Module工艺流程介绍(DOC)

模组(LCD module) 主要分机械和电子两大部分，机械部分主要负责一些物料(如:模组总体图和背光，铁壳，斑马条，斑马纸，PCB ，FPC 等）的机械尺寸的要求，电子部分主要负责LCD 的驱动电路设计、电子物料的规格确认，PCB layout 等。

目前我们设计的模组主要由四大类别：COB 、COG 、TAB 、COF 。从显示形态上计可分为：字符形，绘图形，笔段形。下面分类说明：

首先COB 模组我们接触的较多，如MBC 系列，MBS 系列，MBG 系列，应用较为广泛，显示形态包括：字符形，绘图形，笔段形。所用材料包括铁壳，PCB ，斑马纸，斑马胶，LCD ，控制和驱动IC ，电阻，电容，三极管，升压IC ，负压IC ，存储器（RAM ），等，所选用IC 有两种封装：QFP （焊接），DIE （打线）。QFP 与PCB 的连接焊上就可以了，DIE （打线）的IC 的连接方式如下图：

DIE(打线) IC 与PCB 之间如上图连接方式，打上IC 之后外面用黑色硅胶加以覆盖，再通过热炉烘烤之后，硅胶会变得很硬，以此来保护里面的IC 和铝线不被损坏。LCD 与PCB 之间的连接有如下几种方式：（1）斑马胶连接 （2）斑马纸连接 （3）FPC 连接(需用到ACF)

（1）

（2）

在驱动方面，我们可以参照如下框图：

以16*1 character 为例：

KS0066（即S6A0069）为字符形模组LCD控制和驱动IC，它包括：16 Common 和40 Segment signal 输出，可以驱动8*2或16*1字符形模组，它有两种封装（80QFP and 80 DIE）, 常与S6A0065（KS0065）或S6A2067（KS0063A）配合使用来驱动更多字符的LCD，

我们最常用的字符形模组的控制IC ：KS0066（S6A0069）和KS0070（

S6A0070），驱动器：KS0065（S6A0065）和KS0063

（S6A2067），KS0066上面有说过能单独驱动16*1字符或8*2字符，KS0070有16 COM 和80 SEG 输出，能单独驱动16*2字符；KS0065 、KS0063是只含驱动器，不含控制器，KS0065有40 channel 输出，KS0063 有80 channel 输出。这两款IC 可以和KS0066，KS0070配合使用，来驱动16*2，20*1，20*2，40*1，40*2，40*4等字符形模组。(另外凌阳IC SPLC780 可替代KS0066；SPLC100可替代KS0065；硒创的ST7066可替代KS0066,ST7065可替代KS0065。日立的HD44780可替代KS0066)。

我们在做PCB 时候，根据IC 的驱动能力来选用IC ，尽量做到不让资源浪费，在设计PCB 时，我们一般所设定线宽线距为0.2mm ，电源线/地线相应较大为0.4~0.5mm ，如果PCB 板较小走不开我们会相应减小线宽线距为0.15mm ，电源线/地线（VDD/VSS ）线宽为0.3~0.4mm ，电阻电容一般先用0805的封装，如果空间不够会选用0603封装，一般我们在做QFP IC 封装的时候其焊脚要比IC 管脚下尺寸长0.2mm.，以利于焊接。

绘图形LCD 不能用字符形IC 驱动，有专门的绘图形LCD 驱动器可供先用，三星IC 可以选用KS0086（S6B0086）等，我们有一款MBG06413B 选用的是三洋的控制器LC7981，它只含控制器，没有驱动输出，SEG 驱动器选用的是LC7940，COM 驱动器选用的是三洋的LC7942，另外还需要RAM ，选用的是W2465（8K 储量），负压IC 选用的是SCI7661（能产生负20V 的电压，加上电源电压VDD=5.0V, 可以驱动VLCD 为25V 以内的LCD ），跟随器选用的是LM324（它能便偏压部分的偏压输出更稳定），

VSS VDD V0 VEE LED+ LED-

COG 现在也是一个发展趋势，在现在很多产品中使用较多，如手机屏，PDA 等，在我们的生产设计中，所用的到的材料包括：LCD ，COG IC ，ACF ，FPC 等，在LCD 和FPC ，LCD 和COG IC 之间连接中间所必需的一个物料是ACF ，它是通过ACF 中晶球爆破来纵向导通的，

COG 产品的电路主要是在LCD 上面，因为IC 与LCD 之间只有ACF 一个中间介质之外没有其它电路，因此在IC 上面Bump 的连接上是通过ITO 走线连接的，在LCD LAYOUT 时间在LCD 上面留有IC 对应的PAD 位置，在COG BONDING 时只要把IC 上的Bump 与LCD 上的PAD 对应BONDING 上之后，通过ACF 的爆破粒子与LCD 导通，FPC 与LCD 的连接也是如此，FPC 与IC 外面的附助电路（升压电容等）和MCU 连接，这样MCU 就可以控制驱动LCD 的显示了。ACF 是COG ,TAB 产品中所用到的一个主要材料之一，它的存放要有一定的条件(零度以下),因此ACF 在不用时要存放在冰箱中,使用时要从冰箱中取了,半个小时后使用效果较好(因为在冰箱中上面吸附有水珠)。另外操作过程中有如下工序：首先要保证玻璃干燥清洁，然后贴ACF （保证贴ACF 是不能有气泡），然后才COG BONDING 。 因为这样BONDING 过的COG 产品的ITO 是露在外面的，为了防止ITO 损伤和外面静电对IC 的破坏，我们还要在BONDING 后涂上SILICON （硅胶）来保护ITO 和IC 。如下图：

SILICON 有好多种，根据用途不同所选种类也不同，用在COB 上面封IC 的黑色硅胶要经过热炉烘烤后，会变得很硬；用在COG 的SILICON 由于条件不允许，不能经过高温烘烤，要选用自动凝固的SILICON ，根据需要供应商可以在硅胶里面加上催化剂，加快凝固速度，当它凝固后不会变得很硬，用手按它会感觉有一定的弹性，如有利器（如刀片，指甲等）来碰它，就会破裂。SILICON 有几种不同的颜色（黑色，白色，透明）。如果有需要返工的可以用甲苯、二甲苯来擦除。

LCD COG IC

FPC ACF 内部结构图

晶球

LCD

TAB 的模组也很常见，在以后的模组生产中也是一个主要的产品，它要用到的物料也不多，如：LCD ，TCP 封装的IC ，ACF 等。TAB 模组中的ACF 与COG 模组中的作用是一样的，是TCP IC 与LCD 连接的一个中间媒介，也是靠导电晶球爆破来导通的。与COG 的LCD 相比，TAB 的LCD 除显示区域外要留的空间没有COG 的多，因为它不需要COG 的BONDING 位置，ITO 走线也不用裸露太多，只要预留TCP BONDING 位置即可，如下图示意：

TAB 的LCD 玻璃上的走线只要与TCP IC 上的PIN 对应起来，顺序一致，PITCH 相等，对应连接到相应的COM / SEG 上就可以了，这种所用TCP IC 是固定在一个胶片上的，它的一边是COM / SEG 出PIN ，一边是功能脚出PIN ，也就是说一端是接到LCD ，一端是与其附助电路（如电阻，电容，MCU ）相连接的，一般情况下在其背部要贴上一个胶带（上图示没按比例画），来稳固LCD 和TCP IC 的连接，正面（BONDING ）面要涂上SILICON （一般用透明的）。 COF （CHIP ON FILM ），也就是一个IC 不是与PCB 连接的，而是与FPC 连接的，与COB 的模组很相近，只是用FPC 替代了PCB ，这样有一个好处就是可以减小整个模组的厚度，不过各有各的好处。 COF 所用的IC 与COB 的一样，有几种封装（QFP ，DIE 等），电阻电容一般都是贴片式的，尺寸根据实际情况而定，如果需要功率较大，则选用大尺寸封装，如果所用电压较高则选用耐压值较高的元件，如电容来说，我们一般在用的时候，超过10UF 的就要选用坦质电容。因为LCD 产品的实际应用，一般不选用插接元件，都用贴片式封装（包括电阻，电容，晶振，IC 等）

二.机械方面的材料主要有铁壳,塑胶壳,背光,斑马胶,FPC,FFC,其他的连接器.下面先看下一个模

组的总图.

SILICON

这是一个典型的COB模组,它具备了铁壳,LCD,PCB,斑马胶,背光等,是我们公司的标准模组.我们先来看一下铁壳:

（一）:铁壳结构如下图:

图中:

1.卡脚主要的作用是卡住PCB板,一方面来定位玻璃和PCB板PIN的位置,另一方面是压紧斑马胶.卡脚的多少视LCD的长度而定.通常的情况下两个卡脚的距离是25mm左右.

2.视窗的大小的决定因素是LCD的V.A.的大小.

3.铁壳两条槽的作用是防止LCD上的偏光片被铁壳压上而出现彩虹.

4.铁壳的左右两侧一般情况下都各有一个孔,这是因为便于LCD安装,LCD的FILL嘴会放入该孔,左右都有孔则是让铁壳安装时不分左右.

5.铁壳的表面处理:多要求表面煮黑，烤漆，喷漆，或镀锌,镀镍等防锈处理。

6.材料选择：普通热轧钢板Q235 或Q345或不锈钢板。

对于一个COB的模组来说,铁壳的内部装有LCD,背光,和斑马胶,下面就介绍下背光:

（二）、背光的选择是依客户提出要求进行选择,客户没有提出要求的,可根据模组的尺寸及背

光尺寸特点来确定使用什么类型的背光:

常用类型有LED、EL、CCFL、SMD。用发光二极管作背光源时还需要确定用侧背光还是底背光。

LED又称为发光二极管,是靠半导体PN结离子注入而发光,属于电流型器件.有红,橙,绿,黄白等色.该器件功耗小,发热低.LED 背光源是将多个LED与导光板,散光板等组成的背光源.LED背光源又分为底背光和侧背光两种.底背光(LIGHT BOX)是把LED置于一个塑胶盒子的底部,盒子顶部贴上散光片以散射LED发出的光.侧背光(LIGHT GUIDE)是把LED置于导光板的侧面(一侧或两侧)靠导光板把LED发出的光传导出来,再通过反射和散射来照亮LCD。通常底背光可以提供较高的亮

度,但是厚度较大.侧背光则厚度小但亮度不会太大。LED背光的驱动方式可用2-5V的直流电来驱动，也可用交流电来驱动，但交流电来驱动LED时，在反向电压时LED是截止的，不发光，因此工作频率不能太低，以免产生闪烁。另外，工作电流应适当加大，以维持直流电时的功耗，即可保持原有的亮度。LED背光常用于小型设备上.LED背光的常见形式如图：

EL背光源是靠荧光粉在交变电场激发下的本征发光而发光的,是一种冷光源.其结构简单,厚度很小, 可以挠曲, 且安装方便.但是驱动复杂.亮度受工作电压和频率的影响较大。一般采用DC/AC 逆变电源以提供交流，高压电流。EL背光是低亮度的光源,发光颜色仅有绿色,蓝绿色,橙色等,但其幅射光谱为连续的,因此可以用滤色法实现多种颜色及白色.EL背光源常用于便携式设备或面积较大的设备.常见的EL背光如下图：

CCFL是依靠冷阴极气体放电,激发荧光粉而发光的光源.CCFL背光源光色纯正,色温高,可作为彩色液晶显示的背光源.其亮度较高,可作大面积的背光源.

CCFL

背光源的驱动也需要高压。驱动装置一般为逆变器。为保证输出功率，可用两支小轴功率的三极管作推挽振荡，变压器实现升压。

（三）、斑马胶

材料选择要恰当，材料的导电性能良好，一般情况下都选择YS-TRANSPARENT SAWICHING。

PITCH 的选择能满足MODULE的使用要求，并尽量选择大PITCH值，以减少制造成本，但要保证不能导致短路。PITCH一般要小于或等于LCD脚仔之间宽度一半即可。常用PITCH值：0.18, 0.11, 0.05.高度H1等于PCB 到大玻璃距离H1加压缩量0.2。斑马胶的结构如下图：

（四）HEAT SEAL

HEAL SEAL 又称为热压纸、斑马纸。.HEAL SEAL是在树脂的基层上涂上碳粉或银粉而成的连接器。结构图如下：

HEAT SEAL的优点是可实现柔性连接、PITCH 可达到较小的值。但是在热压时容易出现气泡，连接处强度不太高。

（五）FPC和FFC

FPC是在菲林的表面印刷上电路的连接器。可实现柔性连接，比较容易BONDING，强度高。结构图如下：

FFC又称排线，与其他的连接器相比，具有自身的特点：简化了配线的复杂性，节省配线的空间，能够适用于FFC连接器，折叠转向无需胶带固定，一端可并存各种不同长度和PIN数。