異方性導電膜之導電粒子破裂變形狀況之自動量測

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.

異方性導電膜之導電粒子破裂變形狀況之自動量測
An Automatic Measurement System for the Fracture
Conditions of Anisotropic Conductive Film
黃國紘*1 林宸生1 吳國彰2 吳穎強1 林志敏2
Kuo-Hon Huang*1, Chern-Sheng Lin1, Kuo-Chun Wu2, Yieng-Chiang Wu1, Jim-Min Lin2
Abstract
In this paper an automatic optical measurement system for the fracture condi-tions of anisotropic conductive film(ACF) is presented. On the process of searching, analyzing, and recognizing of ACF-LCD images, the measurements include the quality verification and quantity calculation of ACF. We used different methods to determine the fracture factors and the ACF area for each type. The improving method of the template matching, and largely decreasing the time of checking the image for pattern matching was verified in the experimental results of this imaging system.
Keywords: anisotropic conductive film, fracture, automatic optical measurement system
摘要
本文提出TFT-LCD組合製程中之異方性導電膜之導電粒子破裂變形狀況自動化光學量測，運用機器視覺，針對導電粒子，進行圖形追蹤、定位、檢測及破裂變形狀況等相關製程量測工作。在對圖形進行運算處理前，會先經過特定的前處理轉換，再取適當的樣本，做比對計數，對於背景複雜的圖形，有不錯的效果，即處理後的粒子圖形與背景會有較佳的對比度。
關鍵字：異方性導電膜，破裂，自動化光學量測
I. 導論
在LCM製程中，其中的OLB(Outer Lead Bonding)壓著工程，如圖1所示，會將PCB與TCP端子固定在一起，此時會利用控制高溫與高壓的方法，與ACF做垂直方向的貼合，使ACF內之導電粒子破裂變形，而構成導通電路。
ACF 主要的功能在於提供兩種接合物體對於垂直方向的電導通，而在水平方向則具有絕緣效果，異方性導電膜主要由導電粒子與黏接劑(Binder)組成，將承載貼帶(TCPs, tape-carrier packages)固定於TFT-LCD panel上，如圖2(a)所示，此時ACF貼附於TCP與電路板(PCB, Printed Circuit Board)的端子上，藉由溫度與壓力壓著，使異方性導電膜之導電粒子破裂變形，而構成導通電路。圖2(b)為ACF之檢測影像。而導電粒子破裂變形的情形，可分為三種破壞程度，如圖3所示。
然而，因壓著後的導電粒子數量，以及破裂情況和其分布的偏差量，將影響到整個LCD面板與其周邊控制電路之導通與否，故在ACF導電粒子相關的檢測技術上之研發設計，有其一定之重要性。

image
圖1 Outer Lead Bonding Process
1逢甲大學自動控制工程學系 2逢甲大學資訊工程學系
* Corresponding author. E-mail: hotdance521@yahoo.com.tw
1 Department of Automatic Control Engineering, Feng Chia University, Taichung, Taiwan
2 Department of Information Engineering and Computer Science, Feng Chia University, Taichung, Taiwan
Manuscript received 19 April 2006; revised 7 September 2006; accepted 17 October 2006

II. 檢測方法
ACF同時具有導電、絕緣、黏著的功能；它在熱壓著後，膜厚垂直方向會形成導電粒子的電導通，但在導電粒子間是呈單分散性的分布，依然保持充份距離，因此膜面方向是絕緣，如圖4所示。
而在進行ACF壓著時，會因為許多環境控制的因素，而影響到導電粒子破裂情形，進而造成壓著成功(OK)與失敗(NG)的結果，如圖5所示，最終將導致各元件間電路的導通與否；最主要的原因包含，壓著時間的長短、壓著對位偏差量，以及溫度、壓力的控制等等。
image (a)
image (b)
圖2 (a)異方性導電膜提供兩種接合物體對於垂直方向的電導通，(b) 異方性導電膜自動光學系統之低對比、高複雜性之檢測影像
image 圖3 導電粒子破壞程度與其實際攝圖
然而導電粒子破裂的檢測圖形通常相當複雜，我們會先經由特殊的前處理運算，將複雜度高的圖檔做處理[1]，所得的圖形將有利我們做破裂情況的判斷；而前處理技術的主要原理，是改良的Prewitt遮罩運算，將四種3 x 3的Prewitt遮罩對影像做交叉運算處理，如下圖6所示；將影像做四個方向的微分運算，再各做相加成處理，最後再取最終的圖形進行粒子破裂情況的判斷。其中影像相加運算為G’(x,y)=G1(x,y)+G2(x,y)，G’(x,y)為新灰度值，G1(x,y),G2(x,y)為兩影像相對應點素之灰度值。
image 圖4 壓著ACF內導電粒子分布圖
image 圖5 導電粒子壓著成功與失敗
image 圖6 四個方向的Prewitt 3x3遮罩

在進行粒子破裂情況判斷時，會利用檢測邊緣像素灰度值差異的方法，搜尋計算並標記出邊緣長度，並計算邊緣內所包含的面積，求取出粒子的邊緣長度與面積之比值，進而進行粒子破裂情況的結果判斷。
粒子的邊緣長度與面積之比值如下: Als=
其中 l為粒子周長，A為粒子面積。
III. 檢測結果與結論
圖7的圖形為前處理結果。
如圖8(b)所示，方框為找出之導電粒子 ; 而圖8(a)為未對影像做前處理運算的比對結果，執行樣板比對(Pattern Match)[2]所找出的導電粒子數量明顯過少。
而在判斷粒子破裂情況時，會盡量選定粒子破裂較明顯的圖形，粒子破裂情況的判定結果如圖9所示。
將圖形經過前處理轉換後，再取適當的樣本，做比對計數，對於背景複雜的圖形，有降低雜訊的效果，即處理後的粒子圖形與背景會有較佳的對比度；則在執行樣板比對計數時將，會有較為準確的結果。而如能選取對比度較佳的前處理效果圖片，而後所做的比對計數，只要目標樣板的選取適當或樣板數量夠多，利用樣板比對方法比對計數結果的正確率甚至可達九成以上。
image (a)
image (b)
圖7 (a)粒子檢測影像之擷圖，(b)前處理後對比度提高
image(a)
image(b)
圖8 (a)原始影像直接作比對運算，(b)影像經前處理後比對結果較佳
image 圖9 導電粒子破裂檢測檢果
V. 誌謝
本論文經費來源由國科會計畫NSC 95-2512-E-035-083 所提供，特此致謝。
參考文獻
[1] C.-S. Lin, J. Cho, Y.-L. Lay, C.-H. Lin and N. Lin, “The auto-measurement of the gap of LCD glass plates using sub-pixel accuracy estimation,” Optik, vol. 117, no. 8, pp. 349-354, 2006.
[2] S. Muramatsu and Y. Kobayashi, “An image pattern search method based on DP matching for detecting accurate pattern po-sitions,” Systems and Computers in Japan, vol. 29, no. 4, pp. 22-32, 1998.

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

Bewise Inc. www.tool-tool.com

ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.