關(guān)于LCD 電測(cè)用的PCB 板優(yōu)化設(shè)計(jì)

陳秀玲 侯加輝

1 液晶顯示器（Liquid Crystal Display）簡(jiǎn)介

1.1 液晶顯示器

利用液晶的各項(xiàng)電光效應(yīng)，把液晶對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光線和溫度等外界條件的變化在一定條件下轉(zhuǎn)換成為可視信號(hào)制成的顯示器，就是液晶顯示器。液晶顯示器的英文為L(zhǎng)iquid Crystal Display，通常用LCD 來(lái)代表液晶顯示器。

液晶目前廣泛地應(yīng)用于鐘表、計(jì)算器、儀表儀器、筆記本電腦、移動(dòng)電話、電子寵物、袖珍彩電、大型平板顯示器、投影電視等家用、工業(yè)用和軍事用顯示領(lǐng)域。

1.2 液晶顯示器件的優(yōu)點(diǎn)

在信息顯示技術(shù)中，液晶顯示器件與其他類型的顯示器相比較有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）平面型顯示，體積小，重量輕，便于攜帶。

（2）功耗低，驅(qū)動(dòng)電壓低。

（3）壽命長(zhǎng)，一般在5 萬(wàn)小時(shí)以上。

（4）無(wú)有害射線等，故對(duì)人體無(wú)害，不易引起人眼的疲勞。

（5）被動(dòng)顯示，不易被強(qiáng)光沖刷，外界光越強(qiáng)則顯示越清晰，可以在明亮環(huán)境下顯示。

（6）易于驅(qū)動(dòng)，可用大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)，這也是其得到迅猛發(fā)展的原因。

（7）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的機(jī)械部分等。

1.3 液晶顯示器分類

利用電光效應(yīng)制作的常用的液晶顯示器大致有以下幾種：

（1）扭曲向列型液晶顯示器TN—LCD。

（2）超扭曲向列型液晶顯示器STN—LCD。

（3）高扭曲向列型液晶顯示器HTN—LCD。

（4）補(bǔ)償膜超扭曲向列型液晶顯示器FSTN—LCD。

（5）有源矩陣液晶顯示器TFT—LCD。

2 PCB 板設(shè)計(jì)的原理及其重要性

LCD 電測(cè)用PCB 板的設(shè)計(jì)。LCD 通斷電測(cè)主要任務(wù)是檢測(cè)LCD 產(chǎn)品的電性能缺陷，如大電流、層間短路、上下短路、斷路等。而電測(cè)機(jī)對(duì)PCB 板的設(shè)計(jì)要求最重要的一項(xiàng)是：位置相鄰的 COMMON 或SEGMENT 電極要用不同的 COMMON 或SEGMENT 引腳來(lái)連接，以此來(lái)判斷LCD 盒是否有層間短路缺陷，而測(cè)試引腳最多分為4 個(gè)COMMON 和4 個(gè)SEGMENT。這意味著電測(cè) PCB 板最多分別有 4 個(gè) COMMON 和 4 個(gè)SEGMENT 引出線與電測(cè)機(jī)的接口連接。

在設(shè)計(jì)電測(cè)用PCB 板引線時(shí)，盡量使PCB 板的COMMON及SEGMENT 引線排列有規(guī)律可循，以方便接引線；能利用PCB內(nèi)部引線連接的就盡量用內(nèi)部連接，以減少金手指（即焊接點(diǎn)）的數(shù)量，從而減少后續(xù)制板人員用在焊接引線上的時(shí)間。這既提高制板人員的工作效率和PCB 板的可靠性，又節(jié)省了材料。

下面，以筆者設(shè)計(jì)過(guò)的兩款產(chǎn)品，普通的PCB 板和全顯的PCB 板為例，對(duì)PCB 板的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析說(shuō)明。

3 普通的PCB 板優(yōu)化分析

3.1 改善前的 PCB 板

改善前：如圖1 所示，雙邊臺(tái)階的產(chǎn)品，因上下臺(tái)階上的PIN 腳總共有384 只，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量使PCB 板的COMMON 及SEGMENT 引線排列有規(guī)律可循，以方便接引線；但金手指（即焊接點(diǎn)）的數(shù)量較多，后續(xù)制板人員用在焊接引線上花費(fèi)時(shí)間多，所用材料耗費(fèi)也比較多。

圖1 優(yōu)化前的PCB 板（普通版）

圖2 優(yōu)化后的PCB 板（優(yōu)化方案一）

3.2 改善后的 PCB 板

（1）如圖2 所示，優(yōu)化方案一，通過(guò)底部焊接，減少了金手指的數(shù)量，從132 只降為86 只。

（2）如圖3 所示，優(yōu)化方案二，在優(yōu)化方案一的基礎(chǔ)上，把定義為2 的金手指導(dǎo)通起來(lái)，從而節(jié)省了焊點(diǎn)。減少后續(xù)制板人員用在焊接引線上的時(shí)間。既提高制板人員的工作效率和PCB 板的可靠性，又節(jié)省了材料。

圖3 優(yōu)化后的PCB 板（優(yōu)化方案二）

4 全顯的PCB 板優(yōu)化分析

1）COG 產(chǎn)品如沒有特殊的要求，一般只設(shè)計(jì)全顯的測(cè)試板，且有些產(chǎn)品因COMMON 電極密集也不能讓其分開設(shè)計(jì)。如圖4 所示，就是采用COG 產(chǎn)品的通用設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)全顯板。

圖4 采用COG 產(chǎn)品的通用設(shè)計(jì)

2）通過(guò)分析，采取兩種方案進(jìn)行改善，并評(píng)估改善后的可行性。

（1）如圖5 所示，為了增加接觸面積，采用方案一，但C1～C4 各COMMON 間的間距太小，壓上導(dǎo)電條容易變形，造成PCB 本身短路，因此不采用。

（2）如圖 6 所示，采用方案二，C1～C4 各 COMMON 間的間距符合制版的要求，其接觸面積也達(dá)到了生產(chǎn)的要求。因此，筆者采用方案二的PCB，制作測(cè)試板，并順利幫助生產(chǎn)，完成其生產(chǎn)任務(wù)。

圖5 全顯優(yōu)化后的PCB 板（方案一）

圖6 全顯優(yōu)化后的PCB 板（方案二）

5 設(shè)計(jì)PCB 板引線所采用的軟件說(shuō)明

LCD 電測(cè)用PCB 板的設(shè)計(jì)，所采用的軟件是AutoCAD，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。AutoCAD 軟件繪圖特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

（1）具有完善的圖形繪制功能。

（2）有強(qiáng)大的圖形編輯功能。

（3）可以采用多種方式進(jìn)行二次開發(fā)或用戶定制。

（4）可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力。

（5）支持多種硬件設(shè)備。

（6）支持多種操作平臺(tái)。

6 結(jié)束語(yǔ)

如COG 產(chǎn)品，COMMON 如果可以分成多路測(cè)試，既可彌補(bǔ)前制程不能采用飛針測(cè)試的不足，也能有效地檢出COMMON相鄰間是否有短路問題，這樣避免漏檢，既保證了產(chǎn)品的合格率，又能提高客戶的滿意度。LCD 電測(cè)用PCB 板引線的設(shè)計(jì)，關(guān)系到PCB 板的可靠性和穩(wěn)定性。優(yōu)化PCB 板引線的設(shè)計(jì)，既提高制板人員的工作效率和PCB 板的可靠性，又節(jié)省了材料。