變極距型電容式傳感器在壓力觸控技術(shù)的設(shè)計和應(yīng)用

　　有了節(jié)點部位和電容單極面積的關(guān)系比例，再結(jié)合機器個別結(jié)構(gòu)設(shè)計的特征點(影響邊緣勁度系數(shù))，圖5(b)是設(shè)計的3D sensor 設(shè)計圖案，形變量偏小的部位如1、3、10、12，sensor設(shè)計的線寬線距相對密集，形變小致使?d相對偏低，增大TX和RX的電容平板面積S，即可獲取最大的額定電容值，成大小一致的基準。

2 工藝制程

　　工序制程總共分為三個步驟。首先是sensor圖案制作，設(shè)計考慮到尺寸優(yōu)化，sensor組件的厚度約為0.045 mm，透光率達到94%以上，不影響整個模組的厚度和顯示效果。圖案需要兩道光照MASK，經(jīng)過CVD旋涂光學膠和PR蝕刻工序等制程工藝得到TX和RX的每條通道的ITO電路，利用物理形變產(chǎn)生的模擬量可以適應(yīng)比較復雜的背光光源照射而不受影響。圖案蝕刻和干凈作業(yè)完成，配合適當?shù)南肮ば?，可以除去圖案帶來的可視紋路，最大限度的減小對液晶顯示的影響。

　　同時在FPCB的設(shè)計過程中，3D驅(qū)動IC和2D驅(qū)動為同一顆芯片IC，將2D和3D的信號作為差分信號傳輸，大大減少信號串擾。其中信號線總共包含4組，兩組是平面觸摸部分的TX，平面觸摸部分的RX，另外兩組則是壓力感應(yīng)部分的TX和RX，考慮到2D和3D的信號鋪銅走線存在并行或交集，通訊設(shè)備空間狹小layout區(qū)域不足，設(shè)計使用3層FPCB。

　　第二步是OLB和貼合，2D和3D的驅(qū)動IC共用一顆，所以O(shè)LB流程相對易控，bonding部分的金手指pitch較之2D寬，設(shè)備的要求和管控成本具備優(yōu)勢。采用的菲林膜自帶OCA，無需再額外使用固態(tài)膠，經(jīng)過設(shè)備的貼合作業(yè)，然后放進真空腔儀器焗氣泡，3D sensor的下表面將和背光的增亮膜接觸，保護該sensor的PET薄膜使用靜電吸附較弱的材質(zhì)。圖5是OLB和貼合后的成品模組。

　　一二兩步形成成品module，第三步則是校準測試電氣功能，由于ITO膜厚和蝕刻工藝的自然公差，單體貼合成型的sensor的阻抗靈敏度等電氣因素難以完全一致，在程序端需要預先代碼校準補償作業(yè)，使各個部位的數(shù)字基準值達到一致，和LCM的OTP燒錄工序相似。

3 結(jié)論

　　組裝成整機之后，用φ7 mm的銅柱對15個部位施加400 g和800 g大小的壓力如圖8所示，測試結(jié)果如表1所示，最大感應(yīng)量和最小感應(yīng)量誤差分別是23.3%和18%。后期通過初始化代碼補償，用通道增益的方式將感應(yīng)電容偏小或者偏大的調(diào)整至一致?？紤]到玻璃的承受力和普通用戶的使用習慣，本次設(shè)計3D的感應(yīng)壓力范圍為100～1000 g 。到此，設(shè)計基本達到預期值，由于樣品皆在實驗中完成，少量sensor樣品的制作由于無法大量生產(chǎn)，使用的設(shè)備多屬于半自動制動，精度和靈敏度有望進一步提升。

　　參考文獻：

　　[1]馬群剛.TFT-LCD 原理與設(shè)計[M].電子工業(yè)出版社，2011,12.

　　[2]梁森,黃杭美.自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社出版，2012.

　　[3]陸曉麗,楊玉蘭,薛長利,等.ITO阻值的精確計算及影響因素[J].液晶與顯示，2002(6):1007-2780.

　　[4]王鳴昕,周劉飛,田汝強.基于IGZO的5.5inFHDIn-cell觸控FFS面板設(shè)計[J].液晶與顯示,2017(12):1007-2780.

　　[5]廖燕平,宋勇志,邵喜斌,等.薄膜晶體管液晶顯示器顯示原理與設(shè)計[M].電子工業(yè)出版社,2016,3.

　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第9期第48頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。