畢業(yè)設(shè)計--電容式觸摸屏fpc設(shè)計

1、<p>　　本科學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　題目(中 文):電容式觸摸屏FPC設(shè)計</p><p>　(英 文):The FPC Design of Capacitive Touch Screen </p><p>　姓 名</p><p>　學(xué) 號</p><p>　

2、院 （系）電子工程系</p><p>　專業(yè)、年級電子信息工程 級</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書</p><p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書</p><p>　　注：本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)教研室審批后一份下達(dá)給學(xué)生，一份交指導(dǎo)教師，一份留系里存檔。&

3、lt;/p><p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告書</p><p>　　注：此表由學(xué)生本人填寫，一式三份，一份留系里存檔，指導(dǎo)老師和本人各保存一份</p><p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）評審表</p><p>　　說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90—100分記為優(yōu)秀，80—89分記為良好，70—79分記為中等，6

4、0—69分記為及格，60分以下記為不及格。</p><p>　　說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90—100分記為優(yōu)秀，80—89分記為良好，70—79分記為中等，60—69分記為及格，60分以下記為不及格。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒論1</

5、b></p><p>　　1 柔性電路板的定義及制作流程2</p><p>　　1.1 柔性電路板的定義2</p><p>　　1.2 FPC制作流程2</p><p>　　1.3 撓性多層板生產(chǎn)流程3</p><p>　　2 FPC結(jié)構(gòu)圖紙設(shè)計和IC的選擇4</p><p>　

6、　2.1 CAD結(jié)構(gòu)圖4</p><p>　　2.2 IC器件的的選擇5</p><p>　　3 PCB圖的設(shè)計8</p><p>　　3.1 設(shè)計流程和規(guī)范8</p><p>　　3.1.1 設(shè)計流程8</p><p>　　3.1.2 設(shè)計規(guī)范8</p><p>　　3.2 IC等

7、元器件封裝9</p><p>　　3.3 帶IC不帶連接器的FPC設(shè)計10</p><p>　　3.4 帶連接器不帶IC的FPC設(shè)計11</p><p>　　4 我司DC-18項目FPC的實際設(shè)計13</p><p>　　4.1 IC的介入與sensor的匹配13</p><p>　　4.2 CAD結(jié)構(gòu)圖紙設(shè)

8、計13</p><p>　　4.3 PADS里面的PCB設(shè)計15</p><p><b>　　5 功能測試19</b></p><p>　　附錄A：帶連接器不帶IC對應(yīng)毛毛蟲工藝sensor的FPC圖22</p><p>　　附錄B：FPC設(shè)計圖紙到具體生產(chǎn)轉(zhuǎn)變圖23</p><p>　

9、　電容式觸摸屏FPC的設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電子產(chǎn)品向短小，輕薄方向的發(fā)展，相應(yīng)的電子元器件向集成化，微小型化方向發(fā)展，表面貼裝技術(shù)的發(fā)展，柔性印刷電路板的發(fā)展和應(yīng)用逐漸廣泛，因為它有著顯著的優(yōu)越性，它的結(jié)構(gòu)靈活，體積小，重量輕，滿足動態(tài)的柔性要求。由于柔性電路板（FPC）無法替代的優(yōu)越性，在觸摸屏這種新興行業(yè)也是

10、肯定要用到它的。</p><p>　　本論文設(shè)計一款基于電容式觸摸屏上的FPC，通過實際的例子在結(jié)構(gòu)圖形的設(shè)計，PCB板的設(shè)計以及具體工藝的制作闡述了FPC設(shè)計的整體流程。電容屏FPC根據(jù)結(jié)構(gòu)主板的不同一般分為兩種，一種是通過金手指直接插入手機主板上的（三星9300)，另外一種是通過連接器扣入手機主板上的（蘋果）。它們都是IC連接到sensor上的工具，只是根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)采取不同的連接方式。本論文設(shè)計的的是第二種

11、。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 柔性電路 感應(yīng)器 連接器</p><p>　　The FPC Design of Capacitive Touch Screen</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the electronic products become sho

12、rter,thinner the corresponding electronic components develop to the integration and micro-miniaturization. The development and application of surface mount technology and flexible printed circuit board are increasingly w

13、idespread because it has significant advantages.It has flexible structure,small size,light weight and these features meet the dynamic flexible demands.In the touch screen industry FPC is bound to be used because of its’

14、irreplaceable superio</p><p>　　This paper designed a FPC which based on capacitive touch screen, through the practical examples in the structure of graphic design, PCB design and specific process of producti

15、on to introduce to you the whole process of FPC design. FPC capacitance screen is generally divided into two kinds according to the structure of the main board , one kind is through the gold finger directly inserted into

16、 the mobile phone motherboard (Samsung 9300), another is through the connector buckle into the mobile ph</p><p>　　【Key words 】FPC sensor connector </p><p><b>　　緒論</b></p>&l

17、t;p>　　20世紀(jì)60年代以來，儀器儀表行業(yè)，電子行業(yè)借助于普通印刷版的普及，在小型化方面取得了一定的成效。70年代末80年代初，集成電路的高密度，軟互連原件，表面安裝技術(shù)和元件的迅速發(fā)展，為儀器儀表電子設(shè)備的智能化，小型化，高可靠性提供了相應(yīng)的條件。由其是軟互連元件FPC起的作用更不容忽視，它沖破了傳統(tǒng)觀念，在各界工程技術(shù)人才的努力下，已逐步開創(chuàng)了應(yīng)用領(lǐng)域的新天地[1]。 隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，印刷電路板制造向多層

18、化，積層化，功能化和集成化方向迅速發(fā)展。市場對于便攜產(chǎn)品的需求上升，正在推動PCB制造商擴大產(chǎn)能，并紛紛增加FPC的供應(yīng)量。據(jù)市場資料顯示，全球FPC市場在2012年已經(jīng)達(dá)到200億美元，并在快讀持續(xù)增長中，PCB廠商正加快開發(fā)厚度更薄，重量更輕和密度更高的FPC。由于輕，薄，短，小的需求，F(xiàn)PC的應(yīng)用范圍越來越寬廣，在計算機與通信，消費電子，汽車，軍事與航天，醫(yī)療等領(lǐng)域FPC正大量使用[2]。例如：攝像機，移動電話，CD唱機，筆記本電

19、腦，高速噴墨打印機磁頭等的大量需求，促使印刷電路設(shè)計大量采用柔性電路板，F(xiàn)PC與其他印制板相比，在狹小的空間進(jìn)行大量布線具有更高的可靠性和</p><p>　　中國FPC大量生產(chǎn)是近幾年才形成的，目前達(dá)到月產(chǎn)一萬平方米量產(chǎn)是大廠，國內(nèi)企業(yè)屈指可數(shù)，生產(chǎn)量大的集中在臺灣、日本、美國在華投資獨資企業(yè)里，集中在長三角、珠三角。例如在珠海的世界NO.1的日本旗勝（Nippon Mektron),在昆山和蘇州臺灣FPC老大

20、嘉聯(lián)益，在蘇州和東莞的臺灣雅新，蘇州的佳通，在蘇州的Sony Chemical,蘇州的維訊，深圳的金柏科技，目前看到報道的月產(chǎn)是20到40萬平方尺。香港人投資FPC企業(yè)不多。生產(chǎn)工藝多為片式加工，國內(nèi)成功的Roll-to-roll卷式連續(xù)生產(chǎn)線未見到有報道。國內(nèi)撓性覆銅板基材處于起步、發(fā)展、上水平、大批量階段。宣稱能做多層柔軟電路板的企業(yè)有很多，但形成量產(chǎn)供貨，能做手機FPC的企業(yè)是少數(shù)，通常是3到6層?？偟膩碚f，國內(nèi)做FPC還處于研究

21、起步階段，尚未形成批量生產(chǎn)能力。</p><p>　　本論文設(shè)計一款基于電容式觸摸屏上的FPC，通過實際的例子在結(jié)構(gòu)圖形的設(shè)計，PCB板的設(shè)計以及具體工藝的制作向大家詳細(xì)介紹FPC設(shè)計的整體流程。電容屏FPC根據(jù)結(jié)構(gòu)主板的不同一般分為兩種，一種是通過金手指直接插入手機主板上的（三星9300)，另外一種是通過連接器扣入手機主板上的（蘋果）。它們都是IC連接到感應(yīng)器（sensor)上的工具，只是根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)采取不同

22、的連接方式。本課題設(shè)計的是第二種。</p><p>　　1 柔性電路板的定義及制作流程</p><p>　　1.1 柔性電路板的定義</p><p>　　柔性電路板（FPC,Flexible Printed Circuit)又稱軟性線路板，柔性印刷電路板或撓性線路板，是用柔性的絕緣基材制成的印刷電路，具有配線密度高，重量輕，厚度薄的特點[4]。例如，它可以自由彎曲，

23、卷繞，折疊，可依照空間布局要求任意安排，并在三維空間任意移動和伸縮，從而達(dá)到元器件裝配和導(dǎo)線連接的一體化。利用FPC可大大縮小電子產(chǎn)品的體積，適用電子產(chǎn)品向高密度，小型化，高可靠方向發(fā)展的需要。因此，F(xiàn)PC在航天，軍事，移動通訊，手提電腦，計算機外設(shè)，數(shù)字相機等領(lǐng)域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用。FPC還具有良好的散熱性和可焊性以及易于裝連，綜合成本較低等優(yōu)點，軟硬結(jié)合的設(shè)計也在一定程度上彌補了柔性基材在元件承載能力上的略微不足。</p

24、><p>　　1.2 FPC制作流程</p><p>　　柔性電路板有單面，雙面和多層板之分。（本課題電容屏的FPC是雙面）所采用的基材以聚酰亞胺覆銅板為主。此種材料耐熱性高，尺寸穩(wěn)定性好，與兼有機械保護(hù)和良好電氣絕緣性能的覆蓋膜通過壓制而成最終產(chǎn)品。雙面，多層印刷線路板的表層和內(nèi)層導(dǎo)體，通過金屬化實現(xiàn)內(nèi)外層電路的電氣連接。單雙面FPC生產(chǎn)制作流程（見圖1.1和圖1.2），從圖中能夠發(fā)現(xiàn)FPC

25、制作過程中的主要流程。按照目前國內(nèi)生產(chǎn)廠商的標(biāo)準(zhǔn)，操作流程是必不可少的，當(dāng)然不同的廠家會稍微在各個流程的銜接部分添加需求的流程，比如說會在鍍銅前添加表面處理[5]。</p><p>　　圖1.1 單面制作流程圖</p><p>　　圖1.2 雙面制作流程圖</p><p>　　在圖中鍍銅，沖孔，印刷的環(huán)節(jié)是在FPC圖紙的設(shè)計環(huán)節(jié)就要考慮的。

26、 </p><p>　　1.3 撓性多層板生產(chǎn)流程</p><p>　　撓性多層板生產(chǎn)流程（圖1.3）從下料開始后續(xù)的每一步工作人員都必須嚴(yán)格按照生產(chǎn)的操作手順操作，按照生產(chǎn)線的操作順序嚴(yán)格進(jìn)行。其中的各個操作環(huán)節(jié)必須與下一環(huán)節(jié)從時間和順序嚴(yán)格銜接[5]。</p><p>　　圖1.3 撓性多層板生產(chǎn)流程</p><p>　　2 F

27、PC結(jié)構(gòu)圖紙設(shè)計和IC的選擇</p><p>　　2.1 CAD結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　每一款新項目的FPC設(shè)計都涉及到所采用的Sensor action area的大小，殼料的結(jié)構(gòu)，和主板上對應(yīng)的連接方式來確認(rèn)結(jié)構(gòu)[6]。圖2.1到圖2.3是兩款不同的電容屏的設(shè)計所對應(yīng)FPC的圖紙和與其綁定的sensor的綁定面的CAD圖：</p><p>　　圖2.1 黃光

28、工藝sensor綁定面圖</p><p>　　圖2.2 FPC整體結(jié)構(gòu)框架圖</p><p>　　圖2.3 毛毛蟲工藝sensor綁定PDA圖</p><p>　　圖2.4 FPC整體結(jié)構(gòu)外框圖</p><p>　　2.2 IC器件的的選擇</p><p>　　在確認(rèn)FPC的外框圖之后，就是確認(rèn)一款電容屏的sens

29、or要用什么IC來進(jìn)行控制驅(qū)動性能是最好的，同時價格也是適合的。目前國內(nèi)較出名的電容屏IC廠商有匯頂，敦泰，Cypress，ILITEK等，每款電容屏IC都有它自己的特性，與其他IC相比有什么優(yōu)點和缺點，價格方面怎樣，這些都是要考慮到的[7]。FPC的走線都是要根據(jù)IC的特性要求而來的，下面詳細(xì)介紹一款在電容屏FPC上很常用的IC器件GT868。</p><p><b>　　一、產(chǎn)品特點：</b&

30、gt;</p><p>　?。?）內(nèi)置電容檢測電路及高性能MPU</p><p>　　a.觸摸掃描頻率可調(diào)，范圍：60Hz~90Hz；</p><p>　　b.統(tǒng)一軟件版本適用于多種尺寸的電容屏；</p><p>　　c.單電源供電，內(nèi)置1.8V LDO； </p><p>　　d.Flash工藝制程，支持在線燒錄；&

31、lt;/p><p>　　e.支持真實2點操作。</p><p>　?。?）電容屏傳感器 </p><p>　　a.電容屏尺寸范圍：≦4.0"； </p><p>　　b.支持通道懸空設(shè)計； </p><p>　　c.Cover Lens厚度支持：玻璃≦2mm亞克力≦0.9mm； </p><p

32、><b>　　d.模組自動識別。</b></p><p>　　（3）環(huán)境適應(yīng)性能 </p><p>　　a.初始化自動校準(zhǔn)； </p><p>　　b.自動溫漂補償； </p><p>　　c.工作溫度：-20℃~+70℃，濕度：≦95%RH；</p><p>　　d.儲存溫度：-60℃~+

33、120℃，濕度：≦95%RH。</p><p><b>　?。?）特別應(yīng)用</b></p><p>　　a.FPC按鍵支持；</p><p><b>　　b.接近感應(yīng)功能；</b></p><p><b>　　c.緣邊拉伸可調(diào)；</b></p><p>

34、<b>　　d.固化配置功能。</b></p><p><b>　　（5）通訊接口 </b></p><p>　　a.標(biāo)準(zhǔn)I2C通訊接口；</p><p>　　b.從設(shè)備工作模式；</p><p>　　c.支持1.8V~3.6V接口電平。 </p><p><b>

35、　　二、芯片原理圖</b></p><p>　　圖2.5 GT868芯片原理圖</p><p>　　從芯片原理圖2.5上可以看出芯片是支持I2C接入模式，有VDD、GND、INT、RSTB、VDDIO、Sensor_ID、LED接口以及通訊信號和感應(yīng)信號的接口[8]。</p><p><b>　　三、管腳定義圖</b></p&

36、gt;<p>　　圖2.6 管腳定義圖</p><p>　　從圖2.6中可以看出IC有40個管腳包括對通訊信號和感應(yīng)信號、電源、中斷時鐘等功能的定義，具體功能描述如表2.1所示。</p><p>　　表2.1 管腳功能及備注表</p><p>　　在表2.1中針對不同的產(chǎn)品管腳接入會有點區(qū)別，如12pin和13pin兩者之間的接入方式就要對應(yīng)主板上的電

37、源的選擇，16pin的Sensor_ID在不用到的情況下可以接一個20歐姆的電阻再接入電源就能更好的防ESD靜電干擾等。這些在PCB布線的時候都會用到。</p><p><b>　　3 PCB圖的設(shè)計</b></p><p>　　3.1 設(shè)計流程和規(guī)范</p><p>　　3.1.1 設(shè)計流程</p><p>　　每一款

38、電容屏在設(shè)計一款FPC時，電子工程師率先介入每一個芯片，對每一顆新IC進(jìn)行性能評估，對于性價比有優(yōu)勢的 IC，由電子工程師制作樣品，對我司 Sensor 與芯片的匹配性和最終 IC 性能做出評估。一旦某 IC 成功導(dǎo)入，后續(xù)有關(guān)該 IC 的問題，直接由電子工程師和IC廠家溝通，最終指導(dǎo)設(shè)計和繪圖。樣品工程師需要對每一個詢價的樣品進(jìn)行評估，最終將設(shè)計需求提供給電子工程師，電子工程師和 IC 廠家協(xié)作完成電氣性能設(shè)計。繪圖工程師和樣品工程師

39、對屏體和 FPC 外形做完評估后，將外形圖發(fā)給電子工程師。電子工程師需要完成 SCH，PCB，最終輸出 PCB 圖檔給繪圖工程師，最終輸出給客戶的圖紙 check 需要三個當(dāng)事人簽名。</p><p>　　3.1.2 設(shè)計規(guī)范</p><p>　　FPC加工最小線寬、線距為0.07mm，過孔為0.2mm 內(nèi)徑，0.4mm 外徑，銅線到邊0.3mm，壓合處 pad 長 X 寬最小滿足1mm

40、,兩側(cè)增加對位線[9]。針對這款電容屏的IC的FPC走線，應(yīng)該杜絕自動布線，布線規(guī)格需要參考芯片廠家建議，對于互電容的芯片（Atmel Mxt224，Avago，Cy8cTMA/TMG 系列，F(xiàn)ocaltech 等），必須保證以下規(guī)則：</p><p>　　TX和RX不可重疊 ；</p><p>　　如果平行，中間加GND，GND線寬為信號線的兩倍；</p><p>

41、;　　TX 和 RX 如無法避免交叉，必須垂直；</p><p>　　FPC彎折區(qū)域必須增加 45°網(wǎng)格GND，線寬 0.1mm，網(wǎng)孔0.4mm；</p><p>　　對于沒有布線的區(qū)域，正反都使用45°網(wǎng)格鋪銅接地。</p><p>　　FPC設(shè)計必須考慮客戶彎折區(qū)域，對于客戶沒有特別注明的，最好事先咨詢好，盡量避免 FPC 大面積彎曲，在FP

42、C未彎折區(qū)域，可以考慮將FPC用雙面膠貼在面板上固定，保證FPC強度和功能穩(wěn)定，可參考三星機種。</p><p>　　3.2 IC等元器件封裝</p><p>　　IC封裝常用兩種：QFN和BGA。QFN封裝是芯片pin腳外露，F(xiàn)PC制作的焊盤區(qū)域需要大于IC管腳支出的尺寸[10]。例如：一個5X5的芯片，QFN封裝，表示FPC設(shè)計時供IC焊接用的區(qū)域需要做到至少6X6.而BGA封裝是焊盤

43、在IC底部，無法用肉眼觀察，焊盤制作時盡量避免在IC底部打過孔，芯片焊接區(qū)域用單層布線引到IC外面。本論文用到的IC封裝是QFN的。電阻電容常用兩種封裝0603和0402，F(xiàn)PC由于區(qū)域限制，通常默認(rèn)使用 0402 封裝，某些特殊零件有特殊封裝，需要向芯片廠家或者客戶索取相應(yīng)規(guī)格[10]。匯頂GT868具體封裝規(guī)格和實體封裝圖分別如圖3.1和圖3.2所示。</p><p>　　圖3.1 GT868封裝規(guī)格圖&l

44、t;/p><p>　　圖3.2 GT868在PCB上的實體封裝圖</p><p>　　在圖3.2中可以看到除了IC的封裝之外，還有5個電容和1個電感的封裝，IC的封裝是QFN形式的，電阻電感的封裝是0402形式的。</p><p>　　3.3 帶IC不帶連接器的FPC設(shè)計</p><p>　　經(jīng)過上述步驟，F(xiàn)PC的外框結(jié)構(gòu)圖和IC等元器件的封裝

45、已經(jīng)做好了，布線的時候只需按照上述的設(shè)計規(guī)范，把IC上的網(wǎng)絡(luò)和與sensor綁定PDA面對應(yīng)的金手指上的網(wǎng)絡(luò)連通，再與電子產(chǎn)品主板上的接口一一對應(yīng)連接，這樣一個合格的FPC圖紙就設(shè)計出來了。這里與主板上的連接方式是直插的，F(xiàn)PC的直插口上的封裝方式和類型由客服提供，一般是GND、VDD、INT、RST、SDA、SCL六種。如圖3.3客戶提供的金手指網(wǎng)絡(luò)圖以及圖3.4這種情況的FPC完整圖。</p><p>　　圖

46、3.3 客戶提供的金手指網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　圖3.4 帶IC不帶連接器的FPC完整圖</p><p>　　3.4 帶連接器不帶IC的FPC設(shè)計</p><p>　　這種類型的FPC只是把觸摸屏與主板連接方式由連接器來代替金手指，電容屏連接器的公座對應(yīng)主板上連接器的母座，所以連接器的型號和封裝類型都由主板上提供，電容屏的控制IC放在了主板上面，這時候FPC的P

47、CB圖紙設(shè)計就會發(fā)生相應(yīng)的改變，IC等元器件和金手指的封裝沒有了，取而代之的是連接器的封裝，但是觸摸屏在工作的時候還是由主板上的IC控制，所以在布線的時候還是要根據(jù)控制IC的特點來布線。圖3.5為客戶提供的連接器資料，圖3.6為這種情況下的FPC完整圖。</p><p>　　圖3.5 客戶提供的連接器資料</p><p>　　圖3.6 帶連接器不帶IC的FPC完整圖</p>

48、<p>　　第一種情況下要注意的是插入主板的金手指網(wǎng)絡(luò)順序，IC的管腳定義及相應(yīng)電阻電容的用法，比如電子產(chǎn)品帶LED功能的時候IC管腳該怎么接，電容屏工作電源是1.8V，2.8V的時候分別怎么接的，接結(jié)構(gòu)允許的情況下多加電阻來更好的防ESD靜電干擾又該怎么做。在這些都確認(rèn)的情況下，就只需要把sensor綁定PAD面的金手指網(wǎng)絡(luò)，插入主板的金手指網(wǎng)絡(luò)，IC封裝網(wǎng)絡(luò)以及電容電阻網(wǎng)絡(luò)在FPC設(shè)計的結(jié)構(gòu)里面按照IC工作的原理圖（見附錄

49、2）布線就可以了。布線規(guī)則必須嚴(yán)格按照FPC制作廠商的工藝以及IC的特點來進(jìn)行；第二種情況下要注意的是連接器器的網(wǎng)絡(luò)順序，在圖3.5可以看出，連接器的網(wǎng)絡(luò)只有GND和通訊信號和感應(yīng)信號，降低了PCB的布線難度，但是1Pin是懸空的，所以在改變連接器在FPC上的正反貼片順序的時候要特別注意連接器和sensor的網(wǎng)絡(luò)連接順序。</p><p>　　4 我司DC-18項目FPC的實際設(shè)計</p><

50、p>　　4.1 IC的介入與sensor的匹配</p><p>　　我司DC-18產(chǎn)品的客戶是一個手機品牌客戶，所以對觸摸屏的功能要求很嚴(yán)格，比如支持5點觸控，ESD防干擾性能好，靈敏度高等。所以在選擇IC的方面我們用的是匯頂GT818X，它是上述匯頂GT868的升級版，是一種單層5點觸控芯片；適應(yīng)單層FILM/GLASS/OGS的觸摸屏材料；能夠完全應(yīng)用于4.5寸以下屏幕；擴頻及噪聲抑制技術(shù)好，即使在噪聲

51、符合干擾的情況下，仍具有極高的信噪比，確?？焖?，靈敏，精準(zhǔn)識別用戶觸摸動作；外圍電路精簡，方便設(shè)計生產(chǎn)，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性的同時，滿足產(chǎn)品小型化的需求。所以GT818X這顆IC能夠達(dá)到客戶所需要的電容屏的要求，同時性價比較高。而且這款I(lǐng)C針對客戶要求的單邊搭橋結(jié)構(gòu)的sensor完全符合。</p><p>　　4.2 CAD結(jié)構(gòu)圖紙設(shè)計</p><p>　　項目開始之前，客戶都會通過圖紙把他們在

52、結(jié)構(gòu)方面的要求給標(biāo)注出來，而我司就通過這圖紙來與選好的sensor圖紙匹配，把sensor的OD區(qū)中心和客戶要求圖紙上的AA區(qū)中心對齊后修改綁定PDAS區(qū)域，然后在不修改客戶的要求前提下做出FPC的結(jié)構(gòu)圖。圖4.1和圖4.2分別是客戶要求圖紙和sensor圖紙以及具體操作。</p><p>　　圖4.1 客戶要求的圖紙</p><p>　　圖4.2 DC-18 sensor圖</p

53、><p>　　首先，把在客戶要求的圖紙上AA區(qū)和sensor OD區(qū)上畫一個十字找出中心點，然后選中sensor把兩個中心點重合得到圖4.3所示的樣子。</p><p>　　圖4.3 sensor與蓋板貼合圖</p><p>　　由于設(shè)計FPC只需要sensor的綁定PADS不需要看sensor里面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以為了操作方面把sensor內(nèi)部結(jié)構(gòu)給隱藏了。</

54、p><p>　　然后，把FPC的外框圖給單獨拉出來，同時注意GND，連接器和綁定PADS圖的正反面，得到圖4.4所示的樣子。</p><p>　　圖4.4 FPC的結(jié)構(gòu)外框圖 </p><p>　　這樣就把FPC的DC-18的CAD結(jié)構(gòu)圖做出來了，然后就可以把這個導(dǎo)入到PADS軟件里面進(jìn)行PCB的布線設(shè)計。</p><p>　　4.3

55、 PADS里面的PCB設(shè)計</p><p>　　在這個環(huán)節(jié)里面，涉及到元器件的封裝，通訊信號，感應(yīng)信號，GND，SCL等網(wǎng)絡(luò)的連接，防干擾線路的布置，以及最后針對我司產(chǎn)品的特性加的鋪銅，鋼片補強，電磁屏蔽膜，絲印我司產(chǎn)品型號等環(huán)節(jié)，具體操作如下：</p><p>　　首先，把FPC外框圖導(dǎo)入到PADS軟件里面，并把綁定面、GND、連接器做好封裝（注意正反面），如圖4.5所示。</p&

56、gt;<p>　　圖4.5 CAD導(dǎo)入到PADS示意圖</p><p>　　然后，做好各個Pin腳做好網(wǎng)絡(luò)，其中連接器的網(wǎng)絡(luò)會由客戶提供，Sensor的網(wǎng)絡(luò)在sensor金手指上，如圖4.6和圖4.7所示。</p><p>　　圖4.6 連接器各個Pin網(wǎng)絡(luò)表</p><p>　　圖4.7 sensor金手指網(wǎng)絡(luò)表</p><p&

57、gt;　　把網(wǎng)絡(luò)做好之后，這時候注意到連接器和sensor上只有GND，通訊信號SIN和驅(qū)動信號DRV，布線時候就比較簡單，而且由于DC-18這款項目是帶連接器不帶IC的這種所以IC，電阻電容這些就都不需要了，只需要把各個網(wǎng)絡(luò)走通且不違反IC（IC在主板上，沒在FPC上）的設(shè)計規(guī)范和工藝要求，如TX和RX只能垂直交叉，不能重疊，線寬線距的大小，焊盤過孔大小等。經(jīng)過布線后就會得到圖4.8所示。</p><p>　　

58、圖4.8 DC-18項目PCB布線后示意圖</p><p>　　這樣一個FPC的大致構(gòu)架就基本完成了，從圖4.9可以看出它最外面全部由地線包圍了一圈，然后中間TX和RX已經(jīng)由地線隔開，而且在唯一TX和RX交叉的地方都是垂直交叉的，這些都是防ESD靜電干擾處理。</p><p>　　圖4.9 TX，RX交叉示意圖</p><p>　　最后，就是針對我司產(chǎn)品加的一些

59、工藝處理了，由于這款項目是不帶IC的，所以在IC背面進(jìn)行的鋼片補強工藝就不需要了，但是在連接器和金手指以上的區(qū)域還是要進(jìn)行鋪銅處理。其余的部分為了要保證FPC的柔軟性同時得到防干擾保護(hù)，就要在未鋪銅的區(qū)域加上電磁屏蔽膜。然后絲印上我司型號就可以得到PCB的最終圖紙，如圖4.10所示。</p><p>　　圖4.10 PCB最終圖紙</p><p>　　從圖4.11中可以看到FPC鋪銅和未

60、鋪銅區(qū)域的效果，以及絲印區(qū)域的效果，詳細(xì)見圖4.12和圖4.13所示。</p><p>　　圖4.11 FPC鋪銅效果示意圖</p><p>　　選擇性的鋪銅和未鋪銅區(qū)域加電磁干擾膜既保證了FPC的柔軟性，又加強了FPC的防ESD靜電干擾的能力。</p><p>　　圖4.12 我司產(chǎn)品絲印型號示意圖</p><p><b>　　

61、5 功能測試</b></p><p>　　在測試這一模塊，只需要把代碼程序燒錄到IC里面，然后做好的FPC與對應(yīng)的sensor綁定好，然后在與IC公司做的測試板接通，如果能在sensor上完美觸摸，能夠?qū)崿F(xiàn)方案的要求，就說明這款FPC是設(shè)計成功的。如果FPC是帶連接器不帶IC的，那么就要多做一個在測試板和FPC的轉(zhuǎn)換板，達(dá)到預(yù)期的要求。具體制作過程就不介紹了，制作出來的測試板如圖5.1所示。</

62、p><p>　　圖5.1 測試轉(zhuǎn)換板</p><p>　　這樣從選料到測試一整個FPC設(shè)計的流程就完成了。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本課題的設(shè)計經(jīng)歷了課題分析、圖紙設(shè)計、功能測試等過程。整個過程覆蓋了CAD，PADS等軟件的應(yīng)用和開發(fā)，各種器件的功能及應(yīng)用，電路的連接等，可以說是一次理論

63、知識與實際應(yīng)用完好結(jié)合的一次實踐。</p><p>　　本文通過FPC的實際設(shè)計和參與其制作工藝，可以更加透徹的熟悉FPC的整體設(shè)計流程及生產(chǎn)工藝，使自己能夠在以后的工作中更好的勝任自己的崗位。整個設(shè)計實現(xiàn)了IC對電容屏sensor的完美控制，并且電路簡單，容易操作。同時由于時間及個人能力有限問題，本系統(tǒng)的設(shè)計還存在一些不足和需要改進(jìn)的地方，如：對各種IC特點的深入，圖紙的不完善等。</p><

64、;p>　　經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我掌握CAD，PADS的軟、硬件設(shè)計的很多知識。更加熟悉FPC上的IC及各種元器件的功能及應(yīng)用，特別是FPC的整體設(shè)計，對我以后的工作有了很大的幫助，我的自學(xué)能力和動手能力較之以前都有了極大的進(jìn)步。尤其對一個設(shè)計的整體思考和設(shè)計能力得到了很好的鍛煉。通過畢業(yè)設(shè)計，使大學(xué)四年的學(xué)到的理論知識有了與實際相結(jié)合的機會，對很多知識的理解和運用更上升了一個檔次。</p><p><b

65、>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 祝大同．撓性PCB用基板材料的技術(shù)發(fā)展趨勢與需求預(yù)測[J]．印刷電路資訊，2007，5：2-15.</p><p>　　[2] 舒言．電路的柔性未來[J]．中國知網(wǎng)期刊，2011，3：7-11．</p><p>　　[3] 蔡吉慶．FPC材料的基礎(chǔ)動向[M]．北京：印刷電路信息出版社，2008．　

66、</p><p>　　[4] 金鴻，陳森．印刷電路技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．</p><p>　　[5] 梁志立．柔性電路板生產(chǎn)技術(shù)[M]．天津：天津大學(xué)出版社，2009．</p><p>　　[6] 薛炎，胡騰，程躍華．中文版AutoCAD 2006 基礎(chǔ)教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2008．</p><p>　　[

67、7] 陳偉．電容屏觸摸原理教育訓(xùn)練教材[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2011．</p><p>　　[8]Alexander CK，Sadiku M N O．Fundamentals of Electric Circuits．[M]：McGraw--Hill ICC，2004．</p><p>　　[9] 凡春芳，石世宏．觸控面板FPC改型設(shè)計[J]．科技致富向?qū)诳?011，4：15-

68、21．</p><p>　　[10] 王學(xué)屯．元器件生產(chǎn)及封裝工藝[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2008．</p><p>　　附錄A：帶連接器不帶IC對應(yīng)毛毛蟲工藝sensor的FPC圖</p><p>　　附錄B：FPC設(shè)計圖紙到具體生產(chǎn)轉(zhuǎn)變圖</p><p><b>　　致 謝</b></p><

69、;p>　　四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，對于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。在這四年的求學(xué)生涯中師長、親友給與了我大力支持，在這個翠綠的季節(jié)我將邁開腳步走向遠(yuǎn)方，懷念，思索，長長的問號一個個在求學(xué)的路途中被知識的舉手擊碎，而人生的思考才剛剛開始。</p><p>　　在論文完成之際，我的心情萬分激動。從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個過程中，我得到了許多的熱情幫助。我首先要感謝母校這四

70、年對我的教育和培養(yǎng)，向培養(yǎng)我們的教師致謝，向電子工程系的各位老師表示最真摯的感謝！特別要感謝系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)生的大力支持和幫助。我不是你們最出色的學(xué)生，而你們卻是我最尊敬的老師。大學(xué)時代的老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會了對待知識，走向社會的思考方式。</p><p&g