电容式触摸屏设计示范A

**电容式触摸屏设计规范序号内容页1目的22适用范围23工程图设计24Lens设计45ITO玻璃设计66Film设计97保护蓝胶设计128FPC设计149包装设计2110保护膜设计2311防暴膜设计规范25**规范电容式触摸屏(投射式)的设计，提高设计人员的设计水平及效率，确保触摸屏模块整2适用范围第五事业部TP厂技术部电容式触摸屏设计人员。3工程图设计3.1工程图纸为TP模块的成品管控，以及出货依据，包含以下内容：TP需作表面处理,则必须对LOGO的位置、尺寸、材质、颜色、以及工艺进行标注。需标注尺寸及公差如下：3.1.2侧视图:该视图表示出TP的层状结构,TP各层的厚度、材质、FPC厚度(含IC等元件)需要标注尺寸及公差如下：**3.1.3反面视图:这一图层包含背胶、保护膜、泡棉及导光膜的外形尺寸,以及FPC背面的IC需要标注尺寸及公差如下：3.1.4FPC出线图:一般情况FPC的表示可以在正面视图中完成,主要反应FPC与主板的连接方式。如果FPC连接方式为ZIF,则必须标注以下尺寸。如果TP与主板的连接方式为B2B，则必须标注连接器的位置尺寸及公差。走线图,出线对照表:走线图表示TP内部走线,如下图所示:BI2C接口**SB3.2文字说明该部分对TP的常规非常规性能作重点表述,主要包括以下内容:3.2.1结构特性：包括lens材质，ITO膜的厂家及型号，IC型号3.2.2光学特性：包括透光率，雾度，色度等3.2.3电气特性：工作电流，反应时间等3.2.3机械特性：输入方式，表面硬度等3.2.4环境特性：工作温度,储存温度，符合BHS-001标准等以上特性如超出行业规格范围，需逐一标注，并让客户确认。3.3图档管理图档管理这块需按以下原则进行相应维护：3.3.1按照命名规则填写图框,并签名。3.3.2如有更改需有更改记录及版本升级，并需客户确认。**3.3.3模组图纸受控之前统一按照“X”“0”为起始版本，所有升版动作都要求在更改记录框中有相应的内容与之对应。受控时可以回归“A”“0”版本标记，并删除所有更改记录。此方法也使用于其他图纸及BOM。3.4注意事项3.4.1各部件尺寸，加工精度需符合供应商及内部工艺制程能力3.4.2sensor外形与Lens配合间隙，最内边线路与视窗区配合间隙需符合供应商的加工能力及贴合工艺3.4.3允许摆放元件高度区域需标标清楚3.4.4按照命名规则填写图框？如有更改是需有更改记录及版本升级？工程图纸受控之前统一按照“X”“0”为起始版本，所有升版动作都要求在更改记录框中有相应的内容与之对应。受控时可以回归“A”标记，并删除所有更改记录。此方法也使用于其他图纸及BOM3.4.5触摸屏的外观效果需明确标识(LOGO，丝印油墨，导电或不导电电镀靶材，色号或直接提供颜色样板)4LENS设计电容屏LENS常用材质可分为以下几种：**例，介绍电容式触摸屏的lens设计4.1LENS加工工艺简介：切割(切割机)——仿型(仿型机/雕刻机)——开口(开口机/雕刻机)——打孔(雕刻机/开口机)——粗磨(粗磨机)——抛光(抛光机)——清洗(清洗机)——强化(强化炉)——清洗(清洗机)——镀膜(镀膜机)——丝印(丝印机)——清洁包装(手工)4.2LENS基材：IG3、旭硝子(Asahi)、板硝子(NSG)、康宁(Corning)4.3lens的设计：由客户提供的原始资料，以及最终确认的工程图为依据展开lens单体的设计.4.3.1正面视图:该视图包含lens外形、viewarea(边框丝印的范围)、通孔，听筒，倒边等结构及相关尺寸.一般需做表面处理,则必须对LOGO的位置、尺寸、材质、颜色、以及工艺孔与边距离等)4.3.2侧视图:该视图表示出lens的层状结构,lens各层的厚度(玻璃基板以及油墨层)、材质必须标注。需要标注以下结构尺寸，加工能力如下表所示：**4.3.3反面视图:这一图层包含背胶/保护膜的外形尺寸,以及与ITOsensor的配合对位标记。需要标注以下结构尺寸，加工能力如下表所示：4.4文字说明：4.4.1结构特性：包括lens材质4.4.2光学特性：包括透光率，雾度，色度等4.4.3机械特性：可靠性测试，表面硬度4.4.4环境特性：符合BHS-001标准等4.4.5lens翘曲度及膜厚要求：翘曲度要求0.1mmmin;膜厚要求lensVA区域1.5mm以内保证10UM以下以上具体特性参数与测试标准以客户端的要求为准。4.5注意事项4.5.1Lens图重的表面效果、尺寸等要求需与工程图保持一致；4.5.2玻璃lens的固有结构是标注清楚,比如倒边等；4.5.3文字说明一栏需注明lens强化的标准；**5ITO玻璃Sensor设计5.1ITO玻璃结构简介下面左图为目前电容屏常用的ITO玻璃结构,右图为电阻值和玻璃透过率之间的关系表备注：现SENSOR鉻板设计，背面SIO2可以不要，如果是大客户背面SIO2要设计。用的规格为90~120Ω/□对应膜厚250埃；Metal:为钼铝钼,面阻0.3Ω/□，对应膜厚4000Å；SiO2:膜厚500~600Å；OC:为环氧树脂，膜厚2UM。5.2Sensor图形设计：5.2.1patten的设计：以cypress为例，介绍菱形patten的设计1)确定单个菱形的大小Cypress：定义VA的横向尺寸L,以及纵向尺寸H,横向的通道数M=L/5(取整)；纵向的通道数N=H/5(取整)横向Patten的Pitcha=L/M(4.5<a<5.5mm)纵向Patten的Pitchb=H/N(4.5<b<5.5mm)下左图为一带有ITOPatten的Sensor图；右图为ITOPatten的一部分：**ITOba阵列，充满VA区，ITO棱形间的Gap为0.03mm。横向patten间通过0.1mm线宽的ITO导通，纵向Patten间悬空，具体图下图所示：如下图所示。在VA区的基础上面单边外扩0.65mm(需保证：走线距离视窗区域0.35mm以上)作为TP产品的功能区域进行设计。定义此功能区域的横向尺寸L，纵向尺寸H。横向的通道数M=L/5(取整)；纵向的通道数N=H/5(取整)**横向Patten的Pitcha=L/M(4.5<a<5.5mm)纵向Patten的Pitchb=H/N(4.5<b<5.5mm)下左图为一带有ITOPatten的Sensor图；右图为ITOPatten的一部分：ITObaVA，ITO棱形间的Gap为0.03mm。横向patten间通过0.12mm线宽的ITO导通，纵向Patten间悬空。5.2.2OC的设计纵向悬空的Patten间通过金属线连接导通，金属线与下方横向ITO通道之间umOC离。关于此处OC的设计，Sensor制作供应商莱宝和南玻设计有Patten之间，与ITOPatten接触长度为20um。如下方的示意图：**5.2.3Metal的设计搭桥处：Metal为连接纵向悬空的上、下两个Patten。具体为在OC的基础上电镀一层导电金属(金属桥的宽度为12um/15um)如上图所示，金属线的长度需保证与ITOPatten接触的基础上，通过0.3mm*2mm的金属PAD与ITOPAD压合，并通过0.03/0.03的线宽/线距引至FPCbonding区。压合区域：此区域的PAD，a=b=>0.2mm，考虑到掩膜板的公差0.35mm，所以需保证PAD的长度(有效压合长度)为1.2mmMIN。并在两边制作如下图所示的FPC热压对位标记；热压对为标记设计详见鉻板设计中的FPCbonding对位标识。.4SiO2Metal除FPCbonding以外，需覆盖SiO2保护(SIO2掩模公差±0.35mm)5.3铬版各标记设计:铬版上面各标记设计如下5.3.1切割标记切割记号：尺寸如下图,作用为定位玻璃的切割尺寸，控制玻璃的切割精度，要求切割精度为±0.05mm,此标识仅适用Metal层**5.3.2ITO方阻测试块标记：为测试ITO镀膜后的方阻，在非图形区域制作四个尺寸为30mm*30mm的ITO测试方块，由于ITO为透明的材料，故在ITO方块边缘制作线宽为0.2mm*0.2mm的方框(若边框较小，可以调整方块的大小，最小制作为10mm*10mm)具体如下图所示：5.3.3保护蓝胶丝印对位标记：在ITOGlass切割之前要对图案进行保护，即玻璃正反面丝印保护蓝胶，则需要在ITOGlass的MT层上制作对位标记以保证保护蓝胶与玻璃的丝印位置，对位标记.5.4ITOGlass切割边需要保留0.5mm--1.0mm余量为二强做准备。**5.5二强设计标准5.5.1物理二次强化，需要规则外形，不能有异形。，5寸以上BM比外形尺寸内缩0.2-0.25mm，以免化强后需要补印BM6ITOFilm结构Sensor设计面向上。ITOFilm结构Sensor是采用印刷的方式制作各层布线。将使用菲林和钢丝网进行下面为所使用菲林的结构：**1)保护涂层：涂有明胶涂层以防止损伤感光乳剂层。里面可能包含无光泽试剂。2)感光乳剂层：均匀地涂有卤化银的微小晶体，以明胶作为介质。3)下涂层：该层用于把感光乳剂层粘到胶片基上。4)胶片基：使用了PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。这种材料有以下特点：尺寸稳定性高；紫外线透射率高；弹性与光滑度适中；5)防静电层：涂有导电材料以去除静电。6)衬底层：用于提高卷曲平衡及防止由于吸收反射光而降低图像质量。该层主要由明胶组成。里面可能含有无光泽试剂；**6.1ITOFilm结构Sensor具体设计ITOFilm结构Sensor图形设计包括AG，ITO和保护蓝胶。另外在图纸设计时需结合客户的要求和内部的工艺制程能力。下面按照Atmel方案进行ITO图形的设计6.1.1ITO设计**1)根据Atmel的建议，通道数按照VA区尺寸以4.76mm为PIN距来计算，如上右图所示。取VA的横向尺寸L,以及纵向尺寸H横向的通道数M=L/4.76(取整)；纵向的通道数N=H/4.76(取整)**横条Patten的Pitchb=(H+0.3)/N(4.5<a<5.5mm)纵条Patten的Pitcha=L/(M-0.5)(4.5<b<5.5mm)(M,N为横纵sensor通道数)ITOfilm上，通过丝印蚀刻的工艺制作ITO图形；3)边缘部分做0.8*1MMPAD(与AG压合0.3*1mm，银浆线距离视窗区域0.5mm)；4)使用0.1mm的线宽线间距进行评估边缘和引出位置的尺寸；5)所需标记：套版对位标识，菲林下标，膜面标识，大角标识，印刷方向，附着力测试块；具体如下图所示：6.1.2Trace设计规范**1)印刷制程线宽/线距最小为120/120mm。2)激光制程线宽/线距最小为50/50mm。7保护蓝胶设计保护蓝胶为制程中的过程保护，避免产品划伤及脏污7.1ITOFILMsensor保护蓝胶设计7.1.1正胶设计如下图所示，正胶尺寸要求比视窗区域单边大0.3mm保护视窗区域但不影响AG的丝印，根据sensor排版依次整列，并增加相应的对位标记及丝印标记7.1.2背胶设计ITOFILMsensor所用背胶为整面印刷，与sensor排版尺寸一致即所有图案区域，如上图背胶设计图纸所示7.2Glasssensor保护蓝胶设计**7.2.1正胶设计7.2.1.1单模正胶的设计单模正胶的外形尺寸为sensor外形尺寸单边缩小0.35mm，需要将FPC热压区域与VA区域保护蓝胶断开，断开的尺寸为丝印公差(目前一般为0.2mm),FPC热压区域尺寸为热压位置FPC外形尺寸扩大0.3mm，在进行FPC热压时撕掉FPC热压区域的保护蓝胶进行热压，如下图单模正胶图纸所示7.2.2背胶设计7.2.2.1单模背胶的设计背胶设计要考虑玻璃切割时的公差及丝印公差，要求背胶尺寸比玻璃外形单边缩小0.8mm,保证切割时不能切到蓝胶，FPC屏蔽角及喷码保护区域与VA区区域要断开，断开的尺寸为丝印公差(目前一般为0.2mm)，由于屏蔽脚压合精度不高，FPC屏蔽角保护区域为FPC屏蔽角压合区域外形尺寸扩大1.5mm(但不能扩大到进入VA区域，若距离VA距离小于1.5mm,可以适当调整FPC屏蔽脚压合区域蓝胶尺寸)具体如下图所示**7.2.3化强流程蓝胶设计为“回”字型。8FPC设计8.1FPC材料介绍8.1.1FPC概述FPC(FlexiblePrintedCircuit)软性印刷电路板,简称软板。是由铜质线路(Cu)、PI聚酰亚胺(Polyimide)或PE聚脂(Polyester)薄膜基材、粘合胶压合而成。具有优秀的弯折8.1.2FPC材料组成及规格8.1.2.1基材Basefilm：基材指铜箔基板所用以支撑之底材，亦指保护胶片之材料。8.1.2.3接着剂Adhesive，即粘合胶，对各层起粘合作用。**料厚(PI\PE)：12.5、8.1.2.5补强板Stiffener：FPC元件区域及FPC连接器区域，需在其接触面背面加一块补和FR4。补强板厚度一般为0.3、0.25、0.2、0.15、0.1mm。8.1.3FPC结构FPC将铜箔、接着剂、基材已压接完成后，可分为铜箔基板以及保护胶片8.1.3.1铜箔基板单面板、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8.1.3.2保护胶片：保护胶片以1mil为标准材料8.1.4FPC表面处理8.1.4.1电镀镍金：附着性强、邦定性能好、延展性好，插接式FPC最好采用电镀镍金工艺镀金厚度0.03~0.1um(含NI1~5um)NIum)**8.2FPC设计注意事项：8.2.1FPC设计基本规则覆盖膜贴合最小移位公差：±0.2mm，一般±0.3mm补强板贴合最小移位公差：±0.3mm，一般±0.5mm线路距外形最小公差：±0.1mm，局部重点部位±0.07mm钻孔孔位公差：±0.05mmmm非镀通孔±0.025mm外形公差：刀模±0.2mm，钢模±0.1mm，局部重点部位±0.05mm**最小蚀刻公差：±0.03mm，一般±0.05mmACF端PAD之累计公差：一般铜0.03~0.05%，无接着铜0.015~0.025%8.2.2FPC作业限制说明1.对折180度之内缘R不可小于0.2mm.2.折曲部所接触之玻璃边缘若太锐利会割损FPC表面,进而断裂.8.2.3FPC的连接方式⃞连接B2B的接插件(ConnectingwithB2Bconnectors)⃞连接ZIF的接插件(ConnectingwithZIFconnectors)⃞热压异性的导电胶(BondingbyACF/ACP)⃞焊接(BondingbySoldering)8.2.4FPC设计及开模作样时要考虑的要点1FPC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,金手指长度标注为A±0.2,在ITO金手指较短的情况下，≦1.1mm时可以标注为A(+0.2/0),使最大公差值不超过ITO长度值(尽量不要使FPC金手指超出PANEL边缘)。但金手指长度不可小于0.75mm.2FPC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3热压引脚的Pitch总值在标注时务必为X(0/-0.05),单个PIN宽度标注尺寸为Y±0.03;这都是重点尺寸(在尺寸前面需加*号)。脚宽大于0.3mm，或者PITCH值大于0.3mm可以4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。因为PET材料不可以耐高温，在SMT后会变形。5热压FPC到PAENL上的金手指背面需加12.5um厚度的PI补强，其长度需超出FPC金手指长度至少0.5mm，以防止FPC金手指受折而断裂。否则镂空金手指部分很容易折断。7需要多次弯折的FPC材料一定要选用压延铜，不要选用电解铜；且在弯折区域不可以设8FPC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。9FPC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0.06mm，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。**10如果我们设计的FPC是要客户去焊接的，需要在模组图最右侧标出组装示意图。并在FPC图纸上注明镀金厚度0.05um最小。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，则要求焊盘镀厚金0.5um。11带插座的FPC联板时要注意固定平整，联板数量不宜太多，以免累积误差造成SMT偏位。需要SMT的FPC上与PANEL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，便于焊接。12焊盘设计，采用盖膜压住部分焊盘的设计，以免弯折时断线。13镂空板在金手指上尽量避免打过孔，如果需要，过孔不要成一条直线排列，尽量交错排14需要SMT的FPC在设计中能加定位孔的尽量加上，便于SMT定位,另外FPC焊接到板上时也可以利用定位孔进行焊接。FPC对供应商有特殊要求的，需要在图纸上明确指出。比如需要符合ROHS标准，是否要求喷锡，是否对元件区域有补强要求，是否对镂空金手指有强度要求等。16接口FPCPIN脚：因其中一边与PANEL对应，另一边与客户主板对应,要特别注意其第一PIN及接口顺序的对应关系，并在插座背面设计补强板。请各位在发给采购开模要样时，一定要写明尺寸规格，FPC要镀厚金等。另外需说明何时需要样品？需要多少数量?FPC公差要求很严的情况下，比如需配ZIF连接器时请直接要求开钢模。**18FPCLAYOUT里面必须在IC起始PIN外侧丝印圆形标记。二极管必须标注方向。双排容的外观白油不要设计为正方形的，要设为长方形，以免误会贴错元件方向。19双面FPC前端需要手工焊接在板上的金手指需要设计为双面焊盘，且盖膜需要分别压住双面焊盘，双面焊盘用过孔连接，焊盘最前端设计为锯齿状，方便焊接时爬锡。20FPC上的双面粘尽量选用耐高温的材料(3M9500),贴附位置不可在元件下面，尽量远离元件区21FPC弯折区域与元件区域过度的圆角要达到半径为1.0mm,并建议在拐角处加铜线以补充强度,在需要弯折的区域也可以采用加缺孔的方法进行弯折限制。如下图所示：22FPC金手指长度需满足以下条件：将FPC金手指处的对位标与PANELITO引脚处的对位标对齐热压后，FPC金手指顶端不能超过ITO引脚顶端，一般低于ITO引脚约0.1mm，且金手指下端不超过PAENL,距边缘约0.2mm。如下图所示:**23镂空板的金手指设计，参见下图24为防止FPC上对位标因钢模偏位而被切掉和铜箔翘起等品质不良,在设计靠边对位标时,宽度至少为0.25mm±0.10mm。**25外形图上要把关键尺寸、控制尺寸标注出来，按总图要求去严格控制公差，外形公差一般控制在(±0.15—±0.30)mm，关键尺寸公差(如定位标记、FPC焊盘、接插件、别的特殊元器件等)控制在±0.1mm。接插件、特殊元件的焊盘大小及公差参考元件规格说明书。26确定FPC外形时尽可能考虑元件区域是否合适,要有足够的走线空间而且符合电路功能要求,特别是防静电(ESD)和抗电磁干扰(EMI).还要尽可能的考虑FPC上器件与走线的均匀性，不要头重脚轻，否则容易造成走线不合理以及板翘和SMT困难等问题。注意选用元件的高度,以免元件与其它部件结构上发生抵触。27ZIFFPC都需要规定插拔次数，ZIFFPC使用1/3OZ的基材,采用电镀金工艺，连接器背面根据连接器规格书加限位线(丝印),以便客户判断是否插接到位。28测试点放置位置需要与显示面同面,且不可放在元件正背面,测试点直径大于等于0.8mm,测试点是否露出要视具体情况而定。29连接器元件背面的补强板材料只可使用FR4或者不锈钢片,尽量少用PI材料,以免SMT时补强变形导致连接器虚焊或者假焊。30对于焊接金手指端正反两面的焊盘设计应遵循以下原则：第一,采用手焊接端的PI开口不能到头,防止金手指断裂；**第二,锯齿形过锡孔需要错开0.5mm，正反面开窗需错开0.3mm,且满足FPC正面(与烙铁接触面)比背面(与PCB接触面)长0.3mm，以防止FPC或金手指断裂；第三,与客户主板接触面的金手指长度要设计短一些,一般为1.5mm到1.8mm,与烙铁接触面金手指长度一般为1.8mm到2.1mm,以免返修时撕裂金手指。31外发FPC时如果要求供应商单只交货,在设计FPC时必须有两个定位孔和两个MARK点。32FPC的PANEL端接口外形如果是分多段的，各段之间的距离不小于3mm,单PIN的FPC段宽度不小于5mm，FPC各段要设计成对的“F”形对位标，以便于热压对位避免压接偏位。33为了确保触摸屏产品具有良好的可装配性、电性能及抗干扰性能,在设计时需要综合考虑以下方面：元件区域远离高频信号发射源、考虑是否需要DoubleRouting、是否需要设计T增加滤波电阻、VDD增加滤波电容及抗ESD器件、遵循走线最短的原则、非走线的空白区域网格式铺