CN1132052C - 制造液晶显示模块的方法 - Google Patents

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Abstract

一种例如在一LCD模块中检查接触质量的方法，其中把一IC放在一个基板的表面上，使IC的外部接点与基板上期望的内部接点电接触。通过给IC供电并执行一个自测试程序，就可对电接触的质量进行测试。这种自测试用于检查在器件的外部接点和基板上的内部接点之间的所有的接点，例如在LCD玻璃板上的行-列导体。由于可能存在欧姆接触不良，所以可能延迟来自驱动器IC的信号，所测的延迟就代表了接触的质量。

Description

制造液晶显示模块的方法
技术领域
本发明涉及至少包括一个基板的电子器件，按此方法把IC(集成电路)放在基板的一个表面上，所说IC具有多个外部接点，在IC放置期间使这些外部接点与该表面上的内部接点接触，该方法特别适用于光-电器件，例如LCD。
背景技术
当前使用的LCD驱动器一般都是具有高管脚数(＞100、200…)的器件。在装配期间，这些器件必须连接到在LCD显示玻璃板或基底上的内部接点上，或者连接到另一种基板上，例如印刷电路板。有多种装配方法，例如：
-玻璃上芯片(COG)法，把带金引出脚(gold-bump)的器件面对面地粘结到基板上(例如LCD玻璃板)，金引出脚和内部接点接触；
-带式自动键合(TAB)法，把带有金引出脚的器件首先焊到一个薄膜上，然后再把这个薄膜连接到基板(LCD玻璃板)上，在金引出脚和内部接点之间提供电接触；
-标准键合法，把金线键入一个塑料外壳内，然后将其连接到内部接点。
所选的方法和LCD模块(模块＝基板，包括驱动器IC)的成本密切相关。COG法需要的装配步骤数最小，因为必须作的只是在每个驱动器输出和至LCD输入端的一个内部接点之间(或者更加广义地说，在IC的每个外部接点和基板表面上的一个内部接点之间)进行单个接触。但是这种COG装配法具有某些缺点：
许多不同的原因都可能导致接触不良，例如金引出脚和内部接点之间没对齐、金引出脚和内部接点之间有沾污、以及粘结期间压力不够大。
此外，金引出脚的高度在一芯片内在某种程度上可能有变化。因此，在LCD玻璃板上，在引出脚和内部接点之间可能存在间隙，导致接触不良。
为了处理这种情况，可进行如下的装配过程：
-首先把驱动器IC压向LCD玻璃板(或基板)，然后通电，
-然后，通过向LCD显示器发送某种数据观察在LCD玻璃板上引出脚和内部接点之间的正确接触情况(例如，所有的象素的通和断)。
-如果LCD玻璃板上的显示表示没有缺陷，则硬化驱动器IC和玻璃板之间的粘结剂。
这是需要某种模式识别硬件的一个相当慢的过程。但又不可能测量到引出脚和内部接点之间的接触质量(这刚好是所谓是否法(GO/NO-GO)的测试结果)。这种装配过程因而有一个相当低的成品率(已通过的LCD模块的数目除以已装配的LCD模块的数目)。
由于较大LCD显示器的要求(需要更多的内部接点)，引出脚之间的间距必须从当前的100μm向下减小。从LCD玻璃处理技术角度考虑，30μm间距的内部接点已经是可能的了。这样小的间距是对装配过程成品率的更进一步的挑战，因为这进一步限制了金引出脚和内部接点之间的可允许的非准直度。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造诸如LCD模块之类的电子器件的方法，该方法允许读出接触的质量，并有可能进行全自动装配(如果期望，但并非必需，可与模式识别组合)。这和是/否法测试结果的形式不同，但允许测量在实际接触的质量和指标定义的接触质量之间的差别。
按照本发明，为满足上述目的，在把芯片放在基片上后通过给IC(芯片)供电，并且执行一个自测试程序，从而可对连接质量进行测试。
本发明基于如下构思：在装配期间或者在一较晚的阶段，利用芯片的功能测试连接的质量。为此，例如，通过：
-利用LCD器件的内装电容使某些输出信号绕行(例如，从行焊盘)到某些其它焊盘(例如，列焊盘)。
-比较绕行信号的延迟和外部频率，并且计算是/否法测试结果，以此作为比较的效果，
-或者，通过一个额外的器件引入一个延迟，例如通过一个电容，并且使信号从IC的外部接点绕行到另外的外部接点，
-比较绕行信号的延迟与预定的延迟。
附图说明
当结合附图考虑时，将会更加全面地理解本发明的上述实施例，以及各种其它目的、特征、和附加优点，在几个视图中对于相同或相似的部件使用相似的标号，其中：
图1是穿过其上边安排有驱动器IC的一个LCD玻璃板的一个剖面侧视图；
图2表示一个LCD驱动器组件的示意顶视图；
图3表示图2的组件的一部分的电连接图；
图4是图3的电连接图的简化图；
图5是表示处在自测试方式中的图4的简化图；
图6示意地表示允许自测试检查的驱动器IC输出端的连接。
图7表示另一组件的剖面图；
图8表示图7组件的顶视图；以及
图9表示本发明的另一实施例。
具体实施方式
图1表示设有内部接点2的一个LCD基板1(玻璃、石英、塑料)。在板1上安排一个设有(金)引出脚4a、4b、4c的驱动器IC3，以使引出脚与内部接点接触。在特殊的情况下，可能存在接触不良，或者甚至全然没有接触，如间隙5所示。
本发明的主题是测量当向LCD玻璃板1发送来自驱动器IC3的信号时产生的延迟时间。该延迟的主要元件是一RC延迟电路，其中：
R＝(在接触点的接触电阻(欧姆))+(导体(7，8)的电阻)+(驱动器IC的输出电阻)
C＝在导体(7，8)处内部接点和LC元件的电容(法拉)。
如图2所示，一个完整的LCD显示器包括多个可独立接通(暗)或关断(亮)的象素6。从物理角度看，这些象素6的每一个都通过列和行导体7、8…的交叉点确定。列和行之间通过LCD液体隔离。加在一起考虑，它们形成了一个电容。图3表示对于单个列j的电连接图。
如果我们令所有行的电位相等，并且令所有列的电位相等，则可把图3改画成图4所示。
电容Cr＝(∑Cj)由所用的LCD玻璃板的布局确定，其典型值为200-600pF。LCD驱动器IC的每个管脚的内部电容Cint一般为1-10pF。本发明的主要关键集中在接触电阻R。组装质量越好，这个电阻R越小。
在应用中，LCD驱动器IC产生发送到列和行管脚的波形。这些波形经过与LCD玻璃板上导体的接触点抵达象素。接触电阻R和LCD电容Cr影响内部波形和象素上的波形之间的延迟时间。因而，通过监视由这个RCr部件构成的延迟时间，就可以对接触质量进行控制。如果波形的周期P大于RCr延迟：P＞＞RCr，则可实现接触的良好质量。通过测量RCr延迟本身(或者包括RCr的延迟)，即可保证该实际应用的接触有一个最佳的质量。
可在外部接点固定接触到基板上内部接点之前或之后进行这种测试。
在测试期间(例如，在装配期间)应对该器件通电。然而，使器件变为可在其中开始器件自测试(下边，对此再作介绍)的一个特殊的测试方式，必须是可能的。为此，要使用一个附加的测试管脚，或者把标准的输入管脚驱动到一个异常的状态(被禁止的状态)的组合来进行这种动作。
在器件中还需要有时钟(频率)，以比较(RCr)延迟与基准时钟频率的周期。如果该器件没有内部时钟发生器，则必须提供外部时钟。如果简单的是/否法测试信息尚不够用，并且接触质量变为有点“似接非接”(模拟式的质量)(analog quality)，则必须有外部时钟。在这样一种情况下，该外部时钟的频率(该器件的响应在此频率下从“是”(GO)变到“否”(NO-GO))则是接触质量的指示值。
为了能够进行这样一种测量，在LCD-驱动器IC上需要某些硬件：
-一个有限状态机(这是对某种数字逻辑电路的通用叫法，其中在触发器和门电路中使用了存储的状态)，用于向行(或列)发送一个预定的脉冲流。用位于列(或行)管脚处的选通电位测量仪(经电容Cr)可观察这些脉冲的影响：
-每个列和行管脚都有一个选通电位测量仪。
可把所有的列管脚的逻辑“或“解释为：至少有一个列管脚不在地电位。
可把所有的列管脚的逻辑“与”解释为：至少有一个列管脚在地电位。
对于行管脚则需要类似的行“或”和行“与”信号。见图5。
不能连续地观测这些信号，但可借助于一个特定的时钟周期在一触发器中给这些信号定时同步。这一周期可在外部确定(用所加外部频率)，或者，如果有的话，可使用内部振荡器。作为一个结果，可将该周期与实际的RCr延迟相比较。
一系列步骤中的下述部分是可能的：
1.把所有的列连到3伏，并把所有的行连到5伏(使电容Cint预
  充电并在Cr上确定一个电压)。
2.断开列管脚(由于电容Cint，该电压应保持在列管脚上)。
3.把行连到2伏(由于电容Cr，所有的列应该在0伏)。
4.至少在一个周期之后选通列“或”信号(逻辑“0”＝通过)。
·因为在此测试期间电流消耗不是那么重要，所以在所有的列和行管脚上的“或”和“与”可以是简单的上拉“或”，或者下拉“与”。
·借助于时钟频率来刻度RCr延迟的测量值：时钟频率越慢，在把结果选入触发器中(并从这里显示)之前，该器件处理管脚上电位的可利用时间越多。
可使用类似的脉冲序列在两个相邻的管脚之间进行短路测试。在这种情况下，为了处理任何不同的第二管脚，需要某种附加的硬件。
LCD器件的一个标准特征是已经包括硬件，该硬件用于把列和行管脚驱动到“地”、“VDD”、或其它电压，或者用于完全断开这些管脚。然而，这些器件一般允许使用外部时钟(除了内部产生的时钟外)。因此，只需要以下各项：
·用于“或”和“与”信号的沿焊盘的接线
·用于产生脉冲序列的有限状态机
·另一可能的测试焊盘，允许对此特殊的测试方式进行一种简单的输入。
这种应用旨在具体地(但不排它地)用于COG模块的装配，并且用于对全装好的LCD模块进行测试(任何组件形式的最终测试)。
下面参照图6描述实施例。
该器件在装配期间(玻璃板上芯片(chip-on-glass))，或者在较晚的应用阶段(COG，TAB、…任何装配形式)，可进行自测试。
这种自测试检查在器件的输出端和LCD玻璃板上的行-列导体之间的所有接触情况。由于可能存在欧姆接触不良，所以可能延迟来自该器件的信号，从而导致LCD象素的不正确的显示。在此自测试中可识别这种欧姆接触不良。
对于这种接触的允许的电阻率取决于信号的时钟频率。该器件按照实际的时钟频率计算自测试的失败/通过结果。这个频率取决于应用，并且该频率或在器件上内部产生，或由外部提供。
启动自测试(或装配期间或在应用中)的条件是
-经一至LCD-驱动器的外部命令(经标准的输入/输出接口装入)把RES-B管脚(复位管脚)驱动到VSS电压(在这种情况下复位管脚是不需要的)。
-在OSC管脚(振荡器管脚)的一个命令启动内部时钟。可给该器件提供外部时钟频率。如果外部时钟频率不可能利用，或者由于其它原因不能使用，则不需要OSC管脚。
-在SDA管脚上表示自测试结果，逻辑1为“通过”，逻辑0为“失败”。连续地重复计算这一结果(一般，每毫秒一次)。也可借助于标准的输入/输出接口(在这种情况下不需要SDA管脚)从LCD-驱动器读出该测试的输出。
通过把RES-B管脚驱动到VDD电压，或者通过一个外部命令，来停止自测试。
-进一步(测量)器件要求：
-对于在装配期间的自测试，要求下列器件：
-驱动VSS(和RES-B)管脚至0伏和VSS的电源，和OSC
管脚
    -任选的，任何显示单元，如LED或电压测量单元，用于检
查管脚SDA上的信号(自测试的失败/通过状态)。
    -任选的，频率发生器可连接到OSC管脚，以便使用外部频
率代替内部频率。如果需要更多的有关接触质量的信息，这样作
是必要的：允许测量应用中的时钟频率和临界时钟频率之间的差
异(其中的接触不符合规定的指标)。
-对于应用期间的自测试，不需要任何附加的装置，因为命令微处理器(在所有的应用中全可利用)已经完全控制了这些输入和输出管脚。
在原理上，本发明没有改变形状或驱动器IC的接口中的任何东西。只是在芯片上增加了某些逻辑。这有可能使IC面积增加几个百分点(和没有这一特征设计的IC相比)。不需要附加的管脚。尤其是，器件与之接触的焊盘(或引出脚)都是相同的。
注意，本发明不仅涉及带有引出脚的驱动器IC，而且允许任何内部连接：
-在驱动器IC和LCD基板之间可能有任何数目的内部接点(串行的)。所述带有引出脚的技术只是一个实例(在驱动器IC的输出和基板的输入之间只有一个内部接点)。
具有更多内部接点的实例是：
-在薄膜上的驱动器IC：在驱动器IC和薄膜的导体之间有第一内部接点，并且在薄膜导体和LCD基板之间有另一个内部接点。
-或者，板上芯片：驱动器IC放在一个PCB(印刷电路板)之上，并且连线(在该PCB上的连线)连接到LCD的基板上。
在图7、8中示出了这样一种器件的实例。驱动器IC3放在一个基板11上，在这种情况下是一印刷电路板(但也可以是一柔性薄膜)。该IC设有(金)引出脚4，从而该引出脚和基板11表面上的内部接点12接触。该器件包括一个LCD单元13，LCD单元13具有：设有行导体7的第一基板14和设有列导体8的第二基板15。列导体8例如借助于位于基板14的边缘16的各向异性导体连接到基片14上的导电条上。基片14上的导体都通过连接器17内部连接到内部接点12上。该器件还有一个示意表示的背照明装置18。
在第一接点4和第二接点4之间的特定路线除包括基板11上的内部接点12外，现在还包括一些额外的元件(LCD单元13、连接器17、和各向异性导体(未示出))。在图3和4中，必须增加的只是连接器17和各向异性导体的额外电阻器。这意味着，可把上述参照图1、2描述的类似的自测试应用到图7、8的器件。
如果有必要，可在测试后取下LCD驱动器13，并用它来测试引出脚4和其它基板(PCB)11的内部接点12之间的接触质量。
-该方法允许测试在驱动器IC和LCD基板之间的内部连接的整个系统。然而，就只能够在该系统的最终制造步骤之一，或较晚的阶段执行该方法：
->例如，如果具有引出脚的驱动器IC直接连接到基板，则
可在此制造步骤期间(当驱动器接触基板时)，或者在任何较晚
的阶段(在最终的应用中)已经进行这种测试。
       >但是：如果驱动器IC首先连接到一个薄膜上，并且如
果这个薄膜在一个较晚的过程中连接到基板上，则测试只能在该
较晚的过程期间(薄膜被连到基板上)、或者任何较晚的阶段(在
最终的应用中)进行。应该注意以下各点，其中参照在整个本申请中使用的术语“列”和“行”。
-一个LCD显示器的每个显示象素主要是具有两个接点的一个电容器(一个接点在上玻璃板，一个接点在下玻璃板)，其间具有液晶。
-这两个玻璃板之一上的接点一般称之为“列”或“区段”，而另一玻璃板上的接点一般称之为“行”或“背板”。
-该方法意味着，经两个玻璃板之一上的接点发送一波动信号，并且经另一玻璃板上的接点(或者更广义地，经电容器的接点)验证其响应。
应该注意以下各点，其中参照了实际的实施方案：
-→借助于一个FSM(有限状态机)产生具有逻辑“0”和“1”的波形。把该波形发送到列(或行)管脚。因为FSM中的寄存器(触发器)是由驱动器IC中的时钟频率定时同步的，所以要通过这个时钟频率来确定在这两个转换(从0到1，或从1返回到0)之间的时间。
-→然后，对响应(延迟的信号)进行缓冲(反向变换到逻辑1或0)。利用简单的逻辑，经FSM计算结果(失败或通过)。
-→重要的是，在下一个时钟边缘，把这一结果读入一个寄存器(触发器)。这就是说，延迟(待测量)不得长于一个时钟周期。如果该延迟太长，则计算的结果还要给出“失败”，并且该“失败”也要同步进入寄存器。在该器件的输出端表示出该寄存器的值。
-→如果把外部时钟频率馈入驱动器IC，则有可能通过调节频率直到可检测到从失败到通过的过渡、来测量实际的延迟。
图9表示出一个器件，其中测试该器件在基板上(PCB1上)的接触质量。IC3放在具有内部接点2的基板1上，内部接点2连接到连接器17上。在测试期间内部接点2经这个连接器17连接到在一外加器件9上的布线上。器件9具有包含电容C的布线，因此可以画出类似于图3所示的图。通过在芯片(IC)上附加某种逻辑，使这些管脚适于产生和接收该波形(测试信号)，从而可通过前述的自测试来测试接触的质量。即使只能测试几个管脚的接触质量，这一般也是所有的接触质量都良好的一个表示。按此方式检验芯片的实例是存储驱动器。
对外加器件9的布线和该器件中内部接点1...n之间的电容值(图9)进行选择，使其依赖于IC3的功能行为。测试后，取下外加器件9。可在测试前和测试后最后固定IC和内部接点2的接触。

Claims (8)

1.一种制造电子器件的方法，该器件至少包括一个基板，按此方法，把一个IC放在该基板的一个表面上，该IC具有多个外部接点，在放置IC期间使所说外部接点与该基板表面上的内部接点接触，其特征在于：在IC放置后，使IC经受一个测试模式，以便在第一内部接点产生测试信号，该测试信号在经过一个不同的布线后在不同的第二内部接点处被接收，将接收的信号的延迟与一个预定的延迟进行比较，其中所述IC为驱动器。
2.如权利要求1的方法，其特征在于：该器件包括另外一个基板，这两个基板封闭了一种电-光介质；其中IC是具有外部输出接点的驱动器IC，把IC放在该表面之一的外边缘上，其中，在第一输出端产生该测试模式的测试信号，并在第二输出端接收该测试信号。
3.如权利要求1的方法，其特征在于：该器件至少包括一个外加器件，该外加器件至少包括该不同布线的一个元件。
4.如权利要求3的方法，其特征在于：该外加器件包括封闭一种电-光介质的基板；IC是具有外部输出接点的驱动器IC，由此在该测试模式中，在第一输出端产生测试信号，并在第二输出端接收该测试信号。
5.如权利要求1的方法，其中，在该测试方式，驱动器IC产生波形信号。
6.如权利要求2的方法，其中，该第一输出端连接到列导体，该第二输出端连接到行导体，所述列导体和所述行导体位于所述基板之一上。
7.如权利要求2的方法，其中，该第一输出端连接到行导体，该第二输出端连接到列导体，所述列导体和所述行导体位于所述基板之一上。
8.如权利要求6或7的方法，其中行和列导体在它们的交叉点附近限定了象素。
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