二橫向Y反向設置於兩側板331的方式，使得壓抵總成31、31’在設計製造上能較為簡單，並能降低結構複雜度。此外，藉由各驅動模組332的連接架336連接於兩第一滑軌組335之間，使得兩第一滑軌組335能起到對連接架336及其所連接的壓抵板32a、32b有良好支撐及導向的作用，以提升壓抵板32a、32b移動的穩定性及順暢性。

參閱圖1及圖2，驅動總成35包含四個第二滑軌組351，及兩個第二氣缸352。每兩個第二滑軌組351沿第一橫向X相間隔，且連接於壓抵總成31、31’沿縱向Z排列的對應側板331的外側面334。於一實施例中，各第二氣缸352例如為一夾爪氣缸，但不以此為限。各第二氣缸352位於對應的兩第二滑軌組351中間，且具有兩個沿縱向Z相間隔並能沿縱向Z反向移動的致動塊353。兩致動塊353分別連接於壓抵總成31、31’沿縱向Z排列的對應側板331的外側面334。驅動總成35的各第二氣缸352透過兩致動塊353分別驅動兩壓抵總成31、31’沿縱向Z反向移動，以使兩壓抵總成31、31’在一相互遠離的張開狀態(如圖10所示)，及一相互靠近的夾持狀態(如圖11所示)之間變換。在張開狀態時，兩壓抵總成31、31’處於閉合狀態的壓抵板32a、32b不會夾持待測物1。在夾持狀態時，兩壓抵總成31、31’處於閉合狀態的壓抵板32a、32b會夾持待測物1。

藉由第二氣缸352採用夾爪氣缸，使得第二氣缸352能同時驅動兩壓抵總成31、31’沿縱向Z反向移動，並且能縮短兩壓抵總成31、31’在張開狀態及夾持狀態之間變換時的移動行程，從而能提升變換的速度及效率。此外，藉由第二氣缸352的數量採用兩個的方式，能提升驅動兩壓抵總成31、31’沿縱向Z反向移動時的施力平衡性及穩定性。再者，藉由每兩個第二滑軌組351位於對應的第二氣缸352相反側的方式，使得兩第二滑軌組351能起到對兩壓抵總成31、31’的沿縱向Z排列的對應側板331良好支撐及導向的作用，以提升兩壓抵總成31、31’移動的穩定性及順暢性。當然，第二滑軌組351的數量也可為兩個且分別設置於兩第二氣缸352一側，不以本實施例所揭露的為限。

旋轉機構4包括一傳動框架41、一樞軸42，及一致動總成43。傳動框架41具有兩個沿第二橫向Y相間隔的側架體411，及兩個連接於兩側架體411之間且沿第一橫向X相間隔的連接架體412。各側架體411位於對應的側板331外側。兩連接架體412位於兩壓抵總成31、31’之間。各第二氣缸352及與其相鄰對應的兩第二滑軌組351設置於對應的側架體411內側，使得驅動總成35連接在兩壓抵總成31、31’的側板331與傳動框架41之間。樞軸42能轉動地樞接於兩支撐板21其中之一且連接於傳動框架41對應的側架體411外側。致動總成43設置於其中另一支撐板21，並具有一馬達431，及一連接於馬達431與傳動框架41對應的側架體411外側之間的傳動組432。馬達431透過傳動組432驅動傳動框架41旋轉，使傳動框架41帶動夾持機構3繞一沿第二橫向Y延伸的軸線A轉動。

由於傳動框架4的兩側架體411分別連接樞軸42及致動總成43，且樞軸42及致動總成43分別設置於兩支撐板21上，因此，傳動框架4在第二橫向Y上能夠被穩固地支撐。藉此，傳動框架41被致動總成43驅動時能夠順暢地繞軸線A轉動而不會產生晃動或歪斜的情形。此外，由於兩第二氣缸352及四個第二滑軌組351分別設置兩側架體411內側，因此，傳動框架41相當於是透過第二氣缸352及第二滑軌組351傳遞旋轉扭力至各壓抵總成31、31’的兩側板331而帶動夾持機構3旋轉。藉此，能提升傳遞旋轉扭力至夾持機構3的均勻性，使夾持機構3能夠順暢地繞軸線A轉動而不會產生晃動或歪斜的情形。

參閱圖1，本實施例的取放裝置30是以機械手臂為例，取放裝置30例如透過真空吸附方式吸附待測物1的第一面11或第二面12並能帶動待測物1移動。取放裝置30用以將待測物1移載至翻轉裝置20的壓抵板32a、32b上以及將壓抵板32a、32b所承載的待測物1取出。當然，取放裝置30也可為其他形式的移載裝置，不以機械手臂為限。取放裝置30也可透過夾爪取放待測物1，不以真空吸附方式為限。

本實施例的影像擷取裝置40是以面掃描攝影機為例，影像擷取裝置40沿縱向Z位於翻轉裝置20的夾持機構3上方，用以擷取待測物1的第一面11影像或第二面12影像，並能將所擷取的影像傳輸至一影像處理裝置(圖未示)以進行後續的瑕疵檢測。當然，影像擷取裝置40也可為線掃描攝影機或其他類型的攝影機，不以面掃描攝影機為限。

以下針對檢測設備200使用本案實施例的檢測方法來運作的方式進行詳細說明：

圖7是本實施例的檢測方法的一檢測步驟流程圖，包含下述步驟：步驟S1：放置待測物並且承載待測物、步驟S2：擷取待測物的第一面影像、步驟S3：壓抵板變換至閉合狀態、步驟S4：壓抵總成變換至夾持狀態、步驟S5：旋轉壓抵總成、步驟S6：壓抵總成變換至張開狀態、步驟S7：壓抵板變換至開啟狀態、步驟S8：擷取待測物的第二面影像，及步驟S9：取出待測物。

參閱圖1、圖7及圖8，在步驟S1中，位於下方的壓抵總成31的各壓抵板32a在閉合位置，使得兩壓抵板32a在閉合狀態。位於上方的壓抵總成31’的各壓抵板32b在開啟位置，使得兩壓抵板32b在開啟狀態。取放裝置30透過真空吸附方式吸附待測物1的第一面11，並帶動待測物1朝翻轉裝置20的夾持機構3移動。由於上方的壓抵總成31’的兩壓抵板32b在開啟狀態時，兩壓抵板32b之間界定出開口34，因此，取放裝置30能帶動待測物1通過開口34，並將待測物1放置於下方壓抵總成31的兩壓抵板32a的板面325上。隨後，取放裝置30會解除真空吸附狀態並經由開口34移離待測物1及夾持機構3。此時，待測物1的第一面11朝上並與開口34位置對應，待測物1的第二面12朝下並且被下方壓抵總成31的兩壓抵板32a的板面325所承載。

參閱圖1、圖7及圖9，在步驟S2中，由於影像擷取裝置40沿縱向Z位於夾持機構3上方並與開口34位置對應，因此，影像擷取裝置40能通過開口34擷取待測物1的第一面11影像，並將所擷取的影像傳輸至影像處理裝置進行後續的瑕疵檢測。

參閱圖6、圖7及圖10，在步驟S3中，位於上方的壓抵總成31’的兩第一氣缸337分別驅動兩連接架336，使其帶動兩壓抵板32b沿第一橫向X反向移動並相互靠近，以使各壓抵板32b移動至閉合位置。此時，兩壓抵板32b的內板體322抵靠在一起，使得兩壓抵板32b變換至閉合狀態。由於上方壓抵總成31’的兩壓抵板32b位於待測物1的第一面11上方一段適當距離，因此，兩壓抵板32b在移動過程中不會接觸或碰撞到第一面11而造成其受損。

參閱圖2、圖7及圖11，在步驟S4中，驅動總成35的各第二氣缸352透過兩致動塊353分別驅動所連接的兩壓抵總成31、31’沿縱向Z反向移動並相互靠近。當兩壓抵總成31、31’的壓抵板32a、32b的板面325分別施加預定壓力壓抵於待測物1的第一面11及第二面12時，各第二氣缸352即停止作動。此時，兩壓抵總成31、31’由相互遠離的張開狀態變換至相互靠近且夾持待測物1的夾持狀態。

參閱圖1、圖7及圖12，在步驟S5中，致動總成43的馬達431透過傳動組432驅動傳動框架41旋轉，使傳動框架41帶動夾持機構3繞軸線A沿一旋轉方向R轉動。夾持機構3轉動過程中，兩壓抵總成31、31’會帶動所夾持的待測物1同時旋轉。當傳動框架41帶動夾持機構3沿旋轉方向R轉動180度時，馬達431即停止作動。此時，兩壓抵總成31、31’的上下位置互換，使得待測物1的第一面11朝下而第二面12朝上。由於兩壓抵總成31、31’的壓抵板32a、32b的板面325透過面接觸方式接觸並壓抵待測物1的第一面11及第二面12，因此，能有效地增加夾持待測物1時的穩定性，並且能提升壓抵總成31、31’帶動待測物1旋轉時的穩定性。

參閱圖2、圖7及圖13，在步驟S6中，驅動總成35的各第二氣缸352透過兩致動塊353分別驅動所連接的兩壓抵總成31、31’沿縱向Z反向移動並相互遠離，使兩壓抵總成31、31’由夾持狀態變換至未夾持待測物1的張開狀態。此時，位於上方的壓抵總成31的兩壓抵板32a的板面325移離待測物1的第二面12並且位於第二面12上方一段適當距離。

參閱圖4、圖7及圖14，在步驟S7中，位於上方的壓抵總成31的兩第一氣缸337分別驅動兩連接架336使其帶動兩壓抵板32a沿第一橫向X反向移動並相互遠離，以使各壓抵板32a移動至開啟位置。此時，兩壓抵板32a變換至開啟狀態，且待測物1的第二面12與開口34位置對應。由於上方壓抵總成31的兩壓抵板32a位於待測物1的第二面12上方一段適當距離，因此，兩壓抵板32a在移動過程中不會接觸或碰撞到第二面12而造成其受損。

參閱圖7及圖14，在步驟S8中，由於影像擷取裝置40與開口34位置對應，因此，影像擷取裝置40能通過開口34擷取待測物1的第二面12影像，並將所擷取的影像傳輸至影像處理裝置進行後續的瑕疵檢測。

參閱圖7及圖15，在步驟S9中，取放裝置30通過開口34穿入位於上方的壓抵總成31內並接觸待測物1的第二面12。接著，取放裝置30透過真空吸附方式吸附待測物1的第二面12。隨後，取放裝置30帶動待測物1向上移動並經由開口34移離夾持機構3(如圖1所示)以取出待測物1。此時，即完成待測物1的檢測。

之後，重覆不斷地進行步驟S1至步驟S9，即可連續地進行其餘待測物1的影像擷取及翻轉作業。

需說明的是，本實施例的檢測方法所包含的檢測步驟中，只要省略步驟S2、步驟S8及步驟S9，則其餘的步驟即為翻轉裝置20使用本實施例的翻轉方法的翻轉步驟。

綜上所述，本實施例的檢測設備200，藉由影像擷取裝置40沿縱向Z設置於翻轉裝置20的夾持機構3上方，使得待測物1 的影像擷取及翻轉作業在單一個工作站即可完成，能節省在兩個不同的工作站之間轉移所需的輸送設備及輸送工時。藉此，能大幅提升檢測速度及效率，並能降低檢測設備200的製造成本。此外，由於兩壓抵總成31、31’的壓抵板32a、32b的板面325是透過面接觸方式接觸並壓抵待測物1的第一面11及第二面12，因此，能有效地增加夾持待測物1時的穩定性，並且能提升壓抵總成31、31’帶動待測物1旋轉時的穩定性，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。