基于机器视觉的玻璃覆晶互联电阻的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的互联电阻的预测方法，包括步骤：获取显示模块的驱动芯片的凸点的图片；对图片进行计算机视觉处理，获得对应该凸点的多个导电颗粒的个数和每个导电颗粒与该凸点接触的接触面积；使用互连电阻基于导电颗粒的接触面积的模型，对每个导电颗粒计算其互连电阻；将多个导电颗粒的互连电阻作为多个并联电阻，获得凸点与电极之间的互连电阻。本发明专利技术可以在线式地或离线式地应用于预测使用玻璃覆晶封装的显示模块的驱动芯片的凸点与玻璃基板的电极之间的互联电阻，具有精度高、功能性强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种互联电阻的预测方法，尤其涉及一种用于玻璃覆晶封装的显示模块的基于机器视觉的互联电阻预测方法。
技术介绍
平板显示器系列产品是现代信息社会中使用最广泛的一种人机交互媒介，它在民用、商用和军用领域里都扮演着举足轻重的角色，如平板电视、手机、笔记本电脑等都涉及它的应用。在平板显示器的制造过程中，玻璃覆晶封装(Chip on Glass, COG)是一项关键的生产技术，它由日本公司在20世界八十年代首先开发并运用于便携式电视机显示屏生产的，具有密度高、成本低、效率高、尺寸小等优点，随着平板显示不断向高密度和大容量方向发展，已成为显示驱动封装领域内支配性的封装互联技术。目前平板显示器行业应用最为广泛的COG封装工艺采用的是各向异性导电胶(Anisotropic Conductive Film,ACF)热压。ACF由高分子聚合物和均匀分散在其中的导电颗粒组成，导电颗粒的直径大约为3-5微米，通常是一种表面包裹金属材料的树脂颗粒。如图I所示的采用ACF-COG的显示模块，其中，驱动芯片(Driver Chip) 2的下表面具有多个凸点4，这些凸点的间距为a、中心距为b ;玻璃基板(Glass Substrate) 3的上表面具有多个透明的铟锡氧化物(Indium-TinOxidation, ΙΤ0)电极5。在COG封装过程中，首先将ACF层I贴敷于驱动芯片2和玻璃基板3之间，并使凸点4和电极5的相互对准，然后进行加热并施加压力F。如图2所示，ACF层I中的高分子聚合物受热后固化，将驱动芯片2和玻璃基板3粘结固定在一起，与此同时，ACF层中的导电颗粒6部分地被捕捉在凸点4和电极5之间，并在外力条件下受到挤压。这样，通过其表面包裹的金属材料，被捕捉的导电颗粒6在凸点4和电极5之间建立了电连接。随着平板显示器单位面积像素数、像素色彩度越来越高，产业界对ACF-COG封装密度的需求也越来越高，其中驱动芯片的凸点与玻璃基板的电极之间的互联电阻及电气可靠性是产品最重要的一项特性指标，其数值与模块邦定(bonding)参数(如压力、温度)、邦定设备特性(如对位精度、邦头与基准面平行度、邦定设备刚度等)、材料特性参数(如弹性模量、泊松比、电阻率、颗粒密度、绝缘树脂粘度)、凸点及电极参数(如凸点尺寸、间距)等诸多参数相关，影响因素众多。如何确保在凸点间不短路的情况下，互联电阻小、均匀并且可控是产业界与学术界研究的热点。现有平板显示器封装企业检测互联电阻多数通过制造模拟芯片，经热压邦定过程后，用四点测电阻方式测定互联电阻，经过统计分析控制产品的良品率。ACF的供应商则建议凸点下方保证5个以上压至天使翅膀形(精灵形)的导电颗粒即可保证互联电阻特性。显而易见，前者方法费料并需要大量人工，且因驱动芯片管脚众多，该方法无法快速发现互联电阻异常的凸点；后者方法仅提供了一个统计后的经验性指标，评判标准模糊，也无对应的定量电阻特性，在现有封装企业也仅用于前者方法的参考对照(通常由工程师人工经光学放大镜数导电颗粒)。另外，目前提出的针对导电颗粒是金属球的各向异性导电胶(Anisotropic Conductive Adhesive,ACA)互联电阻模型预测得到的电阻普遍比实测的电阻(通常为ΙΟΟπιΩ)小I 2个数量等级。因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于机器视觉的互联电阻预测方法，提高对使用ACF-COG封装的显示模块的驱动芯片的凸点与玻璃基板的电极之间的互联电阻的预测精度。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的互联电阻的预测方法，通过建立互联电阻基于导电颗粒的接触面积的模型以及获取导电颗粒的接触面积，实现对使用ACF-COG封装的显示模块的驱动芯片的凸点与玻璃基板的电极之间的互联电阻的高精度预测。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于机器视觉的互联电阻的预测方法，用于预测使用玻璃覆晶封装的显示模块的驱动芯片的凸点与玻璃基板的电极之间的互联电阻，所述凸点与所述电极之间具有多个导电颗粒，其特征在于，包括步骤获取所述凸点的图片；对所述图片进行计算机视觉处理，获得所述多个导电颗粒的个数和每个所述导电颗粒与所述凸点接触的接触面积；使用互连电阻基于导电颗粒的接触面积的模型，对每个所述导电颗粒计算所述导电颗粒的互连电阻；将多个所述导电颗粒的互连电阻作为多个并联电阻，获得所述凸点与所述电极之间的所述互连电阻。进一步地，所述多个导电颗粒在所述凸点和所述电极之间被压缩成鼓状。进一步地，所述互连电阻基于导电颗粒的接触面积的模型为S =g ++叫4V 4{^α2-β-α+β J其中，Rsp为所述导电颗粒的互连电阻，Ptb为所述凸点的表层金属的电阻率，Ρρ。为所述导电颗粒的表层金属的电阻率，Pbp为所述电极的表层金属的电阻率，Α。为所述导电颗粒与所述凸点接触的接触面积，Pblk为所述导电颗粒内部金属的导电率，Clthidi为所述导电颗粒的所述表层金属的厚度，β为所述导电颗粒的所述接触面积与所述导电颗粒未压缩(4 + )6 + 803 Y'3 ^ 2β时的中心面积的比值，α =—^—— ..朽，所述导电颗粒与所述电极接触的接触面ΙΠ + φβ + ξβ3)积等于A。。优选地，所述凸点的所述图片的获取方式为在线式的，包括在进行所述玻璃覆晶封装的邦定机的底部设置透明材料的支撑板并在所述支撑板的下方安装光学显微摄像系统；在进行所述玻璃覆晶封装的过程中，使用所述光学显微摄像系统获取所述凸点的所述图片。进一步地，所述光学显微摄像系统包括光学镜头、光源系统和摄像头，所述摄像头正对所述凸点。进一步地，所述摄像头的快门速度不低于O. Ims0进一步地，所述透明材料为石英。可选地，所述凸点的所述图片的获取方式为离线式的，包括在光学显微镜的顶部安装摄像头；把完成所述玻璃覆晶封装的所述显示模块放在所述光学显微镜的载物台上，使用所述摄像头获取所述凸点的所述图片。进一步地，所述摄像头获取经过所述光学显微镜放大的所述凸点的所述图片。进一步地，所述计算机视觉处理包括步骤将所述图片处理成灰阶图像；在所述灰阶图像上提取所述凸点的凸点图像；二值化所述凸点图像并进行包括颗粒分离和滤波的处理，得到所述多个导电颗粒的个数及每个所述导电颗粒与所述凸点接触的接触面积。在本专利技术的较佳实施方式中，在进行玻璃覆晶封装的邦定机的底部设置石英的支撑板并在支撑板的下方安装光学显微摄像系统，光学显微摄像系统包括光学镜头、光源系统和摄像头，摄像头正对凸点。在进行所述玻璃覆晶封装的过程中，使用光学显微摄像系统获取凸点的图片。其中，摄像头的快门速度为O. Ims,图片的像素为130万。对该凸点的图片进行计算机视觉处理后获得与该凸点接触的多个导电颗粒的个数以及每个导电颗粒与该凸点接触的接触面积。使用互连电阻基于导电颗粒的接触面积的模型，计算每个导电颗粒的互连电阻。最后，将这些导电颗粒的互连电阻作为多个并联电阻，获得凸点与电极之间的互连电阻。由此可见，本专利技术基于机器视觉的互联电阻的预测方法通过建立互联电阻基于导电颗粒的接触面积的模型以及获取导电颗粒的接触面积，实现了对使用ACF-COG封装的显示模块的驱动芯片的凸点与玻璃基板的电极之间的互联电阻的高精度预测，并可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的互联电阻的预测方法，用于预测使用玻璃覆晶封装的显示模块的驱动芯片的凸点与玻璃基板的电极之间的互联电阻，所述凸点与所述电极之间具有多个导电颗粒，其特征在于，包括步骤：获取所述凸点的图片；对所述图片进行计算机视觉处理，获得所述多个导电颗粒的个数和每个所述导电颗粒与所述凸点接触的接触面积；使用互连电阻基于导电颗粒的接触面积的模型，对每个所述导电颗粒计算所述导电颗粒的互连电阻；将多个所述导电颗粒的互连电阻作为多个并联电阻，获得所述凸点与所述电极之间的所述互连电阻。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盛鑫军，贾磊，熊振华，王志平，丁汉，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：