本文作者：崑山龍騰光電有限公司 李彬 武強 吳顯杉
摘要：本文總結了一些屏廠的Touch Panel測試方法，介紹了應用於On-cell Metal Mesh上CELL TP測試卡控標準制定方法。
關鍵詞：TP，On_cell，Metal Mesh，測試方法，管控標準
1.引言
由於當今消費型電子產品例如筆記本電腦，手機，pad等普遍採用觸控屏，且已從外掛式觸控衍生出On cell & In cell等TP集成與TFT LCD的技術，故對於TP產品的效能管控尤其重要。由於業內已興起採用Metal Mesh取代ITO為TP層的材質，原本業內採用的20%電測管控標準已無法適用，且客戶對於觸控性能的追求及IC性能的變化，使得後段軟件測試已無發完全對應，易形成卡控參數的斷層狀態。本文介紹了屏廠常規TP測試方式，及如何通過修改電測管控標準，增強前後段軟件測試的對應性及最準確性，以防原部材的浪費並較少出貨風險，從而降低企業成本。
2.屏廠TP測試方式介紹
目前屏廠TP測試方法有兩種：
方式一：從CELL 段Touch Sensor檢測到後段LCM ON均採用IC軟體進行測試。
缺點：前段只能量測節點電容的RC參考值，不是Touch sensor真正的電性節點電容值，且不能測量線電阻和絕緣電阻（RI）。量測時充放電時間會對於CELL TP Sensor測量造成影響，使得測試結果不精準，可能造成漏檢及過篩情況。且測試時間久，不利於大量投產測試。
優點：不會出現前後段軟體測試不對應關係，後段可以檢測出短斷線及
Process、Bonding差異及組裝後的短斷線等，測試流程如圖1：
缺點：由於前後段軟體算法不同，會出現前後段測試結果不能完全對應。即前段電測OK，後段IC軟體測試NG（非Process & Bonding因素），通常因為測試數據處於卡控臨界邊緣或測試數據前後本身不能對應。
優點：前段能夠測得Touch Sensor真正的電性節點電容值檢測短斷線及Process的差異，量測結果較準確。後段可以檢測出短斷線及Process、Bonding差異及組裝後的短斷線等。
3.前段CELL TP電測簡介
CELL TP電測主要項目為絕緣電阻（RI）、線電阻、Short（RS）和節點電容等，其中RI & RS業界均有較為精準標準，節點電容首次測試可由模擬值來設定標準，後續通過實際投產經驗對模擬值修改來設定標準。
節點電容：RX 及TX 兩線之間的節點電容值（C Value），用於檢測各節點電容值是否正確，各節點電容值是否一致性，若不一致性，將影響Touch Panel的線性度，圖3為電測後的節點電容的3D圖，可反映節點電容的一致性。
測試方法: C/CGND/CGND2 送 100Khz Sine wave 2.0V 訊號去量測電容。
圖3
4.節點電容中心值設定
電測機測出節點電容後，會根據所測數據是否在節點電容中心值正負百分比（即卡控值）範圍內來判定PASS or FAIL，因此需對電容中心值及卡控值設定標準。中心值設定方式：
①.取樣：使用電測機測試一部分Panel，保存Panel數據留作樣本（PASS or FAIL均可）。
②.篩選樣本：對節點電容波動較大的樣本進行篩選。
③.取均值：對樣本數據對應各點取均值。
④.重複第②步和第③步，篩選樣本選取合適均值，此均值為大部分樣本節點電容浮動的均值。
⑤.從第④步中隨機選取20~~30pcs樣本取均值，此均值即可作為節點電容中心值。
5. IVO TP測試方法
考慮到Touch Panel測試方試1對於CELL TP Sensor測量不準確性，及方式2測試結果不對應性。IVO在測試方式2的基礎上進行修改：前期驗證採用方式2測試後，用LCM OFF段TP測試數據倒推CELL 段TP測試，通過數據交叉處理對CELL TP 測試卡控標準進行合適的調整。待驗證出合適的卡控值後，大量投產時以驗證後的卡控值作為CELL段TP電測卡控標準，後續大量投產製程穩定後不再調整。LCM段測試客戶已進行確認，無需修改後段卡控。測試方式如圖5所示：
此方法可減少後段Open cell和LCM 段臨界Panel的出現，增強前後段數據的對應性，減少材料浪費。下面將具體介紹CELL TP測試控值處理方法。
5.1 CELL段卡控值處理方法
業內Cell TP電測是以節點容值中心值的±20%進行卡控，IVO前期小批量投線（批次1）同樣採用±20%進行卡控，但後段LCM 出現部分臨界卡控值及前後段無法對應的Panel, 臨界Panel初期或許無劃線異常現象，但長時間後有機率發生問題，因此需對卡控值進行初步修正，來減少此類Panel的出現，從而減少材料的浪費並降低出貨不良的風險。
修正方法：節點電容中心值不變，更換CELL段卡控值，分別用±19%、 ±18%、±17%...計算出其不同卡控值的上下極限值即Max和Min（上下極限為卡控值與 中心值的乘積），採用二分法找到合適卡控值，此卡控值下需能減少LCM OFF段臨界Panel的出現且不會篩下LCM OFF段OK Panel，初次修正後CELL段卡控標準為±16.5%。
5.2 數據撈取及前後段數據交叉比對
以批次2處理方法為例，對批次2進行產測後，從後段LCM OFF數據庫LOG中撈取OK & NG的Panel，用撈取的數據與前段Cell TP測試相同ID的Panel數據進行交叉比對，即用新卡控值對LCM OFF段Panel進行數據上的重新卡控。
把不在上下極限範圍內的數據用紅色字體標出，並用粉紅色填充該片的位置，超出範圍的值用紫色填充。表示在此新卡控值下該片在Cell TP測試段NG，如圖6所示，統計出NG Panel以便後續對NG Panel進行數據分析。
圖6
5.3 交叉比對結果分析
由於客戶要求FW不同，顧後段LCM分為三版系統，採用不同卡控值分別對三版系統Panel進行CELL段數據重新卡控，如表1、2、3所示：
表1
表2
表3
綜合表1、表2、表3可知，當以±13%進行卡控時，三版系統均會卡掉OK的Panel，造成過篩。當以±14%卡控時，系統1和系統2均未卡掉OK Panel，但系統3卡掉6pcs Panel，對這6pcs Panel進行數據分析後發現，其中5pcs Panel數據偏差較大，只有1pcs數據正常，且這5pcs數據異常 Panel以±14.5%卡控時會被篩下。因此對三版系統分別設定卡控值，即系統3 CELL TP 測試卡控標準為±14.5%, 系統1和系統2 CELL TP測試卡控標準為±14%。此卡控值下即可篩選掉Cell段Panel本身異常又能減少後段LCM OFF測試臨界Panel的出現，且不會造成過篩，可增強前後段對應性，減少材料浪費。經數據處理得出的卡控值作為下一批次CELL TP測試卡控標準。
下面對錶1、2、3中以±14%卡控時LCM OFF段被篩下的6pcs Panel進行數據分析，圖7為5pcs異常數據Panel其中一片，圖8為其中1pcs正常Panel數據，圖7和圖8數據均為LCM OFF段數據。
圖7：異常數據
圖8：正常數據
由上圖對比可看出，被篩下的Panel其測量值明顯偏低，且數值偏差較大，屬於臨界Panel，該片初期或許無劃線異常現象，但長時間後有機率發生問題，故建議篩下，減少出貨不良的風險。
6. 卡控值試跑驗證
CELL段TP測試卡控值修正後，可通過小批量試跑來驗證新卡控值的合理性。試跑結果如下圖：
圖9
由圖9可以看出±16.5%到±14%之間會有10pcs在CELL TP測試被篩下，雖在±16.5%卡控時暫為OK，但其節點電容值偏移中心值較大。其容值與正常Panel比較如圖10：
試跑被篩下的Panel如粉紅色標註行所示，該片為10pcs試跑NG Panel中一片，該片容值普遍偏離中心值較多，且與正常Panel容值偏差較大，雖然±16.5%進行卡控暫時OK，若流到後段LCM亦有很大幾率出現NG。因此，此類Panel建議篩下。
圖10
下面對實際投產時各批次出現臨界Panel進行統計分析，下如表4所示：
表4
表5
批次1 CELL TP測試卡控值為±20%，該卡控值下，後段LCM OFF段臨界Panel較多。經初次修正CELL段TP卡控值，批次2驗證後，±16.5%能夠降低臨界Panel的出現。後續投產再次對CELL TP測試卡控值進行修正，再次修正後CELL段卡控標準為±14% ，經批次3驗證後，±14%可明顯降低臨界Panel的出現，且不會對整體良率造成影響。
表5為批次3 CELL段電測不同卡控值下NG Panel數處理，可以看出，±14%到±20%之間共篩下8pcs產測數據異常Panel，也就是說CELL段電測以±14%卡控可減少6.83‰的材料浪費。
7.結論
本文是通過大數據處理來對CELL TP電測管控標準進行修改，通過電測管控標準修改可減少後段LCM臨界Panel的出現，同時保證Cell段Panel本身異常被篩選掉。可節省約6.83‰材料的浪費，從而降低企業成本，減少出貨不良風險，且對整體良率不造成影響。
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