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晶门科技产品应用经理谈如何测试触摸屏

 riggie 2012-05-12
晶门科技产品应用经理谈如何测试触摸屏
    ——晶门科技产品应用经理谈如何测试触摸屏
                    文/廖光睿

电容式触摸屏在国内起步只有4-5年时间,大量应用也就是这两年的事。作为一个新兴的行业,目前还没有行业标准。资深的工程师不多,测试方法也是花样百出,要求各不相同。有些公司关注防水,有些公司认为防水没有意义,他们认为客户不会在有水的时候使用;有些公司非常关注大力按压,也有些公司能容忍大力按压乱报点的现象,认为大力按压是非正常操作;有些公司关注划线是否圆滑,有些公司关注开机有手掌按压的情况。
 有很多公司都走过一些弯路,当样机做好后,不知道如何测试,就简单的投入市场,一旦有订单就批量采购,接着客户反映有电源干扰,乱报点,触摸失效,手机无法解锁,接电话后无法挂机,WiFi干扰的问题。造成客户退货,损失惨重。有些厂家即使没有遭到退货,也会因为问题一个一个慢慢冒出来,影响项目进度。我在这里介绍一些测试方法,目的就是让国内的方案公司,品牌商少走弯路,加快产品的开发。其中也有很多原理性的说明,能让初次接触电容式触摸屏的工程师得到一些启发。由于晶门科技的主要产品之一便是用于高解像度智能手机及平板电脑的电容式触摸屏控制器集成电路芯片、LCD驱动器集成电路芯片及显示器接口控制器集成电路芯片,作为产品应用经理,本人曾经指导过国内多家排名靠前的公司,帮助他们制定电容式触摸屏测试标准。
测试项目通常分为三大块:
一、 基本性能测试
二、 特殊功能测试(非标准测试)
三、 可靠性测试
一、 Performance Test Standard 基本性能测试标准

CF(COPPER FINGER): 铜棒(CF)用来模拟人手的行为, 目前我们的铜棒有7种尺寸类型:
ф5.0mm,ф6.0mm,ф6.5mm,ф7.0mm,ф8.0mm,ф9.0mm,ф10.0mm,铜棒的直径越小对CTP的性能要求就越高。一般采用6mm的铜棒直径。
 
  

 
 
  

(1)精准度测试
a) 目的:
通过把铜棒放在某个固定的位置,看收集到的坐标是否超出规格的范围。
b) 方法:
在LCD上面均匀分布13个红点,用铜棒从屏幕上的左上角的第一个红点开始从左至右依次点击屏幕上的13个点,注意铜棒下压红点的时间应该控制在1秒的时间。
图1显示了触摸点分布的位置。
 
 
图 1  
c) 判断标准:
上面测试的数据应该满足如下的要求:
非边界区域的偏移范围不超出: +/- 2mm
边界区域的偏移范围: +/- 4mm
图2显示了测试点的规范:

 
 

图 2  

(2)重复点测试
a) 目的:
检测CTP的稳定性
b) Method: 将铜棒固定在CTP的中心点上,查看从CTP上面采集到的数据。
图3  
c) 规格要求:
如上图3,X和Y的偏差都不能够超出+/-1MM的范围。

 
 

(3)CTP灵敏度测试
a) 目的:
检测CTP的灵敏度。
b) 方法:
在LCD上面显示如下图4的轨迹,从里到外按照红线的轨迹画线。如果在划线的时候有出现手指抬起的标记,表示应该选用更长直径的铜棒。
 
 

图4  
c) 规格要求:
一般我们是用8MM的铜棒来检查这个灵敏度的,但灵敏度不能够低于10MM.
 
(4)CTP电流测试
a) 目的:
测量CTP的在不同工作模式下的电流功耗。
b) 方法:
将CTP的VCC断开然后插入一个电流表,从电流表里面读取CTP的电流参数。
图5表示了测试方法。
图5  
 
  
 

c) 规格要求:
Normal模式<18mA
Standby模式<9mA
Sleep模式<50uA


注意: VCC的峰-峰值应该小于30mV.

二、 Function Test Standard 特殊功能测试(非标准测试)
1) 两点之间最小距离测试,两手指并拢后会误报为1点。通常为15mm。
2) 防水测试,水雾,大面积水滴。試條件為1cc到5cc的水需要能正常劃線。搽干水后,不能有残留点。
3) 抗LCD干扰测试,抗RF干扰测试。现象为乱报点或划直线不直。
4) 环境变化测试,室内室外,湿度,电磁干扰。
5) 悬空测试, 划线是否会断。要注意每个角落。
6) 按住触摸屏开机,看开机后是否有乱报点,划线不灵明的问题。
7) 主观测试:长时间划线,看是否会断线,飞点。是否有折线。是否有抖动。
8) (Standby)无触摸时工作电流。
9) (Normal)当有1个点触摸时工作电流。
10) (Normal)当有2个点触摸时工作电流。
11) 报点率,扫描速度(HZ)。
12) 开机响应时间。
13) 总线速度。
14) 抗电源干扰测试,在有电源干扰的平台上测试,多指在同一个RX通道上测试。
15) 划线从里划到屏幕外,再从屏幕外划进屏幕,看报点是否正常。
16) 按住一点(大手指),另外一点画线测试灵敏度,灵敏度是否会降低。
17) 用很大力气单指去压触摸屏,会在上下飞出干扰点,可能跟LCD Noise相关。
18) 划线从里划到屏幕外,看是否到边,有时快速划线会不到边。
19) 切西瓜是否流畅, 不断线。
20) 大手指是否会变成2个点。
21) 2个大手指用力按压, 抬起后看是否在对角上出现鬼点。
22) 2个大手指在同一列或行上,用力按压,看中间是否有乱报点。
23) 划小圆,是否呈多边形。
24) Self-CAP按钮与触摸屏同时触摸,或连续触摸, 看是否会死机。

三、 Reliability Test Standard 可靠性测试标准

1)  Operating temperature and humidity 操作温度和湿度
-10℃~60℃ 
(-10℃~40℃,90%RH)、(40℃~60℃,60%RH)
After being left in the condition for 24 hrs, it should operate in the environment.
该条件下放置24小时后,触摸屏可以在该环境下操作。

2) High temperature high humidity 高温高湿
The ELECTRICAL AND OPTICAL CHARACTERISTICS requirement shall be satisfied after exposing at 60℃, 90% RH for 240 hours and at normal temperature and humidity for 24 hours.
在60℃, 90% RH条件下存放240 小时,取出在常温常湿下再存放24小时后,满足各项电气参数要求。

3) Heat resistance 高温存储
The ELECTRICAL AND OPTICAL CHARACTERISTICS requirement shall be satisfied after exposing at 70℃, for 240 hours and at normal temperature and humidity for 24 hours.
在70℃条件下存放240 小时,取出在常温常湿下再存放24小时后,满足各项电气参数要求。

4) Cold resistance 低温存储
The ELECTRICAL AND OPTICAL CHARACTERISTICS requirement shall be satisfied after exposing at -20℃, for 240 hours and at normal temperature and humidity for 24 hours
在-20℃条件下存放240 小时,取出在常温常湿下再存放24小时后,满足各项电气参数要求。

5) Thermal shock 冷热冲击
The ELECTRICAL AND OPTICAL CHARACTERISTICS requirement shall be satisfied after exposing under the conditions of -20℃(0.5hour)→70℃(0.5hour) by 100 cycles ,and at normal temperature and humidity for 24hours
按照-20℃(0.5 小时)→70℃(0.5 小时)的条件循环100 次,取出在常温常湿下再存放24 小时后,满足各项电气参数要求。

6) Vibration resistance 抗振动
The requirements in Mechanical and Electric characteristics shall be satisfied after sweep vibration of 20 m/s2, 10 Hz to 55 Hz (1 min) is given for 30 min, each in the directions of X, Y, Z.

7) Transparency Rate 透光率
全光测试下,TR≥80%.

8) Touch panel surface Intensity test 表面强度测试(整机试验)
Condition: Steel ball of diameter 30mm, Loading=110g, Height=30cm, to stroke on touch 
panel surface.
Criterion: Normal performance after surface intensity test and there shall be no fragmentation on touch panel surface.

9) Lens sticking force test 镜片拉拔力测试(整机试验)
50N的拉拔力,维持10秒,检查后功能正常

10) Scotch tape pull-off test 胶带拉脱测试(整机试验)
照T1233058标准执行,将宽约25mm,长约50mm的3M250胶带粘贴在实验表面上(机壳表面、LCD视窗表面、Logo周围等),注意不要有气泡,约10秒钟后,沿与表面垂直方向快速揭掉;每个实验表面做10次,每粘1次后换1次胶带。
判定标准:表面无剥离,功能无异常。

11) Pencil Hardness 铅笔硬度
2H Pencil Hardness, 750g force.

12) FPC bending test FPC弯折测试
≥100 times bending (by Radius 1mm), Electrical performance should be OK
FPC按1mm半径弯折100次以上,电气性能OK。

13) FPC soldering check FPC可焊性及耐焊性
可焊性:无铅纯钛熔锡炉,温度240±5℃,浸锡时间3~5S,焊锡涂层不间断覆盖面积≥95%,饱满光滑,且针孔或空穴不能集中一处或者不超过总面积5%为合格。
耐焊性:无铅焊接,烙铁,360℃,5~7S拖焊,焊接5个循环,不能有掉铜皮或影响正常焊接。

14) Connector life test 连接器寿命测试
判定标准:50 cycles插拔后连接线路无异常。 

15) Package drop 包装跌落测试
No damage to the product. (Drop from 50cm height)
包装从50cm 高处跌落无损伤。

 上面介绍了三大块测试项目,其中第一项“基本性能测试”是常规测试,需要较昂贵的测试仪器,多数MID平板电脑设计公司没有这样的仪器,需要凭经验来评估。具体评估方法可联系作者,当面解释。第二项“特殊功能测试”是一些经验积累的测试项目,本人在多年的触摸屏研发推广过程中,把遇到过的问题都记录下来,并用来测试新的项目,避免漏掉过去出现过的问题。这些项目测试项目对MID平板电脑设计公司是有帮助的,如果大家都能这样严苛的测试,必然会提高国内MID平板电脑的质量,让广大国内客户得到实惠。第三项“可靠性测试”与触摸屏控制芯片关系不大,通常触摸屏长的规格书会包含这些信息,但达到不同指标的产品会有不同的价格。如果掌握了这些测试方法和测试指标,能避免供应商以次充好的情况发生,为你的产品把好关。
 晶门科技凭藉自主研发了多项专利技术,其单芯片电容触摸屏控制器SSD2533、SSD2532能够在防水和抗电源干扰方面有突出的表现,精准度、线性度和点抖动方面也非常优秀。晶门科技在研发每一款产品时,都精益求精,帮客户调试并检测产品,把好质量关。


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