電氣比例閥在FOG 邦定機中的應用

李春燕

（中電科風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、電腦等電子產(chǎn)品中的應用，使得液晶顯示模塊生產(chǎn)成為重要的高技術產(chǎn)業(yè)[1]。FOG（FPC on Glass）邦定機作為液晶顯示模塊生產(chǎn)中一專用設備，邦定工藝是LCD 模塊生產(chǎn)過程中很重要的一道工藝。FOG邦定是通過ACF（Anisotropic Conductive Film）異性導電膜在一定的溫度、壓力和時間下熱壓，實現(xiàn)液晶玻璃（LCD）與柔性線路板（FPC）機械連接和電氣導通的一種加工方式。ACF 中導電粒子扮演垂直導通的關鍵角色，當導電粒子的絕緣薄膜在熱壓合時破壞不完全，使得垂直方向的接觸電阻變大，影響導電性使得電功能不正常。導電粒子越多或導電粒子的體積越大導電性越好，但是，過多或過大的導電粒子可能會在壓合的過程中使橫向的電極凸塊間彼此連接，從而造成導通短路，使得電功能不正常。因此在熱貼附過程中合理調節(jié)壓力大小顯得尤為重要。圖1 是ACF 貼附后，壓力正常、過小、過大對比圖。

圖1 ACF 貼附中導電粒子與壓力大小對比圖

1 FOG 邦定機的工作原理

FOG 邦定機是一種用于將TCP 或FPC（柔性電路板）與ITO 玻璃之間建立穩(wěn)定的機械和電氣連接的生產(chǎn)設備，其主要完成的功能有：LCD 自動上料、定位、ACF 預貼、FPC 上料、預壓、主壓、自動下料。邦定機其主要用于LCM（液晶顯示模塊）或觸屏的生產(chǎn)之中，可與全自動COG 連線使用。其制造工藝過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度的ACF。要求預貼的ACF 長度和位置準確，表面平整并無氣泡。

2）預邦定：通過圖像系統(tǒng)對FPC 和LCD 的引腳進行對位并進行預壓，形成初步的連接。

3）主邦定：在較高的溫度和壓力下，對預邦定好的LCM產(chǎn)品進行主壓邦定，通過ACF 導電顆粒的變形和絕緣層的破裂，實現(xiàn)FPC 與LCD 玻璃的電氣連接；同時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械連接強度。FOG 邦定機結構圖如圖2 所示。

圖2 FOG 邦定機結構圖

2 電氣比例控制閥

電氣比例控制閥是一種可以通過電信號實現(xiàn)對氣壓/流量（有效截面積）精準比例輸出的無級控制裝置[3]。電氣比例閥是在微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展下，為滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的需要而產(chǎn)生的。由于電氣比例閥具有成本低、靈敏度高、性能好、應用廣泛等特點使得它的應用前景十分廣闊。下面介紹電氣比例控制閥在邦定機中的應用。

2.1 電氣比例閥控制系統(tǒng)

FOG 邦定機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)結構圖如圖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D/A 模塊轉換成電壓，對比例閥進行控制，再通過壓力傳感器反饋壓力值到A/D 模塊，A/D 模塊將模擬量值轉換成二進制數(shù)值傳回可編程控制器，進行數(shù)值比較，實現(xiàn)實時控制壓頭壓力的目的。

2.2 電氣比例閥與開關電磁閥對比

1）原來采用開關控制電磁閥，在ACF、預壓、主壓氣路控制中使用開關式的換向電磁閥來控制氣路的通斷，靠精密調壓閥來調節(jié)所需要的壓力，靠節(jié)流閥來調節(jié)所需要的流量。當壓頭在下降過程中需要一個壓力并且壓接的時候需要一個壓力時，這種傳統(tǒng)氣動控制達不到這功能。并且原來氣動控制在電磁閥換向時有沖擊的現(xiàn)象，會在熱邦定的過程中出現(xiàn)壓力不均，對導電粒產(chǎn)生影響，使得邦定機出現(xiàn)不良產(chǎn)品。因此，為了改變由于氣路系統(tǒng)帶來的壓力影響，固采用電氣比例閥改善氣路系統(tǒng)對壓力的影響。

2）FOG 邦定機在熱壓的過程中設定壓力與實際壓力大小成直線比例。表1 是熱邦定過程中理論數(shù)據(jù)跟采用比例閥后壓力數(shù)據(jù)跟原來采用電磁閥數(shù)據(jù)的對比。

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熱邦定過程中的影響，降低了成品的次品率，最終得到客戶的認可。

3 結論

FOG 邦定機采用電氣比例閥后，減少了連接FPC 與ITO 玻璃異性導電膜中導電粒子的過壓、弱壓，降低了次品率，提高了設備在市場中的競爭力，推動了行業(yè)的發(fā)展。

表1 電磁閥與比例閥壓力對比表

圖4 壓力對比曲線