CN201514570U - Cog液晶芯片压接机的全自动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型COG液晶芯片压接机的全自动控制系统，属于微电子封装设备的自动控制技术领域。该系统包括X-Y-θ三维电控平台，PLC运动控制器、电机驱动器、上位机、双路机器视觉模块、以太网交换机、供电单元。由PLC运动控制器控制整机的自动运行，双路机器视觉模块将识别芯片和液晶屏位置数据通过以太网交换机传送至PLC运动控制器，PLC运动控制器控制X-Y-θ三维电控平台，使芯片与液晶屏自动对位，实现全自动压接；该全自动控制系统提高了产品生产效率和质量，保证了压接的一致性和稳定性，提高了产品的合格率，而且节约了人力资源，降低了劳动强度，大大提高了COG液晶芯片压接机的应用范围和使用价值。

Description

COG液晶芯片压接机的全自动控制系统
技术领域
本实用新型COG(即将芯片绑定在液晶屏上)液晶芯片压接机的全自动控制系统，属于微电子封装设备的自动控制技术领域。
背景技术
在我国，微电子封装设备目前主要由欧美、日本、韩国引进，尽快开发我国的微电子封装设备是促进我国现代高科技发展的要务。COG是英文chip on glass的缩写，意为将芯片压接到液晶屏上。由于进口全自动COG压接设备价格昂贵，目前我国COG液晶芯片压接生产主要依靠手动或半自动设备，芯片与液晶屏的对位完全依靠操作人员手动完成，手动操作耗费人力资源，而且手动操作的和劳动强度大、误操作降低了产品的合格率，工作效率低。
发明内容
为了解决上述这些问题，我公司在消化吸收国外半自动COG液晶芯片压接机的基础上运用了机器视觉技术、自动控制技术及计算机控制技术，使其改进成为能全自动进行COG液晶芯片压接的设备，大大的提高了芯片压接的效率及质量。
原半自动COG液晶芯片压接机包含机台、芯片供料机构、芯片拾取机械手、夹具、热压头、手动微调平台、双光学镜头，双CCD相机，图像采集叠加模块和监视器。
本发明的全自动COG液晶芯片压接机在原半自动机台基础上去掉了手动微调平台，增加了X-Y-θ三维电控平台，PLC运动控制器、电机驱动器、上位机、双路机器视觉模块、以太网交换机并利用原有的双光学镜头、双CCD相机、实现芯片与液晶屏的自动对位，完成全自动压接。
COG液晶芯片压接机的全自动控制系统，包括警示灯、机台、芯片供料机构、芯片拾取机械手、夹具、热压头、温控器、控制面板、双光学镜头、双CCD相机、监视器，其特征在于还包括X-Y-θ三维电控平台，PLC运动控制器、电机驱动器、上位机、双路机器视觉模块、以太网交换机、供电单元；
全自动控制系统的连接关系：
整机通过以太网交换机将上位机、PLC运动控制器、双路机器视觉模块组成局域网，实现全双工数据通讯。PLC运动控制器分别连接警示灯、芯片供料机构、芯片拾取机械手、热压头、温控器、控制面板；双光学镜头连接双CCD相机，再连接双路机器视觉模块，监视器和上位机，组成进行参数设置的人机界面；
由PLC运动控制器控制整机的自动运行，双路机器视觉模块将自动识别芯片和液晶屏位置数据，并通过以太网交换机传送至PLC运动控制器，PLC运动控制器控制X-Y-θ三维电控平台，实现芯片与液晶屏的自动对位。
X-Y-θ三维电控平台沿Y向进给，将液晶屏送入压接位置，液晶屏左右两个定位标识的图像通过双光学镜头、双CCD相机输入到双路机器视觉模块中，双路机器视觉模块自动识别液晶屏上的定位标识，得到其位置坐标，并将其坐标与芯片位置坐标比较，将位置差通过以太网交换机传给PLC运动控制器，再由PLC运动控制器控制X-Y-θ三维电控平台，使芯片与液晶屏对准，自动实现芯片与液晶屏的绑定。各部分的位置及机械连接关系：
整机通过螺钉连接方式首先把警示灯固定到机台右上端，将芯片供料机构固定到机台的左端，将芯片拾取机械手固定到芯片供料机构上端。夹具位于机台的中端，将热压头固定机台中上端，将温控计)固定到机台的下端，将控制面板固定到机台的右上端，将双光学镜头安装到机台的右端，将双CCD相机直接安装到双光学镜头上，将监视器安装到机台的左上端，X-Y-Z三维电控平台位于双光学镜头前端，将温控器、PLC运动控制器、电机驱动器、上位机、双路机器视觉模块、以太网交换机、供电单元依次安装在机台内。
本实用新型的有益效果，填补了国内没有全自动COG液晶芯片压接机的空白，改造后的全自动COG液晶芯片压接机，提高了产品生产效率和质量，特别是保证了压接的一致性和稳定性，提高了产品的合格率，而且节约了人力资源，大大降低了劳动强度。特别是对于原手动对位很难做的芯片，自动机以它自动控制的优越性很容易完成。大大提高了COG液晶芯片压接机的应用范围和使用价值，为半导体器件的生产发挥更大的作用。是在消化吸收国外半自动COG液晶芯片压接设备的基础上自主研发全自动COG液晶芯片压接设备，是具有自主知识产权的液晶生产设备。是集精密机械、自动控制、图像识别、计算机应用、光学、力学等多领域技术的现代高技术微电子生产设备。
附图说明
图1是全自动COG液晶芯片压接机的机械结构示意图
其中包括图中包括警示灯1、机台2、芯片供料机构3、芯片拾取机械手4、夹具5、热压头6、温控器7、控制面板8、双光学镜头9、双CCD相机10、监视器11、X-Y-θ三维电控平台12、PLC运动控制器13、电机驱动器14、上位机15、双路机器视觉模块16、以太网交换机17、供电单元18。
图2为全自动COG液晶芯片压接机电控系统结构图
图中包括警示灯1、芯片供料机构3、芯片拾取机械手4、热压头6、温控器7、控制面板8、双光学镜头9、双CCD相机10、监视器11、X-Y-θ三维电控平台12、PLC运动控制器13、电机驱动器14、上位机15、双路机器视觉模块16、以太网交换机17.
图3为全自动COG液晶芯片压接机的工作流程图
具体实施方式
结合附图1、2、3说明本发明的具体实施方式：
图1是全自动COG液晶芯片压接机的机械结构示意图，
整机通过螺钉连接方式首先把警示灯1把固到机台2右上端，将芯片供料机构3固定到机台2左端，将芯片拾取机械手4固定到芯片供料机构3上端。夹具5位于机台2的中端，将热压头6固定机台2中上端，将温控计固定到机台2下端，将控制面板8固定到机台2右上端，将双光学镜头9安装到机台2右端，将双CCD相机10直接安装到双光学镜头9上，将监视器11安装到机台2左上端，将X-Y-Z三维电控平台12安装在双光学镜头9前端，将温控器7、PLC运动控制器13、电机驱动器14、上位机15、双路机器视觉模块16、以太网交换机17、供电单元18依次安装在机台2内。
图2为全自动COG液晶芯片压接机电控系统结构图，
整机通过以太网交换机17将上位机15、PLC运动控制器13、双路机器视觉模块16组成局域网，实现全双工数据通讯。PLC运动控制器13分别连接警示灯1、芯片供料机构3、芯片拾取机械手4、热压头6、温控器7、控制面板8；双光学镜头9连接双CCD相机10，再连接双路机器视觉模块16；监视器11连接上位机15。
上位机15和监视器11组成人机界面，通过设置参数满足不同芯片和不同液晶屏的压接生产要求；
芯片供料机构3将芯片供给到指定位置，然后芯片拾取机械手4将芯片拾起，翻转180°后，将其传递到热压头6上，热压头6吸附着芯片下降到压接位置，芯片左右两端的图像通过双光学镜头9、双CCD相机10输入到双路机器视觉模块16中，双路机器视觉模块16自动识别芯片上的定位标识，得到其位置坐标，然后热压头6抬起，让出压接位置；
X-Y-θ三维电控平台12沿Y向进给，将液晶屏送入压接位置，液晶屏左右两个定位标识的图像通过双光学镜头9、双CCD相机10输入到双路机器视觉模块16中，双路机器视觉模块16自动识别液晶屏上的定位标识，得到其位置坐标，并将其坐标与芯片位置坐标比较，将位置差通过以太网交换机17传给PLC运动控制器13，再由PLC运动控制器13控制X-Y-θ三维电控平台12，使芯片与液晶屏对准，自动实现芯片与液晶屏的绑定。
全自动COG液晶芯片压接机的工作流程简述如下，请见附图3：
①首先整机初始化；
②温控器控制加热棒，使热压头6始终保持在设定的温度范围；
③芯片供料机构3将芯片供给到指定位置，然后芯片拾取机械手4将芯片拾起，翻转180°后，将其传递到热压头6上，热压头6吸附着芯片下降到压接位置，芯片左右两端的图像通过双光学镜头9、双CCD相机10输入到双路机器视觉模块16中，双路机器视觉模块16自动识别芯片上的定位标识，得到其位置坐标，然后热压头6抬起，让出压接位置；
④X-Y-θ三维电控平台12沿Y向进给，将液晶屏送入压接位置，液晶屏左右两个定位标识的图像通过双光学镜头9、双CCD相机10输入到双路机器视觉模块16中，双路机器视觉模块16自动识别液晶屏上的定位标识，得到其位置坐标，并将其坐标与芯片位置坐标比较，将位置差通过以太网交换机17传给PLC运动控制器13，再由PLC运动控制器13控制X-Y-θ三维电控平台12，使芯片与液晶屏对准，芯片与液晶屏对准后热压头下降，将芯片压接到液晶屏上，从而完成了一个工作循环。

Claims (1)

1.COG液晶芯片压接机的全自动控制系统，包括警示灯(1)、机台(2)、芯片供料机构(3)、芯片拾取机械手(4)、夹具(5)、热压头(6)、温控器(7)、控制面板(8)、双光学镜头(9)、双CCD相机(10)、监视器(11)，其特征在于还包括X-Y-θ三维电控平台(12)，PLC运动控制器(13)、电机驱动器(14)、上位机(15)、双路机器视觉模块(16)、以太网交换机(17)、供电单元(18)；
全自动控制系统的连接关系：
整机通过以太网交换机(17)将上位机(15)、PLC运动控制器(13)、双路机器视觉模块(16)组成局域网，实现全双工数据通讯；PLC运动控制器(13)分别连接警示灯(1)、芯片供料机构(3)、芯片拾取机械手(4)、热压头(6)、温控器(7)、控制面板(8)；双光学镜头(9)连接双CCD相机(10)，再连接双路机器视觉模块(16)；监视器(11)连接上位机(15)组成进行参数设置的人机界面；
由PLC运动控制器(13)控制整机的自动运行，双路机器视觉模块(16)将自动识别芯片和液晶屏位置数据，并通过以太网交换机(17)传送至PLC运动控制器(13)，PLC运动控制器(13)控制X-Y-θ三维电控平台(12)，实现芯片与液晶屏的自动对位。
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