模组工艺培训-课件.ppt

1、模组工艺培训MODULE结构介绍结构介绍MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍MODULE材料介绍材料介绍MODULE设备介绍设备介绍附录附录MODULE结构介绍结构介绍MODULE结构介绍结构介绍IC封装结构封装结构液晶显示模组组装技术的核心在于驱动液晶显示模组组装技术的核心在于驱动IC的封装，其主要的封装，其主要技术有技术有SMT、COB、TAB、COG、COF等。等。SMT：表面贴装电子元件技术，是LCD驱动线路板的制造工艺之一。主要流程为印锡膏、贴元件、回流焊。可靠性较高，但体积大、成本高。COB：比SMT更小型化的封装方式。将裸片IC先用接着剂固定在PCB板上，再用金线或铝线将IC p

2、ad与PCB金手指进行接合（打线），最后涂敷黑胶、烘烤固化进行保护。COB只限IC封装，常与SMT整合在一起制作LCD驱动板，再以导电胶条、热压胶纸或FPC等与LCD连接。MODULE结构介绍结构介绍IC封装结构封装结构TAB：先将IC以ILB（内引线键合）方式（热压焊等）连接在卷带基板上，封胶测试后以卷带IC交模组厂。使用时先冲切成单片TCP，两端分别OLB至LCD（ACF）和PCB（焊接）。易返修、但成本高，适用大尺寸。COF：由TAB衍生。将IC连接在film上（焊接或ACF），厚度更薄。再由模组厂进行OLB作业。集成度高、Pitch更小、弯曲性更好，但成本更高。COG：中小尺寸产品：中

3、小尺寸产品IC封装的主流技封装的主流技术。使用术。使用ACF将裸片将裸片IC直接连接在直接连接在LCD上。制程简化、上。制程简化、Pitch小、成本低，小、成本低，只是返修稍困难。只是返修稍困难。MODULE结构介绍结构介绍COG模块模块利用COG方式封装驱动IC的液晶显示模块称为COG模块。COG模块的基本结构如下图所示：MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍COG模块制造流程模块制造流程相关设备相关设备相关材料相关材料LCD、ACF、IC显微镜ACF、FPC显微镜COG邦定机ACF粘贴机、FPC热压机UV胶半自动封胶机、UV固化机电测机BLU、铁框、TP、

4、胶带、标签电测机Tray、包装材包装机LCD进料COG邦定FPC邦定FPC SMTET封/点胶MIMIMODULE组装包装报废返修返修返修OKOKOKOKNGNGNGNGET外观检查返修OKNG最终检查过程检查过程检查过程检查MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍LCD进料进料LCD loading Wet Cleaning Plasma Cleaning COGLCD loading有两种结构，可利用Tray盘上料（适合较小尺寸），也可人工单片放在机器传送带上（大尺寸）。单片放置时须注意间隔不要太密，避免造成LCD电极划伤。Wet Cleaning由机器自动完成，一般使用IPA作为清洁溶剂。T

5、ray 上料单片上料MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍LCD进料进料接触角大接触角大(Large Contact Angle)表面张力小表面张力小(Low Surface Tension)不良吸水性不良吸水性(Poor Wettability）接触角小接触角小(Small Contact Angle)表面张力大表面张力大(Large Surface Tension)良好吸水性良好吸水性(Good Wettability)Plasma Cleaning是指利用气体在交变电场激荡下形成的等离子体（带电粒子和中性粒子混合组成）对清洗物进行物理轰击和化学反应双重作用，使清洗物表面物质变为粒子和气态物

6、质而去除，从而达到清洗目的。Plasma Cleaning主要针对有机污染物的清洁。清洁效果一般利用水滴角测试来评价。Plasma CleaningMODULE工艺流程介绍工艺流程介绍COG邦定邦定COG邦定是利用各向异性导电胶ACF将驱动IC直接封装在LCD上的工艺。COG邦定是MODULE制程的核心，其流程如右图所示：贴ACF 预邦 本邦MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍COG邦定（贴邦定（贴ACF）COG用ACF一般为三层结构：Cover film、ACF（NCF）、Base filmACF来料为卷盘式包装，使用时如右图所示安装在机器相应位置。ACF安装路径MODULE工艺流程介绍工艺

7、流程介绍COG邦定（贴邦定（贴ACF）机器按照已设定长度，将ACF剪切后粘贴在LCD上。剪切方式为半切，过深或过浅都会造成ACF贴附问题。ACF贴合后由机器按设置的参数自动检查贴附位置；要求表面平整无气泡、褶皱；形状规则（无缺角、卷边）。气泡缺角ACFBase filmCUTTERMODULE工艺流程介绍工艺流程介绍COG邦定（预邦）邦定（预邦）预邦是COG邦定机的核心，包括IC供料和预邦定两部分。将IC安放在托盘架上将托盘架安放在托盘箱里将托盘箱在机器里设置好，并保证无倾斜；由机器将IC传送至预邦压头下MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍COG邦定（预邦）邦定（预邦）预邦定的作用是将IC B

8、ump与LCD引脚精确对位，并粘接IC。邦定机利用CCD识别IC及玻璃mark，计算相对坐标后进行精确对位。（邦定机对位精度可以达到3um）一般情况下，机器预邦参数：7010、1015N、0.5sMODULE工艺流程介绍工艺流程介绍COG邦定（本邦）邦定（本邦）本邦是利用一定温度、压力，在一定时间内将ACF完全固化（反应率90%），完成IC与LCD的连接，是COG工艺的关键。需要监控压头平衡、压力、温度曲线等因素。一般ACF本邦要求：20010、60 80MPa、5s温度和时间参数会影响ACF硬化效果，影响连接可靠性压力根据IC Bump面积计算，会影响导电粒子形变程度，从而影响电性能可靠性N

9、CFACFMODULE工艺流程介绍工艺流程介绍COG邦定（本邦）邦定（本邦）监控本邦效果主要看导电粒子数、压合效果以及电极偏移。偏偏位位压力小压力小压力大压力大MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍FPC邦定邦定FPC邦定是利用ACF将柔性线路板与LCD进行连接的过程。FOG用ACF一般为两层结构：ACF、Base filmMODULE工艺流程介绍工艺流程介绍FPC邦定邦定温度、压力、时间是ACF贴合和FPC邦定的重要参数。一般情况下，ACF贴合：8010、1MPa、1s FPC邦定：19010、2 3MPa、6 10sMODULE工艺流程介绍工艺流程介绍封封/点胶点胶封胶目的：在LCD台阶面涂

10、覆有绝缘防湿作用的保护胶，以保护裸露在台阶面的线路，避免腐蚀、划伤、异物污染等。胶型：UV胶、硅胶、TUFFY胶UV胶以紫外光固化，时间短、无污染、保护性佳、成本高。硅胶为RTV（室温硬化）胶材，吸湿固化，时间长、成本低。TUFFY胶分为非溶剂系和溶剂系两类。非溶剂系包括UV固化（同UV胶）和吸湿固化（同硅胶）两种；溶剂系为挥发溶剂（乙醇）固化，时间稍长，成本中。天马采用连线生产方式，要求作业时间短，现使用UV胶。使用半自动涂胶机进行涂覆；一般要求封胶高度不超过LCD上表面高度MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍封封/点胶点胶点胶目的：沿LCD台阶边缘和FPC的连合处涂敷保护胶，以补强FPC的

11、连接强度，保护连接处电极，提升弯折可靠性。点胶保护点胶主要作用是补强保护，硅胶和TUFFY在强度上较UV胶稍弱，因此一般使用UV胶进行点胶保护。一般要求点胶厚度均匀，整体厚度不超过LCD厚度MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍MODULE组装组装MODULE组装主要包括背光源、铁框以及触摸屏的组装。背光源与触摸屏组装过程对环境要求较高，主要需避免组装中异物进入。因此需在工作区域配置FFU（Fan Filter Unit）等洁净设备以及相关除静电设备，如离子风扇、离子风蛇等。MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍MODULE组装（背光源）组装（背光源）背光源为模组提供照明，常用的有线光源（CCFL

12、，一般用于大尺寸产品）和点光源（LED，一般用于中小尺寸产品）。背光贴合作业时，先用专用治具将背光源点亮检查（注意确认输入电流、电压，以免烧坏灯芯）。贴合背光时，依次撕去下偏光片保护膜和背光离型膜，进行贴合。手指轻压侧边，使背光源贴合到位以背光胶框基准边为基准贴合LCDMODULE工艺流程介绍工艺流程介绍MODULE组装（铁框、触摸屏）组装（铁框、触摸屏）背光源组装完成后，为增强结构强度，会在LCD上方再覆盖一个铁框。轻压铁框四周，保证铁框卡勾与胶框卡紧若客户有手写输入功能的需求，会再组装触摸屏。使用专用治具固定LCD，利用治具基准边将触摸屏和LCD进行贴合。（切勿用硬物或锐器刮划触摸屏）MO

13、DULE工艺流程介绍工艺流程介绍MODULE组装（焊接、附件贴合）组装（焊接、附件贴合）背光源和触摸屏组装完成后，将其引脚焊接在FPC上。背光焊接触摸屏焊接最后，在FPC上贴附绝缘胶带保护焊点及元器件；在模组偏光片或触摸屏上贴附撕膜标签即完成MODULE组装。绝缘胶带绝缘胶带撕膜标签撕膜标签MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍包装包装MODULE经过最终检查（电测、外观）合格后，进入包装。包装主要流程：贴条形码标签 装盘 装袋 装箱（贴条形码为记录产品信息，也可用喷码记录，流程可提前）MODULE工艺流程介绍工艺流程介绍过程检查、最终检查过程检查、最终检查 模组生产中的过程检查和最终检查均为确

14、保产品质量。最终检查为客户端品质把关；过程检查在保障质量的同时，也可以降低材料损耗，节约成本。检查方式主要有：镜检、电测、目测。镜检利用光学显微镜对COG、FOG制程进行抽查电测利用电测机既对FOG半成品进行检查（邦定、热压情况），也对最终产品进行检查（组装、焊接情况）1.目测主要是针对最终产品的外观检查MODULE材料介绍材料介绍MODULE材料介绍材料介绍MODULE材料可依据各个制程进行了解。主要介绍以下材料：COG/FOG：LCD、IC、ACF、FPC、涂覆胶、缓冲材Assembly：背光源、触摸屏另外，MODULE组装过程中还会用到泡棉、双面胶、绝缘胶带、美纹胶带、撕膜标签等材料，这

15、里不做一一介绍。MODULE材料介绍材料介绍LCDTFT-LCD基本结构如下图所示：MODULE制程中，注意避免用力挤压CF及TFT玻璃；操作中注意避免划伤Bonding区域裸露的电极走线；一般单片玻璃仅0.5mm厚，甚至更薄，操作中须注意避免LCD崩、裂。MODULE材料介绍材料介绍ICTFT驱动IC按功能分为扫描驱动IC和资料驱动IC，如右图：扫描驱动电路循序输出开关电压对扫描线进行驱动；资料驱动电路配合扫描线的开启，将控制亮度、灰阶、色彩的控制电压通过资料线输入至画素电极。IC的Gold Bump与panel的电极相连。Bump不断向Fine Pitch方向发展，对COG要求不断提升。M

16、ODULE材料介绍材料介绍ACFACF（Anisotropic Conductive Film）：各向异性导电薄膜。各种宽度规格的ACF以卷盘包装形式出货（长度一般有50m、100m）ACF使用后，导电粒子形变破裂，观察如下图：ACF的主要供应商为索尼和日立。近些年，韩国厂商的ACF也逐渐在FOG，甚至COG的应用上展现出较强竞争力。左：ITO电极可透过直接观察粒子开瓣；右：TFT电极通过偏光显微镜观察粒子凸起效果上天马正在批量使用MODULE材料介绍材料介绍ACFMODULE材料介绍材料介绍ACFACF的保存：ACF需在-105的条件下冷藏储存。使用时须先在室温下解冻3060min方可作业（

17、目视包装袋外水气消失为止）。ACF出厂后在冷藏条件下一般可以保存七个月。开封未使用完时可重新密封保存。若重新密封冷藏储存，可保存一个月；若密封存放于室温环境（23/65%RH）中，则最好在一周内将其用完。ACF使用注意事项：1.避免置于阳光下，或UV照射2.避免沾附油、水、溶剂等物质MODULE材料介绍材料介绍FPCMODULE材料介绍材料介绍FPCFPC结构根据需要可做成单层、双层、多层或镂空板等。双层FPC基本结构模组厂的FPC来料一般已经以SMT方式将需要的元器件贴装完毕。MODULE材料介绍材料介绍涂覆胶涂覆胶涂覆胶用于保护LCD台阶面线路，主要有三种：硅胶TUFFY胶UV胶硅胶和非U

18、V系的TUFFY胶由于固化时间较长（一般表干需要510min），不适合用于流水线作业；而UV胶固化时间短（一般UV光照10s内即可固化），因而适用连线生产。UV光包含四个波段，绝大部分UV胶在UVA波段固化（相对环保、安全）；UV光越强，胶体固化越快、强度越大，但同时产生的热量也越大。MODULE材料介绍材料介绍缓冲材缓冲材缓冲材主要用于COG和FOG制程，目的是在邦定、热压过程中均匀温度压力、保护压头。材料主要为铁弗龙和硅胶皮。TeflonSilicone RubberTeflon主要应用于COG本邦，一般用50um或80um厚度。硅胶皮主要用于FOG/FOB及ACF粘贴。一般用0.2mm厚

19、度。MODULE材料介绍材料介绍背光源背光源模组用背光源类型中，CCFL和LED居多。CCFL称为冷阴极荧光灯。主要原理是水银原子在高压电场的作用下释放出紫外光，激发管壁内的荧光粉发光。LED相比CCFL色彩丰富、寿命长、更轻薄化、更安全环保。MODULE材料介绍材料介绍背光源背光源LED背光模组结构如图所示：MODULE材料介绍材料介绍背光源背光源基本组件功能介绍：反射片：反射自灯管所入射的光并且对光源有散射的效应导光板：为背光模组光源的传播媒介，将CCFL或LED所发出的光源转换成面光源 增光膜：提升正面辉度。分上下两片，在结构方向上相互垂直。扩散片：分上下两片。上扩散主要是修正光的行进角

20、度和保护增光膜；下扩散主要是将反射的光源均匀扩散，遮盖网点，防止正面出现散射点。LED背光模组可能出现的问题：牛顿环MODULE材料介绍材料介绍触摸屏触摸屏按照工作原理分，触摸屏主要分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式。以四线电阻触摸屏为例作简要介绍。MODULE材料介绍材料介绍触摸屏触摸屏触摸产生的压力使两导电层连通，由于阻值变化而得到触摸点的X、Y坐标。触摸屏来料可能出现的问题：白点气泡MODULE设备介绍设备介绍MODULE设备介绍设备介绍COGCOG邦定机是MODULE最核心的设备，业界主要使用松下或东丽的全自动COG邦定机。Cycle time最快达到4s以内。松下松下TBXMO

21、DULE设备介绍设备介绍COGCOG邦定机自动完成清洗、贴ACF、预邦、本邦等作业。ACF laminationPre-bondingMain-bondingUS&Wet CleaningPlasma CleaningMODULE设备介绍设备介绍FOGCOG邦定结束后，连接流水线进行FOG作业。使用流水线进行FOG作业ACF粘贴FPC热压，双头作业，平台导轨传送MODULE设备介绍设备介绍封封/点胶点胶封胶：使用半自动封胶机，手工上下料，自动涂胶，可多片同时作业。点胶：使用点胶机控制气压，手工作业。封胶机点胶机MODULE设备介绍设备介绍UV固化固化UV固化设备以金属卤素灯或汞灯发出紫外光固化

22、UV胶。一般使用UV固化炉或面光源UV灯对UV胶进行固化。面光源相比UV炉体积更小、更轻量化，更适合流水线使用。UV炉面光源UV灯MODULE设备介绍设备介绍检查设备检查设备镜检：使用光学显微镜对COG、FOG效果进行检查。电测：使用专用电测机对FOG半成品或组装完毕的成品进行电性能检查。MODULE设备介绍设备介绍喷码机喷码机喷码机用于在产品上喷印相关信息。由于模块体积小，一般使用PP（Pin Point）型喷码机。喷码机由主机、喷印头、输送带组成；其耗材主要包括油墨、添加剂和清洗剂。主机+喷印头输送带MODULE设备介绍设备介绍无铅焊台及其他无铅焊台及其他无铅焊台用于背光源以及触摸屏引脚的

23、焊接。以上是主要的生产用设备。在MODULE的生产流水线上，还配有离子风扇或离子棒用于消除过程中的静电；FFU用于提升局部环境洁净度以及电源箱、相关产品的自制模具等。所有这些设备，组成了完整的MODULE生产线。附录：附录：过程监控点过程监控点 PFMEA过程监控点过程监控点COG邦定偏移量邦定偏移量监测方式：镜检监测工具：偏光显微镜贴ACF预邦本邦贴ACFFOG/FOB封点胶UV固化BLABZATPA焊接包装过程监控点过程监控点COG/FOG温度、压力、压力平衡温度、压力、压力平衡贴ACF预邦本邦贴ACFFOG/FOB封点胶UV固化BLABZATPA焊接包装温度测试：确认ACF固化温度：过低

24、导致间隙气泡、过高造成ACF反弹分层使用温度测试仪；K型热电偶ST-50压力测试：确认设备压力参数使用Digital indicator和Load cell压力平衡测试：确认压头平衡用极低压（LLLW）感压纸平衡OKCOGFOG过程监控点过程监控点FPC粘接强度粘接强度贴ACF预邦本邦贴ACFFOG/FOB封点胶UV固化BLABZATPA焊接包装监测方式：拉力测试监测工具：拉力计、拉力测试架评判标准：拉力强度不小于600N/m90向上；50mm/min过程监控点过程监控点焊接温度焊接温度贴ACF预邦本邦贴ACFFOG/FOB封点胶UV固化BLABZATPA焊接包装监测方式：温度测试监测工具：烙铁测温仪按工艺要求设定温度实测烙铁温度