CN108431935A - 用于测试玻璃上芯片粘接质量的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种自动测试玻璃上芯片(chip on glass，简称COG)粘接质量的系统和方法包括：玻璃面板，其中包括两个测试垫，所述测试垫互相电连接；显示驱动器，其中包括输入节点和输出节点；位于所述玻璃面板和所述显示驱动器之间的粘合层，其中所述粘合层将所述玻璃面板与所述显示驱动器粘结在一起，所述粘合层包括穿过位于所述玻璃面板和所述显示驱动器之间的粘合层的导电部件，其中所述输入节点、输出节点、两个测试垫以及导电部件互相电连接以形成电测试回路，所述电测试回路用于测量穿过所述导电部件的电压降。

Description

用于测试玻璃上芯片粘接质量的系统和方法

交叉申请

本申请要求于2016年1月5日递交的发明名称为“用于测试玻璃上芯片粘接质量的系统和方法”的第14/988,361号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。

技术领域

本发明通常涉及测试设备显示器，尤其涉及一种用于自动测试玻璃上芯片(chipon glass，简称COG)粘接质量的技术和机制。

背景技术

在液晶显示屏(liquid crystal display，简称LCD)设备中，LCD面板由LCD显示驱动器驱动。LCD显示驱动器通常是集成电路(integrated circuit，简称IC)，集成电路电耦合到控制液晶的光调制特性的显示元件。LCD显示驱动器通常电连接到LCD面板。将LCD显示驱动器连接到LCD面板的传统技术包括板上芯片(chip on board，简称COB)、卷带自动粘接(tape automatic bonding，简称TAB)或薄膜上芯片(chip on foil，简称COF)。传统的连接技术通常会导致多个组件必须与柔性薄膜连接。因此，利用传统技术制造的LCD器件可能既昂贵又笨重。COG安装是SMD安装的一种替代方案，可直接将LCD显示驱动器安装到组成LCD面板的其中一块玻璃面板的重叠边缘。

在制造安装有COG的LCD设备时，LCD驱动器通过粘合互连件(例如各向异性导电膜(Anisotropic Conductive Film，简称ACF))连接到玻璃面板。这种粘合剂可以包括导电元件，例如金属球。LCD驱动器具有很多用于将驱动器IC连接到LCD面板的电触点。当驱动器IC推入到粘合剂并抵靠LCD面板时，粘合互连件中的导电元件可形成电连接。因此，LCD驱动器可以粘附到玻璃面板，同时粘合剂中形成电连接。

为了保证质量(quality assurance，简称QA)，通常要测试粘附的LCD驱动器的电触点。其中一种测试方法是自动光学检测(automatic optical inspection，简称AOI)，即，使用摄像头扫描COG粘接并检查ACF中金属球的数量和形状。遗憾的是AOI速度缓慢且不可靠，常常导致误报。因此，需要一种更快更可靠的技术来测试安装的LCD驱动器的电触点。

发明内容

本发明实施例中描述的用于自动测试玻璃上芯片粘接质量的系统和方法通常可以实现技术优势。

根据一个实施例，一种设备包括：玻璃面板，其中包括两个测试垫，所述测试垫互相电连接；显示驱动器，其中包括输入节点和输出节点；位于所述玻璃面板和所述显示驱动器之间的粘合层，其中所述粘合层将所述玻璃面板与所述显示驱动器粘接在一起，所述粘合层包括穿过位于所述玻璃面板和所述显示驱动器之间的粘合层的导电部件，其中所述输入节点、输出节点、两个测试垫以及导电部件互相电连接以形成电测试回路，所述电测试回路用于测量穿过所述导电部件的电压降。

根据另一个实施例，一种方法包括：将测试电压提供给用于玻璃上芯片(chip onglass，简称COG)粘接的电测试电路的输入端，所述电测试电路包括穿过所述COG粘接的多个导电部件，所述电测试电路与基于所述电测试电路中导电部件的数量的阈值电压相关；从所述电测试电路的输出端获取结果电压；识别所述测试电压和所述结果电压之间的电压差；当电压差超过所述阈值电压时，指示所述COG粘接的低质量以作回应。

根据又一个实施例，一种设备包括：显示面板，其中包括多个显示测试点，每个显示测试点包括两个测试垫，所述测试垫互相电连接；位于所述显示面板上且高于所述显示测试点的显示驱动器，其中所述显示驱动器包括输入节点、输出节点和多个驱动器测试点，每个驱动器测试点包括两个驱动器凸块，所述驱动器凸块互相电连接；位于所述显示面板和所述显示驱动器之间的粘合互连件，其中所述粘合互连件包括多个导电部件，所述导电部件串联所述输入节点、输出节点、测试垫和驱动器凸块，以形成连续的电回路。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1示出了LCD的实施例；

图2示出了LCD COG粘接的实施例的俯视图；

图3示出了LCD驱动器的实施例的仰视图；

图4示出了用于LCD COG粘接的电测试电路的实施例的侧视图；

图5示出了用于测试LCD COG粘接的自动化方法；

图6示出了一种处理系统实施例的框图。

除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。

具体实施方式

下文将详细论述本发明实施例的制作和使用。应该理解的是，本文所揭示的概念可以在多种具体环境中实施，且所论述的具体实施例仅作为说明而不限制权利要求书的范围。进一步的，应理解，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。

本文揭示了一种用于测试玻璃上芯片粘接质量的系统和方法。当施加压力和/或热量至ACF层时，可以在所述ACF层上形成电连接。ACF层包含金属球，金属球连接以形成在所述ACF层的相对侧上按压的两个触点之间的电连接。触点之间的金属球的数量和形状可以影响在这些触点之间形成的电连接的质量。例如，较少金属球的连接或者变形严重或轻微的金属球的连接更容易形成弱电连接。

在一个实施例中，COG粘接包括用于测试ACF层中电连接的自动电测试电路。测试电路的第一部件可以在LCD的玻璃面板中形成，测试电路的第二部件可以在与所述玻璃面板粘接的LCD显示驱动器中形成。一旦形成COG粘接，可以传输测试信号至所述测试电路的输入节点。由于测试电路的第一部件和第二部件之间的互连由COG粘接形成，因此在测试电路的输出节点处测得的信号可以指示COG粘接的相对质量，并且可以用于确定既定的COG粘接是否符合制造质量控制标准。

与光学扫描电连接相比，直接测量电信号可能是一种更快测试COG粘接的方式。直接测量电信号可能更准确，高达0.3％的测试面板通过了AOI但在进一步LCD组装后未通过电测试。因此，减少了交付时出现可靠性和/或性能问题的LCD模块。因为测量电信号比光学检测ACF层以计算金属球的数量和形状更加便宜和且速度更快，测试成本也可能降低。最后，因为自动化电测试允许在进一步LCD组装之前(例如在连接LCD背光灯或组装驱动板之前)测试COG粘接，因此可以在LCD制造过程的前期发现缺陷。在制造过程的前期发现缺陷可降低LCD产品的总成本。

图1示出LCD 100，以X-Z方向示出。所述LCD 100包括后玻璃110、LCD面板120、LCD驱动器130和LCD COG粘接140。所述LCD 100可以是各种设备上的显示屏，例如智能手机、平板电脑、台式计算机、可穿戴设备、电视或任何带有显示屏或触摸屏的设备。应该理解的是，虽然目前讨论是在LCD显示屏的背景下提出，但是COG粘接可以应用于各个领域。所述实施例可以包括使用粘合互连胶水或胶带制造的任何产品。

所述后玻璃110包括导线111和显示测试点112。所述导线111可以铺设在所述后玻璃110上，以将所述LCD驱动器130与所述LCD面板120连接。所述导线111可以从所述LCD面板120延伸至安装所述LCD驱动器130的后玻璃110的边缘。所述导线111也可以延伸至所述后玻璃110上的其它设备。所述显示测试点112位于所述后玻璃110中并成为用于测试COG粘接的电连接的自动电测试电路的第一部件的一部分。所述后玻璃110中可以有一个或多个显示测试点112，下文将会作出详细讨论。

所述LCD面板120包括前玻璃121和液晶122。所述前玻璃121可以是与所述后玻璃110相对的面板。所述液晶122夹在所述前玻璃121和所述后玻璃110之间。应该理解的是，所述LCD面板120可以包括其它部件，例如透明电极、偏振滤镜、玻璃基板以及反射面等，为了清晰和简洁，图中未示出这些部件。

所述LCD驱动器130包括驱动器测试点131。所述LCD驱动器130通过COG粘接粘接到所述后玻璃110，下文将会作出详细讨论。这样，所述LCD驱动器130直接连接到所述后玻璃110，不需要将所述LCD驱动器130安装到附着在所述后玻璃110和所述LCD面板120的单独的PCB上。所述驱动器测试点131由导电材料(例如铜、铝、金等)制成，并将所述LCD驱动器130电连接到所述导线111和显示测试点112。

所述LCD COG粘接140包括粘合互连件141，即包含导电金属球的粘合层，例如各向异性导电膜。当所述驱动器测试点131被压入所述粘合互连件141中时，在所述驱动器测试点131与导线111和/或显示测试点112之间形成电连接。所述粘合互连件141可在所述LCD驱动器130安装后固化，以完成粘附和电连接的形成，使得所述LCD驱动器130粘接到所述后玻璃110。

图2示出了沿X-Y方向的LCD COG粘接140的俯视图。如图所示，LCD驱动器130(由虚线表示)粘接到后玻璃110上。导线111、显示测试点112和粘合互连件141(由虚线表示)在图2中示出。所述导线111铺设在所述后玻璃110上并将LCD面板120连接到所述LCD驱动器130和其它设备。

如图2详细示出，所述后玻璃110上的每个显示测试点112包括一对测试垫202和互连件204。所述测试垫202和互连件204由相同的材料制成。所述互连件204电连接连续的测试垫对202以形成回路。如图2所示，所述互连件204可以在所述后玻璃110上形成，也可以在所述后玻璃110中形成(如图4所示)。尽管图2中示出了四个显示测试点112，但应该理解的是所述后玻璃110中可以存在任意数量的显示测试点112，并且所述显示测试点112的数量不一定对应于所述导线111的数量。所述测试垫202和互连件204可以由铜、金、氧化铟锡(indium tin oxide，简称ITO)等任何导电材料制成。每个显示测试点112都显露出来，这样，当所述粘合互连件141固化时，所述显示测试点就可以电连接到所述LCD驱动器130的驱动器测试点131。所述显示测试点112在所述后玻璃110上方突出，当所述粘合互连件141中的金属球被驱动器测试点131压碎时，所述显示测试点112就可以推入所述粘合互连件141并形成电连接。

图3示出了LCD驱动器130的仰视图，以Y-X方向示出。如虚线所示，图3仅示出所述LCD驱动器130的底部的一部分。应该理解的是，所述LCD驱动器130也可以包括其它触点，用于将外部设备连接到所述LCD驱动器130中的不同功能。所述LCD驱动器130包括一个或多个驱动器测试点131，驱动器测试点成为用于测试COG粘接中电连接的自动电测试电路的第二部件的一部分。在一些实施例中，所述驱动器测试点131可以是所述LCD驱动器130上没有连接到所述LCD驱动器130中其它功能的备用节点。

如图3详细示出，每个驱动器测试点131包括驱动器垫302、驱动器凸块对304和钝化层306。所述驱动器垫302电连接连续的驱动器凸块对304以形成回路。所述驱动器垫302可以包括导电材料。所述驱动器凸块304在所述驱动器垫302上形成并且在远离所述LCD驱动器130的方向上延伸。所述驱动器凸块304可以包括导电材料。一旦在所述驱动器垫302上形成所述驱动器凸块304，所述驱动器凸块304就可能形成钝化层。尽管在图3中仅示出了三对驱动器测试点131，但应该理解的是所述LCD驱动器130中可以存在任意数量的驱动器测试点131。在一些实施例中，所述驱动器凸块304可以是所述LCD驱动器130中未使用的引脚，例如，未连接到所述LCD驱动器130中其它功能的引脚。

图4示出了Y-Z方向用于LCD COG粘接140的电测试电路400的侧视图。如图所示，LCD驱动器130粘接到后玻璃110上。用于所述LCD COG粘接140的电测试电路400包括在所述后玻璃110中形成的第一部件和在所述LCD驱动器130中形成的第二部件。如粘合互连件141的灰色阴影部分所示，所述粘合互连件141已固化形成导电部件402。所述导电部件402将显示测试点112连接到驱动器测试点131，形成测试节点404。每个测试节点404包括一个测试垫202、一个驱动器凸块304以及导电部件402。如图4所示，所述测试垫202可以包括从所述后玻璃110延伸至粘合互连件141的突出物。同理，所述驱动器凸块304也可以延伸至所述粘合互连件141中。

所述导电部件402上的电压降取决于粘合互连件141的粘接质量。制造工艺中的缺陷可能导致粘接质量较差，从而导致所述导电部件402上的电压降超过制造商规定的电压阈值。因此，当形成低质量粘接时，所述测试节点404上可能存在较高的电压降。换言之，测试节点404上的电压降的大小可以指示由固化的粘合互连件141产生的粘接(例如导电部件402)的质量。

所述LCD驱动器130粘接到所述后玻璃110上，使得交替的驱动器测试点131和显示测试点112串联，形成多个测试节点404。因此，如图4中的流程箭头所示，每个测试节点404可以连在一起，以菊花链的形式形成一个电连续序列(或“电测试回路”)。该回路形成后具有输入节点406和输出节点408。由于测试节点404串联在一起，因此可以将测试电压输入到输入节点406，并且可以在输出节点408检测结果电压。然后可以将结果电压与测试电压进行比较。因此，输入节点406和输出节点408之间的电压降v_drop表示跨越所有测试节点404的累积电压降。可以将该电压降与预定阈值进行比较，以确定所述LCD COG粘接140的质量是否良好。在一个实施例中，指示良好粘接的最大电压降大约可以在3V到5V之间。因此，在一个实施例中，不良粘接可能导致电压降大于5V。

尽管图4示出了测试节点404连接形成的单个回路，但应该理解的是也可以形成多个回路。例如，在另一个实施例中，自动电测试电路可以具有多个输入节点406、多个输出节点408以及多个由测试节点404形成的回路。

虽然图4所示的电测试电路400具有8个测试节点404，但应该理解的是可以形成更多或更少的测试节点404。在一些类型的不良粘接中，所述粘合互连件141中的金属球可能不会形成完整的连接，从而导致测试节点404之间形成开路。因此，可以利用相对较少甚至一个测试节点404来检测不良粘接。但是，在其它类型的不良粘接中，所述粘合互连件141中的金属球可能形成完整但质量较差的连接，从而导致测试节点404上的电压降较小，这种电压降即使在不良粘接范畴中也很小。为此，可以增加所述电测试电路400中的测试节点404的数量以累积更多的电压降，从而在输出节点408测量得到可辨别的电压降并且将其与电压降阈值相比较。因此，在一些实施例中，可以增加测试节点404的数量。在一个实施例中，测试节点404的数量大约可以在5到20之间。

图5示出了用于测试LCD COG粘接的自动化方法500。所述自动化方法500可以指示操作电测试电路400时发生的操作。所述自动化方法500开始于步骤502：向输入节点输入电压。所述自动化方法500继续至步骤504：从输出节点读取电压。所述输入节点和输出节点可以是测试回路中的节点。所述自动化方法500继续至步骤506：确定粘接的质量。在一些实施例中，可以通过比较输入节点和输出节点之间的电压降与预定阈值电压来确定粘接的质量。如果电压降小于阈值电压，则可以指示良好的粘接。在一些实施例中，确定粘接是否良好还包括：在比较测量的电压降与预定阈值时考虑测试回路中测试节点的数量。如果检测到粘接质量较低，则所述自动化方法500结束于步骤508：指示不良粘接。

在一些实施例中，所述自动化方法500可以由LCD显示驱动器例如LCD驱动器130自己执行。输入节点406和输出节点408可以直接连接到所述LCD驱动器130内的电压检测器或比较器。所述LCD驱动器130可以将测试电压输入至电测试电路400，自行进行比较，并将结果数据保存在所述LCD驱动器130中的寄存器或其它数据存储机构上。然后可以读取或以各种方式访问所存储的电压降数据，以便更快地确定粘接/连接质量。由所述LCD驱动器130完全自动化COG粘接测试可以进一步提高制造过程的自动化。

尽管上述讨论是在测量电压降的背景下阐述，但应该理解的是还可以在所讨论的自动化测试设备和方法中测试和测量其它度量。在一些实施例中，可以测量并比较电流而不是电压。

图6示出了用于执行本文描述的方法的处理系统600的框图，所述处理系统600可以安装在主机设备中。如图所示，所述处理系统600包括处理器602、存储器604以及接口606、608和610，它们可以(也可以不)按照图6所示排列。所述处理器602可以是用于执行计算和/或其它处理相关任务的任意组件或组件的集合，所述存储器604可以是用于存储由所述处理器602执行的程序和/或指令的任意组件或组件的集合。在一个实施例中，所述存储器604包括非瞬时性计算机可读介质。所述接口606、608和610可以是允许所述处理系统600与其它设备/组件和/或用户通信的任意组件或组件的集合。例如，所述接口606、608和610中的一个或多个可以用于将数据、控制或管理消息从所述处理器602传输至安装在主机设备和/或远端设备上的应用。在另一个示例中，所述接口606、608和610中的一个或多个可以允许用户或用户设备(例如，个人计算机(personal computer，简称PC)等)与所述处理系统600进行交互/通信。所述处理系统600可以包括图6中未示出的附加组件，例如长期存储器(例如，非易失性存储器等)。

在一些实施例中，所述处理系统600包括在接入电信网络或另外作为电信网络的一部分的网络设备中。在一个示例中，所述处理系统600是处于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用程序服务器或电信网络中的其它任意设备。在其它实施例中，所述处理系统600是处于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如移动台、用户设备(user equipment，简称UE)、个人计算机(personalcomputer，简称PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)或用于接入电信网络的其它任意设备。

尽管已经进行了详细的描述，但应该理解的是，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。此外，本发明的范围不希望限于本文中所描述的特定实施例，所属领域的一般技术人员从本发明中容易了解到流程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤(包括目前存在的或以后将开发的)，可执行与本文所述对应实施例大致相同的功能或实现与本文所述对应实施例大致相同的效果。相应地，所附权利要求范围旨在包括这些流程、机器、制造工艺、物质组分、构件、方法或步骤。

Claims (22)

1.一种设备，其特征在于，包括：

玻璃面板，其中包括两个测试垫，所述测试垫互相电连接；

显示驱动器，其中包括输入节点和输出节点；

位于所述玻璃面板和所述显示驱动器之间的粘合层，其中所述粘合层将所述玻璃面板与所述显示驱动器粘接在一起，所述粘合层包括穿过位于所述玻璃面板和所述显示驱动器之间的粘合层的导电部件，其中所述输入节点、输出节点、两个测试垫以及导电部件互相电连接以形成电测试回路，所述电测试回路用于测量穿过所述导电部件的电压降。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述显示驱动器包括与所述输入节点、输出节点以及导电部件电连接的驱动器凸块。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述驱动器凸块包括所述显示驱动器上未使用的引脚。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括所述玻璃面板上的多条导线，其中所述导线将所述显示驱动器耦合至所述玻璃面板上的显示面板，所述导线不同于所述测试垫。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述显示驱动器包括：

比较器，用于确定由所述电测试回路测量的电压降；

寄存器，用于存储所述电压降。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述寄存器还用于在电压降大约处于3伏到5伏之间时存储所述电压降。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，当电压降超过一定阈值时，所述显示驱动器指示所述导电部件的低质量以作回应。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个导电部分包括多个接触的以电连接的导电金属球。

9.一种方法，其特征在于，包括：

将测试电压提供给用于玻璃上芯片(chip on glass，简称COG)粘接的电测试电路的输入端，所述电测试电路包括穿过所述COG粘接的多个导电部件，所述电测试电路与基于所述电测试电路中导电部件的数量的阈值电压相关；

从所述电测试电路的输出端获取结果电压；

识别所述测试电压和所述结果电压之间的电压差；

当电压差超过所述阈值电压时，指示所述COG粘接的低质量以作回应。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：存储所述电压差，其中所述识别电压差包括读取存储的电压差。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述阈值电压在3伏到5伏之间。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述导电部件的数量大约在10和20之间。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：当所述COG粘接质量较低时，停止进一步制造包括所述COG粘接的显示设备以作回应。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电测试电路包括第一部件和第二部件，所述电测试电路的第一部件在显示驱动器中形成，所述电测试电路的第二部件在玻璃面板上形成。

15.一种设备，其特征在于，包括：

显示面板，其中包括多个显示测试点，每个显示测试点包括两个测试垫，所述测试垫互相电连接；

位于显示面板上且高于所述显示测试点的显示驱动器，其中所述显示驱动器包括输入节点、输出节点和多个驱动器测试点，每个驱动器测试点包括两个驱动器凸块，所述驱动器凸块互相电连接；

位于所述显示面板和所述显示驱动器之间的粘合互连件，其中所述粘合互连件包括多个导电部件，所述导电部件串联所述输入节点、输出节点、测试垫和驱动器凸块，以形成连续的电回路。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，每个显示测试点都与第一个驱动器凸块，以及输入节点、输出节点或者第二个驱动器凸块中的一个相连。

17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述多个导电部件以交替顺序连接所述驱动器测试点和所述显示测试点，以形成所述连续的电回路。

18.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述显示测试点包括所述显示驱动器上未使用的引脚。

19.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，存在5到10个显示测试点。

20.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述粘合互连件包括：

粘合组件；

所述粘合组件中的多个导电金属球，其中所述导电金属球的子集接触以形成所述导电部件。

21.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述显示驱动器还包括：

比较器，其中所述输入节点和所述输出节点电连接至所述比较器；

与所述比较器耦合的寄存器，其中所述寄存器存储所述比较器的输出。

22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，当所述比较器的输出超过一定阈值时，所述显示驱动器指示所述导电部件的低质量以作回应。