二次强化技术突破 OGS触控满足笔电变形设计
窄边框进行改良,窄边框可让视觉更加宽广(图4),减少边框的宽度可减少产品重量,因此现在的新式触控笔记型电脑设计,在萤幕的左右边框宽度会由原本1.5?2公分缩减至1公分以下为目标;上下边框宽度则会由原本的2?2.5公分缩减至1.5公分以下。
图4OGS触控笔电的触萤幕的窄框趋势
照相机视讯镜头将会内缩到OGS的BM区域,因此OGS中大尺寸若设计在Ultrabook时,必须用物理或雷射将OGS玻璃的镜头模组位置挖洞,但若是OGS玻璃为康宁(Corning)第三代GorillaFit,其强化深度(DOL)层到达40微米(μm)以上,挖洞的良率问题就会很大,很容易因玻璃硬化层应力问题,在挖洞过程中产生微裂痕(MicroCrack),或是挖洞之后孔洞的玻璃微裂痕过大(>70μm以上),造成产品进行信赖性整机摔落测试时,容易产生萤幕破损。
也因此,为迎合轻薄化触控笔电产品趋势,如何在OGS玻璃变薄、挖洞、异形切割后保留良好的机构抗压力,并可通过四点弯曲验证测试达550Mpa以上,考验着OGS供应厂的制程水准。
强化OGS硬度物理与化学方式各有优劣
OGS成本低廉且厚度更薄,符合智慧型手机产品和触控面板模组厂的利益诉求。然而,现阶段OGS最大问题在于玻璃的强度不足,导致摔落时易碎,面对这样的问题,OGS开发商已研发出物理和化学方式的强度加工方式,对OGS玻璃的强度问题可得到很大改善。
由于触控面板是由外部施压去进行感应元件的作动方式,达到使用效果,因此产品的机构抗压力是各大厂商要求的重要规范与指标。在触控面板二次强化的制程分类中,一般可区分为物理和化学方式两种(图5)。
图5物理方式和化学方式二次强化示意图
以物理方式而言,玻璃切割后,断面的裂痕修整系利用研磨(Polish)方式进行二次强化,优点是良率高、机构抗压能力可明显提升数倍;缺点是产能很低,不具备量产性,且需要大量人力操作与机台设备,以及制程相当费时,至少需30分钟才可产出一批货。
相对而言,化学方式的强化制程乃是利用氢氟酸(HydrofluoricAcid,HF)微蚀刻玻璃断面的切割裂痕,不仅产能较大、量产性佳,且制程时间仅需7?8分钟即可产出一批产品,机构抗压力可提升四至八倍以上,只要将机台安全性设计完善,且规画流畅的作业动线,可将作业危害降到最低。
最早期利用HF蚀刻玻璃边缘达到二次强化效果,系由康宁于2010年8月24日在美国申请的一项专利,名为Methodofstrengtheningedgeofglassarticle,是由JosephM.Matusick等人发表,文献公告于2012年5月1日。后续产业界的化学二次强化设备的制程概念大都以其方式衍生。
克服CNC加工后缺陷制程/原料/治具扮要角
在OGS产品经过CNC加工后,显微镜下常见的缺陷与问题,如细微裂痕、放射裂痕(RadialCrack)、侧向裂缝(LateralCrack)、扭梳纹(TwistHackle)及振纹(ChatterMark)等(图6),这些问题若不改善,即使经过二次强化也无法有效提升产品的机构抗压力,因此客户皆会针对不同产品等级规画不同的制程规范。
图6OGS产品在CNC后常见的缺陷与问题
在沉浸式湿制程设备(DippingTypeWetBenchEquipment)进行化学二次强化常见的问题(图7),如凸点(Pimple)、渗酸造成的BM色阻缺色、边缘破损、及刮伤等问题。当然这些问题的起因,有部分是制程造成,有部分是玻璃原料在前段制程导致,如抗酸油墨或抗酸膜与玻璃贴附性不佳,造成蚀刻过程中发生漏酸侵蚀玻璃表面,使BM色阻缺色,一般是重工(Rework)再将BM色阻补上,防范措施为选择黏着度较佳的抗酸膜或沾附性较佳的抗酸油墨。
图7OGS产品经沉浸式湿式设备化学二次强化后常见的缺陷与问题
另外,部分可能与玻璃承载治具有关,如玻璃边缘的破损或裂痕,可能是蚀刻制程中气泡(CDABubble)量过大产生严重震荡,造成玻璃边缘破裂,须要调整适当的制程参数,即可改善此问题;或是人员摆放玻璃过程中,不小心破触碰到治具边缘产生,必须要透过专业教育训练与人员操作认证方可改善。当然玻璃表面的脏污问题,可在贴上抗酸膜或抗酸油墨之前,将玻璃进清洗机台(Pre-Cleaner)进行清洗工作,防止脏污沾黏在玻璃表面造成外观不佳。
兼顾轻薄、窄边框及多功能OGS在3C市场崭露锋芒
基于OGS触控产业陆续蓬勃发展,触控产品本身的规格要求也日渐严苛,所有触控面板出货前均要分批测试四点弯曲验证或落球测试(BallDropTest),且依据触控产品应用性,其规格也个别定义,大部分的触控业者在玻璃切割制程均采用钻石刀轮切割,外加精雕制程;雷射切割也有部分业者使用但成本过高,量产能力不佳,且经过实验数据得知,
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