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LCM结构的培训课程 模块的结构图接口的连接方式模块结构分类零配件的结构PCB设计要求和注意事项LCD的设计规范简要报价和出图的参考要求 1 液晶显示模块 模块结构图 模块的组成 液晶显示模组 LiquidCrystalDisplayModule 缩写为LCM或LCDM 结构流程 外部接口 控制器CONTROLLER 驱动器DIRVER 显示器件LCDPanel 连接方式 固定方式 2 常用的接口连接方式 插座连接 Connecter 排线 FFC 柔性线路板 FPC 导电纸 HeatSeal 电缆线 FlexCable 3 插座连接 Connector 通常都是标准件选购的供应商如下 NAIS MOLEX HIROSE SAMTEC ELCO选择的原则 交货周期短 品质合格的产品 优先采用以上供应商 但需要与客户端连接器配合为前提 4 排线 FFC FFC FlexibleFlatCable 为镀锡软铜箔夹于两层绝缘材料 PVC PET 之间的扁平线 尺寸及公差的定义和要求见 参照图样 规范的的术语表达 导通 接触面 Conductor 绝缘体 Insulation 补强板 Stiffener 导体厚 ConductorThickness 有0 1 0 05 0 035mm此材料同FFC的柔韧性有关 0 1的较硬 尽量不要采用Pitch小于0 50mm设计用于焊接 5 6 7 柔性线路板 FPC FPC FlexiblePrintedCircuits 为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晶片装配方式 插接 焊接 ACF热压 8 材料的选择 基层Basefilm 12 5 25 50 75 125um PI PE 铜薄分CopperFoil 电解铜和压延铜料厚有 18 35 70um覆盖层CoverlayFilm 12 5 25 50 75 125um PI PE 补强板Stiffener 0 2mm PI PE 9 FPC的连接方式 连接ZIF的接插件 ConnectingwithZIFconnectors 热压异方性的导电胶膜 BondingbyACF 焊接 BondingbySoldering 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情况 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Pitch 0 26mm的同PCB采用热压连接时 必须在PCB上考虑扩展率 0 218 pitch 0 26mm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 10 导电纸 HeatSeal 一般开发新模块 在选用导电纸时 应尽可能采用现成已开模的或标准产品 COG的LCD以后所加的SilverHeatseal首选应选用JS KN型的导电纸 其作用是heatseal有粘性方便对位 也使LCD heatseal后容易电测 标准产品导电纸的编号 脚数 N 中心距 PITCH 纸宽 W 长度 L 421 048 458600 534 260分别表达为 4210484 58 6005342 60二 导电纸在新开模的设计 一般应考虑的因素 导电纸的PITCH 0 18MM 但考虑到与其联接的PCB制作能力 故取导电纸的PITCH 0 20MM 注意 PITCH太小时 其制作成本越高 在不印绝缘层的情况下 导电纸的长度L 6 00 如附图 11 12 如果印有绝缘层 则导电纸的中间绿油最小绿油层宽度W 3 00MM 导电纸的长度L 8 00MM 如下图 13 4 每个导电脚的走线拐角应大于30 14 导电纸的公差要求 a 导电纸的冲模公差要求为 0 10MMb 导电纸的切割公差要求 使用标准品时 采用人工或简单机加工的导电纸尺寸公差可以在 0 30MM 在确认图中导电纸的装配公差 0 50MMc 导电纸的成品公差为 0 20MM 15 FPC HeatSeal的热压工艺要求 要热压的FPC HeatSeal的长度不得超过150mm热压设备的Pitch最高精度为0 12mmPCB上的绿油避空左右要各加大3 00mm 其它按相应的设计规范PCB的啤位其相应的背面距啤位单边要有2mm以上宽的非元件区热压导电脚位脚长 包括LCD TAP HEATSEAL FPC等 应大于或等于2 00mm 16 电缆线 FlexCable 电缆线的选择 线径WireDiameterGauge WDG 有规格30 28 26 24 22 20 18数字越大线直径越小当电缆线的长度大于50mm时 其尺寸公差可以按长度的10 为公差值 小于50mm的可以参照FFC的公差定义 17 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 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 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 固定方式 铁架 铁架扭脚嵌入PCB 胶架 用螺丝 定位销固定 18 导电胶条 PITCH有 0 04 0 05 0 10 0 18 单位 mm LCD外引线至少与2 3条导电条正位接触 故LCD外引线PITCH及脚步宽越小则所需的电胶条的PITCH越小 LCD与PCB的对位越困难常用的类型 a YS型 b YP型 c YL型 d YI型 YS型两侧是较厚的绝缘层 其弹性与当中的导电橡胶样可以支撑较大的压力YP型两侧是软多孔的绝缘胶 既能保护导电橡胶 又不会增加其硬度 弹性减小不会造成接触不良 当导电胶条的高度小于或等于宽度时 一般用此种 19 导电胶条是一层薄的导电橡胶与一层薄的绝缘橡胶热压成 其结构如下 20 导电胶条的设计规范 1 对于玻璃的引脚2 00mm Pitch 0 80MM的产品 在选导电胶条时 导电体部分的宽度用1 0mm 导电体部分Pitch用0 1mm2 对于玻璃的引脚Pitch 0 80MM的产品 在选导电胶条时 导电体部分的宽度用1 0mm 导电体部分Pitch用0 05mm 3 对于玻璃的引脚Pitch 2 000MM的产品 在选导电胶条时 导电体部分的宽度用1 0 0 60mm 导电体部分Pitch允许用0 18mm4 在考虑压缩量时当高度H 14 00mm H 9 00mm 压缩量选0 5mm8 00mm H 5 00mm 压缩量选0 4mm5 00mm H 压缩量选0 3mm 或采用参考算法 压缩量 H 4 0 1mm 21 金属插脚连接 22 这种方式主要适合反版LCD 如LCD外引线图所示金属插脚 即PIN脚 其PITCH常用的有1 27 1 50 1 80 2 0 2 54 单位 mm 使用时注意 垂直插入插座 不能摇动着插入 还应避免反复插拔 焊接时 应用低溶点焊锡 快速焊好 且不能反复多次拆焊 以免因过热而使插脚与LCD导电膜接触受损 23 固定LCD的方式 铁架 一材料种类 1 不锈钢 2 锑片 不常用 厚度 1 0 3mm 0 4mm 0 5mm 0 6mm 24 铁架基本结构示意图 25 铁架公差要求铁架的外围尺寸公差为 0 15mm 视窗尺寸公差为 0 10mm 铁架扭脚出现外 八 型现象时 单边的误差应不得大于 0 25mm装配确认图的相应位置公差应为 0 50mm 铁架扭脚高和PCB配合时F 板料厚 0 5mm 定值 铁架视窗单边比LCD视窗小0 5mm 对于类同M161 M162 M242系列结构的模块产品要加做0 50mm厚的海绵框垫 压缩后的高度以0 10mm为设计的考虑尺寸 注意 压骨的高度1 00mm照做 海绵加垫在铁架和LCD之间 26 胶架结构 胶架材料1 PC料2 亚加力料 结构简单 要求透光性能好时 3 ABS料 不用于背光的普通支承 固定架 作用规范 1 固定作用2 导光作用尺寸规范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 251PC 351PC 的胶架槽位最小宽度为1 35mm 底灯胶架视窗 L W 单边一般取比铁架视窗大0 50mm L1 W1的值由具体LED灯的数量而定 27 底灯胶架两对侧须加0 50X0 50MM通气孔 28 背光胶架的设计要点 单边侧光源的胶架散光面设计为斜面双边侧光源的胶架散光面应设计为平面 用于导光作用的胶架 透光面应设计为弧形并抛镜面 散光面加蚀纹或印白油 采用冷管为光源的反光胶架 散光面免蚀火花纹 在散光面加印规则白油点 靠近冷管的一边其白油点的最小直径为 0 30mm 29 背光类型 类型 安光源位置分为1 底背光 2 侧背光 安光源类型分为1 LED背光2 EL背光 3 冷管背光结构 底LED灯一般由胶架 LPCB 散光纸 LED灯底LED灯背光采用点光源LED灯 侧背光一般由导光板 LPCB 侧光源 LED CCFL 251PC和351PC用于侧灯 底 侧LED灯的供给电压一般为2 1V 4 2V 8 4V 灯箱板 材料 0 40mm和0 60mm的纤维板 LED灯的连接方式 串联 并联 混联三种连接方式 PCB板上LED灯的排列数量由取光面积和灯箱PCB的功耗而定 30 EL片的基本特性 EL片分为塑料型和玻璃型两种 0 3 H 1 3塑料型的EL片厚度 1 30mm 玻璃型的EL片厚度 2 50mm 工作电压 60 1000Hz AC 150V MAX 采用400Hz 110V的驱动电源可以延长使用寿命和保持足够的亮度工作电流 0 1 0 2mA cm2EL片的发光颜色特征 白色 兰色 绿色 黄绿色当设计结构在采用EL背光时 LCD的下偏光片要尽量选用 高透高反射 的客户有要求的除外 31 PCB线路板 冲模图PCB板的布线各环境参数的设定布线时应遵循线路板的菲林标准二层板的设计规范四层板设计规范输出菲林文件排大版 32 冲模图 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IC面为正面 并在IC面打上 ICSIDE 字样 PCB板在设计时一定要考虑元件采用SMT的方案 规则型的单板时要注意元件与PCB板边缘的距离 不规则的尽量采用单 多只联板 PCB板的选材料 Module板一般都为双面纤维板 单面纤维板和纸板不常用 所选用的规格有 0 60mm 0 80mm 1 00mm 1 60mm 还有0 40mm 1 20mm 2 30mm但不常用 有带铁架的PCB厚度应不少于1 00mm为佳 尺寸较大的应选用1 60mm厚度 灯箱PCB LPCB 选用的材料规格 0 40mm 0 60mm LPCB外围边至少保留单边1 00mm的露铜箔与溶胶联接 露铜箔离板边要有0 3 0 5mm 并保证露铜箔在灯箱胶架遮盖的范围内 LPCB通常为单面纤维板 如真的需要双面板的最好其反面走线在过孔 沉铜孔 时也应尽量少 且尽可能在灯箱胶架有支撑的地方过孔 PCB板的最大面积不得大于300mm 400mm 需要邦定的PCB板最大不得大于200mmX85mm或130mmX120mm 33 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的厚度误差为 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R 0 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 孔边离板边要 1 50mm 34 PCB板设计公差 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 25 0 35mm 装配误差一般取 0 50mm PCB板布线 尽可能将Autocad或Cadkey等的PCB冲模绘图档用Dxfin格式转换导入到PadsPCB中 其内容层为Layer30的2Dlines 将原理图通过OLEPowerpcbConnection传送到Powerpcb转换完成后 再从2Dlines的fromlib中调用PCB板的冲模图 注意此时的原点位 多数要重新定位原点 35 各环境参数的设定 Unit 采用metric DotGrid 显示格点 不应太大 Grid 步进格点 视走线而定 Via 参照菲林设计标准 不要使用带内小孔的甜甜圈 Hole 各孔在设定时 不要使用甜甜圈 Layer 内定为二层Layer1 Layer2 MinimumDisplay 过滤线宽显示 Copperhatch 一般取0 10MM 太小会影响显示速度 有Copper网格时取1 00MM 36 二层板的设计规范 PCB在建库布线时应遵循如下各层的定义 各层的功能简介Layer 1 TOP 正面线路层 一般为IC或其他零件放置面 Layer 2 BOTTOM 反面线路层 一般为非元件面 Layer 26 SilkscreenTop 为顶层白字油Layer 29 SilkscreenBottom 为底层白字油Layer 21 SolderMaskTop 正面感光绿油层Layer 28 SolderMaskBottom 反面感光绿油层Layer 30 AssemblyDrawingBottom 为零件数值层 2层板的做法完整一般要Plot5张菲林 37 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 现在的模组带DSP 摄像头驱动IC 的一般采取六层板 尽量多的铺地 具体设计规范详见 PCB设计规范 38 输出菲林文件 在布线完成后 应把布线文件Copy一份给设计审核人员进行核查 无误才可外发加工 在Plot出菲林时 应在PhotoPlotterAdvancedSetup的设置中选择RS 274 XFormat导出菲林 再用CAM软件转化为GBR文件 39 线路板的 自检 审核步骤 新建的元件封装 应在建好后就提供给PCB审核员先行审核 审核通过后方可使用 PCBLAYOUT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 40 线路板的 自检 审核步骤 布板的中心原点应同冲模图的中心原点一致 布板的冲模外形一般情况都和确认图倒转 常用左右倒转 外围的轮廓线选用ALLLAYER 线粗为0 001mm 接口位或有定向的元件必须有正确的 清晰的Mark 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 二极管要加电气符号 电解电容应标极性 特别要注意可调电阻 三极管的各脚电气序号的正确性导电胶条的放置范围 不应有没有绝缘措施的过孔 VIA VIA过孔的避空位 a BondingIC的PCB板VIA的上 下面一般都必须避空 b PackageIC的PCB板 其SMT面的VIA不用避空 41 线路板的 自检 审核步骤 原则上控制器应尽量靠近接口位 布线尽量短 EL逆变器电路尽量靠近EL片的焊接位 而且线路尽量粗 元件的放置要合理 一般以原理上的各功能块为放置单元 布线要以走短 走直 少过孔为原则 电源线 地线要尽量走粗 BondingIC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 原理图和PCB布线板在转换时 不得有错误提示信息 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 设定合理布板规则 DesignRules 并使用 VerifyDesign 检查是否有短路或各电气属性是否符合要求 焊盘位和绿油避空位要相对应 尽量不要使用layer17 layer18作为soldermask 用旧板有小改动的除外 新设计的PCB板建议用POWERPCB内定的CAMOUT中的soldermask Top Bottom 输出菲林文档 42 线路板的 自检 审核步骤 PCB板上的热压导电纸位 其对应面的位置不得放置零件 每边至少离开2 00mm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 PlateThroughHole 会将内层短接 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 PCB设计时 零件的焊盘位离板边最小3 00mmPCB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 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 43 LCD 设计规范 一产品类型 TN HTN 产品 STN产品 COG TAB ECB产品二图象 TN产品的最小线宽 间距为0 05 0 04mm STN 含COG TAB 产品 最小线宽为0 03mm 最小线距为0 01mm 三玻璃规格 最小尺寸玻璃出脚0 40 0 55mm0 70mm1 10mm单面5 5 76 86 8 2双面6 96 96 9 4带PIN 7 209 20COG产品的最小尺寸为12 2mm 12mm最大尺寸TN产品的最大尺寸为356mm 392mmSTN产品的最大尺寸为356mm 392mmCOG产品的最大尺寸为120mm 165mmTAB产品的最大尺寸为250mm 200mm带PIN的引脚PITCH规格为 1 271 501 802 002 54 mm 44 LCD 设计规范 带PIN的产品其引脚边距玻璃边 0 50mm 不带PIN的引脚PITCH规格为 TN 0 08mm STN 0 08mm COG 0 05mm TAB 0 08mm 引脚长度范围为 2 0 3 0mmLCD外形尺寸公差范围 1 10mm的玻璃为 0 20mm0 40mm 0 55mm 0 70mm的玻璃为 0 15mm 使用导电胶条连接和铁架固定结构时 LCD的厚度必须为 0 70mm 在两侧ITO引脚边增加ITO对位块 其宽度等于引脚宽度的倍数 与引脚的距离等于引脚步PITCH值的倍数 如图 1 所示 45 LCD 设计规范 46 LCD 设计规范 LCD视窗比铁架视窗单边大0 5mm 下限为等于铁架视窗宽度 LCD与铁架 胶架的装配间隙为0 20mm 如图 2 所示显示模式LCD TN分为 正像 负像和BLACKMASKCD STN分为 黄模 蓝模 灰模 黑白FSTN 彩色 ECB 色 47 LCD 设计规范 偏光片LCD下偏光分为 透射 反射 半透射 LCD上偏光分为 磨沙 耐高温 防 驱动方式LCD的视窗距离小玻璃边不小于1 50mmTCP类型的LCD引脚排列顺序必须按IC资料所指定的顺序排列 48 LCD 设计规范 注意IC面的朝向 啤TCP的LCD引脚高应 2 5mm 反啤的应 4 0mmLCD的点距 0 01mm 正常的保持在0 02mm以上 LCD的基本参数占空比偏压驱动电压的关系首先要根据所选取IC所提供的参数来定 49 手机模组的设计注意事项 1 模块的PCB板厚度按规定都控制在0 38以上 以防翘曲 如有特殊要求的 要在冲模图上注明板厚 带BGA封装的PCB一般要求厚度在0 60mm以上 厚度的需弯折的FPC 外围形状必须是圆角 且尽量使R角的半径大于2 0mm 这样可以增加FPC的弯折性 带插座的接口端FPC 如