FOG邦定生產線中脈沖本壓機的研制

2012-06-28 02:57:08郭麗,田輝，李想

電子工業專用設備 2012年2期

郭麗,田輝，李想

(中國電子科技集團公司第二研究所，太原030024)

FOG生產線是一種用于將TCP或FPC（柔性電路板）與ITO玻璃之間建立穩定的機械和電氣連接的生產設備，其主要用于LCM（液晶顯示模塊）的生產之中。本生產線是根據客戶需求，開發出來的首臺用于正反兩面壓接的設備。整機主要完成功能有：自動上料、定位、正面ACF預貼、正面對位（人工）、正面預壓、反面ACF預貼、反面對位（自動）、反面預壓、主壓、自動下料等。

其中，主壓機采用的是雙壓頭壓接并脈沖式加熱方式，溫度、壓力控制難度大。

1 主要功能及技術指標

適用基板尺寸：20 mm×20 mm～120 mm×120 mm

適用 FPC尺寸：16 mm×8 mm～50 mm×50 mm

ACF預貼精度：±0.15 mm（x、y方向）以基板外型為基準

FPC 壓接精度：±10 μm（x、y方向）從預壓到主壓的偏移量

本壓壓接精度：±5 μm（x、y方向）

本壓溫度設定范圍：室溫～450℃

本壓溫度時間曲線：4段控制

升溫速率：100℃/s

2 本壓機的設計

本壓機可單獨作為一臺設備來看，是整個流程中的關鍵，壓接效果將直接影響產品的質量。在工藝上的要求是ACF粒子破裂程度均勻，無溢膠、氣泡、白霧等現象。這就要求設備的壓頭平整度高、升溫降溫迅速、壓力穩定。結構如圖1所示，主要由機架、定位臺組件、壓頭組件、工作臺組件、機械手組件組成。共有3個工位，包括3套壓頭組件，3套工作臺組件。

圖1 本壓機機構組成

3 工作原理

工作時上道工序將玻璃放至定位臺上，定位機構進行兩側定位后由機械手將玻璃依次搬運至本壓機1、2、3工作臺上，負壓吸附，工作臺上升移至壓頭下方后下降，壓頭壓接，此時壓頭開始分段升溫，保持一定時間后降溫，待溫度達到要求的分離溫度時壓接完成，壓頭抬起，工作臺上升并退回初始位置，由機械手將玻璃搬運至下料皮帶上。

3.1 壓頭組件

壓頭組件共有3套，每套對應一對上下壓頭，用于雙面壓接。每個壓頭各有一套硅膠帶機構，用于收放硅膠帶，見圖2。

圖2 壓頭組件

工作時，下壓頭固定，上壓頭由汽缸推動整體在導軌的導向下上下移動，上壓頭可以進行三個方向的調節：左右方向的調節，前后及左右方向的旋轉調節;下壓頭可以進行前后方向的調節及平行度的調節。

每套壓頭均有散熱裝置及冷卻機構，便于壓頭迅速降溫。

3.2 工作臺組件

工作臺組件可以進行上下及前后運動。前后運動由伺服電機驅動同步帶帶動絲杠完成；上下運動由汽缸帶動，交叉棍子導軌進行導向，兩側有緩沖器及細牙限位螺釘，用于精密調節高度，見圖3。

圖3 工作臺組件

3.3 機械手組件

本壓機械手分為上料機械手和下料機械手，分別用于本壓前的上料及本壓后的下料。整體由電機帶動絲杠運動，每個機械手均可單獨進行上下運動。選用大導程的絲杠，機械手運行最高速度可達1 000 mm/s，見圖 4。

圖4 機械手組件

4 關鍵技術

4.1 壓頭平行度調整

壓頭平整度的調節是基礎，由于是全自動本壓機構，要求3套壓頭組件必須在同一水平面上，且前后位置一致。在本設備中，采用的是上下壓頭同時加熱壓接的方式，所以在設計時，考慮到壓頭調整的方便性與穩定性，采用下壓頭固定，上壓頭可調的方式。調整時要求將3套壓頭組件逐個打表調節壓頭的水平方向（左右，前后）誤差在0.01 mm之內。下壓頭固定，上壓頭通過調整螺釘調節完成后鎖死。