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中電科風華觸摸屏邦定關鍵技術性能達到國際領先水平

北京時間01月12日消息,中國觸摸屏網訊,邦定觸摸屏 綁定好未來。中電科風華通過多年努力,解決了觸摸屏邦定技術行業瓶頸問題,研制開發出集多工序于一體的工藝組線設備,關鍵技術性能達到國際領先水平邦定技術領跑者。

如果不是業內人士,普通人很少關注到手機、筆記本電腦、可穿戴設備里的柔性電路板。這種不起眼的零件是滿足電子產品小型化和移動要求的唯一條件,只有柔性電路板與各種“屏”邦定后,電子產品才能煥發光彩。

“邦定”聽起來陌生,其技術無處不在。懂點電子知識的都知道,“邦定”(bonding音譯,意為芯片覆膜)是通過某種物質黏合,在一定溫度、壓力和時間下,實現液晶玻璃與柔性線路板機械連接和電氣導通的加工方式,是智能手機、平板電腦、LCD顯示器、液晶電視等新型電子產品的重要生產工藝。

為推動產業化進程,2013年我省實施了“十二五”科技重大專項“觸摸屏邦定工藝組線設備產業化開發”項目。近日,承擔單位中電科風華信息裝備股份有限公司已順利完成項目研發,他們通過多年努力,解決了壓頭平面度、邦定壓力、邦定溫度精密控制技術,以及壓頭與壓臺之間平行度精密控制技術等行業瓶頸問題,研制開發出了集各向異性導電膠(ACF)貼附、預壓、主壓等多工序于一體的觸摸屏邦定工藝組線設備,關鍵技術性能達到國際領先水平,可完全替代國外同類產品,滿足高端觸摸屏在生產效率和產品質量方面的要求,推動了我國平板顯示產業的技術進步。

中電科風華是中國電子科技集團下屬單位,中電科二所是專業從事電子專用設備研發制造的國家級研究所,特別是機、電、光、熱一體化設計,設備研發及工藝上形成了自身優勢和特色。中電科二所1998年與廣東風華高科合作,成立股份公司,正式進軍片式電子元器件設備領域。當年他們研發的高速編帶機大獲成功,不僅打破了國外壟斷,產品一面市還引得日韓同類產品價格紛紛跳水,每臺120萬元售價直接跌到70萬元。2001年液晶顯示器異軍突起,盡管我國是電子產品制造大國,但“缺屏之痛”付出了巨大代價。公司看到了商機,他們積極與國內外平板制造商信利、夏普、TPK展開產學研合作,在液晶顯示專用設備領域大展身手。他們突破TFT-LCD主導工藝技術,打造蘋果產業線,進入電容式觸摸屏細分領域。這家研發人員占員工總數50%的企業在短時間內成長為集研發、制造、服務于一體的國家級創新型企業。

兩技術突破瓶頸

電子屏幕好壞,跟電路板與玻璃基的連接有很大關系,邦定壓力大小決定玻璃基上貼附的ACF粒子破碎程度,從而影響產品品質。在玻璃基板上邦定柔性電路板不是件容易的事。電路板上成百上千條微米細的電路線經過圖形對接到位后,在高溫、壓力作用下,ACF粒子破碎,實現電路通暢。公司副總經理、項目總負責人馬增剛告訴記者,邦定工藝生產過程最常見的問題是,壓頭平面度差壓力不均導致ACF粒子破裂不均、產生氣泡、阻止電氣導通,降低效果。玻璃基板與柔性電路板上電路引線,有的間離不足45微米,引腳壓接錯位,也會導致電氣與機械連接失敗。

科研團隊調整技術方案,在實驗里不斷模擬、仿真試驗,對關鍵部件模塊化設計和驗證。一年后,他們找到了解決方案。團隊成員張永峰說,他們把引腳放大百倍,通過算誤差、調力度的方法,精確算出誤差,從而調整精密工作操作臺,從人工對位實現了機器視覺自動對位。解決邦定壓力時,他們將壓頭的材料更換為高碳高鉻鋼,通過熱傳導及熱彈性力學分析,建立了壓頭工作狀態下的穩態溫度場和熱變形的三維熱分析有限元模型,為設計提供了理論支持。在解決壓力精度上,獨辟蹊徑,在氣路上設計了動態平衡,對氣缸輸入一個精密、恒定壓力來抵消運動系統的自身重力,同時減少運動過程中運動副之間的摩擦力。在壓頭和壓臺之間平行度的精密控制上,采用斜面原理,細分了微分頭的進給分辨率,調整精度高,通過微分頭調節斜塊實現精密調節,從而消除對位偏移。

2013年項目實施以來,中電科風華以創新為引領,產品不斷升級換代。從單機產品,到實現整合機型,集成了預貼、預邦定、主邦定等核心功能、技術參數和性能指標滿足觸摸屏生產線的配置需求,達到行業內領先水平,再到開發出全自動組線式機型,增強本土化應用工藝匹配性,同時向產業化方向推廣,打開5-10英寸觸摸屏產品的廣闊市場,僅2016年邦定裝備實現銷售收入3282萬元,利潤606萬元。企業先后與中國“面板王”京東方、天馬微電子等一線大廠建立了穩定的戰略合作伙伴關系,是信利半導體、TPK、夏普等龍頭企業的優秀設備供應商,產品應用到蘋果、華為、聯想、小米、三星等生產線,成為平板顯示裝備領域一流企業。

從追趕到挑戰

觸摸屏誕生以來短短幾十年,顛覆了人們的想象。未來,它會有怎么樣的變化?馬增剛認為,是更輕、更軟。以智能手表、智能手環為主體的穿戴市場不斷發展,3吋以下的小尺寸屏幕需求快速提升,車載顯示也會成為中小尺寸的又一重點應用,成為繼手機、平板之后全球面板企業激烈爭奪的細分市場。新技術、新工藝、新應用加速更迭,對裝備制造提出新挑戰,自動化、智能化成為平板顯示裝備行業不可逆轉的發展趨勢。

液晶面板是新一代電視、電腦和手機等下游整機的核心部件,對促進屏與系統的技術整合、數字高清和下一代互聯網時代的4C融合、核心競爭力的全面提升等均具有重要意義。經過10年努力,中電科風華取得了一定成績,也積累了核心技術,正在從追趕者過渡到挑戰者。未來的發展目標已放在科研人員的案頭,他們將在柔性、3D、超薄切割技術研究,集成激光、異形切割技術應用、實現智能切割生產線,在COG(芯片邦定)和FOG(柔性電路板邦定)關鍵工藝技術基礎上,向用戶提供LCM整體解決方案,實現液晶模組自動化生產,同時開發全自動、高精度邦定設備,滿足OLED產品需求,力求成為全球領先者。