CTP知识讲解

CTP知识讲解主流供应商的种类和来源现有产品结构和产品成本构成新技术发展方向生产工艺介绍单体级和系统级设计常见问题CTP的性能和可靠性测试补充说明提纲CTPCTP:CapacitiveTouchPanel电容式触摸屏主流电容屏厂商电容屏作为新兴产业，能够生产电容屏的厂商主要分为四类:原电阻屏生产厂商，起步较早，目前也是行业主力LCDPanal厂商看到了电容屏巨大的市场，同时可以垂直整合产品ITO厂商转型而来新兴加入的贴合厂主流电容屏厂商专业的TP生产厂家利用现有电阻屏设备进行工艺制程改良，主要为Film结构例如洋华，华意，介面，TPK，牧东，欧菲，瑞视，点面从ITO厂家转型而来，例如南坡，莱宝，长信，力合（丽格），金莱（莱宝）玻璃(panal)厂转型而来例如CPT，CMI，AUO，BOE，TM，HSD和林光电（GP昆山）等自主研发，前段外购方式，自身负责后端工艺以及成品出货，例如泰科越等等，厂商很多2.CTP分类CTP依工作原理分类依材料堆叠分类自电容互电容GFGG单点+手势真实多点DITOSITOG+FG+F+FOGSPGS自电容和互电容自电容vs.互电容自电容–self-capacitor测量信号线本身的电容优点：简单，计算量小缺点：虚拟两点，速度慢互电容-mutualcapacitor测量垂直相交的两根信号之间的电容优点：真实多点，速度快缺点：复杂，功耗大，成本高自容和互容区别G+F结构G+F+F结构G+G结构OGS结构PGS结构GG---DITO结构GG---SITO结构电容屏成本构成电容式触控面板驱动IC国外Atmel,Cypress,Synaptics,三星台系厂商Focaltech,Goodix,Elan,Himax,NovetekMstar,ITE国内苏州瀚瑞微,格科威1.单层sensor多指运用结构原理：单层sensor指的是只有一个方向的ITOpattern，由原来的X,Y方向确定坐标的方式发展成只有X方面获得X坐标值后计算出Y坐标值而确定坐标输出。节省厚度。使用原单点CTP0.95的厚度可以实现多点的触摸效果。节省成本。5.CTP技术发展2.超薄FILM,GLASSITOFILM可以由原来的0.125mm改成0.05mm的。两层ITOFILM之间的OCA可以改用0.025mm的。总厚度由1.15减少到0.925。超薄高强度GLASS：0.55mm、0.4mm。G+F+F（多点）G+F+F（多点）ITEMThicknessITEMThicknessCoverGlass0.7CoverGlass0.7OCA0.1OCA0.1ITOFILM0.125ITOFILM0.05OCA0.1OCA0.05ITOFILM0.125ITOFILM0.05TOTAL1.15TOTAL0.95超薄FILM3.OGS结构原理：OGS表示oneglasssensor，就是将CG,sensor合二为一，由之前的三层结构产品减小到单层结构。391IT-040-047-01-A4.on-cell将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间的方法，即在液晶面板上配触摸传感器.三星、日立、LGGalaxyS23~5.in-cell将触摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法，即在显示屏内部嵌入触摸传感器功能.Iphone5,Lumia920,CTP生产工艺介绍Coverglass生产工艺ITOSensor生产工艺介绍FilmSensor生产工艺介绍Coverglass生产工艺简述仿形CNC研磨超声波清洗强化印刷IR烘烤防指纹镀膜CTP制作工艺DITO前段生产流程：镀ITO正面ITO蚀刻镀反面ITOGlass镀金属蚀刻金属涂OCOC图形印保护胶切割大片功能测试小片功能测试反面ITO蚀刻后段流程：功能测试IC功能测试SensorACF贴合ICFPC压合贴光学胶ICICIC加压脱泡IC贴盖板贴盖板Pattern常见图形Cypress菱形Goodix六变形Focaltech工字型Pattern曝光機蝕刻機3D投影(線路放大100倍）脱膜抗氧化蚀刻曝光显影贴光阻工艺流程：整机设计要点IO电压匹配PowerNoise(共模干扰）LCMDCVCOM和ACVCOM的选择LCM接地与前壳接地AirGapESDIO电压匹配系统电压采用1.8VGPIO口，CTP建议使用levelshift，方案如下图（建议选方案2）DCVOM和ACCVOMLCMDCVCOM和ACVCOM都可以支持DCVCOMLCM模组对于CTP干扰优于ACVCOM，尤其是自容的量产更换LCM，尤其是自容，需要评估软件是否需要更改，调试AIRGap各家触控IC要求不仅相同，对于自容CTP兼用AIRGap保持在0.5mm以上（不同IC会不尽相同AIRGAP互容的LCM干扰性能优于自容的，但在无shielding屏蔽层的情况下，常规需要保持0.3mm以上的安全距离，当然全贴合工艺是特殊情况，一般CTP会增加屏蔽层ESD为了提高CTP模组抗静电能力，建议在FPC上增加shielding屏蔽层，元器件背面采用钢板补强接地设计ESD前壳与LCM金属部分需要充分接地，提升ESD性能采用硬质泡棉，形变越小越好，原则上形变需要小于10%其他注意点CTPFPC需要尽量远离GSM天线，常规设计放在手机的上下两端LCM铁框需要与整机地接地良好，需要关注导通接地的位置与面积机壳的金属支撑骨架或者钢板需要有效的与TP分开，建议在金属支架上贴一块黑色绝缘胶带，以减少支架和Sensor之间的电容，降低干扰电容TPFPC需要尽可能远离机壳缝隙或者开孔位置，避免ESD直接放电到CTPFPC显示屏的FPC不能与CTPFPC叠放触控按键区域避免采用大面积金属，避免寄生电容过大，造成按键误触发结构避空因DITO和CITO的FPC出pin位置宽度差异以及各家工艺差异造成的出pin宽度差异，建议结构机壳设计时充分考虑适当加大避让空间单体设计部分Coverglass设计部分Pattern设计部分FPC设计部分Coverglass的材料选择序号Cover材质表面硬度耐冲击耐磨透光率防指纹吸水性切割加工印刷加工防指纹涂层防紫外1富勒姆PC750g3H100g0.5m5次(5J)500g1200次91%初始不低于100°低容易容易直接在硬化涂层中添加，耐候时间长，价格便宜直接在硬化涂层中添加，紫外阻挡达到98%2普通PC750gHB100g0.5m5次(5J)500g300次91%无低容易容易无无3PMMA750g3-4H0.035J500g500次93%无高容易容易无无4耐冲击PMMA750g3-4H0.2J500g600次87%~91%无高容易容易无无5复合板（MR58）750g3-4H0.3J(表面PMMA会破裂)500g800次85以上无中容易容易无无6玻璃6H0.3J500g2000次91.5%（康宁）90.5%（旭硝子）表面镀膜后可达100°低难单片印刷，难单片涂布，价格贵不能防止紫外线玻璃材质：表面硬度最好，可以达到6H以上；表面耐磨性能最好；防水性能较好；可以防指纹镀膜；切割加工比较困难，外观印刷处理困难，成本比较贵硬化玻璃材质总体性能是最好的，但成本也最贵PMMA材质：1.表面硬度比较差，一般是3H左右；2.表面耐磨性能较差，容易划伤；3.耐冲击性能差于玻璃，小球跌落容易fail，且需要关注整机跌落性能以及按压水波纹问题；4.PMMA材料容易吸水，高温高湿测试容易起翘变形；5.优势：成本最便宜；玻璃价格的40%左右6.用力按压由于PMMA变形存在飘逸问题，且准确度和线性度相对于玻璃稍差建议使用产品为LCM尺寸小于等于3.5的低端产品上选用，目前较多模组厂都正在导入或者已经在低端产品上导入使用，材料比较成熟；富勒姆PC：1.表面硬度基本同PMMA，一般是3H左右2.耐冲击性能优于PMMA和玻璃；3.耐磨性能优于PMMA4.成本介于玻璃和PMMA之间玻璃价格的50%左右复合板结构:富勒姆PC结构:COVER设计要求:说明分类SmbolTYPEMinNOTE窄边部分玻璃厚度T=0.55mmA3.5mm以上玻璃厚度T=0.70mm2.5mm以上玻璃厚度T=1.00mm1.5mm以上听筒部分1.2mm成本上比1.4mm高出很多B1.4mm以上1.2mmCR0.7mm以上独立钻孔部分DR0.5mm以上开槽部分槽深3.0mm以上ER1.5mm以上槽深3.0mm以内GR0.7mm以上残留窄边F1.0mm以上不同厂家工艺略有不同，需要根据供应商实际工艺制作，主要是需要考虑供应商的制程加工良率设计注意事项:COVERGLASS相关：COVERGLASS的形状尽量不要太异形，越异形的外观，对抗冲击强度影响越大。在COVERGLASS上尽量减少通孔的数量，因为通孔数量多，整体强度下降，不良率上升，价格明显上升。SENSOR相关：GLASSSENSOR上不允许异形，切角，打孔。影响价格和结构可靠性。Sensorglass成型同CG工艺为提高良率，在整机机构设计中建议尽量不采用如图下方切角设计。1、影响glass成型难度和良率2、切角位置信号有影响，影响边缘触摸功能如果受机构影响无法避免而采用切角方式时，请确保切角倒角处采用R3以上倒圆角处理（如图四个倒圆角）。S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9GNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDD0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14GNDFPC相关：在FPC机构设计中主要涉及如下方面：A、FPC折弯处尽量避免采用90°方式，以提高装机良率。如下图一B、元器件区域背面钢片补强会做接地连接，在整机机构中建议增加钢片补强与主板地连接设计。C、在FPC的屏蔽接触线位置需要考虑机构避空0.2mm高度。下图二对于DITO结构的尤其要注意。1611.50±0.059.72±0.05ABCD图一图二FPC相关：在FPC因结构限制必须从侧边出线的，需要FPC离SENSOR边距离至少2mm以上。与整机堆叠相关：多点触摸电容屏SENSOR底面与LCM表面距离保证至少0.3mm。单点触摸电容屏SENSOR底面与LCM表面距离保证至少0.5mm。电容TPIC布件区域应远离天线、蓝牙、FM、WIFI等模块，避免干扰。CTP在ESD防护方面需要注意CTP与机壳的密封结构，同时缝隙尽量远离CTP的侧边走线区等敏感区域。听筒孔易导致ESD失效，出线FPC位置应远离出音孔，且在FPC上做上相应的露铜接地。4.4.5ADH相关：CTP背胶在与LCM贴合的设计上需考虑内框尺寸和CoverVA尺寸间距。ADH内框尺寸与CoverAA单边≥0.8mm，最佳间距≥1.0mm。需要考虑避空LCMIC和高于贴合区域位置。如右图所示。因目前结构堆叠设计时，整机为了减薄，而在CTP和LCM间省一层胶厚，而只用泡棉胶填充，导致在使用单点电容屏时因按压CTP有形变，造成CTP的基准电容发生变化，从而造成会有偏移、跳点、误报等问题的发生。所以在进行单点电容屏堆叠设计时尤其要注意泡棉胶的规格要求：a.要求粘性要好。b.要求泡棉胶的压缩量尽量低，建议0.5mm厚的泡棉只压缩到0.4mm。CoverAAADH内框尺寸4.4.6CTP边框设计相关：不同厂家因工艺制程不同，其所能设计的边框宽度不同。客户如果自行打样CTP时尤其要注意做兼容设计，以免造成后续的供货风险。其会同时影响如下图的A和B尺寸。常见的厂商工艺宽度：铜制程（线宽/线距50um/50um-60um/60um）黄光工艺（最小线宽/线距30um/30um）印刷制程（线宽/线距80um/80um-100um/100um）4.4.7触摸按键相关：G+F架构的CTP因SENSOR外形可以做成任意形状的，因此在做带有物理按键孔的产品时其SENSOR可以做成一体的结构。如下图