CN101675380A - 用于制造显示面板的自动模块工序设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于使显示面板的模块工序自动化的设备包括用于将面板装载进入所述模块工序的面板装载单元、用于清洁和标记所述面板的标记单元、用于将半导体芯片粘接在所述面板上的玻上芯片单元、用于将薄膜粘接在所述面板上的玻上薄膜单元，其中所述面板装载单元、所述标记单元、所述玻上芯片单元和所述玻上薄膜单元被构造在一条生产线中，该生产线能够在所述面板上执行包括标记工序、玻上芯片工序和玻上薄膜工序的批量处理。用于制造如LCD的显示面板所需要的模块工序，例如面板装载工序、标记工序、COG工序和FOG工序，都可以在一条生产线上通过批量处理来进行。

Description

用于制造显示面板的自动模块工序设备
技术领域
本发明涉及使显示面板的模块工序自动化的设备，更具体地，其中制造诸如液晶显示器(LCD)的显示面板所需要的大多数的模块工序，例如面板装载工序、标记工序、玻上芯片(COG)工序和玻上薄膜(FOG)工序，都可以在一条生产线上通过批量处理来进行，从而在制造显示面板的过程中减少了工序时间并改善了可加工性。
背景技术
最近，由于诸如移动计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话和平板电视(如壁装式电视)的大量产品都需要便携性、可移动性和小型化，所以诸如液晶显示器(LCD)和等离子显示面板(PDP)的平板显示器(FPD)正在被替代性地使用。
在这些FPD中，LCD是利用了可以响应于施加在其上的电流而变化的液晶的光学特性的设备，并且其应用于许多产品，如计算机监视器、笔记本式计算机和壁装式电视。
LCD的制造工艺一般包括薄膜晶体管(TFT)工序、液晶工序和模块工序。TFT工序是一种通过反复执行气相沉积、光刻和蚀刻来将薄膜晶体管(TFT)排列在玻璃基板上的工序。液晶工序是一种在下部TFT板和其上形成有滤色器的上部板上形成配向层并在板之间注入液晶的工序。模块工序是一种通过将集成电路(IC)芯片或者印制电路板(PCB)粘接在从液晶工序得到的显示面板上，从而生产LCD模块的工序。
模块工序包括清洁工序、标记工序、玻上芯片(COG)工序、玻上薄膜(FOG)工序和检查工序。清洁工序使用清洁液和清洁布将各种杂质从液晶工序所传送的面板上去除。标记工序将唯一条形码标记粘接在面板表面上。COG工序使用各向异性导电膜(ACF)，将用于操作面板的许多半导体芯片粘接到面板的源极线和栅极线。FOG工序使用ACF将柔性印制电路(FPC)膜粘接在面板上，使得面板可以与PCB连接。在上述工序完成以后，执行检查以找出上述工序中的错误。
COG工序包括ACF工序、COG预粘接工序和COG主粘接工序。ACF工序将ACF粘接到玻璃面板上，使得半导体芯片可以粘接到该玻璃面板上。在使用对准观察程序将半导体芯片的图案电极与玻璃面板的图案电极对准以后，COG预粘接工序将半导体芯片固定(tack)在面板上。通过在预定温度下向固定的半导体芯片施加预定量的压力，COG主粘接工序将半导体芯片完全粘接在面板上。
FOG工序包括ACF工序、FOG预粘接工序和FOG主粘接工序。ACF工序将ACF粘接到玻璃面板上，使得FPC膜可以粘接到面板上。在使用对准观察程序将玻璃面板的电极与FPC膜进行对准，以确保玻璃面板的电极与FPC膜电连接以后，FOG预粘接工序将FPC膜固定在玻璃面板上。通过在预定温度下向固定的FPC膜施加预定量的压力，FOG主粘接工序将FPC膜完全粘接在玻璃面板上。
常规地，为了制造具有中等或更大尺寸(10英寸或更大)的显示面板，模块工序系统使用独立的单元来执行相应的单元工序。例如，在COG单元中通过COG工序获得产品时，需要将该产品传送到FOG单元用于下一工序。因此，耽搁了工序时间并降低了可加工性。
另外，在常规的COG和/或FOG工序中，主粘接单元使用多个压头来将多个半导体芯片和FPC膜压制在面板上。由于压头被设计为由一个设备同时启动以执行压制，在长时间使用后由于压头变得不均衡，而导致在各个压头之间在平坦度(flatness)方面存在差异，由此在主粘接工序中产生缺陷。而且，即使只有一个压头存在缺陷，也需要替换所有压头。
发明内容
技术问题
做出本发明以用于解决现有技术中的上述问题，并且本发明的一个方面提供了用于使显示面板的模块工序自动化的设备，其中用于制造如液晶显示器(LCD)的显示面板所需要的大多数的模块工序，如面板装载工序、标记工序、玻上芯片(COG)工序和玻上薄膜(FOG)工序，都能够在一条生产线上通过批量处理来进行，由此在制造显示面板过程中减少了工序时间并改善了可加工性。
本发明的另一方面也提供了使显示面板的模块工序自动化的设备，其通过在COG工序和FOG工序的至少一个中使用相应的压头来压制半导体芯片，从而在提高压制效率的同时还有助于相应压头的平坦度调整。
技术方案
根据本发明的一个方面，用于使显示面板的模块工序自动化的设备包括用于将面板装载进入所述模块工序的面板装载单元、用于清洁和标记所述面板的标记单元、用于将半导体芯片粘接在所述面板上的COG单元、用于将薄膜粘接在所述面板上的FOG单元，其中所述面板装载单元、所述标记单元、所述COG单元和所述FOG单元被构造在一条生产线中，该生产线能够在所述面板上执行包括标记工序、COG工序和FOG工序的批量处理。
在本发明的一个实施方式中，所述COG单元包括各向异性导电膜粘接器、预粘接器和主粘接器，并且其中所述主粘接器包括用于粘接半导体芯片的压制工具，所述压制工具中的每一个使用与另一压头彼此独立操作的独立压头。
在本发明的另一个实施方式中，可以提供多个预粘接器，以将多个半导体芯片同时固定到所述面板上。
在本发明的又一个实施方式中，所述FOG单元包括各向异性导电膜粘接器、预粘接器和主粘接器，并且所述主粘接器包括用于将柔性印制电路膜粘接在所述面板上的压制工具，所述压制工具中的每一个使用与另一压头彼此独立操作的独立压头。
有益效果
根据使显示面板的模块工序自动化的设备，用于制造如LCD的显示面板所需要的大多数模块工序，如面板装载工序、标记工序、COG工序和FOG工序，都能在一条生产线上通过批量处理来进行，由此在制造显示面板的过程中减少了工序时间并改善了可加工性。
另外，使显示面板的模块工序自动化的设备通过在COG工序和FOG工序的至少一个中使用相应的压头来压制半导体芯片，从而在提高压制效率的同时还有助于相应压头的平坦度调整。
附图说明
图1是示出了根据本发明的整个系统的方框图；
图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的COG主粘接器的正视图；
图3是示出了在其上完成了根据本发明的COG工序的面板的平面图；以及
图4是示出了在其上已完成了根据本发明的COG和FOG工序的面板的平面图。
<图中的主要标号>
100：面板装载单元       200：缓冲器
300：标记单元           400：COG单元
410：COG ACF粘接器      420：COG预粘接器
430：COG主粘接器
431：工具位置控制轴
432：滚珠丝杠副         433：夹子
434：凸轮随动件         435：汽缸
436：水平移位导向器
437：气压夹具           438：压头
439：散热片             500：FOG单元
510：FOGACF粘接器       520：FOG预粘接器
530：FOG主粘接器        600：面板
610：源极线中的半导体芯片
620：栅极线中的半导体芯片
630：FPC膜
具体实施方式
现在，在下文中将参照附图对根据本发明的用于制造显示面板的自动模块工序设备进行更全面的描述。
图1是示出了根据本发明的用于制造显示面板的自动模块工序设备的整个系统的方框图。参照图1，根据本发明的用于制造显示面板的自动模块工序设备包括面板装载单元100、缓冲器200、标记单元300、COG单元400和FOG单元500。面板装载单元100将许多面板装载到缓冲器200中，其中每个面板上都粘接有偏振器膜，使得容纳在EPP盒或库(magazine)中的面板能自动地一个接一个地提供到标记单元300。缓冲器200校正从面板装载单元100提供的面板的位置，从而有助于标记单元300的操作。标记单元300执行标记工序，并包括预对准器(未示出)和贴标机(未示出)。预对准器将从缓冲器200提供的面板进行对准，并且贴标机(未示出)对其上将执行处理的面板的表面进行清洁，并且将包含面板信息的标记粘接在面板的特定表面上。其上粘接有标记的面板从标记单元300水平移动到COG单元400，以执行将半导体芯片粘接到面板的源极线和栅极线上的COG工序。然后，其上粘接有半导体芯片的面板被水平移动到FOG单元500，以执行将FPC膜粘接在面板上的FOG工序。
COG单元400包括COG ACF粘接器410、COG预粘接器420、和COG主粘接器430。COG ACF粘接器410用来在半导体芯片粘接到面板的边缘之前，将ACF粘接在其上将执行处理(如源极线和栅极线)的面板的边缘上。在已使用对准观察程序执行对准操作，以确保半导体芯片的图案电极与面板的图案电极对准之后，COG预粘接器420将半导体芯片固定在上述边缘上。在预定温度下，COG主粘接器430以预定量的压力将固定的半导体芯片压制在面板上，使得半导体芯片完全粘接到面板上。
提供多个COG预粘接器420以将多个半导体芯片同时固定到面板上。结果，这样通过尽可能多数量的COG预粘接器420可以减少固定时间，从而减少了整个COG工序时间。
图3示出了面板的示例性实施方式，在该面板上通过COG单元400将半导体芯片完全粘接。(这里，八(8)个半导体芯片粘接到源极线，并且四(4)个半导体芯片粘接到栅极线)。
同时，FOG单元500包括FOG ACF粘接器510、FOG预粘接器520和FOG主粘接器530。FOG ACF粘接器510用于在FPC膜粘接到面板的边缘之前，将ACF粘接在其上将执行处理(例如，源极线和栅极线)的面板的边缘上。在使用对准观察程序执行对准操作，使得FPC膜与其上粘接有ACF的面板的边缘对准之后，FOG预粘接器520将FPC膜固定在该边缘上，以与面板的电极电连接。在预定温度下，FOG主粘接器530以预定量的压力将所固定的FPC膜压制在玻璃面板上，使得FPC膜完全粘接到面板上。
如图4所示，将FPC膜粘接到面板的源极线上，更具体地，位于半导体芯片之间。由于所粘接的FPC膜的数量比所粘接的半导体芯片的数量少，所以FOG单元500比COG单元400相对更小。
如上所述，在根据本发明的用于使显示面板的模块工序自动化的设备中，将面板装载单元、标记单元、COG单元和FOG单元组合到一条生产线中，该生产线能够通过自动执行由面板装载工序、标记工序和COG工序组成的批量处理来制造面板。
根据本发明，被COG预粘接器420预粘接的面板600被移至COG主粘接器430的位置，更具体地，位于面板台(未示出)上。在对准以后，COG主粘接器430的压头朝位于面板台(未示出)的面板600向下移动，并在预定温度下以预定量的压力将面板600压制在面板台(未示出)上，由此在面板600上执行COG主粘接工序。
图2是示出了根据本发明的COG主粘接器的示例性实施方式的正视图。如图2所示，通过使用多个压制工具，在预定温度下以预定量的压力将半导体芯片压制在面板600上，本发明的COG主粘接器在面板600上执行COG主粘接工序。各个压制工具包括通过施加预定量的压力和预定温度而将半导体芯片压制在面板600上的压头438，和安装在压头438上部以在垂直方向上移动压头438的汽缸435。
COG主粘接器430的压制工具是独立的压制工具，其中每一个具有独立的压头438。由于COG主粘接器430的各个压制工具都使用其自己的压头438来压制半导体芯片，因此压头438的相对位置和平坦度可以被容易地调节，并可以提高压制效率。散热片439安装在压头438上，以对压头438进行适当的散热。
另外，使用由电动机启动的工具位置控制轴431和滚珠丝杠副432，可以在横向上使COG主粘接器430的压制工具自动移位。由于这种构造，当由于具有多种尺寸的面板的型号变化而引起要粘接到面板上的半导体芯片或带式自动焊接(TAB)IC的位置发生改变时，可以通过工具位置控制轴431对压制工具的位置进行调节，而不用手工调节，由此确保了在调节时间和精确度方面的优势。
下面，将参照图2，对压制工具位置的调节方法进行详细描述。
提供夹子433来抓握位于压制工具的上部的凸轮随动件434，以横向移动压制工具，并且安装在夹子433上的位置传感器(未示出)存储压头437的当前位置值。当输入与存储在位置传感器(未示出)中的已存在的位置值不同的新位置值时，工具位置控制轴431基于新位置值向右或向左驱动滚珠丝杠副432来移动固定在控制轴431的特定位置的夹子433，使得被夹子433抓握的凸轮随动件434可以与夹子433一起向右或向左移动，由此将压制工具沿水平移位导向器436在水平方向上向右或向左移动。水平移位导向器436使得压制工具能够在水平方向上平滑地向右或向左移动。虽然图2示出了包括上部导向器和下部导向器的一对水平移位导向器436，但是根据压制工具等的尺寸，可以适当排列多于两个的导向器。
当压制工具已经完全移动到新位置值时，将压缩空气提供给安装在汽缸435的位置上的压制工具的气压夹具437，以将压制工具固定到水平移位导向器436上，使得压制工具可以在固定位置执行期望的处理。
各个压制工具使用直接安装在压头438上的压头调节设备(未示出)来对其压头的平坦度进行调节。压头调节设备(未示出)包括右左调节螺栓，前后调节螺栓和T轴调节螺栓(未示出)，这些都是推挽式螺栓，并且该压头调节设备用于手工调节平坦度。
当如上所述将压制工具的各个压头438调节就位时，安装在压头438上部的配对汽缸435启动压头438，使得可以在预定温度下以预定量的压力将设置在压头438上的半导体芯片粘接到面板600上。
如上所述，由于COG主粘接器420使用分别被独立启动以压制半导体芯片的的独立压头，所以可以容易地对各个压头的平坦度进行调节，并提高了压制效率。
虽然图2示出了COG主粘接器的一个实施方式，但是FOG主粘接器也可以使用独立的压制工具，其中每一个压制工具都具有独立的压头来独立地压制FCP膜。
工业适用性
根据上述的本发明的用于使显示面板的模块工序自动化的设备，用于制造如LCD的显示面板所需要的大多数的模块工序，例如面板装载工序、标记工序、COG工序和FOG工序，都可以在一条生产线上通过批量处理来进行，从而在制造显示面板过程中减少了工序时间并改善了可加工性。因此，本发明的用于使显示面板的模块工序自动化的设备可以有价值地用于如LCD的显示面板的制造领域中。

Claims (4)

1、一种用于使显示面板的模块工序自动化的设备，该设备包括用于将面板装载进入所述模块工序的面板装载单元、用于清洁和标记所述面板的标记单元、用于将半导体芯片粘接在所述面板上的玻上芯片单元、用于将薄膜粘接在所述面板上的玻上薄膜单元，
其中所述面板装载单元、所述标记单元、所述玻上芯片单元和所述玻上薄膜单元被构造在一条生产线中，该生产线能够在所述面板上执行包括标记工序、玻上芯片工序和玻上薄膜工序的批量处理。
2、根据权利要求1所述的设备，其中所述玻上芯片单元包括各向异性导电膜粘接器、预粘接器和主粘接器，并且
其中所述主粘接器包括用于粘接半导体芯片的压制工具，所述压制工具中的每一个使用与另一压头彼此独立操作的独立压头。
3、根据权利要求1或2所述的设备，其中所述预粘接器包括多个预粘接器，以将多个半导体芯片同时固定到所述面板上。
4、根据权利要求1所述的设备，其中所述玻上薄膜单元包括各向异性导电膜粘接器、预粘接器和主粘接器，并且
其中所述主粘接器包括用于将柔性印制电路膜粘接在所述面板上的压制工具，所述压制工具中的每一个使用与另一压头彼此独立操作的独立压头。
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