工艺技术_液晶材料与技术之tft-lcd工艺技术

液晶材料与技术 17 TFT LCD工艺技术 Array工程Cell工程Module工程CF工程 液晶材料与技术 模块工艺流程 1 驱动集成电路的连接 OLB工程及PCB实装工程 以便对液晶盒实施驱动 2 背光源组装工程 3 为保证模块出厂质量的老化工程 4 确认最终显示画面质量的 最终检查工程 液晶材料与技术 液晶材料与技术 名词解释 OLB OuterLeadBonding 外部引线连接ACF AnisotropicConductiveFilm 各向异性导电胶TAB TapeAutomatedBonding 带载自动焊接TCP TapeCarrierPackage 带载封装装置PCB PrintedCircuitBoard 印刷电路板FPC FlexiblePrintedCable 挠性线路板 液晶材料与技术 OLB工程PCB工程组装工程老化工程终检工程 液晶材料与技术 OLB工程 采用TAB TCP 的LCD屏模块的制作工程 是使用ACF起黏结剂的作用且各向异性导电的膜片 将屏电极与TAB或者是COF等的电极相连接的工程 液晶材料与技术 OLB工程 屏端子清洗ACF贴附TCP冲压X TAB预压X TAB主压Y TAB预压Y TAB主压OLB检查 品质控制点 ACF贴附规格TAB冲压精度预压对位预 主压时间 温度ACF粒子数及压着状态 液晶材料与技术 屏投入 屏端子清洗 对从制屏厂转入的屏进行检查 并制作流品标签 检查内容 外观检查 检查有无崩边 裂纹 毛刺 偏振片污物 异物 气泡 电极缺陷 剥落 划伤 电极状态 腐蚀 划痕 异物 密封剂流入 偏振片错位 液晶材料与技术 TAB组件简介 封入驱动用LSI芯片的驱动器IC 一般采用称为TAB tapecarrierpackage 形式的封装 是将驱动IC封装在具有自动走带功能的带状载体上的封装形式 这种TAB是在聚酰亚胺薄膜上通过光刻形成电极 在该电极上热压键合驱动用LSI芯片 而后再在芯片上覆以树脂进行封装 由于这种TAB封装载带长达50 100m 以成卷的方式卷带和送带 特别适合自动化生产 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 所使用的TAB是由湿法刻蚀来形成电极 由于各向同性刻蚀的结果 形成电极断面呈腰部尺寸更小的台形 故微细节距电极的形成受到限制 而且 作为基板的带基较厚 厚度一般为100 左右 随着微细化的进展 电极承受弯折和振动等的能力变差 易断线 由脆化引起 等 液晶材料与技术 为了克服TAB的上诉缺点 COF采用更薄的聚酰亚胺膜片 厚度在25 35 电极形成不是采用湿法刻蚀 而是采用在带基上电镀生长或电镀成型 这样得到的电极断面近似长方形的 而且 由于基膜和铜箔之间没有黏结剂层 采用的是两层结构 整体厚度薄 适用微细化 耐弯折和振动的性能强 比TAB具有更优良的特性 液晶材料与技术 驱动IC与液晶屏的常见连接方式 TABCOFCOG 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 3 ACF帖附 ACF 各向异性导电胶是在环氧树脂及丙烯基等树脂和固化剂 热硬化反应剂 之中 按一定比例混入直径3 5 范围内非微小导电粒子构成的 该导电粒子是在树脂球上电镀镍及金制成 将这种混合物延展成膜片状 按电极连接宽度裁成条带 为便于在生产线上使用 将50 100 常的条带卷成卷状 ACF连接的关键在于 各电极连接电阻的大小是否达到妨害驱动显示屏电流流动的程度 也就是说 是否保证有足够大的驱动电流流向显示屏 连接电极面积的大小 导电粒子的直径 含有量 制造工艺等对驱动电流由决定作用 液晶材料与技术 液晶材料与技术 ACF结构 由透明剥离带 粘着层 白色保护膜三部分构成 粘着层中含有导电粒子ACF保存条件 保存温度 5 5 从冰箱中取出后 在净化间中放置半小时后方可使用 在净化间裸露存放时间不超过1周 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 ACF贴附的方法 按要求的长度切断ACF 将其贴附在屏上或TAB上 而后剥离ACF的保护膜 仅使ACF露出 在实际生产中 ACF可以贴附在TAB一侧 也可以贴附在显示屏侧 尽管直接贴附在显示屏侧 是按定尺长度贴附 生产效率高 但需要采取对策解决下述问题 1 要具备定尺长度的压接工具 特别是对压头的温度分布及平行度要求很高 2 在没有TCP的部分 压头可能附着溶解的ACF受到沾污 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 COG中的ACF贴附 COG用的裸芯片是由硅圆片经划片 裂片分割形成 为了进行电气连接 在其铝电极上要预先形成高约15 的金凸点 一般称为带金凸点的裸芯片 对于COG用的ACF 由于连接电极之间的重合面积小 连接电阻有可能变大 因此ACF中所含的导电粒子的直径较小 大约为3 并且 导电粒子的含有密度比TAB中用的ACF中的要高出3 5倍 即采用电气连接电阻更小的ACF 液晶材料与技术 TAB预压 用较小的压力和较低的温度 将TAB对位 预压在屏电极上压头温度 90 110 压头压力 2 5 4 5Kgf cm2 压着时间 2s用感压纸测量压头与工作台之间的平行度 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 TAB主压 用较大的压力和温度 将TAB压接在屏电极上压头温度 180 5 压力35 5kgf cm2压着时间 20s用感压纸测量压头与工作台之间的平行度 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 ACF粒子分布范围示意图 ACF粒子分布范围 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 压接工具 压头 的加热方法有两种 1 持续加热方式 所用的压头保持有一定温度的高温 即采用温度不变的高温压头 2 脉冲加热法方式 每次热压接都是压头从常温升高到规定的温度 即采用升温压头 液晶材料与技术 压接工具加热方式的比较 液晶材料与技术 加压方式 1 单压头方式 每次对一个TAB进行压接 2 多压头方式 使用数个单压头 对多个TAB任意选择进行压接 3 长压头方式 采用长压头对多个TAB同时进行一次性压接 液晶材料与技术 图7 79 液晶材料与技术 利用压头由ACF使TAB电极与显示屏电极实现连接的机制 首先 将压头加热 温度达到180 220 此时ACF的黏度急剧下降的树脂从两电极的间隙向外流出 充满两电极的周边 接着急速硬化 于此同时 在所加压力的作用下 依靠两电极之间封入的导电粒子表面的金属膜 达到两电极间的连接 实现电气导通 在此过程中 一定的加热温度和所加压力的控制极为重要 但根据使用的ACF种类 屏电极 支撑头装置的刚性条件等变化很大 但都是要在ACF的最低黏度达到之前 应施加规定的压力 液晶材料与技术 液晶材料与技术 OLB检查 o检 用检测仪 对OLB画质进行检查 用显微镜对ACF粒子数量及状态 TAB电极错位等进行检查画质检查项目 线欠 块欠 灰度不良 显示不良 液晶材料与技术 OLB工程PCB工程组装工程老化工程终检工程 液晶材料与技术 PCB工程 PCB实装工艺用于保护膜的树脂涂布工程 液晶材料与技术 PCB实装工艺 是将组装好的PCB电极与TAB的输入端子连接 以便向驱动IC供给数据信号和电压等 该工程以前是由钎焊法完成的 但目前除少部分制品之外 都采用与TAB压接工程相同的工程来完成 也就是用ACF将PCB电极与TAB输入端子连接起来 主要是基于以下几个原因 液晶材料与技术 1 随着像素节距的微细化 输入电极节距变窄 从而对连接强度的要求更高 2 环境保护对无铅化的要求 3 钎焊工程可能发生焊剂污染 焊料自身所含气体成分的挥发等会造成环境污染 4 钎焊时产生的微细焊料粒子引发焊接不良及沾污附着等问题 液晶材料与技术 液晶材料与技术 OLB工程中 玻璃基板很硬 ACF粒子不能压入基板之内 但是PCB的连接电极是铜箔 很软 厚度在数十微米 相当厚 微小且很硬的导电粒子很容易被压入其中 结果不能获得良好的电气连接 另外 PCB的材料为玻璃环氧树脂 耐热温度仅为130 相当低 承受不了TAB压接中的高温 因此 需要采用可适应150 左右的低温ACF 这种ACF种的导电粒子采用与TAB连接相同的树脂球 但表面采用的是Ni Cu转换电镀 且含有镍及焊料等的微细金属粉末 液晶材料与技术 压接设备基本和OLB工程的相同 ACF贴附 PCB侧连接电极处贴附裁短的ACF或按定尺整体贴附ACF 与TAB的输入端电极对位 加热预压接加热 加压 本压接 液晶材料与技术 涂硅胶工程 为防止屏电极露出的部分腐蚀 或灰尘附着引起电极短路 弯曲及振动摩擦引起的断线等 在屏电极露出的部分及TAB电极等表面 需要涂布紫外线固化树脂 硅树脂 丙烯酸系树脂 氨基甲酸乙醇系树脂等 采用简易型涂布装置 手动涂布 所用的注射分配器采用高压力的干燥空气和真空 通过对置于圆筒状容器中的中空针头的端部加压 减压 进行适量的涂布 液晶材料与技术 有的是采用相同的涂布原理 将显示屏固定于可动台上 对显示屏位置和注射分配器的涂布轨迹等条件编程而进行自动涂布 为了适应日益多样化的液晶显示器的用途要求 从提高可靠性出发 作为防腐蚀和保护目的 正从传统的硅树脂涂布改用防水性能和防渗透性更优良的氨基甲酸乙酯系树脂涂布 液晶材料与技术 矽膠塗佈 避免異物進入隔絕空氣 水避免外界直接接觸 材質 Silicone Epoxy UVglue 液晶材料与技术 端子焊接 熔接金屬 錫鉛合金 製程參數 溫度 壓力 加熱時間 輔助器材 焊油 治具 對位方式 機械 定位PIN 液晶材料与技术 液晶材料与技术 端子焊接 輔助器材 烙鐵 焊油 液晶材料与技术 焊油的作用 1 去除表面氧化物 2 預防銲錫表面氧化 3 增加表面沾濕能力 液晶材料与技术 Soldering檢查 輔助器材 放大鏡 立體顯微鏡 液晶材料与技术 製程流程 說明 1 PANEL 液晶材料与技术 製程流程 說明 2 液晶材料与技术 2009CB623602 液晶材料与技术 后工程 OLB工程PCB工程组装工程老化工程终检工程 液晶材料与技术 液晶材料与技术 组装工程包括安装背光源 显示屏外框 应需要还要安装防止显示屏错动的紧固螺钉等 针对出厂时预先贴附与显示屏的保护膜 剥离掉靠近背光源一侧的部分 为了防止漏光并更容易与外框固定 要在实装驱动IC部位的背面贴附黑色胶带 在显示屏表面的四周边贴附橡胶薄带 完成这些工序之后 根据模块构造将TAB及PCB等向背面弯折 液晶材料与技术 在该工程剥离保护膜会发生静电 一旦这些灰尘 颗粒进入背光源和显示屏的间隙中 则会产生具有点缺陷的不合格产品 另外 这些灰尘 颗粒等还会引起偏光片的划伤等 因此 必须采取措施抑制这些灰尘 颗粒的发生 上面组装工程几乎都是手动完成 批量产品利用传送带进行流水作业 一部分高附加值产品及大型电视用屏的组装也有的采用单元式生产方式 所有工程由一个作业者负责的组装方式 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 液晶材料与技术 13老化 老化工程是在苛刻的温度环境下 对可能发生的温度相关性不良 以及热膨胀引起的电气的 机械的不良等 进行检出的检查工程 老化并非破坏性试验 在液晶显示器的工作补偿温度范围内 40 50 在亮灯的状态下进行 老化过程中模块内部温度有相当程度的上升 需要周围氛围温度保持一定的恒温箱 或者温度保持一定与外界隔绝的小室 检查是在亮灯状态下进行 还需要信号源 信号分配装置及电源装置等 液晶材料与技术 将检查合格的模块装入老化炉中 接好信号卡 对模块进行老化处理老化温度 50 5 老化时间 6 5小时 液晶材料与技术 14终检 老化结束的完成品 还要进行亮灯检查和外观检查 对包括屏显示不良在内 要对所有不良项目进行检出 此外 还要对驱动时的电流值 电压值进行确认 该工程被称为 最终检查工程 是决定模块质量的重要工程 液晶材料与技术 终检不良项目 不良 外观不良 亮灯外观不良 所有尺寸都应规格化 不能有划伤 沾污等 利用数据判定 外观不良 外观不良显示 尺寸 显示不良数 位置等都要符合规定 利用数据判定或与标准样机比较来判定 与标准样机比较来判定 均不能出现 显示盲区 浅淡 短路等 姆拉的大小 浓淡差别符合规定 根据有无来判定 液晶材料与技术 1 亮灯检查 出画异常 调灰不良 脱黑 漏光 灰尘颗粒 线缺陷 点缺陷 亮度斑驳 显示斑驳等 2 外观检查 部件有无忘记遗漏 贴附位置不良 螺钉浮动 沾污 斑锈 疵点 裂纹等 另外 在最终检查中还要进行各种应力 振动 冲击 面压等 试验 液晶材料与技术 点欠术语辉点 单色L0上 透过5 的ND膜也可以看见的明亮的像素灭点 各单色L63上可以看见的暗像素 液晶材料与技术 点灯检查图案及检查项目 横向灰度 线缺欠 灰度不良 块缺欠 全白 全黑 显示不良 L0 L1 L62 L63 液晶材料与技术 纵向灰度 Y白线欠 灰度不良 块缺欠 显示不良 L0 L1 L62 L63 液晶材料与技术 黑窗 残像消失时间 5秒 L63 液晶材料与技术 窗口 画面中央为黑窗 周围是中间色调的单色画面 交叉串扰 液晶材料与技术 闪烁 检查 调整 液晶材料与技术 单色画面 L63 灭点 灰尘 盒内污 白点 多棱镜板划伤 辉度姆拉 色姆拉单色画面 L31 白姆拉 黑姆拉 浅线欠单色画面 L0 辉点 异物 老化姆拉 黑矩阵脱落 注入口白斑 星空辉点汉字 动作稳定度 视角方向 液晶材料与技术 纵彩条 动作稳定度 液晶材料与技术 分割灰度 点欠点 线欠点 液晶材料与技术 横彩条 动作稳定度IDD1 正常值105 145 液晶材料与技术 栅格 动作稳定度IDD2 正常值160 200 液晶材料与技术 外观检查 边框 变形 玷污 伤痕 错位 镶嵌不良屏表面无划伤 异物 气泡警告标签 废弃标签 批次标签粘贴正确输入连接器无裂纹 崩边 破碎 针弯曲黑框无变形 破损背光源无变形 玷污 划伤螺钉紧固可靠 液晶材料与技术 MODULE引起的显示不良代表实例 不良项目 背光源异物特征 缺陷部位在ARRAY图案里 解析方法 MODULE解体后确认是否由背光源导致 特定 有异物 液晶材料与技术 不良项目 背光源不均特征 荧光管部位和其它部位相比具有亮度差 解析方法 MODULE解体后确认是否由背光源导致 特定 荧光管有不均 液晶材料与技术 不良项目 背光源不均特征 亮度不均 老化时易发生 解析方法 MODULE解体后确认是否由背光源导致 特定 光学膜层有褶皱 液晶材料与技术 不良项目 周边受压形成的不均特征 模块组装时 由于机械压力造成的不均 全黑画面下可见周边部位比较明亮 解析方法 确认屏是否发生扭曲 更换屏蔽板 更换背光源 特定 屏扭曲 屏起因 屏蔽板更换后不均消失 MODULE