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摘  要：本文介绍OGS单层多点电容触摸屏模组，以及生产OGS单层多点电容触摸屏模组常用设备、工艺技术。同时对工艺技术进行改善性研究，通过DOE实验进行模拟分析并结合实际生产情况总结出一套提高产品良率的同时兼顾生产效率的工艺改善方案。

关键词：OGS单层多点，FOG工艺改善，DOE

Abstract ： In this paper， we mainly introduce Single Multi-touch sensor （OGS）， related machine and technology to produce OGS ， alao our study of OGS technology improvement. We summarize an better solution to improve production yield and balance production efficiency through simulation analysis of DOE.

Keywords：  Multi-touch sensor （OGS），FOG bonding technology improvement， DOE.

引言：

OGS单层多点电容触摸屏模组结构产品因成本低，可成为低成本方案触控设备的主流配件。OGS单层多点电容触摸屏玻璃热压端引线位置无金属层，且热压长度为普通产品的2-3倍左右，FOG 绑定难度大。为能确保OGS单层多点电容触摸屏模组能提高良率进行正常量产，FOG工艺能力提升极为重要。

一、触摸屏的概述与发展

触摸屏是一种交互式输入设备，其本质是传感技术。根据传感器的类型，可把触摸屏分成如下四种类型：电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线触摸屏及表面声波触摸屏，其中电容式触摸屏的应用最为广泛。

目前主流电容式触摸屏模组的结构主要有六种，分别为：GG、GF、GFF、OGS（One glass  solution）、on-cell、in-cell，其中 G 指的是玻璃，F（Film）指的是膜。相比较于GG、GF、GFF而言，OGS、on-cell、in-cell结构是通过不同的方法，舍弃原有的触控感应层，以达到厚度减小、透光度增加、质量减轻、成本降低的目的。与传统相比，这三种结构均少了一层玻璃并减少了一次模组贴合。OGS是将传感器直接做到一层钢化玻璃上，与传统多层结构的触摸屏产品相比，更轻、更薄、更透光，而且强度更大。

OGS按结构类型可分为：多层ITO结构与单层ITO结构，而单层ITO结构具有设计简单、工艺简化、玻璃制程生产流程少、材料使用少等特点，其制造成本更低，通常把OGS单层ITO结构的产品称之为OGS单层多点电容式触摸屏。

二、OGS单层多点电容式触摸屏模组FOG工艺与设备

OGS单层多点电容式触摸屏模组 FOG工序是产品其整个生产过程中实现功能可靠性的重要一环，工艺与传统LCM 邦定工艺基本相同，即通过ACF（异方性导电胶膜）粘合，并在一定的温度、压力和时间下热压而实现ITO玻璃与FPC（柔性电路板）的连接。在邦定过程中，对位预压是难点，由于OGS单层多点电容式触摸屏玻璃的邦定区域不透光，在对位时需要将相机装在玻璃上方，从上往下取像来实现预压对位。

OGS单层多点电容式触摸屏模组 FOG使用的设备可基本分为手动FOG生产线、自动FOG生产线。

1、手动FOG生产线：使用单独的贴ACF机、FPC热压机进行生产。由于这两种设备的生产效率不同，为了充分发挥每台设备的产能，可根据实际生产情况对这两种设备的数量进行搭配生产，如图1所示。

2、自动FOG生产线：将手动线的岗位如贴ACF、FPC热压（含预压、本压）等整合到一台设备上，可实现玻璃与FPC采用CCD自动对位，精度好、效率高，自动上下料，生产过程由机械手自动搬运，减少人工干预，如图2所示。

三、OGS单层多点电容式触摸屏模组FOG工艺

1、FOG绑定过程中的偏位、金球聚集问题的工艺改善

OGS单层多点电容式触摸屏模组FOG生产的主要难点在于：① 玻璃的邦定区域不透光，② FPC长度较长。玻璃的邦定区域不透光问题可以通过设备调整CCD位置来满足要求，通常进行大批量生产，我们采用自动FOG生产线来进行生产。而FPC长度较长问题，则需通过在工艺上进行特殊优化处理方能提高良率，普通OGS电容式触摸屏模组FPC的绑定端长度在15cm-30cm，而OGS单层多点电容式触摸屏模组FPC的绑定端长度一般为60cm-70cm。FPC的绑定端长度较长引入的缺陷问题为偏位、金球聚集。

经过对多款产品进行论证及实操验证，总结出以下工艺解决方案：

① 偏位：根据不同外形的FPC，自动FOG生产线设备选用不同的预压头辅助吸嘴及搬运机械手吸嘴，并通过搭配不同的程序实现设备动作上的优化，可以解决偏位问题。

② 金球聚集：将自动FOG生产线本压热压头宽度由常用规格1.2mm更改为专用规格1.0mm，减少压头作用在FPC  PI边缘部分，并在调机时将热压位置避开PI边缘位置。将ACF贴附位置以不超出FPC金手指为准相对应的OGS位置，减少挤压ACF，FPC压合位置如图3所示。金球聚集改善前后的对比如图4所示。

2、OGS单层多点电容式触摸屏模组FOG绑定参数优化

FOG绑定参数主要是温度、时间、压力三者选择某种搭配来实现热压效果满足要求。为达到最佳效果保证良率，我们通过“FOG绑定参数DOE试验”来选择最优参数。

进行DOE 试验后，确定参数如下：

“FOG绑定参数DOE试验”的步骤：

①采用MF系列ACF进行绑定，该款ACF为低温特性，规格书热压温度要求为：140℃-160℃，金球直径10um，密度为800 pcs/mm²。下表为该ACF的应用要求：

②ACF贴附条件说明：根据ACF规格书参数要求，对自动FOG生产线贴ACF进行温度、压力测试，选取符合规格书参数进行贴附试验。经过等离子清洗后，贴附时间可减少至1.2S（贴附时间），吹气时间可减少至0.2S。

③主压参数说明：以下测试是以温度（T）、压力（P）、时间（t）为因子，每个因子各取2个水平进行 2³ 因子DOE实验，响应（Y）为拉力值，每种组合进行3次重复，即进行24次实验。（注：实测温度取值是指在加热过程，在第5s时达到稳定的温度，并保持到热压结束）

DOE试验数据如下：

采用Mintab 对实验数据进行分析，从“标准化效应的正态图”及“标准化效应的

Pareto 图”，发现AB＼ABC＼B不显著，但其它显著，此三项不能除去。

保持时间（t）为10s，计算等直线图即曲面图。在时间相同情况下，温度（T）增加时，拉力值（Y）随着增加。

实验优化小结：Mintab 提供的最优条件为：（300℃、0.27Mpa、10s），拉力值（Y）为

1100 gf/cm 。考虑到实际生产过程要保证品质效果及提高效率，拉力值控制在1000 gf/cm 以上（品质要求拉力值》700 gf/cm）。调整“优化图”内参数，将本压时间定在10s，以提高效率。重调整后的优化条件： 时间10s，温度280℃，压力0.28 Mpa，拉力1029gf/cm。

依据优化后条件，实际生产测试拉力均值为：1193 gf/cm。

四、结束语

通过对生产设备的选型、设备动作精细化调试、设备配件的专门定制，以及分析不同产品的FPC结构划分不同的热压区域，并形成标准，同时分析FOG绑定参数的DOE试验，最终确定OGS 单层多点电容触摸屏模组FOG的工艺改善的一整套方案，提高产品良率的同时兼顾生产效率。与此同时，OGS 单层多点电容触摸屏模组FOG的工艺改善也适用于类似长度的FPC的on-cell结构产品的生产。

参考文献：

[1] 王立凤  触摸屏技术及其应用，无锡商业职业技术学院电 子工程系 ， 江苏无锡  214153

[2] 王王晓龙，孙永升，李童.OGS电容触摸屏应用于加固计算机的可靠性研究[J].信息技术与信息化，2018，（第4期）.

[3] 孙红飚，马增刚.OGS邦定工艺与设备[J].电子工艺技术，2014，（第3期）.

[4] 马增刚.玻璃结构电容式触摸屏邦定工艺及设备[J].电子工业专用设备，2012，（第6期）.