電氣比例閥在FOG 邦定機(jī)中的應(yīng)用

李春燕

（中電科風(fēng)華信息裝備股份有限公司， 山西 太原 030024）

引言

隨著液晶屏（Liquid Crystal Display，LCD）在手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，使得液晶顯示模塊生產(chǎn)成為重要的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)[1]。FOG（FPC on Glass）邦定機(jī)作為液晶顯示模塊生產(chǎn)中一專用設(shè)備，邦定工藝是LCD 模塊生產(chǎn)過(guò)程中很重要的一道工藝。FOG邦定是通過(guò)ACF（Anisotropic Conductive Film）異性導(dǎo)電膜在一定的溫度、壓力和時(shí)間下熱壓，實(shí)現(xiàn)液晶玻璃（LCD）與柔性線路板（FPC）機(jī)械連接和電氣導(dǎo)通的一種加工方式。ACF 中導(dǎo)電粒子扮演垂直導(dǎo)通的關(guān)鍵角色，當(dāng)導(dǎo)電粒子的絕緣薄膜在熱壓合時(shí)破壞不完全，使得垂直方向的接觸電阻變大，影響導(dǎo)電性使得電功能不正常。導(dǎo)電粒子越多或?qū)щ娏Ｗ拥捏w積越大導(dǎo)電性越好，但是，過(guò)多或過(guò)大的導(dǎo)電粒子可能會(huì)在壓合的過(guò)程中使橫向的電極凸塊間彼此連接，從而造成導(dǎo)通短路，使得電功能不正常。因此在熱貼附過(guò)程中合理調(diào)節(jié)壓力大小顯得尤為重要。圖1 是ACF 貼附后，壓力正常、過(guò)小、過(guò)大對(duì)比圖。

圖1 ACF 貼附中導(dǎo)電粒子與壓力大小對(duì)比圖

1 FOG 邦定機(jī)的工作原理

FOG 邦定機(jī)是一種用于將TCP 或FPC（柔性電路板）與ITO 玻璃之間建立穩(wěn)定的機(jī)械和電氣連接的生產(chǎn)設(shè)備，其主要完成的功能有：LCD 自動(dòng)上料、定位、ACF 預(yù)貼、FPC 上料、預(yù)壓、主壓、自動(dòng)下料。邦定機(jī)其主要用于LCM（液晶顯示模塊）或觸屏的生產(chǎn)之中，可與全自動(dòng)COG 連線使用。其制造工藝過(guò)程主要包括以下三步:

1）ACF 貼附：根據(jù)工藝要求，在一定的溫度和壓力下，在液晶玻璃的ITO 端或柔性線路板需要邦定的引腳處粘貼指定長(zhǎng)度的ACF。要求預(yù)貼的ACF 長(zhǎng)度和位置準(zhǔn)確，表面平整并無(wú)氣泡。

2）預(yù)邦定：通過(guò)圖像系統(tǒng)對(duì)FPC 和LCD 的引腳進(jìn)行對(duì)位并進(jìn)行預(yù)壓，形成初步的連接。

3）主邦定：在較高的溫度和壓力下，對(duì)預(yù)邦定好的LCM產(chǎn)品進(jìn)行主壓邦定，通過(guò)ACF 導(dǎo)電顆粒的變形和絕緣層的破裂，實(shí)現(xiàn)FPC 與LCD 玻璃的電氣連接；同時(shí)ACF 膠可在高溫下聚合硬化而將兩種不同材料連在一起以提供足夠的機(jī)械連接強(qiáng)度。FOG 邦定機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。

圖2 FOG 邦定機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2 電氣比例控制閥

電氣比例控制閥是一種可以通過(guò)電信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣壓/流量（有效截面積）精準(zhǔn)比例輸出的無(wú)級(jí)控制裝置[3]。電氣比例閥是在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展下，為滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的需要而產(chǎn)生的。由于電氣比例閥具有成本低、靈敏度高、性能好、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)使得它的應(yīng)用前景十分廣闊。下面介紹電氣比例控制閥在邦定機(jī)中的應(yīng)用。

2.1 電氣比例閥控制系統(tǒng)

FOG 邦定機(jī)中電氣比例閥電路控制系統(tǒng)由可編程控制模塊、高精度壓力傳感器、模擬量輸出模塊、模擬量輸入壓力型電氣比例閥、氣源等組成。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3 所示。

圖3 電氣比例閥控制系統(tǒng)圖

工作原理：可編程控制器通過(guò)D/A 模塊轉(zhuǎn)換成電壓，對(duì)比例閥進(jìn)行控制，再通過(guò)壓力傳感器反饋壓力值到A/D 模塊，A/D 模塊將模擬量值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)值傳回可編程控制器，進(jìn)行數(shù)值比較，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制壓頭壓力的目的。

2.2 電氣比例閥與開關(guān)電磁閥對(duì)比

1）原來(lái)采用開關(guān)控制電磁閥，在ACF、預(yù)壓、主壓氣路控制中使用開關(guān)式的換向電磁閥來(lái)控制氣路的通斷，靠精密調(diào)壓閥來(lái)調(diào)節(jié)所需要的壓力，靠節(jié)流閥來(lái)調(diào)節(jié)所需要的流量。當(dāng)壓頭在下降過(guò)程中需要一個(gè)壓力并且壓接的時(shí)候需要一個(gè)壓力時(shí)，這種傳統(tǒng)氣動(dòng)控制達(dá)不到這功能。并且原來(lái)氣動(dòng)控制在電磁閥換向時(shí)有沖擊的現(xiàn)象，會(huì)在熱邦定的過(guò)程中出現(xiàn)壓力不均，對(duì)導(dǎo)電粒產(chǎn)生影響，使得邦定機(jī)出現(xiàn)不良產(chǎn)品。因此，為了改變由于氣路系統(tǒng)帶來(lái)的壓力影響，固采用電氣比例閥改善氣路系統(tǒng)對(duì)壓力的影響。

2）FOG 邦定機(jī)在熱壓的過(guò)程中設(shè)定壓力與實(shí)際壓力大小成直線比例。表1 是熱邦定過(guò)程中理論數(shù)據(jù)跟采用比例閥后壓力數(shù)據(jù)跟原來(lái)采用電磁閥數(shù)據(jù)的對(duì)比。

從上面數(shù)據(jù)不難看出采用電氣比例閥后壓頭壓力非常貼近理論值。圖4 的對(duì)比曲線圖也能看出理論曲線跟比例閥曲線幾乎在同一條線上。

采用電氣比例閥后減少了壓力對(duì)熱邦定過(guò)程中的影響，降低了成品的次品率，最終得到客戶的認(rèn)可。

3 結(jié)論

FOG 邦定機(jī)采用電氣比例閥后，減少了連接FPC 與ITO 玻璃異性導(dǎo)電膜中導(dǎo)電粒子的過(guò)壓、弱壓，降低了次品率，提高了設(shè)備在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)了行業(yè)的發(fā)展。

表1 電磁閥與比例閥壓力對(duì)比表

圖4 壓力對(duì)比曲線