关于LCD 电测用的PCB 板优化设计

陈秀玲 侯加辉

1 液晶显示器（Liquid Crystal Display）简介

1.1 液晶显示器

利用液晶的各项电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定条件下转换成为可视信号制成的显示器，就是液晶显示器。液晶显示器的英文为Liquid Crystal Display，通常用LCD 来代表液晶显示器。

液晶目前广泛地应用于钟表、计算器、仪表仪器、笔记本电脑、移动电话、电子宠物、袖珍彩电、大型平板显示器、投影电视等家用、工业用和军事用显示领域。

1.2 液晶显示器件的优点

在信息显示技术中，液晶显示器件与其他类型的显示器相比较有如下优点：

（1）平面型显示，体积小，重量轻，便于携带。

（2）功耗低，驱动电压低。

（3）寿命长，一般在5 万小时以上。

（4）无有害射线等，故对人体无害，不易引起人眼的疲劳。

（5）被动显示，不易被强光冲刷，外界光越强则显示越清晰，可以在明亮环境下显示。

（6）易于驱动，可用大规模集成电路直接驱动，这也是其得到迅猛发展的原因。

（7）结构简单，没有复杂的机械部分等。

1.3 液晶显示器分类

利用电光效应制作的常用的液晶显示器大致有以下几种：

（1）扭曲向列型液晶显示器TN—LCD。

（2）超扭曲向列型液晶显示器STN—LCD。

（3）高扭曲向列型液晶显示器HTN—LCD。

（4）补偿膜超扭曲向列型液晶显示器FSTN—LCD。

（5）有源矩阵液晶显示器TFT—LCD。

2 PCB 板设计的原理及其重要性

LCD 电测用PCB 板的设计。LCD 通断电测主要任务是检测LCD 产品的电性能缺陷，如大电流、层间短路、上下短路、断路等。而电测机对PCB 板的设计要求最重要的一项是：位置相邻的 COMMON 或SEGMENT 电极要用不同的 COMMON 或SEGMENT 引脚来连接，以此来判断LCD 盒是否有层间短路缺陷，而测试引脚最多分为4 个COMMON 和4 个SEGMENT。这意味着电测 PCB 板最多分别有 4 个 COMMON 和 4 个SEGMENT 引出线与电测机的接口连接。

在设计电测用PCB 板引线时，尽量使PCB 板的COMMON及SEGMENT 引线排列有规律可循，以方便接引线；能利用PCB内部引线连接的就尽量用内部连接，以减少金手指（即焊接点）的数量，从而减少后续制板人员用在焊接引线上的时间。这既提高制板人员的工作效率和PCB 板的可靠性，又节省了材料。

下面，以笔者设计过的两款产品，普通的PCB 板和全显的PCB 板为例，对PCB 板的优化设计进行分析说明。

3 普通的PCB 板优化分析

3.1 改善前的 PCB 板

改善前：如图1 所示，双边台阶的产品，因上下台阶上的PIN 脚总共有384 只，在设计时尽量使PCB 板的COMMON 及SEGMENT 引线排列有规律可循，以方便接引线；但金手指（即焊接点）的数量较多，后续制板人员用在焊接引线上花费时间多，所用材料耗费也比较多。

图1 优化前的PCB 板（普通版）

图2 优化后的PCB 板（优化方案一）

3.2 改善后的 PCB 板

（1）如图2 所示，优化方案一，通过底部焊接，减少了金手指的数量，从132 只降为86 只。

（2）如图3 所示，优化方案二，在优化方案一的基础上，把定义为2 的金手指导通起来，从而节省了焊点。减少后续制板人员用在焊接引线上的时间。既提高制板人员的工作效率和PCB 板的可靠性，又节省了材料。

图3 优化后的PCB 板（优化方案二）

4 全显的PCB 板优化分析

1）COG 产品如没有特殊的要求，一般只设计全显的测试板，且有些产品因COMMON 电极密集也不能让其分开设计。如图4 所示，就是采用COG 产品的通用设计，设计全显板。

图4 采用COG 产品的通用设计

2）通过分析，采取两种方案进行改善，并评估改善后的可行性。

（1）如图5 所示，为了增加接触面积，采用方案一，但C1～C4 各COMMON 间的间距太小，压上导电条容易变形，造成PCB 本身短路，因此不采用。

（2）如图 6 所示，采用方案二，C1～C4 各 COMMON 间的间距符合制版的要求，其接触面积也达到了生产的要求。因此，笔者采用方案二的PCB，制作测试板，并顺利帮助生产，完成其生产任务。

图5 全显优化后的PCB 板（方案一）

图6 全显优化后的PCB 板（方案二）

5 设计PCB 板引线所采用的软件说明

LCD 电测用PCB 板的设计，所采用的软件是AutoCAD，即计算机辅助设计。AutoCAD 软件绘图特点主要有以下几个方面。

（1）具有完善的图形绘制功能。

（2）有强大的图形编辑功能。

（3）可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。

（4）可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。

（5）支持多种硬件设备。

（6）支持多种操作平台。

6 结束语

如COG 产品，COMMON 如果可以分成多路测试，既可弥补前制程不能采用飞针测试的不足，也能有效地检出COMMON相邻间是否有短路问题，这样避免漏检，既保证了产品的合格率，又能提高客户的满意度。LCD 电测用PCB 板引线的设计，关系到PCB 板的可靠性和稳定性。优化PCB 板引线的设计，既提高制板人员的工作效率和PCB 板的可靠性，又节省了材料。