CN103631095A - 一种拼贴法制备单片集成电容触摸屏的动态电子掩模板系统 - Google Patents
一种拼贴法制备单片集成电容触摸屏的动态电子掩模板系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种拼贴法制备单片集成电容触摸屏的动态电子掩模板系统，包括基板承载系统、视觉识别系统、填充图形设计系统、图像数据处理系统、动态数字化掩膜图形调整系统和电子掩膜板系统，本发明采用电子掩膜替代现有技术中固定的金属图案光阻掩膜板，能够根据拼贴法制备单片集成电容触摸屏生产中，小片玻璃的偏移位置和倾斜角度调整填充图形的位置，完成对有位置、高度和角度偏差的小片玻璃曝光，使OGS触摸屏实现大规模量产，提高生产效率，可广泛应用于触摸屏、电子产品、光伏产品、PCB线路板中多层复合膜图层制作或图层间穿孔定位套合制作。
Description
技术领域
本发明涉及一种触摸屏制作系统，特别是一种单片集成电容触摸屏制作过程中的掩膜板系统。
背景技术
传统电容式触摸屏是一块多层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层导电层，最外层是一薄层玻璃保护层，这种触摸屏结构较为复杂，生产成本高。
基于OGS技术的触摸屏把触控玻璃(Touch Sensor)与保护玻璃(Cover Glass)集成在一起，亦即在一般的保护玻璃内侧镀上ITO导电层，使该单片玻璃不仅具备保护玻璃的强度、安全性，同时也兼具触控功能，被认为是手机等消费电子产品触摸屏技术的发展趋势，因此几乎所有的触控面板厂都着手开发单片集成玻璃解决方案。
大片制程受限于应力，良率不高，环境污染等，小片制程则由于效率不高等问题，都存在一定的瓶颈。小片拼贴在大片载体上的大片制程模式以其高产量规模效益可实现工业化批量生产，拼贴法制作电容屏成为各方案中的首选，但在实际设计中却会遇到各种问题。小片拼贴在大片载体上的大片制程模式以其高产量规模效益可实现工业化批量生产，拼贴法制作电容屏成为各方案中的首选，然而拼贴法制作电容屏存在关键的定位设计问题。
目前触摸屏厂商主要采用平行光曝光模式：小片拼贴大片需采用胶水将两层玻璃贴合在一起，因贴合过程中胶水的使用会导致小片玻璃定位后漂移的问题，贴合后片与片之间的位置偏差相差20um以上，角度也会出现偏差，而平行光曝光采用的阻挡光线的掩膜版为固定图形，曝光后形成在玻璃上的图形与小片定位之间存在角度和位置的偏差，导致产品无法顺利量产。
很显然，因以上定位问题，严重阻碍了拼接法生产集成电容触摸屏的量产，不能满足工业生产的需要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种解决拼贴法制程中产品各图层之间的高精度对位问题，使单片玻璃触摸屏方案顺利实现高效、高良率、规模化生产的拼贴法制备单片集成电容触摸屏的动态电子掩模板系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种拼贴法制备单片集成电容触摸屏的动态电子掩模板系统，包括：
基板承载系统：包括承载板和整列方式排列在承载板上的小片玻璃。
视觉识别系统：用于识别承载板身份和排列在承载板上的各小片玻璃位置，生成承载板身份信息和各小片玻璃坐标位置信息。
填充图形设计系统：用于设计各小片玻璃的填充图形。
图像数据处理系统:用于承载板身份信息、各小片玻璃坐标位置信息和填充图形。
动态数字化掩膜图形调整系统：用于从图像数据处理系统中读取填充图形，根据各小片玻璃坐标位置信息，将填充图形填充到对应的位置，形成动态数字化掩膜模拟图形。
电子掩膜板系统：用于将动态数字化掩膜模拟图形以可视化形式显示出来，形成需要曝光的电子掩膜。
该系统按照如下步骤制备单片集成电容触摸屏：
A、母板及小片玻璃制作
a、将大片玻璃切割成若干个小片玻璃。
b、将各小片玻璃进行高温化学强化并处理玻璃边缘。
c、将强化处理后的各小片玻璃按照预定掩模图形位置定位排列在曝光大片玻璃托架上，并在小片玻璃上设计定位标识，以便曝光视觉系统对小片玻璃进行准确的定位。
B、承载母板玻璃丝印
a、承载母板清洗烘干后固定在贴片台上，并通过对位标识及坐标原点确定承载母板在贴片台上的位置。
b、按照掩膜板对应填充图形位置，制作网板，通过视觉识别系统自动对位，丝印网板上对位标识与母板对位标识套合完全后丝印水溶性粘合剂。
C、小片玻璃对位贴合
a、将小片玻璃固定于发料机上，通过视觉识别系统图像扫描，辨识出小片玻璃黑色内边框，并以固定一点为识别坐标点。
b、通过贴片机械手，按照掩膜板中预定小片玻璃位置，对应母板零点，以识别坐标点，将小片玻璃按照相应位移进行对位贴合在承载母板上。
D、识别小片玻璃位置和角度
视觉识别系统在X方向和Y方向进行两维扫描整个承载母板上每个小片玻璃的图形，同时在Z方向进行整版高度扫描，通过图形成像后边缘灰阶的差异来抓取图形边缘，计算出曝光图形填充的准确中心位置，高度和角度。
E、曝光图形填充至小片玻璃位置
将需要曝光的曝光图形填充至小片玻璃定位框内，形成符合小片玻璃定位的动态数字化掩膜模拟图形。
F、生成电子掩膜
动态数字化掩膜模拟图形输入至电子掩膜板系统中，电子掩膜板系统将动态数字化掩膜模拟图形转化后显示在电子掩膜板上，形成需要曝光的电子掩膜板。
G、曝光光刻
在形成电子掩膜板后，开启曝光程序对小片玻璃进行图形曝光。
本发明的有益效果是：本发明采用电子掩膜替代现有技术中固定的金属图案光阻掩膜板，能够根据拼贴法制备单片集成电容触摸屏生产中，小片玻璃的偏移位置和倾斜角度调整填充图形的位置，完成对有位置、高度和角度偏差的小片玻璃曝光，使OGS触摸屏实现大规模量产，提高生产效率，可广泛应用于触摸屏、电子产品、光伏产品、PCB线路板中多层复合膜图层制作或图层间穿孔定位套合制作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的承载板和小片玻璃排列方式结构示意图。
具体实施方式
参照图1，一种拼贴法制备单片集成电容触摸屏的动态电子掩模板系统，拼贴法制备单片集成电容触摸屏的过程是首先将小片玻璃粘贴在承载板上，由于小片玻璃与承载板在物理上是分离的，小片玻璃的位置不可避免会出现轻微的误差（偏差），因此，在曝光前需要对各个小片玻璃的位置和曝光图形的位置进行定位校准，以保证经曝光的光路成像在各个小片玻璃正确的位置上，本发明的系统包括：
基板承载系统：包括承载板1和整列方式排列在承载板上的小片玻璃2，承载板1和小片玻璃2的排列方式如图1所示，该承载板设置有用于准确定位的定位基准原点孔3和身份识别信息4，该身份识别信息为采用打印、光刻等技术形成的条形码、二维码等机读标识。在各工序中，只需要读取身份识别信息，就可以从图像数据处理系统中获取其上的小片玻璃坐标位置信息。
视觉识别系统：用于识别承载板身份和排列在承载板上的各小片玻璃位置，生成承载板身份信息和各小片玻璃坐标位置信息。视觉识别系统主要为CCD摄像系统及图像处理软件系统，利用CCD摄像系统（摄像机），经过在X方向和Y方向进行两维扫描整个承载板上每个小片玻璃，同时在Z方向进行整版GAP高度扫描，提取承载板上的图案，通过图形成像后边缘灰阶的差异来抓取图形边缘，然后图像处理软件通过比对输入至计算机中的小片玻璃的标准设计图形，计算出小片玻璃准确的中心位置，高度和角度等坐标位置信息。
填充图形设计系统：用于设计各小片玻璃的填充图形，该系统主要为电脑软件。
图像数据处理系统:用于承载板身份信息、各小片玻璃坐标位置信息和填充图形等信息。
动态数字化掩膜图形调整系统：用于从图像数据处理系统中读取填充图形，根据各小片玻璃坐标位置信息，将填充图形填充到对应的位置，形成动态数字化掩膜模拟图形，该系统也主要为软件系统。
电子掩膜板系统：用于将动态数字化掩膜模拟图形以可视化形式显示出来，即以可视化图形方式显示在由液晶显示器或电子纸类显示器上，形成需要曝光的电子掩膜，然后由光学系统，对基板承载上的各个小片玻璃进行扫描投影，实现各个小片玻璃的光刻。
该系统按照如下步骤制备单片集成电容触摸屏：
A、母板及小片玻璃制作
a、将大片玻璃切割成若干个小片玻璃。
b、将各小片玻璃进行高温化学强化并处理玻璃边缘。
c、将强化处理后的各小片玻璃按照预定掩模图形位置定位排列在曝光大片玻璃托架上，并在小片玻璃上设计定位标识，以便曝光视觉系统对小片玻璃进行准确的定位。
B、承载母板玻璃丝印
a、承载母板清洗烘干后固定在贴片台上，并通过对位标识及坐标原点确定承载母板在贴片台上的位置。
b、按照掩膜板对应填充图形位置，制作网板，通过视觉识别系统自动对位，丝印网板上对位标识与母板对位标识套合完全后丝印水溶性粘合剂。
C、小片玻璃对位贴合
a、将小片玻璃固定于发料机上，通过视觉识别系统图像扫描，辨识出小片玻璃黑色内边框，并以固定一点为识别坐标点。
b、通过贴片机械手，按照掩膜板中预定小片玻璃位置，对应母板零点，以识别坐标点，将小片玻璃按照相应位移进行对位贴合在承载母板上。
D、识别小片玻璃位置和角度
视觉识别系统在X方向和Y方向进行两维扫描整个承载母板上每个小片玻璃的图形，同时在Z方向进行整版高度扫描，通过图形成像后边缘灰阶的差异来抓取图形边缘，计算出曝光图形填充的准确中心位置，高度和角度。
E、曝光图形填充至小片玻璃位置
将需要曝光的曝光图形填充至小片玻璃定位框内，形成符合小片玻璃定位的动态数字化掩膜模拟图形。
F、生成电子掩膜
动态数字化掩膜模拟图形输入至电子掩膜板系统中，电子掩膜板系统将动态数字化掩膜模拟图形转化后显示在电子掩膜板上，形成需要曝光的电子掩膜板。
G、曝光光刻
曝光系统由曝光光源、光学系统、电子掩膜板、曝光载物机械平台组成。其原理是：通过如DMD、LCOS、LCD等空间光调制器将计算机产生的图案数据经由光学系统，对基板承载系统中的各个小片进行扫描投影，实现各个小片玻璃的光刻。在形成电子掩膜板后，开启曝光程序对小片玻璃进行图形曝光。
本发明采用电子掩膜替代现有技术中固定的金属图案光阻掩膜板，能够根据拼贴法制备单片集成电容触摸屏生产中，小片玻璃的偏移位置和倾斜角度调整填充图形的位置，完成对有位置、高度和角度偏差的小片玻璃曝光，使OGS触摸屏实现大规模量产，提高生产效率，可广泛应用于触摸屏、电子产品、光伏产品、PCB线路板中多层复合膜图层制作或图层间穿孔定位套合制作。
Claims (2)
1.一种拼贴法制备单片集成电容触摸屏的动态电子掩模板系统，其特征在于它包括：
基板承载系统：包括承载板和整列方式排列在承载板上的小片玻璃；
视觉识别系统：用于识别承载板身份和排列在承载板上的各小片玻璃位置，生成承载板身份信息和各小片玻璃坐标位置信息；
填充图形设计系统：用于设计各小片玻璃的填充图形；
图像数据处理系统:用于识别承载板身份信息、各小片玻璃坐标位置信息和填充图形；
动态数字化掩膜图形调整系统：用于从图像数据处理系统中读取填充图形，根据各小片玻璃坐标位置信息，将填充图形填充到对应的位置，形成动态数字化掩膜模拟图形；
电子掩膜板系统：用于将动态数字化掩膜模拟图形以可视化形式显示出来，形成需要曝光的电子掩膜。
2.根据权利要求1所述的拼贴法制备单片集成电容触摸屏的动态电子掩模板系统，其特征在于该系统按照如下步骤制备单片集成电容触摸屏：
A、母板及小片玻璃制作
a、将大片玻璃切割成若干个小片玻璃；
b、将各小片玻璃进行高温化学强化并处理玻璃边缘；
c、将强化处理后的各小片玻璃按照预定掩模图形位置定位排列在曝光大片玻璃托架上，并在小片玻璃上设计定位标识，以便曝光视觉系统对小片玻璃进行准确的定位；
B、承载母板玻璃丝印
a、承载母板清洗烘干后固定在贴片台上，并通过对位标识及坐标原点确定承载母板在贴片台上的位置；
b、按照掩膜板对应填充图形位置，制作网板，通过视觉识别系统自动对位，丝印网板上对位标识与母板对位标识套合完全后丝印水溶性粘合剂；
C、小片玻璃对位贴合
a、将小片玻璃固定于发料机上，通过视觉识别系统图像扫描，辨识出小片玻璃黑色内边框，并以固定一点为识别坐标点；
b、通过贴片机械手，按照掩膜板中预定小片玻璃位置，对应母板零点，以识别坐标点，将小片玻璃按照相应位移进行对位贴合在承载母板上；
D、识别小片玻璃位置和角度
视觉识别系统在X方向和Y方向进行两维扫描整个承载母板上每个小片玻璃的图形，同时在Z方向进行整版高度扫描，通过图形成像后边缘灰阶的差异来抓取图形边缘，计算出曝光图形填充的准确中心位置，高度和角度；
E、曝光图形填充至小片玻璃位置
将需要曝光的曝光图形填充至小片玻璃定位框内，形成符合小片玻璃定位的动态数字化掩膜模拟图形；
F、生成电子掩膜
动态数字化掩膜模拟图形输入至电子掩膜板系统中，电子掩膜板系统将动态数字化掩膜模拟图形转化后显示在电子掩膜板上，形成需要曝光的电子掩膜板；
G、曝光光刻
在形成电子掩膜板后，开启曝光程序对小片玻璃进行图形曝光。
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Denomination of invention: Dynamic electronic mask plate system used for preparing monolithic integration capacitive touch screen through collage method Effective date of registration: 20180316 Granted publication date: 20151125 Pledgee: Shanghai Pudong Development Bank Limited by Share Ltd. Zhongshan branch Pledgor: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: 2018440000056 |
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Date of cancellation: 20190812 Granted publication date: 20151125 Pledgee: Shanghai Pudong Development Bank Limited by Share Ltd. Zhongshan branch Pledgor: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: 2018440000056 |
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Denomination of invention: Dynamic electronic mask plate system used for preparing monolithic integration capacitive touch screen through collage method Effective date of registration: 20200507 Granted publication date: 20151125 Pledgee: Zhongshan branch of Dongguan Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: Y2020440000107 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20151125 Pledgee: Zhongshan branch of Dongguan Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: Y2020440000107 |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240511 Address after: 528400 No. 3 Mingzhu Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province Patentee after: Zhongshan Xinnuo Microelectronics Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 3, Mingzhu Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province Patentee before: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Country or region before: China |