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COF是什么?它的原理设计

发布人:管理员 发布时间:2017-07-03

COF它的英文叫"chip-on-flex",是液晶显示模块的一项新开发的技术,它在产品的尺寸、重量、高集成度方面都有很大的突破。由于柔性线路板比坚固的pcb厚度薄、轻,所以cof模块体积比较小,重量轻,而且设计和生产的速度快。

一、cof模块结构
为了形成一个完整的液晶显示模块,在fpc(flexible printed circuit)要求焊接几个外部电容,这要使用特殊的工装和夹具通过smt回流设备来完成。cof模块的主要材料有:lcd玻璃板、fpc、驱动ic、连接fpc到lcd的acf、连接芯片与fpc的acf、片状电容和电阻。

二、cof模块特点
1、由于元器件都在fpc上,所以cof模块体积小,重量轻。以下是各种类型的模块的比较。
2、由于使用fpc,这种模块可以根据需要自己设计柔韧带的宽度,而不用象设计tab模块时受tab大小的限制,比如模块往往受tab柔韧带的宽度的影响,在使用led背光就收到了很大的限制。
3、由于一些元器件可以直接贴装在fpc上,这样可以减少主板上的元件。

三、驱动芯片与lcd的连接原理
acf(异向导电膜)是一种热硬化型树脂,其里面分布有导电小球,当这个小球在金电极和导线端受到挤压时就会导电,cog类型的模块就是用这种方法连接的,它的优点是处理过程时间很短。
和另一种方式比较,另一种cof帮贴技术是au-sn共熔,锡膜覆盖在fpc芯片电极上,通过加热,和ic凸块电极上的金共熔在一起,成为合金,然后在芯片和锡膜之间的空隙出填上填充物,这种方法在将来的细间距上有着潜在的优势,这是acf方式不能解决的,但是目前还不太现实,在生产上有很多的缺点,比如,需要较长时间的接触,高温,和必要的填充物等,在过去生产tab时使用过这种技术。
所有带金电极的lcd驱动器都可以使用这种技术,做成cof。

四、cof的连接
由于cof的接触面可以镀金,其后面又可以有绝缘的pi,这就使cof可以做成任何可用的fpc接触方式,比如,带加强扳型的可以和fpc的插座配使用,双接触面的可以焊接到pcb上等,另外还有一种镂空电极接触方式,使用时也可以直接焊接在pcb上,但这种方式受原材料的影响,国内厂家一般还作不成这种。
由于集成微型半导体材料(驱动器+字符rom+有源器件)直接倒焊在cof上,从而可以经受smt工艺的回流焊接,这样,一些电容、电阻都可以贴装到cof上。

COG设备   
       图为欧联COG设备

五、设计方法
1、根据芯片资料和模块的实际要求划出cof的原理图来。
2、画出cof外形图
根据模块整体设计要求画出cof的外形图,然后与lcd接触部分电极,一般情况下,所用的驱动com数+seg数,两边各加一根或两根对位电极,就是总电极数n,如果电极间距是p,则最外面两根电极距离是l1=p1×(n1-1)。则与lcd接触部分的宽度一般情况下是w1≥l1+2mm,cof模块与控制cpu的接口,途中所画接口采用的就是带加强扳型的,如果电极数是n2,间距是p2, 则最外面两根电极距是l2=p2×(n2-1),整个接口的宽度w2=p2×(n2+1)±0.1mm,如果采用双面接触型的,则电极间距就比较大,一般情况下,不小于0.6mm,0.8mm是一般首选的间距。
3、画出芯片的焊盘图,芯片的焊盘图非常重要,一般芯片资料里都有每个焊盘地位置表,要根据焊盘位置表,一个一个的画出来,将来邦定芯片时,芯片的焊盘凸块要和fpc上的图形一一对应。
4、放置元件,按照模块的整体要求,将芯片焊盘图,其他元件的焊盘图合理的摆放到图中,在摆放过程中,要遵循以下原则:一是要保证能走开线,尤其是ic与上面驱动lcd部分的连线较多;二是元件要摆放合理,要避免双面走线。
5、走线,这个是设计的一个关键环节,不仅要将原理图中的线走通,而且要保证好地显示效果,就需要走线要合理,走的近的线可以细一点,路程远的线要粗一点,比如驱动seg的线,一般在中间,走的路程都比较短,可以细一点,而驱动com的线一般在两边,就要适当粗一些。另外,电源线和控制线要走的更粗一点,甚至可以用两根线带提一根线。下面是cof的内部引线与外部引线的标准:
6、镀层要求
7、检查设计,要根据客户的要求及使用的方法,检查设计是否达到了客户的目标。
六、设计实例
这个客户原先使用的一款旧的tcp,因为旧的tcp停产,他们主机上膜具又都是无法更改的,根据客户的实际情况,我们准备用三星的s6b0719的芯片,但找了许多款s6b0719的tcp,都不能满足客户的的要求,后来我们用的s6b0719的cog芯片开了一款cof,才满足了客户的要求。后来模块做出来后,客户认为,这个cof模块使用起来,柔韧性比过去tcp模块号了许多,而且显示效果也好,客户非常满意。

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