趙瑩

(太原風(fēng)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(qū)動(dòng)電路和PCB（印制電路板Printed Circuit Board）、背光源以及結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件。而其中液晶玻璃與驅(qū)動(dòng)電路以及柔性線(xiàn)路板的機(jī)械連接和電氣導(dǎo)通則為L(zhǎng)CM生產(chǎn)的核心部分，其對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)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(xiàn)路板與玻璃電路板接裝Flexible printed circuits board On Glass)工藝。FOG生產(chǎn)工藝是通過(guò)ACF(異方性導(dǎo)電膠膜Anisotropic Conductive Film)粘合，并在一定的溫度、壓力和時(shí)間下熱壓而實(shí)現(xiàn)液晶玻璃與柔性線(xiàn)路板機(jī)械連接和電氣導(dǎo)通的一種加工方式。其制造工藝過(guò)程主要包括四步：ACF預(yù)貼、預(yù)邦定、主邦定、檢測(cè)。本文主要介紹的是預(yù)邦定機(jī)及其工藝。

預(yù)邦定：通過(guò)輔助圖像系統(tǒng)對(duì)FPC（柔性線(xiàn)路板Flexible Printed Circuits）和LCD（液晶顯示器Liquid Crystal Display）的引腳進(jìn)行對(duì)位，并進(jìn)行預(yù)壓形成初步的連接。由于引線(xiàn)節(jié)距越來(lái)越小，最小節(jié)距已達(dá)0.05mm,對(duì)位精度要求在±0.005mm以?xún)?nèi)，因而圖像處理系方法倍數(shù)至少應(yīng)大于50倍。示意圖如圖1所示。

圖1 預(yù)邦定示意圖

1 設(shè)備機(jī)理

旋轉(zhuǎn)式預(yù)壓邦定機(jī)就是其中一種專(zhuān)業(yè)邦定機(jī)，該機(jī)為預(yù)壓機(jī)型，即雙工作臺(tái)結(jié)構(gòu)，可以180°旋轉(zhuǎn)，加熱采用恒溫方式。該設(shè)備有正面和反面兩種預(yù)壓方式。

其工作原理為：被熱聯(lián)結(jié)產(chǎn)品放在外工作臺(tái)上，人工對(duì)位，雙手按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)至180°進(jìn)行預(yù)壓，在預(yù)壓部件壓接產(chǎn)品并保溫保壓其間，操作人員可在第二個(gè)工作臺(tái)上進(jìn)行對(duì)位，完畢后工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，第一個(gè)工作臺(tái)上的產(chǎn)品卸料后再次上料對(duì)位。依次相互交替進(jìn)行。

2 圖像的意義

由預(yù)邦定的定義及預(yù)邦定機(jī)的工作原理可看出人工對(duì)位在預(yù)邦定工序中占有相當(dāng)重要的地位，由于引線(xiàn)節(jié)距越來(lái)越小，最小節(jié)距已達(dá)0.05mm,對(duì)位精度要求在±0.005mm以?xún)?nèi)，因而圖像處理系統(tǒng)方法在此就顯得尤為重要。一套圖像系統(tǒng)包括了CCD相機(jī)、鏡頭和光源及監(jiān)視器。而在本設(shè)備中，由于LCD玻璃基板和FPC上通常有兩個(gè)MARK（標(biāo)記）點(diǎn)，要利用這兩個(gè)MARK點(diǎn)進(jìn)行FPC和LCD的引腳進(jìn)行對(duì)位，所以需要配置兩套同樣的圖像系統(tǒng)，并共用一個(gè)監(jiān)視器，但需配置一個(gè)分屏器，把兩套圖像系統(tǒng)的圖像在一個(gè)監(jiān)視器上顯示出來(lái)。而光源采用的是同軸光，同時(shí)增加了一個(gè)外部光源，通過(guò)一個(gè)雙口的光纖可對(duì)兩個(gè)MARK點(diǎn)同時(shí)加光。

在圖像系統(tǒng)的選型上，我們采用了常用的1/3英寸的CCD，尺寸結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 CCD尺寸結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)面板尺寸及價(jià)格等方面考慮我們選用了264mm的液晶監(jiān)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(shù)為66.04倍，符合大于50倍的要求。

3 存在問(wèn)題

以前的旋轉(zhuǎn)式預(yù)邦定機(jī)有正面預(yù)壓和反面預(yù)壓兩種，正面預(yù)壓也就是透明的LCD在下，不透明的FPC覆蓋在LCD上，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 正面壓接結(jié)構(gòu)示意圖

這樣，工作臺(tái)的上方需安裝兩套圖像系統(tǒng)，在監(jiān)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(duì)位。

反面預(yù)壓，也就是透明的LCD在上，不透明的FPC在下，結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 反面壓接結(jié)構(gòu)示意圖

如果圖像對(duì)位系統(tǒng)還和以前一樣的話(huà)，照到FPC上的光就會(huì)被貼有半透明狀的ACF的LCD玻璃基板所阻擋，這樣在監(jiān)視器上就不能夠清晰的看到FPC的引腳，這樣對(duì)位就比較困難，所以我們就想到從下方安裝兩套圖像系統(tǒng)，這樣就可以解決這一問(wèn)題。但是這樣，我們?cè)诒O(jiān)視器上看到的圖像就和原來(lái)的圖像是沿垂直方向的中線(xiàn)呈軸對(duì)稱(chēng)圖形，如圖5所示。

圖5 正面圖像與反面圖像

而此時(shí)如果在工作臺(tái)上X向移動(dòng)玻璃，而監(jiān)視器上顯示的移動(dòng)方向則是反向，玻璃向左移，而監(jiān)視器上看到的則是向右移，這樣尋找MARK點(diǎn)就比較困難。

4 圖像系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

另根據(jù)客戶(hù)新的要求，即把兩種設(shè)備合并成一種，每次只粗腰跟換工作臺(tái)上的部分就可以在同一個(gè)設(shè)備上做不同的產(chǎn)品，考慮到以上情況，并且在得到客戶(hù)的認(rèn)可下，我們決定增加兩套和原來(lái)一樣的圖像部件分別安裝到工作臺(tái)上方與下方，因?yàn)檎磧煞N壓接方式在監(jiān)視器上顯示的圖像沿垂直方向的中線(xiàn)呈軸對(duì)稱(chēng)圖形。我們要在操作員把鏡頭切換到下方時(shí)把監(jiān)視器上的圖像呈鏡像變化。這樣當(dāng)操作員在對(duì)工作臺(tái)上玻璃X、Y向移動(dòng)或是直接調(diào)節(jié)工作臺(tái)的X、Y向時(shí)監(jiān)視器上的圖像移動(dòng)方向一致。以方便操作員及調(diào)試人員觀察。

所以我們?cè)黾恿藘蓚€(gè)有切換功能的分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)在同一臺(tái)設(shè)備上自動(dòng)更換監(jiān)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(gè)普通繼電器和PLC上的輸出點(diǎn)），圖像系統(tǒng)組成如圖6所示。

圖6 圖像系統(tǒng)組成圖

5 圖像系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在硬件部分選定的基礎(chǔ)上，我們要從軟件上考慮如何操作來(lái)實(shí)現(xiàn)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(jìn)前后比較

圖像系統(tǒng)增加了兩套，以前要更換全套圖像系統(tǒng)，重新安裝，重新調(diào)節(jié)，很繁瑣，而現(xiàn)在只需要在觸摸屏上按一個(gè)鍵就可以解決，很方便。

圖像控制改進(jìn)的過(guò)程中，在滿(mǎn)足生產(chǎn)精度和生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，器件選型上還要考慮到性?xún)r(jià)比最優(yōu)。最終的電氣成本和改進(jìn)前的基本持平，即而隨著設(shè)備售價(jià)的提高利潤(rùn)也就增加了。

7 結(jié)束語(yǔ)

該設(shè)備已進(jìn)入批量生產(chǎn)，到目前已銷(xiāo)售給客戶(hù)數(shù)百臺(tái)，其性能穩(wěn)定，使用方便，可以方便地在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行兩種生產(chǎn)方式的更換，得到了客戶(hù)的肯定。

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

[2]范志新.液晶器件工藝基礎(chǔ)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2000.