近几年,随着智能手机、高清电视等行业的快速发展,作为显示终端核心部件的液晶模组随之变得越来越精密。在液晶模组生产工艺中,各向异性导电薄膜(Anisotropic Conductive Film,ACF)互连技术是液晶显示器件能不断朝着更加集成化、轻薄化、高分辨发展的基础技术之一。液晶模组ACF互连技术是通过预热压合ACF材料实现利用ACF材料中的导电微球将集成电路芯片(Integrated Circuit,IC)、柔性电路(Flexible Printed Circuit,FPC)的焊盘(Pad)和玻璃基板上氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)凸点(Bump)电气连接,从而最终实现IC、FPC和液晶面板之间的信号导通。液晶模组ACF互连效果的好坏直接影响液晶模组的可靠性,因而在液晶面板模组生产过程中必须严格监控ACF互连质量,以便保证后续产品质量及生产工艺的改进。与此同时,随着液晶模组在日常生产生活中的广泛使用,对液晶模组的巨大产能需求进一步要求对液晶模组ACF互连实现在线式快速检测。自动光学检测(Automatic Optic Inspection,AOI)技术以其非接触、高速性等优点而广泛运用于工业制成中。然而受制于液晶模组ACF互连所涉及的微米级超密集封装、ACF互连电气导通机理的特殊性等诸多因素限制,广泛运用于印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)等行业检测的传统AOI技术并不能直接运用液晶模组ACF互连检测,需要根据液晶模组ACF互连的特性及需求,针对性研究开发适合于液晶模组ACF互连检测的AOI技术。本文的主要工作就是围绕实现在线式液晶模组ACF互连AOI检测而展开的。主要的研究成果和创新之处如下:1)提出了基于微分干涉相衬成像的液晶模组ACF互连AOI检测方法液晶模组ACF互连是利用预热压合ACF材料中导电微球来实现IC芯片、FPC电路与液晶面板之间电气导通。IC、FPC与液晶面板之间电气导通性能的可靠性,受制于压合在玻璃基板ITO凸点和IC、FPC焊盘之间的导电微球数目、分布及导电微球压合程度等因素。目前广泛运用在ACF材料中的导电微球的直径尺寸处于3-5mm,传统AOI的成像方式难以在高速曝光成像时实现大范围内对处于玻璃基板ITO凸点和IC芯片(或FPC电路)焊盘之间的压合导电微球的信息捕获,尤其是导电微球的压合状态信息成像。本文在研究了液晶模组ACF互连工艺特性基础上,提出了基于微分干涉相衬(Differential Interference Contrast,DIC)成像和后向反馈(Back Propagation,BP)神经网络技术结合来分析液晶模组ACF互连中导电微球的状态信息,实现了过检率不超过2%、漏检率不超过0.1%的液晶模组ACF互连AOI检测。2)提出了基于DIC成像的液晶模组ACF互连电阻快速量化评估方法液晶模组ACF互连的导通性能对液晶模组产品的可靠性有着重要影响,而液晶模组ACF互连导通性可直接体现在液晶模组ACF互连电阻上。与此同时,定量评估液晶模组ACF互连电阻有利于数字化分析液晶模组ACF互连质量,对液晶模组生产工艺的改进、提升有着重要价值。现阶段在液晶模组厂内,传统获取液晶模组ACF互连电阻的方法是通过电测来实现。虽然传统电测液晶模组ACF互连电阻能获取很好的测量精度,但使用电测获取液晶模组ACF互连电阻操作极为不便、效率低下,尤其是在液晶模组越来越精密的超密集ACF封装情况下,使用电测获取液晶模组ACF互连中成百上千个微小且密集排布电气导通点的互连电阻极其困难、耗时。本文在研究液晶模组ACF互连工艺、ACF互连电阻模型的基础上,提出了一种新的、基于光学方法来实现液晶模组ACF互连电阻量化评估方法,即基于DIC成像技术来量化评估液晶模组ACF互连电阻,实现了快速量化评估液晶模组ACF互连中各个电气导通连接点的互连电阻。3)设计了在AOI检测系统中大面积使用光栅尺进行精密成像、定位控制在液晶模组ACF互连AOI检测中,涉及到的对大范围内的微小目标导电微球的检测。采集到的导电微球图像的像素可靠性会影响检测结果。同传统PCB AOI检测相比,液晶模组ACF互连AOI检测处于微米级别,而单个液晶模组需要检测的ACF互连区域尺寸却和PCB检测尺寸接近。这样就需要实现对大区域高分辨率无损(指成像空间和图片像素一一对应,无像素重复或者丢失)成像。本文设计了在在线式液晶模组ACF互连AOI检测系统中使用光栅尺进行精密成像、定位控制。通过光栅尺信号和成像空间坐标位置的精准一一对应,硬件触发线阵相机进行成像。通过光栅尺信号和运动空间位置的精准一一对应,把光栅尺反馈信号作为比例-积分-微分(Proportion Integral Derivative,PID)控制信号输入,实现精准运动位置控制。通过在液晶模组ACF互连AOI检测对光栅尺的引入,降低了精密液晶模组ACF互连AOI检测设备在硬件设计、硬件加工、装配方面的高要求,并最终实现大区域高分辨率无损成像,相应设计方法对其他检测领域具有借鉴价值。4)设计了适用于在线式液晶模组ACF互连AOI检测的光机系统液晶模组ACF互连AOI检测相对传统PCB板AOI检测,其检测精度需要满足对微米级检测目标的检测,如液晶模组ACF互连过程中涉及的焊盘、ITO凸点及导电微球尺寸属于微米级尺寸,对其检测需要亚微米级的分辨率。与此同时,液晶模组ACF互连区域尺寸要求能够对大范围的检测区域进行高分辨成像,需要线阵扫描模块能够高精度运动、清晰对焦地进行精准扫描成像。本文设计了适用于在线式液晶模组ACF互连AOI检测的高分辨率成像光机系统。该光机系统基于光栅尺信号触发线阵相机高速扫描成像,激光位移传感器和线阵相机组合实现自适应对焦,基于光栅尺信号的PID控制定位来实现精准定位。相关设计能够满足在线式液晶模组ACF互连AOI检测要求,实现了不超过4 s完成7尺液晶模组ACF互连检测。