玻璃覆晶设备(COG)及其对位标定方法的研究

摘要

随着国民经济的高速发展，平板显示（FPD）行业发展迅速，柔性、低功耗、轻薄化、高分辨率成为发展方向，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）、透明显示和氧化物半导体等技术的发展为传统平板显示技术提出了更多高难度的挑战，也产生了更大的市场需求。目前在FPD行业的模组工艺中，COG倒装设备以高密度、高可靠性的特点获得了广泛应用。其按照工艺过程分为 ACF贴敷、预压和本压三个工艺段。COG倒装设备主要应用在高档的电子、通信类产品上，因此对电子器件的可靠性要求较高。如何提高设备的对位精度和生产节拍一直是各大平板企业和设备厂商所关心的主要问题之一。
　　本文从COG工艺入手，详细分析和讨论了倒装设备的生产需求，依照生产需求完成了设备的整体机构设计和控制系统设计，最后就整机设计过程中最难的机器视觉对位系统的硬件选型、方案设计和工作原理首次进行了细致的解析和讨论。按照视觉系统的运行时序，将整个系统生命周期分为光学调整过程、运动学标定过程和视觉对位过程，并对运动学标定过程进行了仔细的分析，提出了一种新的基于Ransac算法的运动学标定方法。该方法构建基于样本数据分布密度的模型，并通过该模型进行一定次数的迭代筛选，最后使用得到的最优解集合进行精确推导。实验结果表明，在使用随机选取的10组样本数据的计算中，本方法平均计算时间为697.6秒，标定精度在7.2个像素以内，并且有7组数据的结果均满足10个像素尺寸的精度要求。
　　最后，依据本文所述方案制造的样机设备进行了实验验证工作。实验结果表明，相比于国外进口同类型设备的4秒/芯片的工作节拍，±4μm的对位精度，本方案所设计样机性能为平均3秒/芯片的节拍，±3μm的对位精度，完全达到了国外先进水平。

目录

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 COG 倒装设备介绍

1.2.1 国内外设备现状

1.2.2 高精度对位平台

1.2.3 机器视觉和运动标定介绍

1.3 研究目的与意义

1.4 研究内容

1.5 本章小结

第二章 设备整体结构及控制系统设计

2.1 整体结构设计

2.1.1 设备需求分析

2.1.2 设备整体结构

2.2 工艺流程和机构设计重点

2.3 设备控制系统设计

2.3.1 硬件组成和部件选型

2.3.2 系统设计

2.3.3 软件设计

2.4 本章小结

第三章 机器视觉对位系统系统设计

3.1 引言

3.2 工作原理

3.3 硬件组成和选型

3.3.1 光学部件

3.3.2 执行机构

3.4 光学调整过程

3.5 基于Ransac算法的运动标定过程

3.5.1 坐标系

3.5.2 工作流程

3.5.3 Ransac算法

3.5 视觉对位过程

3.5.1 工作过程

3.6 本章小结

第四章 实验验证和结果

4.1 引言

4.2 匹配算法稳定性评估实验

4.2.1 稳定性验证

4.2.2 可靠性验证

4.3 基于Ransac算法的运动标定方法实验验证

4.3.1 运动标定实验设计

4.3.2 运动标定实验结果

4.3.3 Ransac实验设计

4.3.4 Ransac实验结果

4.3.5 实验结论

4.4 视觉对位实验验证

4.4.1 实验设计

4.4.2 结果和结论

4.5 本章小结

第五章 总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文