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OGS工艺流程


OGS 工艺流程

2012 年是中国智能手机的爆发年,本刊预计今年中国手机厂商设计与制造的智能手机出货 量将可望突破 2 亿只,而这些智能手机无疑全部都需要采用电容触控屏。除智能手机外,平 板电脑市场对于 5-10 寸触控屏的需求也是急增,预计今年中国平板电脑的出货量可能超过 5000 万台。而英特尔于四月展开强烈攻势的 Ultrabook 也会推荐采用触控

屏,这又是触控 屏市场另一个巨大的金矿。更重要的是,伴随着手机向超薄,大屏发展,以及平板和超极本 对触控屏的需求, 今年触控显示技术正在发生快速演进, 孕育多年的新型触控显示技术包括 Touch on lens(也有称为 One Glass),互容式单层多点触控,On cell/in cell,以及柔性显示 等技术都会在今年开始商用面市,而对于 iphone5 将采用 in cell 的期待,无疑这个市场变 得异常精彩而刺激。 面对这一巨大的触控 IC 市场,除了早先的几个欧美玩家比如 Synatics,Atmel,Cypress, ST 和义隆外,更多的本土公司已参与进来,而这些本土公司又分为去年已打出江山的敦泰、 汇顶(MTK 入股) ,和今年准备杀入市场的思立微电子(格科微投资子公司) 、北京集创、 上海艾为电子等等新生军。当然,还有台湾双雄“M”——MTK 与 Mstar,也已进入电容触控 IC 市场, Mstar 新推出的单层 ITO 多点触控已大批量产, 具说可以使 TP 模组成本比多层 ITO 的方案降低 2 美元。这些公司从不同的角度推动着触控显示技术与市场的发展。下面,电子 工程专辑独家采访了一些主流的公司, 看看他们在这些新技术上的最新进展, 以及他们对于 目前多种新一代触控显示技术的商用前景预测。 受访人:敦泰科技市场副总裁白培霖 目前新一代的显示触控技术包括 OGS(one glass,也称 touch on lens) ,单层互电容式和 incell/oncell 等等。 对于 OGS 而言,目前仍然有一些困难,比如强度和加工成本。普通双片式电容触摸屏,由 于 Lens 和 sensor 分开,Lens 是先切割,钻孔,打磨,然后再做强化。这些工艺流程已经 非常成熟。而 OGS 是 Lens 与 sensor 集成在一起。通常是先强化,然后镀膜,蚀刻,最后 切割。在强化玻璃上切割是非常麻烦的,成本高,良率低,并且造成玻璃边沿形成一些毛细 裂缝,这些裂缝降低了玻璃的强度。业内也有一些解决办法,比如先切割,再强化,后镀膜 蚀刻,但这种办法效率极低,量产成本极高。所以一般采取的办法是降低强化深度,从而降 低切割难度,在切割后再做二次强化来提高强度。但这样做 OGS 的强度也仅仅达到正常强 化玻璃的 50%~60%。康宁最新出了一种玻璃,这种玻璃做成 OGS 后还能达到正常强化玻 璃的 70%~80%,已经满足业内的要求。 单层 ITO 互电容技术,是目前各家公司研究的重点。目前的主要困难在 pattern 和高阻抗。 各家公司都在努力解决这些问题。 市场预计,iPhone5 将采用 incell 技术。Incell/oncell 一下成为了目前最热门的讨论话题。由 于 oncell 并没有带来明显的减薄和成本优势,市场都还没有形成,在 incell 的火爆人气前就 已经式微了。Incell 之前鲜有人提起,主要是技术非常困难。主要表现在怎么集成电容感应 sensor,怎么解决显示部分和触摸部分的相互影响,怎么降低电容式触摸 sensor 的负载, 怎么在复杂的工艺流程上实现足够高的良率等等。如果 iPhone 5 真的采用 incell,则说明这 些技术已经得到较为完善的解决。 柔性显示技术是业内非常前沿的技术,各大公司和研究机构在研究。 针对这些新型显示技术,敦泰科技有不同的策略。由于 OGS 是单层结构,没有屏蔽层,非 常容易受到干扰。敦泰科技的电容式触摸屏控制器以抗干扰能力强著称,特别是最新推出 FT5216,FT5316,FT5506,FT5606,FT5816 等 IC,集成了最新的抗噪声技术,完全能应

对这些噪声。采用 FT5816 作为控制器的 10.1" OGS 触摸屏 pad,预计将于 5 月底上市。 此外,敦泰科技有一支阵容强大的研发队伍。在单层互电容的 pattern 设计和应对高通道阻 抗方面的研究已经取得显著进展。 在大屏触控方面,敦泰科技在 2011 年 10 月推出了针对 7"~12"的触摸屏单芯片解决方案。 其中 FT5506 主要针对 7",FT5606 主要针对 10 ~ 12",FT5816 主要针对 12 ~ 14"。如果 把芯片级联, 采用多芯片方案, 最多能支持到 29"。 其中在 2012 年 Intel IDF 上展出的 18.5" AIO PC 的 OGS 触摸屏就是采用敦泰科技的多芯片方案。FT5506、FT5816 也用在了世界顶 级客户的 Pad 上,其中 FT5506 已经开始 design in,而采用 FT5816 的 pad 预计在 5 月底 上市。无论是单芯片还是多芯片方案,都能基本符合 Win8 标准,给客户提供流畅的触摸体 验。 敦泰科技正在开发的 FT5926, 将单芯片支持到 15.6", 完全符合 Win8 标准, 预计将于 2012 年 9 月提供工程样片。届时,敦泰科技将实现对超级本单芯片全系列覆盖。 敦泰科技在电容式触摸屏上深耕多年,有着深厚的技术积累。目前的专利覆盖屏体结构,屏 体图案,电路实现,解调方式,信号处理算法等方面。已经申请的国际国内专利 30 多项。 值得一提的是,敦泰是和国内厂商一起成长,一起迎接智能手机起飞元年(2012)。敦泰将研 发中心放在深圳,重点放在大陆客户,以世界级的技术和产品,提供最本地化的服务。敦泰 的研发技术团队, 直接到第一线和我们的客户共同开发新产品。 最明显的例子就是我们和客 户一起开发新产品所需要的时间,经常是竞争对手,甚至国际大厂,的三分之一或更短。 汇顶:支持 OGS 和 GIF,优势在 COB 应用 受访人:汇顶(Goodix)市场总监陈伟 从我们目前得到的信息来看,今年 One glass 和 G1F 会投入商用阶段。而 on cell/in cell 由 于牵涉到 LCD 的制程革新,LCD driver 与 TP driver 之间技术的融合,暂时还不会那么快, 顶多在国际 tier one 品牌先试验。 目前 One glass 主要分两种做法:A:Sensor 先强化->涂上 ITO pattern->切割成片。这种 做法边缘的强度会受损,且目前加工良率较低。B:玻璃切割完->单片强化->涂上 ITO pattern。这种方式是逐片加工,效率太低。若采用模具组合,很难保证质量。在 IC 检测层 面上,OGS 所面临的挑战主要是来自 LCD 的干扰。因为少了传统 G+G 的屏蔽层,因此 LCD 工作时的干扰会直接影响 TP 检测。 G1F 的主要挑战在于 IC 检测技术,要在 G1F 上实现多点检测,如何设计 ITO 图案是最大的 关键,因为要重塑电路检测模型,目前 G1F 的 ITO pattern 都是各家方案公司的专利。另外 就是与 one glass 所面临的同样问题,来自 LCD 的干扰。 除了 TP 模组制造上的革新, 随着市场对电容触控的理解越来越深, 产生了更多的应用需求, 如 one glass 与 LCD 全贴合、 更强的抗共模干扰能力、 在互容的基础上支持“接近感应”功能。 针对这些新型显示技术,汇顶的 one glass 方案和 G1F 均会在 5 月份发布。One glass 方案 依然采用现有 IC 支持,目前在做的就是细化对堆叠的指导。G1F 的方案 GT868 目前处在专 利审核阶段。 同时在 7 月份,汇顶还会发布最新产品 GT9xx 系列,将支持 one glass 与 LCD 全贴合,会 更适用于 one glass 和 G1F 的应用。 大屏超极本等应用方面, 我们会在 7 月份发布量产版 GT9110, 该方案单芯片可支持到 13”, 当然也保持我们一贯坚持的 10 点触控功能。在 MID/平板电脑上,汇顶主要分成两拨产品, 分别面向 cost down 应用和高端应用。GT811 目前是大部分客户所使用,主要针对千元以 下的 MID 市场;而我们的高端产品有 GT827、GT8110 等,除了检测通道数较多外,最主 要特点就是支持 SITO w/o shielding,并已经量产验证。支持 SITO w/o shielding,其效果 等同于 one glass。

经过几年的积累,汇顶目前的主要优势是 COB 的应用,到目前我们已经有了两年的应用经 验, 开展项目 1,500 多个, 每条产品线均是统一软件版本, 以此来支持客户的物料管理系统。 专利除了 IC 内部检测电路的检测和 COB 的应用方式外,主要申请的专利是 ITO pattern 图 案,因为 ITO 图案基本代表了方案公司对电容检测技术的理解深度。另外就是一些特别软 件算法处理上,如防水、基准更新等。 為因應產業與市場需求, 信利光電(以下簡稱信利)選擇以小片式 OGS 製程發展中小尺寸 電容式觸控面板。# w4 O7 A7 c2 N X1 E5 B 現今面板業的 OGS 製程觸控面板,有大片式與小片式 2 種,前者以勝華(WINTEK)為代表, 後者則以宸鴻(TPK)為代表。勝華採用大片式製程的面板,已於 2011 年下半年量產,面板 完成後再切割成客戶需要的尺寸運用,如宏達電(HTC)部分低階機型即採用此方式。小片式 製程方面目前較少業者能正式投產,多數在工程樣品或小量試產階段。
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大片式與小片式各有優劣,前者生產效率高,但製程繁瑣,達 16 道工序,同時強度不足、 難以鑽孔、難以實現彩化色,外型設計因而受限。小片式則恰恰相反,製程相對簡化,僅 11 道過程,且強度佳、允許鑽孔、可以輕鬆實現彩色多樣化,生產與設計都更為靈活;小 片式較大片式實現法更為環保節能,良率也有所提升。由於技術評選與發展的差異,信利較 其他業者能提供更多選擇。+ M v2 S: c3 j$ ^5 o
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以厚度而言,為設計出更輕薄的智慧型手機,觸控面板也有輕薄化的壓力。針對此一趨勢, 信利提供主流產品 0.55mm、0.7mm 和高階產品 0.4mm 等 3 種不同厚度的面板選擇,目前 業界多數業者僅能規模量產 0.7mm 以上,甚至還有 1.0mm 的面板,難以支援呼應輕薄設 計。
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在設計彈性上,小片式 OGS 製程面板在強化前採行一般性玻璃,可完成鑽孔、倒角、凸台 (2.5D)或曲面設計(3D),同時印油墨精度高且工藝靈活,輕鬆實現彩色化;相對的大片式 OGS 製程面板採行強化玻璃,較難倒角設計、無法完成鑽孔且只能做平面設計,印油墨精 度不高,工藝靈活性受限。當前大熱賣機型三星 Galaxy S III 就是採用倒角、鑽孔和曲面設 計,小片式製程可以輕鬆實現。 大片式製程雖採行強化玻璃, 並不意味其強固性較佳, 由於須再進行切割才能運用於中小尺 寸電子產品上。切割後將對玻璃邊緣的強化層造成破壞,反而因此須再進行一次強化製程。 在此過程中,須兼顧保護已製成的感應線路,將可能強度不足。相對地小片式在外觀設計成 型後進行深度強化,再完成感應線路製程的方式,大片製程產品,暫未能滿足部分對整機強 度要求較高的產品需求。具體測試驗證,在面板上實施 3 點靜壓測試的結果,小尺寸製程最 低可承受到 500MPA,但大尺寸一般僅能承受至 300MPA。
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除輕薄度、設計靈活度及強固度,信利嘗試以技術、營運相結合的方式滿足客戶交付數量、 時間、價格的需求。小片式 OGS 製程已屬簡化程序,但設計靈活程度高、定制化費用低。 客戶可在輕薄度與預算內進行取捨,選擇 0.4、0.55、0.7mm 等不同厚度與價位的面板。信 利積極取得小片式 OGS 觸摸面板最先具有商業投產規模的位置,並將於 2012 年第三季度 進入量產。信利供應 LCM 模組、鏡頭模組和觸控模組等一次購足的服務;對終端業者而言, 產品要齊料的情況下才可以進行生產; 信利能夠通過內部調配將物料最大程度同時到齊, 為 客戶節省不少物料等待時間和溝通成本。

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根據 iSuppli 的 2011 年 4Q 的調查,Android 平板在全球市場上已取得 41.1%出貨市佔率, 將原本 100%佔據平板市場的蘋果 iPad 系列退擠至 55.1%。 Android 平板中又以 7 吋的亞馬 遜 Kindle Fire、7 吋的邦諾 Nook Color/Tablet 為主,加上近期 Google 發表 7 吋的 Nexus 7 等,使產業更加看好 7 吋平板的發展,一改過去以 10.1 吋為主的主張。7 吋以下的觸控應 用裝置,其市場高度可期,慎選搭配的觸控面板,將可提高產品投入市場的成功機會。 8 C7
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我厂已同步研发 OGS 相关工艺制程设备及黄光线设备, 目前信利集团在使用我司生产 OGS 生产制程设备。已良率大大提升,得到同行业认可。 如需帮助欢迎来电咨询:13902479181 梁工 0 b/ h0 d. c6 [7 ]: o6 t5 r. K! b E-mail:lxyi633@163.com2


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