FOG邦定生产线中脉冲本压机的研制

2012-06-28 02:57郭丽,田辉，李想

电子工业专用设备 2012年2期

郭丽,田辉，李想

(中国电子科技集团公司第二研究所，太原030024)

FOG生产线是一种用于将TCP或FPC（柔性电路板）与ITO玻璃之间建立稳定的机械和电气连接的生产设备，其主要用于LCM（液晶显示模块）的生产之中。本生产线是根据客户需求，开发出来的首台用于正反两面压接的设备。整机主要完成功能有：自动上料、定位、正面ACF预贴、正面对位（人工）、正面预压、反面ACF预贴、反面对位（自动）、反面预压、主压、自动下料等。

其中，主压机采用的是双压头压接并脉冲式加热方式，温度、压力控制难度大。

1 主要功能及技术指标

适用基板尺寸：20 mm×20 mm～120 mm×120 mm

适用 FPC尺寸：16 mm×8 mm～50 mm×50 mm

ACF预贴精度：±0.15 mm（x、y方向）以基板外型为基准

FPC 压接精度：±10 μm（x、y方向）从预压到主压的偏移量

本压压接精度：±5 μm（x、y方向）

本压温度设定范围：室温～450℃

本压温度时间曲线：4段控制

升温速率：100℃/s

2 本压机的设计

本压机可单独作为一台设备来看，是整个流程中的关键，压接效果将直接影响产品的质量。在工艺上的要求是ACF粒子破裂程度均匀，无溢胶、气泡、白雾等现象。这就要求设备的压头平整度高、升温降温迅速、压力稳定。结构如图1所示，主要由机架、定位台组件、压头组件、工作台组件、机械手组件组成。共有3个工位，包括3套压头组件，3套工作台组件。

图1 本压机机构组成

3 工作原理

工作时上道工序将玻璃放至定位台上，定位机构进行两侧定位后由机械手将玻璃依次搬运至本压机1、2、3工作台上，负压吸附，工作台上升移至压头下方后下降，压头压接，此时压头开始分段升温，保持一定时间后降温，待温度达到要求的分离温度时压接完成，压头抬起，工作台上升并退回初始位置，由机械手将玻璃搬运至下料皮带上。

3.1 压头组件

压头组件共有3套，每套对应一对上下压头，用于双面压接。每个压头各有一套硅胶带机构，用于收放硅胶带，见图2。

图2 压头组件

工作时，下压头固定，上压头由汽缸推动整体在导轨的导向下上下移动，上压头可以进行三个方向的调节：左右方向的调节，前后及左右方向的旋转调节;下压头可以进行前后方向的调节及平行度的调节。

每套压头均有散热装置及冷却机构，便于压头迅速降温。

3.2 工作台组件

工作台组件可以进行上下及前后运动。前后运动由伺服电机驱动同步带带动丝杠完成；上下运动由汽缸带动，交叉棍子导轨进行导向，两侧有缓冲器及细牙限位螺钉，用于精密调节高度，见图3。

图3 工作台组件

3.3 机械手组件

本压机械手分为上料机械手和下料机械手，分别用于本压前的上料及本压后的下料。整体由电机带动丝杠运动，每个机械手均可单独进行上下运动。选用大导程的丝杠，机械手运行最高速度可达1 000 mm/s，见图 4。

图4 机械手组件

4 关键技术

4.1 压头平行度调整

压头平整度的调节是基础，由于是全自动本压机构，要求3套压头组件必须在同一水平面上，且前后位置一致。在本设备中，采用的是上下压头同时加热压接的方式，所以在设计时，考虑到压头调整的方便性与稳定性，采用下压头固定，上压头可调的方式。调整时要求将3套压头组件逐个打表调节压头的水平方向（左右，前后）误差在0.01 mm之内。下压头固定，上压头通过调整螺钉调节完成后锁死。