凌云光视数字图像技术有限公司供稿

 

 

随着全球消费电子产业的迅猛发展，触摸屏行业迎来了广阔的发展空间，从手机、平板电脑、汽车导航仪，到智能化家电、智能广告产品，世界正在期待The World of Glass的早日到来。但随着竞争的激烈，业界呼唤更高品质、更大幅面的触摸屏产品，以及更高效、更低成本的加工制造技术。

 

在触摸屏制造中引入机器视觉技术，势必成为广大设备厂商和制造企业降低成本的关键举措。机器视觉技术是一种非接触性的高精度传感技术，通过与机电设备的完美结合，能够实现高效生产和高效质量控制能力。

 

在目前的触摸屏工艺中，电容式触摸屏以其高灵敏度、长寿命、低能耗、超轻薄、可大可小、无需校正等优势成为主流产品。电容式触摸屏的加工过程主要包括“盖板玻璃Coverlens制造”、“Sensor制造”和“贴合”这三个关键工艺过程。下面将简单介绍机器视觉技术在各个工序中所发挥的作用。

 

Coverlens的工艺制程

      

开料切割

将Coverlens上料进行切割，得到各种尺寸的小片，视觉技术起到上料纠偏、引导切割的作用。

CNC打孔

对Coverlens进行加工打孔或磨边，得到预期的外形，视觉技术起到高精度引导加工的作用。

量片

对裁切、打孔后的玻璃进行准确测量，查看尺寸是否符合要求，视觉技术起到测量作用。

白片检测

通过视觉系统检查小片Coverlens的外观质量，主要是划伤、灰尘、凸起检测。

丝印

采用丝印技术，将油墨材料以“视窗”或是“Logo”的形式印制在Cover Glass上，视觉技术起到定位引导作用。

丝印检测

利用视觉系统检测丝印质量，剔除不良品。

 

 

Sensor的工艺制程

ITO蚀刻

ITO溅、开槽、镀膜蚀刻组成ITO蚀刻工艺的流程，利用视觉系统引导ITO蚀刻标识并精确定位，获得预期的蚀刻效果。

ITO检测

利用视觉系统对ITO玻璃上的导电线路或引线进行各种缺陷的自动检测，保证出货良品率。

切片

将Sensor切割成单独的小片，利用视觉引导技术确定切割起始点和切割路径。

外观检查

对于成品Sensor表面缺陷（异物、划伤等），利用视觉手段进行不良品的自动判断并剔除。

FPC贴合

FPC作为Sensor的控制电路的载体，视觉引导技术将其绑定在Sensor的指定位置贴合。

 

贴合制程

 

 

来料检查

对于来料（Coverlens、Sensor等）质量进行外观检查，是否残损、脏污等。

ACF贴附

预贴ACF（异性导电胶膜）于底层Sensor玻璃基板上，视觉技术发挥引导对位贴合的作用。

预压

将FPC或控制芯片绑定在Sensor玻璃基板上，视觉技术发挥引导对位贴合的作用。

OCR贴合

将Coverlens、Sensor基板或其他材料贴合在一起，视觉技术发挥引导对位贴合的作用。

UV胶和玻璃的贴合

利用UV胶将Coverlens、Sensor基板或其他材料贴合在一起，视觉技术发挥引导对位贴合的作用。

外观检查

对贴合完成的模组进行外观检查，包括异物、气泡、划伤、凸起等。

 

 

VisionALN平台对位视觉组件

 

在触摸屏行业，针对上述各类应用，凌云公司自主研发了VisionALN平台对位视觉组件。VisionALN是专门针对平台对位需求设计的视觉组件。利用先进的视觉技术，结合平台运动控制技术，引导平台进行精确、大幅面、高精度、高效视觉对位，能够满足触摸屏行业各种尺寸、各种材料的对位需求。以下简要介绍该平台的几种应用案例。

 

（一）切割类应用

首先对上料的目标进行精确定位，利用视觉技术定位指定的切割起始位置，以及切割方向。接下来计算指定起始位置与刀头位置的偏差，计算切割方向与切刀运动方向的偏差角，将偏差信息传递给相应的运动平台。运动平台接收到相关信息后，将目标物玻璃基板等调整到一个基准位置，实现精细化高精度切割。

 

视觉系统可满足的加工要求：

精度：XY：±0.003 mm    θ：0.007°

MV效率：一次对位0.5 s，三次内完成全部对位

适用范围：Mark点间距100~500 mm/500~1500 mm

 

（二）贴合类应用

在贴合与绑定应用中，视觉技术完成的工作都是实现两个目标物之间的精确对准。视觉系统需要对两个目标物分别进行拍摄，选择Mark点或者目标物的边或角的特征信息。利用视觉技术，实现两个目标物物理坐标之间在X、Y轴和角度坐标的偏差，通过驱动相关运动平台，引导平台运动到贴合位置，实现视觉引导精确对位。

 

视觉系统可满足的加工要求：

加工尺寸：2.4寸至11寸的主流电子产品

精度：XY：±0.005 mm    θ：0.005°

MV效率：一次对位0.5 s，三次内完成全部对位

 

（三）丝印类应用

根据丝印目标物的尺寸和对丝印质量的精度要求，确定视觉系统的相机数量。利用多台相机（2~6台）进行目标物特征（Mark点、边、角信息等）的定位，综合定位信息运用视觉引导技术，确定网版与待印物品的相对位置，调整产品使得与网版对齐，进行线路或装饰油墨的印刷。

 

视觉系统可满足的加工要求：

精度：±0.1~ ±0.05 mm；±0.05 ~ ±0.005 mm

MV效率：一次对位0.5 s，三次内完成全部对位

 

目前，凌云VisionALN平台对位视觉组件已经广泛应用于触摸屏行业中的各个工艺流程，并且获得了客户的一致好评。VisionALN主要具备以下优势：

 

（一）提高加工精度

在LCD、触摸屏、复杂加工等领域，对大幅面目标物高精度对位的视觉需求，如在100 mm×60 mm的幅内，希望实现角度在1/200°以上的对位精度。这种要求利用传统视觉系统方案很难实现，VisionALN成功突破了大幅面加工精度的挑战。

 

（二）提高加工效率

在生产加工过程中，效率就等于收益，低端的产品要经过4-5次的迭代定位才能找到精确的位置；而VisionALN定位精度高，与机械平台结合效率高，在2-3次迭代内都能满足设备对视觉产品对位的要求，提升客户设备的竞争力。

 

（三）提高加工产品品质

科技进步让更多更精致的产品出现在我们的生活中，每一个产品外观精致的弧线，每一个精确的零件装配，无不需要高端的定位视觉产品，VisionALN正是背后的英雄。

 

（四）降低加工成本

在同样的产品品质下，降低生产成本是企业始终的追求。VisionALN突破了传统机器视觉系统形式，通过更低分辨率的相机（更低的价格）和更短的对位时间，