全屏幕手機的誕生─COF產業與微觀檢測

2022.11.14

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By 工業應用部 鄭弘毅

隨著智慧家居時代的到來,許多產品對於面板的需求也日益增加,大至電視、電腦螢幕、車用螢幕,小至平板電腦、智慧型手機、智慧型手錶,全都仰賴面板來發揮功能。 

單以手機工業來看,螢幕從以往的粗邊框、大下巴,演進到現在的窄邊框,甚至是近期問世的摺疊手機,這些產品都源自面板驅動IC封裝技術上的革新,將原本的驅動IC位置由手機正面移至背面,才得以提升螢幕占比。這在封裝製程上的變革,是由COG(Chip On Glass)演進到COF(Chip On Film),再到新一代的COP(Chip On Plastic)技術。 

COG、COF、COP技術比較 

較早期的COG技術,是將驅動IC直接封裝於玻璃面板上,因此手機正面需要預留空間放置IC及排線,降低了螢幕占比,形成了那些早期帶有下巴的手機螢幕。而COF技術,則是把原本在玻璃背板上的驅動IC改為封裝在軟性基板上,再藉由軟性基板彎折至面板背面。這為螢幕騰出了更多空間,是目前較為成熟的製程,也是市場上較廣泛採用的方式。 

而最近期的COP技術,用塑膠取代了原本的玻璃背板,將螢幕占比最大化地向手機側邊延伸彎折,進而實現了真正的全屏螢幕。但以現況而言,COP還無法成為主流,原因包括低良率及高成本,在製程方面仍然還需要努力才能克服,因此現在仍然以COF為主流。 COF利用了軟板橋接面板與顯示器驅動IC來傳遞訊號,為了達到製程標準,也採用了微觀檢測設備來改善良率。 

透過COF製程,讓軟板上成形出許多細小的線路。 

所謂的COF,基本上有點類似於打了孔的FPC,再封裝上驅動IC。COF軟板上佈滿了上千條線路,以目前的線路製程來說,可分為減成法(蝕刻法)及半加成法(鍍銅法),其中最重要的環節,無非就是線路的成形。 

COF軟板上的線路品質好壞,會直接關係到驅動IC與面板之間的訊號交換傳遞。由於人們對於螢幕的偏好,使得螢幕逐漸往更大占比、窄邊框、輕薄化及更高解析發展,也就表示製程需要朝更窄線寬、窄線距的方向突破,才能讓同樣大小的軟板容納更多的線路。 

這也代表在製程上,需要更精細的工具來達成產品標準。因此,使用更高倍率及解析度的檢測設備,在COF軟板的製程上格外重要。為了確保線路品質,必須在失效分析檢測中去釐清製程可能發生問題的環節,及早找出瑕疵並改善,才能有效提升良率,同時減少成本。 

OLYMPUS OLS5100雷射掃描共軛焦顯微鏡 

以目前的軟板來說,線寬可達到10~20μm左右,透過雷射共軛焦顯微鏡的觀察,可以明顯看出線路瑕疵,在短短幾十秒鐘內得到線路的3D輪廓彩色資訊。對於品保以及失效分析的檢查,也能快速找出問題點,甚至可以取代部分掃描式電子顯微鏡(SEM)。如此不僅省下費時的前置作業,也能減少鍍金鑲埋等耗材,讓工作變得精準且更有效率。 

透過雷射共軛焦顯微鏡,能夠發現製程中的異物造成線路成形不良,並量測瑕疵處的長度與高度。 

使用特殊模式,可清楚看出線路表面的錫晶格,由此協助人員判斷瑕疵成因。 

透過一般上光源的明視野觀察法(左)無法看出ACF膠之導電粒子壓痕情況,但藉由微分干涉觀察法(右)則能清楚顯現細微差異。

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