CN100451758C - 成像*** - Google Patents

Abstract

一种成像***包括光反射器、半穿透半反射器、CCD摄像装置、物镜、三个补助镜和光源，光反射器、半穿透半反射器和CCD摄像装置设置在一轴线上，光反射器和半穿透半反射器的工作面相互平行且和该轴线成45度，光源设置在垂直于该轴线且和半穿透半反射器的工作面相对的方向上。该物镜位于光反射器和半穿透半反射器之间，第一个补助镜位于物镜和半穿透半反射器之间，第二个补助镜位于半穿透半反射器和CCD摄像装置之间，第三个补助镜位于光源和半穿透半反射器之间。光反射器、物镜、第一个补助镜、半穿透半反射器和第二个补助镜设置在圆筒内。该圆筒上设置有在垂直于该轴线并且与该光反射器相对的方向上的通孔。该成像***用于实现电子器件准确对位。

Description

成像***

【技术领域】

本发明是关于一种液晶显示器的热压接设备中的成像***。

【背景技术】

液晶面板包括相对设置的两个透明基板、封入在该两个透明基板所形成的间隙内的液晶。为了通过该液晶面板显示文字、图样等可视信息，必须将形成在透明基板之一上的多个电极引线和液晶驱动用的电子器件IC进行可导电地连接。

一种现有技术的将IC和液晶面板电极引线进行导电连接的方式如图1所示，该种连接结构1包括IC 11、液晶面板12和ACF(Anisotropic Conductive Film，异方向性导电膜)13。该连接结构1的形成过程包括：将一段ACF 13贴附在液晶面板12的电极引线121上；将IC 11的导电凸块(Bump)111与电极引线121准确对位后，压合在ACF 13上，此时的压合因为并未将导电凸块111和电极引线121导通，被业界称之为预压；对IC 11施加适当压力，使得位于导电凸块111和电极引线121之间的导电粒子131变形，从而导通导电凸块111和电极引线121，此时的压合在业界称之为本压。该种将IC 11和液晶面板电极引线121进行导电连接的技术在业界被称之为COG(Chip On Glass)技术。

因为IC 11上的导电凸块111和液晶面板12上的电极引线121都是细微的方形凸起结构，需要准确对位，所以，上述连接方式中的预压过程是关键制程，通常需要用到热压接设备将IC准确压合在液晶面板的电极引线上。

一种现有技术的热压接设备如图2所示，该热压接设备2包括一压头21、一固持机构22、一X方向导轨23、一Y方向导轨24和一支撑台25。该压头21主要具有一平整端面，以由该平整端面吸附IC 27并对该IC 27施加均匀的压力。该压头21设置在该固持机构22下方并被固持机构22固持。该固持机构22可在X方向导轨23上左右移动，该X方向导轨23则设置在Y方向导轨24上并可沿Y方向导轨24前后移动。该支撑台25用以支撑液晶面板26，其通常是固定设置。当压头21通过真空吸附力吸取设置在旁边的IC供料盘28内的IC 27后，需要通过控制装置(图未示)控制X方向导轨23和Y方向导轨24的移动，将IC 27和液晶面板26的电极引线在垂直方向上正确对位后，由压头21朝接近液晶面板26的方向移动，最终将IC 27压合在液晶面板26的电极引线上。

但是，由于上述热压接设备2采用X方向导轨23和Y方向导轨24作为调节IC 27的位置的机构，该两个导轨23和24结合部分的强度较弱，而且其二者的结合通常存在一定的误差，再者，由于压头21压合时还需要承受垂直方向的作用力，涉及的机构配合关系越多，最终的IC 27和液晶面板26安装的精确度越难以保证。另外，该种结构也使得整个热压接设备2体积较大，占用空间。

为了解决上述问题，又一种热压接设备被开发出来。如图3所示，该现有技术的热压接设备3揭露在1999年4月20日公告的美国专利第5,894,657号。该热压接设备3也是用于将电子器件如IC 37安装在液晶面板36上，其包括一压头31、一X方向导轨33、一Y方向导轨34和一支撑台35。该X方向导轨33是一个单轴移动装置，其可带动压头31在左右方向移动。该支撑台35用以固定液晶面板36，其可在Y方向导轨34上沿与X方向垂直的Y方向移动。当该压头31通过真空吸附力吸取设置在旁边的IC供料盘38内的IC 37、以及将液晶面板36固定在支撑台35上之后，需要借助一位于压头31和液晶面板36之间的成像***(英文是Recognition Camera，图未示)使支撑台35带动液晶面板36到第一预定位置，再借助该成像***使压头31带动IC 37到与上述第一预定位置对应的第二预定位置，该两种预定位置均确定后，认为该IC 37与液晶面板36已经准确对位，即可由压头31朝接近液晶面板36的方向移动，最终将IC37压合在液晶面板36的电极引线上。

该种热压接设备3采用一个单轴移动装置，即X方向导轨23带动压头31移动，虽然较上述热压接设备2采用两个方向的导轨23和24带动压头21移动的方式减少了一定程度的机构误差，但由于压头31依旧需要在X方向导轨23上作左右移动、自身在垂直方向的移动以及施加压力，机构间相互配合的误差还是存在。另外，为了保持X方向导轨23的足够强度，X方向导轨23的设计也较为需要有较大尺寸，同样会占用空间。

而且，由于该热压接设备3的成像***位于压头31和液晶面板36之间，其需要不断移动，以捕捉该IC 37和液晶面板36的位置，加之该IC 37和液晶面板36也需进行移动，该种方式在一定程度上存在对电子器件的位置辨识不够精准，也可导致IC 37和液晶面板36的对位不够精确。

【发明内容】

为克服现有技术的热压接设备的成像***对电子器件和液晶面板的位置的辨识不够精准的问题，本发明提供一种可从侧面准确辨识电子器件和液晶面板的位置的成像***。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种成像***，其包括一光反射器、一半穿透半反射器、一CCD摄像装置、一物镜、三个补助镜和一光源，该光反射器、半穿透半反射器和CCD摄像装置设置在一轴线上，该光反射器和该半穿透半反射器的工作面相互平行且和该轴线成45度，该光源设置在垂直于该轴线并且和该半穿透半反射器的工作面相对的方向上。该物镜位于该光反射器和半穿透半反射器之间，该第一个补助镜位于该物镜和半穿透半反射器之间，该第二个补助镜位于该半穿透半反射器和CCD摄像装置之间，该第三个补助镜位于该光源和半穿透半反射器之间。该光反射器、物镜、第一个补助镜、半穿透半反射器和第二个补助镜是设置在一个圆筒内。该圆筒上设置一个通孔，该通孔在垂直于该轴线并且与该光反射器相对的方向上。

相较于现有技术，因为本发明成像***可以使光源发出的光线经过半穿透半反射器垂直反射到光反射器上，该光反射器再将光线垂直反射并照亮电子器件，该电子器件反射的光线以和上述光线线路相反的途径传送到半穿透半反射器上，并有一部分光线透过该半穿透半反射器传送到CCD摄像装置上，该种方式形成的电子器件的图像清晰、准确。

【附图说明】

图1是一种现有技术的将驱动IC与液晶面板以COG方式进行电连接的结构的剖面示意图。

图2是一种现有技术的热压接设备的平面示意图。

图3是又一种现有技术的热压接设备的平面示意图。

图4是本发明的热压接设备的主视图。

图5是本发明热压接设备的定位装置的平面示意图。

图6是图5所示定位装置的校正规对驱动IC位置进行校正的过程示意图。

图7是本发明热压接设备的成像***的剖面示意图。

图8是图7所示成像***与液晶面板间的光路示意图。

图9是利用本发明的成像***对驱动IC及液晶面板进行位置辨识及校正的过程示意图。

【具体实施方式】

参照图4所示，是本发明热压接设备的平面示意图。该热压接设备4包括一热压头装置41、一定位装置42、一支撑台43和两个成像***44。

该热压头装置41包括第一气缸411、第二气缸412和压头415。一联轴器413将该第一气缸411和第二气缸412的轴心连接起来形成一双联气缸，一固持块414用以固定该压头415并和一滑槽(图未示)配合，以保证该压头415仅做上下移动，且该固持块414安装在该第二气缸412下方。该第一气缸411和第二气缸412都可以单独上下移动，以带动该压头415在一个方向上往返移动。该压头415往返移动的距离由该第一气缸411和/或第二气缸412的行程控制。

该支撑台43设置在定位装置42下方，并和该热压头装置41正对，其可以在X方向、Y方向作一定的微调，而且也可以在水平面内做一定的转动。该支撑台43与压头415正对的部位以透光材料制作。当然，该支撑台43也可以设置在一单方向导轨(图未示)上，当放置液晶面板200时，该支撑台43可以移动到方便操作的位置。

一起参照图5，该定位装置42包括一X方向导轨422、一Y方向导轨421和一校正规423。该X方向导轨422和Y方向导轨421都可以采用丝杆导轨装置，并将该Y方向导轨421设置在该X方向导轨422上。一伺服电机426连接该X方向导轨422，以驱动该X方向导轨422工作，该X方向导轨422的工作带动该Y方向导轨421整体在X方向左右移动。该Y方向导轨421自身也通过一伺服电机427驱动工作，该校正规423即设置在该Y方向导轨421上，以由该Y方向导轨421带动该校正规423在Y方向前后移动，该校正规423包括一

形凹槽，该

形凹槽由第一Y方向基准面424、X方向基准面425和第二Y方向基准面426围成。一IC供料盘45也设置在该Y方向导轨421上，并可被该Y方向导轨421带动在Y方向前后移动。由于该压头415在X和Y方向是固定的，该Y方向导轨421和X方向导轨422的作用就在于带动该IC供料盘45到该压头415的正下方，由气缸412带动该压头415接近IC供料盘45内一待压合的IC 100，并通过该压头415的真空吸附力吸取该IC 100。

由于IC供料盘45内的IC收容槽和IC 100之间存在间隙，其配合通常不能够达到非常精密，当该IC 100吸附在压头415上后，其会和预定的吸附位置存在偏差。该校正规423的作用就在于对IC100的位置进行进一步的校正。

该校正规423对IC 100的位置的校正过程图请参照图6。参照图6(a)，假定基准点300是压头415上的一个基准位置，当IC 100的中心点101和该基准点300完全重合时，才认为该压头415对IC100的定位是准确的，该图6(a)所示的是压头415从IC供料盘45内吸附的IC 100的最初位置，该IC 100的中心点101和基准点300有一定偏差，此时需要通过该校正规423从起始位置以如图6(a)中箭头所示方向推动该IC 100；参照图6(b)，该校正规423的第一Y方向基准面424将IC 100的中心点101校正到和基准点300在Y方向一致；参照图6(c)，该校正规423再从起始位置以如图6(c)中箭头所示方向推动该IC 100；参照图6(d)，该校正规423的X方向基准面425将IC 100的中心点101校正到和基准点300在X方向一致，并完全重合；参照图6(e)，该校正规423再回到起始位置，随后离开该压头415。

当然，在完成图6(b)所示的步骤之后，还可以由该校正规423的第二Y方向基准面426将IC 100的中心点101在Y方向进行第二次校正。

为方便程序设置，将IC 100由最初位置校正到准确位置，需要将校正规423和IC供料盘45的设置位置固定。

该IC 100的位置经过校正后，该第一气缸411和第二气缸412一起带动该压头415到预定的压合位置，此时，液晶面板200尚未放置在支撑台43，而是先由两个成像***44对IC 100的两个端角进行摄像，并分别显示在两个监视器461、462上(参图9)，随后，该第一气缸411和第二气缸412一起带动该压头415上升，再将液晶面板200放置在支撑台43上。

参照图7，该成像***44包括一全反射棱镜443、一物镜444、一补助镜454、一双联棱镜445、两个补助镜446与452，以及一CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像装置448。该全反射棱镜443的工作面用以将光线垂直反射，该补助镜454对光线起放大作用。该双联棱镜445是两个三棱镜的组合，该两个三棱镜组合在一起的面为工作面，光线投射在该工作面上，可以实现半穿透半反射的效果。该补助镜446为摄影补助镜，其对光线起多级放大的作用。该全反射棱镜443、物镜444、补助镜454、双联棱镜445和补助镜446成直线设置在圆筒441内。该补助镜452通过一圆筒451以与该双联棱镜445正对且垂直于上述直线方向的方式设置，以引导由光纤453发出的光线到该双联棱镜445上。该圆筒441和CCD摄像装置448连接，且与该全反射棱镜443正对部位开设一开口442。

一起参照图8，是该成像***44和该液晶面板200之间的光路图。该圆筒441的开口442正对液晶面板200的电极引线部位，当光纤453发出的光线到该双联棱镜445上后，被该双联棱镜445反射并经全反射棱镜443反射出开口442，由于支撑台43对应电极引线的部位透光，而且液晶面板200也是透明玻璃制成，所以光线可以照到液晶面板200的电极引线上，该电极引线再将光线反射到该全反射棱镜443上，并被该全反射棱镜443反射后通过物镜444和补助镜454传输到该双联棱镜445上，由于该双联棱镜445是半穿透半反射型透镜，一部分光线可以透过该双联棱镜445，并通过补助镜446传输到CCD摄像装置448。

一起参照图9，经过成像***44形成的IC 100和液晶面板200电极引线的图像均显示在监视器461和462上，其中，IC 100的一个端角100a的图像显示在监视器461上，与该端角100a成对角关系的另一个端角100b的图像显示在监视器462上，由于该成像***44的放大，该IC 100上的凸块101清晰可辨。

图9(a)、图9(b)和图9(c)显示通过成像***44对IC 100和液晶面板300进行位置辨识和校正的过程示意图。其中，图9(a)显示该成像***44对IC 100的图像，该图像是液晶面板200尚未放置在支撑台43上时IC 100的图像，随后液晶面板200的放置以及对液晶面板200的位置辨识并不影响该IC 100的图像；图9(b)表示的是：在固定显示该IC 100的图像的同时，再将成像***44对液晶面板200所形成的图像显示在监视器461和462上，此时液晶面板200的电极引线201和IC 100的凸块101存在偏差；依靠该监视器461和462的显示，可以调节支撑台43的位置，直到监视器461和462上显示的图像如图9(c)所示电极引线201和IC 100的凸块101重合为止，然后即可将热压头装置41朝接近液晶面板200的方向移动，最终将IC 100压合在液晶面板200的电极引线201上。

以下结合图4到图9对本发明热压接设备4的整体操作过程进行说明。该热压接设备4的操作步骤包括：将装有IC 100的IC供料盘45放置在该Y方向导轨421上；由该定位装置42带动IC供料盘45到该压头415的正下方；第二气缸412带动该压头415下降，吸附IC 100；该第二气412带动该压头415上升，该定位装置42带动IC供料盘45离开压头415；第二气412带动该压头415再次下降到和校正规423等高的位置，该定位装置42带动校正规423到压头415下；由该校正规423对IC 100的位置进行调节、校正；该定位装置42带动校正规423离开压头415；该第一气411和第二气缸412一起下降，带动该压头415到预定的压合位置；由该两个成像***44分别对IC 100的两个成对角关系的端角100a、100b进行拍照、储存图像后将图像显示在监视器461和462上；该第一气缸411和/或第二气缸412带动该压头415上升；将液晶面板200放置在支撑台43上，并借助位置辨识装置44，使液晶面板200的图像对IC 100储存在监视器上的图像进行对位；该第一气缸411和/或第二气缸412下降，带动该压头415将IC 100压合在液晶面板200的电极引线201上。

本发明热压接设备4也可以运用在以COF(Chip On Film)、TAB(Tape Auto Bonding)技术进行压接的设备上，而且，其还可以有以下变更设计：

该校正规423的

形凹槽可以替换为一个直角的形凹槽；

该全反射棱镜443可以替换为一个全反射平面镜；

该双联棱镜445可以替换为一个半穿透半反射板。

Claims (6)

1.一种成像***，其包括一半穿透半反射器、一CCD摄像装置和一光源，其特征在于：该成像***进一步包括一光反射器、一物镜和三个补助镜，该光反射器、半穿透半反射器和CCD摄像装置设置在一轴线上，该光反射器和该半穿透半反射器的工作面相互平行且和该轴线成45度，该光源设置在垂直于该轴线并且和该半穿透半反射器的工作面相对的方向上，该物镜位于该光反射器和半穿透半反射器之间，该第一个补助镜位于该物镜和半穿透半反射器之间，该第二个补助镜位于该半穿透半反射器和CCD摄像装置之间，该第三个补助镜位于该光源和半穿透半反射器之间，该光反射器、物镜、第一个补助镜、半穿透半反射器和第二个补助镜是设置在一个圆筒内，该圆筒上设置一个通孔，该通孔在垂直于该轴线并且与该光反射器相对的方向上。

2.如权利要求1所述的成像***，其特征在于：进一步包括一监视器，该监视器和该CCD摄像装置连接。

3.如权利要求1所述的成像***，其特征在于：该光反射器是一全反射棱镜。

4.如权利要求1所述的成像***，其特征在于：该光反射器是一全反射平面镜。

5.如权利要求1所述的成像***，其特征在于：该半穿透半反射器是一半穿透半反射板。

6.如权利要求1所述的成像***，其特征在于：该半穿透半反射器是一双联棱镜。

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