關于LCD 電測用的PCB 板優化設計

陳秀玲 侯加輝

1 液晶顯示器（Liquid Crystal Display）簡介

1.1 液晶顯示器

利用液晶的各項電光效應，把液晶對電場、磁場、光線和溫度等外界條件的變化在一定條件下轉換成為可視信號制成的顯示器，就是液晶顯示器。液晶顯示器的英文為Liquid Crystal Display，通常用LCD 來代表液晶顯示器。

液晶目前廣泛地應用于鐘表、計算器、儀表儀器、筆記本電腦、移動電話、電子寵物、袖珍彩電、大型平板顯示器、投影電視等家用、工業用和軍事用顯示領域。

1.2 液晶顯示器件的優點

在信息顯示技術中，液晶顯示器件與其他類型的顯示器相比較有如下優點：

（1）平面型顯示，體積小，重量輕，便于攜帶。

（2）功耗低，驅動電壓低。

（3）壽命長，一般在5 萬小時以上。

（4）無有害射線等，故對人體無害，不易引起人眼的疲勞。

（5）被動顯示，不易被強光沖刷，外界光越強則顯示越清晰，可以在明亮環境下顯示。

（6）易于驅動，可用大規模集成電路直接驅動，這也是其得到迅猛發展的原因。

（7）結構簡單，沒有復雜的機械部分等。

1.3 液晶顯示器分類

利用電光效應制作的常用的液晶顯示器大致有以下幾種：

（1）扭曲向列型液晶顯示器TN—LCD。

（2）超扭曲向列型液晶顯示器STN—LCD。

（3）高扭曲向列型液晶顯示器HTN—LCD。

（4）補償膜超扭曲向列型液晶顯示器FSTN—LCD。

（5）有源矩陣液晶顯示器TFT—LCD。

2 PCB 板設計的原理及其重要性

LCD 電測用PCB 板的設計。LCD 通斷電測主要任務是檢測LCD 產品的電性能缺陷，如大電流、層間短路、上下短路、斷路等。而電測機對PCB 板的設計要求最重要的一項是：位置相鄰的 COMMON 或SEGMENT 電極要用不同的 COMMON 或SEGMENT 引腳來連接，以此來判斷LCD 盒是否有層間短路缺陷，而測試引腳最多分為4 個COMMON 和4 個SEGMENT。這意味著電測 PCB 板最多分別有 4 個 COMMON 和 4 個SEGMENT 引出線與電測機的接口連接。

在設計電測用PCB 板引線時，盡量使PCB 板的COMMON及SEGMENT 引線排列有規律可循，以方便接引線；能利用PCB內部引線連接的就盡量用內部連接，以減少金手指（即焊接點）的數量，從而減少后續制板人員用在焊接引線上的時間。這既提高制板人員的工作效率和PCB 板的可靠性，又節省了材料。

下面，以筆者設計過的兩款產品，普通的PCB 板和全顯的PCB 板為例，對PCB 板的優化設計進行分析說明。

3 普通的PCB 板優化分析

3.1 改善前的 PCB 板

改善前：如圖1 所示，雙邊臺階的產品，因上下臺階上的PIN 腳總共有384 只，在設計時盡量使PCB 板的COMMON 及SEGMENT 引線排列有規律可循，以方便接引線；但金手指（即焊接點）的數量較多，后續制板人員用在焊接引線上花費時間多，所用材料耗費也比較多。

圖1 優化前的PCB 板（普通版）

圖2 優化后的PCB 板（優化方案一）

3.2 改善后的 PCB 板

（1）如圖2 所示，優化方案一，通過底部焊接，減少了金手指的數量，從132 只降為86 只。

（2）如圖3 所示，優化方案二，在優化方案一的基礎上，把定義為2 的金手指導通起來，從而節省了焊點。減少后續制板人員用在焊接引線上的時間。既提高制板人員的工作效率和PCB 板的可靠性，又節省了材料。

圖3 優化后的PCB 板（優化方案二）

4 全顯的PCB 板優化分析

1）COG 產品如沒有特殊的要求，一般只設計全顯的測試板，且有些產品因COMMON 電極密集也不能讓其分開設計。如圖4 所示，就是采用COG 產品的通用設計，設計全顯板。

圖4 采用COG 產品的通用設計

2）通過分析，采取兩種方案進行改善，并評估改善后的可行性。

（1）如圖5 所示，為了增加接觸面積，采用方案一，但C1～C4 各COMMON 間的間距太小，壓上導電條容易變形，造成PCB 本身短路，因此不采用。

（2）如圖 6 所示，采用方案二，C1～C4 各 COMMON 間的間距符合制版的要求，其接觸面積也達到了生產的要求。因此，筆者采用方案二的PCB，制作測試板，并順利幫助生產，完成其生產任務。

圖5 全顯優化后的PCB 板（方案一）

圖6 全顯優化后的PCB 板（方案二）

5 設計PCB 板引線所采用的軟件說明

LCD 電測用PCB 板的設計，所采用的軟件是AutoCAD，即計算機輔助設計。AutoCAD 軟件繪圖特點主要有以下幾個方面。

（1）具有完善的圖形繪制功能。

（2）有強大的圖形編輯功能。

（3）可以采用多種方式進行二次開發或用戶定制。

（4）可以進行多種圖形格式的轉換，具有較強的數據交換能力。

（5）支持多種硬件設備。

（6）支持多種操作平臺。

6 結束語

如COG 產品，COMMON 如果可以分成多路測試，既可彌補前制程不能采用飛針測試的不足，也能有效地檢出COMMON相鄰間是否有短路問題，這樣避免漏檢，既保證了產品的合格率，又能提高客戶的滿意度。LCD 電測用PCB 板引線的設計，關系到PCB 板的可靠性和穩定性。優化PCB 板引線的設計，既提高制板人員的工作效率和PCB 板的可靠性，又節省了材料。