TFTLCD返工IC端子腐蝕行為研究

高洪波

摘要：TFT LCD端子區(qū)黏合玻璃芯片（COG）、柔性印刷電路板（FPC）時(shí)會(huì)出現(xiàn)顯示異常，需要對(duì)集成電路（IC）進(jìn)行返工并重新黏合，返工時(shí)異方性導(dǎo)電膠（ACF）去除液極易造成端子區(qū)腐蝕。實(shí)驗(yàn)對(duì)腐蝕位置進(jìn)行掃描電子顯微鏡（SEM）表面像和斷面像分析，確認(rèn)了膜層結(jié)構(gòu)與膜層厚度，驗(yàn)證了多種ACF去除液在不同時(shí)間的去除效率。實(shí)驗(yàn)表明，由于氧化銦錫（ITO）和M2刮傷，引起去除液滲透到各膜層，造成端子腐蝕，而采用G 430型去除液涂抹且靜置1 min后再用丙酮去除的方法，則可有效去除ACF且無腐蝕現(xiàn)象。該方法返工效率高，且棉簽代替竹簽操作方便，減少刮傷隱患，間接增強(qiáng)了端子耐腐蝕性能。

關(guān)鍵詞：TFT LCD； 端子腐蝕； 去除液； 膜層結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)： TN 873.93 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A doi： 10.3969/j.issn.1005 5630.2018.03.013

Abstract：When TFT LCD display becomes abnormal after terminal area bonding with chip on glass（COG），flexible printed circuit（FPC），it requires re bonding the integrated circuit（IC） and anisotropic conductive film（ACF） removal fluid can easily lead to corrosion of the terminal area.In the experiment，the scanning electronic microscopy（SEM） surface image and cross sectional image were used for the analysis of corrosion location，the film structure and thickness.The efficiency of various ACF removal fluids for different processing time was confirmed.The experimental results show that due to the scratch on indium tin oxide（ITO） & M2，removal fluid is easy to penetrate into the layers after scratching，causing corrosion on the terminal.After applying G 430 removal fluid for 1 min，acetone can be removed.It can effectively remove the glue without corrosion.The efficiency is greatly improved.It is easy to operate with cotton swab instead of bamboo sticks for reducing the risk of scratches and enhancing the performance for the corrosion proof.

Keywords：TFT LCD； terminal corrosion； cleaning fluid； film structure

引 言

薄膜晶體管液晶顯示器（thin film transistor liquid crystal display，TFT LCD）憑借良好的性能、較低的功耗、時(shí)尚的外形已逐漸替代黑白陰極射線管（CRT）顯示器[1]。目前國內(nèi)主流的生產(chǎn)廠家有京東方、華星光電、天馬微電子等，這些產(chǎn)品已開始慢慢打開國際市場[2]。隨著時(shí)間的推移，TFT LCD技術(shù)日趨成熟，顯示行業(yè)正朝著高性能、低功耗、低價(jià)格、高產(chǎn)能方向發(fā)展[3 5]。

在TFT LCD面板生產(chǎn)中，模組段一道工序?yàn)椋褐谱骱玫娘@示屏需要異方性導(dǎo)電膠（anisotropic conductive film，ACF）黏合COG（chip on glass）、柔性印刷電路板（flexible printed circuit，F(xiàn)PC）。測試時(shí)若出現(xiàn)顯示異常或發(fā)現(xiàn)顯示屏缺陷，需要返工拆除集成電路（integrated circuit，IC）和FPC，并重新進(jìn)行黏合直至顯示效果正常才進(jìn)入下一制程[6 9]。這一制程若發(fā)生異常情況，如黏合上異物，就需要大量顯示屏返工IC、FPC，此階段在清除ACF時(shí)極易破壞端子區(qū)而造成顯示屏損壞，如：在返工IC時(shí)，使用ACF去除液去除黏合IC的ACF時(shí)可能造成顯示屏端子區(qū)腐蝕。本文就如何有效解決這個(gè)問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以找到解決這個(gè)問題的最佳途徑。

1 實(shí)驗(yàn)分析

1.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)選取多種不同規(guī)格的顯示屏對(duì)其進(jìn)行IC返工，分別用相同ACF去除液、相同作業(yè)手法去除黏合IC的ACF，用顯微鏡觀察幾種不同規(guī)格的顯示屏，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有A規(guī)格顯示屏端子區(qū)受腐蝕，且腐蝕嚴(yán)重。如圖1所示，使用同款G 780型 ACF去除液，A規(guī)格顯示屏端子區(qū)已經(jīng)明顯發(fā)生腐蝕，且部分位置已經(jīng)腐蝕掉氧化銦錫（indium tin oxide，ITO）和M2（M2為TFT LCD第三層鍍膜結(jié)構(gòu)的source線）線路，其他規(guī)格顯示屏端子區(qū)未發(fā)生腐蝕。

1.2 原因分析

為了驗(yàn)證作業(yè)手法與顯示屏腐蝕相關(guān)性，進(jìn)行了兩種不同作業(yè)手法、相同實(shí)驗(yàn)工具去除IC端子區(qū)ACF的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。

實(shí)驗(yàn)工具為普通竹簽，TFT液晶屏IC拆除機(jī)，五片不同規(guī)格顯示屏，G 780型ACF去除液。兩種作業(yè)手法分別為：（1） 去除ACF膠時(shí)大力操作，反復(fù)來回擦洗次數(shù)較多；（2） 去除ACF力度輕且是沿著單一方向多次操作。

光學(xué)顯微鏡（optical microscope，OM）下觀察的結(jié)果表明：使用第一種操作手法的顯示屏IC端子區(qū)都存在不同程度的腐蝕；使用第二種操作手法時(shí)均未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，但有四種顯示屏去膠不干凈且反復(fù)次數(shù)較多，去膠時(shí)間較長。

圖2為A規(guī)格顯示屏發(fā)生腐蝕后的掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）表面像和斷面像，由此可明顯看到M2金屬層已被徹底腐蝕。

圖3為A規(guī)格和B規(guī)格（從未發(fā)生腐蝕顯示屏中任意選?。╋@示屏IC端子區(qū)SEM斷面像亦為膜厚分析圖。從SEM斷面像可看出，兩種不同規(guī)格顯示屏IC端子過孔處膜層結(jié)構(gòu)存在明顯差異：A規(guī)格顯示屏過孔處結(jié)構(gòu)為ITO+G SiNx+M2；B規(guī)格過孔處結(jié)構(gòu)為ITO+G SiNx+M2+G SiNx+M1（G SiNx為絕緣層，M1為TFT LCD第一層鍍膜結(jié)構(gòu)的gate線）。由此可得，B規(guī)格顯示屏IC端子區(qū)有多層膜保護(hù)，線路不易發(fā)生腐蝕。

表2為兩種不同規(guī)格顯示屏IC端子區(qū)參數(shù)，由表可見A規(guī)格顯示屏外層ITO膜層厚度遠(yuǎn)小于B規(guī)格顯示屏，且A規(guī)格顯示屏Taper角也略小于B規(guī)格顯示屏。

由此說明A規(guī)格顯示屏較B規(guī)格顯示屏端子區(qū)容易腐蝕，原因是A規(guī)格顯示屏的最外層保護(hù)層ITO膜層較薄，且結(jié)構(gòu)上少一層G SiNx，當(dāng)操作手法不當(dāng)，如反復(fù)來回用力操作，容易破壞保護(hù)層ITO及絕緣層G SiNx，使腐蝕液（主要組成物質(zhì)為有機(jī)酸）滲透到內(nèi)層線路中，從而造成IC端子腐蝕。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)于A規(guī)格顯示屏，如果增加其膜層厚度勢(shì)必會(huì)帶來生產(chǎn)成本的增加，進(jìn)而提高顯示屏售價(jià)，會(huì)導(dǎo)致缺乏市場競爭力。因此，在不改變顯示屏膜層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)ACF去除液進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，設(shè)法找到合適的去除液和合適的時(shí)間來避免腐蝕。

選取了市場上四種ACF去除液對(duì)A規(guī)格顯示屏進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析對(duì)無ACF和有ACF的顯示屏端子區(qū)涂抹四種ACF去除液，分別觀察5 s、10 s、15 s、30 s、1 min、3 min、5 min、10 min、15 min、20 min時(shí)端子區(qū)是否有效去膠并觀察端子是否受腐蝕，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3、表4，由于5 s、10 s、15 s端子區(qū)去膠無反應(yīng)，故未列入表中。

實(shí)驗(yàn)表明：使用G 430型去除液靜置1 min，再用丙酮去除，可有效去除ACF，并無腐蝕現(xiàn)象；使用RP 04型去除液靜置10 min，烘烤10 s也可有效去除ACF，并無腐蝕現(xiàn)象，但此去除液去膠時(shí)間長，且增加烘烤環(huán)節(jié)，較麻煩。

圖4為標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程下改進(jìn)的去膠實(shí)驗(yàn)方法：將待返工的顯示屏褪去IC、FPC后涂抹G 430型去除液；靜置1 min后，使用涂抹丙酮的棉簽擦拭顯示屏IC端子區(qū)（輕力度、沿著單一方向多次操作）；ACF去除干凈后，用涂抹酒精的無塵布擦拭并移至OM顯微鏡下觀察。整個(gè)過程使用棉簽，可有效避免竹簽對(duì)端子的刮傷，阻止去除液滲透到膜層內(nèi)部。

使用上述操作方法返工了幾十片顯示屏，圖5為OM下觀察的IC端子區(qū)正面、反面圖（任意選取某一規(guī)格某一片）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，G 430型去除液搭配丙酮使用棉簽可有效去除IC端子區(qū)ACF，且無腐蝕現(xiàn)象。

3 結(jié) 論

（1） 使用竹簽去除ACF時(shí)反復(fù)次數(shù)較多，易造成ITO和M2刮傷，而刮傷后去除液易滲透到各膜層中，因去除液成分主要為有機(jī)酸，會(huì)造成端子腐蝕。改善的方法是使用棉簽并沿著單一方向輕力度操作，由于減少了刮傷，間接增強(qiáng)了端子耐腐蝕性能。

（2） 使用G 430型去除液涂抹IC端子區(qū)ACF，靜置1 min，使用涂抹丙酮的棉簽擦拭，可有效去除ACF，并無腐蝕現(xiàn)象，重新黏合IC、FPC后，顯示屏可正常顯示。

（3） 此方法相比以往操作手法的去膠時(shí)間縮短近1 min，大幅度提高了返工效率。

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（編輯：劉鐵英）