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LCD用COF挠性印制板制作工艺研究及PCB失效分析

作　者: 莫芸绮
导　师: 何为
学　校: 电子科技大学
专　业: 应用化学
关键词: COF挠性印制电路板片式生产方式卷式生产方式精细线路失效分析
分类号: TN41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在电子产品小型化、液晶显示电子产品高速发展的驱动下,新一代封装技术COF(Chip On Flex或Chip On Film)的发展也随之蓬勃起来,它已经成为LCD(Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)等平板显示器驱动IC的一种主要封装方式。COF挠性印制电路板,作为COF的重要组成部分之一,当前正处于技术和市场都快速增长的态势。而目前国内生产COF的厂商极少,COF处在探索起步阶段。于是,制作出与随着驱动IC集成度的急速提高,I/O端的间距日渐减小相适应的精细线宽线距的COF挠性印制电路板,成为了研究的热点。本文主要对LCD用COF挠性印制板生产过程的关键技术做了大量的预研工作,并取得了以下成果:基材的尺寸稳定性方面:通过对基材进行真空层压后测量其尺寸稳定性,确定出了二种符合COF技术要求的基材,它们是台虹2LPSE0503MW-250型单面无胶电解挠性覆铜箔层压板(FCCL)和新日铁CIPW-25080型的单面无胶电解挠性覆铜箔层压板(FCCL)。光致抗蚀剂方面:通过对比杜邦FX900系列两种不同抗蚀层厚度干膜(FX930与FX915)的感光性能、分辨率、附着力、操作工艺等,确定出杜邦FX915(抗蚀层厚度15μm)为更适用于COF挠性印制板制作的干膜;并对干膜的曝光参数进行了优化,最佳曝光级数5级(相对于21级曝光尺),曝光能量片式150mJ/cm~2、卷式110mJ/cm~2,使其更加适合于精细线路的制作。精细线路制作方面:运用了片式生产方式与卷式生产方式制作精细线路,研究了两种方法铜箔厚度、曝光能量、蚀刻线速度对于精细线路质量的影响。研究发现台虹2LPSE0503MW-250型FCCL和新日铁CIPW-25080型FCCL两种基材都可用于线宽/线距30μm/30μm精细线路的制作,其中新日铁CIPW-25080型FCCL材料更具优势。确定了对于片式工艺精细线路的制作,COF挠性印制板生产的最佳参数为:曝光能量150mJ/cm~2、曝光级数5级,蚀刻线速度2.50m/min;对于卷式工艺,COF挠性印制板生产的最佳参数为:曝光能量110mJ/cm~2、曝光级数5级、蚀刻线速度4.00m/min。采用片式与卷式法的最佳参数进行COF挠性印制板小批量生产实验后比较得出,卷式法由于具有自动化程度高,人为操作和管理因素少,受温度、湿度洁净度影响变化小的特点,使得产品合格率更高,在精细线路制作时具有更大的优势。本课题对LCD用COF挠性印制电路板制备的关键技术做了大量预研工作,成功试制出了线宽/线距为30μm/30μm的COF挠性印制板,实验证明COF挠性印制电路板的生产是完全可行的,同时带来一片光明的发展前景。另外,本文还对珠海元盛电子科技股份有限公司遇到的印制电路板(PCB)应用失效案例作了相应的可靠性分析。阐述了包括BGA(Ball Grid Array)焊点失效、CAF(Conductive Anodic Filamentation)、贴片电容的失效分析过程和分析方法,通过失效分析给印制电路、电子元器件等制造提供借鉴及建议。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-21
  1.1 挠性印制电路板介绍  12-13
    1.1.1 印制电路板  12
    1.1.2 挠性印制电路板  12-13
  1.2 CHIP ON FLEX(COF)技术  13-15
    1.2.1 COF 技术  13-14
    1.2.2 COF 结构与安装方式  14
    1.2.3 COF 的特点  14-15
    1.2.4 COF 的应用  15
    1.2.5 COF 用挠性印制电路板  15
  1.3 COF 用挠性印制电路板制备技术  15-19
    1.3.1 COF 用挠性印制电路板制备方法  15-16
    1.3.2 COF 用挠性印制电路板制备用基材  16-18
    1.3.3 COF 用挠性印制电路板制备关键点  18-19
  1.4 课题研究背景及意义  19-21
第二章实验工艺及其原理  21-29
  2.1 单面挠性印制电路板的生产工艺流程  21
  2.2 卷式生产方式与片式生产方式  21-22
    2.2.1 片式生产方式  21-22
    2.2.2 卷式生产方式  22
  2.3 原材料选择  22-23
    2.3.1 铜箔  22-23
    2.3.2 FCCL 基材的选择  23
  2.4 图形转移工艺  23-26
    2.4.1 光致抗蚀剂  23-24
    2.4.2 光致抗蚀剂涂覆工艺  24-25
    2.4.3 曝光  25-26
    2.4.4 显影  26
  2.5 蚀刻工艺  26-29
第三章 LCD 用COF 挠性印制板制作关键工艺研究实验  29-48
  3.1 实验材料与设备  29
  3.2 基材尺寸稳定性研究  29-30
  3.3 光致抗蚀剂性能研究  30-33
    3.3.1 杜邦FX930 干膜性能研究  30-33
    3.3.2 杜邦FX915 干膜性能研究  33
  3.4 片式生产方式制作精细线路的研究  33-39
    3.4.1 测试线路  33-34
    3.4.2 干膜显影点的测量  34-35
    3.4.3 12μm 铜箔制作精细线路研究  35-38
    3.4.4 10μm 铜箔制作精细线路研究  38-39
  3.5 卷式生产方式制作精细线路的研究  39-44
    3.5.1 测试线路  40
    3.5.2 干膜显影点的测量  40
    3.5.3 12μm 铜箔制作精细线路研究  40-42
    3.5.4 10μm 铜箔制作精细线路研究  42-44
  3.6 COF 挠性印制板小批量试制  44-45
    3.6.1 技术资料  44
    3.6.2 试制过程及参数  44-45
  3.7 产品检测  45-48
    3.7.1 金相微切片  46
    3.7.2 热应力冲击实验  46-47
    3.7.3 高低温实验  47
    3.7.4 盐雾实验  47-48
第四章 LCD 用COF 挠性印制板制作关键工艺实验分析与讨论  48-62
  4.1 基材尺寸稳定性研究  48
  4.2 光致抗蚀剂性能研究  48-52
    4.2.1 干膜的感光性能实验分析  48-50
    4.2.2 干膜的分辨率实验分析  50-51
    4.2.3 干膜的附着力实验分析  51
    4.2.4 小结  51-52
  4.3 片式生产方式  52-56
    4.3.1 干膜的显影点测试实验分析  52
    4.3.2 12μm 铜箔制作精细线路研究  52-55
    4.3.3 10μm 铜箔制作精细线路研究  55-56
  4.4 卷式生产方式  56-59
    4.4.1 干膜的显影点测试实验分析  56
    4.4.2 12μm 铜箔制作精细线路研究  56-58
    4.4.3 10μm 铜箔制作精细线路研究  58-59
  4.5 COF 挠性印制板小批量实验分析  59-62
    4.5.1 片式法生产实验结果与讨论  59-60
    4.5.2 卷式法生产实验结果与讨论  60-61
    4.5.3 片式法与卷式法的比较结论  61-62
第五章 PCB 失效分析  62-81
  5.1 前言  62-64
    5.1.1 失效分析的定义  62
    5.1.2 PCB 失效分析技术  62-63
    5.1.3 失效分析的基本程序  63-64
  5.2 PCB 失效分析案例  64-81
    5.2.1 BGA 焊点失效分析  64-71
    5.2.2 CAF 失效案例分析  71-76
    5.2.3 贴片电容漏电失效分析  76-81
第六章结论  81-84
  6.1 LCD 用COF 挠性印制板制作关键工艺研究方面  81-82
  6.2 PCB 失效分析方面  82-84
致谢  84-85
参考文献  85-88
攻读硕士学位期间取得的研究成果  88-90

LCD用COF挠性印制板制作工艺研究及PCB失效分析

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