手机用COF制造工艺关键技术研究

论文摘要

随着电子、通讯产业的蓬勃发展，液晶显示器的需求与日剧增，大尺寸如液晶显示器、液晶电视，中小尺寸如手机、数码相机等。这些产品都是以轻薄短小为发展趋势的，这就要求必需有高密度，小体积，能弯曲安装的新一代封装技术来满足以上需求。而COF（chip on flex）技术正是在这样的背景下迅速发展壮大，成为LCD、PDP（Plasma Display Panel）等平板显示器的驱动IC的一种主要封装形式，进而成为这些显示模组的重要组成部分。COF技术已经逐渐成为液晶显示器的驱动IC封装的主流趋势，市场前景十分广阔。目前COF生产技术多被国外垄断，COF的主要生产商多为日本、韩国等公司。但就国内而言，能生产COF的厂商几乎没有，COF行业还处于探索起步阶段，很多问题有待解决。本文主要对COF基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：通过测量孔径和误差之间的关系，找到引入误差最小的孔，能更准确的测量材料的胀缩率；真空层压后测量基材的尺寸稳定性，确定出了三种符合COF技术要求的基材。光致抗蚀剂方面：通过对比干膜和湿膜的感光性能、分辨率、附着力、操作工艺等，发现干膜性能稳定，30μm厚度的干膜其性能可以达到COF基板的要求；并对干膜的曝光参数进行了优化，使其更加适合于精细线路的制作。铜箔微蚀减薄方面：研究了H2SO4／H2O2和H2SO4／Na2S2O8微蚀液的蚀刻速率，确定了这两种微蚀液的最佳配方和最佳工作温度；通过实验发现，当铜箔减薄到5μm时，微蚀液的蚀刻不均匀性超过了精细线路对于不均匀性在10％以内的要求，并且伴随着无法避免的针孔问题，因此不建议使用，而应该改用质量可靠的超薄铜箔商品减成法制作精细线路方面：研究了铜箔厚度、曝光能量、蚀刻线速度对于精细线路质量的影响，特别是蚀刻时间对侧蚀的影响，确定了8μm铜箔、250mJ曝光能量、6级曝光级数、3．50m／min蚀刻线速度为生产COF基板的最佳工艺参数。半加成法制作精细线路方面：研究了蚀刻药水、底铜厚度、Ni-Cr比例对于差分蚀刻效果的影响，确定了H2SO4／H2O2蚀刻液、2μm底铜、92：8的Ni-Cr比最适合差分蚀刻工艺；明确了半加成法能有效抑制侧蚀，线路截面能保持理想的矩形，尤其适合制作精细线路。电镀铜方面：研究了直流电镀和脉冲电镀的效果，确定脉冲电镀能提有效高镀层均匀性和镀层的弯折强度。本课题对COF基板关键技术做了大量的预研工作，并成功试制出了线宽／线距为50μm／50μm和30μm／30μm的COF基板，实验证明COF基板的生产是完全可行的，其发展前景一片光明。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACTS
• 第一章 绪论
• 1.1 印制线路板的定义、特点和分类
• 1.1.1 印制板的定义
• 1.1.2 印制板的特点
• 1.1.3 印制板的分类
• 1.2 COF的结构及其特点
• 1.2.1 COF的结构
• 1.2.2 COF的技术的特点
• 1.3 COF技术的应用
• 1.4 COF技术的制造工艺
• 1.5 COF技术的研究现状
• 1.5.1 COF技术中的挠性基材
• 1.5.2 COF技术的发展趋势
• 1.6 课题的背景及意义
• 第二章 实验工艺及其原理
• 2.1 原材料的选择
• 2.1.1 铜箔的选择
• 2.1.2 FCCL基材的选择
• 2.2 光致抗蚀剂的原理及其工艺
• 2.2.1 基板贴膜前处理
• 2.2.2 干膜光致抗蚀剂的结构和贴膜工艺
• 2.2.3 液态光致抗蚀剂的结构和涂覆工艺
• 2.3 曝光显影工艺
• 2.3.1 曝光工艺
• 2.3.2 显影工艺
• 2.4 电镀铜工艺
• 2.4.1 电镀铜工艺原理
• 2.4.2 直流电镀与脉冲电镀
• 2.5 蚀刻工艺
• 2.6 制作线路的三种方法
• 2.6.1 减成法
• 2.6.2 半加成法
• 2.6.3 加成法
• 第三章 COF基板研究实验
• 3.1 实验材料及设备
• 3.2 基材的尺寸稳定性研究
• 3.2.1 测数孔的孔径大小研究
• 3.2.2 基材的涨缩性实验
• 3.3 光致抗蚀剂性能的研究
• 3.3.1 干膜感光性能研究
• 3.3.2 干膜分辨率和附着力研究
• 3.3.3 湿膜感光性能研究
• 3.3.4 湿膜分辨率和附着力研究
• 3.4 铜箔减薄工艺研究
• 3.4.1 微蚀液的蚀刻速率研究
• 3.4.2 铜箔微蚀减薄实验
• 3.5 减成法制作精细线路的研究
• 3.5.1 测试线路的设计
• 3.5.2 干膜显影点的测量
• 3.5.3 12μm铜箔制作精细线路的研究
• 3.5.4 8μm铜箔制作精细线路的研究
• 3.6 半加成法制作精细线路的研究
• 3.6.1 蚀刻药水对线路质量的影响
• 3.6.2 底铜厚度对线路质量的影响
• 3.6.3 Ni-Cr比例对蚀刻效果的影响
• 3.6.4 直流电镀和脉冲电镀的比较研究
• 3.7 COF基板小批量生产实验
• 3.7.1 有关试板的技术资料
• 3.7.2 实验过程及参数
• 3.8 产品检测
• 3.8.1 热应力实验
• 3.8.2 金相微切片
• 3.8.3 高低温实验
• 3.8.4 盐雾实验
• 第四章 实验分析与讨论
• 4.1 基材的尺寸稳定性研究
• 4.1.1 测数孔的孔径大小实验分析
• 4.1.2 基材的涨缩性实验分析
• 4.2 光致抗蚀剂性能的研究
• 4.2.1 干膜感光性能实验分析
• 4.2.2 干膜分辨率和附着力实验分析
• 4.2.3 湿膜感光性能实验分析
• 4.2.4 湿膜分辨率和附着力实验分析
• 4.2.5 光致抗蚀剂性能小结
• 4.3 铜箔减薄工艺实验分析
• 4.3.1 微蚀液的蚀刻速率实验结果分析
• 4.3.2 铜箔微蚀减薄实验分析
• 4.3.3 铜箔微蚀减薄实验小结
• 4.4 减成法制作精细线路的实验分析
• 4.4.1 干膜显影点的实验结果分析
• 4.4.2 12μm铜箔制作精细线路的研究结果
• 4.4.3 8μm铜箔制作精细线路的研究结果
• 4.5 半加成法制作精细线路的实验分析
• 4.5.1 蚀刻药水对线路质量的影响结果
• 4.5.2 底铜厚度对线路质量的影响
• 4.5.3 Ni-Cr比例对蚀刻效果的影响
• 4.5.4 直流电镀和脉冲电镀的比较研究结果
• 4.6 COF基板小批量生产实验结果与讨论
• 4.6.1 减成法生产实验结果与讨论
• 4.6.2 半加成法生产实验结果与讨论
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果