機(jī)械畢業(yè)論文范文
機(jī)械畢業(yè)論文
Title：Discussion on the manufacturing technology of the mobile liquid crystal display screen
Abstract: Drive voltage and the power dissipation low is Merit of LCD display, weight makes light of , there is no a series of merit such as X-radiation etc., have accepted broad taking seriously , have developed very prompt, main current already becoming the flat display technology.
In liquid crystal display technology, low temperature polycrystalline silicon is new generation film transistor LCD display manufacturing engineering, is an important branch of polycrystalline silicon technology. The main body of a book is listed in in the basis having introduced entirely precious method and handicraft holding assembling in liquid crystal, treatment and the method ameliorating having discussed that Defect brings about harmful effects and Defect to the factory.
Keyword: liquid crystal display screen manufacturing technology discussion
1 緒論
1.1 液晶屏的發(fā)展概述
液晶顯示器件(LCD)在中國(guó)已有二十余年的發(fā)展歷史。二十年來(lái)，液晶顯示器件從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模生產(chǎn)，形成了獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)部門(mén)�，F(xiàn)在，液晶顯示幾乎已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，人們幾乎時(shí)時(shí)處處都要與這一種神奇而又普通的面孔打交道。
LCD液晶屏顯示產(chǎn)品是世界上最省電的顯示產(chǎn)品之一。在便攜式顯示器中，LCD時(shí)最佳的選擇。目前還沒(méi)找到一個(gè)顯示產(chǎn)品能代替LCD在計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、 BP機(jī)手機(jī)、電子詞典、電子筆記本、PDA、GPS、電子照相機(jī)、電子攝像機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、便攜式智能儀表等產(chǎn)品上的應(yīng)用。隨著世界經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展和個(gè)人生活水平的提高，個(gè)人對(duì)顯示器的需求將是五花八門(mén)，日新月異。LCD在這方面的市場(chǎng)開(kāi)拓十分寬廣。
目前，顯示技術(shù)和顯示工業(yè)的迅速發(fā)展。它一方面是建立在現(xiàn)代社會(huì)信息的告訴發(fā)展上，另一方面也是建立在電子工業(yè)和材料基礎(chǔ)上。信息社會(huì)中隨著信息量的增加和信息交換越來(lái)越成為人們生活中不可缺少的一部分。
而電子工業(yè)，特別是集成電路，計(jì)算機(jī)的發(fā)展使電光轉(zhuǎn)化、信息處理，器件制造越來(lái)越容易。顯示技術(shù)是傳遞視覺(jué)信息的技術(shù)，顯示器件技術(shù)的基礎(chǔ)。幾十年的發(fā)展，顯示器件已成為一個(gè)大家庭。利用不同的光電原理，具有不同的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，適應(yīng)不同的環(huán)境和條件的各種顯示器件構(gòu)成了一個(gè)大家庭。其中低溫多晶硅顯示屏有著很大的優(yōu)勢(shì)。
低溫多晶硅薄膜晶體管不僅能夠當(dāng)做一般的陣列開(kāi)關(guān)，隨著薄膜晶體管性能的提升，廣泛應(yīng)用于靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、非揮發(fā)性存儲(chǔ)器(Nonvolatile Memories)、影像傳感器(Linear Image Sensor)、光探測(cè)放大器(Photo-Detector Amplifier)、打印機(jī)印字頭(Printer Head)、人工指紋(Artificial Fingerprint)、與平面顯示器等的應(yīng)用。
低溫多晶硅顯示技術(shù)的應(yīng)用，小至0.33英寸的電子式取景框(EVF: Electronic View-Finders)、數(shù)碼相機(jī)(DSC: Digital Still Cameras)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA: Personal Digital Assistant )、導(dǎo)航系統(tǒng)(Navigation System)與投影機(jī)(Projector)，大至14英寸的臺(tái)式電腦、筆記本電腦與22英寸液晶電視等，充分滿足當(dāng)代資訊產(chǎn)品的需求。而且在元件縮小化、面板開(kāi)口率、畫(huà)面與清晰度上有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
1.2 液晶的基礎(chǔ)知識(shí)及顯示屏的顯示原理
既然LCD的優(yōu)點(diǎn)有如此之多，那么我們接下來(lái)就去了解一下作為制造LCD的主要材料—液晶的基本知識(shí)。
液晶是指在一定溫度內(nèi)，具有晶體所有的各向異性造成的雙折射，同時(shí)也具有液體的流動(dòng)性的物質(zhì)。一般我們常見(jiàn)的物質(zhì)有三態(tài)，及固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。這三態(tài)之間是可以隨著溫度變化而變化的。固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度點(diǎn)為融化點(diǎn)。
液態(tài)與氣態(tài)的溫度臨界點(diǎn)是沸點(diǎn)。而液晶就是介于固態(tài)與液態(tài)之間的一種形態(tài)。所以它同時(shí)具有液態(tài)和晶體的性質(zhì)。液晶的相態(tài)結(jié)構(gòu)可分為3種，分別為向列相(見(jiàn)圖1)、近晶相(見(jiàn)圖2)、膽甾相(見(jiàn)圖3)。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)各有不同。
圖1 向列相示意圖
向列相的結(jié)構(gòu)如上圖所示：由棒狀分子組成，分子質(zhì)心沒(méi)有長(zhǎng)程有序性能，具有普通流動(dòng)性，分子不排列成層，能上、下、左、右滑動(dòng)，只在分子長(zhǎng)軸方向上保持相互平行或近似平行，分子間短程作用力微弱。
圖2 近晶相示意圖
近晶相的結(jié)構(gòu)如上圖所示：由棒狀分子組成，分子可排列成層，層內(nèi)分子長(zhǎng)軸
互相平行，其方向可以垂直于層平面，也可以與層平面成傾斜排列。
圖3 膽甾相示意圖
膽甾相餓結(jié)構(gòu)如上圖所示：分子排列成層，層內(nèi)分子互相平行，分子長(zhǎng)軸平行于層平面，不同層內(nèi)的分子長(zhǎng)軸方向稍微有變化，沿層的法線方向排列成螺旋狀結(jié)構(gòu)。
液晶的基本知識(shí)我們已經(jīng)有所了解，下面我們就來(lái)了解一下液晶的應(yīng)用，及液晶盒的組成(見(jiàn)圖4)。
圖4 液晶盒示意圖
Spacer又稱樹(shù)脂粉，是為了保證液晶層間隙的均勻性，而在封框中摻加一定比
例的玻璃纖維，兩者共同作用來(lái)保證盒間隙的一致性。偏光片顧名思義，就是用來(lái)使光的震動(dòng)發(fā)生變化的膠片。通過(guò)偏光片的光，將會(huì)只沿一個(gè)方向振動(dòng)。
玻璃板是制造一個(gè)可以存放液晶的空間，它由上下兩塊玻璃板組成。再加上邊框膠就可以支撐出一個(gè)空間來(lái)存放液晶了。液晶是液晶屏的主要材料。它可以扭曲光線的傳播方向。是液晶屏顯示原理的核心性能。
2 液晶顯示屏的生產(chǎn)工藝
2. 液晶屏制作的工藝
2.1.1 偏貼段工藝簡(jiǎn)介
從灌晶處收料，然后開(kāi)始M1的工藝制作。由于在灌晶結(jié)束后有一道工序?yàn)榉饽z。機(jī)器封膠時(shí)，容易將封口膠溢到上下玻璃板上。它會(huì)影響偏光片的貼附，更加會(huì)影響成品的顯示效果。一般的處理方法是：用刀片蘸取酒精用刀刃處于玻璃板呈45°角進(jìn)行刮洗。具體操作方法如下：
(1)從板面的右上角開(kāi)始逐步開(kāi)始刮洗。要保持刀片的傾斜，以免刮傷板邊玻璃(無(wú)需擔(dān)心把玻璃面壓碎，個(gè)人實(shí)踐，如果不是故意搞破壞)。以右下角為結(jié)束位置，中途用力方向要與刀垂直，使刀刃受力均勻。
(2)用無(wú)塵布迅速自上而下擦拭板面上殘留的酒精。因?yàn)榫凭膿]發(fā)性很好，所以在你查實(shí)完的時(shí)候，板面即會(huì)風(fēng)干。檢查是否有膠殘留，若無(wú)，反面相同操作。結(jié)束后，從45°方向檢查板面。這里要提醒一下，無(wú)塵布在用過(guò)一定次數(shù)后要更換，以確保其對(duì)板面有清潔作用。
(3)確認(rèn)無(wú)誤后由專門(mén)人員放入貼偏光機(jī)內(nèi)貼偏光片。在入口處有綠光區(qū)，其作用是再次檢查板面是否干凈。在綠光下，殘留的膠粒會(huì)散射光線，從而使其很明顯。
偏貼段注意事項(xiàng)包括：在刮液晶盒時(shí)不要刮花液晶盒，更不要誤傷到自己或他人;在每種料號(hào)或下班時(shí)，要把報(bào)廢或多余的偏光片收集起來(lái)，以減少成本;清點(diǎn)PNL數(shù)量。
2.1.2 FPC與液晶盒結(jié)合段工藝簡(jiǎn)介
結(jié)合段的工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。主要作用就是在液晶盒上安裝一個(gè)繞性電路板(FPC)與液晶盒的端子部相連。
從偏貼段傳來(lái)的PNL在經(jīng)過(guò)收料員清點(diǎn)后，開(kāi)始結(jié)合段的作業(yè)。把事先準(zhǔn)備好
的FPC與液晶盒的端子部連接在一起，然后放入專用的壓合機(jī)中壓合。使其連接更加牢固。由于壓合的FPC與端子部都是裸露的，容易產(chǎn)生一系列的問(wèn)題。所以要在其上涂覆一層UV膠。UV膠可以防止漏電、氧化的目的，還可以增加兩者的連接牢固性。
UV膠需要在一定的溫度下才會(huì)固化，所以要放入小型烘烤箱中熱紅一下。UV膠涂覆制程后，是較之偏貼段復(fù)雜的點(diǎn)燈測(cè)試和外觀檢(生產(chǎn)段詳解)。結(jié)合段已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)了。質(zhì)量檢測(cè)的目的是再次確保PNL的質(zhì)量，防止不良品流到客戶手里。質(zhì)量檢測(cè)后就是收料了，并準(zhǔn)備生產(chǎn)段的制程。
結(jié)合段的注意事項(xiàng)包括：壓合是應(yīng)該注意壓力的控制，以防端子部破損;遇到薄的液晶盒是，要用吸嘴拿取，避免不必要的破碎;清點(diǎn)PNL的數(shù)量。
2.2 型號(hào)N98手機(jī)顯示屏在生產(chǎn)段的工藝流程
下面是生產(chǎn)段N98型號(hào)手機(jī)顯示屏的制作工藝流程(見(jiàn)圖4)，次流程是在一個(gè)流水線上依次完成的。每一站完成，就要把PNL放入流水線上，以方便下一站的制作。
圖4 手機(jī)顯示屏的制作工藝流程
(1)背光與液晶盒的卡接。前面已經(jīng)介紹過(guò)液晶及液晶盒的基本構(gòu)造。我們可以輕易的看出，液晶盒并不具備發(fā)光的能力。它的作用僅是改變光線的傳播方向。為了讓液晶盒能夠起到顯示的目的，我們需要給它加一個(gè)光源。這個(gè)光源就是我現(xiàn)在要介紹的背光盒。
背光并不是一個(gè)整個(gè)的光源，也不是矩陣光源(由一個(gè)個(gè)小的光源排列在一起的光源)，而是由背光盒下部幾個(gè)很少的電光源再加一種可以把光線傳到整個(gè)盒面的特殊材料制成的光源盒。這樣既減輕了產(chǎn)品重量，也可以起到節(jié)能的作用�？ū彻夂械臅r(shí)候，要先把背光盒點(diǎn)亮，揭去其上的保護(hù)膜。并以45°角方
向檢查盒面是否有異物。若無(wú)，將液晶盒下面偏光片上的保護(hù)膜撕下，同樣檢查下偏光片上是否有異物。確認(rèn)無(wú)誤后，將液晶盒正確的卡進(jìn)背光盒里，并用手將各個(gè)邊緣卡緊。
(2)手工焊接背光與FPC連接處。卡完背光的液晶盒已經(jīng)基本成型。但背光與液晶盒都需要電源才能工作。為了減少線路數(shù)量，節(jié)約成本，我們需要將背光與液晶盒的電源線路連接在一起。連接的方法就是焊錫。焊錫分為手動(dòng)焊錫盒自動(dòng)焊錫。
根據(jù)焊錫的方法還可分為普通焊錫盒拉錫。普通焊錫一般是焊接一到兩個(gè)焊點(diǎn)的電路。拉錫則是用來(lái)焊接多個(gè)焊點(diǎn)的焊接。N98液晶顯示屏需要焊接的點(diǎn)一共有兩個(gè)。所以可以采用手工普通焊錫。在背光盒的電源線上有一個(gè)用于保護(hù)手指端的小膠片，用鑷子將小膠片去下，并涂上助焊劑，然后用烙鐵將錫條融化并均勻的涂覆在焊點(diǎn)上。
(3)手工焊接的檢測(cè)。這一站主要對(duì)前一站焊錫的檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容包括錫高度是否符合、焊點(diǎn)有無(wú)錫尖、焊點(diǎn)有無(wú)污染等。
(4)OTP。OTP就是往新組裝好的PIN上燒入一個(gè)短小的程序，以方便后續(xù)點(diǎn)燈測(cè)試的使用。測(cè)試時(shí)只要通過(guò)即為良品。
(5)貼小黃膠。黃色半透明的小膠片，其作用是保護(hù)焊點(diǎn)，防止氧化等不良問(wèn)題的出現(xiàn)。小黃膠、銅箔、小黑膠都是事先裁好形狀的膠片。將流水線上的PNL取下，放入貼膠用的專用治具內(nèi)。用鑷子夾取膠片，正確貼附在相應(yīng)的位置，最后用治具自帶的工具輕壓膠片。
(6)貼銅箔。是用來(lái)保護(hù)FPC與端子部連接處，其它與小黃膠相同。
(7)貼小黑膠：覆蓋UV膠，保護(hù)整個(gè)端子部，其它注意事項(xiàng)與小黃膠相同。
(8)電燈方式測(cè)試液晶屏不良(電燈測(cè)試)。點(diǎn)燈測(cè)試是用來(lái)檢測(cè)已組裝好的PNL是否有不良的一道工序。其中的不良成為Defect。點(diǎn)燈使用一種類似 OTP測(cè)試的治具，將一組畫(huà)面依次顯現(xiàn)出來(lái)，然后由操作員目試檢查出其中的不良。
點(diǎn)燈的不良分為很多種，它們有著自己的Defect對(duì)照表。所以對(duì)點(diǎn)燈人員的基本要求就是要熟記Defect對(duì)照表中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種Defect。Defect缺陷包括面缺陷(見(jiàn)圖5)、線缺陷(見(jiàn)圖6)、點(diǎn)缺陷(見(jiàn)圖7)等。
如上圖5所示，在黑色畫(huà)面上有一個(gè)小小的白點(diǎn)。這就是面缺陷中的一種MM07—白點(diǎn)。
圖5 面缺陷示意圖
圖6 線缺陷示意圖
如上圖6所示，在灰色畫(huà)面下有一條白色的線條。這是線缺陷中的一種ML02—橫全亮線。
圖7 點(diǎn)缺陷示意圖
如上圖7所示，在灰色畫(huà)面上有多個(gè)白點(diǎn)。這是點(diǎn)缺陷中的一種MD11—滿天星。
在點(diǎn)燈的時(shí)候，要注意力集中。因?yàn)槿毕荻己苄�，很容易遺漏。尤其是在灰色畫(huà)面下。在其他畫(huà)面下，缺陷是很明顯的，只要盯著屏幕就可以發(fā)現(xiàn)。但是在灰色畫(huà)的缺陷在直視的情況下不能全部查處。比如MD01—亮點(diǎn)，因?yàn)槭腔疑?huà)面白色原本就不是很明顯。它需要在傾斜45°的情況下才能被發(fā)現(xiàn)。對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷用油性筆在背面記下Defect代碼，以待專業(yè)人員處理。
(9)便利膠片的貼附(易撕貼)。一種長(zhǎng)方形的白色膠條。把它貼在上偏光片上，方便手動(dòng)撕去保護(hù)膜。貼的時(shí)候注意不要漏貼、貼歪即可。
(10)目檢獲借助放大鏡檢查不良(外觀檢)。檢查外觀缺陷的一道工序。它和點(diǎn)燈測(cè)試差不多，都有著自己的Defect對(duì)照表。但是這一工序全是靠操作人員的能力，沒(méi)有治具的幫助。主要檢查四邊和反正面是否正常。外觀檢的詳細(xì)項(xiàng)目如Defect對(duì)照表1所示。
表1 外觀檢驗(yàn)對(duì)照表
(11)質(zhì)量檢測(cè)。公司里自己組織的，以客戶身份對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)的人員。他們負(fù)責(zé)復(fù)檢，主要以抽檢為主。其中包括點(diǎn)燈、外觀檢。
(12)收料。給每一個(gè)PNL貼上標(biāo)簽，然后掃描記錄。這樣可以上每片PNL都可以有指定的標(biāo)簽，方面查詢。
3 手機(jī)液晶屏生產(chǎn)段問(wèn)題及解決措施
在生產(chǎn)組裝階段，乃至整個(gè)流程都有或大或小的問(wèn)題。如果每一次的缺陷全都打報(bào)廢，那么產(chǎn)品的成本將會(huì)大大的提升。本著節(jié)約的成本，增加利潤(rùn)的原則，對(duì)那些有缺陷的產(chǎn)品要進(jìn)行重工。而且有專門(mén)的重工課。但也不是多有的不良都會(huì)被送到重工課去的`。對(duì)于那些常見(jiàn)而且容易修復(fù)的缺陷，則由每個(gè)站別的技術(shù)人員修復(fù)。
3.1 焊錫中的Defect解決方法
焊錫站的不良大都被下一站錫高測(cè)試檢測(cè)出來(lái)。所以焊錫不良會(huì)被當(dāng)場(chǎng)解決。焊錫檢測(cè)站就再焊錫站的下一站。對(duì)那些檢測(cè)出來(lái)的不良品，會(huì)先放在一個(gè)盤(pán)子里，等焊錫人員有空閑時(shí)就拿給他們。無(wú)需向本站技術(shù)人員請(qǐng)示。
3.2 OTP中的Defect解決方法
OTP測(cè)試相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只要測(cè)試器顯示PASS，測(cè)試就通過(guò)。以后也不會(huì)有什么不良。對(duì)于那些沒(méi)有測(cè)過(guò)的PNL，一般的方法是換其它機(jī)子測(cè)試，知道其通過(guò)為止。只要有一次過(guò)即為良品。有時(shí)候個(gè)別PNL始終不過(guò)，那就留待下班前再次測(cè)試�？傊螖�(shù)不管，只要過(guò)一次就可。OTP不良的大都是漏測(cè)，只需再次測(cè)試就可以了。
3.3 貼膠中的Defect解決方法
小黃膠、銅箔、小黑膠同屬于貼附類膠片，它們的不良無(wú)非是翹起，帖偏等。
對(duì)于這些不良最簡(jiǎn)單對(duì)直接的方法就是重貼。因?yàn)槿N膠是有重疊部分存在的，所以在重工一種膠片不良時(shí)容易造成其它膠片的不良。因此，重工時(shí)要特別小心以免引起不必要的麻煩。
3.4 點(diǎn)燈測(cè)試中的Defect解決方法
點(diǎn)燈中發(fā)現(xiàn)的不良種類很多。對(duì)于簡(jiǎn)單的技術(shù)人員可以自己修復(fù)，但是大多數(shù)是無(wú)法在產(chǎn)線修復(fù)的。對(duì)于這些無(wú)法修復(fù)的PNL，最后統(tǒng)一送到重工課重工。產(chǎn)線上可以重工的不良有異物亮、等。異物亮是指背光上面有粉塵的存在。處理方法是把背光盒打開(kāi)，將粉塵清除就可以了。MV01是由OTP沒(méi)過(guò)引起的。重工方法是送到OTP站再次測(cè)試OTP。
3.5 外觀檢中的Defect解決方法
常見(jiàn)不良一般是背光盒變形、液晶盒破碎等。對(duì)于液晶盒破碎PNL直接報(bào)廢，不用送重工課。背光盒變形的PNL，要先送到焊錫站將錫解掉，再換背光盒。
3.6 液晶品生產(chǎn)中不良的總體預(yù)防措施
粉塵對(duì)于液晶屏生產(chǎn)有著很大的影響。從另一方面考慮，減少粉塵就是減少成本，曾加良率，提高利潤(rùn)。所以，液晶屏的生產(chǎn)必須在無(wú)塵室內(nèi)。工作人員須穿無(wú)塵衣等無(wú)塵室必備裝備。這樣可以最大化的減少粉塵對(duì)液晶屏的影響。
除了粉塵，還有另一大殺手對(duì)液晶屏及生產(chǎn)作業(yè)有著很大的威脅。它就是靜電。靜電會(huì)使液晶屏上的FPC產(chǎn)生短路，斷路的不良現(xiàn)象。而且靜電還容易引起火災(zāi)。這樣的例子在世界上已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮了。因此，防靜電是液晶屏生產(chǎn)的重中之重
結(jié) 論
液晶顯示屏是一種高精密產(chǎn)品，它以輕、薄、短、小著稱。對(duì)于這類產(chǎn)品，它的生產(chǎn)環(huán)境對(duì)其產(chǎn)品有著致命性的影響。所以，生產(chǎn)環(huán)境的好壞直接決定了產(chǎn)品等級(jí)。無(wú)塵室的等級(jí)和無(wú)塵室的環(huán)境管理是產(chǎn)品良率控制的關(guān)鍵�，F(xiàn)在的液晶屏生產(chǎn)還不盡完美，完美在購(gòu)買(mǎi)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，要具備一些基本常識(shí)。以便我們判斷常見(jiàn)的不良，讓完美在購(gòu)買(mǎi)價(jià)格上更合理。
致 謝
在論文的完成過(guò)程中，陳和祥老師在論文的選題、修改以及論文的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予了我悉心的指點(diǎn)和無(wú)私的幫助。同時(shí)，感謝統(tǒng)寶光電(南京)有限公司提供的相關(guān)信息和對(duì)我論文的支持。
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