羅升橫河直驅(qū)伺服在COG設(shè)備的應(yīng)用

摘 要：文章介紹了COG的原理，介紹了橫河直驅(qū)伺服特性以及在COG設(shè)備的應(yīng)用。提出了直接驅(qū)動(dòng)伺服、直線電機(jī)在該設(shè)備使用的優(yōu)勢，直接驅(qū)動(dòng)伺服的使用在未來必將是一個(gè)發(fā)展趨勢，在高精密運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備，尤其是液晶設(shè)備的使用會越來越廣泛。

1 COG工藝設(shè)備介紹
　　COG是英文Chip On Glass 的縮寫，即芯片被直接邦定在玻璃上（圖1）。這種安裝方式可大大減小整個(gè)LCD 模塊的體積，且易于大批量生產(chǎn)，適用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品用的LCD，如手機(jī)、PDA等便攜式電子產(chǎn)品。這種安裝方式在IC生產(chǎn)商的推動(dòng)下，將會是今后IC與LCD的主要連接方式。

　　高檔電子設(shè)備的需求的增加，使得生產(chǎn)這些產(chǎn)品的設(shè)備提出了更高的生產(chǎn)工藝以及效率要求。COG邦定機(jī)是用于手機(jī)、PDA、MP3等高檔電子物品液晶顯示模塊的關(guān)鍵設(shè)備，它采用機(jī)器視覺對位、精密運(yùn)動(dòng)控制等技術(shù)，通過熱壓實(shí)現(xiàn)了精細(xì)間距的IC芯片和玻璃基板的電氣和機(jī)械互聯(lián)。全自動(dòng)COG邦定機(jī)適用于生產(chǎn)液晶模塊，由玻璃基板傳送、ACF預(yù)貼、預(yù)壓、主壓等工位，除基板上下料需人工干預(yù)外，基板傳輸、ACF預(yù)貼、IC芯片運(yùn)送、預(yù)壓焊、主壓焊、下料等動(dòng)作由PLC控制自動(dòng)完成。是采用各向異性導(dǎo)電薄膜ACF和熱壓焊工藝，將精細(xì)間距的IC貼裝到玻璃基板上，實(shí)現(xiàn)IC和玻璃基板的電氣和機(jī)械互聯(lián)的組裝設(shè)備。

　　目前最先進(jìn)的全自動(dòng)COG設(shè)備能夠達(dá)到的指標(biāo)貼片周期達(dá)到4.5秒/片，貼片精度達(dá)到+/-5微米。為能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前的貼片精度與速度，需要更高要求的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，在越來越多的貼片的傳動(dòng)代替機(jī)械結(jié)構(gòu)的絲杠、齒輪傳動(dòng)而使用了直線電機(jī)、直驅(qū)電機(jī)構(gòu)架，大大提高了產(chǎn)能與COG貼片成功率，同時(shí)降低了人工安裝、維護(hù)、維修。（圖2）

圖2 使用直線電機(jī)COG設(shè)備電氣傳動(dòng)示意圖

2 羅升橫河DD馬達(dá)、直線電機(jī)介紹
　　DD motor從字面上理解是直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)（direct drive）,但實(shí)際上它并非是普通的馬達(dá)，而是一種結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，高精度，高性能的特殊型交流馬達(dá)。之所以稱之為直接驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樗扇∞D(zhuǎn)子和運(yùn)動(dòng)載體直接連接的方式，中間不再用其他的過渡連接（減速機(jī)構(gòu)，聯(lián)軸器等）。 （圖4 DD馬達(dá)機(jī)械構(gòu)成）

圖3 DD馬達(dá)機(jī)構(gòu)組成

　　DD馬達(dá)結(jié)構(gòu)為外轉(zhuǎn)子形式，與內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的普通馬達(dá)不同，特別是其采用的向心軸承可承受一定的軸向力。其編碼器為光電型編碼器高解析度，一般為500,000ppr以上，并帶有原點(diǎn)和限位輸出。由于高水準(zhǔn)的制成工藝保證和高精度的測量反饋，此種馬達(dá)的定位精度可達(dá)秒級。（如DM1B系列的絕對精度為15 arc-sec，重復(fù)定位精度為1 arc-sec）。

圖4橫河直線電機(jī)解剖圖

　　羅升橫河直線電機(jī)的特點(diǎn)是動(dòng)子、定子、導(dǎo)軌、基座整體提供（圖4），在能夠滿足精度的前提下，可以按照客戶的要求進(jìn)行各種平臺的組合（圖5），以實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動(dòng)控制。重復(fù)定位精度可以達(dá)到+/-0.1micro-meter。

圖5 橫河高精密運(yùn)動(dòng)平臺

3 COG設(shè)備成本展趨勢
　　STN是用電場改變原為180度以上扭曲的液晶分子的排列從而改變旋光狀態(tài)，外加電場通過逐行掃描的方式改變電場，在電場反復(fù)改變電壓的過程中，每一點(diǎn)的恢復(fù)過程較慢，因而產(chǎn)生余輝。它的好處是功耗小，具有省電的最大優(yōu)勢。彩色STN的顯示原理是在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器上加一彩色濾光片，并將單色顯示矩陣中的每一像素分成三個(gè)子像素，分別通過彩色濾光片顯示紅、綠、藍(lán)三原色，就可顯示出彩色畫面。和TFT不同STN屬于無源Passive型LCD，一般最高能顯示65536種。

　　目前COG設(shè)備根據(jù)工藝不同，根據(jù)要求的不同，正向高端與低端發(fā)展（圖6）。越來越多的廠家為了提高COG的精度、速度開始使用直接驅(qū)動(dòng)伺服、直線電機(jī)，相應(yīng)的設(shè)備成本提高。（圖7）

圖6 COG設(shè)備發(fā)展趨勢

圖7 國外廠家COG設(shè)備規(guī)格

4 結(jié)論
　　中國本土化的COG設(shè)備在技術(shù)、性能上相對國外產(chǎn)品有一定的差距，使得一些擁有先進(jìn)技術(shù)裝備的國外專業(yè)COG設(shè)備廠商瞄準(zhǔn)這一商機(jī)，紛紛將設(shè)備打入中國市場甚至在中國投資建廠。但為了奪回這一市場，國內(nèi)生產(chǎn)商也在加大研發(fā)力度向高檔次領(lǐng)域發(fā)展。羅升企業(yè)以引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提升制造業(yè)水平為使命，最早將直接驅(qū)動(dòng)伺服、直線電機(jī)引進(jìn)應(yīng)用到國內(nèi)COG設(shè)備，并形成規(guī)模生產(chǎn)，國內(nèi)廠商也在逐步應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。羅升公司希望架起技術(shù)的橋梁，更多地將國外成熟的應(yīng)用技術(shù)提供給行業(yè)中人分享。