全自動(dòng)FOF邦定機(jī)的研制

程永勝，聶志宇,張少川,張澤儒

(太原風(fēng)華信息裝備股份有限公司，山西太原030024)

全自動(dòng)FOF邦定機(jī)的研制

程永勝，聶志宇,張少川,張澤儒

(太原風(fēng)華信息裝備股份有限公司，山西太原030024)

通過對(duì)菲林、菲林與FPC邦定工藝的研究，總結(jié)其邦定工藝與傳統(tǒng)玻璃邦定工藝的不同，從而掌握完成FPC邦定至菲林邦定工藝用的全自動(dòng)邦定機(jī)研制所需克服的難點(diǎn)。針對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn)，有效保證了全自動(dòng)FOF邦定機(jī)的可靠性和穩(wěn)定型。全自動(dòng)FOF邦定機(jī)作為完成菲林材料觸摸屏制程中的FPC與菲林邦定工藝的設(shè)備，為菲林結(jié)構(gòu)觸摸屏的量產(chǎn)提供了有力保障。

全自動(dòng)；邦定機(jī)；菲林；柔性電路板邦定至菲林

隨著市場(chǎng)需求的不斷變化，客戶對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備效率的要求越來越高。如何提高設(shè)備效率，不讓一個(gè)工序成為瓶頸而影響到整條線的生產(chǎn)周期，成為設(shè)備技術(shù)人員不得不面對(duì)的問題。

全自動(dòng)FOF邦定機(jī)是完成菲林材料觸摸屏制程中的FPC與菲林邦定工藝的設(shè)備。其主要完成ACF貼附、預(yù)壓邦定、主壓邦定三道工序。而為了設(shè)備的可操作性同時(shí)方便與整條工藝線體連接，其主要功能包括：自動(dòng)上料、自動(dòng)貼附ACF、圖像自動(dòng)對(duì)位、自動(dòng)主壓、自動(dòng)下料等。

1 相關(guān)工藝技術(shù)

近年來，F(xiàn)PC邦定工藝隨著不同結(jié)構(gòu)觸摸屏的并向發(fā)展也得到了更加豐富的發(fā)展。首先是傳統(tǒng)的LCM邦定工藝，而后發(fā)展到玻璃結(jié)構(gòu)觸摸屏的邦定工藝（正反兩面邦定），目前又有OGS、On-cell、In-cell及菲林的邦定工藝。其中菲林觸摸屏結(jié)構(gòu)雖然有光學(xué)性能差，OCA貼合工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，但還是憑著其低成本的優(yōu)勢(shì)占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。

菲林邦定工藝與傳統(tǒng)FOG生產(chǎn)工藝基本相同，即通過ACF粘合，并在一定的溫度、壓力和時(shí)間下熱壓而實(shí)現(xiàn)菲林ITO與柔性線路板的機(jī)械連接和電氣導(dǎo)通[1]。菲林邦定工藝中的不同則在于菲林為軟性材料，上料時(shí)疊片放置而且有前工序帶來的難以避免的黏膠現(xiàn)象，同時(shí)菲林也會(huì)有一定的變形翹曲，也有單層結(jié)構(gòu)和雙層結(jié)構(gòu)的區(qū)分，而且ITO引腳一般位于整體菲林的中間層也就造成壓接時(shí)需要壓坑里，這些特點(diǎn)都為菲林邦定工藝流程帶來與傳統(tǒng)邦定工藝的不同與一定的難點(diǎn)。

2 工作原理及總體結(jié)構(gòu)

根據(jù)工藝流程及設(shè)備所需功能給出設(shè)備運(yùn)行流程框圖如圖1所示。

全自動(dòng)FOF采用PLC和觸摸屏組成人機(jī)交互的控制系統(tǒng)。調(diào)試人員通過觸摸屏對(duì)設(shè)備各運(yùn)動(dòng)確認(rèn)并對(duì)各位置參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，對(duì)應(yīng)產(chǎn)品進(jìn)行圖像系統(tǒng)的模板及參數(shù)設(shè)定，通過測(cè)試并根據(jù)工藝要求對(duì)各個(gè)溫控儀表及氣動(dòng)閥和儀表進(jìn)行設(shè)定。投入產(chǎn)品在自動(dòng)運(yùn)行模式下，設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖1流程的自動(dòng)生產(chǎn)運(yùn)行。

根據(jù)設(shè)備原理運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)理念完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整機(jī)功能部件及布局如圖2所示。

圖1 全自動(dòng)FOF運(yùn)行流程圖

圖2 全自動(dòng)FOF整機(jī)結(jié)構(gòu)圖

3 難點(diǎn)及對(duì)策

3.1 ACF貼附

雙層菲林的ITO引腳分為上下兩層，而一般情況下完成ACF貼附工序時(shí)會(huì)以一次貼附來對(duì)應(yīng)，這樣就會(huì)造成實(shí)際壓貼ACF時(shí)壓接面的壓力不均。從而會(huì)帶來貼附不實(shí)、剝離時(shí)拉膠等現(xiàn)象，為應(yīng)對(duì)這些現(xiàn)象，我們對(duì)ACF壓頭進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)處理并選用了特殊的硅膠帶。如圖3所示，凸型硅膠帶嵌入凹型壓頭里，而這種硅膠帶比較厚緩沖量大，實(shí)際生產(chǎn)中還可以根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的臺(tái)階進(jìn)行切割對(duì)應(yīng)，從而解決貼附問題。這種結(jié)構(gòu)的另外好處就是換型時(shí)只需更換硅膠帶而不需更換壓頭。

圖3 ACF壓頭及硅膠帶示意圖

3.2 圖像識(shí)別與自動(dòng)對(duì)位

圖像識(shí)別技術(shù)是精密測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最具有發(fā)展?jié)摿Φ囊豁?xiàng)新技術(shù)，它綜合運(yùn)用了電子學(xué)、光學(xué)探測(cè)、圖像處理和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，將機(jī)器視覺引入到機(jī)械制造工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)物件位置的快速測(cè)量，它具有非接觸性、速度快和柔性好等突出優(yōu)點(diǎn)[2]。

全自動(dòng)FOF視覺定位系統(tǒng)包括相機(jī)、圖像處理單元（圖像分析處理軟件、脈沖輸出）、監(jiān)視器、操作鼠標(biāo)等組成部分。為了配合視覺系統(tǒng)工作，必須配備合適的光學(xué)鏡頭和光源以方便圖像的獲取。光源是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)圖像輸入的重要因素，各路鏡頭都選用帶同軸光的鏡頭。鏡頭和相機(jī)是圖像唯一的信息來源，而圖像的質(zhì)量、視野是由鏡頭和相機(jī)的恰當(dāng)選擇來決定的。圖像處理單元主要完成對(duì)模擬視頻信號(hào)采集、數(shù)字化、視頻圖像分析、處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算和輸出的功能。監(jiān)視器用來顯示圖像，在調(diào)整鏡頭時(shí)非常有用。圖像系統(tǒng)對(duì)位流程如圖4所示。

3.3 主壓齒形壓頭的設(shè)計(jì)

菲林觸摸屏的FPC邦定工藝主要一條就是主壓后FPC的邊角零氣泡。如圖5所示，主壓壓接時(shí)從上到下依次為：壓頭-硅膠帶-FPC-ACF-菲林，而FPC壓在菲林的坑里，想要做到零氣泡就必須保證精確的壓接位置。這對(duì)全自動(dòng)機(jī)來說首先得保證搬運(yùn)及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度，其次對(duì)主壓齒形壓頭的設(shè)計(jì)及加工精度要求必須嚴(yán)格。

圖4 圖像系統(tǒng)對(duì)位流程圖

4 結(jié)束語

一部設(shè)備的好壞，首先要看其是否滿足使用功能的要求，其次也要看其可靠性與經(jīng)濟(jì)性。全自動(dòng)FOF設(shè)備已經(jīng)在多家客戶現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用，設(shè)備的功能性要求得到了充分驗(yàn)證，但對(duì)于一些異形產(chǎn)品的生產(chǎn)還是存在一些問題。我們需要進(jìn)一步提高設(shè)備的穩(wěn)定性，增強(qiáng)客戶使用的可操作性，壓縮成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

[1] 張永峰，菅衛(wèi)娟，何永.FOG制造工藝及其關(guān)鍵技術(shù)[J].電子工藝技術(shù)，2010，31(6)：358-361.

[2] 張建軍.圖像識(shí)別技術(shù)在全自動(dòng)對(duì)位貼合機(jī)的應(yīng)用[J].電子工藝技術(shù)，2010，31(4)：226-229.

The Development Of The Automatic FOF Binding Machine

CHENG Yongsheng,NIE Zhiyu,ZHANG Shaochuan,ZHANG Zeru

(Taiyuan Fenghua Information Equipment Co.,Ltd,Taiyuan 030024，China)

Through the film,film,and the setting process of FPC states,summarize its binding technology,unlike traditional dependend craft of glass,to grasp the complete FPC dependend to film dependend technology developed using the automatic binding machine needed to overcome the difficulty.For the difficulty for mechanical structure design and improvement of the corresponding, effective guarantee the reliability of automatic'bond set machine and stable.Automatic'binding machine touch screen as complete film material process of FPC and film dependend process of equipment,for volume production of film structure of the touch screen provides a powerful guarantee. Keywords:Full-automatic；Bonding machine；Film；FPC On film

TN605

：B

：1004-4507(2015)07-0033-04

程永勝（1986-），男，助理工程師，2009年畢業(yè)于中北大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事電子專用設(shè)備的研發(fā)工作。

聶志宇（1987-），男，助理工程師，2009年畢業(yè)于太原科技大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事電子專用設(shè)備的研發(fā)工作。

張少川（1986-），男，助理工程師，2009年畢業(yè)于陜西科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事電子專用設(shè)備的研發(fā)工作。

張澤儒 (1992-)，男，2015年畢業(yè)于華北水利水電大學(xué)。

2015-03-26