專利名稱：位置辨識裝置和熱壓接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種液晶顯示器的制造設(shè)備，特別是一種位置辨識裝置和采用該位置辨識裝置的熱壓接設(shè)備。
背景技術(shù)：
液晶面板包括相對設(shè)置的兩個透明基板、封入在該兩個透明基板所形成的間隙內(nèi)的液晶。為了通過該液晶面板顯示文字、圖樣等可視信息，必須將形成在透明基板之一上的多個電極引線和液晶驅(qū)動用的電子器件IC進(jìn)行可導(dǎo)電地連接。
一種現(xiàn)有技術(shù)的將IC和液晶面板電極引線進(jìn)行導(dǎo)電連接的方式如圖1所示，該種連接結(jié)構(gòu)1包括IC 11、液晶面板12和ACF(Anisotropic Conductive Film，異方向性導(dǎo)電膜)13。該連接結(jié)構(gòu)1的形成過程包括將一段ACF 13貼附在液晶面板12的電極引線121上；將IC 11的導(dǎo)電凸塊(Bump)111與電極引線121準(zhǔn)確對位后，壓合在ACF 13上，此時的壓合因為并未將導(dǎo)電凸塊111和電極引線121導(dǎo)通，被業(yè)界稱之為預(yù)壓；對IC 11施加適當(dāng)壓力，使得位于導(dǎo)電凸塊111和電極引線121之間的導(dǎo)電粒子132變形，從而導(dǎo)通導(dǎo)電凸塊111和電極引線121，此時的壓合在業(yè)界稱之為本壓。該種將IC 11和液晶面板電極引線121進(jìn)行導(dǎo)電連接的技術(shù)在業(yè)界被稱之為COG(Chip On Glass)技術(shù)。
因為IC 11上的導(dǎo)電凸塊111和液晶面板12上的電極引線121都是細(xì)微的方形凸起結(jié)構(gòu)，需要準(zhǔn)確對位，所以，上述連接方式中的預(yù)壓過程是關(guān)鍵制程，通常需要用到熱壓接設(shè)備將IC準(zhǔn)確壓合在液晶面板的電極引線上。
一種現(xiàn)有技術(shù)的熱壓接設(shè)備如圖2所示，該熱壓接設(shè)備2包括一壓頭21、一固持機(jī)構(gòu)22、一X方向?qū)к?3、一Y方向?qū)к?4和一支撐臺25。該壓頭21主要具有一平整端面，以由該平整端面吸附IC 27并對該IC 27施加均勻的壓力。該壓頭21設(shè)置在該固持機(jī)構(gòu)22下方并被固持機(jī)構(gòu)22固持。該固持機(jī)構(gòu)22可在X方向?qū)к?3上左右移動，該X方向?qū)к?3則設(shè)置在Y方向?qū)к?4上并可沿Y方向?qū)к?4前后移動。該支撐臺25用以支撐液晶面板26，其通常是固定設(shè)置。當(dāng)壓頭21通過真空吸附力吸取設(shè)置在旁邊的IC供料盤28內(nèi)的IC 27后，需要通過控制裝置(圖未示)控制X方向?qū)к?3和Y方向?qū)к?4的移動，將IC 27和液晶面板26的電極引線在垂直方向上正確對位后，由壓頭21朝接近液晶面板26的方向移動，最終將IC 27壓合在液晶面板26的電極引線上。
但是，由于上述熱壓接設(shè)備2采用X方向?qū)к?3和Y方向?qū)к?4作為調(diào)節(jié)IC 27的位置的機(jī)構(gòu)，該兩個導(dǎo)軌23和24結(jié)合部分的強(qiáng)度較弱，而且其二者的結(jié)合通常存在一定的誤差，再者，由于壓頭21壓合時還需要承受垂直方向的作用力；涉及的機(jī)構(gòu)配合關(guān)系越多，最終的IC 27和液晶面板26安裝的精確度越難以保證。另外，該種結(jié)構(gòu)也使得整個熱壓接設(shè)備2體積較大，占用空間。
為了解決上述問題，又一種熱壓接設(shè)備被開發(fā)出來。如圖3所示，該現(xiàn)有技術(shù)的熱壓接設(shè)備3揭露在1999年4月20日公告的美國專利第5,894,657號。該熱壓接設(shè)備3也是用于將電子器件如IC 37安裝在液晶面板36上，其包括一壓頭31、一X方向?qū)к?3、一Y方向?qū)к?4和一支撐臺35。該X方向?qū)к?3是一個單軸移動裝置，其可帶動壓頭31在左右方向移動。該支撐臺35用以固定液晶面板36，其可在Y方向?qū)к?4上沿與X方向垂直的Y方向移動。當(dāng)該壓頭31通過真空吸附力吸取設(shè)置在旁邊的IC供料盤38內(nèi)的IC 37、以及將液晶面板36固定在支撐臺35上之后，需要借助一位于壓頭31和液晶面板36之間的位置辨識裝置(英文是Recognition Camera，圖未示)使支撐臺35帶動液晶面板36到第一預(yù)定位置，再借助該位置辨識裝置使壓頭31帶動IC 37到與上述第一預(yù)定位置對應(yīng)的第二預(yù)定位置，該兩種預(yù)定位置均確定后，認(rèn)為該IC 37與液晶面板36已經(jīng)準(zhǔn)確對位，即可由壓頭31朝接近液晶面板36的方向移動，最終將IC 37壓合在液晶面板36的電極引線上。
該種熱壓接設(shè)備3采用一個單軸移動裝置，即X方向?qū)к?3帶動壓頭31移動，雖然較上述熱壓接設(shè)備2采用兩個方向的導(dǎo)軌23和24帶動壓頭21移動的方式減少了一定程度的機(jī)構(gòu)誤差，但由于壓頭31依舊需要在X方向?qū)к?3上作左右移動、自身在垂直方向的移動以及施加壓力，機(jī)構(gòu)間相互配合的誤差還是存在。另外，為了保持X方向?qū)к?3的足夠強(qiáng)度，X方向?qū)к?3的設(shè)計也較為需要有較大尺寸，同樣會占用空間。
而且，由于該熱壓接設(shè)備3的位置辨識裝置位于壓頭31和液晶面板36之間，其需要不斷移動，以捕捉該IC 37和液晶面板36的位置，加之該IC 37和液晶面板36也需進(jìn)行移動，該種方式在一定程度上存在對電子器件的位置辨識不夠精準(zhǔn)，也可導(dǎo)致IC 37和液晶面板36的對位不夠精確。

實用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的熱壓接設(shè)備的位置辨識裝置對電子器件和液晶面板的位置的辨識不夠精準(zhǔn)的問題，本實用新型提供一種可準(zhǔn)確辨識電子器件和液晶面板的位置的位置辨識裝置。
本實用新型還提供一種采用上述位置辨識裝置的熱壓接設(shè)備。
本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種位置辨識裝置，其包括一光反射器、一半穿透半反射器、一CCD攝像裝置和一光源，該光反射器、半穿透半反射器和CCD攝像裝置設(shè)置在一軸線上，該光反射器和該半穿透半反射器的工作面相互平行且和該軸線成45度，該光源垂直于該軸線并且和該半穿透半反射器的工作面相對設(shè)置。
本實用新型提供的熱壓接設(shè)備包括一熱壓頭裝置、一支撐臺和兩個位置辨識裝置，該熱壓頭裝置和支撐臺相對設(shè)置，該兩個位置辨識裝置對稱設(shè)置在該支撐臺的下方，各位置辨識裝置包括一光反射器、一半穿透半反射器、一CCD攝像裝置和一光源，該光反射器、半穿透半反射器和CCD攝像裝置設(shè)置在一軸線上，該光反射器和該半穿透半反射器的工作面相互平行且和該軸線成45度，該光反射器和該熱壓頭裝置相對，而且該軸線和支撐臺平行，該光源垂直于該軸線并且和該半穿透半反射器的工作面相對設(shè)置。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，因為本實用新型位置辨識裝置可以使光源發(fā)出的光線經(jīng)過半穿透半反射器垂直反射到光反射器上，該光反射器再將光線垂直反射并照亮電子器件，該電子器件反射的光線以和上述光線線路相反的途徑傳送到半穿透半反射器上，并有一部分光線透過該半穿透半反射器傳送到CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)攝像裝置上，該種方式形成的電子器件的圖像清晰、準(zhǔn)確，易于進(jìn)行位置辨識。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，因為本實用新型熱壓接設(shè)備采用兩個位置辨識裝置設(shè)置在支撐臺的下方，該兩個位置辨識裝置可以同時識別電子器件兩個不同部位的圖像，并通過觀察兩個待壓合的器件的位置，輔助進(jìn)行調(diào)整，最終將兩個待壓合的器件調(diào)整到準(zhǔn)確位置，實現(xiàn)精確的壓合效果。

圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的將驅(qū)動IC與液晶面板以COG方式進(jìn)行電連接的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
圖2是一種現(xiàn)有技術(shù)的熱壓接設(shè)備的平面示意圖。
圖3是又一種現(xiàn)有技術(shù)的熱壓接設(shè)備的平面示意圖。
圖4是本實用新型的熱壓接設(shè)備的主視圖。
圖5是本實用新型熱壓接設(shè)備的定位裝置的平面示意圖。
圖6是圖5所示定位裝置的校正規(guī)對驅(qū)動IC位置進(jìn)行校正的過程示意圖。
圖7是本實用新型熱壓接設(shè)備的位置辨識裝置的剖面示意圖。
圖8是圖7所示位置辨識裝置與液晶面板間的光路示意圖。
圖9是利用本實用新型的位置辨識裝置對驅(qū)動IC及液晶面板進(jìn)行位置辨識及校正的過程示意圖。
具體實施方式參照圖4所示，是本實用新型熱壓接設(shè)備的平面示意圖。該熱壓接設(shè)備4包括一熱壓頭裝置41、一定位裝置42、一支撐臺43和兩個位置辨識裝置44。
該熱壓頭裝置41包括第一氣缸411、第二氣缸412和壓頭415。一聯(lián)軸器413將該第一氣缸411和第二氣缸412的軸心連接起來形成一雙聯(lián)氣缸，一固持塊414用以固定該壓頭415并和一滑槽(圖未示)配合，以保證該壓頭415僅做上下移動，且該固持塊414安裝在該第二氣缸412下方。該第一氣411和第二氣缸412都可以單獨上下移動，以帶動該壓頭415在一個方向上往返移動。該壓頭415往返移動的距離由該第一氣缸411和/或第二氣412的行程控制。
該支撐臺43設(shè)置在定位裝置42下方，并和該熱壓頭裝置41正對，其可以在X方向、Y方向作一定的微調(diào)，而且也可以在水平面內(nèi)做一定的轉(zhuǎn)動。該支撐臺43與壓頭415正對的部位以透光材料制作。當(dāng)然，該支撐臺43也可以設(shè)置在一單方向?qū)к?圖未示)上，當(dāng)放置液晶面板200時，該支撐臺43可以移動到方便操作的位置。
一起參照圖5，該定位裝置42包括一X方向?qū)к?22、一Y方向?qū)к?21和一校正規(guī)423。該X方向?qū)к?22和Y方向?qū)к?21都可以采用絲桿導(dǎo)軌裝置，并將該Y方向?qū)к?21設(shè)置在該X方向?qū)к?22上。一伺服電機(jī)426連接該X方向?qū)к?22，以驅(qū)動該X方向?qū)к?22工作，該X方向?qū)к?22的工作帶動該Y方向?qū)к?21整體在X方向左右移動。該Y方向?qū)к?21自身也通過一伺服電機(jī)427驅(qū)動工作，該校正規(guī)423即設(shè)置在該Y方向?qū)к?21上，以由該Y方向?qū)к?21帶動該校正規(guī)423在Y方向前后移動，該校正規(guī)423包括一 形凹槽，該 形凹槽由第一Y方向基準(zhǔn)面424、X方向基準(zhǔn)面425和第二Y方向基準(zhǔn)面426圍成。一IC供料盤45也設(shè)置在該Y方向?qū)к?21上，并可被該Y方向?qū)к?21帶動在Y方向前后移動。由于該壓頭415在X和Y方向是固定的，該Y方向?qū)к?21和X方向?qū)к?22的作用就在于帶動該IC供料盤45到該壓頭415的正下方，由氣缸412帶動該壓頭415接近IC供料盤45內(nèi)一待壓合的IC 100，并通過該壓頭415的真空吸附力吸取該IC 100。
由于IC供料盤45內(nèi)的IC收容槽和IC 100之間存在間隙，其配合通常不能夠達(dá)到非常精密，當(dāng)該IC 100吸附在壓頭415上后，其會和預(yù)定的吸附位置存在偏差。該校正規(guī)423的作用就在于對IC100的位置進(jìn)行進(jìn)一步的校正。
該校正規(guī)423對IC 100的位置的校正過程圖請參照圖6。參照圖6(a)，假定基準(zhǔn)點300是壓頭415上的一個基準(zhǔn)位置，當(dāng)IC 100的中心點101和該基準(zhǔn)點300完全重合時，才認(rèn)為該壓頭415對IC100的定位是準(zhǔn)確的，該圖6(a)所示的是壓頭415從IC供料盤45內(nèi)吸附的IC 100的最初位置，該IC 100的中心點101和基準(zhǔn)點300有一定偏差，此時需要通過該校正規(guī)423從起始位置以如圖6(a)中箭頭所示方向推動該IC 100；參照圖6(b)，該校正規(guī)423的第一Y方向基準(zhǔn)面424將IC 100的中心點101校正到和基準(zhǔn)點300在Y方向一致；參照圖6(c)，該校正規(guī)423再從起始位置以如圖6(c)中箭頭所示方向推動該IC 100；參照圖6(d)，該校正規(guī)423的X方向基準(zhǔn)面425將IC 100的中心點101校正到和基準(zhǔn)點300在X方向一致，并完全重合；參照圖6(e)，該校正規(guī)423再回到起始位置，隨后離開該壓頭415。
當(dāng)然，在完成圖6(b)所示的步驟之后，還可以由該校正規(guī)423的第二Y方向基準(zhǔn)面426將IC 100的中心點101在Y方向進(jìn)行第二次校正。
為方便程序設(shè)置，將IC 100由最初位置校正到準(zhǔn)確位置，需要將校正規(guī)423和IC供料盤45的設(shè)置位置固定。
該IC 100的位置經(jīng)過校正后，該第一氣缸411和第二氣缸412一起帶動該壓頭415到預(yù)定的壓合位置，此時，液晶面板200尚未放置在支撐臺43，而是先由兩個位置辨識裝置44對IC 100的兩個端角進(jìn)行攝像，并分別顯示在兩個監(jiān)視器461、462上(參圖9)，隨后，該第一氣缸411和第二氣缸412一起帶動該壓頭415上升，再將液晶面板200放置在支撐臺43上。
參照圖7，該位置辨識裝置44包括一全反射棱鏡443、一物鏡444、一補(bǔ)助鏡454、一雙聯(lián)棱鏡445、兩個補(bǔ)助鏡446與452，以及一CCD攝像裝置448。該全反射棱鏡443的工作面用以將光線垂直反射，該補(bǔ)助鏡454對光線起放大作用。該雙聯(lián)棱鏡445是兩個三棱鏡的組合，該兩個三棱鏡組合在一起的面為工作面，光線投射在該工作面上，可以實現(xiàn)半穿透半反射的效果。該補(bǔ)助鏡446為攝影補(bǔ)助鏡，其對光線起多級放大的作用。該全反射棱鏡443、物鏡444、補(bǔ)助鏡454、雙聯(lián)棱鏡445和補(bǔ)助鏡446成直線設(shè)置在圓筒441內(nèi)。該補(bǔ)助鏡452通過一圓筒451以與該雙聯(lián)棱鏡445正對且垂直于上述直線方向的方式設(shè)置，以引導(dǎo)由光纖453發(fā)出的光線到該雙聯(lián)棱鏡445上。該圓筒441和CCD攝像裝置448連接，且與該全反射棱鏡443正對部位開設(shè)一開口442。
一起參照圖8，是該位置辨識裝置44和該液晶面板200之間的光路圖。該圓筒441的開口442正對液晶面板200的電極引線部位，當(dāng)光纖453發(fā)出的光線到該雙聯(lián)棱鏡445上后，被該雙聯(lián)棱鏡445反射并經(jīng)全反射棱鏡443反射出開口442，由于支撐臺43對應(yīng)電極引線的部位透光，而且液晶面板200也是透明玻璃制成，所以光線可以照到液晶面板200的電極引線上，該電極引線再將光線反射到該全反射棱鏡443上，并被該全反射棱鏡443反射后通過物鏡444和補(bǔ)助鏡454傳輸?shù)皆撾p聯(lián)棱鏡445上，由于該雙聯(lián)棱鏡445是半穿透半反射型透鏡，一部分光線可以透過該雙聯(lián)棱鏡445，并通過補(bǔ)助鏡446傳輸?shù)紺CD攝像裝置448。
一起參照圖9，經(jīng)過位置辨識裝置44形成的IC 100和液晶面板200電極引線的圖像均顯示在監(jiān)視器461和462上，其中，IC 100的一個端角100a的圖像顯示在監(jiān)視器461上，與該端角100a成對角關(guān)系的另一個端角100b的圖像顯示在監(jiān)視器462上，由于該位置辨識裝置44的放大，該IC 100上的凸塊101清晰可辨。
圖9(a)、圖9(b)和圖9(c)顯示通過位置辨識裝置44對IC 100和液晶面板300進(jìn)行位置辨識和校正的過程示意圖。其中，圖9(a)顯示該位置辨識裝置44對IC 100的圖像，該圖像是液晶面板200尚未放置在支撐臺43上時IC 100的圖像，隨后液晶面板200的放置以及對液晶面板200的位置辨識并不影響該IC 100的圖像；圖9(b)表示的是在固定顯示該IC 100的圖像的同時，再將位置辨識裝置44對液晶面板200所形成的圖像顯示在監(jiān)視器461和462上，此時液晶面板200的電極引線201和IC 100的凸塊101存在偏差；依靠該監(jiān)視器461和462的顯示，可以調(diào)節(jié)支撐臺43的位置，直到監(jiān)視器461和462上顯示的圖像如圖9(c)所示電極引線201和IC 100的凸塊101重合為止，然后即可將熱壓頭裝置41朝接近液晶面板200的方向移動，最終將IC 100壓合在液晶面板200的電極引線201上。
以下結(jié)合圖4到圖9對本實用新型熱壓接設(shè)備4的整體操作過程進(jìn)行說明。該熱壓接設(shè)備4的操作步驟包括將裝有IC 100的IC供料盤45放置在該Y方向?qū)к?21上；由該定位裝置42帶動IC供料盤45到該壓頭415的正下方；第二氣缸412帶動該壓頭415下降，吸附IC 100；該第二氣缸412帶動該壓頭415上升，該定位裝置42帶動IC供料盤45離開壓頭415；第二氣缸412帶動該壓頭415再次下降到和校正規(guī)423等高的位置，該定位裝置42帶動校正規(guī)423到壓頭415下；由該校正規(guī)423對IC 100的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)、校正；該定位裝置42帶動校正規(guī)423離開壓頭415；該第一氣缸411和第二氣缸412一起下降，帶動該壓頭415到預(yù)定的壓合位置；由該兩個位置辨識裝置44分別對IC 100的兩個成對角關(guān)系的端角100a、100b進(jìn)行拍照、儲存圖像后將圖像顯示在監(jiān)視器461和462上；該第一氣缸411和/或第二氣缸412帶動該壓頭415上升；將液晶面板200放置在支撐臺43上，并借助位置辨識裝置44，使液晶面板200的圖像對IC 100儲存在監(jiān)視器上的圖像進(jìn)行對位；該第一氣缸411和/或第二氣缸412下降，帶動該壓頭415將IC 100壓合在液晶面板200的電極引線201上。
本實用新型熱壓接設(shè)備4也可以運用在以COF(Chip On Film)、TAB(Tape Auto Bonding)技術(shù)進(jìn)行壓接的設(shè)備上，而且，其還可以有以下變更設(shè)計該校正規(guī)423的 形凹槽可以替換為一個直角的“﹁”形凹槽；該全反射棱鏡443可以替換為一個全反射平面鏡；該雙聯(lián)棱鏡445可以替換為一個半穿透半反射板。
權(quán)利要求1.一種位置辨識裝置，其特征在于包括一光反射器、一半穿透半反射器、一CCD攝像裝置和一光源，該光反射器、半穿透半反射器和CCD攝像裝置設(shè)置在一軸線上，該光反射器和該半穿透半反射器的工作面相互平行且和該軸線成45度，該光源垂直于該軸線并且和該半穿透半反射器的工作面相對設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的位置辨識裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一監(jiān)視器，該監(jiān)視器和該CCD攝像裝置連接。
3.如權(quán)利要求1所述的位置辨識裝置，其特征在于該光反射器是一全反射棱鏡或者是一全反射平面鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的位置辨識裝置，其特征在于該半穿透半反射器是一半穿透半反射板或者是一雙聯(lián)棱鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的位置辨識裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一物鏡和三個補(bǔ)助鏡，該物鏡位于該光反射器和半穿透半反射器之間，該第一個補(bǔ)助鏡位于該物鏡和半穿透半反射器之間，該第二個補(bǔ)助鏡位于該半穿透半反射器和CCD攝像裝置之間，該第三個補(bǔ)助鏡位于該光源和半穿透半反射器之間。
6.一種熱壓接設(shè)備，其包括一熱壓頭裝置、一支撐臺和兩個位置辨識裝置，該熱壓頭裝置和支撐臺相對設(shè)置，其特征在于該兩個位置辨識裝置對稱設(shè)置在該支撐臺的下方，各位置辨識裝置包括一光反射器、一半穿透半反射器、一CCD攝像裝置和一光源，該光反射器、半穿透半反射器和CCD攝像裝置設(shè)置在一軸線上，該光反射器和該半穿透半反射器的工作面相互平行且和該軸線成45度，該光反射器和該熱壓頭裝置相對，而且該軸線和支撐臺平行，該光源垂直于該軸線并且和該半穿透半反射器的工作面相對設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6所述的熱壓接設(shè)備，其特征在于該位置辨識裝置進(jìn)一步包括一監(jiān)視器，該監(jiān)視器和該CCD攝像裝置連接。
8.如權(quán)利要求6所述的熱壓接設(shè)備，其特征在于該位置辨識裝置的光反射器是一全反射棱鏡或者是一全反射平面鏡。
9.如權(quán)利要求6所述的熱壓接設(shè)備，其特征在于該半穿透半反射器是一半穿透半反射板或者是一雙聯(lián)棱鏡。
10.如權(quán)利要求6所述的熱壓接設(shè)備，其特征在于該位置辨識裝置進(jìn)一步包括一物鏡和三個補(bǔ)助鏡，該物鏡位于該光反射器和半穿透半反射器之間，該第一個補(bǔ)助鏡位于該物鏡和半穿透半反射器之間，該第二個補(bǔ)助鏡位于該半穿透半反射器和CCD攝像裝置之間，該第三個補(bǔ)助鏡位于該光源和半穿透半反射器之間。
專利摘要一種位置辨識裝置和熱壓接設(shè)備，其包括一光反射器、一半穿透半反射器、一CCD攝像裝置和一光源，該光反射器、半穿透半反射器和CCD攝像裝置設(shè)置在一軸線上，該光反射器和該半穿透半反射器的工作面相互平行且和該軸線成45度，該光源垂直于該軸線并且和該半穿透半反射器的工作面相對設(shè)置。該位置辨識裝置用于實現(xiàn)電子器件如液晶驅(qū)動用的IC和液晶面板的準(zhǔn)確對位。
文檔編號G09F9/35GK2702336SQ20042004714
公開日2005年5月25日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者陳棟棟 申請人:陳棟棟