自从苹果在iPhone和iPad上推广全贴合触摸显示屏后,其优秀的视觉效果及节能效应马上在市场上得到了追捧,也让制造业更紧密的跟显示屏制造业结合起来,并再次有进一步融入面板制造业的趋势。
苹果在iPhone5以后的智能手机采用In-Cell后,为了获得更好的视觉效果与触控反应速度,除了减薄了显示器玻璃厚度、偏光片厚度外,也升级了全贴合工艺,采用了可以把胶水厚度控制在0.1毫米以下的SlotDie——狭缝式挤压涂布生产工艺,以inhouse模式放到了工艺相对成熟的日、韩面板厂内进行生产。
随着In-Cell触摸显示面板的技术突破,价格也开始走低,开始在安卓阵营的中、高端机型里渗透,为让In-Cell触摸显示面板获得更好的效果,针对In-Cell产品的全贴合技术也被行业广泛关注,其中苹果手机所采用的SlotDie——狭缝式挤压涂布技术犹为引人注目,从设备厂商到生产厂商,都在积极抢攻SlotDie工艺全贴合技术难关。
同时,In-Cell触摸显示面板由于在液晶显示器内部整合了触摸功能,可以把边框做得更窄,触控显示面板做得更薄,也给2.5D盖板应用打开了应用窗口,为终端产品的ID设计带来了更多的可能。针对2.5D和超边框的悬浮点胶技术也为众多生产厂商所注目。
为了更好的让行业了解SlotDie——狭缝式挤压涂布技术和2.5D盖板的悬浮点胶技术,日本SlotDie工艺及悬浮点胶工艺关键设备的代理商:深圳市锋达伟贸易有限公司刘彬彬经理,跟分享了SlotDie——狭缝式挤压涂布技术及悬浮点胶技术的关键点,以及主要的设备解决方案。
手机报:在手机的软硬件越来越同质化的情况下,ID设计成了众多品牌善用户体验的重要手段,如何把一个好的ID设计变成可量产的产品,手机整机组装起到了致关重要的作用,成为了行业比较关注的重点。
特别是在高端的模组产品上,越来越多终端厂商都采用了2.5D的盖板设计,并且配合2.5D盖板和超窄边框显示面板的无边框产品也已经上市。这些产品除了对全贴合的品质及良率要求很高外,在成品组装与产品防护上的要求也更严格,一般需要采用自动化程度高,控制精准的非接触喷射(悬浮)点胶工艺才能解决。锋达伟在悬浮点胶工艺方面有没有合适的解决方案?
刘彬彬:锋达伟从日本引进了最新开发的非接触喷射(悬浮)点胶设备,就是专门为解决一些品牌厂商的优化ID设计所面临的结构组装难题的,这款设备能够完美的实现2.5D和3D触控显示模组及手机背壳背板等器件的结构固定与效果美化功能。
这款悬浮点胶设备使用行业最出色的日本MUSASHI武藏350PCsmart系统,采用Jetting喷嘴,拥有高精度位置修正功能,搭配有视觉检测对位系统和物理形貌跟踪测高系统的3D校正定位装置,在实际生产中根据工件的倾斜进行自动较正夹具、工件的X、Y、θ的偏差,并根据其波动对Z轴进行修正。
系统配合±0.005mm的高精度DS-S系列桌上型机械臂和高频JET喷射阀等精密器件,能够精准的实现0.3mm以下的均匀胶线,完美解决了手机框体点胶的难点问题,是目前行业量产良率和效率最高的设备,主要服务国内一些高端的手机和平板品牌(如P8等)。
手机报:刘经理,一般高端的品牌在设计比较优化的ID外形与结构时,触控显示模组都会采用全贴合工艺,像苹果就是采用了SlotDie全贴合工艺,请您概述一下什么是SlotDie全贴合工艺?
刘彬彬:狭缝式涂布技术(Slotdiecoatingtechnology)为1954年由柯达公司的Bequin所发明,主要原理是利用精密机械加工制作的挤出模块,将液膜涂布于移动的胶卷基板,并且能进行多层材料的重复涂布。
SlotDie涂布的技术特点主要为流体预先计量,先进先去;流体经过腔体分布,窄缝流出,实现横向均匀分布;流体全封闭运行,状态更易于控制。
由于SlotDie工艺能够获得精准、高效、洁净的涂布效果,后来也被运用于电子组件、OLED、平面显示器产业以及生物医药产业等先进制造领域,例如:积层陶瓷电容的陶瓷生胚、OLED的导电膜、液晶面板的光学膜、太阳能电池、生物医药芯片薄膜等,皆可看见狭缝式涂布技术之踪影。
所以SlotDie工艺特别适合于各种流体的涂布,像咱们面板显示行业的触摸显示屏模组全贴合的水胶涂布,就可以用SlotDie涂布机来实现,主要就是利用SlotDie的涂膜厚度可由液体流量与基板移动速度直接计算,涂膜均匀性高、适用水的胶粘度范围广、涂布速度快、以及可进行大面积产品等特点。
手机报:是不是可以理解为SlotDie工艺的核心部分,就是驾驭各种涂布流体?
刘彬彬:是可以这么认为。想采用SlotDie工艺,必须要对你要涂布的流体性质做深入研究,通过实验来测量特定流体的各种性质:密度、压缩性(膨胀性)、粘性以及表面张力等等,加上对流体静止和流动状态的认识,来设计判断各种参数,选择合适的设备,解决流体涂布过程中的传热、传质、动量传递等问题。
目前的高科技产品都在往轻、薄、短、小的趋势发展,产品各组件之间需要尽可能的轻量化与微小化,因此如何涂布出更薄且均匀性的液膜已经成为目前行业的关键课题。
手机报:在实际的量产过程中,SlotDie工艺需要注意哪些关键的地方?
SlotDie涂布为预计量式涂布,能增加涂布机台涂布量范围、涂布速度操作范围及涂布质量等的应用性能及弹性,适应涂布不同的产品,减少设备、工装、治具的重复投资。
在进行SlotDie涂布时,流体从狭缝式挤出头的模具出口流出,再涂布在基材上。涂膜厚度由泵浦流量、涂布模具的模唇宽度以及涂布速度来决定。
其中SlotDie(狭缝式挤出模具)是决定涂布质量好坏的重要因素之一。狭缝式挤出模具主要包括入料口、分流管、间隙很小的平面流道、形成涂布液珠的模唇等。其中模具外部要能得到稳定的液体涂布膜层,模具内部要能提供宽而且均匀之液体膜层,并且能坚持长期生产过程中不会变形和产能膜层尺寸波动。
模具内部流道几何尺寸会影响涂膜在宽度方向厚度均匀性,模唇形状则会影响涂布液珠稳定性,即影响涂布机参数稳定性。
而定量供胶系统除了给SlotDie挤出模具提供稳定的胶量外,另一重要的功能就是尽可能的减少液体里的气泡,并且从温度和压差上控制液体的体积变化,比如MUSASHI就专门开发了应用在SlotDie工艺领域的在线脱泡系统,对传输供胶过程中的胶体进行脱泡处理,保证SlotDie涂出来的胶水中没有气泡,杜绝全贴合中的胶体气泡型漏胶缺陷。
另外从锋达伟推荐配置的Trinc公司无风静电消除系统、Shinko公司的非接触超声波除尘系统等产品上也可以看出,SlotDie涂布对环境要求也很高,静电和灰尘不但会让液体的形状产生畸变,而且还有发生电学性能改变的风险。
最后是Denso的电装机器人上下料系统,则是为了防止产品在生产过程中被物理损伤和产品生产完成后受力不均匀引起的涂层或组装件的位置移动。
SlotDie涂布工艺在整个加工过程中,液体并没有固定在基板上,这正是其对后续组装件的表面选择性不强,工艺兼容性好的主要原因,因此与涂布液体的稳定性相关的因素,都是SlotDie工艺需要注意的地方。