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一、手機行業(yè)LCM模組知識介紹

1.LCD顯示模組簡介

?LCM（LCD Module）即LCD顯示模組、液晶模塊，是指將液晶顯示器件,連接件,控制與驅(qū)動等外圍電路,PCB電路板,背光源,結(jié)構(gòu)件等裝配在一起的組件。在我們的日常生活中，到處可見液晶顯示器，例如手機的、CD隨身聽、筆記本電腦、儀器操控面板、數(shù)碼相機、計算器等使用的顯示器。造成液晶顯示模塊如此的流行的原因是LCM讓人與機器的溝通更直接、更簡單容易。

它提供用戶一個標準的LCD顯示驅(qū)動接口（有4位、8位、VGA等不同類型），用戶按照接口要求進行操作來控制LCD正確顯示。LCM相比較玻璃是一種更高集成度的LCD產(chǎn)品，對小尺寸LCD顯示，LCM可以比較方便地與各種微控制器（比如單片機）連接；但是，對于大尺寸或彩色的LCD顯示，一般會占用控制系統(tǒng)相當大部分的資源或根本無法實現(xiàn)控制，比如320×240 256色的彩色LCM，以20場/秒（即1秒鐘全屏刷新顯示20次）顯示，一秒鐘僅傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量就高達：320×240×8×20＝11.71875Mb或1.465MB，如果讓標準MCS51系列單片機處理，假設(shè)重復使用MOVX指令連續(xù)傳輸這些數(shù)據(jù)，考慮地址計算時間，至少需要接421.875MHz的時鐘才能完成數(shù)據(jù)的傳輸，可見處理數(shù)據(jù)量的巨大。 傳真的分辨率也就是掃描密度，分辨率越高代表掃描的精度就越高，它可分為垂直分辨率和水平分辨率。垂直分辨率是指垂直水平線上每毫米顯示的像素點數(shù)，水平分辨率是指平行水平線上每毫米顯示的像素點數(shù)。按照三類傳真機的國際標準規(guī)定，水平分辨率為8像素/mm，因此傳真機的分辨率一般表示為8像素/mm×垂直像素/mm，一般我們就將水平分辨率省卻，只以垂直分辨率來表示分辨率。垂直分辨率主要有標準3.85像素/mm，精細7.7像素/mm、超精細15.4像素/mm三種。

　　LCM工藝(Liquid Composite Molding，復合材料液體成型工藝)，是指以RTM、RFI以及RRIM為代表的復合材料液體成型類技術(shù)。其主要原理為首先在模腔中鋪好按性能和結(jié)構(gòu)要求設(shè)計好的增強材料預成型體，采用注射設(shè)備將專用注射樹脂諸如閉合模腔或加熱熔化模腔內(nèi)的樹脂膜。模具具有周邊密封和緊固以及注射及排氣系統(tǒng)以保證樹脂流動順暢并排出模腔中的全部氣體和徹底浸潤纖維，并且模具有加熱系統(tǒng)可以進行加熱固化而成型復合材料構(gòu)件。

1.1??LCM按照模組結(jié)構(gòu)大致可分為以下四種類型：

1.1.1 COG【chip on glass 】晶片在玻璃上，其主要由FPC、IC、電子元器件、背光、PC板、LCD等器件組成，該工藝是在LCD外引線集中設(shè)計的很小面積上將LCD專用的LSI-IC專用芯片粘在其間，用壓焊絲將各端點按要求焊在一起，再在上面滴鑄一滴封接膠即可，而IC的輸入端則同樣也設(shè)計在LCD外引線玻璃上，并同樣壓焊到芯片的輸入端點上，此時，這個裝有芯片LCD已經(jīng)構(gòu)成了一個完整的LCD模塊。通常用FPC或者導電紙等連接方式將接口引出，便于客戶使用。該工藝主要包含放屏、放ACF、放芯片、對位檢查、芯片壓焊、封膠、檢測七個工序。

該加工方式可大大減小整個LCD模塊的體積，且易于大批量生產(chǎn)，適用于消費類電子產(chǎn)品用的LCD，如：手機、PDA、MP3等便攜式電子產(chǎn)品。在IC制造商的推動下，COG將會是今后IC與LCD的主要連接方式。如下圖1：

圖1. COG模組結(jié)構(gòu)圖

IC bonding原理：通過各向異性導電膜（ACF）的導電粒子使IC晶片的引出端與LCD的ITO引線直接連接，如下圖2：

圖2. COG IC bonding原理圖

1.1.2 COB【chip on board 】晶片在PCB上，其主要由PC板、FPC、IC、電子元器件、背光、斑馬條、連接器、LCD、固定框等器件組成。該工藝是將裸芯片用粘片膠直接貼在PCB板指定位置上，通過焊接機用鋁線將芯片電極與PCB板相應(yīng)焊盤連接起來，再用黑膠將芯片與鋁線封住固化，從而實現(xiàn)芯片與線路板電極之間的電氣與機械上的連接。該工藝包含有粘片、固化、壓焊、測試、封膠、固化和測試七個工序。

COB工藝采用小型裸芯片，設(shè)備精度較高，用以加工線數(shù)較多、間隙較細、面積要求較小的PCB板，芯片焊壓后用黑膠固化密封保護，使焊點及焊線不受到外界損壞，可靠性高，但損壞后不可修復，只能報廢。結(jié)構(gòu)圖如下圖3：

圖3. COB模組結(jié)構(gòu)圖

IC bonding原理：通過打線機將金屬鋁線焊接在IC和PCB板上，起到一個導通作用。如下圖4：

圖4. COB IC bonding原理圖

1.1.3 TAB【tape automatic bonding】 即各向異性導電膠連接方式，它是將封裝形式為TCP(Tape Carrier Package帶載封裝)的IC通過ACF（各向異性導電膜）在一定的溫度、壓力和時間下熱壓而實現(xiàn)屏與驅(qū)動線路板連接的一種加工方式，結(jié)構(gòu)圖如下圖5：

圖5. TAB結(jié)構(gòu)圖

1.1.4 COF【Chip On Film】 即芯片被直接安裝在柔性PCB上，再用異向?qū)щ娔z將此軟薄膜傳輸帶連接到液晶顯示器件的外引線處。。這種連接方式的集成度較高，外圍元件可以與IC一起安裝在柔性PCB上。，如下圖6：

圖6. COF 結(jié)構(gòu)圖

多種方式混合型：COB+SMT、COG+COB、COB+TCP等等。

1.2??LCM按照顯示方式可分為：

正像顯示 （+V）、負像顯示? （—V）、透過型顯示? (transmission)、反射型顯示? （Reflective）、半透過型顯示 (transflective);

?

1.3??按照顯示模式可分為：

TN型：90°扭曲，工作電壓低，視角小，驅(qū)動占空比為1/4～1/8，顯示為黑、白，成本和售價較低。

HTN型：110°扭曲。

STN型：180～250°扭曲，工作電壓稍高，視角明顯大于TN型，驅(qū)動占空比為1/4～1/8以上，顯示時為黃、藍或黑、白，成本和售價均高于TN型。

FSTN: STN+單層補償膜；

FFSTN: STN+雙層補償膜；

DSTN型：雙層STN盒；

ASTN,ISTN等等。

2、LCM常見采光方式

液晶顯示器件是被動型顯示器件，它本身不會發(fā)光，是靠調(diào)制外界光實現(xiàn)顯示的。外界光是液晶顯示器件進行顯示的前提條件。因此，在液晶顯示裝配、使用中，巧妙地解決采光，可以保證和提高液晶顯示的質(zhì)量，一般液晶顯示的采光方式分為自然光采光方式和外光源設(shè)置方式。而外光源設(shè)置上，又分背光源、前光源和投影光源三類。

這里，我們就較為常見的背光源作簡單介紹:

背光源采光技術(shù)的兩大任務(wù)是：

1.使液晶顯示器件在有無外界光的環(huán)境下都能使用；

2.提高背景光亮度，改善顯示效果。

采光模式的分類：

現(xiàn)對常用的背照明光源，有LED、EL、CCFL，分類說明如下：

二、手機LCD的主要生產(chǎn)流程及測試項目

下面就以TFT-LCD為例，簡述其制作流程

TFT-LCD 是由兩片偏光板、薄膜基板、彩色濾光片、背光板、液晶組成的。其結(jié)構(gòu)剖面圖如下圖7所示：

圖7.TFT-LCD的組成

液晶可以把光留在顯示器里，也可以讓它通過最上面的玻璃，只要用電就可以讓液晶改變光的方向，最終形成屏幕上的色彩明暗變化的圖案，如下圖8所示：

圖8.TFT-LCD的顯示原理

除了偏光片外，液晶顯示器里還有一片載有很多電晶體的玻璃，一片有紅綠藍（R.G.B）三種顏色的彩色濾光片及背光源，當屏幕顯示藍色的時候，有電晶體的玻璃就會發(fā)出訊號，只讓藍光可以穿透彩色濾光片，而將紅色光和綠色光留在顯示器里面，這樣我們在顯示器上就只能看到藍色的光了，如下圖9所示：

圖9.彩色濾光片的作用

制造TFT-LCD主要有三個重要的流程：陣列制程、組立制程、模組制程。

1.陣列制程

1） 清洗玻璃基板：一片表面光滑,沒有任何雜質(zhì)的玻璃,是制造TFT玻璃基板最主要的原料.在制作之前,需用特殊的冼凈液,將玻璃洗得干干凈凈,然后脫水,烘干，如下圖10：

?圖10.玻璃基板清洗

2） 鍍金屬膜：要使玻璃基板鍍上金屬薄膜,需先將金屬材料放在真空室內(nèi),讓金屬上面的特殊氣體產(chǎn)生電漿后,金屬上的原子就會被撞向玻璃,這樣就在玻璃基板上形成一層金屬薄膜了，如下圖11：

?圖11.鍍金屬膜

3) 鍍不導電層和半導體層：鍍完金屬膜后，我們還要鍍上一層不導電層與半導電層，在真空室內(nèi)，先將玻璃板加溫，然后由高壓電的噴灑器噴灑特殊氣體，讓電子與氣體產(chǎn)生電漿，經(jīng)過化學反應(yīng)后，玻璃上就形成了不導電層與半導體層，如圖12：

圖12.鍍不導電層和半導體層

4) 光阻定型：薄膜形成后，我們要在玻璃上制作電晶體的圖案。首先，要進入黃光室噴上感光極強的光阻液，然后套上光罩照射藍紫光進行曝光，最后送到顯影區(qū)噴灑顯影液，這樣可以去除照光后的光阻，還可以讓光阻層定型，如圖13：

?圖13.光阻定型

5) 制作電晶體：光阻定型后，我們可用蝕刻進行濕式蝕刻，將沒有用的薄膜露出，也可用電漿的化學反應(yīng)進行干式蝕刻，蝕刻后再將留下的光阻以溜液去除，最后就產(chǎn)生電晶體所需要的電路圖案了，如圖14：

圖14.制作電晶體的圖案

6) 陣列制程: 要形成可用的薄膜電晶體，需要重復清洗，鍍膜，上光阻，曝光，顯影，蝕刻，去光阻等過程，一般來說，要制造TFT-LCD，就要重復5到7次，如圖15

?圖15.陣列制程全過程

2．組立制程

1) 清洗玻璃基板：完成薄膜電晶體玻璃基板后，我們就要進行液晶面板的組合了，液晶面板是由電晶體玻璃基板與彩色濾光片組合而成，首先，我們要先將玻璃洗干凈，再進行下一個步驟。TFT-LCD的整個制造過程都必須在無塵室內(nèi)，這樣才不會有雜質(zhì)在顯示器里面，如圖16：

?圖16.玻璃基板的清洗

2) 涂布彩色濾光片：彩色濾光片是以化學涂布的方式，在玻璃上形成紅、綠、藍的顏色，整齊排列后再覆蓋一層會導電的薄膜即完成，如圖17：

圖17.涂布彩色濾光片

3) 配向：在整個組合的過程中，首先我們要為布滿電晶體的玻璃和彩色濾光片涂上一層化學薄膜，然后再進行配向的動作，如圖18：

圖18.配向

4) 組合液晶面板：在組合二片玻璃板之前，我們要先平均布滿類似球狀的隙子固定間隔，以免液晶面板組合后，二片玻璃向內(nèi)凹曲。通常液晶面板在組合時，會留下一個或二個缺口，以利后續(xù)灌入液晶，接著就以框膠及導電膠封在二片玻璃邊緣，如此就完成玻璃的組合了，如圖19：

圖19.組合成液晶面板

5) 液晶的注入：封完邊框之后，就將液晶面板放到真空室，透過剛才預留的缺口把液晶面板的空氣抽掉，然后籍助大氣壓力灌入液晶，再將缺口封閉，而液晶是一種介于固體和液體之間的化合物質(zhì)，具有規(guī)則分子排列的特性，如圖20：

?圖20.液晶的注入

6) 貼偏光片：最后再貼上二片垂直方向的偏光片，整片液晶面板即算完成，如圖21：

?圖21.貼上偏光片

3．模組制程

1) 搭載驅(qū)動IC：偏光片貼附完成后，我們即開始在液晶面板的兩側(cè)搭載DRIVE IC，DRIVE IC是很重要的驅(qū)動零件，是用來控制液晶顏色，亮度開關(guān)的，如圖22：

?圖23.IC的焊接

3) 組裝背光源：液晶面板的光線就是從背光源發(fā)出來的，在組裝背光源之前，我們會先檢查組合完的液晶面板有無完善，然后再組裝背光源，背光源就是液晶面板后的光線來源，如圖24：

?圖24.組裝背光源

4) 螺絲固定：再將CELL與鐵框以螺絲鎖定，如圖25：

?圖25.螺絲固定

5) 老化測試：組裝完成后就進入了最后關(guān)鍵的測試過程，將組立完成的MODULE做老化測試，在通電及高溫狀態(tài)，篩選出品質(zhì)不良的產(chǎn)品。，如圖26：

?圖26.老化測試

6) 包裝：品質(zhì)最優(yōu)的產(chǎn)品，就可以包裝出貨了。

這樣，液晶面板經(jīng)過許多檢驗測試的程序，才能把最完美的產(chǎn)品交給客戶，這樣才算是真正的完成整個液晶顯示器的制作過程。

LCM的主要檢驗及測試項

LCM的可靠性實驗主要測試項目于試驗條件：

三、手機LCM模組組裝中常見的質(zhì)量問題

四、手機LCM業(yè)內(nèi)行業(yè)綜合實力排名與不良率水平（PPM)分析

從整個手機業(yè)內(nèi)來看，最先發(fā)展和目前技術(shù)最新最好的都不在國內(nèi)，而是韓國、日本和中國臺灣。從國內(nèi)的行業(yè)水平來看，信利國際技術(shù)處在領(lǐng)先的位置，天馬擁有自己的黑白屏玻璃線，在黑白屏領(lǐng)域擁有價格優(yōu)勢，京東方通過實施國際化、培育核心競爭力等策略，京東方正逐步成長為顯示領(lǐng)域的全球領(lǐng)先企業(yè)，年生產(chǎn)能力超過1200萬片，因此，綜合實力也處在國內(nèi)第一集團。

從不良率水平統(tǒng)計分析來看，國內(nèi)比較大的、具有代表性的LCM供應(yīng)商的水平不良率都在3000PPM左右，而二流、三流的LCM供應(yīng)商沒法用此指標來衡量。伴隨著國內(nèi)手機模式的轉(zhuǎn)變、國內(nèi)ODM廠商的整機出口量急劇增加，整機價格戰(zhàn)的不斷升溫中，對關(guān)鍵器件Cost down緊迫性也是迫在眉睫。但關(guān)鍵器件的質(zhì)量和價格在一定程度上是成正比的，期望業(yè)界各廠商在選擇時權(quán)衡好質(zhì)量與成本，質(zhì)量與品牌的關(guān)系。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的LCM模组的简介与质量管理（连载四）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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