旋轉式預邦定機圖像對位方案的改進

趙瑩

(太原風華信息裝備股份有限公司，山西 太原 030024)

所謂LCM(Liquid Display Moudle)即液晶顯示器件模塊，它是將液晶顯示器件、連接件、集成電路、控制部件、驅動電路和PCB（印制電路板Printed Circuit Board）、背光源以及結構件裝配在一起的組件。而其中液晶玻璃與驅動電路以及柔性線路板的機械連接和電氣導通則為LCM生產的核心部分，其對應的生產工藝分別是COG（Chip On Glass即芯片被直接邦定在玻璃上）和FOG(柔性線路板與玻璃電路板接裝Flexible printed circuits board On Glass)工藝。FOG生產工藝是通過ACF(異方性導電膠膜Anisotropic Conductive Film)粘合，并在一定的溫度、壓力和時間下熱壓而實現液晶玻璃與柔性線路板機械連接和電氣導通的一種加工方式。其制造工藝過程主要包括四步：ACF預貼、預邦定、主邦定、檢測。本文主要介紹的是預邦定機及其工藝。

預邦定：通過輔助圖像系統對FPC（柔性線路板Flexible Printed Circuits）和LCD（液晶顯示器Liquid Crystal Display）的引腳進行對位，并進行預壓形成初步的連接。由于引線節距越來越小，最小節距已達0.05mm,對位精度要求在±0.005mm以內，因而圖像處理系方法倍數至少應大于50倍。示意圖如圖1所示。

圖1 預邦定示意圖

1 設備機理

旋轉式預壓邦定機就是其中一種專業邦定機，該機為預壓機型，即雙工作臺結構，可以180°旋轉，加熱采用恒溫方式。該設備有正面和反面兩種預壓方式。

其工作原理為：被熱聯結產品放在外工作臺上，人工對位，雙手按動啟動按鈕，工作臺旋轉至180°進行預壓，在預壓部件壓接產品并保溫保壓其間，操作人員可在第二個工作臺上進行對位，完畢后工作臺旋轉，第一個工作臺上的產品卸料后再次上料對位。依次相互交替進行。

2 圖像的意義

由預邦定的定義及預邦定機的工作原理可看出人工對位在預邦定工序中占有相當重要的地位，由于引線節距越來越小，最小節距已達0.05mm,對位精度要求在±0.005mm以內，因而圖像處理系統方法在此就顯得尤為重要。一套圖像系統包括了CCD相機、鏡頭和光源及監視器。而在本設備中，由于LCD玻璃基板和FPC上通常有兩個MARK（標記）點，要利用這兩個MARK點進行FPC和LCD的引腳進行對位，所以需要配置兩套同樣的圖像系統，并共用一個監視器，但需配置一個分屏器，把兩套圖像系統的圖像在一個監視器上顯示出來。而光源采用的是同軸光，同時增加了一個外部光源，通過一個雙口的光纖可對兩個MARK點同時加光。

在圖像系統的選型上，我們采用了常用的1/3英寸的CCD，尺寸結構示意圖如圖2所示。

圖2 CCD尺寸結構示意圖

根據面板尺寸及價格等方面考慮我們選用了264mm的液晶監視器，如此：264×1.5=66.04＞650，選取了倍率為1.5倍的鏡頭，視野3.2×2.4，整體放大倍數為66.04倍，符合大于50倍的要求。

3 存在問題

以前的旋轉式預邦定機有正面預壓和反面預壓兩種，正面預壓也就是透明的LCD在下，不透明的FPC覆蓋在LCD上，結構如圖3所示。

圖3 正面壓接結構示意圖

這樣，工作臺的上方需安裝兩套圖像系統，在監視器上便可以清晰地看到FPC和LCD玻璃基板上的引腳，方便人工對位。

反面預壓，也就是透明的LCD在上，不透明的FPC在下，結構如圖4所示。

圖4 反面壓接結構示意圖

如果圖像對位系統還和以前一樣的話，照到FPC上的光就會被貼有半透明狀的ACF的LCD玻璃基板所阻擋，這樣在監視器上就不能夠清晰的看到FPC的引腳，這樣對位就比較困難，所以我們就想到從下方安裝兩套圖像系統，這樣就可以解決這一問題。但是這樣，我們在監視器上看到的圖像就和原來的圖像是沿垂直方向的中線呈軸對稱圖形，如圖5所示。

圖5 正面圖像與反面圖像

而此時如果在工作臺上X向移動玻璃，而監視器上顯示的移動方向則是反向，玻璃向左移，而監視器上看到的則是向右移，這樣尋找MARK點就比較困難。

4 圖像系統硬件設計

另根據客戶新的要求，即把兩種設備合并成一種，每次只粗腰跟換工作臺上的部分就可以在同一個設備上做不同的產品，考慮到以上情況，并且在得到客戶的認可下，我們決定增加兩套和原來一樣的圖像部件分別安裝到工作臺上方與下方，因為正反兩種壓接方式在監視器上顯示的圖像沿垂直方向的中線呈軸對稱圖形。我們要在操作員把鏡頭切換到下方時把監視器上的圖像呈鏡像變化。這樣當操作員在對工作臺上玻璃X、Y向移動或是直接調節工作臺的X、Y向時監視器上的圖像移動方向一致。以方便操作員及調試人員觀察。

所以我們增加了兩個有切換功能的分頻器來實現在同一臺設備上自動更換監視器的輸出頻道以及鏡像切換的功能。（另外的輔助部件要增加兩個普通繼電器和PLC上的輸出點），圖像系統組成如圖6所示。

圖6 圖像系統組成圖

5 圖像系統軟件設計

在硬件部分選定的基礎上，我們要從軟件上考慮如何操作來實現功能了。在觸摸屏中增加了【鏡像】和【圖像切換】按鍵。工作流程圖如圖7所示。

圖7 工作流程圖

6 改進前后比較

圖像系統增加了兩套，以前要更換全套圖像系統，重新安裝，重新調節，很繁瑣，而現在只需要在觸摸屏上按一個鍵就可以解決，很方便。

圖像控制改進的過程中，在滿足生產精度和生產質量的同時，器件選型上還要考慮到性價比最優。最終的電氣成本和改進前的基本持平，即而隨著設備售價的提高利潤也就增加了。

7 結束語

該設備已進入批量生產，到目前已銷售給客戶數百臺，其性能穩定，使用方便，可以方便地在同一臺設備上進行兩種生產方式的更換，得到了客戶的肯定。

[1]張永峰.FOG制造工藝及其關鍵技術[J].電子工藝技術 2010（6）：58-61.

[2]范志新.液晶器件工藝基礎[M].北京：北京郵電大學出版社，2000.