全自动FOF邦定机的研制

程永胜，聂志宇,张少川,张泽儒

(太原风华信息装备股份有限公司，山西太原030024)

全自动FOF邦定机的研制

程永胜，聂志宇,张少川,张泽儒

(太原风华信息装备股份有限公司，山西太原030024)

通过对菲林、菲林与FPC邦定工艺的研究，总结其邦定工艺与传统玻璃邦定工艺的不同，从而掌握完成FPC邦定至菲林邦定工艺用的全自动邦定机研制所需克服的难点。针对难点进行相应的机械结构设计与改进，有效保证了全自动FOF邦定机的可靠性和稳定型。全自动FOF邦定机作为完成菲林材料触摸屏制程中的FPC与菲林邦定工艺的设备，为菲林结构触摸屏的量产提供了有力保障。

全自动；邦定机；菲林；柔性电路板邦定至菲林

随着市场需求的不断变化，客户对于产品质量和设备效率的要求越来越高。如何提高设备效率，不让一个工序成为瓶颈而影响到整条线的生产周期，成为设备技术人员不得不面对的问题。

全自动FOF邦定机是完成菲林材料触摸屏制程中的FPC与菲林邦定工艺的设备。其主要完成ACF贴附、预压邦定、主压邦定三道工序。而为了设备的可操作性同时方便与整条工艺线体连接，其主要功能包括：自动上料、自动贴附ACF、图像自动对位、自动主压、自动下料等。

1 相关工艺技术

近年来，FPC邦定工艺随着不同结构触摸屏的并向发展也得到了更加丰富的发展。首先是传统的LCM邦定工艺，而后发展到玻璃结构触摸屏的邦定工艺（正反两面邦定），目前又有OGS、On-cell、In-cell及菲林的邦定工艺。其中菲林触摸屏结构虽然有光学性能差，OCA贴合工艺复杂等缺点，但还是凭着其低成本的优势占据一定的市场份额。

菲林邦定工艺与传统FOG生产工艺基本相同，即通过ACF粘合，并在一定的温度、压力和时间下热压而实现菲林ITO与柔性线路板的机械连接和电气导通[1]。菲林邦定工艺中的不同则在于菲林为软性材料，上料时叠片放置而且有前工序带来的难以避免的黏胶现象，同时菲林也会有一定的变形翘曲，也有单层结构和双层结构的区分，而且ITO引脚一般位于整体菲林的中间层也就造成压接时需要压坑里，这些特点都为菲林邦定工艺流程带来与传统邦定工艺的不同与一定的难点。

2 工作原理及总体结构

根据工艺流程及设备所需功能给出设备运行流程框图如图1所示。

全自动FOF采用PLC和触摸屏组成人机交互的控制系统。调试人员通过触摸屏对设备各运动确认并对各位置参数进行设定，对应产品进行图像系统的模板及参数设定，通过测试并根据工艺要求对各个温控仪表及气动阀和仪表进行设定。投入产品在自动运行模式下，设备实现图1流程的自动生产运行。

根据设备原理运用模块化设计理念完成结构设计，整机功能部件及布局如图2所示。

图1 全自动FOF运行流程图

图2 全自动FOF整机结构图

3 难点及对策

3.1 ACF贴附

双层菲林的ITO引脚分为上下两层，而一般情况下完成ACF贴附工序时会以一次贴附来对应，这样就会造成实际压贴ACF时压接面的压力不均。从而会带来贴附不实、剥离时拉胶等现象，为应对这些现象，我们对ACF压头进行了特殊的设计处理并选用了特殊的硅胶带。如图3所示，凸型硅胶带嵌入凹型压头里，而这种硅胶带比较厚缓冲量大，实际生产中还可以根据实际产品的台阶进行切割对应，从而解决贴附问题。这种结构的另外好处就是换型时只需更换硅胶带而不需更换压头。

图3 ACF压头及硅胶带示意图

3.2 图像识别与自动对位

图像识别技术是精密测试技术领域内最具有发展潜力的一项新技术，它综合运用了电子学、光学探测、图像处理和计算机等技术，将机器视觉引入到机械制造工业中，实现对物件位置的快速测量，它具有非接触性、速度快和柔性好等突出优点[2]。

全自动FOF视觉定位系统包括相机、图像处理单元（图像分析处理软件、脉冲输出）、监视器、操作鼠标等组成部分。为了配合视觉系统工作，必须配备合适的光学镜头和光源以方便图像的获取。光源是影响机器视觉系统图像输入的重要因素，各路镜头都选用带同轴光的镜头。镜头和相机是图像唯一的信息来源，而图像的质量、视野是由镜头和相机的恰当选择来决定的。图像处理单元主要完成对模拟视频信号采集、数字化、视频图像分析、处理、数据运算和输出的功能。监视器用来显示图像，在调整镜头时非常有用。图像系统对位流程如图4所示。

3.3 主压齿形压头的设计

菲林触摸屏的FPC邦定工艺主要一条就是主压后FPC的边角零气泡。如图5所示，主压压接时从上到下依次为：压头-硅胶带-FPC-ACF-菲林，而FPC压在菲林的坑里，想要做到零气泡就必须保证精确的压接位置。这对全自动机来说首先得保证搬运及平台运动的重复定位精度，其次对主压齿形压头的设计及加工精度要求必须严格。

图4 图像系统对位流程图

4 结束语

一部设备的好坏，首先要看其是否满足使用功能的要求，其次也要看其可靠性与经济性。全自动FOF设备已经在多家客户现场实现量产应用，设备的功能性要求得到了充分验证，但对于一些异形产品的生产还是存在一些问题。我们需要进一步提高设备的稳定性，增强客户使用的可操作性，压缩成本，提高市场竞争力。

[1] 张永峰，菅卫娟，何永.FOG制造工艺及其关键技术[J].电子工艺技术，2010，31(6)：358-361.

[2] 张建军.图像识别技术在全自动对位贴合机的应用[J].电子工艺技术，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

程永胜（1986-），男，助理工程师，2009年毕业于中北大学机械设计制造及其自动化专业，现从事电子专用设备的研发工作。

聂志宇（1987-），男，助理工程师，2009年毕业于太原科技大学电气工程及其自动化专业，现从事电子专用设备的研发工作。

张少川（1986-），男，助理工程师，2009年毕业于陕西科技大学机械设计制造及其自动化专业，现从事电子专用设备的研发工作。

张泽儒 (1992-)，男，2015年毕业于华北水利水电大学。

2015-03-26