在選擇智能手機、PC顯示器和智能電視，你優選的條件有哪些？刷新率更快、屏幕更柔性、屏占比更高……屏幕就像一張隨時要拿來看的照片，不斷被“美顏”。實際上，伴隨著芯片技術和軟件的發展，只有感官上更好地被看到，才能不辜負這一切的努力。

144Hz、240Hz逐漸步入了主流市場，顯示開啟了新一輪的高刷新率之戰。事實上，除了這項參數，越來越多的極客對于屏占比的需求愈來愈高。

在追求屏占比的過程之中，屏幕“從硬逐漸偏軟”，賦予了屏幕更大的折疊、彎曲空間，也為全面屏的道路鋪上了一條羅馬大道。但在這背后，屏幕封裝工藝卻如同一只“魔棒”，擁有使手機額頭和下巴收緊、屏幕邊框變窄的神奇功效。

上達電子江蘇邳州COF項目于9月11日正式投產，而COF封裝（卷帶式薄膜覆晶）技術長期以來一直被日韓等企業掌握，對于國內來說是一處短板。通過本次投產，填補了國內本土的一處空白，也會為顯示行業帶來成本上的普惠。

對于大部分工程師來說，或許對這項封裝技術并不太熟悉，以下便從技術、優勢、生產上講述COF封裝的故事。

屏幕封裝技術的“三分天下”

需要引起注意的是，無論是LCD還是OLED屏幕，從來都不只是單純的一塊屏幕。為了讓屏幕“點亮”，需要將屏幕連接顯示驅動IC、FPC排線。驅動IC主要是控制液晶層電壓從而控制每個像素亮度，FPC是充當顯示模組和主板的連接載體。

目前主流的屏幕的封裝工藝主要有三種，分別為COG、COF、COP。具體來說，有以下特點：

圖1：三種封裝技術對比

1、COG（Chip On Glass）：這是最傳統的封裝方法之一，技術門檻低、成本低，是屏幕最常用技術。從英文上也可以看出，這種方式的封裝是將IC芯片、FPC排線放置在屏幕的背板玻璃上。但由于IC芯片就在LCD的正下方，擠壓了相當大部分的屏幕空間，因此不可避免地產生了“下巴”。

2、COF（Chip On Film）：實質上來說，相當于COG的升級版，也是現在屏幕轉型的關鍵。主要原理是將顯示驅動IC芯片置入柔性的FPC排線中，再利用FPC本身的特性翻折至屏幕下方。具體來說，透過熱壓合，IC芯片的金凸快（Gold Bump）和軟性基板電路上的內引腳（Inner Lead）將進行結合（bonding）。由于IC芯片所占用的空間被釋放，所以一般來說至少能夠減少1．5毫米的下邊框寬度。

3、COP（Chip On Pi）：屬于邊框減少最多的工藝，但需要強調的是這種工藝的前提是應用柔性的OLED屏幕，利用柔性OLED本身的彎曲特性將排線和IC全部彎折至屏幕下方。當然OLED也是分為硬性屏幕和柔性屏幕兩種，使用這種技術必須使用COP封裝技術+柔性OLED的組合。但本身這項技術仍然還有成本較高、良品率低的缺點。

圖2：通過排線和IC減少下巴長度

縱觀整個屏幕封裝市場，顯示屏逐漸從18:9轉向19:9和20:9演進，顯然更窄的COF和COP更適應未來的窄邊框的高占屏比需求。

從市場方面來講，COG封裝技術主要集中在中小型尺寸，COF封裝技術主要集中在中大型尺寸，COP封裝技術受制于柔性OLED并且也主要集中在中小型尺寸。

為什么江蘇上達選擇的是COF封裝？江蘇上達電子總經理沈洪在接受記者采訪時表示，屏幕正在由LCD轉向OLED，但不論哪一種屏幕都需要COF封裝技術。COF封裝的優勢領域在大尺寸面板，雖然面板一直在革命性發展，但點亮屏幕仍然依托顯示驅動IC。反觀占比更小的COP封裝技術事實上已經超出線路板領域，換言之即將顯示驅動IC固定在屏幕上，而不是線路板。

他表示，除了大家都比較關注的手機，COF封裝技術90%的出貨量和銷售市場都集中在大尺寸面板，手機面板占據了上達電子的10%。大尺寸面板在未來擁有8K大尺寸電視、5G和AIoT萬互聯、汽車屏幕等，智能化時代下人機交互單元都有可能會被賦予大尺寸的屏幕，因此COF封裝的未來應用是廣闊的。

替代COG封裝是行業追求更好顯示效果的必經之路，而COP封裝則依賴面板類型，主要還是適用中小尺寸面板上，在成本和良率上也仍然擁有一定的發展空間。因此大力發展較為成熟的COF封裝技術，正是時下AIoT時代爆發的好選擇。

COF封裝幾乎占據LTPS-LCD市場，另外從數據上來看，COF的智能型手機滲透率2018年為16．5%，2019年則達到35%。

從市場上看COF

從工藝上來說，COF分為單層COF和雙層COF兩種。普遍來說單層COF比雙層成本上要低5倍，但一般的機臺的精準度無法滿足單層COF，對技術要求很高;雙層COF擁有更好的解析度，但打兩層COF，需要更多bonding（芯片打線及邦定）設備，成本高昂。

產業鏈數據顯示，COF比COG整體單價高出9美金左右，其中COF驅動IC芯片上比COG芯片成本高2-3美金，FPC材料和COF專用的bonding的成本高5-6美金。

根據沈洪的介紹，整個COF市場單純從COF基板上來說，擁有60-70億人民幣的市場，如果算上COF封測和顯示驅動IC的話，大概擁有700-800億人民幣的市場。

但由于這項技術是高端專業化的市場，具有一定技術壁壘和門檻，在設備和研發的投入極大，COF市場呈現出了“馬太效應”。此前，規模化生產COF的企業包括韓國Stemco（服務于三星OLED）和LGIT（服務于LG的OLED和LCD）、日本的FLEXCEED（前身為日本新藤電子，服務于LG和夏普的LCD）和中國臺灣的頎邦和易華。國內大陸面板產業對于COF封裝基板幾乎全部依賴進口，其中中國臺灣COF產業鏈針對內地市場多為單層COF基板。

根據沈洪的介紹，上達電子2018年全資收購了FLEXCEED株式會社，通過將日本子公司FLEXCEED的技術轉移至江蘇子公司，并在此基礎上結合產學研自主研發，已具備國際領先的COF封裝基板研發、設計和制造能力。將實現全流程“卷對卷”自動化生產。

投產一期采用業內最先進的制程工藝生產8μm等級的單面帶COF產品。據了解，上達電子將會擁有業內最先進的單面加成法工藝、雙面加成法工藝生產10微米等級的單、雙面卷帶COF產品。

而這家被收購的日企，則是日本目前唯一的TCP/COF生產廠家，成立于1971年，先后合并日本卡西歐，日立等企業，發展成為世界級COF工廠。沈洪表示，FLEXCEED是一家歷史悠久的COF工廠，首先上達電子將會將其專利技術拷貝轉移到中國工廠內，之后面對新市場，將結合客戶需求在市場上進行升級，并聯合高技院校申請自己的專利。

FLEXCEED自成立之初便以自主開發技術為其核心競爭力，所發布專利涵蓋高密度超精細線路板生產設備，生產工藝，產品設計等，全面對應最先進的線路板生產技術。當前中國線路板行業線路的線心距水平尚處于80μm級別，而FLEXCEED持有技術已可對應線心距18μm級別。

根據之前的信息可以看出，在2004年上達電子深圳有限公司成立之初，便是是國內位居前列的FPCA專業制造商。COF從整體來講，本身就是柔性線路板中重要板塊之一，因此上達電子在COF上具有得天獨厚的優勢。

COF的產業鏈包括基材（Base Material）、COF Film、COF封測（PKG）、IC設計（Design House）和終端面板（panel，SEI），其中上達電子位于COF Filim和COF封測中。在產業鏈上，上達電子擁有國內半導體顯示面板驅動IC產業鏈中獨一無二的上下游關系網。沈洪為記者介紹，COF封測的技術源頭在于芯片設計，芯片引導了整個下游產業的技術提升和發展，上達電子也會根據整個產業鏈在工藝精度、設備升級、材料變更上逐漸跟進前端業務。

沈洪在投產儀式中曾表示，量產線于9月初順利投產，預計今年10月以后后段制程產能可達750萬片/月，2021年3月全制程產能可達1500萬片/月，2021年年底全制程產能可達3000萬片/月。

需要注意的是，上達電子的COF領域分為顯示領域和非顯示領域，前者專指DDI（顯示驅動）IC封裝，后者則代指其他領域包括LED、醫療、工業打印機等。

綜上，上達電子在COF上打破了國內的空白。與此同時，也撬動了這一產業鏈的發展，逐步形成自己的產業規模。

從生產上看COF

COF的工藝流程復雜，需要經歷沖孔（Hole Punching）、涂布（Photo resist）、曝光（Exposure）、顯影（Development）、蝕刻（Etching）、化錫（Electrolesstin plating）、自動光學檢測（AOI）、印刷（SR print）、分切（Slit）、電檢（O/S Testing）、自動外觀檢查（AVI）、出貨（Shipping）。

上文也有提及，上達電子實現的是全流程“卷對卷”自動化生產。一般“卷對卷”生產方式針對的是高端顯示模組，與這種生產方式相對應的是“片對片”生產方式。所謂“卷對卷”就是采用卷銅箔繃直方式，保障了產品的平整度從而保證了細線路產品生產。“片對片”則相對來說更加容易在產品轉移過程中影響產品品質。

江蘇上達電子COF具有6個獨有優勢：最先進的18μm Fine Pitch減成法蝕刻技術、防漏光黑色油墨印刷技術、二次化錫技術對應的20倍高彎折性能、產品穩定良率高的累計公差技術、最精密的18μm Pitch AOI檢查技術、全制程設計開發制造技術的技術優勢。

圖3:COF的工藝流程

COF方案中FPC主要采用PI膜，線寬線距在20μm以下，這種要求之下，FPC減成法已無法滿足要求，主要以半加成法、加成法為主。通過介紹得知，上達電子通過設備改良，藥液體系升級，工藝精細管控能力提升，實現8μm超精密線路工藝（即18μm線寬距），在實現線路精密化的同時，更進一步提升了COF產品的可靠性要求。

圖4：上達電子的超精密細線路技術

值得一提的是，驅動IC在4K、8K的高清顯示之下，高速驅動下的功率提升導致驅動IC工作溫度上升，散熱成為必須解決的問題。達電子開發厚銅（12μm）精細線路技術，與普通的產品相比，其截面積增加50%，有效提升了驅動IC工作時的散熱能力。

圖5：上達電子的厚銅技術

電子產品在復雜環境下的應用中，可靠性提升成為永恒話題。對產品而言，可靠性越高越好，產品的可靠性越高，其可以無故障工作的時間就越長。

平板顯示器在使用中，大多數人會選擇使用玻璃清潔劑進行除塵除漬，清洗劑滲入COF會造成油墨腐蝕導致顯示功能不良，因此需提高耐化學性。上達電子則應用了新型SR材料提升COF產品的耐化學性。

圖6：耐化學性的提升

另一方面，為使邊框更窄、產品更輕薄，要求COF折疊至接近死折的狀態，因此需要提高耐彎折性。上達電子使用的新型化錫技術，彎折區域SR下閃鍍錫厚非常薄，其彎折性能接近無錫狀態下的純銅結構，以此獲得高耐彎折性。

圖7：耐彎折性的提升

通過介紹得知，產線設備利用大數據互連，智能化程度高，可實現核心工藝參數智能調節，產品品質實時在線監測，是產品技術水平先進性與品質可靠性的核心支撐。

通過布局國產化的COF Film和COF封測，產業空白被填補，COF本身的成本問題將得到一定解決。而通過產業的不斷研發和升級，這一產業鏈配套產品也將逐漸轉向自研。

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