CN103294308B - 一种改进的gf结构触摸屏及其fpc连接方法 - Google Patents

一种改进的gf结构触摸屏及其fpc连接方法 Download PDF

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本发明公开了一种改进的GF结构触摸屏及其FPC连接方法，触摸屏呈叠层结构，从上往下依次为玻璃盖板、第一感测电极层、PET薄膜层和第二感测电极层，所述的第一感测电极层设置在玻璃盖板的下表面，第二感测电极层设置在PET薄膜层，PET薄膜层上设置有通孔，第二感测电极层通过通孔连接到第一感测电极层上的对应电极单元，FPC通过热压连接在第一感测电极层的电极引出引脚；PET薄膜层与玻璃盖板通过光学透明胶贴合到一起。光学透明胶采用OCA胶。FPC带有触控IC。

Description

一种改进的GF结构触摸屏及其FPC连接方法
技术领域
本发明涉及到触摸屏的技术领域，尤其涉及到一种改进的GF结构触摸屏及其FPC连接方法。
背景技术
触摸屏作为一种智能化的人机交互界面产品，目前在社会生产和生活中的很多领域得到了越来越广泛地应用，尤其在消费电子产品领域(如智能手机、平板电脑等领域)中发展最为迅速。
触摸屏技术种类繁多，主要包括电阻式、电容式、红外式、表声波式等。电容式触摸屏不仅具有反应灵敏，支持多点触控的优点，而且寿命长，随着相关控制IC技术的成熟和成本的降低，电容式触摸屏已成为目前市场上的主流技术。
目前主流的电容式触摸屏一般为GG结构，如图1所示，感应器(sensor)12制作在玻璃基板11表面，FPC 14(带触控IC 15)通过热压与电极引脚连接形成玻璃sensor 1，最后将玻璃sensor 1与玻璃盖板13进行贴合形成触摸屏面板2。GG结构触摸屏的优点是触摸感应灵敏度高，产品性能稳定，可靠性高；但是，这种结构厚度比较厚，成本较高，不利于产品的轻薄化设计和低成本化制作。
如果将图1中的玻璃基板11用薄膜基板(如PET薄膜)替代，即将sensor图案电极层12制作在PET薄膜的表面，这样就构成了一种新型的电容式触摸屏——GF结构触摸屏。由于PET薄膜很薄(～0.2mm)，而且成本较低，因此这种结构可以使得触摸屏的整体厚度减小，成本得以降低，实现产品轻薄化和低成本化。但是，现有的GF结构触摸屏存在一个很大的问题，就是FPC的热压良率不高；原因是由于PET薄膜的热膨胀系数较高，在高温下容易变形，并且与FPC的热膨胀系数存在差异，而一般FPC热压温度要求在300℃左右；因此在FPC热压的时候容易出现对位偏移、接触不良等问题，极大地影响了FPC的热压良率。
发明内容
本发明的目的就是解决现有的GF结构触摸屏FPC热压良率不高的问题，提出一种改进的GF结构触摸屏及其FPC连接方法。
本发明采用的技术方案是：
一种改进的GF结构触摸屏，其特征在于：触摸屏呈叠层结构，从上往下依次为玻璃盖板、第一感测电极层、PET薄膜层和第二感测电极层，所述的第一感测电极层设置在玻璃盖板的下表面，第二感测电极层设置在PET薄膜层，PET薄膜层上设置有通孔，第二感测电极层通过通孔连接到第一感测电极层上的对应电极单元，FPC通过热压连接在第一感测电极层的电极引出引脚；PET薄膜层与玻璃盖板通过光学透明胶贴合到一起。
所述的一种改进的GF结构触摸屏，其特征在于：所述的光学透明胶采用OCA胶。
所述的一种改进的GF结构触摸屏，其特征在于：所述的FPC带有触控IC。
一种改进的GF结构触摸屏的FPC连接方法，其特征在于，具体包括有以下步骤：
(1)在PET薄膜层上制作第二感测电极层并且图形化
在室温下，利用真空磁控溅射的方法在PET薄膜层上制作ITO薄膜，然后在150℃温度下真空退火，退火时间为1个小时，最后形成第二感测电极层，方块电阻在200～300Ω/sqr之间；通过激光刻蚀方法形成需要的ITO图案电极；
(2)在玻璃盖板上制作第一感测电极层并且图形化
在玻璃盖板上丝印油墨遮光层，高温真空溅射ITO透明导电层，溅射温度设定在200～300℃，ITO薄膜方块电阻在50～150Ω/sqr之间；ITO电极层通过涂胶、曝光、显影、蚀刻、去膜等工序实现图形化；
具体工艺参数如下：
镀膜真空度：0.01～0.5Pa，温度：220～300℃，ITO薄膜层的厚度10nm～20nm；
涂布光刻胶，将蚀刻的ITO薄膜层覆盖，光刻胶的厚度1600～2000nm，均匀性5％以内，预烘温度：80～90℃；
对光刻胶进行曝光，即在光刻胶上光刻电极图形，曝光条件为：紫外光波长：365nm，光通量：100～120lm，ITO电极图案的光罩是铬版，距离基板的尺寸100um～200um；
对光刻胶显影并硬化，采用NaOH，浓度0.1～0.08MOL/L，温度：20～35℃，时间50秒～120秒，硬化温度：100～120℃，时间30～35分钟；
蚀刻ITO薄膜层，形成ITO薄膜层电极图形，蚀刻使用材料：HCl 60％～65％+HO240％～35％，温度：40～45℃，时间：120～220秒；
去除光刻胶，形成ITO电极，使用材料：NaOH，浓度2.0～1.5MOL/L，温度：30～35℃，时间100秒～120秒，最后用纯水漂洗；
网版与玻璃的距离：网距：3.0-4.0mm，胶刮高度20-30mm，胶刮角度：60-85度，胶刮压力3.0-4.0Mpa；
烘烤烧结：将丝印好的玻璃放入烤箱中；烤箱升温时间为15-30min，恒温时间为25-35min，温度为130-160℃，温差不大于10℃；
(3)FPC的连接
利用热压工艺，将带有触控IC的FPC连接到玻璃盖板上第一感测电极层的电极引出引脚；
具体工艺参数：
ACF的连接：热压温度90℃、热压时间3s、热压压强0.154MPa；
FPC的连接：热压温度290℃、热压时间10s、热压压强0.21MPa；
(4)PET薄膜层上通孔的制作
利用激光切割加工的方法在PET薄膜边缘ITO电极引脚区域形成通孔，通孔可以是圆柱形，也可以是矩形或其他形状；
(5)PET薄膜层与玻璃盖板的贴合
通过光学透明胶将PET薄膜层和玻璃盖板贴合到一起，主要控制贴合精度，将PET薄膜层上的通孔对准第一感测电极层上的对应电极单元，这些电极单元通过第一感测电极层的电极走线连接到引出引脚；
(6)实现PET薄膜层通孔的上下导通
在PET薄膜层的通孔区域丝印银浆，控制银浆的厚度，使得银浆能够将通孔槽填满，实现第二感测电极层引线与通孔下对应电极单元的电学连接，从而实现第二感测电极层与FPC的电学连接。
与现有的技术相比，本发明的优点是：
(1)、由于FPC并没有直接通过热压连接到PET薄膜表面，而将FPC的热压工艺转移到相对耐高温的玻璃表面，因此避免了目前塑料(PET)薄膜热压良率低的问题，从而大大提高了FPC的热压良率。
(2)、将一感测电极层直接制作在玻璃盖板的下表面，相对于在塑料(PET薄膜层上制作双面电极层而言，一方面，第一感测电极层和第二感测电极层距离增大，提高了感测灵敏度；另一方面，由于是在玻璃上制作ITO透明电极层，因此ITO电极层可以再一定厚度的前提下实现较低的方块电阻，提高了sensor产品的性能。
(3)、通过激光加工和丝印银浆制作电学导通的通孔，工艺比较简单，能够较好地控制生产良率，有效降低成本。
附图说明
图1是GG结构电容式触摸屏的示意图。
图2是一种改进的GF结构电容式触摸屏的示意图。
图3是一种PET薄膜通孔结构的示意图。
具体实施方式
为了使本发明解决的技术问题、技术方案让本领域的普通技术人员更加清楚明白，以下结合附图说明，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2所示，一种改进的GF结构触摸屏，触摸屏呈叠层结构，从上往下依次为玻璃盖板22、第一感测电极层24、PET薄膜层21和第二感测电极层23，所述的第一感测电极层24设置在玻璃盖板22的下表面，第二感测电极层23设置在PET薄膜层21，PET薄膜层21上设置有通孔27，第二感测电极层23通过通孔27连接到第一感测电极层24上的对应电极单元，FPC25通过热压连接在第一感测电极层24的电极引出引脚；PET薄膜层21与玻璃盖板22通过光学透明胶贴合到一起。光学透明胶采用OCA胶。FPC 25带有触控IC 26。
一种改进的GF结构触摸屏的FPC连接方法，具体包括有以下步骤：
(1)在PET薄膜层21上制作第二感测电极层23并且图形化
在室温下，利用真空磁控溅射的方法在PET薄膜层21上制作ITO薄膜，然后在150℃温度下真空退火，退火时间为1个小时，最后形成第二感测电极层，方块电阻在200～300Ω/sqr之间；通过激光刻蚀方法形成需要的ITO图案电极；
(2)在玻璃盖板22上制作第一感测电极层24并且图形化
在玻璃盖板22上丝印油墨遮光层，高温真空溅射ITO透明导电层，溅射温度设定在200～300℃，ITO薄膜方块电阻在50～150Ω/sqr之间；ITO电极层通过涂胶、曝光、显影、蚀刻、去膜等工序实现图形化；
具体工艺参数如下：
镀膜真空度：0.01～0.5Pa，温度：220～300℃，ITO薄膜层的厚度10nm～20nm；
涂布光刻胶，将蚀刻的ITO薄膜层覆盖，光刻胶的厚度1600～2000nm，均匀性5％以内，预烘温度：80～90℃；
对光刻胶进行曝光，即在光刻胶上光刻电极图形，曝光条件为：紫外光波长：365nm，光通量：100～120lm，ITO电极图案的光罩是铬版，距离基板的尺寸100um～200um；
对光刻胶显影并硬化，采用NaOH，浓度0.1～0.08MOL/L，温度：20～35℃，时间50秒～120秒，硬化温度：100～120℃，时间30～35分钟；
蚀刻ITO薄膜层，形成ITO薄膜层电极图形，蚀刻使用材料：HCl60％～65％+HO240％～35％，温度：40～45℃，时间：120～220秒；
去除光刻胶，形成ITO电极，使用材料：NaOH，浓度2.0～1.5MOL/L，温度：30～35℃，时间100秒～120秒，最后用纯水漂洗；
网版与玻璃的距离：网距：3.0-4.0mm，胶刮高度20-30mm，胶刮角度：60-85度，胶刮压力3.0-4.0Mpa；
烘烤烧结：将丝印好的玻璃放入烤箱中；烤箱升温时间为15-30min，恒温时间为25-35min，温度为130-160℃，温差不大于10℃；
(3)FPC 25的连接
利用热压工艺，将带有触控IC 26的FPC 25连接到玻璃盖板22上第一感测电极层24的电极引出引脚；
具体工艺参数：
ACF的连接：热压温度90℃、热压时间3s、热压压强0.154MPa；
FPC的连接：热压温度290℃、热压时间10s、热压压强0.21MPa；
(4)PET薄膜层21上通孔27的制作
利用激光切割加工的方法在PET薄膜边缘ITO电极引脚区域形成通孔，通孔27的平面示意图如图3所示，31为塑料(PET)基板，32为第二感测电极层中的其中一条电极，33为电极走线，34为利用激光加工制作的通孔，通孔可以是圆柱形，也可以是矩形或其他形状；
(5)PET薄膜层21与玻璃盖板22的贴合
通过光学透明胶将PET薄膜层21和玻璃盖板22贴合到一起，主要控制贴合精度，将PET薄膜层21上的通孔27对准第一感测电极层24上的对应电极单元，这些电极单元通过第一感测电极层24的电极走线连接到引出引脚；
(6)实现PET薄膜层21通孔27的上下导通
在PET薄膜层21的通孔区域丝印银浆，控制银浆的厚度，使得银浆能够将通孔槽填满，实现第二感测电极层23引线与通孔27下对应电极单元的电学连接，从而实现第二感测电极层23与FPC 25的电学连接。

Claims (1)

1.一种改进的GF结构触摸屏，其特征在于：触摸屏呈叠层结构，从上往下依次为玻璃盖板、第一感测电极层、PET薄膜层和第二感测电极层，所述的第一感测电极层设置在玻璃盖板的下表面，第二感测电极层设置在PET薄膜层，PET薄膜层上设置有通孔，第二感测电极层引线与通孔下第一感测电极层上的对应电极单元的电学连接 ，FPC通过热压连接在第一感测电极层的电极引出引脚；PET薄膜层与玻璃盖板通过光学透明胶贴合到一起；
所述的光学透明胶采用OCA胶；
所述的FPC带有触控IC；
所述的一种改进的GF结构触摸屏，其FPC连接方法具体包括有以下步骤：
（1）在PET薄膜层上制作第二感测电极层并且图形化
在室温下，利用真空磁控溅射的方法在PET薄膜层上制作ITO薄膜，然后在150℃温度下真空退火，退火时间为1个小时，最后形成第二感测电极层，方块电阻在200~300Ω/sqr之间；通过激光刻蚀方法形成需要的ITO图案电极；
（2）在玻璃盖板上制作第一感测电极层并且图形化
在玻璃盖板上丝印油墨遮光层，高温真空溅射ITO透明导电层，溅射温度设定在200~300℃，ITO薄膜方块电阻在50~150Ω/sqr之间；ITO电极层通过涂胶、曝光、显影、蚀刻、去膜等工序实现图形化；
具体工艺参数如下：
镀膜真空度：0.01~0.5Pa，温度：220~300℃，ITO薄膜层的厚度10nm~20nm；
涂布光刻胶，将蚀刻的ITO薄膜层覆盖，光刻胶的厚度1600~2000nm，均匀性5%以内，预烘温度：80~90℃；
对光刻胶进行曝光，即在光刻胶上光刻电极图形，曝光条件为：紫外光波长：365nm，光通量：100~120lm，ITO电极图案的光罩是铬版，距离基板的尺寸100um~200um；
对光刻胶显影并硬化，采用NaOH，浓度0.1~0.08MOL/L，温度：20~35℃，时间50秒~120秒，硬化温度：100~120℃，时间30~35分钟；
蚀刻ITO薄膜层，形成ITO薄膜层电极图形，蚀刻使用材料：HCl60%~65%+HO2 40%~35%，温度：40~45℃，时间：120~220秒；
去除光刻胶，形成ITO电极，使用材料：NaOH，浓度2.0~1.5MOL/L，温度：30~35℃，时间100秒~120秒，最后用纯水漂洗；
网版与玻璃的距离：网距：3.0-4.0mm，胶刮高度20-30mm，胶刮角度：60-85度，胶刮压力3.0-4.0Mpa；
烘烤烧结：将丝印好的玻璃放入烤箱中；烤箱升温时间为15-30min，恒温时间为25-35min，温度为130-160℃，温差不大于10℃；
（3）FPC的连接
利用热压工艺，将带有触控IC的FPC连接到玻璃盖板上第一感测电极层的电极引出引脚；
具体工艺参数：
ACF的连接：热压温度90℃、热压时间3s、热压压强0.154MPa；
FPC的连接：热压温度290℃、热压时间10s、热压压强0.21MPa；
（4）PET薄膜层上通孔的制作
利用激光切割加工的方法在PET薄膜边缘ITO电极引脚区域形成通孔，通孔可以是圆柱形，也可以是矩形或其他形状；
（5）PET薄膜层与玻璃盖板的贴合
通过光学透明胶将PET薄膜层和玻璃盖板贴合到一起，主要控制贴合精度，将PET薄膜层上的通孔对准第一感测电极层上的对应电极单元，这些电极单元通过第一感测电极层的电极走线连接到引出引脚；
（6）实现PET薄膜层通孔的上下导通
在PET薄膜层的通孔区域丝印银浆，控制银浆的厚度，使得银浆能够将通孔槽填满，实现第二感测电极层引线与通孔下对应电极单元的电学连接，从而实现第二感测电极层与FPC的电学连接。
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