VacuBond-Prozess von DataDisplay/Fortec »Zero Optical Defect«

Die Vakuum-Bonding-Anlage von Data Display bzw. jetzt Fortec verbindet das TFT-Display mit einem Touchscreen, einem Schutzglas oder einer Kombination aus beiden.
Die Vakuum-Bonding-Anlage von Data Display bzw. jetzt Fortec verbindet das TFT-Display mit einem Touchscreen, einem Schutzglas oder einer Kombination aus beiden.

Seit 1. Januar gehört Data Display zu 100 Prozent zur Fortec-Gruppe. Damit hat Fortec nicht nur sein Distributionsgeschäft für Displays erweitert, sondern auch das Engineering – und Fertigungs-Know-how. Besonders interessant ist der Display-Bonding Prozess »VacuBond«.

VacuBond ist für Display-Größen von 2,4" bis 32" als Serienproduktion oder auch für Musteranfertigungen anwendbar. "Mit diesem reversiblen Prozess, d.h. kein Materialverlust bei Defekten, ist es möglich, mit den Kunden eine Qualitätsvereinbarung "zero optical defect" zu treffen", unterstreicht Bernhard Staller, ehemals Eigentümer und Geschäftsführer von Data Display, der weiterhin als President für das Unternehmen tätig ist. "Das war mit den traditionellen Bonding-Methoden bisher so nicht möglich." Außerdem ermöglicht die Technologie ein "free-air"- bzw. "void exclusion"-Bonding. Das bedeutet, dass hinter der TFT-Zelle der freie Luftraum so stark reduziert wird, dass sogar eine ATEX-Zertifizierung möglich ist. Damit sind mit VacuBond verarbeitete Displays auch in explosions- oder feuergefährdeten Bereichen einsetzbar. DasVacuBond ist hier eine Alternative zu den herkömmlichen, sehr teuren und meist unumkehrbaren Methoden wie zum Beispiel dem Auffüllen des Volumens mit Glasperlen oder dem Einspritzen von Silikon. "Der zusätzliche Service oder die reine Dienstleistung Bonding ist sowohl in Deutschland als auch in den USA möglich, so dass Kapazitätsspitzen gut austariert werden können und eine Second-Source zur Risikominimierung vorhanden ist", erklärt Staller. In den USA und am Fertigungsstandort in Germering sind nach Auskunft von Staller identische Prozesse installiert.

Aber nicht nur besondere Anwendungen wie ATEX-zertifzierte Produkte, auch aktuellen Entwicklungen hin zu filigranen TFT-Strukturen, Touchscreens und Frontgläsern trägt der VacuBond-Prozess Rechnung. "Die bisherige TFT-Generation beinhaltete umfangreiche Mechanik wie Metallrahmen oder Blechgehäuse, die man sinnvoll für eine Montage mit doppelseitig klebendem Industrietape oder für den notwendigen Dammbau beim traditionellen Bonden wie Wet-Bonding verwenden konnte", erläutert Staller. "Die neuen TFT-Generationen haben diese Mechanik nicht mehr und lassen somit weder die Tape-Assemblierung noch das Wet-Bonding als Montagetechnik zu." Der aktuelle Technologietrend erfordere daher laut Staller neue Verfahren für die Montage von TFT-Displays mit Touchscreen und Schutzglas.

Die Stärke des eingesetzten Schutzglases ist frei wählbar, und es können Touchscreens aller gängigen Technologien verwendet werden: resistiv analog, Glas/Glas, AMR-Touch oder projected kapazitiv.

Die Luftspalte zwischen den einzelnen Komponenten werden versiegelt und Reflexionen einfallenden Lichts an den Oberflächen zu 99 Prozent eliminiert. Dadurch entstehen auch beim Einsatz im Freien und bei Auflicht perfekte Kontraste und Farbbrillanz. "Die Ablesbarkeit verbessert sich deutlich, ohne dass die Helligkeit und damit auch der Stromverbrauch erhöht werden muss", versichert Staller.

Präzise Reinraumfertigung

Die Vakuum-Bonding-Anlage von Data Display bzw. jetzt Fortec verbindet das TFT-Display mit einem Touchscreen, einem Schutzglas oder einer Kombination aus beiden. Die Montage erfolgt vollflächig mit dem Bonding-/Laminierungsmaterial Opto-Gel in reinem Vakuum und bei vertikaler Produktionsrichtung. Die präzise Positionierung der Komponenten übernimmt je nach Produktkonfiguration ein CNC-gefrästes Werkzeug. Der Prozess selbst findet vollautomatisch und zur Vermeidung von Schmutzeinschlüssen in einem Reinraum statt. "Das Produktionswerkzeug garantiert immer gleich bleibende Fertigungstoleranzen und den schonenden Umgang mit den fragilen Bauteilen", so Staller.

Eine hohe Produktionspräzision wird neben den automatisierten Prozessen durch die Verwendung von Produktions-Jigs erreicht. Dabei handelt es sich um Schablonen mit langer Lebensdauer, die die korrekte Position der einzelnen Komponenten während des Bonding-Prozesses garantieren und für eine gleichbleibende Qualität bei der Produktion jeder Stückzahl sorgen. Die Grundlage jeder neuen Kombination aus TFT-Display und Glas ist eine exakte Messung der Kontaktwinkel und der physikalischen Adhäsionskräfte. "Diese Messung erfolgt mit einem modernen Messgerät und einer Software, die mit Hilfe spezieller Flüssigkeiten die Oberflächenenergie in polare und disperse Anteile aufschlüsselt. Ein solches Messprotokoll ist die Grundlage für jedes neue Projekt", so Staller.

HighTech Gel aus Japan

Den entscheidenden Beitrag zum VacuBond-Prozess leistet das Opto-Gel eines japanischen Herstellers. Dabei handelt es sich um ein speziell entwickeltes Hochleistungsmaterial. Es ist standardmäßig in den Materialstärken 0,3 mm, 0,5 mm, 1 mm und 1,8 mm verfügbar. Das Opto-Gel verbindet die einzelnen Komponenten nicht nur, sondern es trägt auch zur Absorption starker mechanischer Einwirkungen wie Vibration oder Frontschlag bei. So bewährte sich die VacuBond-Technologie bereits in den notwendigen Drop-Ball-Tests für öffentliche Terminals und den sehr strengen Testläufen für die Eisenbahnzulassung. Sie durchlief auch problemlos die Zertifizierung IEC 60721-3-7 und MIL-STD 810F. Das Gel wird bei Raumtemperatur verarbeitet.