三种屏幕封装工艺介绍：cog、 cof、 cop -9778818威尼斯

在选择智能手机、pc显示器和智能电视，你优选的条件有哪些？刷新率更快、屏幕更柔性、屏占比更高……屏幕就像一张随时要拿来看的照片，不断被“美颜”。实际上，伴随着芯片技术和软件的发展，只有感官上更好地被看到，才能不辜负这一切的努力。

144hz、240hz逐渐步入了主流市场，显示开启了新一轮的高刷新率之战。事实上，除了这项参数，越来越多的极客对于屏占比的需求愈来愈高。

在追求屏占比的过程之中，屏幕“从硬逐渐偏软”，赋予了屏幕更大的折叠、弯曲空间，也为全面屏的道路铺上了一条罗马大道。但在这背后， 屏幕封装工艺却如同一只“魔棒”，拥有使手机额头和下巴收紧、屏幕边框变窄的神奇功效。

上达电子江苏邳州cof项目于9月11日正式投产，而 cof封装（卷带式薄膜覆晶）技术长期以来一直被日韩等企业掌握，对于国内来说是一处短板。通过本次投产，填补了国内本土的一处空白，也会为显示行业带来成本上的普惠。

对于大部分工程师来说，或许对这项封装技术并不太熟悉，以下便从技术、优势、生产上讲述cof封装的故事。

屏幕封装技术的“三分天下”

需要引起注意的是，无论是lcd还是oled屏幕，从来都不只是单纯的一块屏幕。为了让屏幕“点亮”，需要将屏幕连接 显示驱动ic、 fpc排线。驱动ic主要是控制液晶层电压从而控制每个像素亮度，fpc是充当显示模组和主板的连接载体。

目前主流的屏幕的封装工艺主要有三种，分别为 cog、 cof、 cop。具体来说，有以下特点：

图1：三种封装技术对比

1、cog（chip on glass）：这是最传统的封装方法之一， 技术门槛低、 成本低，是屏幕最常用技术。从英文上也可以看出，这种方式的封装是将 ic芯片、fpc排线放置在屏幕的背板玻璃上。但由于ic芯片就在lcd的正下方，挤压了相当大部分的屏幕空间，因此不可避免地产生了“下巴”。

2、cof（chip on film）：实质上来说，相当于cog的升级版，也是现在屏幕转型的关键。 主要原理是将显示驱动ic芯片置入柔性的fpc排线中，再利用fpc本身的特性翻折至屏幕下方。具体来说，透过热压合，ic芯片的金凸快 （gold bump）和软性基板电路上的内引脚（inner lead）将进行结合（bonding）。由于ic芯片所占用的空间被释放，所以一般来说至少能够 减少1.5毫米的下边框宽度。

3、cop（chip on pi）：属于边框减少最多的工艺，但需要强调的是这种工艺的前提是应用 柔性的oled屏幕，利用柔性oled本身的弯曲特性将排线和ic全部弯折至屏幕下方。当然 oled也是分为硬性屏幕和柔性屏幕两种，使用这种技术必须使用 cop封装技术 柔性oled的组合。但本身这项技术仍然还有成本较高、良品率低的缺点。

图2：通过排线和ic减少下巴长度

纵观整个屏幕封装市场，显示屏逐渐从18:9转向19:9和20:9演进，显然更窄的 cof和cop更适应未来的窄边框的高占屏比需求。

从市场方面来讲，cog封装技术主要集中在中小型尺寸，cof封装技术主要集中在中大型尺寸，cop封装技术受制于柔性oled并且也主要集中在中小型尺寸。

为什么江苏上达选择的是cof封装？江苏上达电子总经理沈洪在接受记者采访时表示，屏幕正在由lcd转向oled，但不论哪一种屏幕都需要cof封装技术。cof封装的优势领域在大尺寸面板，虽然面板一直在革命性发展，但点亮屏幕仍然依托显示驱动ic。反观占比更小的cop封装技术事实上已经超出线路板领域，换言之即将显示驱动ic固定在屏幕上，而不是线路板。

他表示，除了大家都比较关注的手机， cof封装技术90%的出货量和销售市场都集中在大尺寸面板，手机面板占据了上达电子的10%。大尺寸面板在未来拥有8k大尺寸电视、5g和aiot万互联、汽车屏幕等，智能化时代下人机交互单元都有可能会被赋予大尺寸的屏幕，因此cof封装的未来应用是广阔的。

记者认为，替代cog封装是行业追求更好显示效果的必经之路，而cop封装则依赖面板类型，主要还是适用中小尺寸面板上，在成本和良率上也仍然拥有一定的发展空间。 因此大力发展较为成熟的cof封装技术，正是时下aiot时代爆发的好选择。

cof封装几乎占据ltps-lcd市场，另外从数据上来看，cof的智能型手机渗透率2018年为16.5%，2019年则达到35%。

从市场上看cof

从工艺上来说，cof分为 单层cof和 双层cof两种。普遍来说单层cof比双层成本上要低5倍，但一般的机台的精准度无法满足单层cof，对技术要求很高；双层cof拥有更好的解析度，但打两层cof，需要更多bonding （芯片打线及邦定）设备，成本高昂。

产业链数据显示，cof比cog整体单价高出9美金左右，其中cof驱动ic芯片上比cog芯片成本高2-3美金，fpc材料和cof专用的bonding的成本高5-6美金。

根据沈洪的介绍，整个cof市场单纯从cof基板上来说，拥有60-70亿人民币的市场，如果 算上cof封测和显示驱动ic的话，大概拥有700-800亿人民币的市场。

但由于这项技术是高端专业化的市场，具有一定技术壁垒和门槛，在设备和研发的投入极大，cof市场呈现出了“马太效应”。此前，规模化生产cof的企业包括韩国stemco（服务于三星oled）和lgit（服务于lg的oled和lcd）、日本的flexceed（前身为日本新藤电子，服务于lg和夏普的lcd）和中国台湾的颀邦和易华。国内大陆面板产业对于cof封装基板几乎全部依赖进口，其中中国台湾cof产业链针对内地市场多为单层cof基板。

根据沈洪的介绍，上达电子2018年全资收购了flexceed株式会社， 通过将日本子公司flexceed的技术转移至江苏子公司，并在此基础上结合产学研自主研发，已具备国际领先的cof封装基板研发、设计和制造能力。将实现全流程“卷对卷”自动化生产。

投产一期采用业内最先进的制程工艺生产 8μm等级的单面带cof产品。据了解，上达电子将会拥有业内最先进的单面加成法工艺、双面加成法工艺生产10微米等级的单、双面卷带cof产品。

而这家被收购的日企，则是日本目前唯一的tcp/cof生产厂家，成立于1971年，先后合并日本卡西欧，日立等企业，发展成为世界级cof工厂。沈洪表示，flexceed是一家历史悠久的cof工厂， 首先上达电子将会将其专利技术拷贝转移到中国工厂内，之后面对新市场，将结合客户需求在市场上进行升级，并联合高技院校申请自己的专利。

flexceed自成立之初便以自主开发技术为其核心竞争力，所发布专利涵盖高密度超精细线路板生产设备，生产工艺，产品设计等，全面对应最先进的线路板生产技术。当前中国线路板行业线路的线心距水平尚处于80μm级别，而flexceed持有技术已可对应线心距18μm级别。

根据之前的信息可以看出，在2004年上达电子深圳有限公司成立之初，便是是国内位居前列的fpca专业制造商。 cof从整体来讲，本身就是柔性线路板中重要板块之一，因此上达电子在cof上具有得天独厚的优势。

cof的产业链包括基材（base material）、cof film、cof封测（pkg）、ic设计（design house）和终端面板（panel，sei），其中上达电子位于cof filim和cof封测中。在产业链上，上达电子拥有国内半导体显示面板驱动ic产业链中独一无二的上下游关系网。沈洪为记者介绍，cof封测的技术源头在于芯片设计，芯片引导了整个下游产业的技术提升和发展，上达电子也会根据整个产业链在工艺精度、设备升级、材料变更上逐渐跟进前端业务。

沈洪在投产仪式中曾表示，量产线于9月初顺利投产， 预计今年10月以后后段制程产能可达750万片/月，2021年3月全制程产能可达1500万片/月，2021年年底全制程产能可达3000万片/月。

需要注意的是，上达电子的cof领域分为 显示领域和 非显示领域，前者专指ddi （显示驱动）ic封装，后者则代指其他领域包括led、医疗、工业打印机等。

综上， 上达电子在cof上打破了国内的空白。与此同时，也撬动了这一产业链的发展，逐步形成自己的产业规模。

从生产上看cof

cof的工艺流程复杂，需要经历冲孔（hole punching）、涂布（photo resist）、曝光（exposure）、显影（development）、蚀刻（etching）、化锡（electrolesstin plating）、自动光学检测（aoi）、印刷（sr print）、分切（slit）、电检（o/s testing）、自动外观检查（avi）、出货（shipping）。

上文也有提及，上达电子实现的是 全流程“卷对卷”自动化生产。一般“卷对卷”生产方式针对的是高端显示模组，与这种生产方式相对应的是“片对片”生产方式。所谓“卷对卷”就是采用卷铜箔绷直方式，保障了产品的平整度从而保证了细线路产品生产。“片对片”则相对来说更加容易在产品转移过程中影响产品品质。

江苏上达电子cof具有6个独有优势：最先进的18μm fine pitch减成法蚀刻技术、防漏光黑色油墨印刷技术、二次化锡技术对应的20倍高弯折性能、产品稳定良率高的累计公差技术、最精密的18μm pitch aoi检查技术、全制程设计开发制造技术的技术优势。

图3：cof的工艺流程

cof方案中fpc主要采用pi膜，线宽线距在20μm以下，这种要求之下，fpc减成法已无法满足要求， 主要以半加成法、加成法为主。通过介绍得知，上达电子通过设备改良，药液体系升级，工艺精细管控能力提升，实现8μm超精密线路工艺 （即18μm线宽距），在实现线路精密化的同时，更进一步提升了cof产品的可靠性要求。

图4：上达电子的超精密细线路技术

值得一提的是，驱动ic在4k、8k的高清显示之下，高速驱动下的功率提升导致驱动ic工作温度上升， 散热成为必须解决的问题。达电子开发厚铜 （12μm）精细线路技术，与普通的产品相比，其截面积增加50%，有效提升了驱动ic工作时的散热能力。

图5：上达电子的厚铜技术

电子产品在复杂环境下的应用中， 可靠性提升成为永恒话题。对产品而言，可靠性越高越好，产品的可靠性越高，其可以无故障工作的时间就越长。

平板显示器在使用中，大多数人会选择使用玻璃清洁剂进行除尘除渍，清洗剂渗入cof会造成油墨腐蚀导致显示功能不良，因此需提高 耐化学性。上达电子则应用了新型sr材料提升cof产品的耐化学性。

图6：耐化学性的提升

另一方面，为使边框更窄、产品更轻薄，要求cof折叠至接近死折的状态，因此需要提高 耐弯折性。上达电子使用的新型化锡技术，弯折区域sr下闪镀锡厚非常薄，其弯折性能接近无锡状态下的纯铜结构，以此获得高耐弯折性。

图7：耐弯折性的提升

记者参观上达电子产线后发现，充分感受到了上达电子产线的智能化。通过介绍得知，产线设备利用大数据互连，智能化程度高，可实现核心工艺参数智能调节，产品品质实时在线监测，是产品技术水平先进性与品质可靠性的核心支撑。

记者认为， 通过布局国产化的cof film和cof封测，产业空白被填补，cof本身的成本问题将得到一定解决。而通过产业的不断研发和升级，这一产业链配套产品也将逐渐转向自研。

当前：三种屏幕封装工艺介绍：cog、 cof、 cop