模组工艺培训课件.ppt
模组工艺培训,MODULE结构介绍,MODULE工艺流程介绍,目录,MODULE材料介绍,MODULE设备介绍,附录,MODULE结构介绍,MODULE结构介绍IC封装结构,液晶显示模组组装技术的核心在于驱动IC的封装，其主要技术有SMT、COB、TAB、COG、COF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 pad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IC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IC封装的主流技术。使用ACF将裸片IC直接连接在LCD上。制程简化、Pitch小、成本低，只是返修稍困难。,MODULE结构介绍COG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,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,MODULE工艺流程介绍,COG模块制造流程,相关设备,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、胶带、标签,电测机,Tray、包装材,包装机,MODULE工艺流程介绍LCD进料,LCD loading Wet Cleaning Plasma Cleaning COG,LCD 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。,MODULE工艺流程介绍LCD进料,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 Cleaning,MODULE工艺流程介绍COG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COG邦定（贴ACF）,COG用ACF一般为三层结构：Cover film、ACF（NCF）、Base film,MODULE工艺流程介绍COG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,MODULE工艺流程介绍COG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COG邦定（预邦）,预邦定的作用是将IC Bump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、0.5s,MODULE工艺流程介绍COG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,NCF,ACF,MODULE工艺流程介绍COG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。,偏位,压力小,压力大,MODULE工艺流程介绍FPC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 film,MODULE工艺流程介绍FPC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 10s,MODULE工艺流程介绍封/点胶,封胶目的：在LCD台阶面涂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工艺流程介绍封/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的连接强度，保护连接处电极，提升弯折可靠性。,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MODULE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MODULE组装（背光源）,背光源为模组提供照明，常用的有线光源（CCFL，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,MODULE工艺流程介绍MODULE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）,MODULE工艺流程介绍MODULE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。,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。,MODULE工艺流程介绍包装,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）目测主要是针对最终产品的外观检查,MODULE材料介绍,MODULE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，这里不做一一介绍。,MODULE材料介绍LCD,TFT-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IC,TFT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。,MODULE材料介绍ACF,ACF（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ACF,MODULE材料介绍ACF,ACF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（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FPC,MODULE材料介绍FPC,FPC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UV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。,Teflon,Silicone Rubber,Teflon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厚度。,MODULE材料介绍背光源,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材料介绍背光源,LED背光模组结构如图所示：,MODULE材料介绍背光源,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,MODULE设备介绍COG,COG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TBX,MODULE设备介绍COG,COG邦定机自动完成清洗、贴ACF、预邦、本邦等作业。,ACF lamination,Pre-bonding,Main-bonding,US & Wet Cleaning,Plasma Cleaning,MODULE设备介绍FOG,COG邦定结束后，连接流水线进行FOG作业。,MODULE设备介绍封/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UV固化,UV固化设备以金属卤素灯或汞灯发出紫外光固化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设备介绍无铅焊台及其他,无铅焊台用于背光源以及触摸屏引脚的焊接。,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： 过程监控点 PFMEA,过程监控点COG邦定偏移量,监测方式：镜检监测工具：偏光显微镜,过程监控点COG/FOG温度、压力、压力平衡,温度测试：确认ACF固化温度：过低导致间隙气泡、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OK,COG,FOG,过程监控点FPC粘接强度,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/m,过程监控点焊接温度,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,
