TWI817815B - 加工裝置的加工作業方法及加工系統 - Google Patents

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Abstract

一種加工裝置的加工作業方法，包括步驟1、步驟2、步驟3及步驟4。步驟1為提供一物件，物件具有一加工面，將加工面分成多個加工區域，其中每一加工區域上具有至少一工件。步驟2為依據每一加工區域的至少一工件執行路徑運算，產生每一加工區域的一加工路徑，其中這些加工區域的加工路徑彼此相異。步驟3為利用一加工裝置，依步驟2所得的這些加工區域之一的加工路徑進行加工作業。步驟4為完成這些加工區域之一內所有的工件的加工作業後，將加工裝置移動到次一加工區域。一種加工系統亦被提出。

Description

加工裝置的加工作業方法及加工系統
本發明是有關於一種加工裝置的加工作業方法及加工系統。
在晶片(例如微型發光二極體晶片)的製作過程中，當檢測裝置發現基板上有晶片具有缺陷時，會將晶片從基板移除，例如是利用雷射剝離(laser lift-off)製程來完成。此時，雷射裝置例如相對於晶片在晶片上掃描晶片的所有位置，遇有缺陷的位置才發出雷射光束來執行雷射剝離。然而，如此整面的掃描路徑較長，而耗費了許多時間。
另一種方法則是在每處理一片晶片時，都運算出雷射裝置掃過缺陷位置的較佳路徑。然而，每換一片晶片都需重新運算出新的最佳路徑，導致運算時間長。
本發明提供一種加工裝置的加工作業方法，其有效縮短 了加工時間與運算時間。
本發明提供一種加工系統，其有效縮短了加工時間與運算時間。
本發明的一實施例提出一種加工裝置的加工作業方法，包括步驟1、步驟2、步驟3及步驟4。步驟1為提供一物件，物件具有一加工面，將加工面分成多個加工區域，其中每一加工區域上具有至少一工件，且這些加工區域交集為空集合。步驟2為依據每一加工區域的至少一工件執行路徑運算，產生每一加工區域的一加工路徑，其中這些加工區域的加工路徑彼此相異。步驟3為利用一加工裝置，依步驟2所得的這些加工區域之一的加工路徑進行加工作業。步驟4為完成這些加工區域之一內所有的工件的加工作業後，將加工裝置移動到次一加工區域。
本發明的一實施例提出一種加工系統，用以對一物件進行加工，其中物件具有一加工面。加工系統包括一運算單元、一加工裝置及一控制單元。運算單元用以將加工面分成多個加工區域，其中這些加工區域上具有至少一工件，且這些加工區域交集為空集合。運算單元更用以依據每一加工區域上的至少一工件執行路徑運算，產生每一加工區域的一加工路徑，其中這些加工區域的加工路徑彼此相異。控制單元用以控制加工裝置依運算單元運算所得的這些加工區域之一的加工路徑進行加工作業，其中加工裝置完成這些加工區域之一內所有的工件的作業後，控制單元用以控制加工裝置移動到次一加工區域的加工路徑進行加工作 業。
在本發明的實施例的加工裝置的加工作業方法及加工系統中，依據每一加工區域上的至少一工件執行路徑運算，產生每一加工區域的一加工路徑，且在完成一個加工區域內所有的工件的加工作業後，再將加工裝置移動到次一加工區域。因此，本發明的實施例的加工裝置的加工作業方法及加工系統可以在有效縮短運算時間的情況下，亦有效縮短加工時間。
1~25:編號
100:加工系統
110:運算單元
120:加工裝置
122:雷射光束
130:控制單元
140:檢測單元
200:物件
202:加工面
210:加工區域
212:子區域
220、220a:工件
230:加工路徑
235:串連路徑
237:移動路徑
250:正常區域
S110、S120、S130、S140:步驟
圖1為本發明的一實施例的加工系統的架構示意圖。
圖2為本發明的一實施例的加工裝置的加工作業方法的流程圖。
圖3及圖4為圖2的加工裝置的加工作業方法的加工路徑示意圖。
圖5繪示了圖3或圖4中的加工區域的子區域。
圖6繪示了另一種加工區域的設置方式。
圖1為本發明的一實施例的加工系統的架構示意圖，圖2為本發明的一實施例的加工裝置的加工作業方法的流程圖，而圖3及圖4為圖2的加工裝置的加工作業方法的加工路徑示意圖。請 參照圖1至圖4，本實施例的加工系統100可用來執行圖2的加工裝置的加工作業方法。加工系統100用以對一物件200進行加工，其中物件200具有一加工面202。在本實施例中，物件200例如為加工面202上設有多個電子元件或導電線路的基板，電子元件例如為微型發光二極體或其他種類的電子元件，基板例如為暫時基板或顯示背板。
加工系統100包括一運算單元110、一加工裝置120及一控制單元130。運算單元110用以將加工面202分成多個加工區域210，如圖3的中型方格，如圖3即分成4×4個(即16個)加工區域210。這些加工區域210上具有至少一工件220。在本實施例中，工件220為具有缺陷的電子元件或導電線路，例如為具有缺陷的微型發光二極體、感測器或導電線路。這些加工區域210的交集為空集合，也就是這些加工區域不會部分重疊，也不會全部重疊。
運算單元110更用以依據每一加工區域210上的至少一工件220執行路徑運算，產生每一加工區域210的一加工路徑230，其中這些加工區域210的加工路徑230彼此相異，如圖3所繪示。
控制單元130電性連接至運算單元110與加工裝置120，且用以控制加工裝置120依運算單元110運算所得的這些加工區域210之一的加工路徑230進行加工作業，其中加工裝置120完成這些加工區域210之一內所有的工件220的作業後，控制單元 130用以控制加工裝置120移動到次一加工區域210的加工路徑230進行加工作業。在本實施例中，加工裝置120為一雷射裝置，且加工作業為元件移除作業。舉例而言，加工裝置120發出一雷射光束122，以進行雷射剝離製程，進而使工件220(例如是有缺陷的微型發光二極體)脫離基板200。
本實施例的加工裝置的加工作業方法包括步驟S110、步驟S120、步驟S130及步驟S140。步驟S110為提供物件200，物件200具有加工面202，將加工面202分成多個加工區域210，其中每一加工區域210上具有至少一工件220，且這些加工區域210的交集為空集合。步驟S120為依據每一加工區域210的至少一工件220執行路徑運算，產生每一加工區域210的一加工路徑230，其中這些加工區域210的加工路徑230彼此相異。步驟S130為利用加工裝置120，依步驟S120所得的這些加工區域210之一的加工路徑230進行加工作業。步驟S140為完成這些加工區域210之一內所有的工件220的加工作業後，將加工裝置120移動到次一加工區域210。在本實施例中，加工裝置120移動到次一加工區域210然後對這些加工區域210加工的順序如移動路徑237(路徑箭頭)所繪示，如圖3與圖4所繪示。在一實施例中，此加工的順序不會往復加工同一個加工區域210。在圖3與圖4中，編號1至16為加工裝置120對這些加工區域210的加工順序，也就是對編號1的加工區域210先加工，然後順著移動路徑237再對編號2的加工區域210加工，然後再對編號3的加工區域210加工，接 著依序對編號4~16的加工區域210加工。在本實施例中，加工裝置120相對於加工區域210的移動可以是加工裝置120不動而利用一承載基板200的載台的移動來移動加工區域210，或者，也可以是基板200不動而加工裝置120移動。所以上述「將加工裝置120移動到次一加工區域210」可以是加工裝置120不動而載台移動基板200，或者也可以是基板200不動而加工裝置120移動。此外，在一實施例中，每一加工區域210的面積相等。
在本實施例的加工裝置的加工作業方法及加工系統100中，依據每一加工區域210上的至少一工件220執行路徑運算，產生每一加工區域210的加工路徑230，且在完成一個加工區域210內所有的工件220的加工作業後，再將加工裝置120移動到次一加工區域210。因此，本實施例的加工裝置的加工作業方法及加工系統100可以在有效縮短運算時間的情況下，亦有效縮短加工時間。換言之，本實施例的加工裝置的加工作業方法及加工系統100可搭配軟體(例如由運算單元110執行)事先優化加工路徑230，以降低加工裝置120空跑的時間。此外，由於優化加工路徑230的方式是分區(即分成多個加工區域210)進行運算，且這些加工區域210的加工順序是以固定順序進行(如移動路徑237所標示的順序)，其可以簡化運算，因此可以節省運算時間，比起習知的技術，也就是整個加工面進行運算，至少可以節省約40%的時間。
在一實施例中，如圖3所繪示，各個加工區域210統一 由相對於進入此區的移動路徑237的最左下角的工件220，作為加工路徑230的起點，依照移動路徑237方向進入此區後先列再行，由左至右依序做串連。規劃路徑時只需考慮哪一個工件220是在最左下角，以它為起點，不需要考慮前一個加工區域210的最後一點之座標，如此可減輕運算之負擔。
在一實施例中，如圖4所繪示，在步驟S130後且在步驟S140前，加工裝置120移動於相鄰的這些加工區域210間具一串連路徑235。串連路徑235將加工路徑230加以串連且串連路徑235和加工路徑230形成的路徑不重疊，前一加工區域210的終點連接至後一加工區域210的起點。此時，加工裝置120移動且承載基板200的載台的也移動讓加工裝置移動與作業加工。
在本實施例中，加工面202具有M×N個加工區域210，其中M+N>2，M與N皆為正整數，且加工裝置120依次在這些加工區域210內移動。在一實施例中，2≦M≦5，且2≦N≦5，且加工區域210呈陣列排列。在圖3與圖4中，是以16個加工區域210為例，但在其他實施例中，加工面202也可以分成25個加工區域210或分成其他數量的加工區域210，如圖6是25個加工區域210，其中以分成25個加工區域210的時間節省最多，超過25個加工區域210的效益不大，少於4個加工區域210能節省的時間較少。加工區域210的形狀可為多邊形、矩形、正方形、正三角形、六邊形或其他適當的幾何形狀。此外，在本實施例中，每一加工區域210與加工面202(或與物件200)的面積比例是落在 從0.04至0.25的範圍內。
在本實施例中，加工面202更包括至少一正常區域250於相鄰的這些加工區域210中，其中此至少一正常區域250中的工件220數量為0，如圖3與圖4所繪示。在本實施例中，將加工裝置120移動到次一加工區域210時，加工裝置120掃過此至少一正常區域250而不作加工，其中步驟S130的這些加工區域210之一與步驟S140的次一加工區域210鄰接於此至少一正常區域250的兩側，如圖3與圖4所繪示。在本實施例中，正常區域250與這些加工區域210連接成加工面202。在一實施例中，每一正常區域250與每一加工區域210的面積相等。
在本實施例中，一個加工區域210的至少一工件220為多個工件220，加工路徑230為使加工裝置120在加工區域210進行加工作業時間最少的這些工件220的連接路徑。在一實施例中，加工路徑230為這些工件220間連接的最短距離的路徑，且加工路徑230不交叉。此外，在一實施例中，一個加工區域210的至少一工件220為一個工件220，則加工路徑230為此一個工件所在位置。
在一實施例中，運算單元110與控制單元130例如為中央處理單元(central processing unit,CPU)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)、可程式化控制器、可程式化邏輯裝置(programmable logic device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合，本發明並不加 以限制。此外，在一實施例中，運算單元110與控制單元130的各功能可被實作為多個程式碼。這些程式碼會被儲存在一個記憶體中，由運算單元110與控制單元130來執行這些程式碼。或者，在一實施例中，運算單元110與控制單元130的各功能可被實作為一或多個電路。本發明並不限制用軟體或硬體的方式來實作運算單元110與控制單元130的各功能。在一實施例中，運算單元110與控制單元130亦可以整合於同一控制器中。
在本實施例中，加工裝置的加工作業方法更包括在步驟S110前，對加工面202執行一檢測，以得到加工面202上的上述至少一工件220的位置，例如得到加工面202上的所有工件220的位置。在本實施例中，加工系統100更包括一檢測單元140，用以對加工面202執行檢測，以得到加工面202上的工件220的位置。檢測單元140例如為自動光學檢查(Automated Optical Inspection)裝置或其他可以檢測加工面202的影像的裝置。檢測單元140可電性連接至運算單元110，以將所拍攝的影像訊號傳送給運算單元110分析。
在一實施例中，加工裝置的加工作業方法更包括將加工面202分成多個檢測區域，且分別對這些檢測區域進行檢測，以得到加工面202上的上述至少一工件220的位置(例如是得到加工面202上的所有工件220的位置)。在一實施例中，每一檢測區域與每一加工區域210於加工面202上的區域重疊。具體說明的是，例如多個檢測區域於加工面上的區分分別對應於後續的多個 加工區域210，每一檢測區域與每一加工區域210的面積相等且完全重疊，以節省後續再另外區分加工區域的時間。
在本實施例中，每一加工區域210具有m×n個子區域212，其中m+n>2，且m與n為正整數。加工裝置的加工作業方法更包括依次對m×n個子區域212執行路徑運算。圖5中繪示了數量較少4×4的子區域212以示意，每一子區域上對應配置有需加工的工件(如缺陷微型發光二極體)和不需加工的元件(如正常的微型發光二極體)，設定4×4個子區域212上第一個工件220a為加工路徑230上要進行加工作業的一第一工件執行路徑運算，產生加工裝置120在加工區域210的這些工件220進行加工作業的加工路徑230。但子區域的劃分數量多少不以圖5為限，可以像圖3示意性的繪示了11×11個子區域212，也可以像圖6示意性的繪示了6×6個子區域，以物件200上設置的多個電子元件或導電線路數量做為子區域的劃分數量為主。
在本實施例中，基板200的邊界為這些加工區域210的整體的邊界的內切圓。如此可充分利用基板200上的所有面積。此作法的彈性最大，可對應不同形狀的基板200。然而，在另一實施例中，基板200的邊界也可以是這些加工區域210的整體的邊界的外接圓，如圖6所繪示。此種情況是基板200的週邊區域無工件220或較少被利用的工件220，則不需列入檢測或加工區域，減少運算時間。在圖6中，編號1至25為加工裝置120對這些加工區域210的加工順序。如圖6分成25個加工區域210可以節省 最多的工作時間，超過25個加工區域210的效益不大，少於4個加工區域210能節省的時間較少，但不以此為限。
綜上所述，在本發明的實施例的加工裝置的加工作業方法及加工系統中，依據每一加工區域上的至少一工件執行路徑運算，產生每一加工區域的一加工路徑，且在完成一個加工區域內所有的工件的加工作業後，再將加工裝置移動到次一加工區域。因此，本發明的實施例的加工裝置的加工作業方法及加工系統可以在有效縮短運算時間的情況下，亦有效縮短加工時間。
S110、S120、S130、S140:步驟

Claims (14)

  1. 一種加工裝置的加工作業方法，包括：步驟1：提供一物件，該物件具有一加工面，將該加工面分成多個加工區域，其中每一加工區域具有m×n個子區域，其中m+n>2，且m與n為正整數，其中每一加工區域上具有至少一工件，且該些加工區域的交集為空集合；步驟2：依據每一加工區域的至少一工件執行路徑運算，產生每一加工區域的一加工路徑，其中該些加工區域的加工路徑彼此相異；步驟3：利用一加工裝置，依步驟2所得的該些加工區域之一的該加工路徑進行加工作業，其中該加工裝置依次對每一加工區域的該m×n個子區域執行路徑運算，設定該m×n個子區域上第一個工件為該加工路徑上要進行該加工作業的一第一工件執行路徑運算，產生該加工裝置在該加工區域的該些工件進行加工作業的該加工路徑；以及步驟4：完成該些加工區域之該一內所有的工件的加工作業後，將該加工裝置移動到次一加工區域。
  2. 如請求項1所述的加工裝置的加工作業方法，其中在步驟3後且在步驟4前，該加工裝置移動於相鄰的該些加工區域間具一串連路徑，該串連路徑將該些加工區域的加工路徑加以串連，且該串連路徑和該些加工區域的加工路徑形成的路徑不重疊。
  3. 如請求項1所述的加工裝置的加工作業方法，其中該加工面具有M×N個加工區域，其中M+N>2，M與N皆為正整數，且該加工裝置依次在該些加工區域內移動。
  4. 如請求項1所述的加工裝置的加工作業方法，其中每一加工區域與該加工面的面積比例是落在從0.04至0.25的範圍內。
  5. 如請求項1所述的加工裝置的加工作業方法，其中該加工面更包括至少一正常區域於相鄰的該些加工區域中，其中該至少一正常區域中的工件數量為0。
  6. 如請求項5所述的加工裝置的加工作業方法，其中將該加工裝置移動到次一加工區域時，該加工裝置掃過該至少一正常區域而不作加工，其中步驟3的該些加工區域之該一與步驟4的該次一加工區域鄰接於該至少一正常區域的兩側。
  7. 如請求項1所述的加工裝置的加工作業方法，其中該至少一工件為多個工件，該加工路徑為使該加工裝置在該加工區域進行加工作業時間最少的該些工件的連接路徑。
  8. 如請求項7所述的加工裝置的加工作業方法，其中該加工路徑為該些工件間連接的最短距離的路徑，且該加工路徑不交叉。
  9. 如請求項1所述的加工裝置的加工作業方法，更包括：在步驟1前，對該加工面執行一檢測，以得到該加工面上的該至少一工件的位置。
  10. 如請求項9所述的加工裝置的加工作業方法，更包括：將該加工面分成多個檢測區域，且分別對該些檢測區域進行檢測，以得到該加工面上的該至少一工件的位置。
  11. 如請求項10所述的加工裝置的加工作業方法，其中每一檢測區域與每一加工區域於該加工面上的區域重疊。
  12. 如請求項1所述的加工裝置的加工作業方法，其中該加工裝置為一雷射裝置，且該加工作業為元件移除作業。
  13. 一種加工系統，用以對一物件進行加工，該物件具有一加工面，該加工系統包括：一運算單元，用以將該加工面分成多個加工區域，其中每一加工區域具有m×n個子區域，其中m+n>2，且m與n為正整數，其中該些加工區域上具有至少一工件，且該些加工區域的交集為空集合，該運算單元更用以依據每一加上區域上的至少一工件執行路徑運算，產生每一加工區域的一加工路徑，其中該些加工區域的加工路徑彼此相異；一加工裝置；以及一控制單元，用以控制該加工裝置依運算單元運算所得的該些加工區域之一的該加工路徑進行加工作業，其中該加工裝置依次對每一加工區域的該m×n個子區域執行路徑運算，設定該m×n個子區域上一第一個工件為該加工路徑上要進行加工作業的一第一工件執行路徑運算，產生該加工裝置在該加工區域的該些工件 進行加工作業的該加工路徑，該加工裝置完成該些加工區域之該一內所有的工件的作業後，該控制單元用以控制該加工裝置移動到次一加工區域的該加工路徑進行加工作業。
  14. 如請求項13所述的加工系統，更包括一檢測單元，用以對該加工面執行一檢測，以得到該加工面上的該至少一工件的位置。
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