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LCD驅動驅動驅動驅動IC封裝封裝封裝封裝
1. LCD、、、、驅動驅動驅動驅動IC簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用
2. LCD驅動驅動驅動驅動IC市場市場市場市場
3.半導體半導體半導體半導體IC封裝及封裝及封裝及封裝及LCD驅動驅動驅動驅動IC封裝封裝封裝封裝
4. LCD驅動驅動驅動驅動IC業者業者業者業者
李耀榮李耀榮李耀榮李耀榮
98.04.08
Need
Benefit
Approach
Competition
3
LCD 模組的基本架構模組的基本架構模組的基本架構模組的基本架構
上鐵框架軟板或捲帶
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)
燈管反射膜
導光板
增光板+保護片擴散片
Spacer玻璃+ 偏光片+(導電膜)
Liquid crystal
彩色濾光片
光進行方向
前段前段前段前段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。
中段中段中段中段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)。
後段後段後段後段Module Assembly (模組組裝模組組裝模組組裝模組組裝)
-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
4
台灣半導體產業架構台灣半導體產業架構台灣半導體產業架構台灣半導體產業架構
Fabrication, Wafer Probing
WaferStarts
WaferSlicing
MaskDesignDicing and Packaging Final Testing
資料來源:工研院經資中心
聯詠、奇景、鈺創、凌陽、聯發科、晶豪、威盛
台灣光罩、翔準、中華凸版
台積電、聯電、華邦、茂德、南亞科、力晶、
日月光、矽品、南茂、飛信、華東、京元、力成、頎邦、
南茂、福雷、京元、聯測
中德電子材料、漢磊、台灣小松、
楠梓電、華通、南亞電路板、全懋、景碩、順德、旭龍
IC設計 光罩製作 晶圓製造 封裝 測試
晶圓材料 化學品
基板、導線架錫球、封膠材
三福氣體、
模組
5
康寧、碧悠國際、中晶、台灣板保、日商旭硝子、NEG
友達、奇美、瀚宇、華映、廣輝、元太、碧悠、勝華、統寶、群創、
和鑫、劍度、展茂、台灣國際凸板、奇美、友達
住友化學、日東電工、力特、協臻
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、、、
+ 驅動驅動驅動驅動IC封測封測封測封測
6
LCD驅動驅動驅動驅動IC
LCDLCDLCDLCD驅動驅動驅動驅動ICICICIC
封裝封裝封裝封裝
源極(Source)驅動IC
閘極(Gate)驅動IC
To control the volt.
open or close to
decide the crystal
twist speed . . .
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。
LCD glass panel
7
CSTN-PDA
PC MonitorNotebook
CSTN-Cellular phone
LCD TVLCD TV
Digital Camcorder
MP3
LCD IC在平面顯示器的應用在平面顯示器的應用在平面顯示器的應用在平面顯示器的應用
13
LCDLCDLCD驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動ICICIC封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝
1. LCD1. LCD1. LCD、、、、驅動驅動驅動驅動、、、、驅動驅動驅動驅動、、、、驅動驅動驅動驅動ICICIC簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用
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4.4.4. LCDLCDLCD驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動ICICIC業者業者業者業者業者業者業者業者業者業者業者業者
18
全球全球全球全球LCD驅動驅動驅動驅動IC市場規模市場規模市場規模市場規模
Samsung
MagnaChip
Novatek
Himax
NEC
Sharp
OKI
. . . .23.45 億美元
19
55億顆億顆億顆億顆
69億顆億顆億顆億顆
79.9億億億億
88億億億億
26.2%
10.2%
-12%
全球全球全球全球LCD驅動驅動驅動驅動IC產業發展現況產業發展現況產業發展現況產業發展現況. 消費緊縮消費緊縮消費緊縮消費緊縮. 金融風暴金融風暴金融風暴金融風暴
22
LCDLCDLCD驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動ICICIC封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝
1. LCD1. LCD1. LCD、、、、驅動驅動驅動驅動、、、、驅動驅動驅動驅動、、、、驅動驅動驅動驅動ICICIC簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用
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3.半導體半導體半導體半導體IC封裝及封裝及封裝及封裝及LCD驅動驅動驅動驅動IC封裝封裝封裝封裝
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23
電子構裝的層級電子構裝的層級電子構裝的層級電子構裝的層級
Wafer
Chip
MCM PGA SOJ BGA DIP QFP
Level 1 Package levelhouses the chip
Level 2 PCB levelchip-to-chip interconnect
Level 3 System levelboard-to-board interconnect
晶圓製造晶圓製造晶圓製造晶圓製造封裝與測試封裝與測試封裝與測試封裝與測試
各種不同的各種不同的各種不同的各種不同的封裝型態封裝型態封裝型態封裝型態
24
電子構裝的層級電子構裝的層級電子構裝的層級電子構裝的層級
DRAM
手機的手機的手機的手機的IC封裝封裝封裝封裝
電視遊樂器的
電視遊樂器的
電視遊樂器的
電視遊樂器的
IC封裝
封裝
封裝
封裝
晶圓
IC IC封裝
主機板
25
Solder ball
電子構裝目的電子構裝目的電子構裝目的電子構裝目的
• 傳輸訊號及動力傳輸訊號及動力傳輸訊號及動力傳輸訊號及動力
• 保護積體電路保護積體電路保護積體電路保護積體電路
• 防止積體電路被污染防止積體電路被污染防止積體電路被污染防止積體電路被污染
• 幫助散熱幫助散熱幫助散熱幫助散熱
• 有助於積體電路測試及固定於電路板上有助於積體電路測試及固定於電路板上有助於積體電路測試及固定於電路板上有助於積體電路測試及固定於電路板上
BGA
Encapsulant
Multi-Lay
Wire Bond
Chip
Sn/Pb-Ball(near Eutecite)
ψ0.5mm,Ball Pitch 0.8mm
Via
Flex Substrate(Polyimide )
Single Electrical Layer
Au wire
Encapsulant
Substrate
26
LCD驅動驅動驅動驅動IC的封裝型態的封裝型態的封裝型態的封裝型態(覆晶玻璃覆晶玻璃覆晶玻璃覆晶玻璃)
(捲帶式晶片封裝捲帶式晶片封裝捲帶式晶片封裝捲帶式晶片封裝)
(晶粒軟膜封裝晶粒軟膜封裝晶粒軟膜封裝晶粒軟膜封裝)
27
面板上的面板上的面板上的面板上的TCP/COG
Source: Samsung’s web site
(捲帶式晶片封裝捲帶式晶片封裝捲帶式晶片封裝捲帶式晶片封裝)
(覆晶玻璃覆晶玻璃覆晶玻璃覆晶玻璃)
29
TCP和和和和COF結構結構結構結構
Structure, material, process, equipment different
TCP COF (Chip on Film,
晶粒軟膜封裝)
31
Plating Casting
TCP和和和和COF軟膜的比較軟膜的比較軟膜的比較軟膜的比較
• Copper is thicker. Poor light transmission.• Good adhesive strength of PI/copper.• Good dimension stability during assembly
process.
32
TCP、、、、COF的軟膜性質比較的軟膜性質比較的軟膜性質比較的軟膜性質比較
TCP的 tape三層; Copper base, polyimide and adhesive。
COF的 film 二層: Polyimide base and plated copper
34
驅動驅動驅動驅動IC封裝流程封裝流程封裝流程封裝流程
Lapping
Dicing
ILB
Potting & cure
TCP tape
Resin
Marking
Testing
F/V
Packing/Ship
Ink /
Laser (green)
Reel/Spacer
Probe card
35
� To verify and inspect the incoming wafer in order to ensure good material quality before assembly
晶圓檢查晶圓檢查晶圓檢查晶圓檢查晶圓檢查晶圓檢查晶圓檢查晶圓檢查
Wafer IQCWafer IQC晶圓測試晶圓測試晶圓測試晶圓測試晶圓測試晶圓測試晶圓測試晶圓測試
Wafer SortingWafer Sorting
� The wafer sorting process identifies the good devices which properly meet device spec
LCD驅動驅動驅動驅動IC封裝測試流程封裝測試流程封裝測試流程封裝測試流程-1
� To mount the wafer with framed UV tape for sawing
切割切割切割切割切割切割切割切割
Die SawDie Saw
� To cut the wafer into individual dice (chip)
晶圓貼附晶圓貼附晶圓貼附晶圓貼附晶圓貼附晶圓貼附晶圓貼附晶圓貼附
MountMount晶圓研磨晶圓研磨晶圓研磨晶圓研磨晶圓研磨晶圓研磨晶圓研磨晶圓研磨
LappingLapping
� Process of wafer backside grinding to obtain the target finish work thickness with diamond wheels
36
LCD驅動驅動驅動驅動IC封裝製程示意封裝製程示意封裝製程示意封裝製程示意
晶圓測試晶圓測試晶圓測試晶圓測試、、、、晶圓研磨晶圓研磨晶圓研磨晶圓研磨
切割切割切割切割
內引腳結合內引腳結合內引腳結合內引腳結合(捲帶軟膜和捲帶軟膜和捲帶軟膜和捲帶軟膜和IC結合結合結合結合)
塗膠塗膠塗膠塗膠、、、、硬化硬化硬化硬化、、、、蓋印蓋印蓋印蓋印
測試測試測試測試
捲帶
切割後IC
內引腳結合
晶圓上長好金凸塊
37
內引腳結合內引腳結合內引腳結合內引腳結合內引腳結合內引腳結合內引腳結合內引腳結合
Inner Lead BondInner Lead Bond
� To bond the bumped die with inner leads of tape at high
temperature and pressure
塗膠塗膠塗膠塗膠塗膠塗膠塗膠塗膠
PottingPotting
� To apply encapsulating resin to protect the bonded
die
LCD驅動驅動驅動驅動IC封裝測試流程封裝測試流程封裝測試流程封裝測試流程-2
� To mature the
encapsulating resin
塗膠硬化塗膠硬化塗膠硬化塗膠硬化塗膠硬化塗膠硬化塗膠硬化塗膠硬化
Potting CurePotting Cure蓋印蓋印蓋印蓋印蓋印蓋印蓋印蓋印
MarkingMarking
� To provide product
identification and production
logging data
38
IC chip
Bonding tool400 ℃
Tape carrier
Bump
Inner lead
Bonding tool
Heating &pressing
Stage
IC chip
Bonding tool400 ℃
IC chip
Bonding tool400 ℃
A. Alignment
B. BondingC. Finish & Release
內引腳結合內引腳結合內引腳結合內引腳結合(Inner Lead Bond)
Stage
40
COF晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式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
41
COF晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式
2.共晶結合 (Eutectic Bonding)
IC IC
Tape
(捲帶)
Film
(軟膜)
Stage 100~200oC Stage ~450oCStage ~450oCGold bump
(金凸塊)
42
COF晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式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
43
COF晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式晶粒與軟膜結合方式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
44
LCD驅動驅動驅動驅動IC封裝測試流程封裝測試流程封裝測試流程封裝測試流程-3
包裝包裝包裝包裝包裝包裝包裝包裝
PackingPacking
� To pack the product reel
into the box
出貨出貨出貨出貨出貨出貨出貨出貨
ShippingShipping
� To ship the products to
customers
目檢目檢目檢目檢目檢目檢目檢目檢
Visual InspectionVisual Inspection
� To test pkg products against customer’s device spec. after
assembly process
封裝產品測試封裝產品測試封裝產品測試封裝產品測試封裝產品測試封裝產品測試封裝產品測試封裝產品測試
Final TestFinal Test
� To ensure the product meet
customer’s requirements
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LCD Panel Trend
Driver IC Pkg Technology
・・・・UST (Ultra Slim)
・・・・Flexible
・・・・Fine Pitch and
High Pin Counts
Large Screen and Narrow FrameHigher ResolutionThinner and LighterWeightLower CostHigher Reliability
LCD Driver IC組裝技術發展組裝技術發展組裝技術發展組裝技術發展
TCPCOF
PWB
Panel
Source:Sharp Report in ChipMOS Technical Symposium 2003
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LCD 模組模組模組模組(Module)發展發展發展發展
LCD Driver Mounting technology
SOF technology : Multi chip – driver, logic, etc-
and chip components on the film
High output counts LSI
High speed high driving
voltage
Slim and small LSI
Fine pad pitch (<40um)
inter connection technology
Slim and small package
by fine pattern (<40um) film
High density mounting
by SOF (System On Film)
Trend for LCD
Module
High resolution display
Large display size with
small frame size
Thin and light weight
module
Source:Sharp Report in ChipMOS Technical Symposium 2003
47
&
LCD Controller(CSP)
(1.2mmt)
Total 0.8 mm t0.8mmt PWB
Current modelMulti Chip SOF
Bare Chip((((0.5mmt))))Total 2mm t
Chip Components
30-50% Reduction of Mounting Area50% Reduction of Total thickness
Advantage of Multi Chip SOFAdvantage of Multi Chip SOF
Driver
Controller board
+Reel to reel Chip components mounting system
Source:Sharp Report in ChipMOS Technical Symposium 2003
48
LCDLCDLCD驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動ICICIC封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝
1. LCD1. LCD1. LCD、、、、驅動驅動驅動驅動、、、、驅動驅動驅動驅動、、、、驅動驅動驅動驅動ICICIC簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用簡介及應用
2. LCD2. LCD2. LCD驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動ICICIC市場市場市場市場市場市場市場市場市場市場市場市場
3.3.3.半導體半導體半導體半導體半導體半導體半導體半導體半導體半導體半導體半導體ICICIC封裝及封裝及封裝及封裝及封裝及封裝及封裝及封裝及封裝及封裝及封裝及封裝及LCDLCDLCD驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動驅動ICICIC封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝封裝
4. LCD驅動驅動驅動驅動IC業者業者業者業者
52
LCD驅動驅動驅動驅動IC供應商動態供應商動態供應商動態供應商動態
100.0956Total
21.9209Others (旭耀、矽創、
瑞鼎、、)
8.783Sharp5
11.3108NEC4
18.3175聯詠 (Novatek)3
18.6178三星 (Samsung)2
21.2203奇景 (Himax)1
市佔率市佔率市佔率市佔率(%)2008第二季營收第二季營收第二季營收第二季營收(百萬美金百萬美金百萬美金百萬美金)
公司名稱公司名稱公司名稱公司名稱排名排名排名排名
� 2008第二季大尺寸第二季大尺寸第二季大尺寸第二季大尺寸LCD驅動驅動驅動驅動IC前五大前五大前五大前五大
資料來源:iSuppli (2008/05)
54
台灣驅動台灣驅動台灣驅動台灣驅動IC封測廠產能封測廠產能封測廠產能封測廠產能
Source:拓墣產業研究所,2006/01
66.7%1,000600TCP & COF福葆福葆福葆福葆
38.9%2,5001,800TCP & COF矽品矽品矽品矽品
100%4,0002,000TCP & COF頎邦頎邦頎邦頎邦
33.3%4,0003,000TCP & COF飛信飛信飛信飛信
18.4%4,5003,800TCP & COF南茂南茂南茂南茂
年成長率年成長率年成長率年成長率暫定今年單月暫定今年單月暫定今年單月暫定今年單月
最大產能最大產能最大產能最大產能(萬顆萬顆萬顆萬顆)
最大產能最大產能最大產能最大產能
(萬顆萬顆萬顆萬顆)
產線類型產線類型產線類型產線類型廠商廠商廠商廠商