企业培训_电容触工作原理及生产工艺介绍

电容触工作原理及生产工艺介绍 FOG制造工艺及其关键技术 目录 电容式触摸屏分类电容式触摸屏原理电容式触摸屏结构自电容结构互电容结构制造流程介绍生产注意事项 一 触摸屏的发展 为什么会选择触摸屏 触摸屏的应用举例 车载DVD触摸屏 手机触摸屏 显示器触摸屏 公共查询触摸屏 公共讲解培训触摸屏 设备仪器操作触摸屏 PDA 固定电话 学习机 应用领域 电子钟表 电动玩具 计算器 台历 手写板 电子字典 书 PDA 商务通 电话机 手机 家用电器 电磁炉 微波炉 空调 消毒柜等 工业仪器设备操作系统 军事指挥系统 教育训练设备 安全监控系统 GPS卫星定位系统 餐饮业点餐 订位系统 医疗器械及挂号 诊疗 配药系统 金融提款 转帐 服务系统 各类自动销售系统 各类公共场所信息查询系统 MP3 MP4 触摸屏分类及四线电阻式产品结构 电阻式触摸屏电容式触摸屏 表面电容式投射电容式 G F产品部主打产品投射电容式 表面声波式触摸屏红外线式触摸屏光学式触摸屏 矩阵式触摸屏 数字屏 类比式触摸屏 模拟屏 自电容 互电容 结构示意图 G F结构 FILM电容 G F F结构 玻璃面板 FILM功能片 玻璃面板 FILM FILM 玻璃电容 G G结构 OGS结构 玻璃面板 SENSOR 功能片 面板与SENSOR融合在一块玻璃上 电容触摸屏分类定义 表面电容式由一个普通的ITO层和一个金属边框 当一根手指触摸屏幕时 从面板中放出电荷 感应在触摸屏的四角完成 不需要复杂的ITO图案投射电容式 感应电容式 采用1个或多个精心设计的 被蚀刻的ITO层 这些ITO层通过蚀刻形成多个水平和垂直电极自感应电容式互感应电容式 电容触摸屏工作原理 普通电容式触摸屏的感应屏是一块四层复合玻璃屏 玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层导电层 最外层是一薄层矽土玻璃保护层 当我们用手指触摸在感应屏上的时候 人体的电场让手指和和触摸屏表面形成一个耦合电容 对于高频电流来说 电容是直接导体 于是手指从接触点吸走一个很小的电流 这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出 并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比 控制器通过对这四个电流比例的精确计算 得出触摸点的位置 电容触摸屏工作原理 自电容通常是指扫描电极与地构成的电容 玻璃结构的电容屏在玻璃表面有用ITO制成的横向与纵向的扫描电极 这些电极和地之间就构成一个电容的两极 当用手触摸的时候就会并联一个电容到电路中去 从而使在该条扫描线上的总体的电容量有所改变 在扫描的时候 控制IC依次扫描纵向和横向电极 并根据扫描前后的电容变化来确定触摸点的坐标位置 自容的优势是扫描速度快 扫描完一个扫描周期只需要扫描X Y根 X和Y分别是X轴和Y轴的扫描电极数量 其缺点是无法识别鬼点 不能做到真正的RealTouch 这种扫描方式可以完成只需要单指触摸和手势缩放的识别功能 也就是说不需要绝对真实多点坐标的产品 完全可以用自容的扫描方式来完成 电容触摸屏工作原理 互电容指在玻璃表面 或两层ITOFILM 的横向和纵向 X和Y电极 的ITO电极的交叉处形成的电容 互容的扫描方式就是扫描每个交叉处的电容变化来判定触摸点的位置 当触摸的时候就会影响到相邻电极的耦合 从而改变交叉处的电容量 互容的扫描方式可以侦测到每个交叉点的电容值 以及触摸后的电容变化 因此他需要的扫描时间与自容的扫描方式相比相对来讲要长一点 需要扫描检测X Y个数据 他可以真实的侦测到多点触摸 电容触摸屏的结构原理电容触摸屏的结构原理 电容式触摸屏的结构 自电容结构图 互电容结构图 电容式触摸屏的结构 电容屏的组成 G G搭桥结构示意图 ITO 绝缘材料 金属 双层结构示意图 第一层ITO 导体 第二层ITO 双面结构 单面结构 电容式触摸屏制造流程 印刷工段 印刷上线开料 印刷背保 烘烤75 20min 撕导电面保护膜 老化140 60min 印刷耐酸 UV固化 蚀刻脱膜 印刷银线 烘烤130 60min 正反面覆保护膜 转组合下线开料 印刷背保 烘烤80 30min 撕导电面保护膜 老化140 60min 印刷耐酸 UV固化 蚀刻脱膜 印刷银线 烘烤130 60min 正反面覆保护膜 转组合屏蔽层 看设计来定 开料 印刷背保 烘烤80 30min 撕导电面保护膜 老化140 60min 印刷银线 UV固化 烘烤130 60min 正反面覆R100保护膜 转组合贴合双层自电容 上线 OCA对位贴合 OCA贴在背面 下线 OCA对位贴合 OCA贴在印刷面 上线 下线对位贴合互电容 上线 OCA对位贴合 OCA贴在印刷面 下线 OCA对位贴合 OCA贴在印刷面 电容式触摸屏制造流程 组合工段 FPC 预压ACFOCA 镭射对位线 半断线 擦拭 厚度 0 05 0 075和0 1 屏体镭射或刀模冲切下料及检验SENSOR测试插FPC压合贴LENS脱泡成品测试外观检验贴背胶 泡棉 保洁膜OQC 包装 出货 电容式触摸屏生产注意事项 印刷效果与精度钢丝网的使用与保管蚀刻效果 绝缘阻抗 方阻控制组合精度 洁净度自电容和互电容贴合时 导电面的朝向材料折伤和压伤 ITO膜 OCAACF存储与使用 存储温度 使用时解冻及预贴后时效性ACF预压温度 时间 压力及效果控制FPC压合温度 时间 压力 对位精度及效果控制FPC重复利用钢化玻璃外观检验 图标 边缘锯齿 边缘亮边 油墨厚度 色差 常规外观项目 玻璃镜片调机时用不良屏体脱泡压力 时间 温度 注意事项 1 材料厂牌 型号确认及批号 LotNo 生产制令号记录2 开料尺寸测量 方阻测量记录3 外观检验4 材料拿放操作手法 卷材 片材 印刷 开料 注意事项 1 流程单信息阅读与填写2 区分材料导电面和非导电面3 撕掉背面保护膜再印刷保护胶 如果背面为高温保护膜 则不用印刷保护胶直接撕掉正面保护膜老化即可 撕保护膜时请注意操作手法 避免材料折伤 4 背保油墨型号 油墨的搅拌 印刷效果 厚度控制及表干条件5 老化前将导电面保护膜撕掉 撕膜手法 老化条件 140 60min 大角位 便于操作时区分材料方向 印刷 印刷背保 注意事项 1 流程单资料确认2 油墨 各个物料准备情况3 网版清洗 机器及工作台面清洁4 机器调试及各印刷参数调整5 印刷效果确认及检验6 固化条件确认 油墨印刷厚度测量记录 耐酸的作用 把需要保留的导电层保护起来 印刷 耐酸印刷 曼哈顿方案 上线耐酸 下线耐酸 上线耐酸 下线耐酸 菱形方案 印刷 耐酸图案版次区分举例 注意事项 1 原材料所对应的蚀刻参数的确认及首件的制作确认2 蚀刻绝缘阻抗的检测 蚀刻后方阻测量记录及蚀刻后外观检验3 材料的取放操作手法 折伤4 蚀刻情况监控 蚀刻绝缘阻抗 电阻 卡料 洁净度5 蚀刻后停留时间不能操作30分钟 如果超过则需用保鲜膜将网车包裹好 印刷 蚀刻 将不需要的导电层蚀刻掉 有油墨保护的地方会保留下来 用以实现设计所需的功能 注意事项 1 各物料 网版版次是否正确2 网版 工作台面的清洁擦拭3 机器调试 参数调整 网高 刮刀硬度 刮刀压力 刮印速度4 首件及制程自主检验巡检 套版公差 与菲林比对 溢墨情况 短路 断线5 印刷时 银浆添加要少量多次添加 不能一次性加入太多6 检验工具 放大镜 10倍以上 菲林7 烘烤参数 温度 时间 130 60min 印刷 银线印刷 比较理想的效果 银线边缘光滑 无锯齿 无短路 无断线可接受的效果 20倍以上放大镜观察可有轻微锯齿 无短路 无透空 无断线附着力测试 用锋利的刀片在线路部分划 然后用3M600测试胶带测试电阻测量 用万用表欧姆档打到 200 档 测量电阻大小 耐酸与银线套版要准确 不能出现银线没压到导电层或导电层接触到两条或以上的银线 任意两条线之间不能出现短路的情况 每一条线都不能出现断线 印刷 银线印刷效果 注意事项 1 覆膜平整度 割膜时材料的割划伤2 材料的取放 注意控制折伤3 覆膜机压力设置 印刷 覆膜 步骤 1 用刀片将预贴面保护膜划断2 OCA先与上 下线按照设计的对位线对位预贴然后粘合预贴区域3 覆膜机滚压OCA与上 下线贴合注意事项 1 划保护膜时 注意不要划到产品区域 即对位线以内区域 2 OCA 上 下线材料都比较容易折伤 注意操作手法3 上下线OCA厚度请注意区分 不要混料以至用错料4 覆膜机滚压时 滚轮要保持清洁 避免OCA有压痕 组合 覆OCA 注意 上下线贴合时必须保证贴合精度 靶标对位线以上下左右不偏离一根银线宽度 0 2mm 为标准 组合 对位标识 区域的识别 步骤 1 用刀片将上线预贴面保护膜划断并撕掉 将下线面预贴面OCA离型膜切断2 上下线按照设计的对位线对位预贴然后粘合预贴区域3 覆膜机滚压上下线贴合注意事项 1 划保护膜 离型膜时 注意不要划到产品区域 即对位线以内区域 2 注意操作手法 作业环境洁净度控制3 上下线结构层请注意贴合顺序 组合 上下线贴合 组合 上下线贴合效果 注意事项 1 按照SOP要求选择相应切割图档2 功率的调整与切割对位精度控制3 切割面朝向 尺寸公差控制4 组合转过来的物料存放与切割好后的半成品物料存放 存放操作2天以上的需密封保存 防止压合位银浆氧化 Filme裁切 玻璃切割 功能测试 邦定材料 压合位 2 贴ACF 预压 3 压合 注意事项 1 FPC压合区域铜箔一定要平整 无杂物 无脏污等洁净度要好2 屏体压合区域要清洁干净 不能有杂物 灰尘等3 ACF储存条件 10 5 使用前需解冻半小时 保持密封状态 FPC预压ACF后需在8小时内用完 预压参数 70 80 实测 3 5s 0 1Mpa 4 插FPC时 注意不要将导电胶刮掉 对位准确 操作人员需戴指套且尽量不要接触FPC 屏体压合区域 5 FPC返工时要保护好FPC 尽量不要损坏 压合位用ACF去除液擦拭干净后需用压合机或其他治具设备压平 然后再用酒精擦拭干净 1 清洁 将FPC压合位和屏体压合位用酒精擦拭干净 邦定 bonding 邦定 bonding Sensor ACF贴合 FPC贴合 功能测试 FOG制造工艺及其关键技术 所谓LCM LiquidDisplayMoudle 即液晶显示器件模块 它是将液晶显示器件 连接件 集成电路 控制部件 驱动电路和PCB 背光源以及结构件装配在一起的组件 而其中液晶玻璃与驱动电路以及柔性线路板的机械连接和电气导通则为LCM生产的核心部分 其对应的生产工艺分别是COG和FOG工艺 无论COG还是FOG生产工艺目前均采用ACF技术 ACF技术 所谓ACF AnisotropicConductiveFilm 即各向异性导电膜 它起到了三种作用 导电 绝缘和粘接 通过它可提供两种接合物体垂直方向的电气导通 而对于水平方向则具有绝缘效果 即膜厚方向导通 线宽方向绝缘 ACF带中有很多微小的导电颗粒 导电颗粒最里层为树脂球 外面镀了一层金属 常见使用的金属粉有镍 Ni 金 Au 镍上镀金 银及锡合金等 再外面是一层绝缘层 平时均匀分布在黏合剂中 互不接触 如图所示 在邦定前 每个颗粒都是绝缘的 在一定温度和压力下保持一定时间后 绝缘层破裂形成上下导通 起到导电作用 如图所示 与传统焊接和连接工艺相比 ACF连接有以下优点 1 细间距 可达到10 m或更小 2 弹性连接 耐冲击和震动 3 连接时所需温度较低 4 无铅工艺 无需附加焊剂 也无需清理焊渣 5 极好的剥离强度 稳定的导电性 良好的温度适应性 FOG工艺 FOG生产工艺是通过ACF粘合 并在一定的温度 压力和时间下热压而实现液晶玻璃与柔性线路板机械连接和电气导通的一种加工方式 3 其制造工艺过程主要包括以下四步 1 ACF预贴 根据工艺要求 在一定的温度和压力下 在液晶玻璃的ITO端或柔性线路板 FPC 需要邦定的引脚处粘贴指定长度的ACF 要求预贴的ACF长度和位置准确 表面平整并无气泡 2 预邦定 通过辅助图像系统对FPC和LCD的引脚进行对位 并进行预压形成初步的连接 由于引线节距越来越小 最小节距已达0 05mm 对位精度要求在 0 005mm以内 因而图像处理系统方法倍数至少应大于50倍 FOG工艺 3 主邦定 在较高的温度和压力下 对预邦定好的LCM产品进行主邦定 通过ACF导电颗粒的变形和绝缘层的破裂 实现FPC与LCD玻璃的电气连接 同时ACF胶可在高温下聚合硬化而将两种不同材料连在一起以提供足够的机械连接强度 4 检测 通过高达500倍的电子显微镜对主压后的产品进行检测 FOG关键技术 为保证产品质量 FOG产生工艺对ACF带贴附精度 邦定压力 邦定温度 压头平面度 压头与压台之间的平行度提出了非常高的要求 压力控制 由于邦定压力大小直接决定了ACF粒子的破碎程度 从而决定了产品的品质 因此邦定过程中对邦定压力的精密控制至关重要 当邦定压力过大时 ACF粒子将会被压的过于破碎 甚至完全破碎 无法实现纵向电气导通 横向电气绝缘的效果 而当邦定压力过小时又无法实现ACF导电粒子的合理破碎 从而导致纵向电气导通无法实现 温度控制 影响ACF胶固化的因素主要有两个 一是起始升温速率 二是峰值温度 升温速率决定固化后的表面质量 而峰值温度则决定固化后的粘接强度 粘结温度对粘结强度的影响比时间对粘结强度的影响更重要 在给定的固化温度下 随着固化时间的增加 剪切力小幅度增加 但当固化温度升高时 相同固化时间里剪切强度却明显增加 但过快的升温速率有时会出现针孔和气泡 因此为了保证理想表面质量和粘接强度 同时避免气泡的产生 合理温度控制曲线就显得非常重要 FOG关键技术 高温状态下压头平面度要求 压头不平整导致ACF粒子破碎不均匀 ACF粒子非常微小 一般直径为4 m左右 ACF粒子对压力非常敏感 当压头工作面不平整时 就会出现一部分ACF粒子完全破碎 而另一部分ACF粒子则无法合理破碎 从而导致ITO玻璃与FPC之间电气导通不良 甚至出现部分引脚无法导通现象 产生废品 压头不平整导致ACF带内部产生大量气泡 当压头工作面不平整时 ACF带受热后气体被包裹在压头内部无法释放 当ACF胶固化的时候在ACF带内部产生大量气泡 不但阻止了电气导通 而且降低了剥离强度 如图所示 FOG关键技术 压头不平整导致引脚压接错位 液晶玻璃和柔性线路板的厚度小 表面光滑并且引脚间距小 一般均小于0 1mm 当压头工作面不平整时 将会导致引脚压接错位 如图所示 因此如何在热态下保证压头平面度要求至关重要 解决方案 邦定压力的精密控制 目前主预压头结构一般由气缸驱动和高精度高刚性圆柱滚子直线导轨导向来实现压头上下运动 其中邦定压力一般受气缸活塞运动产生的摩擦力和压头运动系统自身重力的影响 设计过程中应充分考虑到以上因素的影响 可采用低摩擦气缸来避免活塞与缸体之间摩擦力对邦定压力的影响 低摩擦气缸主要是在活塞与缸体之间增加了一层BF隔膜 保证活塞可以在极低的摩擦力下灵活运动 BF膜由高强度的聚酯布上包覆橡胶构成 同时气路系统设计中应考虑对气缸输入一个精密的和恒定的压力来抵消压头运动系统自身的重力 避免其对邦定压力的影响 邦定温度的精密控制 目前加热方式一般分为恒温加热和脉冲加热两种 恒温加热方式结构简单并且控制方便 用于控制温度低和不要求实现特殊控温曲线的场合 而脉冲加热方式的结构复杂 控制方式上可以根据用户要求实现温度和时间的控温曲线 本文着重介绍脉冲加热方式 解决方案 脉冲加热原理 脉冲加热方式就是往热压头通脉冲式大电流 热压头部分是用钼和钛等高电阻材料制成 大电流使加热头快速升温 在热压头的前端焊接热电偶 它将当前温度反馈到脉冲加热控制器中 控制器根据设定的时间和温度来控制双向可控硅的导通角和开关频率 从而控制变压器输出端脉冲电流的幅值和频率 最终实现现场工艺要求的控温曲线 其原理框图如图所示 解决方案 脉冲加热特点 该方式最适合用于精密焊接或热树脂焊接 其中加热和冷却过程是在受压的情况下完成的 在这种方式中 热压头的形状是U形 电流以平行的方式通过电线 因此相邻的电线之间几乎没有压降 脉冲加热要求热压头温度快速升降 因此热压头的电流截面应当越小越好 热电偶连接在热压头上 对温度进行检测 脉冲加热控制器通过温度反馈回路可以对热压头的热量输出进行快速校正