TFTLCD返工IC端子腐蚀行为研究

高洪波

摘要：TFT LCD端子区黏合玻璃芯片（COG）、柔性印刷电路板（FPC）时会出现显示异常，需要对集成电路（IC）进行返工并重新黏合，返工时异方性导电胶（ACF）去除液极易造成端子区腐蚀。实验对腐蚀位置进行扫描电子显微镜（SEM）表面像和断面像分析，确认了膜层结构与膜层厚度，验证了多种ACF去除液在不同时间的去除效率。实验表明，由于氧化铟锡（ITO）和M2刮伤，引起去除液渗透到各膜层，造成端子腐蚀，而采用G 430型去除液涂抹且静置1 min后再用丙酮去除的方法，则可有效去除ACF且无腐蚀现象。该方法返工效率高，且棉签代替竹签操作方便，减少刮伤隐患，间接增强了端子耐腐蚀性能。

关键词：TFT LCD； 端子腐蚀； 去除液； 膜层结构

中图分类号： TN 873.93 文献标志码： 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

薄膜晶體管液晶显示器（thin film transistor liquid crystal display，TFT LCD）凭借良好的性能、较低的功耗、时尚的外形已逐渐替代黑白阴极射线管（CRT）显示器[1]。目前国内主流的生产厂家有京东方、华星光电、天马微电子等，这些产品已开始慢慢打开国际市场[2]。随着时间的推移，TFT LCD技术日趋成熟，显示行业正朝着高性能、低功耗、低价格、高产能方向发展[3 5]。

在TFT LCD面板生产中，模组段一道工序为：制作好的显示屏需要异方性导电胶（anisotropic conductive film，ACF）黏合COG（chip on glass）、柔性印刷电路板（flexible printed circuit，FPC）。测试时若出现显示异常或发现显示屏缺陷，需要返工拆除集成电路（integrated circuit，IC）和FPC，并重新进行黏合直至显示效果正常才进入下一制程[6 9]。这一制程若发生异常情况，如黏合上异物，就需要大量显示屏返工IC、FPC，此阶段在清除ACF时极易破坏端子区而造成显示屏损坏，如：在返工IC时，使用ACF去除液去除黏合IC的ACF时可能造成显示屏端子区腐蚀。本文就如何有效解决这个问题进行实验研究，以找到解决这个问题的最佳途径。

1 实验分析

1.1 实验现象

实验选取多种不同规格的显示屏对其进行IC返工，分别用相同ACF去除液、相同作业手法去除黏合IC的ACF，用显微镜观察几种不同规格的显示屏，结果发现只有A规格显示屏端子区受腐蚀，且腐蚀严重。如图1所示，使用同款G 780型 ACF去除液，A规格显示屏端子区已经明显发生腐蚀，且部分位置已经腐蚀掉氧化铟锡（indium tin oxide，ITO）和M2（M2为TFT LCD第三层镀膜结构的source线）线路，其他规格显示屏端子区未发生腐蚀。

1.2 原因分析

为了验证作业手法与显示屏腐蚀相关性，进行了两种不同作业手法、相同实验工具去除IC端子区ACF的实验，结果如表1所示。

实验工具为普通竹签，TFT液晶屏IC拆除机，五片不同规格显示屏，G 780型ACF去除液。两种作业手法分别为：（1） 去除ACF胶时大力操作，反复来回擦洗次数较多；（2） 去除ACF力度轻且是沿着单一方向多次操作。

光学显微镜（optical microscope，OM）下观察的结果表明：使用第一种操作手法的显示屏IC端子区都存在不同程度的腐蚀；使用第二种操作手法时均未发现腐蚀现象，但有四种显示屏去胶不干净且反复次数较多，去胶时间较长。

图2为A规格显示屏发生腐蚀后的扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）表面像和断面像，由此可明显看到M2金属层已被彻底腐蚀。

图3为A规格和B规格（从未发生腐蚀显示屏中任意选取）显示屏IC端子区SEM断面像亦为膜厚分析图。从SEM断面像可看出，两种不同规格显示屏IC端子过孔处膜层结构存在明显差异：A规格显示屏过孔处结构为ITO+G SiNx+M2；B规格过孔处结构为ITO+G SiNx+M2+G SiNx+M1（G SiNx为绝缘层，M1为TFT LCD第一层镀膜结构的gate线）。由此可得，B规格显示屏IC端子区有多层膜保护，线路不易发生腐蚀。

表2为两种不同规格显示屏IC端子区参数，由表可见A规格显示屏外层ITO膜层厚度远小于B规格显示屏，且A规格显示屏Taper角也略小于B规格显示屏。

由此说明A规格显示屏较B规格显示屏端子区容易腐蚀，原因是A规格显示屏的最外层保护层ITO膜层较薄，且结构上少一层G SiNx，当操作手法不当，如反复来回用力操作，容易破坏保护层ITO及绝缘层G SiNx，使腐蚀液（主要组成物质为有机酸）渗透到内层线路中，从而造成IC端子腐蚀。

2 实验结果

对于A规格显示屏，如果增加其膜层厚度势必会带来生产成本的增加，进而提高显示屏售价，会导致缺乏市场竞争力。因此，在不改变显示屏膜层设计的基础上，对ACF去除液进行了实验分析，设法找到合适的去除液和合适的时间来避免腐蚀。

选取了市场上四种ACF去除液对A规格显示屏进行实验，分析对无ACF和有ACF的显示屏端子区涂抹四种ACF去除液，分别观察5 s、10 s、15 s、30 s、1 min、3 min、5 min、10 min、15 min、20 min时端子区是否有效去胶并观察端子是否受腐蚀，实验结果见表3、表4，由于5 s、10 s、15 s端子区去胶无反应，故未列入表中。

实验表明：使用G 430型去除液静置1 min，再用丙酮去除，可有效去除ACF，并无腐蚀现象；使用RP 04型去除液静置10 min，烘烤10 s也可有效去除ACF，并无腐蚀现象，但此去除液去胶时间长，且增加烘烤环节，较麻烦。

图4为标准作业流程下改进的去胶实验方法：将待返工的显示屏褪去IC、FPC后涂抹G 430型去除液；静置1 min后，使用涂抹丙酮的棉签擦拭显示屏IC端子区（轻力度、沿着单一方向多次操作）；ACF去除干净后，用涂抹酒精的无尘布擦拭并移至OM显微镜下观察。整个过程使用棉签，可有效避免竹签对端子的刮伤，阻止去除液渗透到膜层内部。

使用上述操作方法返工了几十片显示屏，图5为OM下观察的IC端子区正面、反面图（任意选取某一规格某一片）。实验结果表明，G 430型去除液搭配丙酮使用棉签可有效去除IC端子區ACF，且无腐蚀现象。

3 结 论

（1） 使用竹签去除ACF时反复次数较多，易造成ITO和M2刮伤，而刮伤后去除液易渗透到各膜层中，因去除液成分主要为有机酸，会造成端子腐蚀。改善的方法是使用棉签并沿着单一方向轻力度操作，由于减少了刮伤，间接增强了端子耐腐蚀性能。

（2） 使用G 430型去除液涂抹IC端子区ACF，静置1 min，使用涂抹丙酮的棉签擦拭，可有效去除ACF，并无腐蚀现象，重新黏合IC、FPC后，显示屏可正常显示。

（3） 此方法相比以往操作手法的去胶时间缩短近1 min，大幅度提高了返工效率。

参考文献：

[1] 罗丽平，贠向南，金基用.TFT LCD生产及发展概况[J].现代显示，2012，23（3）：31 38.

[2] 崔婧.液晶面板十年：尊严与误解[J].中国经济和信息化，2013（16）：28 39.

[3] 李联益.TFT LCD液晶显示技术与应用[J].韶关学院学报（自然科学），2012，33（4）：46 49.

[4] 孙政民.国内外TFT LCD产业的发展[J].电子产品世界，2014（13）：37 38.

[5] 季国平.中国TFT LCD产业的发展[J].现代显示，2005（8）：4 10.

[6] 黎关超，王超，何伟，等.TFT LCD行业异物不良改善研究[J].液晶与显示，2017，32（10）：787 793.

[7] 郑圣德.第五代TFT LCD生产线的工艺设备和材料[J].电子工艺技术，2005，26（2）：114 118.

[8] 贾宽海.TFT LCD模组制造生产效率与品质提升的研究[D].上海：上海交通大学，2014：9 11.

[9] 路林林，于洋，徐帅.关于TFT LCD中Gate Pad腐蚀的分析及改善[J].现代显示，2011，22（4）：36 40.

（编辑：刘铁英）