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LCM生产 发行版次01文件编号WI-PE-6016 修订版次00第 33 页 共 35 页LCM显示器有限公司生产部LCM培训教材作成：_日期：_审批：_日期：_目录第一章 L CM的基本知识一LCM的定义和特性二LCM的结构及连接方法三LCM的驱动原理四LCM显示的采光技术五LCM构成的主要元器件第二章 LCM制作一 LCM流程图二 LCM工艺流程概述三 LCM产品检验标准及检验方法四 LCM简单故障排除第三章 LCM生产工艺控制一 SMT生产工艺控制二 COB生产工艺控制三 HS生产工艺控制四 组装工艺控制及技巧第一章 LCM的基本知识一 LCM的定义和特性 液晶显示器件是将液晶显示器件、连接件、集成电路、控制驱动电路和PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件；通常将点阵型液晶显示器件和驱动器做在一块成套出售，这种产品称为液晶显示模块或模组（LCM：Liquid Crystal Display Module）。二 LCM的结构和连接方法1 LCM的装配结构原理液晶显示器件是用透明导电玻璃做基板粘合而成的，外引线是透明电极，液晶显示器件只有将驱动电路的电场信号施加到ITO导电电极上，才能实现显示器件的显示，因此，LCM的装配结构原理就是将液晶显示件的导电电极与驱动电路的电场信号连接起来。2 LCM外引线连接方法液晶显示器件装配中的连接方式有：导电橡胶连接、金属插脚连接、热胶片连接、直接集成连接。（1） 导电橡胶连接这是一种可以称之为传统的普通连接方式。液晶的外引线是ITO导电膜，不能焊接，但是利用一条导电橡胶条却可以轻而易举的将LCD和线路板（PCB）连接起来，使用导电橡胶连接时，必须用一结构件将LCD与导电橡胶和PCB板固定在一起，这就是压框的功能，一种压框是用硬塑料注塑而成，另一种压框则是用金属冲压而成。（2）金属插脚连接由于人们习惯和信赖焊接式连接，为此，设计了金属插脚的连接方式，将金属插脚固定在LCD外引线上，既可以直接将LCD焊在PCB板上，也可以将LCD插在PCB板的插座上，插脚一般不是由客户安装，而是由LCD生产厂装好的，其安装结构是在LCD外引线上点一银浆点，再将插脚插上，固化后再在整个插脚步上涂一层绝缘环氧胶，从其结构看插脚方式连接主要适合反版LCD，即适合观看面是窄玻璃，外引线向上的LCD，以免插脚高出LCD上表面，在使用中还应注意： 插入插座时应按住插脚端插入插座，且插入方向应垂直，不能摇动着插入，还应避免反复插拔，以免插脚与LCD的连接松动。 焊接时，应用低熔点焊锡，快速焊好，而且不能反复多次拆焊，以免过热而使插脚与LCD导电膜接触受损。插脚是由金属冲压成型制成的。由于插脚由金属冲压而成，插头总有一定的宽度，所以，不能适用任意引线尺寸。常用的规格尺寸有间距2.54mm，2.25mm，2.00mm，1.80mm和1.5mm等。（3）热压胶片连接又称软膜连接，这是一种使用方便可靠的最新连接方式。热压胶片的关键是在导电条之间的热压胶，它在一定温度下经压力可以和玻璃、环氧板等各种牢固的粘接在一起。而且，时间越长，粘接越牢固。下表是热压胶片的典型性能参数：性 能参 数规范条件导电条电阻3k或更高900/常规条件绝缘电阻1108常规条件绝缘强度大于AC.250V,1min电极间隙0.6mm剥离强度大于600g/cm90剥离，50mm/min工作温度范围-20+70240h储存温度范围-20+70 240h推荐保管条件8个月密闭、阴冷、避光小于25条件下这种热压胶片的连接、使用方法是：将保护膜撕掉，将一端胶面贴在LCD玻璃上，另端贴在PCB板上，在110130（实际胶面应在180200）条件下加压力30kg/cm2约5s左右即可。由于片基是柔软的，所以在使用时固定起来非常方便，而且安装厚度非常薄。（4）直接集成连接（COG：Chip On Glass）这里的集成连接，是将LCD与IC电路直接连接在一起。而连接后的整体仍然还要和PCB板连接在一起。将LCD外引线集中设计在一很小的面积上，将LCD专用的LSI-IC专用芯片粘在其间，用压焊丝将各端点按要求焊在一起，再在上面滴铸一滴封接胶即可。而IC的输入端则同样也设计在LCD外引线玻璃上，并同样压焊到芯片的输入端点上，此时，这个装有芯片的LCD已经构成了一个完整的LCD模块，只要用热压胶片将其与PCB连在一起就可以了。这是一种高度集成、微型、薄型的连接方式，在当前微型化仪表发展中具有广泛的应用前景和极高的使用价值。三 LCM的驱动原理 1液晶显示器件LCD的显示原理是：具有偶极矩的液晶棒状分子在外面加电场的作用下其排列状态发生变化，使得通过液晶显示器件的光被调制，从而呈现明与暗或透光与不透光的显示效果。液晶显示器件中的每个显像素都单独被电场控制，不同的显示像素按照控制信号的”指挥”便可以在显示屏上组成不同的字符、数字及图形。因此建立显示所需的电场以及控制显示像素的组合就成为液晶显示驱动器和液晶显示控制器的功能。2LCD的驱动方式液晶的显示是由于在显示像素上施加了电场的缘故，而这个电场则由显示像素前后两个电极上的电位信号合成产生，在显示像素上建立直流电场是非常容易的事，但直流电场将导致液晶材料的化学反应和电极老化，从而迅速降低液晶的显示寿命，因此必须建立交流驱动电场，并且要求这个交流电场中的直流分量越小越好，通常要求直流分量小于50mV。在实际应用中，由于采用了数字电路驱动，所以这种交流电场是通过脉冲电压信号来建立的。显示像素上交流电场的强弱用交流电压的有效值表示，当有效值大于液晶的阈值电压时，像素呈显示态；当有效值小于阈值电压时，像素不产生电光效应；当有效值在阈值电压附近时，液晶将呈现较弱的电光效应，此时将会影响液晶显示器件的对比度。液晶显示的驱动就是用来调整施加在液晶器件电极上的电位信号的相位、峰值、频率等，建立驱动电场，以实现液晶显示器件的显示效果。液晶显示的驱动方式有许多种，常用的驱动方法有静态驱动法和动态驱动法。（1） 静态驱动法 静态驱动法是获得最佳显示质量的最基本的方法，它适用于笔段型液晶显示器件的驱动。这类液晶显示器件的电极结构，当多位数字组合时，各位的背电极BP是连在一起的。静态驱动法的电路中，振荡器的脉冲信号经分频后直接施加在液晶显示器件的背电极BP上；而段电极的脉冲信号是由显示选择信号与时序脉冲通过合成产生。当某位显示像素被显示选择时，该显示像素上两电极的脉冲电压相位差180 ，在显示像素上产生2V的电压脉冲序列，使该显示像素呈现显示特性；当某位显示像素为非显示选择时，该显示像素上两电极的脉冲电压相位相等，在显示像素上合成电压脉冲为0V，从而实现显示的效果。这就是静态驱动法。为了提高对比度，适当地调整脉冲的电压即可。（2） 动态驱动法 当液晶显示器件上显示像素众多时（如点阵型液晶显示器件），为了节省庞大的硬件驱动电路，在液晶显示器件电极的制作与排列上作了加工，实施了矩阵型的结构，即把水平一组显示像素的背电极都连在一起引出，称之为行电极；把纵向一组显示像素的段电极都连起来一起引出，称之为列电极。在液晶显示器件上每一个显示像素都由其所在的列与行的位置唯一确定。在驱动方式上相应地采用了类同于CRT的光栅扫描方法。液晶显示的动态驱动法是循环地给行电极施加选择脉冲，同时所有显示数据的列电极给出相应的选择或非选择的驱动脉冲，从而实现某行所有显示像素的显示功能，这种行扫描是逐行顺序进行的，循环周期很短，使得液晶显示屏上呈现出稳定的显示，人们把液晶显示扫描驱动方式称之为动态驱动方式。在一帧中每一行的选择时间是均等的。假设一帧的扫描行数为N，扫描时间为1，那么一行所占有的选择时间为一帧时间的1/N。在液晶显示的驱动方法中把这个值，即一帧行扫描数的倒数称为液晶显示驱动的占空比（duty），用d表示。在同等电压下，扫描行数的增多将使液晶显示的占空比下降，从而导致了变电场电压有效值的下降，降低了显示质量。因此随着显示屏的增大，显示行的增多，为了保证显示的质量，就需适度地提高驱动电压或采用双屏电极排布结构以提高电场的电压有效值或提高占空比。在动态驱动方式下，液晶显示器件某一位置上的显示像素的显示机理是由行选择电压与列显示数据电压合成实现的即要使一位置如（I , J）点显示，就需要在第I列和第J行上同时施加选择电压，以使该点变电场达到最大。但是此时除（I , J）点外第I列和第J行上的其余各点也都承受了一定的电压，把这些点称为半选择点，若半选择点上的有效电压大于阈值电压时在屏上出现不应有的显示，使对比度下降，这种现象叫”交叉效应”。在动态驱动法中解决”交叉效应”的方法是平均电压法，即把半选择点和非选择点的电压平均化，适度提高非选择点电压来抵消半选择点上的一部分电压，使得半选择点上电压下降，提高显示的对比度。由于电压平均出现一个量叫偏压比（bias），用b表示。3 LCD驱动电路的原理（1） 驱动电路原理 动态驱动法采用的是等频脉冲序列驱动波形，所以在电路上比较容易实现。在驱动器电路的结构上可分成逻辑电路侧和液晶驱动电路侧。逻辑电路侧电源与MPU系统的逻辑电源一致，保证了驱动器数据通道和受控信号与控制电路的接口。逻辑电路侧将完成显示数据的传送及到位后的锁存等，其接口信号有：显示数据输入口（DI）和输出口（DO）、数据移位脉冲（CP）、数据锁存脉冲（LP）等数据与控制信号。液晶驱动侧是动态法的具体实现，当显示数据被锁存进锁存器后，锁存器的输出实现了工作电源的转换。这些数据进入液晶驱动电路作为选择、非选择信号控制着输出的驱动波形的峰值电压。而峰值电压将由偏压输入端的电压确定，驱动的波形由交流波形信号输入端调整。驱动侧具有若干路驱动输出。该输出量决定了该驱动器的带载能力，所以输出量总是出现在驱动器的名称内。XX路液晶驱动器。液晶显示驱动器按用途分为行驱动器和列驱动器。这两类驱动器的工作原理和基本结构是相同的，不同的是： 输入数据的性质不同。列驱动器的数据为列选择信号。列驱动器的数据输入方式有如下三种：1位串行输入方式，2位或4位并行输入方式。并行输入方式适应大屏幕的列数据传输。行驱动器只有1位数据即帧信号，用于扫描行的选择。 移位时钟的不同。列驱动器移位时钟的作用是把数据送入相应的位置上，行驱动器的移位时钟作用是为了实现扫描行的更换。这种更换必须在新的扫描行上所有的数据就位后锁存时进行，也就是说列驱动器的锁存脉冲正是行驱动器的移位脉冲。 非选择偏置电压的设置不同。 输出波形相位的不同。（2） 驱动电路组成形式无论是行驱动器还是列驱动器，其驱动能力，即负载能力都是有限的。一般所见的驱动器没有超过80路输出的，所以在大规模点阵液晶显示器件的驱动电路中需要多片驱动器的组合。这种组合的控制时序信号基本是不变的，但数据的传输方式将根据驱动器组之间的数据传输方式而定。这种数据的传输主要是针对列显示数据而言，常见到的有两种数据传输方式：串行数据传输方式和并行数据传输方式。 串行数据传输方式此方式常见于1位串行数据接口的列驱动器的连接方式中。该方式下各驱动器的移位寄存器以串联形式连接，显示数据将通过该组串联移位寄存器在移位脉冲的作用下传输就位。 并行数据传输方式并行数据传输方式有2位并行传输、4位并行传输，也有10位并行传输，其驱动器必须具有并行接口，在此方式下各驱动器的数据口并联。每个驱动器都有两面个信号，一个是在输入端，一个是在输出端。上一列驱动器的使能输出接至下一列驱动器的使能输入端。这两个使能信号的作用是使输入信号有效，启动本驱动器开始接收数据，当驱动器数据接收满额时，驱动停止接收数据并向外部发出一个数据已满的信号，启动下一个列驱动器，使其招收数据。在第一个列驱动器的输入信号端上将根据驱动器的要求接至高电位或低电位，自动启动或由控制电路提供。这种方式的原理类同于多I/O设备的菊花链式优先权排队电路，所以并行数据传输方式也被称为菊花链数据传输方式。（3） 分压电路在动态驱动方式中，偏置电压的设置是非常重要的。根据所需的偏置电压系数I/b，把液晶驱动电压ULCD均分为不同的电压档次，这就是偏置电路的生成电路（分压电路）的功能。分压电路归纳起来有两种常用的电路形式：电阻分压电路和运算放大器分压电路。 电阻分压电路各驱动器的偏置电压由电阻分压电路提供。电阻值的选择取决于液晶显示器件的工作电压范围及其功耗的要求。由于液晶显示器件可等效为一个电容，所以由分压电路提供的驱动输出波形将随负载电容的充、放电特性而变形。为了减小这种变形，就需要减小负载的充、放电时间常数。减小分压电路的电阻值可实现这个目的，但是功耗将随之上升。有时为了减小输出驱动波形的变形，不得已只好牺牲功耗要求了。为了沽小驱动波形变形，还可以在电阻两端并入电容，但效果是有限的。如果用电阻以减小功耗，大电容改进波形，则会引起驱动器输出电压的下降，这是液晶显示驱动所不允许的。点阵型液晶显示器件驱动器的负载是复杂的，它随显示状态的变化而变，因此分压电阻必须结合所用的液晶显示器件的特性及其对功耗的要求而确定。一般电阻值在几百至几千欧姆范围内选择，电容则要求小于或等于0.1uF。 运算放大器分压电路随着液晶显示器件的规模增大，驱动器的负载随显示状态的变化而大幅度地变化，这就把偏置电压生成电路的稳定性放在了重要的位置上，而电阻分压电路难以满足这个要求。运算放大器组成电路的稳定性较为理想。运算放大器电路应用了运算放大器高输入阻抗、低输出阻抗的特性，组成了阻抗变换形式的跟随器电路。液晶显示所需的偏听偏压仍由运算放大器输入部分的电阻分压产生，但阻值可采用高阻值，如R=10k，VR=20 k。驱动器的偏压输入则由运算放大器低阻抗输出提供，从而使电阻值大大减小，保证了输出驱动波形的质量。在分压电路中可调电阻VR是用来调整液晶显示器件的显示对比度的。在初次调试液晶显示控制电路及驱动程序之前，首先要做的就是调节VR，使得显示屏底色（或称背景光）对于未通电时有较明显的变化。底色不宜过深，过深容易把显示的内容覆盖掉；但也不宜过浅，以至连字符都因显示过浅而看不出来。（4） 温度补偿电路液晶材料对温度是比较敏感的，不容忽视的是温度对液晶阈值电压的影响，它直接影响着显示对比度。一般液晶材料都具有负温度系数。温度的升高将导致阈值电压的下降，使得不显示的位置也变得可见了；相反，温度的下降使阈值电压升高，使得该显示的位置也变得模糊不清了。因此液晶显示器件在宽温场下使用时，就需要随温度的变化适量的调整偏置电压，使得驱动电压适合于阈值电压的变化。在偏置电压生成电路中增加补偿电路，可望在温度补偿原理一样，它利用了如电阻、二极管、三极管等元件的温度系数在分压电路中的影响（若在较大的温度化范围内，这些元件难以补偿），有时需要像热敏电阻一类的热敏元件来实现电路的温度补偿。4 LCD控制电路的原理液晶显示控制用于点阵型液晶显示驱动的控制，该控制器属于计算机I/O设备接口，受控于MPU，操纵着液晶显示驱动器，以实现在点阵型液晶显示器件上的各种显示功能。它的使用使MPU摆脱了繁琐的显示控制，使得点阵型液晶显示器件更加适用于智能化系统中。控制器的特点可归纳为： 具有简捷的MPU接口，控制器对MPU呈现一般并行接口的通用特点。 具有一套完整的逻辑控制线路和时序发生器，可完成显示缓冲区的管理功能和实现对各种功能的控制。 具备功能齐全的控制指集，可以方便地通过编程实现MPU对控制器本身乃至液晶显示器件的显示功能的控制。 具有显示数据的传输能力和时序脉冲信号的发送能力，可直接控制液晶显示驱动器。在结构上液晶显示控制可分为接口部、控制部和输出部三个组成部分。（1） 接口部接口部用来接收MPU发来的指令和数据，并向MPU反馈所需的数据信息。接口部具两个通道口，一个为指令通道口；另一个为数据通道口。指令通道口用来接收并暂存MPU发来的指令码，等待控制器内部逻辑电路译码以实现相应的功能。该通道还连接”忙”（busy）标志寄存器。标志”忙”表示当前控制器内部的操作状态。MPU可以通过读出指令通道来取出”忙”标志，用以决定何时对控制器操作。数据通道口是用来接收和发送显示数据的。MPU可以通过数据通道口访问显示缓冲区，控制器的指令多带有参量的补充，比如光标地址指针的设置，设置指令后要紧跟两个字节的地址参量的输入。这类参量也要通过数据通道口传输到相应的参量寄存器中，此时的指令代码犹如寄存器的选择代码，以选通各类参量寄存器。在接口部除了引出8位数据总线外，还有几条控制信号的输入线，如读写控制信号、片选信号、通道口选择信号、使能信号以及复位信号等，某种型号的控制器都是为了适应某系列MPU而设计接口部及信号线的。（2） 控制部液晶显示控制器具有独立处理信息的能力。液晶显示控制部就是这种能力的实现电路。具有独立的时序振荡器和逻辑控制线路，从而实现对显示缓冲区RAM的管理和对字符发生器的设置；实现对液晶显示驱动器的各种时序脉冲信号的产生，并可根据参量寄存器的某些状态将不同显示缓冲区的数据进行某种规律的组合，然后发送出去，以实现各种显示的效果。任何一种显示器件的显示都需要建立显示的缓冲区，液晶显示器件也不例外。为了不占用MPU的内存资源，液晶显示控制器具备管理RAM的能力。由于显示的缓冲区随显示画面的大小变化，所以显示的缓冲区一般都不集成在控制器内部而是以控制器的周边电路形式与控制连接。因此控制的引脚除了电源功能及某些硬件设置功能外，主要的是对显示缓冲区的管理，一般具有16位地址输出线、8位数据线以及读、写控制输出线等。显示缓冲区的作用是保存当前的显示数据。显示屏上的液晶像素点阵在该区都有相对应的单元。在字符方式下，显示缓冲单元存储着当前显示字符代码，控制器根据代码确定字符发生器地址的高8位，并把该地址的一组字符字模送到显示屏上对应的位置显示。在此方式下，缓冲区单元（一个字节）对应着显示屏上的一个字符位块（如57点阵）。控制器在具有合成显示功能时，显示缓冲可能划分出字符显示区和图形显示区。这种划分一般是通过设置指令来设置各区的首地址及长度。当缓冲区分配完成后，各显示区的性质就确定下来了，而且与显示屏位置的对应关系也就确定下来了。在同一显示屏的显示画面上，字符显示区和图形显示区的空间大小之比一般为18（字符为88点阵时）。控制器内嵌有100多种常用的字符、数字、符号等的字符发生器CGROM。为了满足用户的需要，控制器还应具有管理外部扩展的字符发生器CGRAM和CGROM的能力，用户可充分利用这个区域建立自定义字符的字模库以实现特殊的显示要求。（3） 驱动部驱动部是控制器对液晶显示模块的接口。它向液晶显示模块中的驱动器提供所需的帧扫描信号，行、列移位脉冲，行、列锁存脉冲，列显示数据信号以及驱动器交流驱动波形信号等输出信号。驱动部在刷新地址指针的寻址下把显示数据送至显示混合电路，在并/串电路中转换成串行显示数据形式输出。输出的脉冲时序由时序发生器产生。液晶显示模块对控制次序的配置是有要求的，控制器并不是适用于各种驱动器，所以液晶显示模块所使用的驱动电路形式限制了控制器，这种限制主要体现在对控制驱动部的数据输出方式有一定的要求。（4） 指令集控制器具有一套专用指令，用以MPU对其进行操作。指令集一般可以分为三大类。 系统工作设置类此类指令为系统工作方式的设置、显示缓冲区划分等。 显示方式设置类此类指令为显示状态、显示方式、显示合成和光标显示设置等。 数据操作类此类指令有地址指针设置、地址指针变化方向设置以及读、写操作命令等。四LCM显示的采光技术液晶显示器件是被动型显示器件，它本身不发光，而是靠调制周围的外界光实现显示的。外界光是液晶显示的必要条件。所以，巧妙的解决采光，不仅可以提高液晶显示的质量，而且会大大扩大其应用领域。一般说来，LCD的采光主要利用周围自然光和设置背光源两大类。1自然光采光技术利用环境光是最省事、最便宜的方法。大部分的计数、计时、仪表、计算器等计量显示器件都是用周围自然光为光源。它是靠LCD背面的反射膜将射入的自然光从正面反射出来完成的其缺点是，显示清晰度受周围光的影响很大。为了减少这些影响，在使用中要注意： 显示窗应尽量突出，不要凹向面板内。 显示器件应装在机器受光面最多的正面。较大的机器，应做成扁平状，显示器应装在上面，避免装在侧面。2 设置背光源的采光技术 设置背光源则可以取得稳定、清晰的显示，即使有环境光极差的条件下，也能得到清晰的显示。不过，由于背光源增加了功耗，选用时还需谨慎，不要轻易设置。（1） LCD对背光源的要求 对液晶应有较好的透光率； 重量轻； 要薄而不易损坏； 亮度均匀一致的面光源最好； 成本低； 光色悦目，基色丰富，可以调节亮度； 功耗小，供电容易。（2） 照明光源通常用作LCD背光源的照明光源如下表所示。形 状光 源色 调效 率(1m/W)寿 命（h）特 点优 点缺 点点 状小型白炽灯卤素灯LED2800K3000K红、绿（700550nm）20(20W)30（1500W）0.141.64(3W)(GaP时)10002000 最简单，小型，低价格，可调光，寿命长，不发热。 长波端分光特性不好，不适用彩色化，单色。线 状冷阴极荧光灯热阴极荧光灯红、绿、蓝（RGB）70（14W）5085（42200W）200050007000 在可见光区内光谱峰值为复数、可任意选择，适于彩色显示，寿命长，亮度高。 难于调光，发热。面 状扁平荧光灯7000K红、绿、白色35W110Mw/cm2200010005000 没有亮斑，分光特性好。 笨重，装配困难，寿命短。最近，由于膝上机、OA设备及LCTV的发展LCD背光源有了很大发展。其中，较为实用的是： 塑料膜型EL； 三基色扁平荧光灯。在用于彩色LCD时，为了取得好的色还原，对背景照明的分光光谱分布要求均匀，还需对彩色滤色膜与灯光的匹配进行精心的设计，这就是背景采光技术。（3） 采光技术边光式，即在显示器件的侧面，将光源按线型配置，还要在显示器件的背面配置上特殊设计的散射板或反射板等光学板，以使LCD显示时背景光源均匀一致。背光式，则是在显示器件整个背面配置一个面光源。这个面光源可以是一个连续的整体面光源，也可以是一个大量点光源连成一片的点阵光源，当然后一种方式还要配置一片匀光用的散射板。不同的应用应该选用不同的光源，几种主要的背光源如下： 白炽灯这是一种最简单的光源，它是靠钨丝通电发热而发光的，所以称为白炽灯。光源虽然简单，但却可以适用于彩色显示，特别是红、黄、橙色等暖色调显示更为合适。白炽灯的安装一般多采用背射式及边光式。白炽灯供电简单，无论是交流还是直流均可以使用。 LED这是一种寿命最长、功耗又小的背光源，它是靠半导体PN结离子注入而发光的，可以显示红、绿、橙三色，还可以进行光色转换。它也有背光式和边光式两种安装方式。LED的供电方式与其特性有关。LED属电流型器件，而且，当电压超大型过其正向压降后电流会呈指数上升。所以，电路中必须串入一个限流电阻。用LED作背光源时，一般总是用好几个。因此可以使用串联供电，此时电压为每支管电压之和；也可以用并联方式供电，此时，电压为单支管子工作电压，而电流却是各支管子工作电流之和；当然还可用串并联方式供电。LED对电源的要求也不高，直、交流均可，不过，交流时只有正向半波时才起作用，反向半波时，LED截止。为了取得与直流供电时相同的亮度，电压与电流均应提高，保持与直流供电时相同功耗水平才可以。 电致发光（EL）这是一种面发光的冷光源，它是靠荧光粉在交流电场下激发而发光的，可以做得很大很薄，而亮度又非常均匀。但亮度不高。其安装容易，只要插在LCD与线路板之间即可。由于EL大部分是交流型器件，电压又高，与LCD采用整机所用的电源不匹配。为此，在供电时需配置一个能将1.5V6V的直流转变为100150V，50Hz1kHz的逆变电源。 热阴极荧光灯（VFD）这是一种低压、热阴极、平板型荧光灯。当阳极通以适当的直流或脉冲电压时，热阴极发射的电子会经栅极加速而轰击阳极上的荧光粉涂层，激发其发光。这种荧光管体积稍厚，安装时要制作一定的结构件。 冷阴极荧光灯（CFD）这是一种依靠冷阴极气体放电激发荧光粉而发光的光源，由于稀薄气体在高压下会被电离，被电离的气体离子具有足够的能量可以激发玻璃壁上的荧光粉涂层而发光。它可以制成白色或三基色的高亮度背光源。由于它使用高压供电，所以在安装、使用时要加倍小，避免与模块其他部件接触，以损坏其他器件。冷阴极荧光管做背光源的安装也有背光及边光两种方式。这是一种高亮度、高呈色性LCD背光源，它广泛应用于图形点阵模块上。LCD的背光源虽然并非LCD的主体技术，但是随着LCD应用领域的扩大，其重要程度已经与日俱增，不同类型、不同用途的背源被一代代开发出来，LCD采光技术将会有更新、更快的发展。五. LCM构成的主要元器件 液晶显示器模块作为一个独立的显示单元，只有液晶显示屏（LCD）是不可能成为显示单元的，它必须包括有驱动液晶显示屏各像素的中大规模集成电路（IC），连接集成电路IC和液晶显示屏的印刷电路板（PCB），以及连接LCD屏和PCB板的金属壳、导电胶条、热压柔性导电带和其他的电阻、电容、半导体器件、背光源、插接连接件等。液晶显示器最大的特点是平面显示，要求LCM体积小，重量轻，可靠性高，便于安装和使用。在LCM加工中采用先进的表面贴装工艺（SMT）裸芯邦定工艺（COB）、TAB工艺、COG工艺，所采用的元器件及其他部件应是较薄的平面化封装方式，体积小，重量轻，可靠性高，便于安装和使用。1 液晶显示屏模块制造中对液晶有具体的要求，LCM中的LCD屏有三种：TN扭曲型、STN超扭曲型、TFT型。LCM中的LCD屏从显示内容分有：字符型、字段型、图形型、字段和字符混合型四类。LCM和LCD屏从引线结构分有：正版导电橡胶胶型、反版热压条柔性带型、反版插脚型。LCM中LCD屏显示采光方式分有：反射型、半透半反型、透射型。LCM和LCD屏显示方式分有正像显示（白底黑字）和负像显示（黑底白字）两种。2 印刷线路板 印刷线路板是一种附着于绝缘基材表面，用于连接电子元器件的导电图形，英文名称为Printed Circuit Board，简称PCB，它在保证电子安装板的电气、热和机械的可靠性方面起着重要的作用。随着电子产品安装技术的不断进步，电子元器件在PCB板上的安装方式已从单一的通孔插装，逐步演变为表面安装或插、贴混合安装，在PCB的双面贴装元器件的产品越来越多。（1） LCM用PCB特点LCM采用的PCB具有如下特点： 高密度为了适应表面安装元器件细间距、多引线技术的发展，PCB布线密度也逐渐加大，目前元器件的引线间距由0.762mm到0.635mm到0.508mm到0.381mm到0.305mm过渡，PCB板的线宽和线间距减少到0.150.1mm。多引线，细间距元器件的应用，大幅度地提高了PCB板的安装密度。表面贴装的PCB板与传统的插接印刷相比，面积减少60%，重量减轻了80%，电路的逻辑密度提高了五倍以上。 小孔径表面贴装PCB中，大多数金属化孔不用来装插固定元器件，而是用来实现各层电路的贯穿连接。随着元器件组装密度不断提高，板面布线密度也大幅度提高，孔径日趋减小，一般金属化通孔直径为0.600.30mm，并向0.300.10mm的方向发展。 多层数随着电子元器件集成度和组装密度的不断提高，电子元器件小型化和超小型化，PCB板不仅适用于单层、双面板，而且在高密度布线的多层板上获得大量应用，层数高达68层，LCM中达4层。 优良的传输特性电路工作在高频中的发展，对PCB板的特征阻抗以及表面绝缘电阻、介电常数、介质损耗等高频性能提出了更高的要求，对PCB基材提出更高要求。 高平整、高光洁度由于元器件直接贴装在PCB板上，对板面提出了更高的平整度和高光洁度要求。表面粗糙、组织纤维布纹的凸凹都会引起表面安装元器件粘贴不牢、焊接不良，甚至脱落失效。由于PCB板的翘曲不仅对表面自动贴装和焊接定位有直接影响，而且还会因变形使片状元器件及焊点产生微小裂纹，导致电路失效，一般要求PCB在静态焊接之前翘曲度允许小于0.3%，要求在选材、拼板、制造过程中，选择尺寸稳定性好、翘曲度小、综合性能优异的基材。 尺寸稳定性好在元器件贴装中，PCB板的热膨胀，在元器件的电极形成应力，这种应力导致元器件损坏或焊点失效。因此，基材的热膨胀系数是PCB板设计、选材时必须考虑的重要因素之一，要求PCB板尽可能小的膨胀系数，并做到元器件和PCB板的膨胀系数相匹配。印刷电路板的基材都是以环氧树脂或环氧酚醛树脂为粘合剂，以棉纤维布、纸、玻璃纤维布为增强材料，表面覆盖电解铜箔经压制而成。LCM使用PCB厚度为0.5mm，1.0mm，1.2mm，1.6mm，2.0mm等。（2） PCB的制造过程 设计人员将逻辑原理电路图，通过微机进行PCB板的布线设计，再经过CAD/CAM直接用激光扫描即光绘机生成PCB的底片。 选择需加工PCB板基板进行去污清洗。 清洗好PCB板进行光刻胶涂覆。 以加工好的PCB的线路底片进行紫外光曝光，即光刻蚀。 将光刻后的PCB 基板进行腐蚀，形成刻蚀完好PCB线路板。 按照设计要求小孔钻削。 将钻好小孔PCB进行清洗、去毛刺、孔壁调节等，再进行孔金属化。 小孔金属化的基板再进行板面镀锡或镀金。 PCB板表面电镀金属后再进行成像阻焊膜，最后焊料涂覆，热风整平。 PCB通断检查，合格品真空包装发用户。3 表面安装半导体器件LCM中所应用的各类半导体器件，包括晶体二极管、晶体三极管、集成电路中的大、中、小规模集成电路及特种半导体器件等，都使用表面安装。半导体器件，有利于LCM体积缩小，减小高度，薄型化，减轻重量，性能得到提高，可靠性提高，生产成本降低。表面安装半导体器件结构与传统SIP和DIP结构不同，下面从表面安装半导体器件的特性、封装特点等方面进行简述。（1） 二极管用于表面安装二极管的封装形式有： 圆柱形的无引线二极管，外形尺寸有1.5mm3.5mm和2.7mm5.2mm，通常用于齐纳二极管、高速开关二极管和通用二极管，采用卷带和盘式包装。这种封装功耗一般为500mW1W。其封装结构是将二极管芯片装在具有内部电极的细玻璃管中，玻璃管两端装上金属帽作正负电极。 片状二极管为一塑封矩形薄片，外形尺寸为3.8mm1.5mm1.1mm，包装采用卷带式和盘式。这种封装形式有三条翼形短引线，一般多用于封装复合二极管，高速开关二极管，高压二极管也采用这种封装。（2） 晶体管 SOT-23SOT-23的封装有三条”翼形”引线，功耗一般为150300mW，可用来封装小功率晶体管、场效应管、二极管和带电阻网络的复合晶体管。 SOT-143SOT-143外形尺寸及散热性能与SOT-23基本相同，有四条”翼形”短引线，可用来封装双栅场效应管与调频晶体管，采用卷带和盘式包装。 SOT-89SOT-89外形尺寸为4.5mm2.5mm1.5mm,具有三条薄的短引线分布在晶体管的一端,晶体管芯片粘贴在较大的铜片上,以增加散热能力,功耗为300mW2W，采用卷带和盘式包装。 TO-252TO-252外形尺寸为6.5mm10mm2.3mm，这种封装的功耗在250W，各种功率晶体管都可以采用这种封装。（3） SOP小外形封装SOP是双列直插式封装DIP的变形，这类封装有两种不同的引线形式：一种具有L形（也称”翼形”引线）；另一种具有”J形”引线，这种封装又称SOJ（J形引线小外形封装）。”翼形”引线的SOP封装特点是引线容易焊接，工艺过程检测方便，但占用PCB的面积较SOJ大。由于SOJ能节省较多的PCB面积，采用这种封接能提高装配密度，因此，目前集成电路表面安装采用SOJ的较多。采用SOP的引线距有1.27mm和1.0mm，因引线条数较少，引线距为1.27mm的有828条；引线距为1.0mm的有32条。（4）方形扁平封装（QFP）表面安装集成电路为满足SMT高密度、高性能、高可靠的要求，引线距正朝小间距方向发展。QFP是专门为小引线距表面安装IC而研制的新型封装，四边”翼形”引线。带有J形引线的方形扁平封装称为QFJ。QFP封装由于引线数多，接触面积大，具有较高的焊接强度，但在运输、储存和安装中引线容易弯折和损坏，使封装引线的共面度发生改变，影响器件引线共面焊接，因此，在运输、储存和安装中要特别细心地对引线进行保护。（5）板载芯片（COB）COB是将芯片直接粘在PCB上，用引线超声键合达到芯片与PCB的联结，然后用环氧树脂黑胶灌封料包封。COB生产成本低，体积小，薄型化，广泛使用在消费类电子产品中LCM，如电子钟表、照相机、计算机、电子游戏卡、电子温度计、电话机、传真机等，由于COB有较长的引线，寄生电感较大，不宜高频下工作。（6）带载自动焊（TAB）TAB是将芯片预先封入编带内，然后用贴片机逐个贴到PCB和热压LCD屏引线端。当SMD的引线间距在0.3mm以下时，QFP封装便难于进一步缩小引线距。采用TAB就能较好地解决半导体器件的多功能、多引线和小引线间距问题。当引线间距缩小到0.15mm时，TAB的引线多达864条。TAB是一种速度较快的封装新技术，已引起世界各先进国家的重视。TAB是将一种LSI芯片键合到载带的基带上的新型微电子互连技术，它具有以下优点： TAB封装体积小，封装体薄膜化，重量比其他封装大为减轻。 封装密度高，适宜做多引线的LSI封装。TAB的凸点电极可做到2030um，凸点中心间距可小到40um。 TAB技术使LSI内部的引线更短和更紧凑，提高了电路的高频性能。 采用TAB能方便地进行电气特性和老化特性测试. TAB有较大的引线横截面, 并有铜引线作为布线材料，因此机械强度高，接触电阻小，热性能良好。 一般的引线键合为点接触，键合强度抗拉力只有50100Mn,TAB的键合点为面接触，其键合强度为前者的10倍，具有较高的可靠性。 采用TAB技术使高密度、多功能LSI的成本降低。4. 表面贴装元件LCM所使用的表面贴装元件包括：固定电阻器、电容器、电感器和电位器等，这些元件以称无源元件。为了适应表面贴装自动产生的要求，选择合适的元件必须根据如下的要素来考虑： 合适的电特性； 在所要求的工作环境下合适的可靠性； 合适的外形尺寸与形状； 在合适的价格下市场下已能提供，且货源多途。1.固定电阻器目前市场已提供的表面贴装固定电阻，有矩形和圆柱形两种。（1） 矩形片状电阻器矩形片状电阻器由各种固体相和有机粘合剂制成的浆料，丝印在陶瓷基片上（陶瓷基片的成分通常为96%矾土（AI2O3）和4%其他氧化物的混合物），经过900左右的高温烧结而成。固体相主要由二氧化钌（RuO2）导电粉体和助熔的玻璃粉体组成。电阻膜厚视毛坯阻值而不同一般为数微米，由印刷机丝印高度和电阻浆料来控制。导电相由很多细微的导电链RuO2交叉重叠而组成。电阻浆料经印刷烧结后，导电粒子处于”部分凝聚接触”状态，在空间呈网状结构排列，形成导电通路。玻璃相是绝缘体，主要起粘接作用，将电电相粘结成一体，并牢固地附着在陶瓷基片上。矩形片状固定电阻器由陶瓷基片、电阻膜、保护膜和端头电极四大部分组成。 基片大都采用96% AI2O3陶瓷，含有碱金属。除机械强度高外，还要求基片平整，纵横划线准确，以充分保证电阻浆材料和电极浆材料印刷到位。 电阻膜采用二氧化钌电阻浆料印刷在陶瓷基片上，再经烧结而成。近年来开始采用贱金属系电阻浆料，如氮化物材料（TaN）、碳化物材料，达到降低成本的目的。 保护膜保护膜覆盖在电阻膜上，采用玻璃浆料印刷再烧结成釉，要求致密，耐潮湿，耐酸、碱，陶瓷基片、电阻膜、电极层热膨胀系数尽可能一致。 端头电极要求可焊性、耐焊性好，陶瓷基片、电阻膜附着力强。（2） 圆柱形固定电阻器圆柱形固定电阻器又称作金属电极无引线端面元件，是在高铝陶瓷基体上加金属膜或碳膜，两端压上金属帽电极，采用刻螺纹槽的方法调整电阻值，表面涂上耐热漆密封，最后根据电阻值涂上色码标志。2.固定电容器目前广泛使用在表面贴装工艺的电容器有两种：一是陶瓷系列的电容吕，另一是钽电容器。陶瓷的电容量范围一般为1pF1uF，工作电压为25200V直流电压。钽电容量范围则为0.1100uF，工作电压范围从660V直流电压。（1） 陶瓷电容器LCM中广泛使用陶瓷电容器，它具有如下特点： 实现了短、小、轻、薄化。 因为无引线，寄生电感小，等效串联电阻低，电路损耗小，高频性能好。 内电极和介质材料共同烧结，耐潮性能好，结构牢固，可靠性高。 对环境温度等具有优良的稳定性和可靠性。多层陶瓷电容是由许多交替的介质层和电极材料组成。它们是连续印刷，并在10001400温度下烧结而成的。电介质的成分为钛酸钡的混合物，而电极则为铂-银，或铂-钯-银。交替的电极被下被连接至相对端部的端接头上，以形成一级平板式电容器。介电层的数目与厚度，决定着最后的电容值，层数少至2层多到50层都是必须的，对既定的层数情况下，减少介质层的厚度会增加电容量。有两个因素决定着实际的最低厚度：一是所要求的介质击穿电压，它与厚度成反比的关系；二是可能由于内部针孔缺陷，会降低击穿电压。对于额定电压50V或更高时，要获得最佳的可靠性，介质层厚度应不小于0.025mm。如同矩形片状电阻器一样，端头用镍或铜阻挡层加以保护，以防止焊接时贵金属也电极熔化，在端头的最上面一层，被覆可焊性锡或锡铅合金。（2） 钽电解电容器当需要较高电容量值时，可采用钽电解电容器，各种钽电解电容具有最大单位体积容量，容量超过0.33uF的表面安装元件通常使用钽电解电容器，它的电解质响应速度快，外形尺寸小，主要适用于低压、小讯号场合，适合表面安装工艺。矩形钽电解电容器以高纯度的钽金属粉末为原料，与粘合剂混合后，将钽引线埋入，加压成型，在18002000的真空炉中烧结，形成多孔性的烧结体作为阳极。应用硝酸锰发生的热发生的热解反应，使烧结体表面被覆固体电解质的二氧化锰作为阴极。在被覆二氧化锰烧结体上涂覆接触电阻很小的石墨层和涂银的合金层，焊接阳极端子和阴极端子，封装成型。圆柱形钽电解电容器由阳极、固体导半导体阴极组成，采用环氧树脂封装。将作为阳极引线的钽金属线放入钽金属粉末中，加压成型，然后在16502000的高温真空炉中烧结阳极芯片，将芯片放入磷酸等电解液中进行阳极氧化，形成介质膜，通过金属线与非磁性阳极端子连接后做成阳极。然后浸入硝酸锰等溶液中，在200400的气浴炉中进行热分解形成二氧化锰层上沉积一层石墨，再涂银浆，用环氧树脂封装，打印标志后就成为产品。5. 导电橡胶条和热压导电带在液晶显示器模块中，目前广泛使用导电橡胶条和热压导电带作为液晶显示屏LCD和驱动电路PCB板之间连接主要方法，它对液晶显示器模块的可靠性及外形尺寸有直接影响。（1） 导电橡胶条典型的导电橡胶条是将一层薄的导电橡胶与一层薄的绝缘硅橡胶层交替叠在一起，热压成型后再切割而成，这种导电橡胶条好似斑马皮，又叫斑马条。它适用于高阻抗微电流工作状态，具有组装拆卸方便，耐冲击振动性好，不需焊接，低成本，高可靠，可实现高密度连接。（2） 热压导电带热压导电带名称叫法不一，有叫导电胶纸、导电膜、软排线或斑马纸等。热压导电带是利用碳或者银碳导电浆料印刷聚脂纤维薄膜上，形成导导线，再涂一层异向导电接触膜或贴着剂，形成完整的热压导电带，超细间距的热压导电带。为了防止导体氧化和短路，在导线上涂一层绿色绝望膜。按导电材质热压导电带分为两种： JC型导电线是以纯碳浆印刷而成，广泛用于两导线之间距离L0.5mm以上，阻抗值为100/以下的大型高精细的液晶显示器模块之中，图形和字符显示模块产品中大量采用。 JS型导线以9：1的银和碳浆料印刷而成，广泛用于L0.5mm以下，阻抗值为0.5/以下的大型高精细的液晶显示器模块之中。 6外框架 液晶显示器模块的外框架是不可缺少的部件之一，它除作装饰外，特别是导电橡胶条连接的模块，还起到连接LCD屏和PCB板的紧固作用。液晶显示器模块使用的外框架多为金属冲压而成，采用厚0.5mm，0.6mm，0.8mm冷压钢板，表面要求平整，尺寸精度达到设计图纸要求；表面要求静电涂黑漆，或电镀亮镍、锌或铭。第二章 LCM制作一 LCM流程图 QC刷锡膏Printing Solder贴零件Paste Part回流焊锡Circumfluence Sold