《LCM结构培训课程》word版.doc

LCM 结构的培训课程一、模块的组成：液晶显示模组(Liquid Crystal Display Module)，缩写为LCM或LCDM。结构流程：固定方式连接方式液晶显示模块控制器CONTROLLER外部接口显示器件LCD Panel驱动器DIRVER二、常用的接口连接方式：n插座连接（Connecter）n排线（FFC）n柔性线路板（FPC）n导电纸（Heat Seal）n电缆线（Flex Cable）插座连接（Connector）：n通常都是标准件选购的供应商如下：NAIS、HIROSE、 ELCO 、OMRON选择的原则：交货周期短、品质合格的产品。但需要与客户端连接器配合为前提。三、模块结构分类： 普通模块的核心部件就是LCD与集成板，故液晶显示器件的安装需要依靠其它的元件来连接。l故按显示器件（LCD）与驱动器板的连接方式与固定方式不同来区分。n连接方式： 导电胶条，是一种普通的连接方式。热压胶条（又称导电纸）。直接集成连接（金属PIN脚的连接）。n固定方式：铁架（铁架扭脚嵌入PCB）。背光胶架（用螺丝，定位销固定）。四、模块结构零部件类型nPANELn背光（BACKLIGHT）n刚性线路板（PCB）n柔性线路板（FPC）n触摸屏（TOUCH PANEL）n背光（BACKLIGHT）n作用： 1.固定作用 2.导光作用n类 型 ： 按光源位置分为1.底背光;2.侧背光。 按光源类型分为1.LED背光2.EL背光;3.冷管背光n结构:.底LED灯一般由胶架+FPC+散光纸+LED灯 底LED灯背光采用点光源LED灯. 1.1 背光结构 1.1.1 双屏背光典型结构BLACK-WHITE TAPEDIFFUSERBEFBEFDIFFUSERLIGHT GUIDEDIFFUSERBEFBEFDIFFUSERBLACK-WHITE TAPE1.1.2 单屏背光典型结构BLACK-WHITE TAPEDIFFUSERBEFBEFDIFFUSERLIGHT GUIDEREFLECTOR1.2 背光材料1.2.1 REFLECTOR：反射片，功能是反射光线，主要有银色反射膜和白色反射膜，一般两面相同效果。1.2.2 DIFFUSER：扩散片，功能主要是将集中的光线扩散开以达到匀光的效果，扩散片扩散面背向导光板放置。1.2.3 BEF：将扩散片分开较大角度的光线方向改变到导光板垂直方向。1.2.4 B/W TAPE：黑白胶带，白面朝向导光板，起到反射光的作用，黑面朝外，起到遮光的效果，黑面有带胶和不带胶之分，一般带胶以固定LCD。1.2.5 Double side TAPE：双面胶带，用在固定FPC和背光模块。1.2.6 HOUSING：胶框，用于支撑和固定LCD。1.2.7 LIGHTGUIDE：导光板，是背光的关键部件，主要是靠网点使光大致均匀，其网点的设计直接决定了背光的均匀性，对辉度的影响也非常大。1.2.7 LED：发光二极管，是背光的点光源，LED的辉度，色度基本决定了整个背光模块的辉度和色度。1.2.8 FPC：柔性电路板，固定LED和连接线路。 1.3.2 辉度： LCM一般辉度为300500 CD/,手机LCM 300CD/已经足够，如果客户没有特殊要求,考虑TFT LCD的一般透光率不到10%, 背光一般辉度为2800 CD/ MIN，而CSTN的透光率比TFT LCD的高，一般2000 CD/ MIN。 1.4 背光结构设计： 确定和LCD配合的尺寸：HOUSING卡槽中心和LCD显示区域中心对齐，卡槽比LCD单边大0.1mm,并且深度比LCD厚度大0.1mm，四个角落需做防LCD崩角的让角设计,一般长1mm,宽0.20.5mm。 LCM的固定设计:确定和客户端结构的配合和LCM的固定，如果LCM有铁框，则还需要考虑LCM和铁框的配合尺寸，一般单边留空隙0.10.2mm,视模块大小而定，一般尺寸越大，则留出的配合间隙越大。黑白屏发光区域L/A要比V/A单边大0.5mm以上,彩屏发光区域L/A要比A/A单边大0.5mm以上。胶架的侧壁最小厚度为0.80mm,特殊情况可为0.5mm 胶架的底面最小厚度为1.0mm 插灯箱条的胶架槽位最小宽度一般不小于1.70mm插LED的胶架槽位最小宽度为1.35mm. FPC,PCBA和背光配合尺寸的确定：一般手机LCM都带有PCB，现在主要使用胶带固定PCB, FPC在背光上面，用定位柱和定位孔确定相对的位置，定位孔要比定位柱直径大0.050.1mm。LED灯的连接方式: 串联.并联.混联三种连接方式。需要了解客户的选择，串联或者并联、几粒灯，亮度要求如何，一般向客户推荐原则，1.5寸彩屏项目，单彩两颗灯、双彩三颗灯，1.8寸彩屏项目单彩三颗灯，双彩最好四粒灯；客户特别要求的除外。还有背光驱动IC不在模块上需要请客户告知我们所选LED DRIVER型号。 nPCB设计PCB：即印制电路板是在绝缘基材上，按预定设计，制成印制线路，印制元件或由两者组合而成的导电图形后制成的板。作为元器件的支撑，并且提供系统电1.1 冲模图设计注意事项n 首先明确整个Module的各装配关系，确定在PCB上有装配关系的孔和槽将其在冲模图上表达清楚，且其尺寸应为成品后的尺寸。冲模图纸一般以放置零件多的那面为正面,并在正面标明“容易区分的标志”字样。n PCB板在设计时一定要考虑元件采用SMT的方案，规则型的单板要注意元件与PCB板边缘的距离，不规则的尽量采用单、多只联板 。n PCB板的材料的选用：Module板一般都为双面纤维板(单面纤维板和纸板不常用)，所选用的规格（厚度尺寸）有：0.40mm、0.60mm、0.80mm、1.00mm、1.60mm，还有1.20mm、2.30mm但不常用 。目前常用的有0.40mm、0.60mm。有带铁架的PCB厚度一般应不少于1.00mm为佳，尺寸较大的常应选用1.60mm厚度规格 。n 当副屏嵌入PCB板内，PCB内框尺寸的设计，可按照如下图来设计。 1.2 PCB板设计公差 PCB固定螺丝孔间距误差为0.05mm, 螺丝孔中心与PCB边的间距误差为0.15mm。采用冲模的PCB外围尺寸误差为0.30mm。PCB的常用厚度误差为 ： PCB厚度 误 差 PCB厚度 误 差 PCB厚度 误 差0.400.05 mm0.800.1 mm1.600.130 mm0.600.05 mm1.000.12 mm一般开模做样品时，PCB板的定型还没完全确定的最好先采用锣机加工，采用锣机的冲模图 ，其内角设计为半径R0.5mm的圆角，在PCB板内必须有两个直径大于1.50mm的定孔 （一般在冲模板内的对角位上）孔边离板边距离要1.50mm. 锣机冲模图纸上的“图框”标注公差(也即其余公差)应为0.10mm,不能使用 0.05mm的. 导光板上的两固定孔的位置公差允许0.20mm(当然其孔径要比PCB 的孔大0.250.35mm).装配误差一般取0.50mm。1.3 PCB板布线将Autocad的PCB冲模绘图档用Dxf格式转换导入，导入前把所有线及字符放到同一层，且用同一颜色，去掉不需要的内容，并且把加工PCB定位时的原点移到坐标点（0，0），再导入到PowerPCB中层为非走线层上，建议放到底层的下一层，比如：四层板放到第五层，六层板放到第七层上。将原理图通过Tools菜单下的OLE Powerpcb ConnectionDesignSynchronize PCB 传送到PowerPCB转换完成后，不得有错误提提示信息。 1.4 各环境参数的设定n Unit（采用metric）n Display Grid（“显示格点”不应太大）n Design Grid（“步进格点”视走线而定）n Via Grid（参照菲林设计标准，不要使用带内小孔的甜甜圈）n Hole（各孔在设定时，不要使用甜甜圈）n Layer（内定为二层Layer 1,Layer 2）n Minimum Display (过滤线宽显示)n Hatch Grid （一般取0.10 mm,太小会影响显示速度，小于灌铜区的线型尺寸时是整张铜皮，大于其尺寸时显示为网格）1.5 菲林的设计标准1 底板轮廓宽度为0.001mm，菲林加冲模外围线框角。2 冲模须用正面啤法，冲模图要标明主要元器件及其避空位置,锣机图可以不用。3 绿油菲林与螺丝孔、焊锡位、按键位、推制位、测试点、Slot位及导电脚的单边避空为0.2mm。4 导电脚离板边及金属线路离Slot位大于0.5mm(特殊情况视PCB情况决定)，其他线路（包括白字油线圈或字符）离板边（包括缺口边）不得少于0.50mm。5 Bonding位金属线路的线宽不得小于0.18mm，间距不得少于0.10mm。6 帮定IC的外型白油圈线宽设计为0.35mm 。其它金属线路的线宽不得小于0.10mm，间距不得小于0.10mm，金属字符线宽不得小于0.1 mm。7 采用金属线路的按键线宽为0.20.3mm，间距为0.30.4mm。8 螺丝孔、定位孔金属环的直径至少比孔径大0.4mm。9 按键线路与其他线路之间的间距不得小于0.6mm。10 螺丝孔在半径5.00mm的范围内尽量不要有线路。定位孔与其他线路的间距不得少于0.2mm。11 正反线路连接点的孔径: 板厚1.6m不得少于0.5mm，其金属点的直径比孔径大0.3mm，板厚1.0mm或以下的不得少于0.4mm，其金属点直径比孔径大0.2mm。12 电源线路、外围线路的稀线路应尽量适当加粗。13 线路板如果有连接器和BGA封装的零件，在线路板上应增加两个直径大于0.50 mm并带绿油避空的金属PADS 点（最好在对角上），作为SMT用的对位点，此类板在排大板时，也要做钢网菲林。 14 线路板中出现的唛头、型号及版本只能做在正面菲林、反面菲林及白油菲林上。所有菲林都应做上标识。15 白字油菲林中出现字体高度不小于1.0mm，线宽不小于0.10 mm，且不得经过导通孔位、绿油避空位或上焊盘位。16 线路板内至少应保证有2个定位孔供测试用。17 菲林种类标识:A.正面线路；B.反面线路； C.正面绿油；D.反面绿油；E.正面白油；F.反面白油；G.定点绿油。18 焊位（圆形、方形）等离相邻线路距离不得少于0.30 mm，特殊情况的可适 当缩小其感光绿油避空位及免去其缩小绿油避空位。19 设计布线时，有足够位置的情况下，尽量加大线距及线宽，不得以最小线宽，线距进行排大片。20 在线路有需要增加测试点时，测试点增加后，线路不得出现小面积的封闭掏空位。21 钻孔资料的螺丝孔，定位孔必须与冲模图统一。22 灌铜区离线路至少0.10 mm，离钻孔区0.13 mm，离SMT、SMD区0.25 mm。1.6 二层板的设计规范 n PCB在建库布线时应遵循如下各层的定义。n 各层的功能简介n Layer_ 1（TOP）正面线路层（一般为IC或主要零件放置面）n Layer _2（BOTTOM）反面线路层（一般为非元件面）n Layer _26（Silkscreen Top）为顶层白字油n Layer _29（Silkscreen Bottom）为底层白字油n Layer _21（Solder Mask Top）正面感光绿油层n Layer _28（Solder Mask Bottom）反面感光绿油层n Layer_ 30 （Assembly Drawing Bottom）为零件数值层。 n 2层板的做法完整一般要Plot 5张菲林。1.7 四层板设计规范 四层板：在二层板的基础上增加两个内层Layer_2、Layer_3,Bottom则改为Layer_4，一般采用Layer_2作为GND层、Layer_3作为Vdd层。备注：最好只用底和面层（1.4层）走线, 再考虑使用VDD层,当VDD层也未能成功走线，最后才考虑使用GND层走线。若有客户要求模块考虑EMC的，PCB板必须采用多层板方案。1.8 线路板的（自检）审核步骤n 新建的元件封装，应在建好后就提供给PCB审核员或开发工程师先行审核，审核通过后方可使用。 n PCB LAYOUT 提供审核所必备的资料： 确认图 原理图 冲模图 玻璃图（如果有玻璃的） n 布板的中心原点应同冲模图的中心原点一致。n 外围的轮廓线选用ALL LAYER，线粗为0.00001 mm 。 n 接口位或有定向的元件必须有正确的、清晰的Mark 。a) 接口封装、IC等的第一脚用不同于其他的焊盘外形，或在旁边 （不被IC覆盖的 位置）加白油圈点或金属圆点。 b) 二极管要加电气符号，电解电容应标极性。 c) 特别要注意可调电阻、三极管的各脚电气序号的正确性 n 导电胶条的放置范围，不应有没有绝缘措施的过孔（Via）。n Via过孔的避空位： a, Bonding IC 的PCB板 Via的上、下面一般都必须避空。 b, Package IC的PCB板 ，其SMT面的Via不用避空。 n 原则上控制器应尽量靠近接口位，布线尽量短。n EL逆变器电路尽量靠近EL片的焊接位，而且线路尽量粗。n 元件的放置要合理，一般以原理上的各功能块为放置单元。n 布线要以走短、走直、少过孔为原则。电源线、地线要尽量走粗。n Bonding IC的线路 如果元件的高度大于2.00mm的，要保证有距离COMS 的封胶外围10.00mm以上。n 原理图和PCB布线板在转换时，不得有错误提示信息。n 布板上的元件没有电气连接的，将其导出（或列表），并一一校对。n 设定合理布板规则（Design Rules），并使用（Verify Design）检查是否有短路、间距太小或未布完的线等。n 各电气属性是否符合要求。n 焊盘位和绿油避空位要相对应，尽量不要使用layer17、layer18作为solder mask（用旧板有小改动的除外），新设计的PCB板建议用POWER PCB内定的CAM OUT 中的solder mask （Top/Bottom）输出菲林文档。n PCB 板上的热压导电纸位，其对应面及背面的位置不得放置零件，每边至少离开2.00mm。n 在多层板的设计中，要注意螺丝孔、侧灯的SLOT位、EL焊位等在内层要相应避开，否则其PTH（Plate Through Hole）会将内层短接。n SMT的IC第一脚的标识（一般选用线路层或白油层加一小圆圈）尽量放在元件的外端，以方便检测、判别、维修。n PCB设计时，零件的焊盘位离板边最小3.00mmn PCB设计的长、宽小于60mm时尽量考虑连板的方式；长、宽大于250X150mm时不需连板，但要加金属对位点。n PCB板的铁架接触位，在设计时需经过一调线和一0805的电阻的并联再接地。n 导电胶条的金手指位距离插装铁架的SOLT位，建议0.50mm以上，不够位的也不得小于0.25mm。 2.0 排大版(用于提供给供应商做批量生产的PCB资料) n 排大版所必须具备的资料1 检测报告（在做试板时各配件、生产部门所反馈的信息）2 GEBER文件（把检测报告中出现的问题修改好后，再输出的GEBER文件）3 原理图（确保为最新版本）（文档）4 零件位置图（文档）5 确认图（文档）6 各片GEBER文件的打印图（有新增镜头的，可在联络中注明）7 PCB冲模图（图纸和文档）8 线路驳线板菲林9钻孔资料10分孔图（图纸）nFPC设计1.1 何谓 FPC ?FPC是英文Flexible Printed Circuit的简称。是一种铜质线路印制在PI聚酰亚胺（Polyimide）或PE聚脂（Polyester）薄膜基材上，具有可自由弯曲和可挠性，纤薄轻巧、精密度高，可以有多层线路，并于板上贴芯片或SMT 芯片。装配方式：插接、焊接、ACF热压。台湾称其为“软性印刷电路板” 简称为“软板”， 其它名称如“可挠性线路板”，“软膜”，“柔板”等；FPC 与 PCB（Printed Circuit Board）最大之不同在于”柔软，可挠折，可屈挠”。1.2 FPC 材料组成及规格（材料厚度）1.2.1基材Base film： 12.5、25、50、75、125um（PIPE)基材指铜箔基板所用以支撑之底材，亦指保护胶片之材料。基材依用途可分为下列两种：基材使用用途结合物质铜箔基板利用接着剂与铜箔结合提供支撑作用保护胶片与接着剂结合用以绝缘保护线路用 1.2.2 铜箔Copper Foil：为铜原材，非压合完成之材料。铜箔依铜性可概分：电解铜（ED铜，Electro-deposited Copper），压延铜（RA铜，Rolled Annealed Copper），高延展性电解铜（High Density Electro-deposited Copper）,料厚有：18 um、35 um、70 um。其应用及比较整理如下：铜性成本屈挠性应用产品型态产品类型压延铜高佳折挠，动态光驱，NB Hinge电解铜低差静态，组合反折一次汽车产业，游戏机高延展性电解铜中中静态为主，动态视情况而定PDP，LCD1.2.3 接着剂Adhesive接着剂指结合铜箔与基材，保护胶片之接着剂或多层软板之结合用纯接着剂。1.2.4 覆盖层Coverlay Film： 12.5、25、50、75、125um（PIPE）1.2.5 补强板Stiffener(贴合偏移公差 0.5) ：0.2mm （PIPE） 1.3 FPC 材料结构 FPC 材料泛指已将上述之者铜箔，接着剂，基材已压接完成，可分为铜箔基板以及保护胶片1.3.1 铜箔基板传统材料一般以 3 layer 称之，结构如下图标：单面板: Copper：1/2，1，1 1/2，2 oz Base film：1/2，1，2，5 mil保护胶片补强板Stiffener AdhesiveCopperAdhesive基材Base film接着剂或粘着剂铜箔1/2oz1/2oz1ozCover PIPET1/2mil1mil1ozPI电解压延电解压延1/2mil1mil双面板: Copper：1/2，1，1 1/2，2 oz Base film：1/2，1，2，5 mil 补材 接着剂或粘着剂 PI 保护胶片 Adhesive Copper Adhesive PI 基材胶片 Adhesive Copper Adhesive PI 保护胶片 单面板、双面板均以 1oz，1mil 为标准材料，若指定特殊规格材料则必须衡量原料成本及交期。1.3.2 保护胶片 保护胶片结构如下图标：AdhesiveCoverlayCoverlay：1/2，1，2，3，5，7 milAdhesive：15，20，25，35 um保护胶片以 1mil 为标准材料。1.4 FPC 材料特性卷状为主，Roll宽幅 250mm 为主搭配制程，材料收缩控制，尺寸稳定性为良率之关键。1.4.1 无胶系材料 Adhesiveless Material 无胶系材料顾名思义就是除去胶层之材料。1.4.1.1 结构图如下: Base filmCopper无胶系材料依制造方法可分为下列三种：材料制造方法制造方式铜厚选择PI厚度选择双面板制造主要供货商溅镀法Sputtering在 PI 膜上以干式溅镀方式镀上铜层不容易自由度大自由度大容易3M，TOYO， 律胜涂布法Casting将 PI 涂布铜箔上经高温烘烤而成不容易自由度小自由度小困难杜邦太巨新扬，新日铁压合法Laminating利用 300C 以上高温将热可塑型 PI（TPI）与铜箔接着结合不容易自由度小自由度小容易UBE1.4.1.2 无胶系材料特征：耐热性：长期使用选 200C 以上，搭配无铅化制程；难燃性：无卤素添加可通过 UL94V-O规格，符合无卤环保需求；轻量性：厚度降低，减少重量，达到薄型化目的；电气特性：减少离子迁移效应（Ion Migration），减少线路间短路现象；耐药品性：减少接着剂受化学药品之侵蚀，而提高铜箔与基材间的抗撕强度；尺寸安全性：尺寸容易控制可因应高密度化的趋势；高密度化：Fine line 高密度线路设计趋动 2 layer 材料大量化使用；耐屈折高：耐屈挠之表现可因应高度动态屈挠设计之需求。1.4.1.3 无胶系材料之应用COF;折迭式手机设计;薄型化设计;尺寸安定要求严格;高度动态屈挠产品。 4.8 FPC的连接方式n 连接ZIF的接插件（Connecting with ZIF connectors）n 热压异方性的导电胶膜（Bonding by ACF）n 焊接（Bonding by Soldering）。4.9 FPC 在开模作样时要考虑的要点a FPC的热压引脚要比玻璃的引脚略短0.20mm，让FPC带PI层的部分压到玻璃的引脚位上，FPC和PCB采用热压连接的方法也一样，这种情况下可以不加波浪型。b FPC具有可挠性，但可折性较差，如果要折必须是具有双面PI的，铜箔材料采用压延铜，不允许在加贴PI的分界线上折，材料的厚度尽量选用薄的。表面处理没有特殊要求的都采用镀金。c 热压引脚的Pitch0.30mm 的同PCB采用热压连接时，必须在PCB上考虑 扩展率（0.218%），pitch0.30mm的要视长度L而定，但L*0.218% Pitch时，就要加扩展率。d 在FPC上有放置零件的，在选用材料时要用PI料而不能用PET料。（PET耐热性差）e 热压FPC的PCB金手指长度尽量统一。以方便ACF的选择。 f FPC需要中间镂空的，选择铜箔厚度务必为35um，否则镂空金手指部分很容易折断；g 需要弯折的FPC材料一定要选用压延铜，不要选用电解铜；h 接口FPC的设计外形必须是圆角，且半径尽量大于2mm；I FPC需要与PCB热压连接时，在PCB板上的金手指两端需各留出4mm的范围，绿油需要避空，以免ACF堆积造成短路，PCB板上金手指的背面上下各2mm范围内尽量不要放置元器件，以免造成压接时需要掏空而影响连接性能。J FPC需要压焊（用机器压焊）在PCB板上，该处金手指设计为单面且厚度最大为0.06，最好厚度在0.05mm以下，一定要保证，否则压焊会出现大批不良。K如果我们设计的FPC是要客户去焊接的，要求在图纸上注明镀金厚度0.30.5um。 如果客户要求FPC上只留焊盘，客户主板是用弹簧式的连接器与我们模组焊盘连接的，也要求焊盘镀厚金0.5um。 L 带插座的FPC联板时要注意固定平整，需要SMT的FPC上与LCD连接端金手指需用耐热PI贴住，以免过回流焊时氧化，另外接口FPC接地处需设计薄一点，便于焊接。n触摸屏触摸屏技术在我国的应用虽然只有10多年的时间，但是它已经成了继键盘、鼠标、手写板、语音输入后最为普通百姓所易接受的计算机输入方式。因为利用这种技术，用户只要用手指轻轻地触碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术极大方便了用户，非常适合多媒体信息查询。同时，这种人机交互方式赋予了多媒体崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。 一、触摸屏的工作原理 为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。二、触摸屏的主要类型 按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，我们把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点，要了解那种触摸屏适用于那种场合，关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。下面对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍一下： 1、 电阻式触摸屏 这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属（透明的导电电阻）导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的（小于1/1000英寸）的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。 当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就