Optical-Bonding-Verfahren Bessere Touchscreen-Eigenschaften für die Industrie

Laufendes Optimieren der Bonding-Verfahren

Um die hohen Preise speziell für LOCA-gebondete Monitore für die Abnehmer senken zu können, arbeiten viele Hersteller im Bereich des Optischen Bondings kontinuierlich daran, ihre Verfahren zu optimieren. Immer mehr Anbieter setzen dabei auf Silikone, um Frontglas und Touch-Sensor miteinander zu verkleben, weil sie zahlreiche Vorteile gegenüber Acrylaten haben. So benötigen Acrylate zum Aushärten UV-Licht. Hiermit besteht ein hohes Risiko, dass ungehärtetes Material unter dem schwarzen Maskendruck verbleibt. Im Gegensatz dazu benötigen UV-Silikone lediglich eine UV-Aktivierung, um mit dem Aushärten zu beginnen. Ihre additive Aushärtungsmethode ist nicht so schnell wie bei Acrylaten, ermöglicht jedoch die Aushärtung von nicht aktiviertem Material, das mit aktiviertem Material in Kontakt steht. Zweikomponenten-Silikone härten sogar automatisch aus, sobald beide Komponenten gemischt werden – je nach Mischungsverhältnis sogar mit unterschiedlicher Materialhärte.

In beiden Fällen erfolgt ein sehr gleichmäßiges Aushärten des Materials. Ebenso ist die Schrumpfrate beim Aushärtungsprozess im Falle von Silikon wesentlich günstiger – sie liegt unter 0,1 Prozent, während Acrylate um etwa 4 Prozent schrumpfen. Das ist insofern relevant, da Schrumpfen mechanische Kräfte verursacht, die sowohl helle Flecken als auch Verfärbungen am Display verursachen können. Außerdem sind Silikone im Gegensatz zu Acrylaten über einen großen Temperaturbereich sehr stabil. Erst bei extrem niedrigen Temperaturen kristallisiert das Material aus, was jedoch immer noch vollständig reversibel ist, während Acrylate irreversibel degenerieren.

Faytech ist es gelungen, einen besonders leistungsfähigen und leicht zu verarbeitenden Silikon-Kleber (faytech-XA-1688) zu entwickeln. Es handelt sich hierbei um einen rieselfähigen, additionsvernetzenden Silikonkautschuk, der bei Raumtemperatur zu einem sehr weichen Gel mit physikalischen Eigenschaften vulkanisiert, welche sich hervorragend für optische Klebeanwendungen eignen. Die spezielle Beschaffenheit des Silikon-Klebers erlaubt dabei eine sehr gute Produktionsausbeute selbst bei der Großformatverklebung bis zu einer Größe von 105 Zoll. So kann Faytech in der Massenproduktion eine sogenannte First-Pass-Ausbeute von bis zu 99 Prozent erreichen. Bei den verbleibenden Ausfallrate von einem Prozent der produzierten Geräte kann der von Faytech entwickelte Silikon-Kleber zudem mit einem wichtigen Vorteil gegenüber alternativen Bonding-Verfahren trumpfen: Er ist vollständig reversibel, sodass die einzelnen Komponenten der Verbundprodukte einfach entbondet, gereinigt und wieder zu verkleben sind.

Material trotzt extremen Belastungen

Darüber hinaus hält der von Faytech entwickelte Silikon-Kleber neben den für LOCA-gebondeten Geräten üblichen Stoßbelastungen extremen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit stand und erfüllt deshalb sogar Militärspezifikationen. So bestätigen Tests nicht nur den geforderten Industriestandard, der eine Belastungsgrenze von 85 °C und eine Luftfeuchtigkeit von 85 Prozent voraussetzt, sondern ein noch darüber hinausgehendes Potenzial. So wurde das Touchpanel bei einem derTests 1.000 Stunden lang bei 110 °C gekocht. Ein anderer Test umfasste eine Langzeitbelastung bei einer Temperatur von 95 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 95 Prozent für ebenfalls 1.000 Stunden. In beiden Fällen funktionierten die Touchpanels weiterhin wie gewohnt.

Neben der Widerstandsfähigkeit gegenüber den genannten physikalischen Einflüssen kommt es bei Touch-PCs in Anwendungsbereichen wie Industrie, Medizin und Automotive ebenso darauf an, dass die Geräte chemische Anwendungen problemlos überstehen. Hierfür gibt es ebenfalls Tests. Sie konzentrieren sich beispielsweise auf die Haltbarkeit von Touch-PCs unter Reibung und Druck unter Verwenden von Chemikalien, während sich andere auf die Langzeitbelastung von Chemikalien im Lagertest konzentrieren. Die von Faytech hergestellten Geräte wurden getestet, um das Verhalten und die Ergebnisse bei insgesamt 15 chemischen Stoffen zu überprüfen. Das Resultat: Die Funktion der betreffenden Komplettgeräte funktioniert nach den durchgeführten Tests wie gewohnt, unter Spannung und bei Betrieb. Nach den 14 Tagen (336 Stunden) des Prüfens zeigte keine der Probenoberflächen Risse, Farbveränderungen, Oberflächenverschlechterungen oder ähnliche Schäden. Die Produkte von Faytech sind somit in der Lage, gängige Reinigungsmittel und chemische Substanzen zu überstehen und der internationalen Industrienorm IEC60068-2-45 zu entsprechen.

Der Autor

Peter Trosien ist CEO von Faytech.