專利名稱：Cog液晶芯片壓接機的全自動控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型COG(即將芯片綁定在液晶屏上)液晶芯片壓接機的全自動控制系統， 屬于微電子封裝設備的自動控制技術領域。
背景技術：
在我國，微電子封裝設備目前主要由歐美、日本、韓國引進，盡快開發我國的微電 子封裝設備是促進我國現代高科技發展的要務。COG是英文chip on glass的縮寫，意為將 芯片壓接到液晶屏上。由于進口全自動COG壓接設備價格昂貴，目前我國COG液晶芯片壓 接生產主要依靠手動或半自動設備，芯片與液晶屏的對位完全依靠操作人員手動完成，手 動操作耗費人力資源，而且手動操作的和勞動強度大、誤操作降低了產品的合格率，工作效 率低。
發明內容為了解決上述這些問題，我公司在消化吸收國外半自動COG液晶芯片壓接機的基 礎上運用了機器視覺技術、自動控制技術及計算機控制技術，使其改進成為能全自動進行 COG液晶芯片壓接的設備，大大的提高了芯片壓接的效率及質量。 原半自動COG液晶芯片壓接機包含機臺、芯片供料機構、芯片拾取機械手、夾具、
熱壓頭、手動微調平臺、雙光學鏡頭，雙CCD相機，圖像采集疊加模塊和監視器。 本發明的全自動COG液晶芯片壓接機在原半自動機臺基礎上去掉了手動微調平
臺，增加了x-Y-e三維電控平臺，PLC運動控制器、電機驅動器、上位機、雙路機器視覺模
塊、以太網交換機并利用原有的雙光學鏡頭、雙CCD相機、實現芯片與液晶屏的自動對位，
完成全自動壓接。 COG液晶芯片壓接機的全自動控制系統，包括警示燈、機臺、芯片供料機構、芯片拾
取機械手、夾具、熱壓頭、溫控器、控制面板、雙光學鏡頭、雙CCD相機、監視器，其特征在于
還包括X-Y- e三維電控平臺，PLC運動控制器、電機驅動器、上位機、雙路機器視覺模塊、以
太網交換機、供電單元； 全自動控制系統的連接關系 整機通過以太網交換機將上位機、PLC運動控制器、雙路機器視覺模塊組成局域 網，實現全雙工數據通訊。PLC運動控制器分別連接警示燈、芯片供料機構、芯片拾取機械 手、熱壓頭、溫控器、控制面板；雙光學鏡頭連接雙CCD相機，再連接雙路機器視覺模塊，監 視器和上位機，組成進行參數設置的人機界面； 由PLC運動控制器控制整機的自動運行，雙路機器視覺模塊將自動識別芯片和液 晶屏位置數據，并通過以太網交換機傳送至PLC運動控制器，PLC運動控制器控制X-Y- e三 維電控平臺，實現芯片與液晶屏的自動對位。 x-Y- e三維電控平臺沿Y向進給，將液晶屏送入壓接位置，液晶屏左右兩個定位 標識的圖像通過雙光學鏡頭、雙CCD相機輸入到雙路機器視覺模塊中，雙路機器視覺模塊
3自動識別液晶屏上的定位標識，得到其位置坐標，并將其坐標與芯片位置坐標比較，將位置 差通過以太網交換機傳給plc運動控制器，再由plc運動控制器控制x-y- e三維電控平 臺，使芯片與液晶屏對準，自動實現芯片與液晶屏的綁定。各部分的位置及機械連接關系 整機通過螺釘連接方式首先把警示燈固定到機臺右上端，將芯片供料機構固定到 機臺的左端，將芯片拾取機械手固定到芯片供料機構上端。夾具位于機臺的中端，將熱壓頭 固定機臺中上端，將溫控計)固定到機臺的下端，將控制面板固定到機臺的右上端，將雙光 學鏡頭安裝到機臺的右端，將雙CCD相機直接安裝到雙光學鏡頭上，將監視器安裝到機臺 的左上端，X-Y-Z三維電控平臺位于雙光學鏡頭前端，將溫控器、PLC運動控制器、電機驅動 器、上位機、雙路機器視覺模塊、以太網交換機、供電單元依次安裝在機臺內。 本實用新型的有益效果，填補了國內沒有全自動COG液晶芯片壓接機的空白，改 造后的全自動COG液晶芯片壓接機，提高了產品生產效率和質量，特別是保證了壓接的一 致性和穩定性，提高了產品的合格率，而且節約了人力資源，大大降低了勞動強度。特別是 對于原手動對位很難做的芯片，自動機以它自動控制的優越性很容易完成。大大提高了 COG 液晶芯片壓接機的應用范圍和使用價值，為半導體器件的生產發揮更大的作用。是在消化 吸收國外半自動COG液晶芯片壓接設備的基礎上自主研發全自動COG液晶芯片壓接設備， 是具有自主知識產權的液晶生產設備。是集精密機械、自動控制、圖像識別、計算機應用、光 學、力學等多領域技術的現代高技術微電子生產設備。
圖1是全自動COG液晶芯片壓接機的機械結構示意圖 其中包括圖中包括警示燈1、機臺2、芯片供料機構3、芯片拾取機械手4、夾具5、熱 壓頭6、溫控器7、控制面板8、雙光學鏡頭9、雙CCD相機10、監視器11、X-Y- e三維電控平 臺12、 PLC運動控制器13、電機驅動器14、上位機15、雙路機器視覺模塊16、以太網交換機 17、供電單元18。 圖2為全自動COG液晶芯片壓接機電控系統結構圖 圖中包括警示燈1、芯片供料機構3、芯片拾取機械手4、熱壓頭6、溫控器7、控制 面板8、雙光學鏡頭9、雙CCD相機10、監視器11、X-Y- e三維電控平臺12、PLC運動控制器 13、電機驅動器14、上位機15、雙路機器視覺模塊16、以太網交換機17. 圖3為全自動COG液晶芯片壓接機的工作流程圖
具體實施方式結合附圖1、2、3說明本發明的具體實施方式
圖1是全自動COG液晶芯片壓接機的機械結構示意圖， 整機通過螺釘連接方式首先把警示燈1把固到機臺2右上端，將芯片供料機構3 固定到機臺2左端，將芯片拾取機械手4固定到芯片供料機構3上端。夾具5位于機臺2 的中端，將熱壓頭6固定機臺2中上端，將溫控計固定到機臺2下端，將控制面板8固定到 機臺2右上端，將雙光學鏡頭9安裝到機臺2右端，將雙CCD相機10直接安裝到雙光學鏡 頭9上，將監視器11安裝到機臺2左上端，將X-Y-Z三維電控平臺12安裝在雙光學鏡頭9 前端，將溫控器7、 PLC運動控制器13、電機驅動器14、上位機15、雙路機器視覺模塊16、以太網交換機17、供電單元18依次安裝在機臺2內。 圖2為全自動COG液晶芯片壓接機電控系統結構圖， 整機通過以太網交換機17將上位機15、PLC運動控制器13、雙路機器視覺模塊16 組成局域網，實現全雙工數據通訊。PLC運動控制器13分別連接警示燈1、芯片供料機構3、 芯片拾取機械手4、熱壓頭6、溫控器7、控制面板8 ;雙光學鏡頭9連接雙CCD相機10，再連 接雙路機器視覺模塊16 ;監視器11連接上位機15。 上位機15和監視器11組成人機界面，通過設置參數滿足不同芯片和不同液晶屏 的壓接生產要求； 芯片供料機構3將芯片供給到指定位置，然后芯片拾取機械手4將芯片拾起，翻轉 180°后，將其傳遞到熱壓頭6上，熱壓頭6吸附著芯片下降到壓接位置，芯片左右兩端的圖 像通過雙光學鏡頭9、雙CCD相機10輸入到雙路機器視覺模塊16中，雙路機器視覺模塊16 自動識別芯片上的定位標識，得到其位置坐標，然后熱壓頭6抬起，讓出壓接位置； X-Y- e三維電控平臺12沿Y向進給，將液晶屏送入壓接位置，液晶屏左右兩個定 位標識的圖像通過雙光學鏡頭9、雙CCD相機10輸入到雙路機器視覺模塊16中，雙路機器 視覺模塊16自動識別液晶屏上的定位標識，得到其位置坐標，并將其坐標與芯片位置坐標 比較，將位置差通過以太網交換機17傳給PLC運動控制器13，再由PLC運動控制器13控制 x-Y-e三維電控平臺12，使芯片與液晶屏對準，自動實現芯片與液晶屏的綁定。 全自動COG液晶芯片壓接機的工作流程簡述如下，請見附圖3 : ①首先整機初始化； ②溫控器控制加熱棒，使熱壓頭6始終保持在設定的溫度范圍； ③芯片供料機構3將芯片供給到指定位置，然后芯片拾取機械手4將芯片拾起，翻 轉180°后，將其傳遞到熱壓頭6上，熱壓頭6吸附著芯片下降到壓接位置，芯片左右兩端的 圖像通過雙光學鏡頭9、雙CCD相機10輸入到雙路機器視覺模塊16中，雙路機器視覺模塊 16自動識別芯片上的定位標識，得到其位置坐標，然后熱壓頭6抬起，讓出壓接位置； X-Y- e三維電控平臺12沿Y向進給，將液晶屏送入壓接位置，液晶屏左右兩個 定位標識的圖像通過雙光學鏡頭9、雙CCD相機10輸入到雙路機器視覺模塊16中，雙路機 器視覺模塊16自動識別液晶屏上的定位標識，得到其位置坐標，并將其坐標與芯片位置坐 標比較，將位置差通過以太網交換機17傳給PLC運動控制器13，再由PLC運動控制器13控 制x-Y-e三維電控平臺12，使芯片與液晶屏對準，芯片與液晶屏對準后熱壓頭下降，將芯 片壓接到液晶屏上，從而完成了一個工作循環。
權利要求COG液晶芯片壓接機的全自動控制系統，包括警示燈(1)、機臺(2)、芯片供料機構(3)、芯片拾取機械手(4)、夾具(5)、熱壓頭(6)、溫控器(7)、控制面板(8)、雙光學鏡頭(9)、雙CCD相機(10)、監視器(11)，其特征在于還包括X-Y-θ三維電控平臺(12)，PLC運動控制器(13)、電機驅動器(14)、上位機(15)、雙路機器視覺模塊(16)、以太網交換機(17)、供電單元(18)；全自動控制系統的連接關系整機通過以太網交換機(17)將上位機(15)、PLC運動控制器(13)、雙路機器視覺模塊(16)組成局域網，實現全雙工數據通訊；PLC運動控制器(13)分別連接警示燈(1)、芯片供料機構(3)、芯片拾取機械手(4)、熱壓頭(6)、溫控器(7)、控制面板(8)；雙光學鏡頭(9)連接雙CCD相機(10)，再連接雙路機器視覺模塊(16)；監視器(11)連接上位機(15)組成進行參數設置的人機界面；由PLC運動控制器(13)控制整機的自動運行，雙路機器視覺模塊(16)將自動識別芯片和液晶屏位置數據，并通過以太網交換機(17)傳送至PLC運動控制器(13)，PLC運動控制器(13)控制X-Y-θ三維電控平臺(12)，實現芯片與液晶屏的自動對位。
專利摘要本實用新型COG液晶芯片壓接機的全自動控制系統，屬于微電子封裝設備的自動控制技術領域。該系統包括X-Y-θ三維電控平臺，PLC運動控制器、電機驅動器、上位機、雙路機器視覺模塊、以太網交換機、供電單元。由PLC運動控制器控制整機的自動運行，雙路機器視覺模塊將識別芯片和液晶屏位置數據通過以太網交換機傳送至PLC運動控制器，PLC運動控制器控制X-Y-θ三維電控平臺，使芯片與液晶屏自動對位，實現全自動壓接；該全自動控制系統提高了產品生產效率和質量，保證了壓接的一致性和穩定性，提高了產品的合格率，而且節約了人力資源，降低了勞動強度，大大提高了COG液晶芯片壓接機的應用范圍和使用價值。
文檔編號G05D3/20GK201514570SQ200920093550
公開日2010年6月23日 申請日期2009年5月6日 優先權日2009年5月6日
發明者劉軒, 鄭福志, 黃波 申請人:長春光華微電子設備工程中心有限公司