TWI616124B

TWI616124B - 柔性電路板及其製造方法、顯示模組

Info

Publication number: TWI616124B
Application number: TW105128807A
Authority: TW
Inventors: 陳建勳; 蔡永誠; 李建樂; 林育萱
Original assignee: 智晶光電股份有限公司
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2018-02-21
Also published as: TW201813472A

Abstract

一種柔性電路板及其製造方法、顯示模組，係包括各自獨立的柔性電路板、顯示器及軟性印刷電路板，其中柔性電路板包括薄膜本體及驅動晶片，且驅動晶片藉由異性導電膠(ACF)粘接在薄膜本體上形成獨立的柔性電路板，使本發明的柔性電路板可獨立連接顯示器及軟性印刷電路板。

Description

柔性電路板及其製造方法、顯示模組

本發明與柔性電路板有關，特別係指一種柔性電路板及其製造方法、顯示模組。

隨著面板廠產能不斷擴充，對驅動IC的封裝技術需求日增，目前驅動IC的封裝技術大致分為捲帶封裝(TCP)、薄膜覆晶(COF)、覆晶玻璃(COG)三種，由於成本及腳距問題，LCD驅動IC也逐漸由捲帶封裝(TCP)轉向玻璃覆晶封裝(COG)及覆晶薄膜封裝(COF)發展。

首先，請參閱圖1，為中國專利申請號200620118078.4，公開一種捲帶封裝(TapeCarrierPacking，TCP，以下簡稱為TCP)，如圖所示，是已知TCP薄膜覆晶封裝構造的截面示意圖，為一TCP覆晶封裝構造100，包含TCP卷帶110、晶片120以及封膠體130。其中，TCP卷帶110是至少三層的結構，包括可撓性介電層111、粘著層(Adhesive)112以及銅層113，銅層113形成有複數個引腳114，晶片120具有複數個凸角121，該些凸角121電性連接該些引腳114，且封膠體130是形成於晶片120與TCP卷帶110之間，密封該些凸角121與該些引腳114。

TCP覆晶封裝構造100由於可撓性介電層111的厚度、粘著層(Adhesive)112的厚度以及銅層113的厚度，再加上晶片120與封膠體130的厚度，使得TCP覆晶封裝構造100的總厚度約為600~1000微米，造成組裝於面板後厚度較厚而有不易彎折的缺點，再加上材料與結構特性的限制，在較細小的內引腳距的接合時，其Tape的製作與後續接合製程加工的搬運及接合等都非常的困難。

另一種玻璃覆晶，(Chip-On-Glass，COG，以下簡稱為COG)，是指將驅動晶片直接粘接(bonding)在顯示玻璃面板上的技術，此種技術相較現有的TCP技術雖可減少焊接過程且具有驅動晶片較不易變形等優點，但其缺點是會佔用到顯示玻璃面板的使用面積。因此有部份業者為解決現有COG具有佔用顯示玻璃面板使用面積的缺點，而研發出一種改良型的COG技術，請參閱圖2，為中國專利申請號201420539472.X，公開一種COG液晶顯示模組的改良，包括液晶顯示面板1、第一FPC排線2、COG驅動模組和接口端；COG驅動模組包括COG玻璃3和驅動電路4，驅動電路4與COG玻璃3粘接，液晶顯示面板1通過第一FPC排線2連接至COG驅動模組再通過COG玻璃3上的ITO引線連接至驅動電路4。該專利將COG驅動模組和液晶示面板1在物理上形成獨立，與現有的COG技術將驅動晶片直接粘接(bonding)在顯示玻璃面板的設計相互比較，確實具有在製造、設計方面更為靈活且改善佔用顯示玻璃面積面積等優點，然而不論是傳統的COG技術或是如中國專利申請號201420539472.X的CO改良技術，其共同做法都是將驅動電路(晶片)粘接(bonding)在玻璃面板上，但玻璃面板在製程上有厚度上的限制，過薄會導致良率降低。

請再參閱圖3，為中華民國專利証書號I263346，公開一種薄膜覆晶(Chip-On-Film，COF，以下簡稱為COF)，包含例如PI、PET等可撓性介電基材(Film)10，在可撓性介電基材(Film)10上設有複數引線20以及阻焊層30(sloder resist)，其中阻焊層30係可為綠漆或是液態印刷油墨，其係印刷形成於可撓性介電基材(Film)10上並覆蓋該些引線20之局部上表面，利用覆晶接合的熱壓技術，該些引線20之內端與一晶片40之凸角41之間會以一共金接合層50(eutectic bonding layer)加以連接；所謂共晶接合(Eutectic Bonding)係一種利用中間介質鍵結後接合之方式，將兩欲鍵結之晶圓各塗佈上一層薄膜金屬作為介質層，加熱至共晶溫度使金屬薄膜形成熔融狀態，並利用液相擴散反應促使兩熔融薄膜間之原子擴散後重新排列，使其生成一具有相當強度之合金介面。惟利用共晶接合(Eutectic Bonding)技術將晶片(Chip)40粘接(bonding)在可撓性介電基材(Film)10上的方式屬於永久接合(permanent bonding)的技術，一旦晶片(Chip)40與可撓性介電基材(Film)10接合後即難以剝離，並且共晶接合(Eutectic Bonding)技術需要搭配專用的設備，無法大眾化生產，不符經濟效益。

另外，請配合參閱圖4，為COF液晶顯示模組的平面示意圖，薄膜覆晶(COF)另一個較大的缺點是在製程中通常是將可撓性介電基材(Film)10製作為軟性印刷電路板又稱軟板(Flexible Print Circuit；FPC)，且晶片(Chip)40係採用共晶接合(Eutectic Bonding)的技術粘接(bonding)在軟性印刷電路板FPC(可撓性介電基材(Film)10)上，導致薄膜覆晶(COF)的晶片(Chip)40與軟性印刷電路板FPC(可撓性介電基材(Film)10)兩者難以剝離，然而軟性印刷電路板FPC(可撓性介電基材(Film)10)的規格常會因為實際需求改變，一旦軟性印刷電路板FPC(可撓性介電基材(Film)10)的規格改變時，就必需同時更換晶片(Chip)40，這也導致薄膜覆晶(COF)技術的成本一直居高不下的主要原因。

為此，如何針對已知驅動IC的封裝方式，如捲帶封裝(TCP)、薄膜覆晶(COF)、覆晶玻璃(COG)等缺失進行改良已成為業界迫求追求的目標。

本發明主要目的係提供一種柔性電路板及其製造方法、顯示模組，特別是指驅動晶片粘接(bonding)在薄膜本體構成獨立的柔性電路板，使柔性電路板可與各種規格的軟性印刷電路板(FPC)接合，避免因為軟性印刷電路板(FPC)的規格改變而必需更換薄膜本體及驅動晶片，達到降低製造成本之目的。

本發明次要目的係提供一種柔性電路板及其製造方法、顯示模組，特別提指驅動晶片與薄膜本體係藉由異性導電膠(ACF)相互粘接(bonding)並導電，達到製程簡單之目的。

為達前述目的，本發明提出一種柔性電路板，包括：薄膜本體，一側表面設有複數引線，各引線相鄰之間具有間隙且於局部表面形成導電區域；異性導電膠(ACF)，以整層連續不間斷的方式塗覆於導電區域並跨設間隙作為接合導電材料，以及具有凸角之驅動晶片，驅動晶片之凸角在粘接於異性導電膠(ACF)後得與薄膜本體之引線形成導電狀態。

為達前述目的，本發明提出一種柔性電路板的製造方法，包括：a)提供薄膜本體並進行線路層製作，於薄膜本體表面蝕刻出複數引線，各引線相鄰之間具有間隙；b)絕緣層製作，於引線之局部表面製作絕緣層，且絕緣層覆蓋於引線部份面積，而引線未被絕緣層覆蓋的面積則形成導電區域；c)異性導電膠(ACF)層製作，異性導電膠(ACF)以整層連續不間斷的方式塗覆於各引線之導電區域並跨設間隙作為接合導電材料，增加異性導電膠(ACF)的可使用面積、導電性及黏著性；d)提供具有凸角之驅動晶片，驅動晶片之凸角係設於異性導電膠(ACF)上，對異性導電膠進行一定時間受熱及壓力作用，使驅動晶片導電粘接於薄膜本體。

為達前述目的，本發明提出一種顯示模組，顯示模組包括各自獨立的COF柔性電路板、顯示器及軟性印刷電路板，其中COF柔性電路板包括驅動晶片藉由整層連續不間斷之異性導電膠粘接於薄膜本體，使COF柔性電路板可分別與顯示器及軟性印刷電路板電性連接。

較佳地，薄膜本體之材質可為聚乙烯(Polyethylene；PE)、聚乙烯對苯二甲酸脂(Polyethylene Terephthalate；PET)、聚醯亞胺(Polyimide；PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalene-2,6-dicarboxylate；PEN)、聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer；COP)。

<習知>

1‧‧‧液晶顯示面板

2‧‧‧第一FPC排線

3‧‧‧COG玻璃

4‧‧‧驅動電路

10‧‧‧可撓性介電基材

20‧‧‧引線

30‧‧‧阻焊層

40‧‧‧晶片

41‧‧‧凸角

50‧‧‧共金接合層

100‧‧‧TCP覆晶封裝構造

110‧‧‧TCP卷帶

111‧‧‧可撓性介電層

112‧‧‧粘著層

113‧‧‧銅層

114‧‧‧引腳

120‧‧‧晶片

121‧‧‧凸角

130‧‧‧封膠體

<本發明>

60‧‧‧柔性電路板

61‧‧‧薄膜本體

62‧‧‧引線

620‧‧‧絕緣層

621‧‧‧導電區域

63‧‧‧驅動晶片

630‧‧‧凸角

64‧‧‧異性導電膠

70‧‧‧顯示模組

71‧‧‧顯示器

72‧‧‧軟性印刷電路板

D‧‧‧間隙

圖1係習知TCP薄膜覆晶封裝構造的剖面示意圖。

圖2係習知COG液晶顯示模組的平面示意圖。

圖3係習知薄膜覆晶COF構造的剖面示意圖。

圖4係習知COF液晶顯示模組的平面示意圖。

圖5係本發明柔性電路板的結構剖視圖。

圖6係本發明柔性電路板的製造方法流程示意圖。

圖7係本發明顯示模組的平面示意圖。

請參閱圖5，係本發明柔性電路板的結構剖視圖。

柔性電路板60主要由薄膜本體61、驅動晶片63及異性導電膠(Anisotropic Conductiveadhesive Film；ACF)64組成，其中薄膜本體61一側表面蝕刻出複數引線62，各引線62相鄰間具有間距D，以及利用黃光製程於各引線62的局部表面製作絕緣層620，使絕緣層620僅覆蓋各引線62部份面積，而各引線62未被絕緣層620覆蓋到的面積則形成導電區域621；將異性導電膠(ACF)64塗覆於各引線62之導電區域621做為接合導電材料，使驅動晶片63之凸角630在粘接於異性導電膠(ACF)64後得與薄膜本體61之引線62形成導電狀態，且異性導電膠(ACF)64係以整層連續不間斷的方式塗佈於各引線62之導電區域621並跨設間隙D，大幅增加異性導電膠(ACF)64的可使用面積、導電性及黏著性；進一步說明，異性導電膠(ACF)64的材料特點為垂直方向導電、水平方向不導電，且異性導電膠(ACF)64內部的粒子表面經絕緣處理，粒子內部則由Au/Ni/樹脂構成，因此當粒子隨一定時間受熱及壓力作用時，粒子會於各引線62之導電區域621與驅動晶片63之凸角630間破裂，達到垂直方向導電，但水平方向粒子未被壓破且表面絕緣，因此即使各粒子間相互接觸也不會導電，而異性導電膠(ACF)64係為面板製程中廣泛使用的材料，故不再贅述；於本實施例，薄膜本體61之材質可為聚乙烯(Polyethylene；PE)、聚乙烯對苯二甲酸脂(Polyethylene Terephthalate；PET)、聚醯亞胺 (Polyimide；PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalene-2,6-dicarboxylate；PEN)、聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer；COP)；於本實施例，引線62之材質可為鉬鉭合金-鋁-鉬(MoTa-Al-Mo)、銅(Cu)、銅銀合金、金合金。

請再參閱圖6所示，為本發明實施例柔性電路板的製造方法流程示意圖，柔性電路板60製造方法包括：a)提供材質可為聚乙烯(Polyethylene；PE)、聚乙烯對苯二甲酸脂(Polyethylene Terephthalate；PET)、聚醯亞胺(Polyimide；PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalene-2,6-dicarboxylate；PEN)、聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer；COP)之薄膜本體61，對薄膜本體61進行線路層製作，使薄膜本體61表面蝕刻出材質可為鉬鉭合金-鋁-鉬(MoTa-Al-Mo)、銅(Cu)、銅銀合金、金合金之複數引線62，且各引線62相鄰之間具有間隙D；於本實施例，MoTa-Al-Mo(鉬鉭合金-鋁-鉬)材質的特性具有較佳抗氧化的效果，提供各引線62較長時間曝露在外部空氣而不會產生氧化現象；b)絕緣層製作，為避免薄膜本體61表面的各引線62之間形成短路，在各引線62之局部表面利用黃光製程製作出絕緣層620，使絕緣層620僅覆蓋於各引線62的部份面積，而各引線62未被絕緣層620覆蓋到的面積則形成導電區域621；c)異性導電膠(ACF)層製作，異性導電膠(ACF)64係以整層連續不間斷的方式塗佈於各引線62之導電區域621並跨設間隙D，大幅增加異性導電膠(ACF)64的可使用面積、導電性及黏著性；d)提供具有凸角630之驅動晶片63，將驅動晶片63之凸角630設於異性導電膠(ACF)64上，並對異性導電膠(ACF)64進行一定時間受熱及壓力作用，使膠內的粒子破裂，藉由異性導電膠(ACF)64做為接合導電材料使驅動晶片63之凸角630導電接合於各引線62之導電區域621。

經由上述實施例說明可知，本發明的柔性電路板60是指將驅動晶片63粘接(bonding)於薄膜本體61上，並非粘接(bonding)在軟性印刷電路板(FPC)上，因此本發明的柔性電路板60可接合各種規格的軟性印刷電路板(FPC)，並且製作上只需對異性導電膠(ACF)64施加適當溫度及壓力，即可使驅動晶片63粘接(bonding)在薄膜本體61上並相互導電。具體來說本發明不存在傳統薄膜覆晶(Chip-On-Film,COF)因採用共晶接合(Eutectic Bonding)的技術而需要搭配專用的設備，以及當軟性印刷電路板(FPC)的規格改變導致無法使用等缺點。

此外，本發明還公開了一種顯示模組70，顯示模組70包括各別獨立的柔性電路板60、顯示器71及軟性印刷電路板FPC72，如圖7所示，為本發明顯示模組的結構示意圖，柔性電路板60是包括將驅動晶片63粘接(bonding)於薄膜本體61上；本實施例中，薄膜本體61之材質可為聚乙烯(Polyethylene；PE)、聚乙烯對苯二甲酸脂(Polyethylene Terephthalate；PET)、聚醯亞胺(Polyimide；PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalene-2,6-dicarboxylate；PEN)、聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer；COP)。

進一步地，薄膜本體61一側蝕刻有材質可為鉬鉭合金-鋁-鉬(MoTa-Al-Mo)、銅(Cu)、銅銀合金、金合金之複數引線62，各引線62相鄰之間具有間隙D且於局部表面形成導電區域621，將異性導電膠(ACF)64以整層連續不間斷的方式塗佈於各引線62之導電區域621並跨設間隙D，藉由異性導電膠(ACF)64使驅動晶片63粘接(bonding)於薄膜本體61；本實施例的技術特徵在於柔性電路板60為獨立元件，分別連接顯示器71及軟性印刷電路板(FPC)72，因此本發明的柔性電路板60可與各種規格的軟性印刷電路板(FPC)72接合，不會因為軟性印刷電路板(FPC)72的規格改變，而必需更換薄膜本體61及驅動晶片63。

據此，本發明提出柔性電路板及其製造方法、顯示模組，其將驅動晶片藉由整層連續不間斷的異性導電膠(ACF)粘接(bonding)於薄膜本體而製作出獨立的柔性電路板，使本發明的柔性電路板可接合各種規格的軟性印刷電路板(FPC)，不會因為軟性印刷電路板(FPC)的規格改變而跟著更換，並且不需專用設備，具有製程簡單且大幅降低成本之功效。

綜上所述，相較已知的捲帶封裝(TCP)，本發明的柔性電路板沒有可撓性介電層、粘著層(Adhesive)及銅層的三層厚度，因此具有厚度較薄的優點；相較已知的玻璃覆晶(COG)，本發明是將驅動晶片粘接(bonding)在薄膜本體上而非粘接(bonding)在顯示玻璃面板上，因此具有不佔用玻璃面板的優點；相較中國專利申請號201420539472.X所公開的COG液晶顯示模組改良，本發明的薄膜本體係採用聚乙烯(Polyethylene；PE)、聚乙烯對苯二甲酸脂(Polyethylene Terephthalate；PET)、聚醯亞胺(Polyimide；PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalene-2,6-dicarboxylate；PEN)、聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer；COP)等較薄之材質，而非是玻璃材質，因此在製程上沒有厚度上的限制，可有效提高製程良率；相較中華民國專利証書號I263346所公開的薄膜覆晶(COF)，本發明係以整層連續不間斷的異性導電膠(ACF)作為驅動晶片與薄膜本體之間的接合導電材料，並非採用共金接合層(eutectic bonding layer)，因此不需要搭配專用的設備，而具有可大眾化生產的優點，並且本發明的驅動晶片是粘接(bonding)在薄膜本體上，而非粘接在軟性印刷電路板上，因此不會因為軟性印刷電路板FPC的規格改變，而必需一併更換薄膜本體及驅動晶片，具有降低製作及生產成本的優點。