从开模打样到模组组装 · 全工序详解
📌 流程概览:段码屏的生产过程主要包括开模与打样阶段、前段 Array 工序(ITO图形蚀刻)、中段 Cell 工序(成盒制造)以及后段 Module 工序(模组组装)四大阶段。制造环节大大小小要经过数十道工序,从前端工艺到后段组装,每一环节都需要严格控制以确保***终产品的质量和性能。
一、开模与打样阶段
在正式批量生产之前,段码屏首先需要完成开模和打样。这一阶段主要包括以下环节:
资料核实:确认尺寸规格、显示图形、逻辑真值表、显示模式、驱动参数(Vo、Duty、Bias)、连接方式、温度条件等关键参数。
图纸设计:由工程师完成外形图纸设计与修改,客户确认后回签图纸。图纸正式确认前可不限次数免费修改。
模具制作:完成版图设计、光刻菲林(电极×2、边框、银点、PI、测试PCB)、丝印网版、测试架等工装制备。
样品打样:利用新开模具制作液晶屏和背光源样品(常规5~10片),涉及模具设计、工艺选择、材料选择、试生产、样品测试等多个环节。
开模周期方面,图纸设计一般需要1~3天(视图纸复杂程度而定),出样时间(含模具制作)一般在图纸确认后约2周左右。样品验证通过后,方可进入批量生产阶段。
二、前段 Array 工序:ITO图形蚀刻
前段工序是整个段码屏制造的基础,核心任务是在ITO玻璃上蚀刻出所需的各种电极引线图案,为后续的液晶显示奠定基础。主要包含以下10个步骤:
1ITO玻璃投入
根据产品规格要求,选择合适的ITO玻璃(In₂O₃与SnO₂的导电玻璃),装入传递篮子中,要求ITO层面必须向上插入篮子中,以保证导电面的正确方向。
2玻璃清洗与干燥
用清洗剂及去离子水(DI水)等洗净ITO玻璃,采用物理或化学方法将ITO表面的杂质和油污彻底洗净,然后进行干燥处理,保证后续工艺的加工质量。
3涂光刻胶
在ITO玻璃的导电层面上均匀涂覆一层光刻胶,并对涂胶后的玻璃在一定温度下做预处理。
4前烘
将涂有光刻胶的玻璃在一定温度下烘烤一段时间,使光刻胶中的有机溶剂挥发,增加光刻胶与玻璃表面的粘附性。
5曝光
用紫外光(UV)通过预先制作好的电极图形掩模版照射光刻胶表面,使被照射区域的光刻胶层发生化学反应,在玻璃上形成与掩模版对应的潜像图形。
6显影
用显影液处理玻璃表面,将经过紫外光照射而分解的光刻胶层除去,保留未曝光部分的光刻胶层,使图形变得清晰可见。显影后的玻璃还需要经过一定温度的坚膜处理。
7坚膜
将显影后的玻璃再经过一次高温处理,使剩余的光刻胶更加坚固,提高其在后续蚀刻过程中的抗蚀能力。
8蚀刻
用适当的酸刻液将未被光刻胶覆盖的ITO膜蚀刻掉,得到设计要求的ITO电极图形。ITO玻璃易与酸发生反应,通过此步骤可蚀刻掉多余的ITO,形成相应的电极走线。
9去膜
用高浓度的碱液(NaOH溶液)作脱膜液,将玻璃上残留的光刻胶剥离干净,使ITO玻璃上形成与光刻掩模版完全一致的ITO图形。
10清洗干燥
用高纯水(工业纯水)冲洗残留的碱液、光刻胶残渣及其他杂质,确保玻璃表面干净无污染。
⭐ 特殊制程:TOP膜涂布
一般的TN和HTN产品不要求此步骤。TOP膜涂布工艺是在光刻工艺之后,再在玻璃表面涂布一层SiO₂薄膜。其作用是:将蚀刻区与非蚀刻区之间的沟槽填平并覆盖电极;起到绝缘层的作用;有效消除非显示状态下的电极底影;改善视角特性。大部分高档次的段码屏产品要求具备TOP涂布。
三、中段 Cell 工序:成盒制造
中段Cell制造阶段,以前段工序完成的ITO玻璃为基板,将两片导电玻璃对合,并在其间灌入液晶,制成液晶盒。
1. 取向涂布
取向层(PI膜)是液晶显示器生产的特有技术,目的是使液晶分子能够在基板表面沿特定的方向取向(排列)。具体步骤包括:
涂取向剂:将有机高分子取向材料涂布在玻璃表面(一般在显示区域),形成一层均匀的取向层,同时进行固化处理。
固化:通过高温处理使取向层固化,增强其稳定性。
取向摩擦:用绒布类材料以特定方向(如TN型号为45°)摩擦取向层表面,使液晶分子将来能够沿着取向层的摩擦方向排列。
清洗:取向摩擦后玻璃上会残留绒布线等污染物,需要采取特殊的清洗步骤来消除。
2. 空盒制作
空盒制作是将两片导电玻璃对叠、贴合、固化,制成间隙为特定厚度的玻璃盒。制盒技术是制造液晶显示器的关键技术之一,必须严格控制液晶盒的间距。主要工艺包括:
丝印边框及银点:将封接材料(封框胶)用丝网印刷的方法,分别对上板玻璃印刷边框胶,对下板玻璃印刷导电胶(银点)。
喷垫片料(Spacer):在玻璃上均匀散布间隔子,确保上下玻璃之间的距离均匀一致。
对合压合:使用UV胶将两片玻璃组合在一起,起到固定作用,尽量避免两片玻璃错位。
固化(固烤):将组合后的玻璃进行长时间高温高压处理,使框胶变硬,使两片玻璃之间的距离达到设计要求。
3. 灌晶
在两片玻璃基板之间灌注液晶材料,使液晶分子按照取向层设定的方向排列,从而形成清晰的显示图像。
四、后段 Module 工序:模组组装
后段工艺流程主要是将Cell制造完成后的液晶显示面板与周边元器件进行组装,***终完成段码屏的整体制造。主要包括:
将液晶显示面板与TAB(柔性线路板连接)、PCB(印刷电路板)、驱动IC等元器件进行压合连接;
装配LED背光模组(如客户有背光需求),根据不同应用场景搭配不同颜色的背光源;
安装外框架等结构件,完成整体组装。
经过以上所有工序后,成品段码屏还需经过严格的电气性能测试、高低温循环测试等质量检验,确保显示效果和可靠性达标后,方可出厂交付客户。
五、生产周期参考
| 阶段 | 参考时间 | 说明 |
|---|---|---|
| 图纸设计 | 1~3天 | 视图纸复杂程度及原始资料完整性而定 |
| 模具制作与出样 | 约2周(自图纸确认起) | 含模具设计、制作、试生产、样品测试等 |
| 批量生产 | 约5周(自样品确认起) | 含全套制造工序及质检流程 |
※ 各厂家的产能规模、模具复杂程度、工艺选择不同,实际交期可能有所波动,以上数据仅供大致参考。