墨水屏冷压卡这一步操作, 它是把电子墨水片儿跟驱动集成电路、还有柔性印刷电路板排线这些个元器件放在一起。然后用一种温度不高、又能均匀地压合的工艺手段进行整合。这么做是为了把它们弄成一个能正常去显示内容的模组。这是核心的工序之一。那么一张合格的墨水屏冷压卡会怎么做?
它会对终端电子纸产品的贴合良好比率有着直接的决定作用。同时, 也决定了它的显示对比度以及长期使用的稳定性的好坏。
接下来会从压合的原理这一维度, 从关键参数设置这一维度, 以及从实操避坑这一维度这三个方面, 把墨水屏冷压卡的制作要点一次全部都讲清楚, 方便生产线的工程师和负责品质检查的人员能够快速对照着去执行。
一、墨水屏冷压卡的压合原理与材料体系
1. 冷压为何逐步替代热压
墨水屏这个设备里面的微胶囊结构这个东西, 它对于温度的变化是特别敏感的, 一旦温度超过了70℃, 这个位置就很容易出现墨水泄漏或者是胶囊壁破裂的情况, 这样就会直接导致显示画面失效并且是不可逆转的, 冷压卡工艺这种方式它会把环境的温度控制在一个40到60℃的范围里面, 然后依靠一个均匀分布的机械压力也就是0.2到0.5MPa的这个压力水平来完成多层膜片从一层到一层的贴合工作, 这种做法既能够对光电器件形成保护作用, 同时也能够避免因为热应力带来的层间脱离粘合力不足的现象以及应力翘曲的问题。
此外, 大家需要注意到, 投资冷压设备的费用, 要比投资热压机的费用低大概百分之三十到百分之四十这样。所以在做中小批量生产的时候, 使用这种设备在经济方面会更加的优胜和划算。
眼下那些主流的电子纸标签生产线、电子价签生产线, 还有阅读器的生产线, 基本上已经都把热压方案给淘汰出局了。如今这些产线都是全面走向冷压路线这个方向。
2. 膜片堆叠结构与胶材选型
它的典型结构的层叠次序是这样安排的, 先是表面硬膜, 这可以起到保护以及防止刮伤的作用, 然后接下来是导光膜, 再接着是电子墨水片, 随后是薄膜驱动的集成电路, 再往下面是偏光片, 最后是柔性的印刷电路板连接排线。
在各个层级之间, 是利用光学粘合胶或者是紫外光固化胶来进行粘合固定的。这个胶层的厚度大小, 一般是被控制在了5到15微米的范围内。
胶材需要拥有比较低的体积收缩率, 具体的数值是在百分之二以下, 胶材还需要具备很高的透光率, 具体的数值是大于百分之九十九, 胶材同时还要能够抵抗因为氧化等导致的颜色变黄的现象, 对于那种需要在比较低温度下面才能够完成固化的配方来说, 大家在选用的时候应当把它作为首选方案来看待, 这么做主要是为了防止在固化过程里面产生升温的情况, 从而对墨水层造成二次的热冲击。
二、压合参数设置与车间管控
1. 温度、压力、速度三参数联动
建议将压合速度设置成三到八毫米每秒这一范围, 这是因为如果速度过快, 就容易把气泡卷进去, 而如果速度过慢, 生产线的节拍就不再具有经济性了。
压力曲线的推荐方式是属于阶梯式的, 在前百分之十的行程中, 先进行点一兆帕的预压操作来排出空气, 随后中段压力会升高点至零点三兆帕以实现主要的贴合效果, 到达末段后则要保持零点五兆帕的压力不少于五秒钟, 这样可以完成充分的固化过程。
整个过程的温度都应当控制在不超过六十五摄氏度, 并且压头部位需要嵌入PT100传感器, 以此来做一些实时监控以及超限报警的操作。在试产这个阶段, 建议你每取出50片产品, 就进行一次截面气密性的抽检行为。一定要连续保证有3批产品的测试结果全部是合格的, 之后才能把生产批量进行放大操作。
2. 洁净度与对位精度
针对墨水屏冷压卡的作业环境, 建议将其设置为万级（Class 10000）级别的无尘空间。操作人员必须穿着防静电服, 并且要戴好丁腈手套进行工作。绝对不允许用手直接触摸膜片的光学面, 因为这是严格禁止的行为。关于光学对位的精度, 需要把它控制在正负十五微米这个范围以内。
如果超过了这个标准, 那么系统就会自动发出NG警报, 与此同时把不合格的品项去掉。FPC引脚和IC焊盘这两个部位的贴合并位是非常重要的一个环节。一旦偏差值超过了二十微米, 那么就非常容易引发开路或者是虚焊的问题。后续如果需要返修的话, 所产生的成本远远要比在前面的工序拦截中产生的成本高得多。
三、高频缺陷及快速对策
1. 气泡、溢胶与显示残影
气泡这种现象, 大多是因为压合的速度太快了, 或者点胶量的分布在各个位置不均匀。针对这个问题, 对策是适当降低一点速度, 并且在首段增加零点五秒的预压保压时间, 如果有必要的话, 还要调整一下点胶的路径。至于溢胶的问题, 重点要检查边框的密封条有没有破损, 还有胶框的裁切是不是到位。
在密封条进行批次更换之后, 必须要做首件确认。出现残影和偏色这样的问题，通常是墨水片由于局部受压不匀, 导致微胶囊分布发生了偏移, 此时必须重新去校准多轴压力分布的情况, 并且采用阶梯加压这一手段来替代一次性恒压的操作, 如果有必要的情况, 就还需要更换压头弹片。
2. 来料一致性与存储时效
对于墨水屏所用的冷压卡而言, 对来料的一致性有着比较高的要求。如果不同批次的墨水片之间折射率的差异超过了0.02, 那就必须分别进行复压处理。这样做是为了避免同一屏幕内部混入不同的批次, 从而造成显示效果上出现色差的现象。
那些还没有进行压合工序的半成品膜片, 需要被密封起来并且要避免受到光线的照射存放。这类膜的保质期一般来说不会超过90天。对于超过保质期的产品, 在投入生产线之前必须进行重新检验, 要检测其附着力和透光率这两个指标。对于那些检测结果不合格的批次, 就应该直接予以报废处理。
要想把事情做稳当, 还要做得精细, 关键就在于三条主线必须抓住, 第一是控制温度不能超过六十五摄氏度, 第二是让压力呈现阶梯变化的样子走曲线, 第三是洁净度一定要维持在万级这个标准上面, 把这些参数 thoroughly 地彻底弄清楚, 对进货的材料严加审核, 把缺陷放在前面去拦截下来, 这样一来, 大规模生产并且质量合格率保持在百分之九十五以上, 这并不是一件困难的事情。
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