一種FPC與菲林熱壓工藝的研究及裝備對策

劉建功等

摘 要：近幾年來，電容式觸摸屏廣泛應用于各個領域，菲林（film）材料的觸摸屏以其低廉的價格占據了很大一部分中低端市場。邦定工藝是菲林結構電容式觸摸屏生產制造過程中的關鍵工藝，本文通過分析菲林材料電容屏的引線結構，來研制出基于LCM FOG工藝裝備的適用于雙層菲林電容屏的邦定工藝裝備。

關鍵詞：電容觸摸屏；菲林結構；熱壓工藝

隨著蘋果公司推出iPhone系列手機和iPad系列平板電腦，世界快速進入了智能應用時代。觸摸屏作為智能設備的輸入主界面，以其易于使用、堅固耐用、反應速度快、節省空間等優點，廣泛應用于公共信息查詢、辦公、工業控制、軍事指揮、電子游戲、多媒體教學等領域。

觸摸屏產業本身是中國近些年發展最迅速的產業之一，技術的革新也是日新月異。從GFF、GG兩種結構延伸到OGS、On Cell、In Cell、TOL、Metal mesh、AGNW和PEDOT等等，大約有十幾種技術路線，在產品效果，用戶體驗，超薄設計，工藝成熟度等方面各有千秋，因此在市場上呈現百花齊放的獨特格局。從目前的市場表現來看，菲林結構由于成熟的工藝和相對低廉的成本仍然占據主流市場份額，但主要集中在中低端機型。

本文主要通過介紹介紹了觸摸屏的分類、菲林結構觸摸屏的結構圖、FPC邦定工藝、研究菲林結構觸摸屏在實施邦定工藝工程中的關鍵點及難點，針對性的提出了菲林結構觸摸屏FPC邦定工藝裝備的解決方案。

1 觸摸屏分類及電容屏介紹

觸摸屏（Touch screen）又稱為“觸控屏”、“觸控面板”，是一種可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置，當接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程式驅動各種連結裝置，可用以取代機械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質，把觸摸屏分為四種，它們分別為電阻式、電容感應式、紅外線式以及表面聲波式。

電容式觸摸屏是利用人體的電流感應進行工作的。目前電容式觸摸屏的感應層材質一般選用玻璃或PET Film。隨著信利光電2013年研發出超窄邊框菲林結構電容屏，PET Film結構電容屏以其良好的加工工藝性、低廉的價格、不輸于其他觸摸屏結構外形尺寸等優點占據了中低端智能終端的大部分市場。

2 菲林觸摸屏介紹、特點及結構圖

菲林結構電容屏的優勢為：抗沖擊性能強、質量輕、厚度薄、不會有金屬點。目前某光電公司9.7英寸傳統雙層菲林結構（GFF）電容屏的最小厚度為1.25mm，透光度大于85%，可支持10個觸摸點。單層菲林結構（GF）具有輕、薄和低成本的特點，大量應用于中低端智能手機，只能做到單點觸摸+手勢觸控。它的改進型單層雙面ITO菲林結構（GF2）電容屏可做到多點觸摸，通過光透過率和邊框等可做到與玻璃結構相近，是較理想的電容式觸摸屏方案。目前某光電公司3.2英寸GF電容屏最小厚度現可做到0.85mm，透過率大于85%。

菲林觸摸屏由X向ITO導電膜和Y向ITO導電膜利用光學膠貼合而成，所以它與FPC邦定的位置是有高度差的，高度的差值即為導電膜的厚度；并且還有一部分的菲林觸摸屏的X向ITO引線與Y向ITO引線不在一條直線上，呈“品字形”分布。菲林與FPC邦定完成圖，（見圖1）

3菲林觸摸屏邦定工藝流程研究

菲林觸摸屏邦定工藝與LCM邦定工藝基本相同，亦即通過ACF粘合，FPC對位、并在一定的溫度、壓力和時間下熱壓而實現ITO玻璃與柔性電路板的連接。為了對應菲林的柔性、菲林的引腳區有高度差以及ITO引線不在一條直線等特點，在完成該工藝流程的過程中，進行了一些針對性的設計：定位方式摒棄了機械定位方式，消除了因材料柔性原因帶來的定位不準確；采用圖像定位系統，不需要接觸產品的邊緣，消除了變形的影響，定位的精確度得到了提升；由于引腳區有高度差，且呈“品”字形，故ACF預貼無法一次完成，需要根據引腳區的形狀，進行多次預貼，且ACF壓頭需做成專用的，以適應引腳區的高度差。

4 工藝裝備對策

4.1 設備工作流程及布局

料盒上料——移至定位平臺——視覺系統對位——移至ACF平臺1——ACF預貼1——移至ACF平臺2——ACF預貼2——移至預壓吸取位——預壓平臺運動至操作位——FPC對位——運動至預壓位預壓——運動預壓吸取位——移至緩沖平臺——移至本壓平臺1——本壓1——移至本壓平臺2——本壓2——移至出料傳送帶

根據工藝流程的需求結合設備工作流程，該工藝裝備可進行如下的布局（如圖2）

4.2關鍵工藝點的完成通過以下幾部分特別的機構設計完成：

①. 上料料盒及物料分離

上料料盒部分采用四個角限位，底層電機上下運動送料方式；四個角可以進行調節適應不同尺寸的菲林產品，四邊不接觸產品邊緣，可以避免接觸摩擦造成多層菲林結構被分層破壞。

由于菲林切割完成后邊緣會有光學膠溢出，造成多片菲林粘在一起分離困難，上料時出現一次上多片的現象。為實現快速可靠的分離，上料機械手增加了抖動功能，在取料過程中實現了產品的分離。在定位臺安裝傳感器，檢測上料多片現象，避免多片流入下個工位。

（1） ACF預貼部件

該部分采用兩套預貼結構，一套進行中間部分的預貼；一套進行“品”字形兩端的ACF預貼，這套機構通過切刀的左右移動，實現一次拉帶，完成兩次預貼，減少了一次工作臺的Y向運動。這樣的布局安排既實現了工藝要求，又兼顧了效率，實現了自動完成復雜結構產品工藝需求。（如圖4）

（2）本壓部件

本壓的平整度要求達到±5μm/100mm，而菲林引腳區上下兩層結構高度差有0.15mm，一次動作無法完成三段引腳的壓接。為此，我們采用第一層引腳一次壓接，第二層引腳再次壓接的流程來實現。壓頭采用一個“凸”字形，一個“凹”字形的方式，分別對應“品”字形的引腳區域（如圖5）

以上幾部分的機構，針對菲林的特點設計，既結合了LCM模組邦定機的結構，又針對性、創新性完成了菲林觸摸屏的生產。

參考文獻：

[1]http：//baike.baidu.com/link？url=7OGl54CZWIHj58y3hsY_dkTbK6vMP680AjRbZ1uq5d-TCdfRQh8lwaSyFZAzcxxPlct6e4kk4ssshbpgZiw9lK

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