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| 研究生： |
蔡曜聰 Tasi, Yao-Tsung |
|---|---|
| 論文名稱： |
TFT-LCD COG 自動校正及檢測 Automatic Alignment and Inspection of TFT-LCD COG |
| 指導教授： |
連震杰
Lien, Jenn-Jier |
| 學位類別： |
碩士 Master |
| 系所名稱： |
電機資訊學院 - 資訊工程學系 Department of Computer Science and Information Engineering |
| 論文出版年： | 2006 |
| 畢業學年度： | 94 |
| 語文別： | 中文 |
| 論文頁數： | 75 |
| 中文關鍵詞： | TFT-LCD 、COG 、檢測 |
| 外文關鍵詞： | COG, TFT-LCD, inspection |
| 相關次數： | 點閱：56 下載：3 |
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摘要
晶粒-玻璃接合技術(Chip-on-Glass，COG)擁有密度最高、製程最少、成本最低等優點，是未來液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)驅動IC構裝的主流技術之一。電路壓合是薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)生產流程中不可或缺的製程之一，其主要的工作是經由導電粒子，連接IC Pad與面板的ITO(Indium Tin Oxide)而達成電氣導通之目的。
目前大部份的生產廠商仍是依賴人工目視來檢測電路壓合後於IC Pad區域內是否有足夠數量的導電粒子，以及壓合過程中面板線路與IC線路是否對位，這對於檢測的效能來說，不僅要使用較多時間也要花費較高的成本。本論文重點在於建立一套自動化的數位光學影像分析系統，來取代人工做目視檢測的工作， 本系統主要的技術包括高斯濾波器(Gaussian Filter)，樣本比對(Pattern Matching)，連接物件標記(Connected Component Labeling)等，目前檢測速度已可達到90秒檢測一個面板。
Abstract
The COG technology has become the most competitive technology for LCD driver IC packaging due to its advantages of the highest density, the less process steps and the lowest cost. Circuit press is one of the most important manufacturing processes in the manufacturing of TFT-LCD. The main work of this process is to achieve electric conducting by the conduct particles between the drive IC pad and ITO electrode.
In most manufactories, some performances on LCD are generally examined by human eyes to check if there are enough particles in the IC pad area after the circuit press, and the orientation of the circuit alignment between the IC pad and the panel is also inspected. It will cause much time and higher cost. In this study, an automatic inspection system with a digital image analysis was developed to replace the manual inspection. The main technology include Gaussian filter, pattern matching, connect component labeling were constructed in this measuring system. The inspection speed on LCD panel could be successfully achieved ninety seconds per panel.
目錄
摘要.............................................................................................................I
Abstract...................................................................................................II
誌謝..........................................................................................................III
目錄..........................................................................................................IV
表目錄.................................................................................................. VIII
圖目錄..................................................................................................... IX
第一章 緒論............................................................................................. 1
1-1 研究背景......................................................................................1
1-2 研究動機......................................................................................3
第二章 基本製程及理論介紹..................................................................5
2-1 TFT-LCD結構..............................................................................5
2-2 COG( Chip on Glass ) ..................................................................8
2-3 異方性導電膜(Anisotropic Conductive Film，ACF) ............. 10
2-4 COG 與TAB 之比較................................................................12
第三章 COG自動校正及檢測系統架構................................................14
3-1 硬體架構....................................................................................14
3-1-1 AutoFocus.........................................................................17
3-1-1-1 AutoFocus解析度與成像過程........................18
3-1-1-2 AutoFocus基本操作........................................19
3-1-1-3 AutoFocus參數調整........................................19
3-1-1-4 AutoFocus可能遇到的問題............................20
3-2 軟體程式....................................................................................21
3-2-1 主畫面功能說明.......................................................22
3-2-2 參數設定及功能區說明...........................................23
3-2-3 流程說明...........................................................................28
3-2-4 導電粒子檢測系統.........................................................30
3-2-4-1 第2區參數設定與功能說明..........................31
3-2-4-2 第3區參數設定與功能說明..........................33
3-2-4-3 第4區參數設定與功能說明..........................34
第四章 研究方法....................................................................................38
4-1 IC與玻璃對位偏移量量測.........................................................38
4-2 導電粒子壓著狀況檢測............................................................38
4-2-1主要演算法詳述...............................................................38
4-2-1-1 型態學(Morphology) .....................................39
4-2-1-1-1 侵蝕(Erosion) ...................................40
4-2-1-1-2 膨脹(Dilation) ..................................41
4-2-1-1-3 開運算(Opening) .............................42.
4-2-1-1-4 閉運算(Closing) ...............................43
4-2-1-2 高斯濾波器(Gaussian Filter)..........................44
4-2-1-3 連接物件標記(Connected Component Labeling)45
4-2-1-4 導電粒子檢測演算法.....................................46
4-2-2 異物瑕疵的判別..............................................................47
4-2-3 連點的判別......................................................................48
4-2-4 Pad定位誤差補償............................................................49
第五章 結果與探討................................................................................50
5-1 瑕疵與連點改進後結果比較....................................................50
5-2 使用Pad定位誤差補償之評估..................................................53
5-3 導電粒子檢測結果....................................................................55
第六章 結論與未來發展........................................................................64
參考文獻..................................................................................................65
附錄A 人工與自動化檢測結果比較....................................................66
表目錄
表 3-1 模糊與清楚影像之比較...........................................................17
表 5-1 檢測粒子正確率表...................................................................50
表 5-2 同一個Panel取五次影像的定位誤差偏移量.........................54
表 5-3 三個不同的Panel各取一次影像的定位誤差偏移量.............54
圖目錄
圖 1-1 2004年台灣驅動IC產業產值發展趨勢...................................4
圖 1-2 台灣大尺寸面板用驅動IC封裝型式結構................................4
圖 2-1 TFT-LCD結構............................................................................5
圖 2-2 一個TFT畫素的結構.................................................................6
圖 2-3 各畫素點指定的時間變化.........................................................7
圖 2-4 光線導入TFT-LCD面板示意圖...............................................7
圖 2-5 COG 接合之LCD 面板............................................................9
圖 2-6 ACF應用於COG製程之說明圖...............................................11
圖 3-1 電控模組架構...........................................................................15
圖 3-2 電控模組...................................................................................16
圖 3-3 系統架構連接圖.......................................................................16
圖 3-4 表3-2清楚模糊影像放大比較圖............................................18
圖 3-5 軟體系統架構圖.........................................................................21
圖 3-6 軟體系統流程圖.........................................................................21
圖 3-7 AutoRun流程圖........................................................................28
圖 3-8 視覺自動校正流程圖.................................................................29
圖 3-9 檢測導電粒子主程式畫面.........................................................30
圖 3-10 第二區說明圖...........................................................................31
圖 3-11 滑鼠所在位置的局部放大影像...............................................32
圖 3-12 點選完Pad後的結果................................................................33
圖 3-13 第三區說明圖...........................................................................33
圖 3-14 Pad處理後局部放大圖..........................................................35
圖 3-15 自動偵測導電粒子處理結果圖...............................................35
圖 3-16 自動偵測導電粒子處理結果二值化圖...................................36
圖 3-17 連點與異物之顯示...................................................................37
圖 4-1 侵蝕運算效果...........................................................................40
圖 4-2 膨脹運算效果...........................................................................41
圖 4-3 開運算效果...............................................................................42
圖 4-4 閉運算效果...............................................................................43
圖 4-5 二維Gaussian函數以及Gaussian Filter的示意圖....................44
圖 4-6 連接物標籤化...........................................................................45
圖 4-7 導電粒子灰階值分佈特性.......................................................47
圖 4-8 含有異物的影像.......................................................................47
圖 4-9 偵測異物結果圖.......................................................................48
圖 4-10 含有連點的影像.....................................................................48
圖 4-11 因Pad位置誤差導致導電粒子漏算的情形.........................49
圖 4-12 Pad定位誤差補償後的結果..................................................49
圖 5-1 未經過處理的錯誤次數結果圖.............................................51
圖 5-2 經過處理的錯誤次數結果圖.................................................52
圖 5-3 將經過處理以及未經過處理的錯誤次數結果做比較.........52
圖 5-4 將經過處理以及未經過處理的錯誤次數做累計次數圖….53
圖 5-5 17吋導電粒子檢測結果含介面............................................55
圖 5-6 17吋Pad含有瑕疵檢測結果圖............................................55
圖 5-7 17吋導電粒子檢測原圖1......................................................56
圖 5-8 17吋導電粒子檢測結果圖1..................................................56
圖 5-9 17吋導電粒子檢測原圖2......................................................57
圖 5-10 17吋導電粒子檢測結果圖2.................................................57
圖 5-11 7吋導電粒子檢測原圖1.......................................................58
圖 5-12 7吋導電粒子檢測結果圖1...................................................58
圖 5-13 7吋導電粒子檢測原圖2........................................................59
圖 5-14 7吋導電粒子檢測結果圖2....................................................59
圖 5-15 7吋導電粒子檢測原圖3........................................................60
圖 5-16 7吋導電粒子檢測結果圖3....................................................60
圖 5-17 2.2吋導電粒子檢測原圖1.....................................................61
圖 5-18 2.2吋導電粒子檢測結果圖1.................................................61
圖 5-19 2.2吋導電粒子檢測原圖2.....................................................62
圖 5-20 2.2吋導電粒子檢測結果圖2.................................................62
圖 5-21 2.2吋導電粒子檢測原圖3.....................................................63
圖 5-22 2.2吋導電粒子檢測結果圖3.................................................63
詳細參考文獻請直接與作者連絡或參考實驗室網站
http://robotics.csie.ncku.edu.tw/
校內：2016-09-01公開校外：2016-09-01公開