旋转式预邦定机图像对位方案的改进

赵莹

(太原风华信息装备股份有限公司，山西 太原 030024)

所谓LCM(Liquid Display Moudle)即液晶显示器件模块，它是将液晶显示器件、连接件、集成电路、控制部件、驱动电路和PCB（印制电路板Printed Circuit Board）、背光源以及结构件装配在一起的组件。而其中液晶玻璃与驱动电路以及柔性线路板的机械连接和电气导通则为LCM生产的核心部分，其对应的生产工艺分别是COG（Chip On Glass即芯片被直接邦定在玻璃上）和FOG(柔性线路板与玻璃电路板接装Flexible printed circuits board On Glass)工艺。FOG生产工艺是通过ACF(异方性导电胶膜Anisotropic Conductive Film)粘合，并在一定的温度、压力和时间下热压而实现液晶玻璃与柔性线路板机械连接和电气导通的一种加工方式。其制造工艺过程主要包括四步：ACF预贴、预邦定、主邦定、检测。本文主要介绍的是预邦定机及其工艺。

预邦定：通过辅助图像系统对FPC（柔性线路板Flexible Printed Circuits）和LCD（液晶显示器Liquid Crystal Display）的引脚进行对位，并进行预压形成初步的连接。由于引线节距越来越小，最小节距已达0.05mm,对位精度要求在±0.005mm以内，因而图像处理系方法倍数至少应大于50倍。示意图如图1所示。

图1 预邦定示意图

1 设备机理

旋转式预压邦定机就是其中一种专业邦定机，该机为预压机型，即双工作台结构，可以180°旋转，加热采用恒温方式。该设备有正面和反面两种预压方式。

其工作原理为：被热联结产品放在外工作台上，人工对位，双手按动启动按钮，工作台旋转至180°进行预压，在预压部件压接产品并保温保压其间，操作人员可在第二个工作台上进行对位，完毕后工作台旋转，第一个工作台上的产品卸料后再次上料对位。依次相互交替进行。

2 图像的意义

由预邦定的定义及预邦定机的工作原理可看出人工对位在预邦定工序中占有相当重要的地位，由于引线节距越来越小，最小节距已达0.05mm,对位精度要求在±0.005mm以内，因而图像处理系统方法在此就显得尤为重要。一套图像系统包括了CCD相机、镜头和光源及监视器。而在本设备中，由于LCD玻璃基板和FPC上通常有两个MARK（标记）点，要利用这两个MARK点进行FPC和LCD的引脚进行对位，所以需要配置两套同样的图像系统，并共用一个监视器，但需配置一个分屏器，把两套图像系统的图像在一个监视器上显示出来。而光源采用的是同轴光，同时增加了一个外部光源，通过一个双口的光纤可对两个MARK点同时加光。

在图像系统的选型上，我们采用了常用的1/3英寸的CCD，尺寸结构示意图如图2所示。

图2 CCD尺寸结构示意图

根据面板尺寸及价格等方面考虑我们选用了264mm的液晶监视器，如此：264×1.5=66.04＞650，选取了倍率为1.5倍的镜头，视野3.2×2.4，整体放大倍数为66.04倍，符合大于50倍的要求。

3 存在问题

以前的旋转式预邦定机有正面预压和反面预压两种，正面预压也就是透明的LCD在下，不透明的FPC覆盖在LCD上，结构如图3所示。

图3 正面压接结构示意图

这样，工作台的上方需安装两套图像系统，在监视器上便可以清晰地看到FPC和LCD玻璃基板上的引脚，方便人工对位。

反面预压，也就是透明的LCD在上，不透明的FPC在下，结构如图4所示。

图4 反面压接结构示意图

如果图像对位系统还和以前一样的话，照到FPC上的光就会被贴有半透明状的ACF的LCD玻璃基板所阻挡，这样在监视器上就不能够清晰的看到FPC的引脚，这样对位就比较困难，所以我们就想到从下方安装两套图像系统，这样就可以解决这一问题。但是这样，我们在监视器上看到的图像就和原来的图像是沿垂直方向的中线呈轴对称图形，如图5所示。

图5 正面图像与反面图像

而此时如果在工作台上X向移动玻璃，而监视器上显示的移动方向则是反向，玻璃向左移，而监视器上看到的则是向右移，这样寻找MARK点就比较困难。

4 图像系统硬件设计

另根据客户新的要求，即把两种设备合并成一种，每次只粗腰跟换工作台上的部分就可以在同一个设备上做不同的产品，考虑到以上情况，并且在得到客户的认可下，我们决定增加两套和原来一样的图像部件分别安装到工作台上方与下方，因为正反两种压接方式在监视器上显示的图像沿垂直方向的中线呈轴对称图形。我们要在操作员把镜头切换到下方时把监视器上的图像呈镜像变化。这样当操作员在对工作台上玻璃X、Y向移动或是直接调节工作台的X、Y向时监视器上的图像移动方向一致。以方便操作员及调试人员观察。

所以我们增加了两个有切换功能的分频器来实现在同一台设备上自动更换监视器的输出频道以及镜像切换的功能。（另外的辅助部件要增加两个普通继电器和PLC上的输出点），图像系统组成如图6所示。

图6 图像系统组成图

5 图像系统软件设计

在硬件部分选定的基础上，我们要从软件上考虑如何操作来实现功能了。在触摸屏中增加了【镜像】和【图像切换】按键。工作流程图如图7所示。

图7 工作流程图

6 改进前后比较

图像系统增加了两套，以前要更换全套图像系统，重新安装，重新调节，很繁琐，而现在只需要在触摸屏上按一个键就可以解决，很方便。

图像控制改进的过程中，在满足生产精度和生产质量的同时，器件选型上还要考虑到性价比最优。最终的电气成本和改进前的基本持平，即而随着设备售价的提高利润也就增加了。

7 结束语

该设备已进入批量生产，到目前已销售给客户数百台，其性能稳定，使用方便，可以方便地在同一台设备上进行两种生产方式的更换，得到了客户的肯定。

[1]张永峰.FOG制造工艺及其关键技术[J].电子工艺技术 2010（6）：58-61.

[2]范志新.液晶器件工艺基础[M].北京：北京邮电大学出版社，2000.