TFTLCD返工IC端子腐蝕行為研究

高洪波

摘要：TFT LCD端子區黏合玻璃芯片（COG）、柔性印刷電路板（FPC）時會出現顯示異常，需要對集成電路（IC）進行返工并重新黏合，返工時異方性導電膠（ACF）去除液極易造成端子區腐蝕。實驗對腐蝕位置進行掃描電子顯微鏡（SEM）表面像和斷面像分析，確認了膜層結構與膜層厚度，驗證了多種ACF去除液在不同時間的去除效率。實驗表明，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，間接增強了端子耐腐蝕性能。

關鍵詞：TFT LCD； 端子腐蝕； 去除液； 膜層結構

中圖分類號： TN 873.93 文獻標志碼： 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]。目前國內主流的生產廠家有京東方、華星光電、天馬微電子等，這些產品已開始慢慢打開國際市場[2]。隨著時間的推移，TFT LCD技術日趨成熟，顯示行業正朝著高性能、低功耗、低價格、高產能方向發展[3 5]。

在TFT LCD面板生產中，模組段一道工序為：制作好的顯示屏需要異方性導電膠（anisotropic conductive film，ACF）黏合COG（chip on glass）、柔性印刷電路板（flexible printed circuit，FPC）。測試時若出現顯示異常或發現顯示屏缺陷，需要返工拆除集成電路（integrated circuit，IC）和FPC，并重新進行黏合直至顯示效果正常才進入下一制程[6 9]。這一制程若發生異常情況，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時極易破壞端子區而造成顯示屏損壞，如：在返工IC時，使用ACF去除液去除黏合IC的ACF時可能造成顯示屏端子區腐蝕。本文就如何有效解決這個問題進行實驗研究，以找到解決這個問題的最佳途徑。

1 實驗分析

1.1 實驗現象

實驗選取多種不同規格的顯示屏對其進行IC返工，分別用相同ACF去除液、相同作業手法去除黏合IC的ACF，用顯微鏡觀察幾種不同規格的顯示屏，結果發現只有A規格顯示屏端子區受腐蝕，且腐蝕嚴重。如圖1所示，使用同款G 780型 ACF去除液，A規格顯示屏端子區已經明顯發生腐蝕，且部分位置已經腐蝕掉氧化銦錫（indium tin oxide，ITO）和M2（M2為TFT LCD第三層鍍膜結構的source線）線路，其他規格顯示屏端子區未發生腐蝕。

1.2 原因分析

為了驗證作業手法與顯示屏腐蝕相關性，進行了兩種不同作業手法、相同實驗工具去除IC端子區ACF的實驗，結果如表1所示。

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

光學顯微鏡（optical microscope，OM）下觀察的結果表明：使用第一種操作手法的顯示屏IC端子區都存在不同程度的腐蝕；使用第二種操作手法時均未發現腐蝕現象，但有四種顯示屏去膠不干凈且反復次數較多，去膠時間較長。

圖2為A規格顯示屏發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規格和B規格（從未發生腐蝕顯示屏中任意選?。╋@示屏IC端子區SEM斷面像亦為膜厚分析圖。從SEM斷面像可看出，兩種不同規格顯示屏IC端子過孔處膜層結構存在明顯差異：A規格顯示屏過孔處結構為ITO+G SiNx+M2；B規格過孔處結構為ITO+G SiNx+M2+G SiNx+M1（G SiNx為絕緣層，M1為TFT LCD第一層鍍膜結構的gate線）。由此可得，B規格顯示屏IC端子區有多層膜保護，線路不易發生腐蝕。

表2為兩種不同規格顯示屏IC端子區參數，由表可見A規格顯示屏外層ITO膜層厚度遠小于B規格顯示屏，且A規格顯示屏Taper角也略小于B規格顯示屏。

由此說明A規格顯示屏較B規格顯示屏端子區容易腐蝕，原因是A規格顯示屏的最外層保護層ITO膜層較薄，且結構上少一層G SiNx，當操作手法不當，如反復來回用力操作，容易破壞保護層ITO及絕緣層G SiNx，使腐蝕液（主要組成物質為有機酸）滲透到內層線路中，從而造成IC端子腐蝕。

2 實驗結果

對于A規格顯示屏，如果增加其膜層厚度勢必會帶來生產成本的增加，進而提高顯示屏售價，會導致缺乏市場競爭力。因此，在不改變顯示屏膜層設計的基礎上，對ACF去除液進行了實驗分析，設法找到合適的去除液和合適的時間來避免腐蝕。

選取了市場上四種ACF去除液對A規格顯示屏進行實驗，分析對無ACF和有ACF的顯示屏端子區涂抹四種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時端子區是否有效去膠并觀察端子是否受腐蝕，實驗結果見表3、表4，由于5 s、10 s、15 s端子區去膠無反應，故未列入表中。

實驗表明：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，并無腐蝕現象，但此去除液去膠時間長，且增加烘烤環節，較麻煩。

圖4為標準作業流程下改進的去膠實驗方法：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（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。整個過程使用棉簽，可有效避免竹簽對端子的刮傷，阻止去除液滲透到膜層內部。

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端子區正面、反面圖（任意選取某一規格某一片）。實驗結果表明，G 430型去除液搭配丙酮使用棉簽可有效去除IC端子區ACF，且無腐蝕現象。

3 結 論

（1） 使用竹簽去除ACF時反復次數較多，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酸，會造成端子腐蝕。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，間接增強了端子耐腐蝕性能。

（2） 使用G 430型去除液涂抹IC端子區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間縮短近1 min，大幅度提高了返工效率。

參考文獻：

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[9] 路林林，于洋，徐帥.關于TFT LCD中Gate Pad腐蝕的分析及改善[J].現代顯示，2011，22（4）：36 40.

（編輯：劉鐵英）