自从苹果把指纹识别功能成功引入到智能手机的应用生态后，电容式指纹识别模组获得了迅猛的发展。而苹果引领的盖板封装指纹识别模组工艺，凭借高颜值、高强度等特性，成为指纹模组业内的最佳用户体验方案，受到各大终端品牌的追捧，市场需求量急剧膨胀。
在电容式指纹识别模组生产工艺中，由于盖板方案的工艺难度大于Coating方案，或者说Coating方案仅是半成品方案。在业界没有完全掌握盖板方案的生产工艺之前，很多的手机品牌厂商不得不退而其次的采用了工艺简单、成本较低的Coating方案来应对市场的需求，可见指纹识别模组厂商也在盖板工艺中面临的具体化难题所困扰。
“劲拓自动化在接到客户的需求后，针对指纹识别模组的产品特点，结合劲拓在电子行业多年的技术积累与经验沉淀，把产业面相同工艺的作业模块进行重新开发与优化，以最快的速度研发设计出了行业急需解决的盖板工艺生产设备。”深圳市劲拓自动化设备股份有限公司项目经理陈东对《手机报》表示，从2016年4月份开始，劲拓股份开始批量给客户提供贴合机，是国内第一家给生物识别行业批量提供贴合设备的生产商。
“劲拓自动化贴合设备与组环设备的成功上市，让中国指纹识别模组厂商快速组织盖板工艺指纹识别模组产能不再是难题，为中国手机品牌和终端用户用上先进、稳定的指纹识别模组，扫清了工艺与设备上的障碍。”陈东表示，盖板方案指纹识别的工艺难点在于，除了要解决Coating方案所有的技术要素外，还要解决盖板方案中新增的各种材料间工艺匹配与稳定性，并不仅仅只是解决简单的物理结构件组装的运动控制。
“当然，对于自动化设备来说，运动控制依然十分重要，解决各零组件组装过程中的对位精度，防止各构件在加工过程中被污染和损伤，同样需要对指纹识别模组的行业特点有着深刻的认识。“陈东认为机器装备的研发和生产，一定要取得与应用行业类似的设备管理理念。”劲拓自动化所有研发的设备在设计方面，完全按照电子行业的电学管理要求进行，在生产方面也是采取与客户车间同等的净化管理条例，在净化车间里进行严格管控与施工。这种与客户行业管理同步的理念，保证了劲拓自动化的设备，从设计开始就完全融入到了客户的产线管理中，最大限度降低了客户使用、维护设备方面的成本。“
在指纹识别的盖板贴合过程中，劲拓自动化把整个工艺分成三个部分来解决：热固胶的预贴、盖板贴合、组环。工艺控制方面，重点主要解以下这些行业痛点：气泡控制，贴合后不允许有气泡的产生；贴合平整度，保证指纹识别结果的局部深浅效果；贴合的厚度控制，匹配不同厚度的IC和不同IC对胶的厚度要求；表面粗糙度的控制，避免不平整的胶表面造成指纹识别结果的不清晰；还有对位精度的控制和低的返修率等等。
在热固胶的预贴过程中，劲拓自动化主要针对气泡和胶缩，对设备的加热温度参数、预贴压力、胶取放模式等进行优化，把预贴和撕保护膜两个动作同时在一个工位上完成，为下一工序作好准备。
其中控制热固胶的厚度和平整度方面，劲拓自动化采用监控压力方式进行；取料则把受力点集中在保护膜上，防止热固胶本身受力被拉扯；平整度控制则采用了固定机构来控制平台间隙，避免热固胶受力变形。
而盖板贴合过程中，除了跟热固胶预贴一样，对设备的加热温度参数、贴合压力、等进行优化外，劲拓自动化利用公司强大的机器视觉实力，通过高像素相机两次抓取图像，在实时检测热固胶预贴良率的同时，并对采集图像数据进行软件算法优化对比后，利用像素对位技术来保证盖板和芯片的对中精准度控制在10微米以内，还能实时监控显示本压过程中的位置变化以控制品质。
盖板方案的指纹识别模组盖板材质一般是玻璃、陶瓷、蓝宝石等脆性材料，因此组金属环时的良率更为重要。如何保证组环时不损伤到盖板和芯片，并能提供一定的返修机会来降低生产成本，是行业最关心的问题。
劲拓自动化在组金属环工艺环节，对银胶和黑胶涂覆都采用了压电喷胶技术，并加入了胶线高度适时监控装置自动控制胶量，来保证胶线的均匀性、连续性。另外劲拓自动化在设备上配置两个独立的胶线生产子系统来让银胶和黑胶涂覆同时进行，防止两种胶体随时间产生不同步的形变。
贴金属环环节劲拓自动化同样发挥了公司强大的的机器视觉实力，也是通过高像素相机两次抓取图像，在线实时检测胶线品质，进行点胶半成品进行品质挑选的同时，对采集图像数据进行软件算法优化对比，利用像素对位技术来保证金属环和盖板的对中精准度控制在10微米以内，避免压伤盖板及芯片，保证了整个盖板工艺生产过程中的良率及效率。
陈东并且强调，劲拓自动化生产的指纹行业设备除了很好解决了各个生产环节的工艺难点外，其完美的产能组织能力与生产线布线能力也达到了行业顶尖水平。其中劲拓在每个工艺部分都采用了双工位或多工位自由组合的模式来自由组线，并且每个工位之间独立拥有自己的控制体系，彼此之间实时联线共享数据。有条件的客户还能实现生产线全线任意组合，加工过程中整个生产线可以无人值守，生产数据和品质数据等，均可以数据自动上传、品质实时反馈、参数主动修正。也就是说，所有采用劲拓自动化的设备和组成的全自动生产线，全部都完全符合最先进的工业4.0规范，有着强大的设备与生产升组能力，是指纹识别行业组织产能的最佳选择。
为深度解析前置指纹模组盖板工艺制程工艺难题，手机报于2016年10月20日“第二届生物识别博览会”展会现场，将联合相关设备厂商展示指纹模组盖板工艺设备生产线，与行业同仁现场探讨工艺难题。
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李星
2016-08-01 18:09
潮电智库
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