Produktionstest von LCD-Treiber-ICs Frank Grossmann, Advantest, München

Computer-Monitore, Notebooks und Mobiltelefone gehören heute mit einem Marktanteil von zusammen rund 80% inzwischen zum Haupteinsatzgebiet von LC-Displays (Liquid Crystal). Mit den Fernsehgeräten kommt nun ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet hinzu. Bei allen Anwendungen geht dabei der Trend zu immer größeren Displays mit höherer Auflösung. Dies gilt selbst für Mobiltelefone, wo gegenüber den bisher üblichen kleinen monochromen Displays inzwischen größere Farbdisplays zur Verwendung kommen. Angesteuert werden die LC-Displays von speziellen Treiberbausteinen. Bei kleinen Displays sind meist Treiber mit integriertem Controller, bei großen Display dagegen separate Treiber-ICs für Zeilen (Gate Driver) und Spalten (Source Driver) im Einsatz. Je nach Größe und Auflösung des Displays können mehrere Treiber-Bausteine mit jeweils 256 bis 400 Ausgängen erforderlich sein. Die Ausgänge der Zeilen-Treiber arbeiten mit nur zwei Zuständen (ein/aus), einer Taktrate von etwa 100 kHz und einer Ausgangsspannung von etwa 50 Volt und werden über ein integriertes Schieberegister angesteuert. Die Ausgänge der Spalten-Treiber arbeiten dagegen mit einer Ausgangsspannung von etwa 10 Volt und Taktfrequenzen im Bereich von 55 MHz. Zur Darstellung unterschiedlicher Helligkeitswerte (Graustufen) und Farben verfügt jeder der Ausgänge über einen eigenen D/A-Wandler. Die Auflösung und Genauigkeit dieser integrierten D/A-Wandler ist dabei entscheidend für die Anzahl der darstellbaren Farben und die Farbtreue des Displays, und liegt heute normalerweise bei 8 Bit. Hergestellt werden die Treiber-ICs derzeit meist in TAB- (Tape Automated Bonding) und COF-Technologien (Chip on Film).

Der Trend hin zu Displays mit immer höherer Auflösung und besserer Farbdarstellung sowie der zunehmende Preisverfall erfordern genauere und effektivere Testlösungen, die den gestiegenen technischen Anforderungen gewachsen sind und durch kürzere Testzeiten und einen höheren Durchsatz einen wirtschaftlicheren Test ermöglichen. Um diesen steigenden Anforderungen gerecht zu werden, hat Advantest bereits vor einigen Jahren mit der Entwicklung einer erweiterbaren Testerfamilie begonnen, eine Strategie die sich inzwischen als richtig erwiesen hat. Die Testsystemfamilie T6300 mit den Modellen T6331, T6361 und T6371 wurde speziell im Hinblick auf ein Optimum bei Testabdeckung, Durchsatz und Zuverlässigkeit entwickelt. Die Systeme verfügen über bis zu 1280 LCD-Testpins und bis zu 256 digitalen Testpins, die je nach Systemtyp eine Testfrequenz von 31,25 MHz (T6331), 62,5 MHz (T6361) oder 125 MHz (T6371) erreichen. Zudem lassen sich die Systeme mit bis zu 160 Digitizern mit einer Auflösung von 16 Bit ausstatten, die für den Test der 8 Bit D/A-Wandler der Treiberbausteine auch für die Zukunft eine mehr als ausreichende Genauigkeit bieten. Mit einem voll ausgestatteten System mit 1280 Testpins lassen sich somit bis zu 4 Treiberbausteine mit je 320 Pins parallel testen. Die Systeme erreichen durch die große Zahl der Digitizer, die hohen Datenraten und den simultanen Test von bis zu 4 Bauteilen, gegenüber bisherigen Lösungen einen um 50% höheren Durchsatz.

Ein wirtschaftlicher Test von LCD-Treibern lässt sich heute nur durch eine optimale Kombination von Tester und Handler erreichen. Advantest bietet daher mit dem Modell M7521A einen Handler speziell für die immer häufiger eingesetzten TAB- und COF-Bauteile an. Da der Pinabstand (Pitch) bei COF- und TAB-Technologien inzwischen mit 35 µm bis 25 µm sehr klein ist und in der nächsten Zeit noch kleiner werden soll, verfügt der Handler über eine sehr präzise Bildverarbeitung, die eine genaue Ausrichtung und Kontaktierung der Bauteile ermöglicht. Der Handler kann Rollen mit einem Durchmesser von bis zu 620 mm einsetzen, und eignet sich für 35 /48 /70 mm sowie für Wide- und Super-Wide-Typen. Das Modell M7521A ermöglicht dabei einen parallelen Test von bis zu vier Bauteilen von zwei Rollen, so dass gegenüber bisherigen Lösungen der doppelte Durchsatz erzielt wird. Zudem sind spezielle Produktionsfunktionen vorhanden, die eine Auswertung der Testergebnisse beispielsweise durch die Erstellung einer „Reel Map“ erleichtern.

In Kombination mit den Testern der Familie T6300 ergibt sich damit eine leistungsfähige Testzelle mit hohem Durchsatz und Zuverlässigkeit, die eine umfassende und wirtschaftliche Prüfung von Treiberbausteinen der neusten Technologien ermöglicht.

EPP 497