〔优质课件〕液晶材料与技术之TFT-LCD工艺技术.ppt
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- 优质 课件 液晶 材料 技术 TFT LCD 工艺技术
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1、液晶材料与技术(液晶材料与技术(17)TFT-LCD工艺技术工艺技术Array工程工程Cell工程工程Module工程工程CF工程工程2液晶材料与技术液晶材料与技术模块工艺流程模块工艺流程n1、驱动集成电路的连接(、驱动集成电路的连接(OLB工程及工程及PCB实实装工程),以便对液晶盒实施驱动;装工程),以便对液晶盒实施驱动;n2、背光源组装工程;、背光源组装工程;n3、为保证模块出厂质量的老化工程;、为保证模块出厂质量的老化工程;n4、确认最终显示画面质量的、确认最终显示画面质量的“最终检查工最终检查工程程”。3液晶材料与技术液晶材料与技术現行模組製程流程現行模組製程流程端子清潔ACF貼付T
2、CP搭載TCP壓著SolderingACF壓合PCBACF貼付on PCBPANELPCBACF Tape組立遮光膠帶,Gum,B/L,Bezel,螺絲Aging外觀修飾入庫入庫包裝材矽膠塗佈*ACF TapeTCP標籤,保護膜包裝OLB檢查組立檢查終檢檢查外觀檢查QA檢查絕緣片Outer Lead Bonding ProcessSoldering Process(半田)ACF on PCB Process4液晶材料与技术液晶材料与技术名词解释名词解释nOLB(Outer Lead Bonding):外部引线连接外部引线连接nACF(Anisotropic Conductive Film):各
3、向异性各向异性导电胶导电胶nTAB(Tape Automated Bonding):带载自动焊带载自动焊接接nTCP(Tape Carrier Package):带载封装装置带载封装装置nPCB(Printed Circuit Board):印刷电路板印刷电路板nFPC(Flexible Printed Cable):挠性线路板挠性线路板5液晶材料与技术液晶材料与技术nOLB工程工程nPCB工程工程n组装工程组装工程n老化工程老化工程n终检工程终检工程6液晶材料与技术液晶材料与技术OLB工程工程n采用采用TAB(TCP)的)的LCD屏模块的制作工程,屏模块的制作工程,是使用是使用ACF起黏结剂
4、的作用且各向异性导电的起黏结剂的作用且各向异性导电的膜片,将屏电极与膜片,将屏电极与TAB或者是或者是COF等的电极相等的电极相连接的工程。连接的工程。7液晶材料与技术液晶材料与技术OLB工程工程n屏端子清洗屏端子清洗nACF贴附贴附nTCP冲压冲压nX-TAB预压预压 nX-TAB主压主压nY-TAB预压预压 nY-TAB主压主压 n OLB检查检查n品质控制点:品质控制点:nACF贴附规格nTAB冲压精度n预压对位n预、主压时间、温度nACF粒子数及压着状态8液晶材料与技术液晶材料与技术屏投入屏投入(屏端子清洗)(屏端子清洗)n对从制屏厂转入的屏进行检查,并制作流品标对从制屏厂转入的屏进行
5、检查,并制作流品标签。签。n检查内容:外观检查。检查有无崩边、裂纹、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(剥落、划伤)、电极状态(腐蚀、划痕、异物)、密封剂流入、偏振片错位物)、密封剂流入、偏振片错位9液晶材料与技术液晶材料与技术TAB组件简介组件简介n封入驱动用封入驱动用LSI芯片的驱动器芯片的驱动器IC,一般采用称,一般采用称为为TAB(tape carrier package)形式的封装,)形式的封装,是将驱动是将驱动IC封装在具有自动走带功能的带状载封装在具有自动走带
6、功能的带状载体上的封装形式。体上的封装形式。n这种这种TAB是在聚酰亚胺薄膜上通过光刻形成电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极,在该电极上热压键合驱动用LSI芯片,而芯片,而后再在芯片上覆以树脂进行封装。后再在芯片上覆以树脂进行封装。n由于这种由于这种TAB封装载带长达封装载带长达50100 m,以成卷,以成卷的方式卷带和送带,特别适合自动化生产。的方式卷带和送带,特别适合自动化生产。10液晶材料与技术液晶材料与技术11液晶材料与技术液晶材料与技术12液晶材料与技术液晶材料与技术n所使用的所使用的TAB是由湿法刻蚀来形成电极,由于是由湿法刻蚀来形成电极,由于各向同性
7、刻蚀的结果,形成电极断面呈腰部尺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寸更小的台形,故微细节距电极的形成受到限制。制。n而且,作为基板的带基较厚(厚度一般为而且,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)折和振动等的能力变差,易断线(由脆化引起)等。等。13液晶材料与技术液晶材料与技术n为了克服为了克服TAB的上诉缺点,的上诉缺点,COF采用更薄的聚采用更薄的聚酰亚胺膜片(厚度在酰亚胺膜片(厚度在2535),电极形成),电极形成不是采用湿法刻蚀
8、,而是采用在带基上电镀生不是采用湿法刻蚀,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,比细化,耐弯折和振动的性能强,比TAB具有更具有更优良的特性。优良的特性。14液晶材料与技术液晶材料与技术驱动驱动IC 与液晶屏的常见连接方式与液晶屏的常见连接方式nTABnCOFnCOG15液晶材料与技术液晶材料与技术16液晶材料与技术液晶材料与技术17液晶材料与技
9、术液晶材料与技术3 3、ACFACF帖附帖附nACF:各向异性导电胶:各向异性导电胶n是在环氧树脂及丙烯基等树脂和固化剂(热硬化反应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剂)之中,按一定比例混入直径35 范围内非微小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。金制成。n将这种混合物延展成膜片状,按电极连接宽度裁成条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,将带,为便于在生产线上使用,将50100 常的条带常的条带卷成卷状。卷成卷状。nACF连接的关键在于,各电极
10、连接电阻的大小是否达连接的关键在于,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。动电流由决定作用。18液晶材料与技术液晶材料与技术19液晶材料与技术液晶材料与技术nACF结构:由透明剥离带、粘着层、白色保护结构: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膜三部分构成。粘着层中含有导电粒子nACF保存条
11、件:保存温度保存条件:保存温度-55。从冰箱中取。从冰箱中取出后,在净化间中放置半小时后方可使用。在出后,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净化间裸露存放时间不超过1周周20液晶材料与技术液晶材料与技术21液晶材料与技术液晶材料与技术22液晶材料与技术液晶材料与技术23液晶材料与技术液晶材料与技术24液晶材料与技术液晶材料与技术nACF贴附的方法:贴附的方法:n按要求的长度切断按要求的长度切断ACF,将其贴附在屏上或,将其贴附在屏上或TAB上,上,而后剥离而后剥离ACF的保护膜,仅使的保护膜,仅使ACF露出。露出。n在实际生产中,在实际生产中,ACF可以贴附在可以贴附在
12、TAB一侧,也可以贴一侧,也可以贴附在显示屏侧。附在显示屏侧。n尽管直接贴附在显示屏侧,是按定尺长度贴附,生产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:效率高,但需要采取对策解决下述问题:n1、要具备定尺长度的压接工具,特别是对压头的温度、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;分布及平行度要求很高;n2、在没有、在没有TCP的部分,压头可能附着溶解的的部分,压头可能附着溶解的ACF受到受到沾污。沾污。25液晶材料与技术液晶材料与技术26液晶材料与技术液晶材料与技术27液晶材料与技术液晶材料与技术28液晶材料与技术液晶材料与技术
13、COG中的中的ACF贴附贴附nCOG用的裸芯片是由硅圆片经划片、裂片分割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,在其铝电极上要预形成,为了进行电气连接,在其铝电极上要预先形成高约先形成高约15 的金凸点,一般称为带金凸的金凸点,一般称为带金凸点的裸芯片。点的裸芯片。n对于对于COG用的用的ACF,由于连接电极之间的重,由于连接电极之间的重合面积小,连接电阻有可能变大,因此合面积小,连接电阻有可能变大,因此ACF中中所含的导电粒子的直径较小所含的导电粒子的直径较小,大约为,大约为3。n并且,导电粒子的并且,导电粒子的含有密度比含有密度比TAB中用的中用的ACF中的要高出中的要
14、高出35倍倍,即,即采用电气连接电阻更小采用电气连接电阻更小的的ACF。29液晶材料与技术液晶材料与技术TABTAB预压预压n用较小的压力和较低的温度,将用较小的压力和较低的温度,将TAB对位、对位、预压在屏电极上预压在屏电极上n压头温度:压头温度:90110;压头压力:;压头压力:2.54.5 Kgf/cm2;压着时间压着时间:2sn用感压纸测量压头与工作台之间的用感压纸测量压头与工作台之间的平行度平行度30液晶材料与技术液晶材料与技术圖解OLB 製程流程Panel inClean Panel 對位 ACF貼附 TAB假壓 TABPuncher TAB本壓 Panelout自動機台 TCP
15、對位 Panel 對位OLB Alignment MarkC/F(上玻璃)Driver ICTCP Alignment Mark31液晶材料与技术液晶材料与技术Driver ICTCP LeadC/F(上玻璃)Check Point 1Check Point 3Check Point 232液晶材料与技术液晶材料与技术TABTAB主压主压n用较大的压力和温度,将用较大的压力和温度,将TAB 压接在屏电极上压接在屏电极上n压头温度:压头温度:1805;压力;压力355kgf/cm2 n压着时间:压着时间:20sn用感压纸测量压头与工作台之间的用感压纸测量压头与工作台之间的平行度平行度33液晶材料
16、与技术液晶材料与技术34液晶材料与技术液晶材料与技术35液晶材料与技术液晶材料与技术ACFACF粒子分布范围示意图粒子分布范围示意图标记屏电极ACF粒子分布范围36液晶材料与技术液晶材料与技术37液晶材料与技术液晶材料与技术38液晶材料与技术液晶材料与技术n压接工具(压头)的加热方法有两种:压接工具(压头)的加热方法有两种:n1、持续加热方式持续加热方式:所用的压头保持有一定温: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。度的高温,即采用温度不变的高温压头。n2、脉冲加热法方式、脉冲加热法方式:每次热压接都是压头从: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。常温升
17、高到规定的温度,即采用升温压头。39液晶材料与技术液晶材料与技术压接工具加热方式的比较压接工具加热方式的比较加热方式加热方式持续加热方式持续加热方式脉冲加热方式脉冲加热方式特征特征压头的寿命长(不容易压头的寿命长(不容易产生划伤、凹陷等)产生划伤、凹陷等)可降低可降低TAB的热伸长(满的热伸长(满足微细节距的要求)足微细节距的要求)压头尺寸可以做的较长压头尺寸可以做的较长由于压头材质柔软,容易由于压头材质柔软,容易产生划伤及凹陷等。产生划伤及凹陷等。设备便宜设备便宜设备较贵设备较贵40液晶材料与技术液晶材料与技术加压方式:加压方式:n1、单压头方式:每次对一个、单压头方式:每次对一个TAB进行
18、压接;进行压接;n2、多压头方式:使用数个单压头,对多个、多压头方式:使用数个单压头,对多个TAB任意选择进行压接;任意选择进行压接;n3、长压头方式:采用长压头对多个、长压头方式:采用长压头对多个TAB同时同时进行一次性压接。进行一次性压接。41液晶材料与技术液晶材料与技术n图图7-7942液晶材料与技术液晶材料与技术n利用压头由利用压头由ACF使使TAB电极与显示屏电极实现连接的电极与显示屏电极实现连接的机制:机制:n首先,将压头加热,温度达到首先,将压头加热,温度达到180220,此时,此时ACF的的黏度急剧下降的树脂从两电极的间隙向外流出,充满黏度急剧下降的树脂从两电极的间隙向外流出,
19、充满两电极的周边,接着急速硬化。两电极的周边,接着急速硬化。n于此同时,在所加压力的作用下,依靠两电极之间封于此同时,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,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。实现电气导通。n在此过程中,一定的加热温度和所加压力的控制极为在此过程中,一定的加热温度和所加压力的控制极为重要,但根据使用的重要,但根据使用的ACF种类、屏电极、支撑头装置种类、屏电极、支撑头装置的刚性条件等变化很大。但都是要在的刚性条件等变化很大。但都是要在ACF的最低黏度的最低黏度达到之前,应施加规定的压力。达到之前,应施加规定的压
20、力。43液晶材料与技术液晶材料与技术44液晶材料与技术液晶材料与技术OLBOLB检查检查(o o检)检)n用检测仪,对用检测仪,对OLB 画质进行检查;用显微镜画质进行检查;用显微镜对对ACF粒子数量及状态、粒子数量及状态、TAB电极错位等进行电极错位等进行检查检查n画质检查项目:线欠、块欠、灰度不良、显示画质检查项目:线欠、块欠、灰度不良、显示不良不良45液晶材料与技术液晶材料与技术nOLB工程工程nPCB工程工程n组装工程组装工程n老化工程老化工程n终检工程终检工程46液晶材料与技术液晶材料与技术PCB工程工程nPCB实装工艺实装工艺n用于保护膜的树脂涂布工程用于保护膜的树脂涂布工程47液
21、晶材料与技术液晶材料与技术PCB实装工艺实装工艺n是将组装好的是将组装好的PCB电极与电极与TAB的输入端子连接,的输入端子连接,以便向驱动以便向驱动IC供给数据信号和电压等。供给数据信号和电压等。n该工程以前是由钎焊法完成的,但目前除少部该工程以前是由钎焊法完成的,但目前除少部分制品之外,都采用与分制品之外,都采用与TAB压接工程相同的工压接工程相同的工程来完成,也就是用程来完成,也就是用ACF将将PCB电极与电极与TAB输输入端子连接起来。主要是基于以下几个原因:入端子连接起来。主要是基于以下几个原因:48液晶材料与技术液晶材料与技术n1、随着像素节距的微细化,输入电极节距变、随着像素节距
22、的微细化,输入电极节距变窄,从而对连接强度的要求更高;窄,从而对连接强度的要求更高;n2、环境保护对无铅化的要求;、环境保护对无铅化的要求;n3、钎焊工程可能发生焊剂污染,焊料自身所、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;含气体成分的挥发等会造成环境污染;n4、钎焊时产生的微细焊料粒子引发焊接不良、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。及沾污附着等问题。49液晶材料与技术液晶材料与技术50液晶材料与技术液晶材料与技术nOLB工程中,玻璃基板很硬,工程中,玻璃基板很硬,ACF粒子不能压入基板粒子不能压入基板之内。但是之内。但是PCB的连接电极是铜箔
23、,很软,厚度在数的连接电极是铜箔,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。入其中,结果不能获得良好的电气连接。n另外,另外,PCB的材料为玻璃环氧树脂,耐热温度仅为的材料为玻璃环氧树脂,耐热温度仅为130,相当低,承受不了,相当低,承受不了TAB压接中的高温。压接中的高温。n因此,需要采用因此,需要采用可适应可适应150左右的低温左右的低温ACF。n这种这种ACF种的导电粒子采用与种的导电粒子采用与TAB连接相同的树脂球,连接相同的树脂球,但表面采用的是但表面采用的是Ni-Cu转换电镀,且含有
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