阅读说明：本技术 一种显示模组整机匹配装置与干涉检查方法 (Complete machine matching device of display module and interference checking method ) 是由 吴磊 黄艳玲 张艳 憨正飞 毛雨路 陈道胜 李勇 于 2020-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种显示模组整机匹配装置与干涉检查方法,匹配装置包括感应模块、采集处理模块和计算机,本发明匹配装置通过在两层厚度相同的上弹性垫片和下弹性垫片之间设置若干薄膜压力传感器组成感应单元,并将感应单元置于显示模组与整机中框之间,通过重物压合完成整机组装,通过感应单元实时采集弹性垫片间的压力信号,并经过一定的数值转换得到显示模组与整机中框间的间隙参数,完成显示模组整机匹配的目的；操作简单,直观测试传感器位置的压力大小,经数值转换获得该位置的配合间隙；干涉检查方法测试结果精准,薄膜压力传感器压力测试数值精准,且操作人员操作过程中对其影响很小。(The invention discloses a complete machine matching device of a display module and an interference checking method, wherein the matching device comprises a sensing module, an acquisition processing module and a computer, a plurality of film pressure sensors are arranged between an upper elastic gasket and a lower elastic gasket which have the same thickness, so as to form a sensing unit, the sensing unit is arranged between the display module and a complete machine middle frame, the complete machine assembly is completed through heavy object pressing, pressure signals between the elastic gaskets are acquired in real time through the sensing unit, and a gap parameter between the display module and the complete machine middle frame is obtained through certain numerical value conversion, so that the complete machine matching purpose of the display module is completed; the operation is simple, the pressure at the position of the sensor is visually tested, and the fit clearance at the position is obtained through numerical value conversion; the interference inspection method is accurate in test result, the pressure test value of the film pressure sensor is accurate, and the influence on the film pressure sensor is small in the operation process of an operator.)

一种显示模组整机匹配装置与干涉检查方法

技术领域

本发明涉及显示模组生产，具体是一种显示模组整机匹配装置与干涉检查方法。

背景技术

目前常用的显示模组整机匹配性测试主要包括“感压纸”法测试及高度规点检测试两种方法。其中，“感压纸”法测试主要通过两层涂布化学药剂的感压试纸中涂布面相对贴合放置，依据显示模组与整机中框的外部轮廓将感压试纸裁剪成合适外形尺寸，整机组转完成并将两层感压试纸置于显示模组与整机中框间，显示模组正面重物压合一定时间，拿出感压纸观察是否出现红斑，“感压纸”测试法的成本较高，一卷感压纸价格高达数千元，且在测试过程中，测试人员裁剪、取放动作容易造成“红斑”现象产生，影响干涉位置的判断及最终测试结果。而高度规点检主要利用高度规分别测量显示模组的厚度尺寸及中框对应位置的凹槽深度，对比确定显示模组与整机中框的匹配位置时候存在间隙或干涉。

高度规测试对于测试平台水平度要求较高，且要求后框平面保持一致，不能出现局部凸出结构，测试操作难度高，测试误差较大，造成测试结果失真。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示模组整机匹配装置与干涉检查方法，通过在两层厚度相同的上弹性垫片和下弹性垫片之间设置若干薄膜压力传感器组成感应单元，并将感应单元置于显示模组与整机中框之间，通过重物压合完成整机组装，通过感应单元实时采集弹性垫片间的压力信号，并经过一定的数值转换得到显示模组与整机中框间的间隙参数，完成显示模组整机匹配的目的，整个装置操作简单，直观测试传感器位置的压力大小，经数值转换获得该位置的配合间隙；测试结果精准，薄膜压力传感器压力测试数值精准，且操作人员操作过程中对其影响很小；无特殊测试条件要求，由于薄膜压力传感器置于显示模组及中框之间，故对于后框平面度要求较低，能够直观反映显示模组与中框间的间隙及干涉情况。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种显示模组整机匹配装置,匹配装置包括感应模块、采集处理模块和计算机。

所述感应模块包括薄膜压力传感器、抗干扰信号线、上弹性垫片和下弹性垫片。

所述采集处理模块包括信号采集单元、信号处理单元和信号转换单元。

所述匹配装置包括整机后框，整机后框内设有整机中框，上弹性垫片的上方设有显示模组，显示模组上设有压板，压板上设有压块。

进一步的，所述上弹性垫片和下弹性垫片分别位于薄膜压力传感器的两侧。

进一步的，所述薄膜压力传感器通过抗干扰信号线与信号采集单元电性连接。

进一步的，所述上弹性垫片和下弹性垫片均置于整机中框内。

进一步的，所述显示模组上端通过压板放置压块完成整机压合，且上弹性垫片的上表面与显示模组的下表面接触，下弹性垫片的下表面与整机中框的上表面接触，通过抗干扰信号线将压力信号进行实时传输入多通道信号采集及处理机的信号采集单元内，信号采集单元将多路通道传输的压力信号按顺序以此传输入信号处理单元，多路信号源进入信号转换单元进行数值转换，将压力信号转换为对应的显示模组与整机中框间的间隙信号。

一种显示模组干涉检查方法，干涉检查方法根据弹性力学原理，上弹性垫片和下弹性垫片受力采用半无限空间体受均布载荷的力学模型，上弹性垫片和下弹性垫片的上表面受均匀分布的单位面积载荷P作用，厚度相同的弹性垫片总厚度为2H，水平形变量边界条件：U_x＝U_y，地面处竖直形变量边界条件：U_z＝U_2H。

由于只考虑竖直方向的形变，故当薄膜传感器置于弹性垫片深度为z的位置时，弹性垫片在相应位置的形变量及应力值为：

将薄膜压力传感器置于弹性垫片深度为H的位置处，则此处的应力值为σ_z＝P+pgH，与载荷P呈线性比例关系，故在薄膜传感器测试前的标定时，可将偏移量pgH预设，即从理论上可将弹性垫片中的应力值作为作为测试时外加在整机上的压合力值。

假设上弹性垫片竖向刚度为k₁，下弹性垫片竖向刚度为k₂，根据弹性垫片串联定理，其串联后的等效刚度值为K＝1/(1/k₁+1/k₂)。

匹配装置中上下弹性垫片竖向刚度k₁＝k₂＝k，则带入得K＝k/2。

则若显示模组与整机中框无间隙配合，此时的弹性垫片变形量为：

若显示模组与整机中框存在间隙配合，则此时弹性垫片变形量为：

综上所述，可得显示模组与整机间的间隙大小为：

若Δx＞0，则显示模组与整机间局部为间隙配合，两者之间存在一定间隙；

若Δx＝0，则显示模组与整机间局部为过度配合，两者之间无间隙也无干涉；

若Δx＜0，则显示模组与整机间为过盈配合，两者之间局部存在干涉结构。

进一步的，所述U_x表示x方形上位置的变量，U_y表示y方形上位置的变量,U_z表示z方形上位置的变量,U_2H表示弹性垫片厚度方向上的位置的变量。

进一步的，所述w_z为形变量，σ_z为应力值；v为弹性垫片材料泊松比；ρ为弹性垫片密度；E为弹性模量；g为重力加速度。

进一步的，所述P为外加载荷作用,G_m为显示模组重量。

进一步的，所述P为压块及压板的重量，需在整机匹配测试前通过电子天平测量获得；Gm为显示模组重量，需在整机匹配测试前通过电子天平测量获得；Q_z为薄膜压力传感器测试获得的压力信号参数，由于其为动态参数，为保证测试数据的准确性，需压块及压板压合整机一段时间后，待测试数据保持稳定时进行压力信号的采集；k为弹性垫片的竖向刚度，压块及显示模组重量为3kg-5kg，显示模组与整机间的间隙大小为0-0.5mm，故为保证数据采集的精准性，弹性垫片竖向刚度k取值范围因保持为：58.8N/mm-98.0N/mm。

本发明的有益效果：

1、本发明匹配装置通过在两层厚度相同的上弹性垫片和下弹性垫片之间设置若干薄膜压力传感器组成感应单元，并将感应单元置于显示模组与整机中框之间，通过重物压合完成整机组装，通过感应单元实时采集弹性垫片间的压力信号，并经过一定的数值转换得到显示模组与整机中框间的间隙参数，完成显示模组整机匹配的目的；

2、本发明匹配装置操作简单，直观测试传感器位置的压力大小，经数值转换获得该位置的配合间隙；

3、本发明干涉检查方法测试结果精准，薄膜压力传感器压力测试数值精准，且操作人员操作过程中对其影响很小；

4、本发明干涉检查方法由于薄膜压力传感器置于显示模组及中框之间，故对于后框平面度要求较低，能够直观反映显示模组与中框间的间隙及干涉情况。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明匹配装置部分结构示意图；

图2是本发明匹配装置部分结构示意图；

图3是本发明弹性垫片力学模型示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种显示模组整机匹配装置,匹配装置包括感应模块、采集处理模块和计算机300，如图1、图2所示。

感应模块包括薄膜压力传感器110、抗干扰信号线120、上弹性垫片131和下弹性垫片132，薄膜压力传感器110用于实时采集压力数值，抗干扰信号线120用于传输压力信号，防止其他电磁信号对信号传输的干扰，上弹性垫片131和下弹性垫片132分别位于薄膜压力传感器110的两侧，用于保护薄膜压力传感器110，防止其直接接触显示模组或中框引起的传感器刮伤及模组PCB板电气元件脱落，另一方面可用于将压力值转化为该处的弹性垫片变形值，经过数值转换获得其原始间隙值。

采集处理模块包括信号采集单元210、信号处理单元220和信号转换单元230，采集处理模块用于采集原始压力信号，薄膜压力传感器110通过抗干扰信号线120与信号采集单元210电性连接，信号处理单元220用于进行各通道信号的关联性分析，确保各通道信号互不干扰，信号转换单元230用于将采集的各通道的压力信号经过若干数值转换转化为对应的显示模组与中框间的间隙尺寸。计算机300用于进行相关参数设置及测试结果的直观输出。

匹配装置包括整机后框030，整机后框030内设有整机中框020，上弹性垫片131和下弹性垫片132均置于整机中框020内，上弹性垫片131的上方设有显示模组010，显示模组010上设有压板040，压板040上设有压块050，显示模组010上端通过压板040放置压块050完成整机压合，且上弹性垫片131的上表面与显示模组010的下表面接触，下弹性垫片132的下表面与整机中框020的上表面接触，实时采集不同位置的压力分布，并通过抗干扰信号线120将压力信号进行实时传输入多通道信号采集及处理机200的信号采集单元210内，信号采集单元210将多路通道传输的压力信号按顺序以此传输入信号处理单元220，信号处理单元220进行多路压力信号进行相干性分析，确保多路信号间无互相干扰，提升信号采集的准确性。确认无干扰的多路信号源进入信号转换单元230进行数值转换，将压力信号转换为对应的显示模组010与整机中框020间的间隙信号，以完成显示模组的整机匹配测试。

一种显示模组干涉检查方法，根据弹性力学原理，上弹性垫片131和下弹性垫片132受力采用半无限空间体受均布载荷的力学模型，如图3所示，上弹性垫片131和下弹性垫片132的上表面受均匀分布的单位面积载荷P作用，厚度相同的弹性垫片总厚度为2H，水平形变量边界条件：U_x＝U_y，地面处竖直形变量边界条件：U_z＝U_2H，U_x表示x方形上位置的变量，U_y表示y方形上位置的变量,U_z表示z方形上位置的变量,U_2H表示弹性垫片厚度方向上的位置的变量。

由于只考虑竖直方向(z向)的形变，故当薄膜传感器置于弹性垫片深度为z的位置时，弹性垫片在相应位置的形变量及应力值为：

式中，w_z为形变量，σ_z为应力值；v为弹性垫片材料泊松比；ρ为弹性垫片密度；E为弹性模量；g为重力加速度。

将薄膜压力传感器置于弹性垫片深度为H的位置处，则此处的应力值为σ_z＝P+pgH，与载荷P呈线性比例关系。故在薄膜传感器测试前的标定时，可将偏移量pgH预设，即从理论上可将弹性垫片中的应力值作为作为测试时外加在整机上的压合力值。

假设上弹性垫片竖向刚度为k₁，下弹性垫片竖向刚度为k₂，根据弹性垫片串联定理，其串联后的等效刚度值为K＝1/(1/k₁+1/k₂)。

匹配装置中上下弹性垫片竖向刚度k₁＝k₂＝k，则带入得K＝k/2。

则若显示模组与整机中框无间隙配合，此时的弹性垫片变形量为：

式中，P为外加载荷作用,G_m为显示模组重量。

若显示模组与整机中框存在间隙配合，则此时弹性垫片变形量为：

综上所述，可得显示模组与整机间的间隙大小为：

若Δx＞0，则显示模组与整机间局部为间隙配合，两者之间存在一定间隙；

若Δx＝0，则显示模组与整机间局部为过度配合，两者之间无间隙也无干涉；

若Δx＜0，则显示模组与整机间为过盈配合，两者之间局部存在干涉结构。

P为压块050及压板040的重量，需在整机匹配测试前通过电子天平测量获得；Gm为显示模组重量，需在整机匹配测试前通过电子天平测量获得；Q_z为薄膜压力传感器测试获得的压力信号参数，由于其为动态参数，为保证测试数据的准确性，需压块050及压板040压合整机一段时间后，待测试数据保持稳定时进行压力信号的采集；k为弹性垫片的竖向刚度，由于压块050及显示模组010重量一般在3kg-5kg，显示模组与整机间的间隙大小为0-0.5mm，故为保证数据采集的精准性，弹性垫片竖向刚度k取值范围因保持为：58.8N/mm-98.0N/mm。PCB板上的电气元件数量较多，截面结构较复杂，为同时保证弹性垫片的延展性，选取橡胶、泡棉等弹性材料作为弹性垫片。

使用时，通过在两层厚度相同的上弹性垫片131和下弹性垫片132之间设置若干薄膜压力传感器110组成感应单元，并将感应单元置于显示模组与整机中框之间，通过压块050压合完成整机组装，通过感应单元实时采集弹性垫片间的压力信号，并经过一定的数值转换得到显示模组与整机中框间的间隙参数，完成显示模组整机匹配的目的，整个装置操作简单，直观测试传感器位置的压力大小，经数值转换获得该位置的配合间隙；测试结果精准，薄膜压力传感器压力测试数值精准，且操作人员操作过程中对其影响很小；无特殊测试条件要求，由于薄膜压力传感器置于显示模组及中框之间，故对于后框平面度要求较低，能够直观反映显示模组与中框间的间隙及干涉情况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。