液晶屏生產(chǎn)工藝 (畢業(yè)設(shè)計論文)-

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1、 南京信息職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書 作者 耿廣耀 學號 30711P37 系部 微電子學院 專業(yè) 電子電路設(shè)計與工藝 題目 手機液晶屏生產(chǎn)工藝的探討 指導(dǎo)教師 陳和祥 評閱教師

2、 完成時間： 2010年 4月 11 日 畢業(yè)設(shè)計(論文)中文摘要 題目：手機液晶屏生產(chǎn)工藝的探討 摘要：液晶顯示器具有驅(qū)動電壓和功耗低、體積小、重量輕、無X輻射等一系列優(yōu)點，受到了廣泛的重視，發(fā)展非常迅速，已經(jīng)成為平板顯示器的主流技術(shù)。在液晶顯示技術(shù)中，低溫多晶硅是新一代薄膜晶體管液晶顯示器的制造工藝，是多晶硅技術(shù)的一個重要分支。本文在介紹了統(tǒng)寶在液晶屏組裝的方法及工藝的基礎(chǔ)上，討論了Defect對工廠帶來不良影響及Defect的處理和改良方法。 關(guān)鍵詞：液晶屏 生產(chǎn)工藝 探討 畢業(yè)設(shè)計(論文)外

3、文摘要 Title：Discussion on the manufacturing technology of the mobile liquid crystal display screen Abstract: Drive voltage and the power dissipation low is Merit of LCD display, weight makes light of , there is no a series of merit such as X-radiation etc., have accepted broad taking seriously , hav

4、e developed very prompt, main current already becoming the flat display technology. In liquid crystal display technology, low temperature polycrystalline silicon is new generation film transistor LCD display manufacturing engineering, is an important branch of polycrystalline silicon technology. The

5、 main body of a book is listed in in the basis having introduced entirely precious method and handicraft holding assembling in liquid crystal, treatment and the method ameliorating having discussed that Defect brings about harmful effects and Defect to the factory. Keyword: liquid crystal displ

6、ay screen manufacturing technology discussion 目 錄 1 緒論 1.1 液晶顯示屏的發(fā)展概述 1.2 液晶的基礎(chǔ)知識及顯示屏的顯示原理 2 液晶顯示屏的生產(chǎn)工藝 2.1 液晶屏制作的工藝 2.1.1 偏貼段工藝簡介 2.1.2 結(jié)合段工藝簡介 2.2 型號N98手機顯示屏在生產(chǎn)段的工藝流程 3 手機液晶屏生產(chǎn)（生產(chǎn)段）問題的解決措施 3.1 焊錫中的不良解決方法 3.2 OTP中的不良解決方法 3.3 貼膠中的不良解決方法 3.4 點燈測試中的不良解決方法 3.5 外觀檢中的不良解決方法 3.6

7、 液晶品生產(chǎn)中不良的總體預(yù)防措施 總結(jié) 致謝 參考文獻 1 緒論 1.1 液晶屏的發(fā)展概述 液晶顯示器件（LCD）在中國已有二十余年的發(fā)展歷史。二十年來，液晶顯示器件從實驗室走向大規(guī)模生產(chǎn)，形成了獨立的產(chǎn)業(yè)部門?，F(xiàn)在，液晶顯示幾乎已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域，人們幾乎時時處處都要與這一種神奇而又普通的面孔打交道。 LCD液晶屏顯示產(chǎn)品是世界上最省電的顯示產(chǎn)品之一。在便攜式顯示器中，LCD時最佳的選擇。目前還沒找到一個顯示產(chǎn)品能代替LCD在計算機、計算器、BP機手機、電子詞典、電子筆記本、PDA、GPS、電子照相機、

8、電子攝像機、便攜式計算機、便攜式智能儀表等產(chǎn)品上的應(yīng)用。隨著世界經(jīng)濟科技的發(fā)展和個人生活水平的提高，個人對顯示器的需求將是五花八門，日新月異。LCD在這方面的市場開拓十分寬廣。 目前，顯示技術(shù)和顯示工業(yè)的迅速發(fā)展。它一方面是建立在現(xiàn)代社會信息的告訴發(fā)展上，另一方面也是建立在電子工業(yè)和材料基礎(chǔ)上。信息社會中隨著信息量的增加和信息交換越來越成為人們生活中不可缺少的一部分。而電子工業(yè)，特別是集成電路，計算機的發(fā)展使電光轉(zhuǎn)化、信息處理，器件制造越來越容易。顯示技術(shù)是傳遞視覺信息的技術(shù)，顯示器件技術(shù)的基礎(chǔ)。幾十年的發(fā)展，顯示器件已成為一個大家庭。利用不同的光電原理，具有不同的結(jié)構(gòu)、特點，適應(yīng)不同的環(huán)境

9、和條件的各種顯示器件構(gòu)成了一個大家庭。其中低溫多晶硅顯示屏有著很大的優(yōu)勢。 低溫多晶硅薄膜晶體管不僅能夠當做一般的陣列開關(guān)，隨著薄膜晶體管性能的提升，廣泛應(yīng)用于靜態(tài)隨機存儲器、非揮發(fā)性存儲器（Nonvolatile Memories）、影像傳感器(Linear Image Sensor)、光探測放大器(Photo-Detector Amplifier)、打印機印字頭(Printer Head)、人工指紋(Artificial Fingerprint)、與平面顯示器等的應(yīng)用。低溫多晶硅顯示技術(shù)的應(yīng)用，小至0.33英寸的電子式取景框(EVF: Electronic View-Finders)、數(shù)

10、碼相機(DSC: Digital Still Cameras)、個人數(shù)字助理(PDA: Personal Digital Assistant )、導(dǎo)航系統(tǒng)(Navigation System)與投影機(Projector)，大至14英寸的臺式電腦、筆記本電腦與22英寸液晶電視等，充分滿足當代資訊產(chǎn)品的需求。而且在元件縮小化、面板開口率、畫面與清晰度上有絕對的優(yōu)勢。 1.2 液晶的基礎(chǔ)知識及顯示屏的顯示原理 既然LCD的優(yōu)點有如此之多，那么我們接下來就去了解一下作為制造LCD的主要材料—液晶的基本知識。 液晶是指在一定溫度內(nèi)，具有晶體所有的各向異性造成的雙折射，同時也具有液體的流動性的物質(zhì)

11、。一般我們常見的物質(zhì)有三態(tài)，及固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。這三態(tài)之間是可以隨著溫度變化而變化的。固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度點為融化點。液態(tài)與氣態(tài)的溫度臨界點是沸點。而液晶就是介于固態(tài)與液態(tài)之間的一種形態(tài)。所以它同時具有液態(tài)和晶體的性質(zhì)。液晶的相態(tài)結(jié)構(gòu)可分為3種，分別為向列相（見圖1）、近晶相（見圖2）、膽甾相（見圖3）。它們的結(jié)構(gòu)特點各有不同。 圖1 向列相示意圖 向列相的結(jié)構(gòu)如上圖所示：由棒狀分子組成，分子質(zhì)心沒有長程有序性能，具有普通流動性，分子不排列成層，能上、下、左、右滑動，只在分子長軸方向上保持相互平行或近似平行，分子間短程作用力微弱。 圖2 近晶相示意圖 近晶相的結(jié)構(gòu)如上圖所示：

12、由棒狀分子組成，分子可排列成層，層內(nèi)分子長軸互相平行，其方向可以垂直于層平面，也可以與層平面成傾斜排列。 圖3 膽甾相示意圖 膽甾相餓結(jié)構(gòu)如上圖所示：分子排列成層，層內(nèi)分子互相平行，分子長軸平行于層平面，不同層內(nèi)的分子長軸方向稍微有變化，沿層的法線方向排列成螺旋狀結(jié)構(gòu)。 液晶的基本知識我們已經(jīng)有所了解，下面我們就來了解一下液晶的應(yīng)用，及液晶盒的組成（見圖4）。 圖4 液晶盒示意圖 Spacer又稱樹脂粉，是為了保證液晶層間隙的均勻性，而在封框中摻加一定比例的玻璃纖維，兩者共同作用來保證盒間隙的一致性。偏光片顧名思義，就是用來使光的震動發(fā)生變化的膠片。通過偏光片的光，將會只

13、沿一個方向振動。玻璃板是制造一個可以存放液晶的空間，它由上下兩塊玻璃板組成。再加上邊框膠就可以支撐出一個空間來存放液晶了。液晶是液晶屏的主要材料。它可以扭曲光線的傳播方向。是液晶屏顯示原理的核心性能。 2 液晶顯示屏的生產(chǎn)工藝 2. 液晶屏制作的工藝 2.1.1 偏貼段工藝簡介 從灌晶處收料，然后開始M1的工藝制作。由于在灌晶結(jié)束后有一道工序為封膠。機器封膠時，容易將封口膠溢到上下玻璃板上。它會影響偏光片的貼附，更加會影響成品的顯示效果。一般的處理方法是：用刀片蘸取酒精用刀刃處于玻璃板呈45角進行刮洗。具體操作方法如下： （1）從板面的右上角開始逐步開始刮洗。要保持刀片的傾斜，以免刮

14、傷板邊玻璃（無需擔心把玻璃面壓碎，個人實踐，如果不是故意搞破壞）。以右下角為結(jié)束位置，中途用力方向要與刀垂直，使刀刃受力均勻。 （2）用無塵布迅速自上而下擦拭板面上殘留的酒精。因為酒精的揮發(fā)性很好，所以在你查實完的時候，板面即會風干。檢查是否有膠殘留，若無，反面相同操作。結(jié)束后，從45方向檢查板面。這里要提醒一下，無塵布在用過一定次數(shù)后要更換，以確保其對板面有清潔作用。 （3）確認無誤后由專門人員放入貼偏光機內(nèi)貼偏光片。在入口處有綠光區(qū)，其作用是再次檢查板面是否干凈。在綠光下，殘留的膠粒會散射光線，從而使其很明顯。 偏貼段注意事項包括：在刮液晶盒時不要刮花液晶盒，更不要誤傷到自己或他人；

15、在每種料號或下班時，要把報廢或多余的偏光片收集起來，以減少成本；清點PNL數(shù)量。 2.1.2 FPC與液晶盒結(jié)合段工藝簡介 結(jié)合段的工藝相對來說比較簡單。主要作用就是在液晶盒上安裝一個繞性電路板（FPC）與液晶盒的端子部相連。 從偏貼段傳來的PNL在經(jīng)過收料員清點后，開始結(jié)合段的作業(yè)。把事先準備好的FPC與液晶盒的端子部連接在一起，然后放入專用的壓合機中壓合。使其連接更加牢固。由于壓合的FPC與端子部都是裸露的，容易產(chǎn)生一系列的問題。所以要在其上涂覆一層UV膠。UV膠可以防止漏電、氧化的目的，還可以增加兩者的連接牢固性。 UV膠需要在一定的溫度下才會固化，所以要放入小型烘烤箱中熱紅一下

16、。UV膠涂覆制程后，是較之偏貼段復(fù)雜的點燈測試和外觀檢（生產(chǎn)段詳解）。結(jié)合段已經(jīng)開始出現(xiàn)質(zhì)量檢測了。質(zhì)量檢測的目的是再次確保PNL的質(zhì)量，防止不良品流到客戶手里。質(zhì)量檢測后就是收料了，并準備生產(chǎn)段的制程。 結(jié)合段的注意事項包括：壓合是應(yīng)該注意壓力的控制，以防端子部破損；遇到薄的液晶盒是，要用吸嘴拿取，避免不必要的破碎；清點PNL的數(shù)量。 2.2 型號N98手機顯示屏在生產(chǎn)段的工藝流程 下面是生產(chǎn)段N98型號手機顯示屏的制作工藝流程（見圖4），次流程是在一個流水線上依次完成的。每一站完成，就要把PNL放入流水線上，以方便下一站的制作。 圖4 手機顯示屏的制作工藝流程 （1）背光與

17、液晶盒的卡接。前面已經(jīng)介紹過液晶及液晶盒的基本構(gòu)造。我們可以輕易的看出，液晶盒并不具備發(fā)光的能力。它的作用僅是改變光線的傳播方向。為了讓液晶盒能夠起到顯示的目的，我們需要給它加一個光源。這個光源就是我現(xiàn)在要介紹的背光盒。背光并不是一個整個的光源，也不是矩陣光源（由一個個小的光源排列在一起的光源），而是由背光盒下部幾個很少的電光源再加一種可以把光線傳到整個盒面的特殊材料制成的光源盒。這樣既減輕了產(chǎn)品重量，也可以起到節(jié)能的作用?？ū彻夂械臅r候，要先把背光盒點亮，揭去其上的保護膜。并以45角方向檢查盒面是否有異物。若無，將液晶盒下面偏光片上的保護膜撕下，同樣檢查下偏光片上是否有異物。確認無誤后，將液

18、晶盒正確的卡進背光盒里，并用手將各個邊緣卡緊。 （2）手工焊接背光與FPC連接處。卡完背光的液晶盒已經(jīng)基本成型。但背光與液晶盒都需要電源才能工作。為了減少線路數(shù)量，節(jié)約成本，我們需要將背光與液晶盒的電源線路連接在一起。連接的方法就是焊錫。焊錫分為手動焊錫盒自動焊錫。根據(jù)焊錫的方法還可分為普通焊錫盒拉錫。普通焊錫一般是焊接一到兩個焊點的電路。拉錫則是用來焊接多個焊點的焊接。N98液晶顯示屏需要焊接的點一共有兩個。所以可以采用手工普通焊錫。在背光盒的電源線上有一個用于保護手指端的小膠片，用鑷子將小膠片去下，并涂上助焊劑，然后用烙鐵將錫條融化并均勻的涂覆在焊點上。 （3）手工焊接的檢測。這一站主

19、要對前一站焊錫的檢測。檢測內(nèi)容包括錫高度是否符合、焊點有無錫尖、焊點有無污染等。 （4）OTP。OTP就是往新組裝好的PIN上燒入一個短小的程序，以方便后續(xù)點燈測試的使用。測試時只要通過即為良品。 （5）貼小黃膠。黃色半透明的小膠片，其作用是保護焊點，防止氧化等不良問題的出現(xiàn)。小黃膠、銅箔、小黑膠都是事先裁好形狀的膠片。將流水線上的PNL取下，放入貼膠用的專用治具內(nèi)。用鑷子夾取膠片，正確貼附在相應(yīng)的位置，最后用治具自帶的工具輕壓膠片。 （6）貼銅箔。是用來保護FPC與端子部連接處，其它與小黃膠相同。 （7）貼小黑膠：覆蓋UV膠，保護整個端子部，其它注意事項與小黃膠相同。 （8）電燈方

20、式測試液晶屏不良（電燈測試）。點燈測試是用來檢測已組裝好的PNL是否有不良的一道工序。其中的不良成為Defect。點燈使用一種類似OTP測試的治具，將一組畫面依次顯現(xiàn)出來，然后由操作員目試檢查出其中的不良。點燈的不良分為很多種，它們有著自己的Defect對照表。所以對點燈人員的基本要求就是要熟記Defect對照表中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種Defect。Defect缺陷包括面缺陷（見圖5）、線缺陷（見圖6）、點缺陷（見圖7）等。 如上圖5所示，在黑色畫面上有一個小小的白點。這就是面缺陷中的一種MM07—白點。 圖5 面缺陷示意圖 圖6 線缺陷示意圖 如上圖6所示，在灰色畫面下有一條白色

21、的線條。這是線缺陷中的一種ML02—橫全亮線。 圖7 點缺陷示意圖 如上圖7所示，在灰色畫面上有多個白點。這是點缺陷中的一種MD11—滿天星。 在點燈的時候，要注意力集中。因為缺陷都很小，很容易遺漏。尤其是在灰色畫面下。在其他畫面下，缺陷是很明顯的，只要盯著屏幕就可以發(fā)現(xiàn)。但是在灰色畫的缺陷在直視的情況下不能全部查處。比如MD01—亮點，因為是灰色畫面白色原本就不是很明顯。它需要在傾斜45的情況下才能被發(fā)現(xiàn)。對發(fā)現(xiàn)的缺陷用油性筆在背面記下Defect代碼，以待專業(yè)人員處理。 （9）便利膠片的貼附（易撕貼）。一種長方形的白色膠條。把它貼在上偏光片上，方便手動撕去保護膜。貼的時候注意

22、不要漏貼、貼歪即可。 （10）目檢獲借助放大鏡檢查不良（外觀檢）。檢查外觀缺陷的一道工序。它和點燈測試差不多，都有著自己的Defect對照表。但是這一工序全是靠操作人員的能力，沒有治具的幫助。主要檢查四邊和反正面是否正常。外觀檢的詳細項目如Defect對照表1所示。 表1 外觀檢驗對照表 MS Defect code 中文名稱 Defect code 中文名稱 MS01 面板裂痕 MS20 保護電路擊穿 MS02 面板刮傷 MS21 Lead 端殘膠 MS03 表面缺角 MS22 Space 壓傷 MS04 面板缺角 MS23 Silicon 膠溢

23、膠 MS05 凸緣 MS24 Silicon膠缺膠 MS06 封口不良 MS25 UV膠涂布不良 MS07 液晶氣泡 MS26 鋸齒狀磨邊不良 MS08 外觀甩痕 MS27 ACF膠貼附偏移超規(guī) MS09 液晶未灌滿 MS28 框膠溢出 MS10 點亮前黑/白點 MS29 切割不良 MS11 面板內(nèi)部異物 MS30 組裝后端子不破損 MS12 破片 MS31 端子部重工后異物 MS13 端子部刮傷 MS32 面板薄化凹/凸點 MS14 端子部破損 MS36 CF下雨狀不良 MS15 面板結(jié)晶物 MS37 外

24、觀色偏 MS16 水痕/花紋狀 MS38 BM異常 MS17 反射板透光 MS97 外觀不良混料 MS18 COG不良 MS98 來料破片 MS19 Shorting bar MS99 其他面板外觀不良 （11）質(zhì)量檢測。公司里自己組織的，以客戶身份對產(chǎn)品進行檢測的人員。他們負責復(fù)檢，主要以抽檢為主。其中包括點燈、外觀檢。 （12）收料。給每一個PNL貼上標簽，然后掃描記錄。這樣可以上每片PNL都可以有指定的標簽，方面查詢。 3 手機液晶屏生產(chǎn)段問題及解決措施 在生產(chǎn)組裝階段，乃至整個流程都有或大或小的問題。如果每一次的缺陷全都打報廢，那么產(chǎn)品的成本將會

25、大大的提升。本著節(jié)約的成本，增加利潤的原則，對那些有缺陷的產(chǎn)品要進行重工。而且有專門的重工課。但也不是多有的不良都會被送到重工課去的。對于那些常見而且容易修復(fù)的缺陷，則由每個站別的技術(shù)人員修復(fù)。 3.1 焊錫中的Defect解決方法 焊錫站的不良大都被下一站錫高測試檢測出來。所以焊錫不良會被當場解決。焊錫檢測站就再焊錫站的下一站。對那些檢測出來的不良品，會先放在一個盤子里，等焊錫人員有空閑時就拿給他們。無需向本站技術(shù)人員請示。 3.2 OTP中的Defect解決方法 OTP測試相對比較簡單，只要測試器顯示PASS，測試就通過。以后也不會有什么不良。對于那些沒有測過的PNL，一般的方法是

26、換其它機子測試，知道其通過為止。只要有一次過即為良品。有時候個別PNL始終不過，那就留待下班前再次測試?？傊螖?shù)不管，只要過一次就可。OTP不良的大都是漏測，只需再次測試就可以了。 3.3 貼膠中的Defect解決方法 小黃膠、銅箔、小黑膠同屬于貼附類膠片，它們的不良無非是翹起，帖偏等。對于這些不良最簡單對直接的方法就是重貼。因為三種膠是有重疊部分存在的，所以在重工一種膠片不良時容易造成其它膠片的不良。因此，重工時要特別小心以免引起不必要的麻煩。 3.4 點燈測試中的Defect解決方法 點燈中發(fā)現(xiàn)的不良種類很多。對于簡單的技術(shù)人員可以自己修復(fù)，但是大多數(shù)是無法在產(chǎn)線修復(fù)的。對于這些

27、無法修復(fù)的PNL，最后統(tǒng)一送到重工課重工。產(chǎn)線上可以重工的不良有異物亮、等。異物亮是指背光上面有粉塵的存在。處理方法是把背光盒打開，將粉塵清除就可以了。MV01是由OTP沒過引起的。重工方法是送到OTP站再次測試OTP。 3.5 外觀檢中的Defect解決方法 常見不良一般是背光盒變形、液晶盒破碎等。對于液晶盒破碎PNL直接報廢，不用送重工課。背光盒變形的PNL，要先送到焊錫站將錫解掉，再換背光盒。 3.6 液晶品生產(chǎn)中不良的總體預(yù)防措施 粉塵對于液晶屏生產(chǎn)有著很大的影響。從另一方面考慮，減少粉塵就是減少成本，曾加良率，提高利潤。所以，液晶屏的生產(chǎn)必須在無塵室內(nèi)。工作人員須穿無塵衣等無

28、塵室必備裝備。這樣可以最大化的減少粉塵對液晶屏的影響。除了粉塵，還有另一大殺手對液晶屏及生產(chǎn)作業(yè)有著很大的威脅。它就是靜電。靜電會使液晶屏上的FPC產(chǎn)生短路，斷路的不良現(xiàn)象。而且靜電還容易引起火災(zāi)。這樣的例子在世界上已經(jīng)屢見不鮮了。因此，防靜電是液晶屏生產(chǎn)的重中之重 結(jié) 論 液晶顯示屏是一種高精密產(chǎn)品，它以輕、薄、短、小著稱。對于這類產(chǎn)品，它的生產(chǎn)環(huán)境對其產(chǎn)品有著致命性的影響。所以，生產(chǎn)環(huán)境的好壞直接決定了產(chǎn)品等級。無塵室的等級和無塵室的環(huán)境管理是產(chǎn)品良率控制的關(guān)鍵。現(xiàn)在的液晶屏生產(chǎn)還不盡完美，完美在購買相關(guān)產(chǎn)品時，要具備一些基本常識。以便我們判斷常見的不良，讓完美在購買價格上更合理。 致 謝 在論文的完成過程中，陳和祥老師在論文的選題、修改以及論文的實驗過程中給予了我悉心的指點和無私的幫助。同時，感謝統(tǒng)寶光電（南京）有限公司提供的相關(guān)信息和對我論文的支持。 參考文獻 [1] 金鴻,陳森.印制電路技術(shù).北京：化學工業(yè)出版社,2003.12. [2] 王桂花.液晶顯示屏 (LCD)用三醋酸纖維素(TAC)薄膜的發(fā)展現(xiàn)狀與前景.影像技術(shù),2005(3):15-18. [3] 陳聰,華雷廣.液晶顯示屏及其驅(qū)動原理.無線電,2007(1):22-24.