(Microsoft PowerPoint - LCD\305X\260\312IC\253\312\270\313-1)

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1 LCD 驅動 IC 封裝 1. LCD 驅動 IC 簡介及應用 Need 2. LCD 驅動 IC 市場 Benefit 3. 半導體 IC 封裝及 LCD 驅動 IC Approach 封裝 4. LCD 驅動 IC 業者 Competition 李耀榮

2 2

3 LCD 模組的基本架構 前段 Array - 前段的 Array 製程與半導體製程相似, 但不同的是將薄膜電晶體製作於玻璃上, 而非矽晶圓上 軟板或捲帶 上鐵框架 Spacer Liquid crystal 光進行方向 導光板 玻璃 + 偏光片 +( 導電膜 ) 中段 Cell - 中段的 Cell 製程, 是以前段 Array 的玻璃為基板, 與彩色濾光片的玻璃基板結合, 並在兩片玻璃基板間灌入液晶 (LC) 彩色濾光片 增光板 + 保護片擴散片燈管反射膜 驅動 IC 電子元件 印刷電路板 背光模組塑膠框架 ( 或下鐵框架 ) 後段 Module Assembly ( 模組組裝 ) - 後段模組組裝製程是將 Cell 製程後的玻璃與其他如背光板 電路 外框等多種零組件組裝的生產作業 3

4 台灣半導體產業架構 聯詠 奇景 鈺創 凌陽 聯發科 晶豪 威盛 台積電 聯電 華邦 台灣光罩 茂德 南亞科 力晶 翔準 中華凸版 日月光 矽品 南茂 飛信 華東 京元 力成 頎邦 Design Mask Fabrication, Wafer Probing Dicing and Packaging Final Testing IC 設計光罩製作晶圓製造封裝測試 南茂 福雷 京元 聯測 Wafer Starts Wafer Slicing 晶圓材料 中德電子材料 漢磊 台灣小松 化學品 三福氣體 基板 導線架錫球 封膠材 楠梓電 華通 南亞電路板 全懋 景碩 順德 旭龍 模組 資料來源 : 工研院經資中心 4

5 康寧 碧悠國際 中晶 台灣板保 日商旭硝子 NEG 住友化學 日東電工 力特 協臻 和鑫 劍度 展茂 台灣國際凸板 奇美 友達 友達 奇美 瀚宇 華映 廣輝 元太 碧悠 勝華 統寶 群創 中強光電 和立 瑞儀 科橋 大億 寰宇 興隆發 聯泳 華邦 奇景 凌陽 立生 和磊 敦茂 + 驅動 IC 封測 5

6 LCD 驅動 IC 閘極 (Gate) 驅動 IC To control the volt. open or close to decide the crystal twist speed... LCD glass panel LCD 驅動 IC 封裝 源極 (Source) 驅動 IC LCD 驅動 IC 則是負責驅動面板 Data input LCD 控制 IC 是主要負責控制畫面的縮放以及其他影像方面的控制 6

7 LCD IC 在平面顯示器的應用 CSTN-Cellular phone Notebook PC Monitor Digital Camcorder LCD TV CSTN-PDA MP3 7

8 平面顯示器各項應用的成長率 產值最高 8

9 TFT-LCD 主要應用 IC 產品及數目 9

10 不同 LCD 的驅動 IC 需要量 10

11 LCD 驅動 IC 關鍵技術發展 11

12 LCD 驅動 IC 技術發展趨勢 12

13 LCD 驅動 IC 封裝 1. LCD 驅動 IC 簡介及應用 2. LCD 驅動 IC 市場 3. 半導體 IC 封裝及 LCD 驅動 IC 封裝 4. LCD 驅動 IC 業者 13

14 台灣平面顯示器產業的產值 14

15 FPD 15

16 16

17 全球驅動 IC 需求數量 LCD TV 15 億顆 17

18 全球 LCD 驅動 IC 市場規模 Samsung MagnaChip Novatek Himax NEC Sharp OKI 億美元 18

19 全球 LCD 驅動 IC 產業發展現況 79.9 億 55 億顆 10.2% 69 億顆 26.2% 88 億 -12%. 消費緊縮. 金融風暴 19

20 72.1 億顆 36.4 億顆 20

21 42.5 億美金 38.2 億美金 21

22 LCD 驅動 IC 封裝 1. LCD 驅動 IC 簡介及應用 2. LCD 驅動 IC 市場 3. 半導體 IC 封裝及 LCD 驅動 IC 封裝 4. LCD 驅動 IC 業者 22

23 電子構裝的層級 Chip Wafer 晶圓製造封裝與測試 Level 1 Package level houses the chip MCM PGA SOJ BGA DIP QFP 各種不同的封裝型態 Level 2 PCB level chip-to-chip interconnect Level 3 System level board-to-board interconnect 23

24 電視遊樂器的 IC 封裝 電子構裝的層級 IC IC 封裝 24 晶圓 手機的 IC 封裝 主機板 DRAM

25 電子構裝目的 傳輸訊號及動力 保護積體電路 防止積體電路被污染 幫助散熱 有助於積體電路測試及固定於電路板上 BGA Encapsulant Encapsulant Au wire Multi-Lay Wire Bond Substrate Chip Solder ball Via Sn/Pb-Ball (near Eutecite) ψ0.5mm,ball Pitch 0.8mm Flex Substrate (Polyimide ) Single Electrical Layer 25

26 LCD 驅動 IC 的封裝型態 ( 覆晶玻璃 ) ( 捲帶式晶片封裝 ) ( 晶粒軟膜封裝 ) 26

27 面板上的 面板上的 TCP/COG ( 覆晶玻璃 ) ( 捲帶式晶片封裝 ) Source: Samsung s web site 27

28 COG 結構 玻璃基板, 面板 28

29 TCP 和 COF 結構 TCP COF (Chip on Film, 晶粒軟膜封裝 ) Structure, material, process, equipment different 29

30 TCP 和 COF 應用性 30

31 TCP 和 COF 軟膜的比較 Plating Casting Copper is thicker. Poor light transmission. Good adhesive strength of PI/copper. Good dimension stability during assembly process. 31

32 TCP COF 的軟膜性質比較 TCP 的 tape 三層 ; Copper base, polyimide and adhesive COF 的 film 二層 : Polyimide base and plated copper 32

33 LCD 驅動 IC 封裝的改變 33

34 驅動 IC 封裝流程 Lapping Dicing ILB TCP tape Potting & cure Marking Resin Ink / Laser (green) Testing Probe card F/V Packing/Ship Reel/Spacer 34

35 LCD 驅動 IC 封裝測試流程 -1 晶圓檢查 Wafer IQC To verify and inspect the incoming wafer in order to ensure good material quality before assembly 晶圓測試 Wafer Sorting The wafer sorting process identifies the good devices which properly meet device spec 晶圓研磨 Lapping Process of wafer backside grinding to obtain the target finish work thickness with diamond wheels 晶圓貼附 Mount To mount the wafer with framed UV tape for sawing 切割 Die Saw To cut the wafer into individual dice (chip) 35

36 LCD 驅動 IC 封裝製程示意 捲帶 內引腳結合 切割後 IC 晶圓上長好金凸塊 晶圓測試 晶圓研磨晶圓研磨切割內引腳結合 ( 捲帶軟膜和 IC 結合 ) 塗膠 硬化硬化 蓋印測試 36

37 LCD 驅動 IC 封裝測試流程 -2 內引腳結合 Inner Lead Bond To bond the bumped die with inner leads of tape at high temperature and pressure 塗膠硬化 Potting Cure To mature the encapsulating resin 塗膠 Potting To apply encapsulating resin to protect the bonded die 蓋印 Marking To provide product identification and production logging data 37

38 內引腳結合 (Inner Lead Bond) A. Alignment Bonding tool Bump Bonding tool 400 Heating & pressing Tape carrier IC chip Stage Inner lead B. Bonding Bonding tool 400 IC chip Stage C. Finish & Release Bonding tool 400 IC chip 38

39 內引腳結合 (Cont.) Sn / Au eutetic Gold bump Inner lead with Sn plated 39

40 COF 晶粒與軟膜結合方式 1. ACF (Anisotropic Conductive Film, 異方性導電膜 ) 垂直方向電氣導通但水平方向絕緣 導電顆粒 <3um Polymer core coated Ni/Au 橋接短路問題 Bump pitch >50um 40

41 COF 晶粒與軟膜結合方式 2. 共晶結合 (Eutectic Bonding) Tape ( 捲帶 ) Gold bump ( 金凸塊 ) IC Stage 100~200 o C IC Stage ~450 o C Film ( 軟膜 ) 41

42 COF 晶粒與軟膜結合方式 3. NCA (Non Conductive Adhesive, 非導電膠 ) NCA: Epoxy 比 ACF 便宜但吸水性 42

43 COF 晶粒與軟膜結合方式 4. 低溫結合因應高解析度及輕薄短小化的需求,LCD 驅動 IC 封裝之結合密度需求越來越高, 目前量產金凸塊的間距 (pitch) 已是 35 um, 為滿足未來更小間距的產品, 關鍵技術在於降低結合溫度 - 超音波結合 (Ultrasonic bonding) - 表面活化結合 (Surface activated bonding) 其原理是將兩結合表面的氧化物等表面層去除, 以形成潔淨的表面, 使其可以極具活性, 此活性對於共價鍵或金屬鍵的形成極為有利, 當兩接合面接觸或加入少許壓力使其接觸時, 便可以使兩者結合 Surface activated: plasma and chemical treatments 43

44 LCD 驅動 IC 封裝測試流程 -3 封裝產品測試 Final Test To test pkg products against customer s device spec. after assembly process 目檢 Visual Inspection To ensure the product meet customer s requirements 包裝 Packing To pack the product reel into the box 出貨 Shipping To ship the products to customers 44

45 LCD Driver IC 組裝技術發展 Panel TCP COF Large Screen and Narrow Frame Higher Resolution Thinner and Lighter Weight Lower Cost Higher Reliability PWB LCD Panel Trend UST (Ultra Slim) Flexible Fine Pitch and High Pin Counts Source:Sharp Report in ChipMOS Technical Symposium 2003 Driver IC Pkg Technology 45

46 LCD 模組 (Module) 發展 Trend for LCD Module High resolution display Large display size with small frame size LCD Driver High output counts LSI High speed high driving voltage Slim and small LSI Mounting technology Fine pad pitch (<40um) inter connection technology Slim and small package by fine pattern (<40um) film Thin and light weight module High density mounting by SOF (System On Film) Source:Sharp Report in ChipMOS Technical Symposium 2003 SOF technology : Multi chip driver, logic, etcand chip components on the film 46

47 Advantage of Multi Chip SOF Current model 30-50% Reduction of Mounting Area 50% Reduction of Total thickness Multi Chip SOF & Driver + Controller board Reel to reel Chip components mounting system Chip Components LCD Controller(CSP) (1.2mmt) 0.8mmt PWB Total 2mm t Source:Sharp Report in ChipMOS Technical Symposium 2003 Total 0.8 mm t Bare Chip (0.5mmt) 47

48 LCD 驅動 IC 封裝 1. LCD 驅動 IC 簡介及應用 2. LCD 驅動 IC 市場 3. 半導體 IC 封裝及 LCD 驅動 IC 封裝 4. LCD 驅動 IC 業者 48

49 LCD 驅動 IC 產業鏈 IC 設計 Tape 設計 晶圓代工 晶圓測試 Tape 製造 金凸塊製程 IC 封裝 產品測試 49

50 全球驅動 IC 產業價值鏈 Spil 50

51 全球驅動 IC 業者供應鏈合作廠商 51

52 LCD 驅動 IC 供應商動態 2008 第二季大尺寸 LCD 驅動 IC 前五大 排名 公司名稱 2008 第二季營收 ( 百萬美金 ) 市佔率 (%) 1 奇景 (Himax) 三星 (Samsung) 聯詠 (Novatek) NEC Sharp Others ( 旭耀 矽創 瑞鼎 ) Total 資料來源 :isuppli (2008/05) 52

53 台灣晶圓測試 金凸塊金凸塊 封測廠商佈局 - LCD 驅動 IC 產業 53

54 台灣驅動 IC 封測廠產能 廠商 產線類型 最大產能 暫定今年單月 年成長率 ( 萬顆 ) 最大產能 ( 萬顆 ) 南茂 TCP & COF 3,800 4, % 飛信 TCP & COF 3,000 4, % 頎邦 TCP & COF 2,000 4, % 矽品 TCP & COF 1,800 2, % 福葆 TCP & COF 600 1, % Source: 拓墣產業研究所,2006/01 54

55 TFT LCD 面板產能佔有率 資料來源 :DispalySearch (2008/01) 55