电容式触摸屏FPCA的整板测试方案

日期:2020-09-21 04:13
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摘要: 电容式触摸屏FPCA的整板测试方案 一, 简述 随着智能手机的普及,带动了电容屏大量需求。而作为TP前端的FPCA测试由于前期方案商芯片不成熟及供应链工艺不成熟导致产品品质低。TP厂为了确保FPCA来料品质,都要求FPCA按照半成品的测试方式,即假压测试,这样会导致测试治具制作难度大,费用高,测试效率低下。而随着触摸屏芯片的技术及生产工艺的成熟,同时TP行业经过**后,订单量越来越集中,而且单价也更低,现有的低效测试模式耗费大量的人力物力,生产成本无...

                                         电容式触摸屏FPCA的整板测试方案

一, 简述

      随着智能手机的普及,带动了电容屏大量需求。而作为TP前端的FPCA测试由于前期方案商芯片不成熟及供应链工艺不成熟导致产品品质低。TP厂为了确保FPCA来料品质,都要求FPCA按照半成品的测试方式,即假压测试,这样会导致测试治具制作难度大,费用高,测试效率低下。而随着触摸屏芯片的技术及生产工艺的成熟,同时TP行业经过**后,订单量越来越集中,而且单价也更低,现有的低效测试模式耗费大量的人力物力,生产成本无法降低下来。

找到一种替代现有触摸屏FPCA的测试方式,采用一种更高效的测试方法在保证产品品质的前提下提高测试效率成了电子加工厂的迫切需求。

二,常规电容触摸屏FPCA测试方法

        根据产品设计方案的不同,FPC分为有驱动电路和无驱动电路2种情况,对于无驱动电路的FPC只是将ITO Sensor与主板相连,相关电容检测驱动电路位于主板上。这类FPC检测项目基本仅为Open/Short。而有驱动电路的FPC一般在SMT后实施检测,项目包括:LOpen/Short(虚焊、连焊;) 静态电流;错贴等。

现在普遍的测试模式都是单片测试模式,其连接图如下:

FPCA测试框架图www.szpti.com

 CTPM:触摸屏模组,收集处理电容值信息,通过SIU板把触摸信息传给PC。

 SIU板功能 1:完成USB转IIC/SPI数据转换,

                 2,与CTPM通信及INT控制,程序烧录

 PC:      运行测试软件程序。

对于FPCA的测试,一般采用的假压方式来模拟真正的TP模组测试,把SENSOR加装在测试治具上和FPCA的金手指对位连接,模拟触摸屏模组来测试FPCA是否短路,零件工作是否正常。假压方式如下图所示:

TP测试方法

缺点:

  1. 测试前把拼板的FPCA冲压成单片,然后人工单个放到治具测试,

    对测试人员要求高,影响后续工作效率。

  2. 测试效率低,制作治具数量多,治具制作费用高。

  3. 整板点胶前无法做拼板把不佳品挑拣出来,导致维修成本高

三.整板测试方案原理及可行性分析   

可行性分析: 

  1. 触摸屏芯片方案商经过这几年的技术沉淀,不管是芯片设计或者芯片生产测试工艺已经非常成熟。

  2. 贴片厂生产工艺成熟,贴片直通率达98%以上。

  3. 检测手段提高,配合AOI检测直通率可达99%以上

           在这么高的良率情况下采用常规测试方法耗费大量人力物力去检测1%的不佳产品,有点得不偿失。如果通过改变现有的测试方式,同时也保证产品品质达到现有测试模式良率那将为工厂节省了很多成本。

    测试原理: 

  1. 电容屏驱动芯片典型电路原理框图

    电容屏测试原理图

     由上图可知,典型的触摸屏驱动芯片主要有以下几个部分组成:

    1,SENSOR接口:有TX激励信号,RX接收信号,GND信号,通过上图TP CONNECTOR连接到SENSOR,完成电容值的采集。其原理如下图        


  2.   Host接口电路:Host 接口通信通过上图FPC CONNECTOR连接器

  3. 连接到Host MCU进行通信。

      驱动芯片:一般是32位的ARM,主要由模拟前端,CPU,通讯接口,电源电路等几个主要部分组成。   

         

            

  4. 新测试方法的理论依据

    由以上触摸屏驱动芯片的工作原理可知,要确保FPCA工作正常主要以下几个部分功能需要检测:

    SENSOR接口:TX,RX,GND引脚线路部分,要确保各个信号之间没有短路,TX,RX没有和GND或者VDD短路,TX,RX没有开路。

    Host接口电路:要确保电源电路正常,通信信号线各个信号之间没有短路,或者对GND和VDD短路。

    驱动芯片:要确保芯片工作正常,程序正常,外围电路电源滤波电容没有漏件。

    针对以上几个部分的功能检测采用新的测试方法如下:

    (1)通过开短测试测量FPCA引出脚的阻抗检测SENSOR接口部

    分和Host接口部分到驱动芯片的连通性是否正常。

    (2)通过上电测试读取驱动芯片的软件版本号检测芯片程序及

    芯片工作状态是否正常

      (3)驱动芯片内部电源部分可以通过测量工作电流和静态电流

    来判定芯片是否有问题,部分零件没有引出脚的比如滤波电容及电阻存在的测试盲区可以在FPC设计时加测试点

       5,新测试方式实现方法

           本方案采用开短路测试,元器件测试加上电测试的方式来实现触摸屏FPCA的功能测试。整版FPC贴片完成后可以直接测试,不需要冲成单片,只要把FPCA放到针床上,按开始按键,测试针床自动下来,开始测试,整个测试过程完全自动化,不需要人工插拔插座,测试结果由电脑测试软件自行判断,节省了拿放板时间,提高产品质量,同时也方便贴片厂包装出货

    测试原理框图如下:

      TP模组连板测试框架图


四,整板测试方案设备结成图

   1,核心静态量测及功能测试设备

PTI-818S测试仪

         2   物理接触部分主要有以下几种方式实现

            1)气动夹具同时测试2-4个,移位实现测试整板,

            2)使用移动平台+CCD定位的方式分步测试达到整板测试。

            3)如果测试点够大,可以做压台夹具,自动一次性全部测完整板所有产品

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