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目前手機顯示主要采用COG技術進行驅動芯片的封(feng)裝。18:9顯示屏仍(reng)然可(ke)以采 用COG工藝,但是未來幾(ji)年(nian)隨著(zhu)全面屏從18:9向19:9甚至20:9演(yan)進,COG將(jiang)越(yue)發力(li)不(bu)從心。而采用COF的全面屏,其下端邊框可(ke)能縮小至3.6mm的距離甚至更(geng)小,因此COF將(jiang)滿足更(geng)高屏占比的需求。
對于(yu)全面屏而言,最佳的(de)方式是基于(yu)COF工藝(即觸控IC固定(ding)于(yu)FPC軟板上(shang)(shang)), 相比于(yu)COG可(ke)以進一(yi)步提升顯(xian)示面積。根據(ju)臺灣工研院的(de)研究數據(ju),盡管采用 COF的(de)1:6 MUX TDDI方案(an)比采用COG的(de)1:3 MUX TDDI的(de)成本(ben)上(shang)(shang)升6.5-9.5美元, 但是下(xia)邊(bian)框尺寸極限可(ke)以由3.4-3.5mm縮減至2.3-2.5mm。
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其次,在(zai)芯(xin)片封裝(zhuang)方面(mian),目前 COF 產(chan)能(neng)(neng)主要(yao)(yao)(yao)集中(zhong)在(zai)中(zhong)大尺(chi)(chi)(chi)寸,COG 集中(zhong)在(zai)中(zhong)小尺(chi)(chi)(chi)寸。要(yao)(yao)(yao)做(zuo)全(quan)面(mian)屏模組廠(chang)需要(yao)(yao)(yao)重新(xin)(xin)投(tou)資中(zhong)小尺(chi)(chi)(chi)寸的 COF bonding,產(chan)能(neng)(neng)缺(que)口(kou)較大。同時,COF 封裝(zhuang)需要(yao)(yao)(yao)超(chao)細FPC 和(he)高(gao)要(yao)(yao)(yao) 求的 bonding 工藝,成(cheng)本(ben)也(ye)比(bi) COG 要(yao)(yao)(yao)高(gao)。根(gen)據產(chan)業鏈調研情況,COF 單價(jia)比(bi) COG 單價(jia)要(yao)(yao)(yao)高(gao)出 9 美金(jin)左右(you)。 其中(zhong),全(quan)球 COF 制(zhi)造(zao)企業能(neng)(neng)量產(chan) 10 微(wei)米等級(ji)的制(zhi)造(zao)商,并且形成(cheng)規模化(hua)生(sheng)產(chan)的主要(yao)(yao)(yao)為中(zhong)國(guo)大陸以外(wai)的 5 家企業,分別為韓國(guo)的 Stemco 和(he) LGIT、臺灣的欣(xin)邦(bang)和(he)易華以及日本(ben)的新(xin)(xin)藤電子,Stemco、LGIT 和(he)新(xin)(xin)藤電子能(neng)(neng)做(zuo)雙面(mian)超(chao)細 COF 基板,欣(xin)邦(bang)和(he)易華是單面(mian)的產(chan)能(neng)(neng)。
根據日本(ben)廠(chang)商目前(qian)可(ke)以(yi)做到(dao)的極限,使用 COF 下邊框可(ke)以(yi)做到(dao) 2.5mm 以(yi)內,不(bu)過成本(ben)要比 COG 高出 9 美金左右,采用異形(xing)切割(ge)、 調整背光模組(zu)之后成本(ben)將會(hui)更高。其實,COG 經過優(you)化(hua)下邊框也能(neng)做窄,面(mian)對(dui)產能(neng)的限制、高昂的成本(ben),手機品牌廠(chang)商真愿意為幾毫米(mi)左 右的窄邊框優(you)勢選(xuan)擇COF、進行異形(xing)切割(ge)設備投資(zi)、調整背光模組(zu)么(me)?
我們認為(wei)國(guo)產廠商更多的(de)(de)是(shi)(shi)采取一種折(zhe)中方案,使用 COG 封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang),將下(xia)(xia)邊框做到(dao) 9mm 以下(xia)(xia),最(zui)主要的(de)(de)是(shi)(shi)在(zai)整(zheng)機尺寸不變的(de)(de)情(qing)況 下(xia)(xia)將之前的(de)(de) 5.2/5.5 寸屏升級為(wei) 5.7/6 寸,推出“低配版”全面(mian)屏。而 蘋果等(deng)高端品牌機型(xing)的(de)(de)屏幕變革將進行(xing)的(de)(de)更加徹底一些,采用 COF 封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)、增加異(yi)形切割(ge)工(gong)序等(deng),努力將下(xia)(xia)邊框收窄(zhai)至 5mm以下(xia)(xia),這也是(shi)(shi)全面(mian)屏技術的(de)(de)長(chang)期選擇。
COF相比COG是更優的解決方案
COF可(ke)(ke)以縮小(xiao)下邊框的(de)長(chang)度,符合全(quan)面(mian)屏(ping)發展趨勢。COF全(quan)稱(cheng)為(wei)Chip On FPC 或Chip On Film,中(zhong)文為(wei)柔性(xing)基板上(shang)的(de)芯片(pian)技術,與COG不同之處為(wei),COF將芯片(pian) 直接封(feng)裝到FPC上(shang),由于FPC可(ke)(ke)以自由彎曲(qu),因此(ci)可(ke)(ke)以將其折到玻璃背(bei)面(mian),從而實 現縮小(xiao)下邊框的(de)目的(de)。與COG相比,其可(ke)(ke)以縮小(xiao)邊框大約1.5mm。
具體工藝上,COF分單層COF和(he)雙(shuang)(shuang)層COF。從整(zheng)個生產上考量,單層COF和(he)雙(shuang)(shuang) 層COF兩者均有其優點(dian)和(he)缺點(dian)。簡(jian)單來看,單層COF好處是價格便宜,一般比雙(shuang)(shuang)層 便宜5倍,但缺點(dian)是需(xu)要(yao)(yao)極高(gao)(gao)的(de)精準設備(bei),一般機臺無(wu)法達到COF的(de)要(yao)(yao)求。雙(shuang)(shuang)層COF 好處是可以達到更高(gao)(gao)的(de)解析度,其缺點(dian)是需(xu)要(yao)(yao)打兩層COF,成(cheng)本高(gao)(gao)昂(ang),需(xu)要(yao)(yao)更多的(de) Bonding設備(bei)。
MOB和MOC芯片(pian)封(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)(shu)(shu):在(zai)封(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)環節推(tui)動前置CCM小(xiao)型化(hua),有(you)望加速滲透 新(xin)型MOB和MOC封(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)相(xiang)比傳(chuan)統的(de)COB等封(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)方(fang)式能夠減(jian)小(xiao)模(mo)組尺寸(cun)。目前攝(she)像(xiang)(xiang)頭(tou)芯片(pian)封(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)有(you)CSP(Chip Size Package)、COB(Chip On Board)、COF (Chip On FPC)和FC(Flip Chip)技(ji)術(shu)(shu)(shu)四(si)種(zhong),隨著手機攝(she)像(xiang)(xiang)頭(tou)像(xiang)(xiang)素越來越高(gao),主要用于(yu)800萬像(xiang)(xiang)素以下(xia)的(de)CSP技(ji)術(shu)(shu)(shu)地位(wei)下(xia)降(jiang),能夠實現更高(gao)圖像(xiang)(xiang)質量的(de)COB、COF/FC更受青睞。采(cai)用FC封(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)得到的(de)模(mo)組會薄1mm,但(dan)成本也較高(gao)。但(dan)在(zai)全面屏趨勢下(xia),需要有(you)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)將攝(she)像(xiang)(xiang)頭(tou)模(mo)組做(zuo)的(de)更小(xiao)。
在傳統的(de)COB封(feng)(feng)裝中,線(xian)路板(ban)上安裝了感光芯片、連(lian)接(jie)線(xian)和電路器(qi)件(jian)(jian)(如電容、 電阻等),同時(shi)用一(yi)個底座(zuo)(通常(chang)是一(yi)個塑(su)(su)料(liao)支(zhi)架)粘貼于線(xian)路板(ban)上。芯片和電路器(qi)件(jian)(jian)都是裸(luo)露在空間中的(de),底座(zuo)沒有(you)將芯片和電路元件(jian)(jian)包覆在內(nei)。 而在新型的(de)MOB(Molding On Board)封(feng)(feng)裝技(ji)術中,線(xian)路板(ban)部分(fen)包含線(xian)路板(ban)主(zhu) 體(ti)和封(feng)(feng)裝部,封(feng)(feng)裝部通過(guo)模塑(su)(su)的(de)方式與線(xian)路板(ban)一(yi)體(ti)化連(lian)接(jie),取代了COB封(feng)(feng)裝技(ji)術中 的(de)塑(su)(su)料(liao)底座(zuo)。
MOB中(zhong)線(xian)(xian)路(lu)板上(shang)依(yi)然有感光芯片(pian)、連接(jie)線(xian)(xian)和電路(lu)元件(jian),不(bu)同(tong)于COB技術,MOB中(zhong)封(feng)裝(zhuang)部(bu)同(tong)時(shi)將(jiang)電路(lu)元件(jian)(電容、電阻等(deng))包(bao)覆(fu)在內(nei),一(yi)方(fang)面(mian)防(fang)止(zhi)電路(lu)器 件(jian)上(shang)的灰塵雜物污染(ran)芯片(pian),另一(yi)方(fang)面(mian)增加了封(feng)裝(zhuang)部(bu)向(xiang)內(nei)設(she)置(zhi)的空(kong)間(jian),從而減小攝(she)(she)像(xiang) 頭模組(zu)的寬度。在更進一(yi)步(bu)的MOC(Molding On Chip)封(feng)裝(zhuang)技術中(zhong),封(feng)裝(zhuang)部(bu)不(bu)僅將(jiang)電路(lu)元件(jian) 包(bao)覆(fu)在內(nei),還將(jiang)連接(jie)線(xian)(xian)也包(bao)覆(fu)在內(nei),并與一(yi)部(bu)分芯片(pian)連接(jie)。因此(ci)封(feng)裝(zhuang)部(bu)向(xiang)內(nei)設(she)置(zhi)的空(kong)間(jian)更大(da),從而攝(she)(she)像(xiang)頭模組(zu)寬度減小的空(kong)間(jian)也更大(da)。
COF方(fang)(fang)案所用的FPC主要采(cai)用聚酰(xian)亞(ya)胺(PI膜)混合物(wu)材料,厚度(du)僅(jin)為50-100um,線寬線距在20um以下(xia),所以在FPC生產(chan)過程中(zhong)要采(cai)用半加成,或(huo)者加成法工藝。目前COF 封(feng)裝用的FPC主要是臺系廠商供貨,如易華電等(deng)。而國內廠商如景(jing)旺電子,合力(li)泰子公司藍沛也有相關技術積累,后續有望受益于(yu)COF方(fang)(fang)案的進一步(bu)推廣。 COF封(feng)裝則是采(cai)用自動化的卷對卷設(she)備生產(chan)。
上圖(tu)(tu)是(shi)典(dian)型的(de)COF卷(juan)(juan)(juan)對卷(juan)(juan)(juan)生(sheng)產(chan)(chan)流程示意圖(tu)(tu),產(chan)(chan)線左(zuo)右(you)兩(liang)邊(bian)都是(shi)PI膜(mo)卷(juan)(juan)(juan),PI膜(mo)通(tong)過(guo)自動封裝機(ji)臺(tai)從(cong)左(zuo)往右(you)傳輸,自動封裝機(ji) 臺(tai)下方會(hui)被持續加(jia)熱(re)至400攝氏度。芯(xin)片(pian)(pian)被壓放在(zai)PI膜(mo)上之(zhi)后,芯(xin)片(pian)(pian)下方的(de)金球會(hui)和PI 膜(mo)中的(de)引線鍵(jian)合(he)(he),這一過(guo)程被稱為(wei)內側引線鍵(jian)合(he)(he)(ILB,Inner Lead Bonding),隨(sui)后芯(xin)片(pian)(pian)會(hui)通(tong)過(guo)環氧樹脂封裝起來(Sealing Resin流程),并涂上阻(zu)焊(han)層(Solder)進一 步(bu)保護IC,后續將其他(ta)周邊(bian)元器件(jian)也(ye)通(tong)過(guo)ILB鍵(jian)合(he)(he)并封裝在(zai)PI膜(mo)上。經過(guo)這一流程COF就生(sheng)產(chan)(chan)完成了。由于COF卷(juan)(juan)(juan)對卷(juan)(juan)(juan)生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程中需(xu)要加(jia)熱(re),而PI膜(mo)的(de)熱(re)膨脹系數(shu)為(wei)16um/m/C, 相(xiang)比芯(xin)片(pian)(pian)的(de)2.49 um/m/C而言,較為(wei)不穩定,所以對設備精度要求很高。
總體來(lai)說(shuo),隨著(zhu)手機(ji)顯(xian)示屏(ping)分(fen)辨率需求的(de)不斷提升,在(zai)有(you)限(xian)的(de)顯(xian)示區域(yu)內,COF封裝(zhuang)技術面(mian)臨著(zhu)凸點(dian)節距(ju)變小、密度(du)變高等技術難點(dian)與問(wen)題。不過OLED顯(xian)示屏(ping)與LCD(液晶顯(xian)示屏(ping))在(zai)COF封裝(zhuang)的(de)實(shi)現工(gong)藝上有(you)所不同,各廠商(shang)(shang)目前的(de)設(she)備精度(du)與技術能力都(dou)很難以良(liang)好的(de)可(ke)靠性和較高的(de)良(liang)率來(lai)采(cai)用1-Layer COF來(lai)實(shi)現FHD規格以上的(de)OLED顯(xian)示屏(ping),目前各家廠商(shang)(shang)都(dou)正積極研發解決(jue)方(fang)案,希望將(jiang)來(lai)能將(jiang)技術廣泛應(ying)用于各種(zhong)OLED面(mian)板設(she)計。