CN102164460B - 在线路基板上贴敷芯片或柔性线路板的对位方法 - Google Patents

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Abstract

一种在线路基板上贴敷芯片或柔性线路板的对位方法，特征是：事先在线路基板上设计两个标识点，在线路基板搬运至校位台面定位后，先利用照相头来拍摄两个标识点的图像，然后利用图像处理***将两个标识点的图像转化为图像坐标系的位置坐标，接着利用图像坐标系与机械坐标系的关系将两个标识点的图像坐标转换成机械坐标系中的机械坐标值，并通过计算分别找出两个标识点的实际位置与目标位置之间的X向偏移量、Y向偏移量和绕Z轴偏转角度，最后利用X向移动机构、Y向移动机构、绕Z轴转动机构将两个标识点调整校正到目标位置上，从而保证芯片或柔性线路板与线路基板的导电端子对位。本发明大大提高了COG、FOG和COF中的对位精度。

Description

在线路基板上贴敷芯片或柔性线路板的对位方法
技术领域
本发明涉及平板显示器制造技术领域，特别涉及COG、FOG和COF热压贴敷中的对位方法。所述COG（即CHIP ON GLASS）是指采用ACF膜通过热压直接将芯片绑定在液晶显示屏上的搭载工艺。所述FOG（即FILM ON GLASS）是指采用ACF膜通过热压直接将柔性电路板绑定在液晶显示屏上的搭载工艺。所述COF（即CHIP ON FILM）是指采用ACF膜通过热压直接将芯片绑定在柔性电路板上的搭载工艺。所谓ACF膜（Anisotropic Conductive Film）为异方性导电胶膜，他是一种在黏着性树脂上散布有导电粒子的薄膜。
背景技术
应用到COG、FOG和COF热压贴敷技术，比如将驱动芯片IC或柔性电路板FPC正确的组装到显示屏基板的驱动端子区上是一项重要工作，其目的就是为了驱动显示屏正确显示文字与图案信息。LCD或PDP显示屏基板通过ACF膜（Anisotropic Conductive Film）搭载驱动芯片IC的原理和过程如图1~2所示，先将ACF膜1贴在显示屏基板4（如LCD液晶面板）的驱动端子5区上，然后将驱动芯片3贴合在ACF膜1上，使ACF膜1位于显示屏基板4的驱动端子5与驱动芯片3之间，当对ACF膜1进行热压接时，ACF膜1中的导电粒子2表面的绝缘膜被破坏，驱动芯片3的驱动引脚6与显示屏基板4的驱动端子5之间通过导电粒子2对应形成电连接，同时加热使黏着性树脂得以将驱动芯片3固定在显示屏基板4的贴敷区上，从而达到正确组装的目的。
在贴敷驱动芯片IC的过程中，驱动芯片IC的驱动引脚与显示屏基板的驱动端子区之间的相对位置非常重要，如果对位不准容易造成电路失效，甚至无法正常工作。尤其在工业化批量生产过程中，如何保证驱动芯片IC贴敷时的对位精度，一直是本领域工程技术人员的难题。目前采用的方法是：依靠显示屏基板的外形来定位。显然这种方法由于受显示屏基板的外形尺寸精度影响，不能满足高精度对位要求。因此，如何提高贴敷驱动芯片时的对位精度是本发明研究的课题。
发明内容
本发明提供一种在线路基板上贴敷芯片或柔性线路板的对位方法，其目的在于提高COG、FOG和COF热压贴敷中的对位精度，适应工业化批量生产。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种在线路基板上贴敷芯片或柔性线路板的对位方法，其创新在于：
（1）对位基准和对位方式
在芯片或柔性线路板贴敷平面所处的水平机械坐标系中，以芯片或柔性线路板的位置和方向为基准，通过调整线路基板的位置和方向来实现芯片或柔性线路板与线路基板的导电端子对位；
（2）调整方法
事先在线路基板上制作两个用于对位的标识点，即第一标识点和第二标识点，这两个标识点可供图像识别；已知所述两个标识点在机械坐标系中需要调整到的目标位置坐标，即第一标识点目标位置的坐标值，第二标识点目标位置的坐标值，由此将芯片或柔性线路板与线路基板之间的导电端子对位转化为所述两个标识点与其目标位置之间的对位；
事先建有一个用于安装线路基板的校位台面，该校位台面位于所述机械坐标系中，并且通过与X向移动机构、Y向移动机构以及绕Z轴转动机构的配合来调整线路基板在机械坐标系中的位置和方向；
事先建有一个用于拍摄标识点图像的照相机构，该照相机构由照相头和驱动照相头在所述机械坐标系中水平移动的照相移动机构组成，其中照相头的镜头中设有图像坐标系；
事先建有一个图像处理***，该图像处理***用来识别所拍摄的标识点图像中，标识点在图像坐标系中的位置坐标；
调整时，先将线路基板通过人工或机械手搬运至校位台面上进行初定位，然后利用标识点、照相机构、图像处理***、X向移动机构、Y向移动机构、绕Z轴转动机构，以所述两个标识点的目标位置为目标对所述两个标识点进行校位，具体校位步骤如下：
第一步，利用照相移动机构将照相头移动到第一标识点上方使第一标识点出现在照相头的镜头视野范围内，然后拍摄第一标识点获得第一图像坐标系的第一标识点图像；再将照相头移动到第二标识点上方使第二标识点出现在照相头的镜头视野范围内，然后拍摄第二标识点获得第二图像坐标系的第二标识点图像；
第二步，利用图像处理***对第一标识点图像和第二标识点图像进行处理，分别找出第一标识点相对第一图像坐标系的图像坐标值以及第二标识点相对第二图像坐标系的图像坐标值；
第三步，将第一标识点和第二标识点的图像坐标值转换为机械坐标值，具体如下：
已知第一标识点相对第一图像坐标系的图像坐标值，已知第一图像坐标系原点在机械坐标系中的X向坐标、Y向坐标和旋转角度，利用坐标平移和坐标旋转公式将第一标识点相对第一图像坐标系的图像坐标值换算成第一标识点相对于机械坐标系的机械坐标值；
已知第二标识点相对第二图像坐标系的图像坐标值，已知第二图像坐标系原点在机械坐标系中的X向坐标、Y向坐标和旋转角度，利用坐标平移和坐标旋转公式将第二标识点相对第二图像坐标系的图像坐标值换算成第二标识点相对于机械坐标系的机械坐标值；
第四步，已知第一标识点和第二标识点分别相对于机械坐标系的机械坐标值，已知第一标识点目标位置和第二标识点目标位置分别相对机械坐标系的坐标值，已知校位台面绕Z轴转动中心相对水平机械坐标系的机械坐标值，利用解析几何和三角函数公式分别计算出第一标识点和第二标识点相对第一标识点目标位置和第二标识点目标位置绕Z轴偏转角度、X向偏移量和Y向偏移量；
第五步，根据第四步计算出的绕Z轴偏转角度、X向偏移量和Y向偏移量，利用校位台面以及X向移动机构、Y向移动机构、绕Z轴转动机构将第一标识点和第二标识点调整到与第一标识点目标位置和第二标识点目标位置重合的位置，从而保证芯片或柔性线路板与线路基板的导电端子对位。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1．上述方案中，所述“线路基板”是指显示屏基板或者柔性线路板的总称。所述“芯片或柔性线路板与线路基板的导电端子对位”包含三种情况：第一种是将驱动芯片经ACF膜热压贴敷在LCD或PDP显示屏基板上的导电端子对位，即COG（CHIP ON GLASS）搭载工艺中的对位；第二种是将柔性电路板经ACF膜热压贴敷在LCD或PDP显示屏基板上的导电端子对位，即FOG（FILM ON GLASS）搭载工艺中的对位；第三种是将驱动芯片经ACF膜热压贴敷在柔性线路板上的导电端子对位，即COF（CHIP ON FILM）搭载工艺中的对位。
2．上述方案中，第一标识点和第二标识点是线路基板上制作两个用于对位的标识点。由于本发明是以芯片或柔性线路板的位置和方向为基准，所以第一标识点和第二标识点需要调整到的目标位置坐标是已知的，该目标位置也代表了芯片或柔性线路板的位置。因搬运至校位台面上进行初定位的线路基板与芯片或柔性线路板之间存在位置和方向偏差，所以需要对位以保证芯片或柔性线路板的搭载精度。
3．上述方案在第二步中，分别找出第一标识点相对第一图像坐标系的图像坐标值以及第二标识点相对第二图像坐标系的图像坐标值采用的方法是：图像坐标系中的X轴和Y轴上标有刻度，所述图像处理***中的软件分别作标识点到X轴和Y轴的投影线，然后利用投影线与X轴和Y轴的交点与刻度的比较得出图像坐标值。
4．上述方案在第三步中，可以利用下列公式将第一标识点和第二标识点的图像坐标值换算成相对于水平机械坐标系中的机械坐标值：
参见图3所示，C表示第一标识点，D表示第二标识点，A表示第一标识点目标位置，B表示第二标识点目标位置，Xm和Ym表示水平机械坐标系M中的X轴和Y轴，Xv1和Yv1表示第一图像坐标系V1的X轴和Y轴，Xv2和Yv2表示第二图像坐标系V2的X轴和Y轴。根据坐标平移和坐标旋转公式：
（1）第一标识点C的换算公式如下：
Xmc＝Xv1c×cosθ1－Yv1c×sinθ1＋Xmv1
Ymc＝Xv1c×sinθ1＋Yv1c×cosθ1＋Ymv1
式中：
Xmc表示第一标识点C在水平机械坐标系M中的X向坐标；
Ymc表示第一标识点C在水平机械坐标系M中的Y向坐标；
Xv1c表示第一标识点C在第一图像坐标系V1中的X向坐标；
Yv1c表示第一标识点C在第一图像坐标系V1中的Y向坐标；
Xmv1表示第一图像坐标系V1原点在水平机械坐标系M中的X向坐标；
Ymv1表示第一图像坐标系V1原点在水平机械坐标系M中的Y向坐标；
θ1表示第一图像坐标系V1相对机械坐标系M的旋转角；
（2）第二标识点D的换算公式如下：
Xmb＝Xv2b×cosθ2－Yv2b×sinθ2＋Xmv2
Ymb＝Xv2b×sinθ2＋Yv2b×cosθ2＋Ymv2
式中：
Xmd表示第二标识点D在水平机械坐标系M中的X向坐标；
Ymd表示第二标识点D在水平机械坐标系M中的Y向坐标；
Xv2d表示第二标识点D在第二图像坐标系V2中的X向坐标；
Yv2d表示第二标识点D在第二图像坐标系V2中的Y向坐标；
Xmv2表示第二图像坐标系V2原点在水平机械坐标系M中的X向坐标；
Ymv2表示第二图像坐标系V2原点在水平机械坐标系M中的Y向坐标；
θ2表示第二图像坐标系V2相对机械坐标系M的旋转角。
5．上述方案在第四步中，利用下列公式分别计算出绕Z轴偏转角度、X向偏移量和Y向偏移量：
（1）绕Z轴偏转角度计算公式如下：
Δβ＝arctan{[（Xmd－Xmc）×（Ymb－Yma）＋（Xmb－Xma）×（Ymd－Ymc）]/[ （Xmd－Xmc）×（Xmb－Xma）－（Ymd－Ymc）×（Ymb－Yma）]}
式中：
Δβ表示绕Z轴偏转角度，如果Δβ为正值表示顺时针转动，负值表示逆时针转动；
Xmc和Ymc表示第一标识点C相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xmd和Ymd表示第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xma和Yma表示第一标识点目标位置A相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xmb和Ymb表示第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的机械坐标值。
绕Z轴偏转角度计算公式的证明过程如下：
已知：
第一标识点C相对于水平机械坐标系M的机械坐标值为Xmc和Ymc；
第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值为Xmd和Ymd；
第一标识点目标位置A相对于水平机械坐标系M的机械坐标值为Xma和Yma；
第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的机械坐标值为Xmb和Ymb。
参见图4所示，C和D表示第一标识点和第二标识点的位置，A和B表示第一标识点目标位置和第二标识点目标位置，C1和D1表示C和D以E为回转中心绕Z轴旋转到与A和B平行的位置。
设：绕Z轴偏转角度为Δβ，由图4可知，要将线段CD旋转到与线段AB平行的位置（即线段C1D1的位置），其绕Z轴偏转角度为：
tanΔβ＝tan（β2－β1）                                 式（1）
根据两角差的三角函数公式：
tan（β2－β1）＝（tanβ2－tanβ1）/（1＋tanβ2×tanβ1）  式（2）
由图4可知，β2＝π－β3
根据三角函数公式tan（π－α）＝－tanα得：
tanβ2＝tan（π－β3）＝－tanβ3                         式（3）
将式（3）和式（2）代入式（1）得：
tanΔβ＝（－tanβ3－tanβ1）/（1－tanβ3×tanβ1）       
＝（tanβ3＋tanβ1）/（ tanβ3×tanβ1－1）        式（4）
根据解析几何公式，由图4可知：
tanβ1＝（Xmb－Xma）/（Ymb－Yma）                   式（5）
tanβ3＝（Xmd－Xmc）/（Ymd－Ymc）                   式（6）
将式（6）和式（5）代入式（4）得：
tanΔβ＝{（Xmd－Xmc）/（Ymd－Ymc）＋（Xmb－Xma）/（Ymb－Yma）}/ {[（Xmd－Xmc）/（Ymd－Ymc）]×[（Xmb－Xma）/（Ymb－Yma）] －1}
Δβ＝arctan{[（Xmd－Xmc）×（Ymb－Yma）＋（Xmb－Xma）×（Ymd－Ymc）]/[ （Xmd－Xmc）×（Xmb－Xma）－（Ymd－Ymc）×（Ymb－Yma）]}
这里需要说明的是：绕Z轴偏转角度计算方法和公式不是唯一的。本发明以上采用的计算方法是以水平机械坐标系M中的Y轴为参考推导出绕Z轴偏转角度Δβ计算公式。可以采用其他方法，比如分别计算出线段AB和线段CD相对于水平机械坐标系M中X轴的夹角，然后得出绕Z轴偏转角度Δβ计算公式。
（2）X向偏移量计算公式如下：
ΔX＝Xmb－Xme－（Xmd－Xme）×cosΔβ－（Yme－Ymd）×sinΔβ
式中：
ΔX表示X向偏移量为，如果ΔX为正值表示向X轴正向移动，如果ΔX为负值表示向X轴负向移动；
Xmd和Ymd表示第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xme和Yme表示绕Z轴转动中心E相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xmb表示第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的X向坐标值；
Δβ表示绕Z轴偏转角度。
X向偏移量计算公式的证明过程如下：
已知：
第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值为Xmd和Ymd；
绕Z轴转动中心E相对于水平机械坐标系M的机械坐标值为Xme和Yme；
第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的X向坐标值为Xmb；
绕Z轴偏转角度为Δβ。
设：
X向偏移量为ΔX；
第二标识点D旋转到辅助点D1后相对于水平机械坐标系M的坐标值为Xmd1和Ymd1；
辅助点D1垂直于X轴的投影线与绕Z轴转动中心E垂直于Y轴的投影线之间的交点为G；
第二标识点D垂直于X轴的投影线与绕Z轴转动中心E垂直于Y轴的投影线之间的交点为F；
夹角DEF为γ。
由图4可知，当第二标识点D绕Z轴转动中心E旋转到辅助点D1时，由于线段C1D1平行于线段AB，因此X向偏移量为：
ΔX＝Xmb－Xmd1                                      式（7）
根据解析几何原理，参见图4得：
Xmd1＝Xme＋EG                                       式（8）
由于三角形D1EG为直角三角形，根据三角函数公式：
EG＝D1E×cos（γ－Δβ）
根据三角函数两角差公式：
EG＝D1E×(cosγ×cosΔβ＋sinγ×sinΔβ)               式（9）
由于三角形ECD全等于三角形EC1D1，所以式（9）中的线段D1E为：
D1E＝DE
由于三角形EFD为直角三角形，根据勾股定理：
（DE）2＝（EF）2＋（FD）2
Figure 334622DEST_PATH_IMAGE001
                                     式（10）
在直角三角形EFD中，根据三角函数公式：
sinγ＝FD／DE
    ＝
Figure 941184DEST_PATH_IMAGE002
                                   式（11）
cosγ＝FE／DE
     ＝
Figure 121498DEST_PATH_IMAGE003
                                  式（12）
将式（10）、式（11）和式（12）代入式（9）得：
EG＝（Xmd－Xme）×cosΔβ＋（Yme－Ymd）×sinΔβ  式（13）
将式（13）代入式（8）得：
Xmd1＝Xme＋（Xmd－Xme）×cosΔβ＋（Yme－Ymd）×sinΔβ
                                                     式（14）
将式（14）代入式（7）得：
ΔX＝Xmb－Xme－（Xmd－Xme）×cosΔβ－（Yme－Ymd）×sinΔβ
这里需要说明的是：X向偏移量计算方法和公式不是唯一的。本发明X向偏移量计算方法是以第二标识点D、第二标识点目标位置B以及绕Z轴转动中心E为参照推导出X向偏移量计算公式。可以采用其他方法，比如以第一标识点C、第一标识点目标位置A以及绕Z轴转动中心E为参照推导出X向偏移量计算公式，还可以以线段CD的中点、线段AB的中点以及绕Z轴转动中心E为参照推导出X向偏移量计算公式。
（3）Y向偏移量计算公式如下：
ΔY＝Ymb－Yme＋（Yme－Ymd）×cosΔβ－（Xmd－Xme）×sinΔβ
式中：
ΔY表示Y向偏移量，如果ΔY为正值表示向Y轴正向移动，如果ΔY为负值表示向Y轴负向移动；
Xmd和Ymd表示第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xme和Yme表示绕Z轴转动中心E相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Ymb表示第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的Y向坐标值；
Δβ表示绕Z轴偏转角度。
Y向偏移量计算公式的证明过程如下（与X向偏移量证明思路基本相同）：
已知：
第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值为Xmd和Ymd；
绕Z轴转动中心E相对于水平机械坐标系M的机械坐标值为Xme和Yme；
第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的Y向坐标值为Ymb；
绕Z轴偏转角度为Δβ。
设：
Y向偏移量为ΔY；
第二标识点D旋转到辅助点D1后相对于水平机械坐标系M的坐标值为Xmd1和Ymd1；
辅助点D1垂直于X轴的投影线与绕Z轴转动中心E垂直于Y轴的投影线之间的交点为G；
第二标识点D垂直于X轴的投影线与绕Z轴转动中心E垂直于Y轴的投影线之间的交点为F；
夹角DEF为γ。
由图4可知，当第二标识点D绕Z轴转动中心E旋转到辅助点D1时，由于线段C1D1平行于线段AB，因此Y向偏移量为：
ΔY＝Ymb－Ymd1                                   式（15）
根据解析几何原理，参见图4得：
Ymd1＝Yme－D1G                                   式（16）
由于三角形D1EG为直角三角形，根据三角函数公式：
D1G＝D1E×sin（γ－Δβ）
根据三角函数两角差公式：
D1G＝D1E×（sinγ×cosΔβ－cosγ×sinΔβ）         式（17）
由于三角形ECD全等于三角形EC1D1，所以式（17）中的线段D1E为：
D1E＝DE
由于三角形EFD为直角三角形，根据勾股定理：
（DE）2＝（EF）2＋（FD）2
Figure 813511DEST_PATH_IMAGE001
                                     式（18）
在直角三角形EFD中，根据三角函数公式：
sinγ＝FD／DE
    ＝
Figure 737473DEST_PATH_IMAGE002
                                   式（19）
cosγ＝FE／DE
     ＝
Figure 198542DEST_PATH_IMAGE003
                                   式（20）
将式（18）、式（19）和式（20）代入式（17）得：
D1G＝（Yme－Ymd）×cosΔβ－（Xmd－Xme）×sinΔβ  式（21）
将式（21）代入式（16）得：
Ymd1＝Yme－（Yme－Ymd）×cosΔβ＋（Xmd－Xme）×sinΔβ
式（22）
将式（22）代入式（15）得：
ΔY＝Ymb－Yme＋（Yme－Ymd）×cosΔβ－（Xmd－Xme）×sinΔβ
这里需要说明的是：Y向偏移量计算方法和公式不是唯一的。本发明Y向偏移量计算方法是以第二标识点D、第二标识点目标位置B以及绕Z轴转动中心E为参照推导出Y向偏移量计算公式。可以采用其他方法，比如以第一标识点C、第一标识点目标位置A以及绕Z轴转动中心E为参照推导出Y向偏移量计算公式，还可以以线段CD的中点、线段AB的中点以及绕Z轴转动中心E为参照推导出Y向偏移量计算公式。
本发明工作原理和效果是：为了提高线路基板上热压贴敷芯片或柔性线路板的对位精度和效率，本发明事先在线路基板上制作两个用于对位的标识点，在线路基板搬运至校位台面后，首先利用线路基板的外形在校位台面上进行初定位并吸着，然后利用照相机构中的照相头来拍摄两个标识点的图像，并利用图像处理***将两个标识点的图像转化为图像坐标系中的位置坐标，接着利用图像坐标系与机械坐标系的关系将两个标识点的图像坐标转换成机械坐标系中的机械坐标值，并通过计算分别找出两个标识点的实际位置与目标位置之间的X向偏移量、Y向偏移量和绕Z轴偏转角度，最后利用X向移动机构、Y向移动机构、绕Z轴转动机构将两个标识点调整校正到目标位置上，从而保证芯片或柔性线路板与线路基板上的导电端子对位。本发明与现有技术相比，对位精度可以达到总误差为0.05mm，不仅大大提高了COG、FOG和COF热压贴敷芯片或柔性线路板的对位精度，而且能够满足平板显示器制造领域中高精度、自动化的对位需要。
附图说明
附图1为显示屏基板通过ACF膜搭载驱动芯片IC的原理图；
附图2为图1的A-A剖视图；
附图3为本发明图像坐标转换为机械坐标原理图；
附图4为本发明调整校位原理图；
附图5为本发明对位机构原理图。
以上附图中：1、ACF膜；2、导电粒子；3、驱动芯片；4、显示屏基板；5、驱动端子；6、驱动引脚；7、校位台面；8、X向移动机构；9、Y向移动机构；10、绕Z轴转动机构；11、照相头；12、照相移动机构。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种平板显示器的显示屏基板上贴敷驱动芯片的对位方法，其内容如下：
（1）对位基准和对位方式
在驱动芯片3（见图1和图2）贴敷平面所处的水平机械坐标系M（见图1和图2中画出的机械坐标系）中，以驱动芯片3的位置和方向为基准，通过调整显示屏基板4（如LCD液晶面板）的位置和方向来实现驱动芯片3上的驱动引脚6与显示屏基板4上的驱动端子5的对位。
（2）调整方法
事先在显示屏基板4上制作两个用于对位的标识点，即第一标识点C和第二标识点D（见图1），这两个标识点可供图像识别。已知这两个标识点在机械坐标系M中需要调整到的目标位置坐标，即第一标识点目标位置A的坐标值（Xma，Yma），第二标识点目标位置B的坐标值（Xmb，Ymb），由此将驱动芯片3与显示屏基板4之间的对位转化为所述两个标识点与其目标位置之间的对位。由于本发明是以驱动芯片的位置和方向为基准，所以第一标识点和第二标识点需要调整到的目标位置坐标是已知的，该目标位置也代表了驱动芯片的位置。因搬运至校位台面上进行初定位的显示屏基板与驱动芯片存在位置和方向偏差，所以需要对位以保证驱动芯片的装载精度。
本实施例将两个标识点C和D设计在驱动端子5的左右两端，见图1，但本发明不局限于此设计，可以将两个标点设计在任何位置，只要这两个标识点与驱动端子5之间存在确定的位置和方向关系即可，即使这两个标识点之间的连线是斜线也可以。
标识点可以采用冲小孔的方式来实现，冲小孔时最好利用高精度冲床冲出标识点小孔，冲孔精度越高，越有利于之后的图像处理精度。也可以采用其他方式来制作标识点，比如印制十字形标识点。
为了实现自动对位，本发明需要以下条件：
①事先建有一个用于安装显示屏基板4的校位台面7（见图5），该校位台面7位于所述机械坐标系M中，并且通过与X向移动机构8、Y向移动机构9以及绕Z轴转动机构10的配合来调整显示屏基板4在机械坐标系M中的位置和方向。其中，校位台面7用来吸着显示屏基板4（如LCD液晶面板），绕Z轴转动机构10与校位台面7直接连接（图5中，绕Z轴转动机构10在校位台面7下方被遮挡因此不可见），用来校正绕Z轴偏转角度Δβ。Y向移动机构9与绕Z轴转动机构10连接用来校正Y向偏移量ΔY，X向移动机构8用来校正X向偏移量ΔX。X向移动机构8有两种连接形式，第一种是将X向移动机构8与Y向移动机构9叠加连接，在X向推动校位台面7移动；第二种是将X向移动机构8与校位台面7、绕Z轴转动机构10和Y向移动机构9分开布置，使X向移动机构8既承担校正任务又承担校正后的搬运任务，即在校正绕Z轴偏转角度Δβ和Y向偏移量ΔY后，利用X向移动机构8来搬运校位台面7上的显示屏基板4，并且在X向搬运中来校正X向偏移量ΔX。图5所示为上述第二种情况。
②事先建有一个用于拍摄标识点图像的照相机构，如图5所示，该照相机构由照相头11和驱动照相头11在所述机械坐标系M中水平移动的照相移动机构12组成，其中照相头11的镜头中设有图像坐标系。图5所示本实施例照相移动机构12为一个驱动照相头沿X向移动的机构，因为本实施例的两个标识点C和D的连线平行于X轴，不需要Y向移动的机构。当两个标识点C和D的连线为斜线时，为了拍摄两个标识点的图像就需要X向移动与Y向移动之间的配合，此时照相移动机构需要Y向移动的机构。如果将一个直线移动机构与斜线CD平行设置，也只要一个直线移动机构即可。
③事先建有一个图像处理***，该图像处理***用来识别所拍摄的标识点图像中，标识点在图像坐标系中的位置坐标。
本发明调整时，先将显示屏基板4（如LCD液晶面板）通过人工或机械手搬运至校位台面7上进行初定位（外形定位并吸着），然后利用标识点、照相机构、图像处理***、X向移动机构8、Y向移动机构9、绕Z轴转动机构10，以所述两个标识点的目标位置为目标对所述两个标识点进行校位。
具体校位步骤如下：
第一步，利用照相移动机构12将照相头11移动到第一标识点C上方使第一标识点C出现在照相头11的镜头视野范围内，然后拍摄第一标识点C获得第一图像坐标系V1的第一标识点图像；再将照相头11移动到第二标识点D上方使第二标识点D出现在照相头11的镜头视野范围内，然后拍摄第二标识点D获得第二图像坐标系V2的第二标识点图像。照相机构中照相头的数量可以是一个或两个。采用一个照相头时对两个标识点需要通过两次拍摄来完成，采用两个照相头时只需要一次拍摄来完成。本实施例选用一个照相头的方案。
第二步，利用图像处理***对第一标识点图像和第二标识点图像进行处理，分别找出第一标识点C相对第一图像坐标系V1的图像坐标值（Xv1c，Yv1c）以及第二标识点D相对第二图像坐标系V2的图像坐标值（Xv2d，Yv2d）。具体采用的方法是：图像坐标系中的X轴和Y轴上标有刻度，所述图像处理***中的软件分别作标识点到X轴和Y轴的投影线，然后利用投影线与X轴和Y轴的交点与刻度的比较得出图像坐标值（Xv1c，Yv1c，Xv2d，Yv2d）。
第三步，参见图3所示，将第一标识点C和第二标识点D的图像坐标值转换为机械坐标值，具体如下：
①已知第一标识点C相对第一图像坐标系V1的图像坐标值（Xv1c，Yv1c），已知第一图像坐标系V1原点在机械坐标系M中的X向坐标Xmv1、Y向坐标Ymv1和旋转角度θ1，利用坐标平移和坐标旋转公式将第一标识点C相对第一图像坐标系V1的图像坐标值（Xv1c，Yv1c）换算成第一标识点C相对于机械坐标系M的机械坐标值（Xmc，Ymc）。
第一标识点C的换算公式如下：
Xmc＝Xv1c×cosθ1－Yv1c×sinθ1＋Xmv1
Ymc＝Xv1c×sinθ1＋Yv1c×cosθ1＋Ymv1
式中：
Xmc表示第一标识点C在水平机械坐标系M中的X向坐标；
Ymc表示第一标识点C在水平机械坐标系M中的Y向坐标；
Xv1c表示第一标识点C在第一图像坐标系V1中的X向坐标；
Yv1c表示第一标识点C在第一图像坐标系V1中的Y向坐标；
Xmv1表示第一图像坐标系V1原点在水平机械坐标系M中的X向坐标；
Ymv1表示第一图像坐标系V1原点在水平机械坐标系M中的Y向坐标；
θ1表示第一图像坐标系V1相对机械坐标系M的旋转角。
②已知第二标识点D相对第二图像坐标系V2的图像坐标值（Xv2d，Yv2d），已知第二图像坐标系V2原点在机械坐标系M中的X向坐标Xmv2、Y向坐标Ymv2和旋转角度θ2，利用坐标平移和坐标旋转公式将第二标识点D相对第二图像坐标系V2的图像坐标值（Xv2d，Yv2d）换算成第二标识点D相对于机械坐标系M的机械坐标值（Xmd，Ymd）。
第二标识点D的换算公式如下：
Xmb＝Xv2b×cosθ2－Yv2b×sinθ2＋Xmv2
Ymb＝Xv2b×sinθ2＋Yv2b×cosθ2＋Ymv2
式中：
Xmd表示第二标识点D在水平机械坐标系M中的X向坐标；
Ymd表示第二标识点D在水平机械坐标系M中的Y向坐标；
Xv2d表示第二标识点D在第二图像坐标系V2中的X向坐标；
Yv2d表示第二标识点D在第二图像坐标系V2中的Y向坐标；
Xmv2表示第二图像坐标系V2原点在水平机械坐标系M中的X向坐标；
Ymv2表示第二图像坐标系V2原点在水平机械坐标系M中的Y向坐标；
θ2表示第二图像坐标系V2相对机械坐标系M的旋转角。
第四步，参见图4所示，已知第一标识点C和第二标识点D分别相对于机械坐标系M的机械坐标值（Xmc，Ymc，Xmd，Ymd），已知第一标识点目标位置A和第二标识点目标位置B分别相对机械坐标系M的坐标值（Xma，Yma，Xmb，Ymb），已知校位台面7绕Z轴转动中心E相对水平机械坐标系M的机械坐标值（Xme，Yme），利用解析几何和三角函数公式分别计算出第一标识点C和第二标识点D相对第一标识点目标位置A和第二标识点目标位置B绕Z轴偏转角度Δβ、X向偏移量ΔX和Y向偏移量ΔY。
①绕Z轴偏转角度Δβ计算公式如下：
Δβ＝arctan{[（Xmd－Xmc）×（Ymb－Yma）＋（Xmb－Xma）×（Ymd－Ymc）]/[ （Xmd－Xmc）×（Xmb－Xma）－（Ymd－Ymc）×（Ymb－Yma）]}
式中：
Δβ表示绕Z轴偏转角度，如果Δβ为正值表示顺时针转动，负值表示逆时针转动；
Xmc和Ymc表示第一标识点C相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xmd和Ymd表示第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xma和Yma表示第一标识点目标位置A相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xmb和Ymb表示第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的机械坐标值。
②X向偏移量ΔX计算公式如下：
ΔX＝Xmb－Xme－（Xmd－Xme）×cosΔβ－（Yme－Ymd）×sinΔβ
式中：
ΔX表示X向偏移量为，如果ΔX为正值表示向X轴正向移动，如果ΔX为负值表示向X轴负向移动；
Xmd和Ymd表示第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xme和Yme表示绕Z轴转动中心E相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xmb表示第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的X向坐标值；
Δβ表示绕Z轴偏转角度。
③Y向偏移量ΔY计算公式如下：
ΔY＝Ymb－Yme＋（Yme－Ymd）×cosΔβ－（Xmd－Xme）×sinΔβ
式中：
ΔY表示Y向偏移量，如果ΔY为正值表示向Y轴正向移动，如果ΔY为负值表示向Y轴负向移动；
Xmd和Ymd表示第二标识点D相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Xme和Yme表示绕Z轴转动中心E相对于水平机械坐标系M的机械坐标值；
Ymb表示第二标识点目标位置B相对于水平机械坐标系M的Y向坐标值；
Δβ表示绕Z轴偏转角度。
第五步，根据第四步计算出的绕Z轴偏转角度Δβ、X向偏移量ΔX和Y向偏移量ΔY，利用校位台面7以及X向移动机构8、Y向移动机构9、绕Z轴转动机构10将第一标识点C和第二标识点D调整到与第一标识点目标位置A和第二标识点目标位置B重合的位置，从而保证显示屏基板4上的驱动端子5与驱动芯片3上的驱动引脚6对位。
本实施例是COG（CHIP ON GLASS）搭载工艺中对位的一个例子，即将驱动芯片经ACF膜热压贴敷在LCD或PDP显示屏基板上的导电端子对位，但本领域技术人员在阅读了本实施例后，容易相到将柔性电路板经ACF膜热压贴敷在LCD或PDP显示屏基板上的导电端子对位，即FOG（FILM ON GLASS）搭载工艺中的对位，以及将驱动芯片经ACF膜热压贴敷在柔性线路板上的导电端子对位，即COF（CHIP ON FILM）搭载工艺中的对位。因此不再重复描述。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (2)

1.一种在线路基板上贴敷芯片或柔性线路板的对位方法，其特征在于：
（1）对位基准和对位方式
在芯片或柔性线路板贴敷平面所处的水平机械坐标系（M）中，以芯片或柔性线路板的位置和方向为基准，通过调整线路基板的位置和方向来实现芯片或柔性线路板与线路基板的导电端子对位；
（2）调整方法
事先在线路基板上制作两个用于对位的标识点，即第一标识点（C）和第二标识点（D），这两个标识点可供图像识别；已知所述两个标识点在机械坐标系（M）中需要调整到的目标位置坐标，即第一标识点目标位置（A）的坐标值（Xma，Yma），第二标识点目标位置（B）的坐标值（Xmb，Ymb），由此将芯片或柔性线路板与线路基板之间的导电端子对位转化为所述两个标识点与其目标位置之间的对位；
事先建有一个用于安装线路基板的校位台面（7），该校位台面（7）位于所述机械坐标系（M）中，并且通过与X向移动机构（8）、Y向移动机构（9）以及绕Z轴转动机构（10）的配合来调整线路基板在机械坐标系（M）中的位置和方向；
事先建有一个用于拍摄标识点图像的照相机构，该照相机构由照相头（11）和驱动照相头（11）在所述机械坐标系（M）中水平移动的照相移动机构（12）组成，其中照相头（11）的镜头中设有图像坐标系；
事先建有一个图像处理***，该图像处理***用来识别所拍摄的标识点图像中，标识点在图像坐标系中的位置坐标；
调整时，先将线路基板通过人工或机械手搬运至校位台面（7）上进行初定位，然后利用标识点、照相机构、图像处理***、X向移动机构（8）、Y向移动机构（9）、绕Z轴转动机构（10），以所述两个标识点的目标位置为目标对所述两个标识点进行校位，具体校位步骤如下：
第一步，利用照相移动机构（12）将照相头（11）移动到第一标识点（C）上方使第一标识点（C）出现在照相头（11）的镜头视野范围内，然后拍摄第一标识点（C）获得第一图像坐标系（V1）的第一标识点图像；再将照相头（11）移动到第二标识点（D）上方使第二标识点（D）出现在照相头（11）的镜头视野范围内，然后拍摄第二标识点（D）获得第二图像坐标系（V2）的第二标识点图像；
第二步，利用图像处理***对第一标识点图像和第二标识点图像进行处理，分别找出第一标识点（C）相对第一图像坐标系（V1）的图像坐标值（Xv1c，Yv1c）以及第二标识点（D）相对第二图像坐标系（V2）的图像坐标值（Xv2d，Yv2d）；
第三步，将第一标识点（C）和第二标识点（D）的图像坐标值转换为机械坐标值，具体如下：
已知第一标识点（C）相对第一图像坐标系（V1）的图像坐标值（Xv1c，Yv1c），已知第一图像坐标系（V1）原点在机械坐标系（M）中的X向坐标（Xmv1）、Y向坐标（Ymv1）和旋转角度（θ1），利用坐标平移和坐标旋转公式将第一标识点（C）相对第一图像坐标系（V1）的图像坐标值（Xv1c，Yv1c）换算成第一标识点（C）相对于机械坐标系（M）的机械坐标值（Xmc，Ymc）；第一标识点（C）的换算公式如下：
Xmc＝Xv1c×cosθ1－Yv1c×sinθ1＋Xmv1
Ymc＝Xv1c×sinθ1＋Yv1c×cosθ1＋Ymv1
式中：
Xmc表示第一标识点（C）在水平机械坐标系（M）中的X向坐标；
Ymc表示第一标识点（C）在水平机械坐标系（M）中的Y向坐标；
Xv1c表示第一标识点（C）在第一图像坐标系（V1）中的X向坐标；
Yv1c表示第一标识点（C）在第一图像坐标系（V1）中的Y向坐标；
Xmv1表示第一图像坐标系（V1）原点在水平机械坐标系（M）中的X向坐标；
Ymv1表示第一图像坐标系（V1）原点在水平机械坐标系（M）中的Y向坐标；
θ1表示第一图像坐标系（V1）相对机械坐标系（M）的旋转角；
已知第二标识点（D）相对第二图像坐标系（V2）的图像坐标值（Xv2d，Yv2d），已知第二图像坐标系（V2）原点在机械坐标系（M）中的X向坐标（Xmv2）、Y向坐标（Ymv2）和旋转角度（θ2），利用坐标平移和坐标旋转公式将第二标识点（D）相对第二图像坐标系（V2）的图像坐标值（Xv2d，Yv2d）换算成第二标识点（D）相对于机械坐标系（M）的机械坐标值（Xmd，Ymd）；第二标识点（D）的换算公式如下：
Xmb＝Xv2b×cosθ2－Yv2b×sinθ2＋Xmv2
Ymb＝Xv2b×sinθ2＋Yv2b×cosθ2＋Ymv2
式中：
Xmd表示第二标识点（D）在水平机械坐标系（M）中的X向坐标；
Ymd表示第二标识点（D）在水平机械坐标系（M）中的Y向坐标；
Xv2d表示第二标识点（D）在第二图像坐标系（V2）中的X向坐标；
Yv2d表示第二标识点（D）在第二图像坐标系（V2）中的Y向坐标；
Xmv2表示第二图像坐标系（V2）原点在水平机械坐标系（M）中的X向坐标；
Ymv2表示第二图像坐标系（V2）原点在水平机械坐标系（M）中的Y向坐标；
θ2表示第二图像坐标系（V2）相对机械坐标系（M）的旋转角；
第四步，已知第一标识点（C）和第二标识点（D）分别相对于机械坐标系（M）的机械坐标值（Xmc，Ymc，Xmd，Ymd），已知第一标识点目标位置（A）和第二标识点目标位置（B）分别相对机械坐标系（M）的坐标值（Xma，Yma，Xmb，Ymb），已知校位台面（7）绕Z轴转动中心（E）相对水平机械坐标系（M）的机械坐标值（Xme，Yme），利用解析几何和三角函数公式分别计算出第一标识点（C）和第二标识点（D）相对第一标识点目标位置（A）和第二标识点目标位置（B）绕Z轴偏转角度（Δβ）、X向偏移量（ΔX）和Y向偏移量（ΔY）；
（1）绕Z轴偏转角度计算公式如下：
Δβ＝arctan{[（Xmd－Xmc）×（Ymb－Yma）＋（Xmb－Xma）×（Ymd－Ymc）]/[ （Xmd－Xmc）×（Xmb－Xma）－（Ymd－Ymc）×（Ymb－Yma）]}
式中：
Δβ表示绕Z轴偏转角度，如果Δβ为正值表示顺时针转动，负值表示逆时针转动；
Xmc和Ymc表示第一标识点（C）相对于水平机械坐标系（M）的机械坐标值；
Xmd和Ymd表示第二标识点（D）相对于水平机械坐标系（M）的机械坐标值；
Xma和Yma表示第一标识点目标位置（A）相对于水平机械坐标系（M）的机械坐标值；
Xmb和Ymb表示第二标识点目标位置（B）相对于水平机械坐标系（M）的机械坐标值；
（2）X向偏移量计算公式如下：
ΔX＝Xmb－Xme－（Xmd－Xme）×cosΔβ－（Yme－Ymd）×sinΔβ
式中：
ΔX表示X向偏移量，如果ΔX为正值表示向X轴正向移动，如果ΔX为负值表示向X轴负向移动；
Xmd和Ymd表示第二标识点（D）相对于水平机械坐标系（M）的机械坐标值；
Xme和Yme表示绕Z轴转动中心（E）相对于水平机械坐标系（M）的机械坐标值；
Xmb表示第二标识点目标位置（B）相对于水平机械坐标系（M）的X向坐标值；
Δβ表示绕Z轴偏转角度；
（3）Y向偏移量计算公式如下：
ΔY＝Ymb－Yme＋（Yme－Ymd）×cosΔβ－（Xmd－Xme）×sinΔβ
式中：
ΔY表示Y向偏移量，如果ΔY为正值表示向Y轴正向移动，如果ΔY为负值表示向Y轴负向移动；
Xmd和Ymd表示第二标识点（D）相对于水平机械坐标系（M）的机械坐标值；
Xme和Yme表示绕Z轴转动中心（E）相对于水平机械坐标系（M）的机械坐标值；
Ymb表示第二标识点目标位置（B）相对于水平机械坐标系（M）的Y向坐标值；
Δβ表示绕Z轴偏转角度；
第五步，根据第四步计算出的绕Z轴偏转角度（Δβ）、X向偏移量（ΔX）和Y向偏移量（ΔY），利用校位台面（7）以及X向移动机构（8）、Y向移动机构（9）、绕Z轴转动机构（10）将第一标识点（C）和第二标识点（D）调整到与第一标识点目标位置（A）和第二标识点目标位置（B）重合的位置，从而保证芯片或柔性线路板与线路基板的导电端子对位。
2.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于：在第二步中，所述分别找出第一标识点（C）相对第一图像坐标系（V1）的图像坐标值（Xv1c，Yv1c）以及第二标识点（D）相对第二图像坐标系（V2）的图像坐标值（Xv2d，Yv2d）采用的方法是：图像坐标系中的X轴和Y轴上标有刻度，所述图像处理***中的软件分别作标识点到X轴和Y轴的投影线，然后利用投影线与X轴和Y轴的交点与刻度的比较得出图像坐标值。
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