电容式触摸屏设计规范_A.pdf

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1、电容式触摸屏设计规范 序号 内容 页 1 目的 2 2 适用范围 2 3 工程图设计 2 4 Lens 设计 4 5 ITO 玻璃设计 6 6 Film 设计 9 7 保护蓝胶设计 12 8 FPC 设计 14 9 包装设计 21 10 保护膜设计 23 11 防暴膜设计规范 25 1 目的 规范电容式触摸屏(投射式)的设计，提高设计人员的设计水平及效率，确保触摸屏模块整体的合理性及可靠性。2 适用范围 第五事业部TP厂技术部电容式触摸屏设计人员。3 工程图设计 3.1 工程图纸为TP模块的成品管控，以及出货依据，包含以下内容：3.1.1 正面视图:该视图包含TP外形、view area、ac

2、tive area、FPC图形及相关尺寸.若TP需作表面处理,则必须对LOGO的位置、尺寸、材质、颜色、以及工艺进行标注。需标注尺寸及公差如下：3.1.2 侧视图:该视图表示出TP的层状结构,TP各层的厚度、材质、FPC厚度（含IC等元件）必须标注。需要标注尺寸及公差如下：3.1.3 反面视图:这一图层包含背胶、保护膜、泡棉及导光膜的外形尺寸,以及FPC背面的IC及元件区尺寸。需要标注尺寸及公差如下：3.1.4 FPC出线图:一般情况FPC的表示可以在正面视图中完成,主要反应FPC与主板的连接方式。如果FPC连接方式为ZIF,则必须标注以下尺寸。如果TP与主板的连接方式为B2B，则必须标注连接

3、器的位置尺寸及公差。走线图,出线对照表:走线图表示TP内部走线,如下图所示:出线表为TP内部与外界的连接接口,电容的一般分I2C、SPI、USB,如下图所示:I2C接口 USB接口 3.2 文字说明 该部分对TP的常规非常规性能作重点表述,主要包括以下内容:3.2.1 结构特性：包括lens材质，ITO膜的厂家及型号，IC型号 3.2.2 光学特性：包括透光率，雾度，色度等 3.2.3 电气特性：工作电流，反应时间等 3.2.3 机械特性：输入方式，表面硬度等 3.2.4 环境特性：工作温度,储存温度，符合BHS-001标准等 以上特性如超出行业规格范围，需逐一标注，并让客户确认。3.3 图档

4、管理 图档管理这块需按以下原则进行相应维护：3.3.1 按照命名规则填写图框,并签名。3.3.2 如有更改需有更改记录及版本升级，并需客户确认。3.3.3 模组图纸受控之前统一按照“X”“0”为起始版本，所有升版动作都要求在更改记录框中有相应的内容与之 对应。受控时可以回归“A”“0”版本标记，并删除所有更改记录。此方法也使用于其他图纸及BOM。3.4 注意事项 3.4.1 各部件尺寸，加工精度需符合供应商及内部工艺制程能力 3.4.2 sensor外形与Lens配合间隙，最内边线路与视窗区配合间隙需符合供应商的加工能力及贴合工艺 3.4.3 允许摆放元件高度区域需标标清楚 3.4.4 按照命

5、名规则填写图框？如有更改是需有更改记录及版本升级？工程图纸受控之前统一按照“X”“0”为 起始版本，所有升版动作都要求在更改记录框中有相应的内容与之对应。受控时可以回归“A”“0”版本 标记，并删除所有更改记录。此方法也使用于其他图纸及BOM 3.4.5 触摸屏的外观效果需明确标识（LOGO，丝印油墨，导电或不导电电镀靶材，色号或直接提供颜色样板）4 LENS设计 电容屏LENS常用材质可分为以下几种：PMMA，PC，Glass，PET;其中PMMA，PC，PET材质的加工工艺比较简单，一般采用CNC工艺成型，通过电镀，或丝印做表面处理，三种结构玻璃材质较为常用，触摸效果比PC，PMMA，PE

6、T两种效果来得好，工艺也相对复杂，下面以Glass材质的LENS为 例，介绍电容式触摸屏的lens设计 4.1 LENS加工工艺简介：切割（切割机）仿型（仿型机/雕刻机）开口（开口机/雕刻机）打孔（雕刻机/开口机）粗磨（粗磨机）抛光（抛光机）清洗（清洗机）强化（强化炉）清洗（清洗机）镀膜（镀膜机）丝印（丝印机）清洁包装（手工）4.2 LENS基材：IG3、旭硝子(Asahi)、板硝子(NSG)、康宁(Corning)4.3 lens的设计：由客户提供的原始资料，以及最终确认的工程图为依据展开lens单体的设计.4.3.1 正面视图:该视图包含lens外形、view area(边框丝印的范围)、

7、通孔，听筒，倒边等结构及相关尺寸.一般需做表面处理,则必须对LOGO的位置、尺寸、材质、颜色、以及工艺进行标注。玻璃lens各种结构及加工能力如下：（更新以下能力及公差，增加孔与孔间距、孔与边距离等）4.3.2 侧视图:该视图表示出lens的层状结构,lens各层的厚度(玻璃基板以及油墨层)、材质必须标注。需要标注以下结构尺寸，加工能力如下表所示：4.3.3 反面视图:这一图层包含背胶/保护膜的外形尺寸,以及与ITO sensor的配合对位标记。需要标注以下结构尺寸，加工能力如下表所示：4.4 文字说明：4.4.1 结构特性：包括lens材质 4.4.2 光学特性：包括透光率，雾度，色度等 4

8、.4.3 机械特性：可靠性测试，表面硬度 4.4.4 环境特性：符合BHS-001标准等 4.4.5 lens翘曲度及膜厚要求：翘曲度要求0.1mm min;膜厚要求lens VA区域1.5mm以内保证10UM以下 以上具体特性参数与测试标准以客户端的要求为准。4.5 注意事项 4.5.1 Lens图重的表面效果、尺寸等要求需与工程图保持一致；4.5.2 玻璃lens的固有结构是标注清楚,比如倒边等；4.5.3 文字说明一栏需注明lens强化的标准；5 ITO玻璃Sensor设计 5.1 ITO玻璃结构简介 下面左图为目前电容屏常用的ITO玻璃结构,右图为电阻值和玻璃透过率之间的关系表 备注：

9、现SENSOR设计，背面SIO2可以不要，如果是大客户背面SIO2要设计。因为ITO玻璃Sensor使用的鉻板进行每层制作。各镀层规格：ITO：1120/，目前常用的规格为90120/对 应膜厚250埃；Metal:为钼铝钼,面 阻0.3/，对应膜厚4000；SiO2:膜厚500600；OC:为环氧树脂，膜厚2UM。5.2 Sensor图形设计：5.2.1patten的设计：以cypress为例，介绍菱形patten的设计 1）确定单个菱形的大小 Cypress：定义VA的横向尺寸L,以及纵向尺寸H,横向的通道数M=L/5（取整）；纵向的通道数N=H/5（取整）横向Patten的Pitch a

10、=L/M（4.5a5.5mm）纵向Patten的Pitch b=H/N(4.5b5.5mm）下左图为一带有ITO Patten的Sensor图；右图为ITO Patten的一部分：2）计算完单个ITO菱形的大小，以b为行距，a为列距，进行阵列，充满VA区，ITO棱形间的Gap为0.03mm。横向patten间通过0.1mm线宽的ITO导通，纵向Patten间悬空，具体图下图所示：如下图所示。在VA区的基础上面单边外扩0.65mm（需保证：走线距离视窗区域0.35mm以上）作为TP产品的功能区域进行设计。定义此功能区域的横向尺寸L，纵向尺寸H。横向的通道数M=L/5（取整）；纵向的通道数N=H/

11、5（取整）横向Patten的Pitch a=L/M（4.5a5.5mm）纵向Patten的Pitch b=H/N(4.5b0.2mm，考虑到掩膜板的公差0.35mm，所以需保证PAD的长度（有效压合长度）为1.2mm MIN。并在两边制作如下图所示的FPC热压对位标记；热压对为标记设计详见鉻板设计中的FPC bonding对位标识。5.2.4 SiO2 Metal除FPC bonding以外，需覆盖SiO2保护（SIO2掩模公差0.35mm）5.3 铬版各标记设计:铬版上面各标记设计如下 5.3.1 切割标记 切割记号：尺寸如下图,作用为定位玻璃的切割尺寸，控制玻璃的切割精度，要求切割精度为0

12、.05mm,此标识仅适用Metal层 5.3.2 ITO方阻测试块标记：为测试ITO镀膜后的方阻，在非图形区域制作四个尺寸为30mm*30mm的ITO测试方块，由于ITO为透明的材料，故在ITO方块边缘制作线宽为0.2mm*0.2mm的方框（若边框较小，可以调整方块的大小，最小制作为10mm*10mm）具体如下图所示：5.3.3 保护蓝胶丝印对位标记：在ITO Glass切割之前要对图案进行保护，即玻璃正反面丝印保护蓝胶，则需要在ITO Glass的MT层上制作对位标记以保证保护蓝胶与玻璃的丝印位置，对位标记.5.4 ITO Glass 切割边需要保留0.5 mm-1.0 mm 余量为二强做准

13、备。5.5 二强设计标准 5.5.1 物理二次强化，需要规则外形，不能有异形。5.5.2 化学二次强化，5寸以上BM比外形尺寸内缩0.2-0.25 mm，以免化强后需要补印BM 6 ITO Film结构Sensor设计 ITO Film结构Sensor结构暂时有两种，两层ITO Film和三层ITO Film结构。如下左图所示，为三层ITO Film结构，其中ITO面向下，ITO Film3为屏蔽层。右图为两层ITO Film结构，ITO面向上。ITO Film结构Sensor是采用印刷的方式制作各层布线。将使用菲林和钢丝网进行印刷。下面为所使用菲林的结构：1）保护涂层：涂有明胶涂层以防止损伤

14、感光乳剂层。里面可能包含无光泽试剂。2）感光乳剂层：均匀地涂有卤化银的微小晶体，以明胶作为介质。3）下涂层：该层用于把感光乳剂层粘到胶片基上。4）胶片基：使用了PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）。这种材料有以下特点：尺寸稳定性高；紫外线透射率高；弹性与光滑度适中；5）防静电层：涂有导电材料以去除静电。6）衬底层：用于提高卷曲平衡及防止由于吸收反射光而降低图像质量。该层主要由明胶组成。里面可能含有无光 泽试剂；6.1 ITO Film结构Sensor具体设计 ITO Film结构Sensor图形设计包括AG，ITO和保护蓝胶。另外在图纸设计时需结合客户的要求和内部的工艺制程能 力。下面按照Atmel

15、方案进行ITO图形的设计 6.1.1 ITO 设计 Atmel方案，ITO图形设计为条形，据图如下左图，ITO横向为发射极，ITO图形较宽；纵向为接受极，ITO图形较窄。1）根据Atmel的建议，通道数按照VA区尺寸以4.76mm为PIN距来计算，如上右图所示。取VA的横向尺寸L,以及纵向尺寸H 横向的通道数M=L/4.76（取整）；纵向的通道数N=H/4.76（取整）横条Patten的Pitch b=(H+0.3)/N（4.5a5.5mm）纵条Patten的Pitch a=L/(M-0.5)(4.5b0.030.08um(含NI 15 um)8.1.4.3 OSP：厚度0.2-0.5um 8

16、.2 FPC 设计注意事项：8.2.1 FPC设计基本规则 最小线宽：0.075mm，建议0.1mm 最小线距：0.075mm，建议0.1mm PAD相对坐标精度：0.1mm PAD绝对坐标精度：0.2mm 最小PAD直径：0.5mm 覆盖膜开孔与相邻线路最小距离：0.2mm，一般0.3mm 覆盖膜贴合最小移位公差：0.2mm，一般0.3mm 补强板贴合最小移位公差：0.3mm，一般0.5mm 线路距外形最小公差：0.1mm，局部重点部位0.07mm 线路距外形最小距离：0.2mm，建议0.25mm 最小激光孔：0.1mm/0.3mm 最小机械孔：0.2mm/0.4mm 钻孔孔位公差：0.05

17、mm 钻孔孔径公差：镀通孔 0.05mm，非镀通孔 0.025mm 线到孔边最小距离：0.1mm，建议0.15mm 孔边到孔边最小距离：0.1mm，建议0.15mm 外形之内R最小半径：0.2mm 外形之外R最小半径：1mm 外形公差：刀模 0.2mm，钢模 0.1mm，局部重点部位0.05mm 最小蚀刻公差：0.03mm，一般0.05mm 文字最小高度：1.0mm，建议1.2mm ACF端PAD之累计公差：一般铜 0.030.05%，无接着铜 0.0150.025%8.2.2 FPC作业限制说明 1.对折180度之内缘R不可小于0.2mm.2.折曲部所接触之玻璃边缘若太锐利会割损FPC表面,

18、进而断裂.8.2.3 FPC的连接方式 连接B2B 的接插件（Connecting with B2B connectors）连接ZIF 的接插件（Connecting with ZIF connectors）热压异性的导电胶（Bonding by ACF/ACP）焊接（Bonding by Soldering）8.2.4 FPC 设计及开模作样时要考虑的要点 1 FPC 的热压引脚要比玻璃的引脚略短0.20mm，让FPC 带PI 层的部分压到玻璃的引脚位上，FPC 和PCB 采用热压连接的方法也一样,金手指长度标注为A0.2,在ITO 金手指较短的情况下，1.1mm 时可以标注为A(+0.2/

19、0),使最大公差值不超过ITO 长度值（尽量不要使FPC 金手指超出PANEL 边缘）。但金手指长度不可小于0.75mm.2 FPC 具有可挠性，但可折性较差，如果要折必须是具有双面PI 的，铜箔材料采用压延铜，不允许在加贴PI 的分界线上折，材料的厚度尽量选用薄的。表面处理没有特殊要求的都采用镀金。3 热压引脚的Pitch 总值在标注时务必为X(0/-0.05),单个PIN 宽度标注尺寸为Y0.03;这都是重点尺寸（在尺寸前面需加*号）。脚宽大于0.3mm，或者PITCH 值大于0.3mm 可以不按此规定。4 在FPC 上有放置零件的，在选用材料时要用PI 料而不能用PET 料。因为PET

20、材料不可以耐高温，在SMT 后会变形。5 热压FPC 到PAENL 上的金手指背面需加12.5 um 厚度的PI 补强，其长度需超出FPC 金手指长度至少0.5mm，以防止FPC 金手指受折而断裂。6 FPC 需要中间镂空的，选择铜箔厚度务必为35um；且基材和盖膜的开口必须错开0.3mm。否则镂空金手指部分很容易折断。7 需要多次弯折的FPC 材料一定要选用压延铜，不要选用电解铜；且在弯折区域不可以设计焊盘，过孔等，弯折区域尽量设计为单面。8 FPC 需要与PCB 热压连接时，在PCB 板上的金手指两端需各留出4mm 的范围，绿油需要避空，以免ACF 堆积造成短路，PCB 板上金手指的背面上

21、下各2mm 范围内尽量不要放置元器件，以免造成压接时需要掏空而影响连接性能。9 FPC 需要压焊（用机器压焊）在PCB 板上，该处金手指设计为单面且厚度最大为0.06mm，最好厚度在0.05mm 以下，一定要保证，否则压焊会出现大批不良。10 如果我们设计的FPC 是要客户去焊接的，需要在模组图最右侧标出组装示意图。并在FPC 图纸上注明镀金厚度0.05um 最小。如果客户要求FPC 上只留焊盘，客户主板是用弹簧式的连接器与我们模组焊盘连接的，则要求焊盘镀厚金0.5um。11 带插座的FPC 联板时要注意固定平整，联板数量不宜太多，以免累积误差造成SMT 偏位。需要SMT 的FPC 上与PAN

22、EL 连接端金手指需用耐热PI 贴住，以免过回流焊时氧化，另外接口FPC 接地处需设计薄一点，便于焊接。12 焊盘设计，采用盖膜压住部分焊盘的设计，以免弯折时断线。13 镂空板在金手指上尽量避免打过孔，如果需要，过孔不要成一条直线排列，尽量交错排列。14 需要SMT 的FPC 在设计中能加定位孔的尽量加上，便于SMT 定位,另外FPC 焊接到板上时也可以利用定位孔进行焊接。15 技术部的FPC 图纸，如果对供应商有特殊要求的，需要在图纸上明确指出。比如需要符合ROHS 标准，是否要求喷锡，是否对元件区域有补强要求，是否对镂空金手指有强度要求等。16 接口FPC PIN 脚：因其中一边与PANE

23、L 对应，另一边与客户主板对应,要特别注意其第一PIN 及接口顺序的对应关系，并在插座背面设计补强板。17 为了不让供应商乱报价，请各位在发给采购开模要样时，一定要写明尺寸规格，FPC 要注明几层，是否有盲埋 孔，是否要加铜箔层，走线是否为小PITCH?有无特殊工艺，如加铜箔或者银箔，或者需要镀厚金等。另外需说明何时需要样品？需要多少数量?FPC 公差要求很严的情况下，比如需配ZIF 连接器时请直接要求开钢模。18 FPC LAYOUT 里面必须在IC 起始PIN 外侧丝印圆形标记。二极管必须标注方向。双排容的外观白油不要设计为正方形的，要设为长方形，以免误会贴错元件方向。19 双面FPC 前

24、端需要手工焊接在板上的金手指需要设计为双面焊盘，且盖膜需要分别压住双面焊盘，双面焊盘用过孔连接，焊盘最前端设计为锯齿状，方便焊接时爬锡。20 FPC 上的双面粘尽量选用耐高温的材料（3M9500）,贴附位置不可在元件下面，尽量远离元件区域。21 FPC 弯折区域与元件区域过度的圆角要达到半径为1.0mm,并建议在拐角处加铜线以补充强度,在需要弯折的区域也可以采用加缺孔的方法进行弯折限制。如下图所示：22 FPC 金手指长度需满足以下条件：将FPC 金手指处的对位标与PANEL ITO 引脚处的对位标对齐热压后，FPC 金手指顶端不能超过ITO 引脚顶端，一般低于ITO 引脚约0.1mm，且金手

25、指下端不超过PAENL,距边缘约0.2mm。如下图所示:23 24 为防止FPC 上对位标因钢模偏位而被切掉和铜箔翘起等品质不良,在设计靠边对位标时,宽度至少为0.25mm0.10mm。25 外形图上要把关键尺寸、控制尺寸标注出来，按总图要求去严格控制公差，外形公差一般控制在（0.15 0.30）mm，关键尺寸公差（如定位标记、FPC焊盘、接插件、别的特殊元器件等）控制在0.1mm。接插件、特殊元件的焊盘大小及公差参考元件规格说明书。26 确定FPC外形时尽可能考虑元件区域是否合适,要有足够的走线空间而且符合电路功能要求,特别是防静电(ESD)和抗电磁干扰(EMI).还要尽可能的考虑FPC上器

26、件与走线的均匀性，不要头重脚轻，否则容易造成走线不合理以及板翘和SMT困难等问题。注意选用元件的高度,以免元件与其它部件结构上发生抵触。27 ZIF FPC都需要规定插拔次数，ZIF FPC使用1/3 OZ的基材,采用电镀金工艺，连接器背面根据连接器规格书加限位线(丝印),以便客户判断是否插接到位。28 测试点放置位置需要与显示面同面,且不可放在元件正背面,测试点直径大于等于0.8mm,测试点是否露出要视具体情况而定。29 连接器元件背面的补强板材料只可使用FR4或者不锈钢片,尽量少用PI材料,以免SMT时补强变形导致连接器虚焊或者假焊。30 对于焊接金手指端正反两面的焊盘设计应遵循以下原则：

27、第一,采用手焊接端的PI开口不能到头,防止金手指断裂；第二,锯齿形过锡孔需要错开0.5mm，正反面开窗需错开0.3mm,且满足FPC正面(与烙铁接触面)比背面(与PCB接触面)长0.3mm，以防止FPC或金手指断裂；第三,与客户主板接触面的金手指长度要设计短一些,一般为1.5mm到1.8mm,与烙铁接触面金手指长度一般为1.8mm到2.1mm,以免返修时撕裂金手指。31 外发FPC时如果要求供应商单只交货,在设计FPC时必须有两个定位孔和两个MARK点。32 FPC的PANEL端接口外形如果是分多段的，各段之间的距离不小于3mm,单PIN的FPC段宽度不小于5mm，FPC各段要设计成对的“F”

28、形对位标，以便于热压对位避免压接偏位。33 为了确保触摸屏产品具有良好的可装配性、电性能及抗干扰性能,在设计时需要综合考虑以下方面：元件区域远离高频信号发射源、考虑是否需要Double Routing、是否需要设计Shield屏蔽脚、与Sensor通道连接的双面走线部分禁止平行且尽量避免交叉、SDA/SCL/INT增加滤波电阻、VDD增加滤波电容及抗ESD器件、遵循走线最短的原则、非走线的空白区域网格式铺地、IC接地散热片需要与下方铜皮大面积良好接地、电容电阻尽量采用0402封装、将电源线及地线加粗到0.2-0.3mm。由于不同厂商的IC对产品的性能及相关设计要求不同，FPC原理图、FPC L

29、ayout图、Sensor Pattern图设计好后要求提供给IC供应商进行确认可行后方可发出开模。8.3 FPC 设计步骤：1.制作FPC原理图 在PowerLogic中正确绘制FPC原理图。2.制作FPC外形图 在 AUTOCAD 中，在 FPC 上定出各接口位置、元件区域、单双面区域、标示线位置等，并对各接口标示顺序。完 成后用 MOVE 命令以图上的边 角点为基点移至原点（0,0,0）位置,再另存为 DXF 文档，便于后续导入到PowerPCB 中 作为定位和外形的参考。3.制作FPC模切图 模切图需要标明FPC层数、FPC各层材质及厚度、表面处理要求、刀模公差/钢模公差、补强区域及材

30、质厚度要求、单面区域、FPC连接面、关键尺寸、尺寸公差、弯折区域及弯折次数要求、符合“BHS-001”标准等详细信息。如果需要联板供货，则需要外发开模时要求供应商给出经济的联板排版图进行确认。9 包装设计 1.电容式TP包装主要采用吸塑盘的形式，设计需遵循以下原则：防静电；抗震防跌 设计流程如下：1，绘制外形，尺寸结构，以及下标如下图 2，设计内部结构 内部放产品区域，设计时以元件区域向上为基准设计放置区域；单边比产品的外形外扩1MM；产品两边挡墙需做一对15mm MIN的手指避空位,进行产品的取、放；产品四边需要做固定用的台阶，固定的台阶一般为9mm。为保证产品不被压伤，我们吸塑盘放置采用错

31、盘放置，因此非产品放置区域需要设计产品的错盘台阶，错判高度 根据产品的厚度而定。台阶的错盘高度如下表；10 保护膜图纸设计 10.1 正面保护膜图纸设计 正面保护膜设计尺寸要求与lens外形尺寸一致，撕膜手柄要根据客户要求进行设计，若客户没有指定位置时设计为lens正面视图的右上角，方向可以根据FPC位置及lens外形进行调整，尽量使保护膜排版方式最经济 10.2.2 背面整面保护膜设计 背面整面的保护膜设计尺寸要求与sensor外形尺寸一致，若有补强则保护膜尺寸要包含补强的长宽尺寸，撕手位置若客户没有指定则设计在背视图的右上角，如下图所示：11 防暴膜设计规范 11.1 首先防爆膜的设计要完

32、全遵照客户要求。如客户无要求，则按照常规方法设计 一般默认为整面设计，其尺寸相对于产品外形单边内缩 0.5mm。11.2 防爆膜需要在 Sensor 的 Bonding 区域留出缺口，并且防爆膜要覆盖住 Bonding 区域。11.3 防爆膜的材质要根据客户要求设定（一般分为防牛和非防牛），厚度如客户无要求设定为 1.0mm(PET+OCA)。11.4 防爆膜的结构分为：重离型膜（保护膜）、防爆膜、轻离型膜，OCA 胶设计在轻离型膜一面。11.5需要在防爆膜重离型膜上加上CCD对位Mark(最好Mark设计在防爆膜四个角位置，不能进入SensorVA区）；需要求供应商在防爆膜保护膜上加上防呆线或防呆标记