一种FPC与菲林热压工艺的研究及装备对策

刘建功等

摘 要：近几年来，电容式触摸屏广泛应用于各个领域，菲林（film）材料的触摸屏以其低廉的价格占据了很大一部分中低端市场。邦定工艺是菲林结构电容式触摸屏生产制造过程中的关键工艺，本文通过分析菲林材料电容屏的引线结构，来研制出基于LCM FOG工艺装备的适用于双层菲林电容屏的邦定工艺装备。

关键词：电容触摸屏；菲林结构；热压工艺

随着苹果公司推出iPhone系列手机和iPad系列平板电脑，世界快速进入了智能应用时代。触摸屏作为智能设备的输入主界面，以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点，广泛应用于公共信息查询、办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、多媒体教学等领域。

触摸屏产业本身是中国近些年发展最迅速的产业之一，技术的革新也是日新月异。从GFF、GG两种结构延伸到OGS、On Cell、In Cell、TOL、Metal mesh、AGNW和PEDOT等等，大约有十几种技术路线，在产品效果，用户体验，超薄设计，工艺成熟度等方面各有千秋，因此在市场上呈现百花齐放的独特格局。从目前的市场表现来看，菲林结构由于成熟的工艺和相对低廉的成本仍然占据主流市场份额，但主要集中在中低端机型。

本文主要通过介绍介绍了触摸屏的分类、菲林结构触摸屏的结构图、FPC邦定工艺、研究菲林结构触摸屏在实施邦定工艺工程中的关键点及难点，针对性的提出了菲林结构触摸屏FPC邦定工艺装备的解决方案。

1 触摸屏分类及电容屏介绍

触摸屏（Touch screen）又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。

电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。目前电容式触摸屏的感应层材质一般选用玻璃或PET Film。随着信利光电2013年研发出超窄边框菲林结构电容屏，PET Film结构电容屏以其良好的加工工艺性、低廉的价格、不输于其他触摸屏结构外形尺寸等优点占据了中低端智能终端的大部分市场。

2 菲林触摸屏介绍、特点及结构图

菲林结构电容屏的优势为：抗冲击性能强、质量轻、厚度薄、不会有金属点。目前某光电公司9.7英寸传统双层菲林结构（GFF）电容屏的最小厚度为1.25mm，透光度大于85%，可支持10个触摸点。单层菲林结构（GF）具有轻、薄和低成本的特点，大量应用于中低端智能手机，只能做到单点触摸+手勢触控。它的改进型单层双面ITO菲林结构（GF2）电容屏可做到多点触摸，通过光透过率和边框等可做到与玻璃结构相近，是较理想的电容式触摸屏方案。目前某光电公司3.2英寸GF电容屏最小厚度现可做到0.85mm，透过率大于85%。

菲林触摸屏由X向ITO导电膜和Y向ITO导电膜利用光学胶贴合而成，所以它与FPC邦定的位置是有高度差的，高度的差值即为导电膜的厚度；并且还有一部分的菲林触摸屏的X向ITO引线与Y向ITO引线不在一条直线上，呈“品字形”分布。菲林与FPC邦定完成图，（见图1）

3菲林触摸屏邦定工艺流程研究

菲林触摸屏邦定工艺与LCM邦定工艺基本相同，亦即通过ACF粘合，FPC对位、并在一定的温度、压力和时间下热压而实现ITO玻璃与柔性电路板的连接。为了对应菲林的柔性、菲林的引脚区有高度差以及ITO引线不在一条直线等特点，在完成该工艺流程的过程中，进行了一些针对性的设计：定位方式摒弃了机械定位方式，消除了因材料柔性原因带来的定位不准确；采用图像定位系统，不需要接触产品的边缘，消除了变形的影响，定位的精确度得到了提升；由于引脚区有高度差，且呈“品”字形，故ACF预贴无法一次完成，需要根据引脚区的形状，进行多次预贴，且ACF压头需做成专用的，以适应引脚区的高度差。

4 工艺装备对策

4.1 设备工作流程及布局

料盒上料——移至定位平台——视觉系统对位——移至ACF平台1——ACF预贴1——移至ACF平台2——ACF预贴2——移至预压吸取位——预压平台运动至操作位——FPC对位——运动至预压位预压——运动预压吸取位——移至缓冲平台——移至本压平台1——本压1——移至本压平台2——本压2——移至出料传送带

根据工艺流程的需求结合设备工作流程，该工艺装备可进行如下的布局（如图2）

4.2关键工艺点的完成通过以下几部分特别的机构设计完成：

①. 上料料盒及物料分离

上料料盒部分采用四个角限位，底层电机上下运动送料方式；四个角可以进行调节适应不同尺寸的菲林产品，四边不接触产品边缘，可以避免接触摩擦造成多层菲林结构被分层破坏。

由于菲林切割完成后边缘会有光学胶溢出，造成多片菲林粘在一起分离困难，上料时出现一次上多片的现象。为实现快速可靠的分离，上料机械手增加了抖动功能，在取料过程中实现了产品的分离。在定位台安装传感器，检测上料多片现象，避免多片流入下个工位。

（1） ACF预贴部件

该部分采用两套预贴结构，一套进行中间部分的预贴；一套进行“品”字形两端的ACF预贴，这套机构通过切刀的左右移动，实现一次拉带，完成两次预贴，减少了一次工作台的Y向运动。这样的布局安排既实现了工艺要求，又兼顾了效率，实现了自动完成复杂结构产品工艺需求。（如图4）

（2）本压部件

本压的平整度要求达到±5μm/100mm，而菲林引脚区上下两层结构高度差有0.15mm，一次动作无法完成三段引脚的压接。为此，我们采用第一层引脚一次压接，第二层引脚再次压接的流程来实现。压头采用一个“凸”字形，一个“凹”字形的方式，分别对应“品”字形的引脚区域（如图5）

以上几部分的机构，针对菲林的特点设计，既结合了LCM模组邦定机的结构，又针对性、创新性完成了菲林触摸屏的生产。

参考文献：

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

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