柔性線路板廠為什么會缺COF?聊聊智能手機COF基板的生產工藝就清楚了
近日臺商主要的COF供應鏈企業易華電、頎邦、南茂等均表示,自去年下半年以來,由于硬式OLED手機顯示屏和超窄邊框LCD手機顯示屏的出貨量大增,對上游COF供應鏈產能供給帶來積極的影響,并且由于整個產業鏈對未來市場的預期并不明朗,因此COF供應鏈對于產能擴張的意愿并不強,市場短期內缺貨的現象,并不代表行業未來的發展方向。
不過,這些廠商也表示,在經過了去年下半年的市場擴張后,手機顯示屏用的COF相關加工費用預期將漲價一成半到二成左右將會成為事實,其中包括驅動芯片IC封裝、COF載板FPC生產以及COF邦定等環節。
從目前的智能手機市場行情來看,COF工藝在FPC材料和邦定上的加工成本,要比目前的COG工藝的加工成本高出約35~40元人民幣,采用COF工藝的驅動IC芯片成本要比COG工藝的芯片成本高出15~20元人民幣。
在中國智能手機市場沒有開發出來之前,智能手機的COF產業鏈主要在日本和韓國,臺灣的COF產業鏈主要是為電視面板服務。其中韓國的 Stemco 主要服務三星的OLED顯示屏, LGIT主要服務于LG的OLED和LCD顯示屏,日本的新藤電子則是服務于LG與夏普的LCD顯示屏。不過隨著全面屏顯示技術的出現,以及蘋果在智能手機上iPhone XR上引入COF工藝,臺灣的COF產業鏈也開始進入到智能手機市場。而且除了蘋果的手機在COF工藝上是采用與日本、韓國業界一樣的雙面COF基板外,臺灣COF產業鏈針對中國內地市場的COF基板,都是單面COF基板。
實際上,為了降低智能手機客戶在采用COF工藝上的成本,從去年第四季度起,驅動IC廠商在設計產品時,已經盡量在把IC的邦定凸塊尺寸統一,也就是說,目前已經有部分LCD驅動IC可以做到同時兼容COF和COG兩種加工工藝,IC的邦定凸塊尺寸盡量往15微米以上靠擾,而不是之前COF工藝對應的5微米工藝。
因此從目前來看,COF工藝要在智能手機上得到更多的應用,驅動IC芯片上的難題基本上可以解決,未來影響COF工藝成本的環節,將主要出現在COF FPC載板和邦定兩個環節上。
那么要生產能用于智能手機用的COF FPC載板和普通的電視面板COF FPC又有什么不同?加工難度又在哪里?
智能手機用的COF FPC載板則采用了與標準減成蝕刻法完全不同的方式生產,采用的是半導體芯片的一種加成法方式來生產,業界稱這種工藝為SAP半加成法。因為標準減成蝕刻法生產出來的FPC線寬線距最小一般都在15微米以上,對于線路更精細的COF生產工藝基本上無能為力。
SAP半加成法的加工工藝主要來自SLP類載板PCB。但是進入智能手機行業應用,還是蘋果最早把這種工藝大規模用在手機主板的生產上。
而在更早之前,據柔性線路板廠了解,蘋果與三星、LG開發新型的OLED顯示器件時,為了改善柔性OLED產品的器件封裝良率與產品性能,采用了半導體工藝中的一種名為ALD的原子沉積生產工藝來對OLED器件進行封裝,不但把封裝層的厚度控制在了0.1微米以下,還把OLED的器件封裝良率大幅提升,OLED產品的器件使用壽命也增加了幾倍以上。
當ALD工藝在OLED器件封裝上應用日漸成熟后,蘋果還把這種工藝擴大了蘋果手機PCB的生產上,蘋果近幾代的iPhone手機PCB主板,全部都是采用ALD工藝的半加成法來生產。
而在全面屏顯示技術開始在智能手機上應用后,這種ALD工藝的半加成法加工方式也引入到了COF FPC載板生產上,除了蘋果的iPhone XR LCD顯示屏全部采用了COF工藝外,三星大部分的全面屏OLED,也開始導入COF工藝。
與半導體產業鏈十分完整的日、韓、臺相比,中國內地的COF產業鏈基本上都只能生產電視面板用的COF FPC基板,全部都是采用標準減成蝕刻法生產工藝。不過目前也有廠商和研究機構,開始引入ALD機臺,研發相關的ALD工藝的半加成法生產工藝。
而在智能手機用的COF邦定機臺上,目前仍然是由日本廠商主導,其它的廠商基本上還處在研發階段。因此當日、韓、臺廠商都沒有意愿在智能手機用COF工藝相關環節上增加產能擴產的情況下,中國內地的企業想打通COF產業鏈來增加產能,還需要面板廠、IC廠、柔性線路板廠和相關的生產設備廠商共同謀劃,一起努力,并同步突破后,才有可能實現。
具體到COF FPC的基板生產上,從李星了解的相關行業知識中,基本上采用了以下的方式來進行。
首先,COF FPC依然需要根據圖紙設計確定要不要在基板上打孔,如果要的話,先把這一步完成。然后對FPC基板進行必要的清洗后,進入ALD機臺通過加工聯接劑層,加工完成后形成不到一納米厚的聯接材料覆蓋在FPC基板上,這層聯接材料業界也稱之為“銅種子”。
后續的工藝基本上與傳統的FPC生產工藝差不多,在有“銅種子”的FPC基板上化學鍍銅沉積,把銅層厚度控制在0.1微米左右,然后涂布光刻膠,再用光刻技術形線路圖形,再用電解鍍銅工藝形成最終電路,最后剝離抗蝕劑后,進行閃蝕處理就完成整個COF FPC基板的生產流程了。
從上可以看出,COF FPC基板的生產流程除了引入了ALD半導體生產工藝外,與傳統的標準減成蝕刻法最大的區別,就是不用在基板上層壓壓延銅作為導電層,而是采用了化學沉積鍍銅來形成主要的導電層,所以能加工很薄的產品,并形成更精細的線路。
所以,判斷中國國內FPC的COF產能大小的一個重要條件,那么只要清楚它采購了多少ALD機臺就知道了。
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