李偉榮 呂自力 劉建軍

（珠海元盛電子科技股份有限公司，廣東 珠海 519060）

曾憲悉 楊先衛(wèi)

（惠州中京電子科技有限公司，廣東 惠州 516029）

0 前言

隨著2018年手機市場全面屏興起，傳統(tǒng)的正面普通指紋已經(jīng)滿足不了手機空間布局，因此，各手機廠家逐步使用屏下指紋技術替代普通指紋識別技術成為必然趨勢。

而屏下光學指紋較普通光學指紋產(chǎn)品，在技術上有著截然不同的差異點?？蛻粼诹慨a(chǎn)組裝過程中發(fā)現(xiàn)光學指紋產(chǎn)品接合金線區(qū)域的撓性板（FPCB）邊緣存在塌陷異常，導致該位置封裝蓋子邊緣溢膠不良，因此要求供應商嚴格管控邊緣塌陷?，F(xiàn)在重點從材料、壓制方法、離型材料、設備等方面進行一系列地分析，研究鋼片貼合后可靠性能否滿足要求。

1 實驗

1.1 實驗背景

客戶提出光學指紋產(chǎn)品壓制后板邊塌陷要求，測試位置及標準須進行如下管控（如圖1、表1）。

現(xiàn)狀鋼片邊緣塌陷無法滿足客戶需求，為達到客戶要求，從設備類型、離型材料、鋼片背膠及接地開窗設計等進行實驗設計，以期在制程上解決該異常不良。

圖1

1.3 實驗設計與效果

1.3.1 驗證普通快壓機壓合效果

（1） 實驗測試方案如表2，疊構如圖2。測試接地阻值、塌陷值、剝離強度。

（2） 每種實驗方案收集32件的數(shù)據(jù)，實驗測試結果（見表3）。

（3）小結

①使用快壓機生產(chǎn)時，塌陷值均超標，無法滿足客戶要求；且實壓壓力在0.4 Mpa～9.8 Mpa時，實壓壓力越小，板邊的塌陷值越小；

表1 FPCB鋼片貼合要求及現(xiàn)狀

表2 普通快壓機實驗參數(shù)

圖2 普通快壓產(chǎn)品疊構

表3 普通快壓實驗結果

②使用快壓機生產(chǎn)時，無論壓力如何變化，鋼片的接地阻值、剝離強度均合格。

1.3.2 驗證真空快壓機壓合效果

（1） 實驗測試方案（見表4，疊構如圖3）。

（2）每種實驗方案收集32件的數(shù)據(jù)，實驗測試結果（見表5）。

（3）小結

①使用真空快壓機生產(chǎn)時，壓制時間的長短對塌陷的影響較?。?/p>

②使用真空快壓機生產(chǎn)時，接地阻值和剝離強度均合格。

1.3.3 初步結論

在離型材料、鋼片背膠、接地開窗設計以及壓機疊構固定的情況下，使用快壓機和真空快壓機壓合時，參數(shù)見表6。在后面的實驗設計中，由優(yōu)化參數(shù)與設備類型合并為一個因子進行實驗設計（見表6）。

1.4 全因子實驗

1.4.1 全因子實驗方案

表4 真空快壓機實驗參數(shù)

針對全因子展開實驗方案如表7，全因子實驗設計，共計16種方案；收集數(shù)據(jù)為塌陷值、接地阻值、剝離強度（見表7）。

圖3 真空快壓產(chǎn)品疊構

表5 真空快壓實驗測試結果

表6 壓合參數(shù)

表7 實驗因子和水平數(shù)

1.4.2 實驗結果（見表8）

1.4.3 實驗結果分析

（1）主效應分析（如圖4～圖6）。

①從圖4看，塌陷值主要與設備類型和離型材料影響更大；

②從圖5看，接地阻值大小和設備類型和接地開窗設計有關；

③從圖6看，剝離強度主要與設備類型有關。

（2）交互作用分析（如圖7～圖9）。

①從圖7看，設備類型和離型材料對塌陷值作用明顯；

②從圖8看，接地開窗設計對接地阻值作用明顯；

③從圖9看，設備類型對剝離強度作用明顯。

（3）其它分析。

①從實驗結果來看，使用快壓機生產(chǎn)時，塌陷值均超出標準；為使塌陷滿足要求，需使用真空快壓機壓合；

②接地開窗設計在板內時，使用真空快壓機偶爾出現(xiàn)接地阻值超差，須針對接地開窗設計方式展開驗證。

2.5 驗證板內接地開窗的設計方式對接地阻值的影響

2.5.1 實驗方案

方案為接地開窗網(wǎng)格線寬與形狀不同，如表9。規(guī)定工藝參數(shù)同表6，鋼片背膠齊平，測試接地阻值（見圖10）。

表8 實驗結果

圖4 塌陷值主效應圖

圖5 接地阻值主效應圖

圖6 剝離強度主效應圖

圖7 塌陷值交互作用圖

圖8 接地阻值交互作用圖

圖9 剝離強度交互作用圖

圖10 接地開窗網(wǎng)格線寬與形狀

2.5.2 實驗結果

實驗結果見表9。

表9 不同接地開窗的阻值

1.5.3 小結

（1）包封開窗由圓形改方形對接地阻值無改善；

（2）接地線路由實銅改網(wǎng)格對接地阻值有改善，但是無法杜絕；

（3）當接地開窗設計在板內時，無論使用實銅設計還是使用網(wǎng)格開窗設計，接地阻值均出現(xiàn)不良；

（4）因無論是實銅設計還是網(wǎng)格設計，均會引起接地阻值不良，通過切片圖可以看出，接地開窗位置銅皮和導電膠有輕微分層（如圖11）。

圖11 接地分層

因此，針對導電膠與接地開窗位置的接觸進行實驗驗證，具體為：膠膜背在FPCB上；膠膜背在鋼片上。

1.6 驗證膠膜背膠方式對接地阻值的影響

實驗設計方案與結果（見表10）。

導電膠備在FPCB上時，假壓后再進行鋼片貼合，假壓時使導電膠與接地位置接觸更加良好，因而接地阻值會優(yōu)于導電膠備在鋼片上。

2 總結

通過以上實驗驗證，總結如下：

（1）使用真空快壓機壓合的效果明顯優(yōu)于普通快壓機；

（2）使用阻膠膜壓合的效果明顯優(yōu)于普通離型膜；

（3）鋼片背膠設計平齊效果明顯好于膠內縮；

（4）接地開窗設計在板外時，接地阻值無不良；設計在板內時，無法杜絕接地阻值不良，如須設計在板內，須使用FPCB背膠的方式生產(chǎn)。

3 生產(chǎn)驗證

4.1根據(jù)以上總結，使用表6參數(shù)跟進100張生產(chǎn)板，從中抽10張，每張板選4 pcs進行數(shù)據(jù)收集，結果（見表11）。

3.2 過程能力分析

（1）從塌陷值過程能力看，cpk值為1.33，可滿足制程生產(chǎn)要求；

（2）從接地阻值過程能力看，cpk值為1.56，可滿足制程生產(chǎn)要求；

（3）從剝離強度過程能力看，cpk值為1.32，可滿足制程生產(chǎn)要求。

4 結論

4.1 實驗總結

為控制光學指紋FPCB邊緣塌陷和保證接地阻值和剝離強度，對接地開窗設計、鋼片類型、鋼片背膠、接地線路、包封開窗形狀總結如下：

（1）使用普通快壓機生產(chǎn)時，存在塌陷超出標準的問題，為保證塌陷值，需使用真空快壓機生產(chǎn)；

（2）使用阻膠膜對塌陷值管控優(yōu)于普通離型膜；

表10 背膠方式實驗

表11 生產(chǎn)驗證數(shù)據(jù)

（3）鋼片背膠平齊設計對頭塌陷的管控效果明顯好于膠內縮；

（4）實驗過程中，當接地開窗設計在板內時，存在接地阻值超出標準的問題，因而建議設計時接地開窗優(yōu)先設計在板邊，如客戶不同意更改時，建議采用FPCB背膠的方式貼合鋼片以保證接地阻值達到要求。

4.2 實驗設計存在的不足與后續(xù)計劃

（1）此次實驗所得到的結果均是建立在一種輔材疊構的基礎上，未將壓機的輔材疊構作為實驗的因子；實際驗證過程中鋼片的厚度為0.2 mm，未考慮鋼片厚度對可行性的影響；

（2）后續(xù)計劃找出合理的方案使得普通離型膜可代替阻膠膜的壓合效果，以降低膜成本；驗證不同鋼片厚度對壓合可行性的影響；驗證不同疊構、不同壓制參數(shù)對鋼片可行性的影響，從而找出更優(yōu)的輔材疊構和壓制參數(shù)，減少該類型產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的困難度。