电容屏Sensor基础知识简介

电容屏Sensor基础知识简介Taiger2014.08.08一．Sensor基本常识简介二．GlassSensor与FilmSensor的比较三．电容屏ITO制程工艺简介四．电容屏Sensor常见不良简介目录一、Sensor基本常识简介Sensor：是电容屏的电信号功能层，其可以是单层材料构成，也可以是多层材料形成复合结构，俗称功能片种类及其特点：Film做ITO载体的Sensor：厚度优势，未来Film电容屏将越来越薄Glass做ITO载体的Sensor：可全ITO工艺，OGS结构等GlassITOFilmITOSensor基本常识Film做ITO载体的工艺：单层：一层ITO层，无屏蔽层，主要用于中小尺寸Film，成本低；双层：两层ITO层，无屏蔽层，大尺寸都倾向于Film，成本低；三层：两层ITO层，一层屏蔽层，工艺步骤多且良率不好控制，Film只能承载单层ITO。Glass做ITO载体的工艺：单层搭桥：只需要一片玻璃，一面搭桥做ITO层一面做屏蔽层，主要用于小尺寸的屏，工艺少、成本低、良率好控制；双层：一块玻璃的两面都铺有ITO，由于自电容抗干扰能力弱必须再加一层屏蔽层，导致成本增加但实现工艺比单层容易，通常把一层ITO做到LENS上面，另一块玻璃做ITO层和屏蔽层。二、GlassSensor与FilmSensor的比较ITOFilm（菲林）分为亮面材料和雾面材料。均有不防划伤、防划伤、防牛顿环、防反射（高透处理）等材质；ITOGlass（导电玻璃）分为普通玻璃和强化玻璃。其中强化玻璃有表面镀膜和离子置换工艺。厚度有2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等规格。结构及其主要材料比较ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率和透光率。在氧化物导电膜中，以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形.其中透光率达90%以上,ITO中其透光率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例来控制,通常Sn2O3:In2O3=1:9,多用于触控面板、触摸屏、冷光片等。ITO是所有电阻技术触屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料，实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。ITO：OCA是将光学亚克力胶做成无基材，然后在上下底层各贴合一层离型薄膜，是一种无基体材料的双面贴合胶带。特性：高透光率、雾度低、耐紫外线、高粘着力、耐高温、长时间不使用不发黄OCA：GlassSensor与FilmSensor的比较市场比较1、苹果采用的是Double-ITO玻璃电容屏，Sumsung采用的是Film电容屏；2、目前，HTC、ZTE、MEIZU等都有玻璃电容屏和Film电容屏产品；3、目前市面上的芯片都能支持玻璃电容屏和Film电容屏，因此，客户选择玻璃电容屏还是Film电容屏将不限制电容屏芯片与平台之间调制的限制；4、Film电容屏采用印刷工艺制程，设备不需要采用曝光、显影等高端制程，因此相对玻璃电容屏而言，成本较低；5、Film电容屏是柔性的Film与面板玻璃贴合，贴合容易，而玻璃电容屏是刚性的玻璃与玻璃贴合，贴合难；6、Film电容屏打样周期短，目前，国内供应商还是以Film电容屏为主。注：曝光、显影制程是一种高端制程、在芯片封装和LCD电极设备中常用，相对印刷而言，其精度高、成本高，但是电容屏芯片在计算坐标时是一种权重计算，分辨率低，因此精度高对触摸屏的实际坐标精度提高不明显。最大的优势是可以使玻璃电容屏的边框能设计很窄。三、电容屏ITO制程工艺简介丝印工艺（即化学蚀刻法）：在绝大多数的场合中，化学蚀刻法是ITO图形制备最成熟和可行的技术，它可以根据你的需要，生成目前足够精细的图案和相对比较少的前期投资。随着深紫外线技术在曝光设备上的应用，微米的精度，早已被大多数厂家所实现。它具有高效率、批次稳定性和重复性好、设备投资额低、配套技术完善等诸多优点，目前仍是大规模生产的主要方向，使用的原料有蚀刻膏、耐酸油墨、光刻胶。蚀刻膏制程（简称干蚀刻）：是直接在产品电极图形区域外印制蚀刻膏，等反应完全后，用蚀刻膏溶剂，一般是水清洗干净，留下所需的电极图形。因为不用耗费大量的化学物品，对环境污染影响更小，节省大量水、电费、场地费用，前期投资费用低廉，一般的中小型企业都可以掌握大部分技术。该工艺的线宽线距一般要求在0.2mm以上，对丝印网版感光胶要求高。控制要点：温度、蚀刻速度、边缘效应耐酸油墨制程（简称湿蚀刻）：分为UV型和热固型。它是在产品电极图形区域内印制阻蚀油墨保护起来，然后把产品浸入化学蚀刻液中，让产品电极图形区域外部分与化学蚀刻液完全反应后，再把阻蚀油墨从产品电极图形表面剥离下来，形成产品电极图形。它的线宽和线距做到0.08mm，仍可以达到95%以上的蚀刻良率阻蚀油墨的控制要点：针孔度、粘度保护胶制程：热固型，过酸不过减蚀刻良率较高，成本较高丝印工艺流程激光工艺：ITO具有反射红外线，吸收紫外线能量的特性。人们利用这两个特性制作了1055nm和355nm的激光器，进行ITO膜图形制备加工。红外线激光加工是使ITO层在高温下汽化挥发，把ITO去除掉。紫外线激光加工让ITO层里的原子吸收紫外线能量后自己激化成离子，从ITO层表面不断逃逸，把ITO去除掉。激光蚀刻法制作ITO层有比较严格的线距限制，在图形制备工艺中有相当大的局限性，对那些图形简单的产品如触摸屏、硅片光伏电池、薄膜开关等比较实用。当然，在其它使用ITO膜的产品中，也经常用来做为ITO线路短、断路修补使用。在激光加工方式中，大尺寸的ITO膜一般采用矢量图形激光切割ITO层的方式加工，小尺寸的除了采用矢量切割方式外，也有人使用振镜式图形点阵激光扫描雕刻方式进行快速加工。激光加工是一种非接触性加工，对产品表面处理要求不高，产品表面更容易得到保护，产品品质更能得到保证。由于不用使用化学原料和消耗水资源，更符合环境保护要求，在包含电子信息业的各个产业中，得到迅速的发展和应用，慢慢在往主流加工方式靠拢。目前我司FilmSensor供应商主要采用激光镭雕配合丝印的工艺——外围线路采用镭雕工艺、ITO用丝印工艺激光蚀刻工艺流程黄光工艺：单面ITO：在玻璃基板的同一面上完成X轴和Y轴导线的光刻，X和Y中间镀SiO2等做绝缘。具体流程如下图：双面ITO：在玻璃基板的金属面和非金属面上分别完成X轴和Y轴导线的光刻。具体流程如下图：黄光工艺：最突出的特点就是走线间距、线宽很小，可以在有限的空间里实现更复杂的排线克服大尺寸中排线复杂问题，也能满足目前市场上追求的超窄边框的需求；它的电极间距也极小，这显著提高了触摸屏触控时的识别率和感应性能，精细化的蚀刻技术也能显著减少触摸屏的耗电量。该工艺一致性好，良率高，对于比较窄边框的方案以及一些相对高端的案子一般都是使用该制程，该走线一般走0.03-0.05mm甚至更细。但是价格会高些，以及对设备要求也高。光罩(Mask)又称铬版、掩膜版、掩光版、光刻版等，一般为玻璃基材以铬、氧化铬为掩膜的硬掩膜版，为了防止其变形，需要竖直存放，为了保证掩膜版表面的洁净度，一般要保存在1,000级以上的无尘室内，湿度要维持在40-60%RH左右的干燥环境里，以防止玻璃出现发霉现象影响光学性能。湿度太高湿会发霉，湿度太干燥会有静电，容易使光罩吸附异物，异物容易造成刮伤影响图案的完整性。四、电容屏Sensor常见不良简介ITO短路不良原因：POSI制作过程中，涂POSI前玻璃基板上有纤维，显影后纤维类异物掉到玻璃上或MASK被污染造成蚀刻后ITO走线短路控制点：显影后外观检查ITO针孔不良原因：1、光刻掩模版质量不好，本身有针孔；2、涂光刻胶时，操作环境被灰尘沾污；3、光刻胶涂得太薄，或光刻胶本身抗蚀性能太差；4、曝光时间控制不好；蚀刻液配比不当；5、玻璃表面本身缺陷也可能造成针孔。ITO划伤不良原因：清洗或制作过程中，玻璃表面受到污染，造成蚀刻后ITO走线断线或缺口控制点：ITO蚀刻后外观检查FilmSensor重点不良及其管控措施1：银浆断线搭线问题，这个问题一直困扰众多TP企业，如何解决此问题已成为F/F结构电容屏的重点，但是，实际真正做得好的没有几家，因为就断线而言，需要控制的因素太多，如车间洁净度，银浆粘度，设备对于参数的可控性，工艺参数的制定及网版的目数，丝径，张力等等，只要其中一项没做到位就会影响银浆印刷的效果。2：功能问题，功能问题主要分为三种：第一，由于ITO刻断引起的局部或整条通道的点触失效；第二，由于银浆断线搭线造成的功能不良；第三由于蚀刻膏或耐酸渗透和图案变形或是制程中造成ITO方阻变化过大引起的容值偏差，即容值的均匀性偏差，从而造成功能不良。要解决这三个问题，说起来很简单，实际运作中任重而道远，一则需要对蚀刻膏或是耐酸有一个有效的监控方式，二则需要银浆印刷时控制断线和毛刺，三则需要在制程中监控ITO方阻的变化，监测ITO的端电阻。3：外观问题，这个问题和电阻屏一样，都要在车间环境和制程中控制，需要监控好每个细节。