導(dǎo)言

本文主要介紹一種以最精簡(jiǎn)的方式，低成本的生產(chǎn)加工高性?xún)r(jià)比經(jīng)濟(jì)實(shí)用型OGS產(chǎn)品的方法。所生產(chǎn)的OGS產(chǎn)品主要應(yīng)用在中、低端通訊產(chǎn)品，以及原有模具有邊框覆蓋的電腦筆記本和桌面一體機(jī)產(chǎn)品的升級(jí)換代上。

目前OGS產(chǎn)品應(yīng)用狀況

蘋(píng)果公司推出的IPHONE手機(jī)，基本上是定義了目前智能手機(jī)行業(yè)的各種標(biāo)準(zhǔn)。其中作為保護(hù)視窗的保護(hù)玻璃，即我們俗稱(chēng)的“蓋板”也是一樣。通過(guò)蘋(píng)果公司與康寧公司的合作，在微晶玻璃的基礎(chǔ)上，通過(guò)化學(xué)強(qiáng)化的方法，生產(chǎn)出大猩猩系列保護(hù)玻璃，它的物理強(qiáng)度，已經(jīng)接近微晶玻璃的固有強(qiáng)度，可以達(dá)到800Mpa以上。

OGS主要是為了解決整個(gè)顯示觸控模組的厚度和重量而提出的一種解決方案，它因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕、薄、透光性好，在結(jié)構(gòu)上，最接近ONCELL、INCELL電容觸摸屏的效果，成為行業(yè)關(guān)注的主要電容觸摸屏類(lèi)別。

目前OGS技術(shù)面臨感應(yīng)線(xiàn)路的制程選擇、兼做表面保護(hù)玻璃蓋板時(shí)該有的強(qiáng)度維持，以及在質(zhì)量穩(wěn)定性、控制芯片的調(diào)校、良率提升困難等方面存在大量的問(wèn)題，使得量產(chǎn)廠商較少。

其中最終產(chǎn)品的強(qiáng)度不足、產(chǎn)能太小，成為OGS在行業(yè)應(yīng)用中的主要障礙。但是現(xiàn)實(shí)生活中，人們的實(shí)際使用情況表明，OGS的強(qiáng)度，并不是用戶(hù)主要關(guān)心的問(wèn)題，就是蘋(píng)果手機(jī)，蓋板保護(hù)玻璃的強(qiáng)度，仍不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。

不管是幾代的大猩猩玻璃制成的手機(jī)，很多用戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品后的第一件事，或者說(shuō)售貨店員第一個(gè)給你的提示，反而是貼保護(hù)膜，因?yàn)椴还苣阌卸嗝葱⌒牡氖褂媚愕氖謾C(jī)，都還是會(huì)因?yàn)橥馕锏哪Σ?，損傷你的手機(jī)保護(hù)玻璃。而相比售后報(bào)出的幾百上千的維修費(fèi)用來(lái)，幾十塊的貼膜費(fèi)用，就低多了。當(dāng)然，另一個(gè)提醒你要貼膜的理由是，假如你的手機(jī)不小心跌碎了，含有污染或毒性的玻璃碎片，不會(huì)傷害到你或你的家人。

高性?xún)r(jià)比經(jīng)濟(jì)實(shí)用型OGS 產(chǎn)品

既然，單純的保護(hù)蓋板玻璃強(qiáng)度提升，并不能滿(mǎn)足用戶(hù)的最終需求，那么高性?xún)r(jià)比的經(jīng)濟(jì)實(shí)用型OGS電容觸摸屏的量產(chǎn)，就不是問(wèn)題。

目前OGS電容觸摸屏與普通電容觸摸屏的優(yōu)缺點(diǎn)中，OGS最大的缺點(diǎn)就是其本身的強(qiáng)度，沒(méi)有普通電容觸摸屏的保護(hù)玻璃高。但是，如果保護(hù)玻璃本身，依然沒(méi)辦法完全滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，還要在外面再貼一層樹(shù)脂保護(hù)膜的話(huà)，那么，我們何不省去這層價(jià)格昂貴的保護(hù)玻璃。

高性?xún)r(jià)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用型OGS電容觸摸屏，就是直接使用觸摸顯示模組中，跟電容摸屏下面一樣的液晶顯示器所用到的素玻璃，也就是普通鈉鈣玻璃，來(lái)制作OGS電容觸摸屏。

由于普通鈉鈣玻璃，在加工方面，加工難度和加工成本，都比保護(hù)蓋板玻璃低得多，而在生產(chǎn)效率方面，要高出不少，通過(guò)本文工藝加工后，產(chǎn)品的強(qiáng)度方面也大幅提升，能滿(mǎn)足大部分客戶(hù)產(chǎn)品的技術(shù)要求，所以，使用普通鈉鈣玻璃直接加工而成的OGS電容觸摸屏，比使用作為保護(hù)玻璃使用的強(qiáng)化玻璃來(lái)加工成OGS電容觸摸屏，在加工難度和生產(chǎn)成本上，都具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。

由于在加工過(guò)程中，使用了本文提到的HF酸減薄強(qiáng)化加工工藝，經(jīng)濟(jì)實(shí)用型OGS電容觸摸屏的強(qiáng)度，能接近鈉鈣化學(xué)強(qiáng)化玻璃本身的固有強(qiáng)度，最終的OGS產(chǎn)品，在強(qiáng)度、產(chǎn)能上，都能滿(mǎn)足大部分的中低端產(chǎn)品市場(chǎng)需要。

高性?xún)r(jià)比經(jīng)濟(jì)實(shí)用型OGS電容觸摸屏產(chǎn)品，由于它很低的成本和簡(jiǎn)單的生產(chǎn)加工工藝，在中低端產(chǎn)品的放量推廣上，占有重要的市場(chǎng)地位。

經(jīng)濟(jì)實(shí)用型OGS產(chǎn)品的加工工藝

電容屏的生產(chǎn)加工藝?yán)锩妫^大多數(shù)工序，都是借鑒平板顯示器的生產(chǎn)加工工藝的，并且生產(chǎn)它們所用到的基板玻璃，是一樣規(guī)格的光學(xué)玻璃，所以，行業(yè)里很多有關(guān)電容觸摸屏的術(shù)語(yǔ)和規(guī)格，也是與平板顯示器的術(shù)語(yǔ)和規(guī)格通用。

下面，我們就從國(guó)內(nèi)中小企業(yè)使用最成熟的2.5代線(xiàn)為例，詳細(xì)解說(shuō)下，如何低成本的生產(chǎn)實(shí)用型OGS電容觸摸屏。

一、功能SENSOR圖形制備

功能SENSOR圖形，是電容觸摸屏的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路和感測(cè)線(xiàn)路的主要組成部分，它們的品質(zhì)好壞，直接影響電容屏的報(bào)點(diǎn)數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。

原材料的準(zhǔn)備

首先，選擇化學(xué)強(qiáng)化的ITO鍍膜玻璃，如果客戶(hù)有需要，還要進(jìn)行消影和消反鍍膜處理，如果還有其它的光學(xué)需要，同樣可以跟ITO鍍膜玻璃供應(yīng)商提出來(lái)。鍍金屬光學(xué)處理層成本不高，并且層數(shù)是無(wú)限制的，所以，只要你有需要，或有想法，都可以讓他鍍進(jìn)去。

其次是材料方阻，選擇你的IC驅(qū)動(dòng)方案的時(shí)候，盡可能多的跟IC方案商溝通，哪一個(gè)阻值是比較合適的，ITO方阻性?xún)r(jià)比，在15~1200Ω之間，都能輕松實(shí)現(xiàn)。很多時(shí)候，并不是供應(yīng)商做不到，而是你沒(méi)要求。所以目前的中大尺寸，ITO鍍膜產(chǎn)品，在阻值方面，是完全可以滿(mǎn)足市場(chǎng)需要的。

圖形制備加工工藝

現(xiàn)在，我們就來(lái)看看，在ITO導(dǎo)電玻璃上采用什么樣的SENSOR圖形工藝，比較適合這種高性比OGS產(chǎn)品的生產(chǎn)。

作為實(shí)用型OGS電容觸摸屏，當(dāng)然要盡可能的節(jié)省加工成本。在滿(mǎn)足客戶(hù)產(chǎn)品需求的情況下，比較經(jīng)濟(jì)的觸控驅(qū)動(dòng)方案是我們的最好選擇。單層單點(diǎn)加手勢(shì)方案，和單層多點(diǎn)加手勢(shì)方案，能滿(mǎn)足目前絕大部分的智能終端UI操作需要，觸控IC的價(jià)格成本也很實(shí)惠，是我們用來(lái)生產(chǎn)實(shí)用型OGS的最佳方案。

對(duì)于小尺寸的電容屏產(chǎn)品，由于產(chǎn)品的邊框空間有限，SENSOR圖形外圍線(xiàn)路的走線(xiàn)空間被限制在一定的區(qū)域內(nèi)，所以，線(xiàn)寬線(xiàn)距會(huì)要求比較小。對(duì)于這種產(chǎn)品，我們一般推薦用光刻膠工藝，通過(guò)曝光顯影的方式，進(jìn)行化學(xué)蝕刻ITO導(dǎo)電玻璃來(lái)制備SENSOR圖形。

當(dāng)然，如果你有環(huán)保節(jié)能情結(jié)和高科技情結(jié)，那么，你也可以選用冷激光加工技術(shù)，來(lái)制備SENSOR圖形。如果采用光刻膠工藝，你還可以在選擇鍍膜外發(fā)加工商的時(shí)候，選擇一家既有鍍膜生產(chǎn)線(xiàn)，又有光刻生產(chǎn)線(xiàn)的廠家，把鍍膜和光刻工序，一起打包外發(fā)給專(zhuān)業(yè)的外協(xié)廠家，減少你的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和加工成本。

在同樣的通道數(shù)量下，對(duì)于中尺寸產(chǎn)品，在面積增加幾倍的情況下，我們就有了足夠的空間來(lái)進(jìn)行SENSOR圖形外圍線(xiàn)路布線(xiàn)，線(xiàn)寬線(xiàn)距一般都能滿(mǎn)足設(shè)備和運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)低廉經(jīng)濟(jì)的絲印工藝的要求了。

在ITO導(dǎo)電玻璃上確定好SENSOR圖形后，就可以根據(jù)產(chǎn)線(xiàn)所采用的ITO導(dǎo)電玻璃原片尺寸大小和產(chǎn)品的尺寸數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行大片玻璃圖形排版設(shè)計(jì)了。排版的原則就是材料最高的利用率。需要注意的是，在排版時(shí)，一定要預(yù)留你產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備裝夾工藝位置，以及合理的加工余量。

1、光刻膠工藝（黃光制程）

光刻膠又稱(chēng)光致抗蝕劑，由感光樹(shù)脂、增感劑和溶劑三種主要成分組成的對(duì)光敏感的混合液體。感光樹(shù)脂經(jīng)光照后，在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng)，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化。在經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚砗?，溶去可溶性部分，即可得到所需的圖像。

ITO蝕刻用的光刻膠，一般都是采用紫外線(xiàn)光敏劑作為光固化組份。為了防止產(chǎn)品被環(huán)境光里的紫外線(xiàn)光污染變質(zhì)，使用光刻膠的制程車(chē)間，會(huì)把環(huán)境光的波長(zhǎng)，限制在與紫外光波長(zhǎng)相距較遠(yuǎn)的黃色波長(zhǎng)以外的區(qū)域，環(huán)境光的主色表現(xiàn)為黃光，所以俗稱(chēng)黃光制程。

光刻膠工藝分為以下幾個(gè)步驟：

光刻膠涂覆——光刻膠預(yù)烘——圖形復(fù)制（曝光）——圖形顯影——光刻膠固化——化學(xué)刻蝕——光刻膠剝離。

光刻膠需要的設(shè)備：

清洗機(jī)：對(duì)原材料表面進(jìn)行清洗并活化。

在線(xiàn)式涂膠機(jī)：把光刻膠涂覆在ITO表面上，有輥涂機(jī)和刮涂機(jī)兩類(lèi)。

光刻膠預(yù)固化機(jī)：去除光刻膠里面的溶劑部分，對(duì)光刻膠進(jìn)行預(yù)固化，獲得一定的表面硬度及塑性。

紫外線(xiàn)曝光機(jī)：把設(shè)計(jì)母版SENSOR圖形，復(fù)制到光刻膠上。

顯影機(jī)：去除SENSOR圖形區(qū)域外的光刻膠。

光刻膠固化機(jī)：讓光刻膠進(jìn)行熱交聯(lián)反應(yīng)，獲得密度，粘結(jié)力和抗酸蝕能力。

蝕刻機(jī)：讓化學(xué)酸液跟ENSOR圖形區(qū)域外的ITO進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，去除ITO鍍層。

脫膜清洗機(jī)：去除ITO表面的剩余的光刻膠。

光刻膠工藝的特點(diǎn)時(shí)，所需的人員比較少，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

2、絲印工藝

用絲印工藝來(lái)制作電容觸摸屏的SENSOR圖形，根據(jù)絲印油墨材料的不同，分為兩大類(lèi)。第一類(lèi)絲印抗蝕油墨工藝，是在ITO鍍層表面絲印抗蝕油墨，把SENSOR圖形的區(qū)域保護(hù)起來(lái)，讓化學(xué)酸液跟SENSOR圖形區(qū)域外的ITO進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，去除ITO鍍層，最后再去除抗蝕油墨，得到所需的SENSOR圖形基板。

第二類(lèi)絲印蝕刻膏工藝，是在ITO鍍層表面絲印蝕刻膏體，讓它SENSOR圖形的區(qū)域外的ITO鍍層產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，然后用清水洗去反應(yīng)物，得到所需的SENSOR圖形基板。

需要的設(shè)備有：絲印機(jī)：利用母版圖形制作絲網(wǎng)，然后在SENSOR圖形圖案區(qū)域外的絲印上蝕刻膏。讓蝕刻膏跟SENSOR圖形圖案區(qū)域外的ITO產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生存溶于水的化合物。最后用水清洗，去除蝕刻膏和ITO反應(yīng)生成化合物。

需要的設(shè)備有：

絲印機(jī)：利用母版圖形制作絲網(wǎng)，然后絲印抗蝕油墨把ENSOR圖形圖案保護(hù)起來(lái)。

加熱烤箱或烘爐：去除抗蝕油墨中的溶劑，讓油墨獲得硬度和塑性。

蝕刻機(jī)：讓化學(xué)酸液跟ENSOR圖形區(qū)域外的ITO進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，去除ITO鍍層。

脫膜清洗機(jī)：去除ITO表面的剩余的抗蝕油墨。

3、激光工藝

激光工藝是通過(guò)激光對(duì)TIO進(jìn)行高能激化，把不需要部分的ITO鍍層中的ITO金屬氧化物汽化并揮發(fā)到空氣中被清除。由于整個(gè)加工制程中，都是自然環(huán)境中進(jìn)行，沒(méi)有任何加熱的步驟，也沒(méi)有大量的材料搬運(yùn)，所以相對(duì)比較節(jié)能環(huán)保。但是這種加工方式是以局部加工的方法，連續(xù)在一個(gè)表面進(jìn)行步進(jìn)式加工，所以加工的速度，取決于加工點(diǎn)的數(shù)量和功率，跟化學(xué)蝕刻的整個(gè)表面同步加工蝕刻的方式相比，單機(jī)速度和效率要慢很多。

雖然從整個(gè)投資或材料成本來(lái)看，光刻膠工藝以及激光工藝好像要高過(guò)絲印工藝，但是如果訂單量足夠大的標(biāo)準(zhǔn)，在大規(guī)模生產(chǎn)下，較高的良率往往可以抵消掉投資和材料所攤薄的成本。所以如何選擇合適自己工廠的工藝，往往跟你目標(biāo)客戶(hù)的定位有很大的關(guān)系。

功能SENSOR圖形制備的要點(diǎn)：

圖形設(shè)計(jì)時(shí)的加工余量盡量放大，方便后續(xù)的加工與組裝時(shí)，能有比較寬松的公差精度。

圖形設(shè)計(jì)和加工時(shí)，防止銳角，以免在電路中形成引雷效應(yīng)。

圖形加工過(guò)程中，防止導(dǎo)電層電性能均勻性發(fā)生變化。

二、MSAK遮蓋油墨制作

MSAK遮蓋油墨的功能是為電容觸摸規(guī)劃顯示窗口范圍，遮住顯示器件可視區(qū)外的結(jié)構(gòu)與元件部分，以免其干擾顯示界面的顯示內(nèi)容。

MASK遮蓋油墨制作有兩種方式：絲印，化學(xué)光刻。其中化學(xué)光刻是借鑒TFT BLACKMASK的制作工藝，用在高端的產(chǎn)品上。做為低成本實(shí)用經(jīng)濟(jì)型OGS產(chǎn)品，一般都是把熱固型油墨，通過(guò)低成本的絲網(wǎng)印刷方式，制作MASK遮蓋油墨。

在印刷加工遮蓋MASK油墨時(shí)，為了提高其遮蔽性，降低其透過(guò)率，一般會(huì)分多次分層疊加進(jìn)行。

1、遮蓋MASK油墨制作

為了得到比較精細(xì)的顯示窗口邊緣效果，絲印加工第一層油墨的時(shí)候，通常選用比較高目數(shù)的斜紋網(wǎng)版，加上粘度比較低的精細(xì)油墨來(lái)印制。

絲印加工第二層遮蓋油墨，一般是為了降低透過(guò)率，而且圖案邊緣會(huì)往顯示區(qū)外擴(kuò)展，所以會(huì)用比較低目數(shù)的網(wǎng)版和比較便宜的高粘度普通油墨來(lái)印制，這樣就會(huì)節(jié)省一些成本。

有些工廠，為了彌補(bǔ)后面機(jī)械切割加工過(guò)程中，不小心對(duì)油墨層造成的損傷，或者增加后續(xù)全貼合時(shí)的良率，會(huì)在OGS SENSOR完工之前再加印第三層油墨，這層油墨也會(huì)用粘度比較適中的油墨和適合印制這種油墨的網(wǎng)版來(lái)印制完成，讓油墨在流平性是比較好，得到比較平整光潔的表面。這第三層油墨，一般是小片印制，很多工廠會(huì)直接用人工手動(dòng)絲印完成。

2、LOGO油墨制作

如果有LOGO的產(chǎn)品，一般會(huì)在制作完第二層MASK遮蓋油墨后進(jìn)行印制，可如果是遮光度高的油墨印制的LOGO圖案，也有人在制作完第一層MASK遮蓋油墨后馬上進(jìn)行，特別是用反光類(lèi)油墨制作LOGO的時(shí)候。為了保證LOGO的顏色純正，LOGO油墨，一般也會(huì)分一層顏色層和一層底色增強(qiáng)層，在制作的時(shí)候，跟印刷加工遮蓋MASK油墨時(shí)的第一層和第二層的工藝要點(diǎn)是一樣的。

3、IR感應(yīng)油墨印制

產(chǎn)品如果有IR油墨用于紅外光線(xiàn)感應(yīng)器和距離感應(yīng)器的紅外線(xiàn)穿透孔，孔的紅外線(xiàn)穿透能力，直接影響到智能手機(jī)的光線(xiàn)感應(yīng)器和距離感應(yīng)器的性能。所有這一個(gè)紅外線(xiàn)透過(guò)率指標(biāo)，非常重要。

IR感應(yīng)油墨，一般都含有硬化劑、消泡劑、流平劑、防縮孔劑、流平消泡劑、分散劑等填加劑，所以在印制過(guò)程中，為了保證印刷效果和透過(guò)率，會(huì)經(jīng)常調(diào)整上面這些填加劑的份量，需要注意的是，調(diào)整這些份量后，一般需要重新進(jìn)行透過(guò)率測(cè)試，以保證最終產(chǎn)品的一致性。

絲印MASK遮蓋油墨的工藝流程為：

油墨配制——絲印圖案——油墨烘干固化——檢查及修補(bǔ)

需要的設(shè)備有：

絲印機(jī)：利用母版圖形制作絲網(wǎng)，然后絲印遮蓋MASK油墨，把顯示窗口外的線(xiàn)路和元器件遮蓋起來(lái)。

加熱烤箱或烘爐：去除油墨中的溶劑，讓油墨樹(shù)脂反應(yīng)固化，獲得與基材的粘結(jié)力和硬度。

MSAK遮蓋油墨制作的要點(diǎn)

MASK遮蓋油墨工藝關(guān)鍵在于印制第一層油墨時(shí)候的精細(xì)度，遮蓋油墨的附著力，以及遮蓋油墨的絕緣性，以及遮蓋油墨層后面OCA膠層的化學(xué)不反應(yīng)性與界面相溶性。

三、過(guò)孔導(dǎo)電油墨印制

過(guò)孔導(dǎo)電油墨的作用是把底層的ITO SENSOR 線(xiàn)路，通過(guò)遮蓋MASK油墨預(yù)留下的通孔，引到表層的銀漿線(xiàn)路上。

過(guò)孔導(dǎo)電油墨，一般是由溶劑、樹(shù)脂基體、導(dǎo)電粉劑組成的，屬于常溫自固化油墨，其中導(dǎo)電粉劑含量，要比普通的銀漿或碳漿高，粒徑也比普通銀漿或碳漿大。

在這道工序中，過(guò)孔導(dǎo)電油墨的顏色調(diào)配十分關(guān)鍵，不能讓它的顏色明顯示跟MASK遮蓋油墨有差異。在承接客戶(hù)訂單的時(shí)候，一定要跟導(dǎo)電油墨廠商溝通，能不能配制出跟顏色標(biāo)識(shí)一樣的導(dǎo)電油墨來(lái)，如果不行，建議客戶(hù)更改它的MASK遮蓋層的顏色，保持跟導(dǎo)電油墨的顏色一致。

這道工序在生產(chǎn)加工過(guò)程中控制比較簡(jiǎn)單，只要在固化后，油墨不會(huì)起泡，然后不會(huì)與遮蓋油墨層互相反應(yīng)就可以了。

絲印過(guò)孔導(dǎo)電油墨的工藝流程為：

油墨配制——絲印——油墨烘干固化——檢查及修補(bǔ)

需要的設(shè)備有：

絲印機(jī)：利用母版圖形制作絲網(wǎng)，然后絲印過(guò)孔導(dǎo)電油墨。

加熱烤箱或烘爐：去除油墨中的溶劑，讓油墨樹(shù)脂反應(yīng)固化，獲得與基材的粘結(jié)力和硬度。

(未完待續(xù)）

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