模組工藝培訓(xùn)

MODULE制程介紹MODULE結(jié)構(gòu)介紹MODULE工藝流程介紹ⅠⅡ目錄MODULE材料介紹ⅢMODULE設(shè)備介紹Ⅳ附錄ⅤMODULE結(jié)構(gòu)介紹MODULE結(jié)構(gòu)介紹——IC封裝結(jié)構(gòu)液晶顯示模組組裝技術(shù)的核心在于驅(qū)動(dòng)IC的封裝，其主要技術(shù)有SMT、COB、TAB、COG、COF等。SMT：表面貼裝電子元件技術(shù)，是LCD驅(qū)動(dòng)線路板的制造工藝之一。主要流程為印錫膏、貼元件、回流焊?？煽啃暂^高，但體積大、成本高。COB：比SMT更小型化的封裝方式。將裸片IC先用接著劑固定在PCB板上，再用金線或鋁線將ICpad與PCB金手指進(jìn)行接合（打線），最后涂敷黑膠、烘烤固化進(jìn)行保護(hù)。COB只限IC封裝，常與SMT整合在一起制作LCD驅(qū)動(dòng)板，再以導(dǎo)電膠條、熱壓膠紙或FPC等與LCD連接。MODULE結(jié)構(gòu)介紹——IC封裝結(jié)構(gòu)TAB：先將IC以ILB（內(nèi)引線鍵合）方式（熱壓焊等）連接在卷帶基板上，封膠測(cè)試后以卷帶IC交模組廠。使用時(shí)先沖切成單片TCP，兩端分別OLB至LCD（ACF）和PCB（焊接）。易返修、但成本高，適用大尺寸。COF：由TAB衍生。將IC連接在film上（焊接或ACF），厚度更薄。再由模組廠進(jìn)行OLB作業(yè)。集成度高、Pitch更小、彎曲性更好，但成本更高。COG：中小尺寸產(chǎn)品IC封裝的主流技術(shù)。使用ACF將裸片IC直接連接在LCD上。制程簡(jiǎn)化、Pitch小、成本低，只是返修稍困難。MODULE結(jié)構(gòu)介紹——COG模塊利用COG方式封裝驅(qū)動(dòng)IC的液晶顯示模塊稱為COG模塊。COG模塊的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：MODULE工藝流程介紹MODULE工藝流程介紹COG模塊制造流程相關(guān)設(shè)備相關(guān)材料LCD、ACF、IC顯微鏡ACF、FPC顯微鏡COG邦定機(jī)ACF粘貼機(jī)、FPC熱壓機(jī)UV膠半自動(dòng)封膠機(jī)、UV固化機(jī)電測(cè)機(jī)BLU、鐵框、TP、膠帶、標(biāo)簽電測(cè)機(jī)Tray、包裝材包裝機(jī)LCD進(jìn)料COG邦定FPC邦定FPCSMTET封/點(diǎn)膠MIMIMODULE組裝包裝報(bào)廢返修返修返修OKOKOKOKNGNGNGNGET外觀檢查返修OKNG最終檢查過程檢查過程檢查過程檢查MODULE工藝流程介紹——LCD進(jìn)料LCDloading→WetCleaning→PlasmaCleaning→COGLCDloading有兩種結(jié)構(gòu)，可利用Tray盤上料（適合較小尺寸），也可人工單片放在機(jī)器傳送帶上（大尺寸）。單片放置時(shí)須注意間隔不要太密，避免造成LCD電極劃傷。WetCleaning由機(jī)器自動(dòng)完成，一般使用IPA作為清潔溶劑。Tray上料單片上料MODULE工藝流程介紹——LCD進(jìn)料接觸角大(LargeContactAngle)表面張力小(LowSurfaceTension)不良吸水性

(PoorWettability）接觸角小(SmallContactAngle)表面張力大(LargeSurfaceTension)良好吸水性

(GoodWettability)PlasmaCleaning是指利用氣體在交變電場(chǎng)激蕩下形成的等離子體（帶電粒子和中性粒子混合組成）對(duì)清洗物進(jìn)行物理轟擊和化學(xué)反應(yīng)雙重作用，使清洗物表面物質(zhì)變?yōu)榱Ｗ雍蜌鈶B(tài)物質(zhì)而去除，從而達(dá)到清洗目的。PlasmaCleaning主要針對(duì)有機(jī)污染物的清潔。清潔效果一般利用水滴角測(cè)試來評(píng)價(jià)。PlasmaCleaningMODULE工藝流程介紹——COG邦定COG邦定是利用各向異性導(dǎo)電膠ACF將驅(qū)動(dòng)IC直接封裝在LCD上的工藝。COG邦定是MODULE制程的核心，其流程如右圖所示：貼ACF→預(yù)邦→本邦MODULE工藝流程介紹——COG邦定（貼ACF）COG用ACF一般為三層結(jié)構(gòu)：Coverfilm、ACF（NCF）、BasefilmACF來料為卷盤式包裝，使用時(shí)如右圖所示安裝在機(jī)器相應(yīng)位置。ACF安裝路徑MODULE工藝流程介紹——COG邦定（貼ACF）機(jī)器按照已設(shè)定長度，將ACF剪切后粘貼在LCD上。剪切方式為半切，過深或過淺都會(huì)造成ACF貼附問題。ACF貼合后由機(jī)器按設(shè)置的參數(shù)自動(dòng)檢查貼附位置；要求表面平整無氣泡、褶皺；形狀規(guī)則（無缺角、卷邊）。氣泡缺角ACFBasefilmCUTTERMODULE工藝流程介紹——COG邦定（預(yù)邦）預(yù)邦是COG邦定機(jī)的核心，包括IC供料和預(yù)邦定兩部分。將IC安放在托盤架上將托盤架安放在托盤箱里將托盤箱在機(jī)器里設(shè)置好，并保證無傾斜；由機(jī)器將IC傳送至預(yù)邦壓頭下MODULE工藝流程介紹——COG邦定（預(yù)邦）預(yù)邦定的作用是將ICBump與LCD引腳精確對(duì)位，并粘接IC。邦定機(jī)利用CCD識(shí)別IC及玻璃mark，計(jì)算相對(duì)坐標(biāo)后進(jìn)行精確對(duì)位。（邦定機(jī)對(duì)位精度可以達(dá)到±3um）一般情況下，機(jī)器預(yù)邦參數(shù)：70±10℃、10～15N、0.5sMODULE工藝流程介紹——COG邦定（本邦）本邦是利用一定溫度、壓力，在一定時(shí)間內(nèi)將ACF完全固化（反應(yīng)率≥90%），完成IC與LCD的連接，是COG工藝的關(guān)鍵。需要監(jiān)控壓頭平衡、壓力、溫度曲線等因素。一般ACF本邦要求：200±10℃、60～80MPa、5s溫度和時(shí)間參數(shù)會(huì)影響ACF硬化效果，影響連接可靠性壓力根據(jù)ICBump面積計(jì)算，會(huì)影響導(dǎo)電粒子形變程度，從而影響電性能可靠性NCFACFMODULE工藝流程介紹——COG邦定（本邦）監(jiān)控本邦效果主要看導(dǎo)電粒子數(shù)、壓合效果以及電極偏移。偏位壓力小壓力大MODULE工藝流程介紹——FPC邦定FPC邦定是利用ACF將柔性線路板與LCD進(jìn)行連接的過程。FOG用ACF一般為兩層結(jié)構(gòu)：ACF、BasefilmMODULE工藝流程介紹——FPC邦定溫度、壓力、時(shí)間是ACF貼合和FPC邦定的重要參數(shù)。一般情況下，ACF貼合：80±10℃、1MPa、1sFPC邦定：190±10℃、2～3MPa、6～10sMODULE工藝流程介紹——封/點(diǎn)膠封膠目的：在LCD臺(tái)階面涂覆有絕緣防濕作用的保護(hù)膠，以保護(hù)裸露在臺(tái)階面的線路，避免腐蝕、劃傷、異物污染等。膠型：UV膠、硅膠、TUFFY膠UV膠以紫外光固化，時(shí)間短、無污染、保護(hù)性佳、成本高。硅膠為RTV（室溫硬化）膠材，吸濕固化，時(shí)間長、成本低。TUFFY膠分為非溶劑系和溶劑系兩類。非溶劑系包括UV固化（同UV膠）和吸濕固化（同硅膠）兩種；溶劑系為揮發(fā)溶劑（乙醇）固化，時(shí)間稍長，成本中。天馬采用連線生產(chǎn)方式，要求作業(yè)時(shí)間短，現(xiàn)使用UV膠。使用半自動(dòng)涂膠機(jī)進(jìn)行涂覆；一般要求封膠高度不超過LCD上表面高度MODULE工藝流程介紹——封/點(diǎn)膠點(diǎn)膠目的：沿LCD臺(tái)階邊緣和FPC的連合處涂敷保護(hù)膠，以補(bǔ)強(qiáng)FPC的連接強(qiáng)度，保護(hù)連接處電極，提升彎折可靠性。點(diǎn)膠保護(hù)點(diǎn)膠主要作用是補(bǔ)強(qiáng)保護(hù)，硅膠和TUFFY在強(qiáng)度上較UV膠稍弱，因此一般使用UV膠進(jìn)行點(diǎn)膠保護(hù)。一般要求點(diǎn)膠厚度均勻，整體厚度不超過LCD厚度MODULE工藝流程介紹——MODULE組裝MODULE組裝主要包括背光源、鐵框以及觸摸屏的組裝。背光源與觸摸屏組裝過程對(duì)環(huán)境要求較高，主要需避免組裝中異物進(jìn)入。因此需在工作區(qū)域配置FFU（FanFilterUnit）等潔凈設(shè)備以及相關(guān)除靜電設(shè)備，如離子風(fēng)扇、離子風(fēng)蛇等。MODULE工藝流程介紹——MODULE組裝（背光源）背光源為模組提供照明，常用的有線光源（CCFL，一般用于大尺寸產(chǎn)品）和點(diǎn)光源（LED，一般用于中小尺寸產(chǎn)品）。背光貼合作業(yè)時(shí)，先用專用治具將背光源點(diǎn)亮檢查（注意確認(rèn)輸入電流、電壓，以免燒壞燈芯）。貼合背光時(shí)，依次撕去下偏光片保護(hù)膜和背光離型膜，進(jìn)行貼合。手指輕壓側(cè)邊，使背光源貼合到位以背光膠框基準(zhǔn)邊為基準(zhǔn)貼合LCDMODULE工藝流程介紹——MODULE組裝（鐵框、觸摸屏）背光源組裝完成后，為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，會(huì)在LCD上方再覆蓋一個(gè)鐵框。輕壓鐵框四周，保證鐵框卡勾與膠框卡緊若客戶有手寫輸入功能的需求，會(huì)再組裝觸摸屏。使用專用治具固定LCD，利用治具基準(zhǔn)邊將觸摸屏和LCD進(jìn)行貼合。（切勿用硬物或銳器刮劃觸摸屏）MODULE工藝流程介紹——MODULE組裝（焊接、附件貼合）背光源和觸摸屏組裝完成后，將其引腳焊接在FPC上。背光焊接觸摸屏焊接最后，在FPC上貼附絕緣膠帶保護(hù)焊點(diǎn)及元器件；在模組偏光片或觸摸屏上貼附撕膜標(biāo)簽即完成MODULE組裝。絕緣膠帶撕膜標(biāo)簽MODULE工藝流程介紹——包裝MODULE經(jīng)過最終檢查（電測(cè)、外觀）合格后，進(jìn)入包裝。包裝主要流程：貼條形碼標(biāo)簽→裝盤→裝袋→裝箱（貼條形碼為記錄產(chǎn)品信息，也可用噴碼記錄，流程可提前）MODULE工藝流程介紹——過程檢查、最終檢查模組生產(chǎn)中的過程檢查和最終檢查均為確保產(chǎn)品質(zhì)量。最終檢查為客戶端品質(zhì)把關(guān)；過程檢查在保障質(zhì)量的同時(shí)，也可以降低材料損耗，節(jié)約成本。檢查方式主要有：鏡檢、電測(cè)、目測(cè)。鏡檢利用光學(xué)顯微鏡對(duì)COG、FOG制程進(jìn)行抽查電測(cè)利用電測(cè)機(jī)既對(duì)FOG半成品進(jìn)行檢查（邦定、熱壓情況），也對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行檢查（組裝、焊接情況）目測(cè)主要是針對(duì)最終產(chǎn)品的外觀檢查MODULE材料介紹MODULE材料介紹MODULE材料可依據(jù)各個(gè)制程進(jìn)行了解。主要介紹以下材料：COG/FOG：LCD、IC、ACF、FPC、涂覆膠、緩沖材Assembly：背光源、觸摸屏另外，MODULE組裝過程中還會(huì)用到泡棉、雙面膠、絕緣膠帶、美紋膠帶、撕膜標(biāo)簽等材料，這里不做一一介紹。MODULE材料介紹——LCDTFT-LCD基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：MODULE制程中，注意避免用力擠壓CF及TFT玻璃；操作中注意避免劃傷Bonding區(qū)域裸露的電極走線；一般單片玻璃僅0.5mm厚，甚至更薄，操作中須注意避免LCD崩、裂。MODULE材料介紹——ICTFT驅(qū)動(dòng)IC按功能分為掃描驅(qū)動(dòng)IC和資料驅(qū)動(dòng)IC，如右圖：掃描驅(qū)動(dòng)電路循序輸出開關(guān)電壓對(duì)掃描線進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；資料驅(qū)動(dòng)電路配合掃描線的開啟，將控制亮度、灰階、色彩的控制電壓通過資料線輸入至畫素電極。IC的GoldBump與panel的電極相連。Bump不斷向FinePitch方向發(fā)展，對(duì)COG要求不斷提升。MODULE材料介紹——ACFACF（AnisotropicConductiveFilm）：各向異性導(dǎo)電薄膜。各種寬度規(guī)格的ACF以卷盤包裝形式出貨（長度一般有50m、100m）ACF使用后，導(dǎo)電粒子形變破裂，觀察如下圖：ACF的主要供應(yīng)商為索尼和日立。近些年，韓國廠商的ACF也逐漸在FOG，甚至COG的應(yīng)用上展現(xiàn)出較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。左：ITO電極可透過直接觀察粒子開瓣；右：TFT電極通過偏光顯微鏡觀察粒子凸起效果EstimativeitemCOGFOGFOBCP6920FCP6920F3AC-823CYCP1231SDAC-7100UAC-7250UAC-9845T--SupplierSONYSONYHITACHISONYHITACHIHITACHIHITACHI--ThicknessofACF20um20um20um25um25um25um35um/45um--ConductiveParticleSize4umInsulated3umInsulated3umInsulated10um10um4um5um--ConductiveParticleDensity4,700,000pcs/mm36,100,000pcs/mm355,000pcs/mm244,000pcs/mm3800pcs/mm212,500pcs/mm23,200pcs/mm2--MinContactarea1,800um21,300um2800um2--60,000um28,500um2100,000um2--MinBumpSpace15um12um--50um50um20um100--MinConductorSpace12um10um12um50um50um15um100--MainBondingTemperature≥190℃≥190℃170±10℃190±10℃190±10℃190±10℃150～200℃--MainBondingPressure60～80MPa60～80MPa30～120MPa3±1MPa2±1MPa3±1MPa3±1MPa--MainBondingTime5s5s5s6～10s6～10s6～10s5～10s--Tg146℃146℃135℃126℃125℃125℃70℃--上天馬正在批量使用MODULE材料介紹——ACFMODULE材料介紹——ACFACF的保存：ACF需在-10℃～5℃的條件下冷藏儲(chǔ)存。使用時(shí)須先在室溫下解凍30～60min方可作業(yè)（目視包裝袋外水氣消失為止）。ACF出廠后在冷藏條件下一般可以保存七個(gè)月。開封未使用完時(shí)可重新密封保存。若重新密封冷藏儲(chǔ)存，可保存一個(gè)月；若密封存放于室溫環(huán)境（23℃/65%RH）中，則最好在一周內(nèi)將其用完。ACF使用注意事項(xiàng)：1.避免置于陽光下，或UV照射2.避免沾附油、水、溶劑等物質(zhì)MODULE材料介紹——FPCMODULE材料介紹——FPCFPC結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可做成單層、雙層、多層或鏤空板等。雙層FPC基本結(jié)構(gòu)模組廠的FPC來料一般已經(jīng)以SMT方式將需要的元器件貼裝完畢。MODULE材料介紹——涂覆膠涂覆膠用于保護(hù)LCD臺(tái)階面線路，主要有三種：硅膠TUFFY膠UV膠硅膠和非UV系的TUFFY膠由于固化時(shí)間較長（一般表干需要5～10min），不適合用于流水線作業(yè)；而UV膠固化時(shí)間短（一般UV光照10s內(nèi)即可固化），因而適用連線生產(chǎn)。UV光包含四個(gè)波段，絕大部分UV膠在UVA波段固化（相對(duì)環(huán)保、安全）；UV光越強(qiáng)，膠體固化越快、強(qiáng)度越大，但同時(shí)產(chǎn)生的熱量也越大。MODULE材料介紹——緩沖材緩沖材主要用于COG和FOG制程，目的是在邦定、熱壓過程中均勻溫度壓力、保護(hù)壓頭。材料主要為鐵弗龍和硅膠皮。TeflonSiliconeRubberTeflon主要應(yīng)用于COG本邦，一般用50um或80um厚度。硅膠皮主要用于FOG/FOB及ACF粘貼。一般用0.2mm厚度。MODULE材料介紹——背光源模組用背光源類型中，CCFL和LED居多。CCFL稱為冷陰極熒光燈。主要原理是水銀原子在高壓電場(chǎng)的作用下釋放出紫外光，激發(fā)管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)光。LED相比CCFL色彩豐富、壽命長、更輕薄化、更安全環(huán)保。MODULE材料介紹——背光源LED背光模組結(jié)構(gòu)如圖所示：MODULE材料介紹——背光源基本組件功能介紹：反射片：反射自燈管所入射的光并且對(duì)光源有散射的效應(yīng)導(dǎo)光板：為背光模組光源的傳播媒介，將CCFL或LED所發(fā)出的光源轉(zhuǎn)換成面光源增光膜：提升正面輝度。分上下兩片，在結(jié)構(gòu)方向上相互垂直。擴(kuò)散片：分上下兩片。上擴(kuò)散主要是修正光的行進(jìn)角度和保護(hù)增光膜；下擴(kuò)散主要是將反射的光源均勻擴(kuò)散，遮蓋網(wǎng)點(diǎn)，防止正面出現(xiàn)散射點(diǎn)。LED背光模組可能出現(xiàn)的問題：牛頓環(huán)MODULE材料介紹——觸摸屏按照工作原理分，觸摸屏主要分為電阻式、電容式、紅外線式和表面聲波式。以四線電阻觸摸屏為例作簡(jiǎn)要介紹。MODULE材料介紹——觸摸屏觸摸產(chǎn)生的壓力使兩導(dǎo)電層連通，由于阻值變化而得到觸摸點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)。觸摸屏來料可能出現(xiàn)的問題：白點(diǎn)氣泡MODULE設(shè)備介紹MODULE設(shè)備介紹——COGCOG邦定機(jī)是MODULE最核心的設(shè)備，業(yè)界主要使用松下或東麗的全自動(dòng)COG邦定機(jī)。Cycletime最快達(dá)到4s以內(nèi)。松下TBXMODULE設(shè)備介紹——COGCOG邦定機(jī)自動(dòng)完成清洗、貼ACF、預(yù)邦、本邦等作業(yè)。ACFlaminationPre-bondingMain-bondingUS&WetCleaningPlasmaCleaningMODULE設(shè)備介紹——FOGCOG邦定結(jié)束后，連接流水線進(jìn)行FOG作業(yè)。使用流水線進(jìn)行FOG作業(yè)ACF粘貼FPC熱壓，雙頭作業(yè)，平臺(tái)導(dǎo)軌傳送MODULE設(shè)備介紹——封/點(diǎn)膠封膠：使用半自動(dòng)封膠機(jī)，手工上下料，自動(dòng)涂膠，可多片同時(shí)作業(yè)。點(diǎn)膠：使用點(diǎn)膠機(jī)控制氣壓，手工作業(yè)。封膠機(jī)點(diǎn)膠機(jī)MODULE設(shè)備介紹——UV固化UV固化設(shè)備以金屬鹵素?zé)艋蚬療舭l(fā)出紫外光固化UV膠。一般使用UV固化爐或面光源UV燈對(duì)UV膠進(jìn)行固化。面光源相比UV爐體積更小、更輕量化，更適合流水線使用。UV爐面光源UV燈MODULE設(shè)備介紹——檢查設(shè)備鏡檢：使用光學(xué)顯微鏡對(duì)COG、FOG效果進(jìn)行檢查。電測(cè)：使用專用電測(cè)機(jī)對(duì)FOG半成品或組裝完