上一篇文章【Maker 電子學】小型 OLED 顯示裝置的原理與應用—PART 2，我們將 SSD1306 的 OLED 顯示器模組和 NodeMCU 連接起來，並用了 Arduino 寫了簡單的程式在，透過 I2C 界面的控制在 128x32 的 OLED 顯示器上寫出「Hello World!」。這一回我們要更深入地檢視 SSD1306 的 datasheet，了解 OLED 顯示器的運作方式。
從 Datasheet 開始
功夫要練得好，馬步要先蹲好。要徹底了解一個零件，閱讀它的 datasheet 和 reference manual 是很重要的基本功，或許一開始閱讀起來很吃力、很緩慢，但當你大量閱讀後，隨著閱讀與理解能力的提升，便會漸漸知道如何在茫茫字海當中，找到需要的資訊，即使是像 MCU 或 SoC 等隨隨便便都上千頁的文件，讀起來也不會那麼迷失。
那我們就從 SSD1306 的 datasheet 開始吧。Soloman Systech 的 SSD1306 產品頁並沒有直接給出 SSD1306 的 datasheet，不過 Adafruit 似乎在取得授權之後，將 SSD1306 的 datasheet 放在了小型 OLED 顯示裝置的產品頁上，讀者可以由此一窺究竟。
封裝學問大
SSD1306 有兩種產品封裝，分別是 COG 封裝的 SSD1306Z，以及 TAB 封裝的 SSD1306TR1。
（圖片來源：Bird 提供）
COG 和 TAB 都是 IC 封裝的術語，IC 封裝的目的是爲了將晶片（die）上的訊號引出來，與外部電路連接。
一般電路板能處理的連接密度最高大概在 0.4 mm 左右，也就是說每 4 mm 可以容納 10 條左右的連接線，但 IC 內部 die 上面將訊號引出來的連接點（稱之爲 bonding pad）遠小於這個尺寸，通常在數十 um 左右，因此一般的 IC 封裝會將 IC 放在一個有許多接腳的接線框（lead frame）中，並利用金線連接 bonding pad 與接腳，最後再用黑色的環氧樹脂將 die 與金線的部分封住，隔絕灰塵、溼氣等外在環境因子，並提供機械性的保護，成爲我們常見的 IC 樣貌。
但這種傳統的 IC 封裝製程對接腳數量很多的 IC 來說，會做出外形非常巨大的 IC。以我們常見的四方形 QFP 封裝來說，目前最大大概做到 208-pin，如果用 0.4 mm 的腳距離，封出來的 IC 差不多是 22 mm x 22 mm。
如果用高價的 BGA 封裝來做，15x15 = 225 pin 的 BGA 用目前最高階、最小的 0.4 mm 球距來做，也要 8 mm x 8 mm 左右，更不用說這麼細的 BGA 對電路板製程及 layout 的困難度有極高的要求。
那麼 SSD1306 有多少隻腳呢？總供 281 隻。
事實上，這些與顯示裝置驅動相關的 IC 多半都是蜈蚣家族的，接腳數量一定非常多，因爲你要驅動一個 128 x 32 的矩陣顯示器，至少就需要 128 + 32 隻驅動接腳，因此 SSD1306 光是與 OLED 連接用的接腳就 160 隻了，而這還不包括其它的電源、控制訊號等接腳。
因此，多年以來，與顯示裝置驅動相關的 IC 發展出了一套自己的封裝技術，前面提到的 COG 及 TAB 就是顯示裝置上很常用的封裝技術。
TAB 叫做「tape-automated bonding」，它是將晶片先放置在一片小小的軟性電路板上，並與軟性電路板上的線路連接，讓訊號可以引出來，而 IC 就帶著這片軟板出貨。這片軟性電路板通常有兩端，一端與顯示裝置的玻璃基板連接，另一端與外部電路連接。
與顯示裝置連接的部分，如同前面說的，線路的數量會非常多，因此密度非常高，通常使用異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film，ACF）與玻璃基板連接。ACF 也是個很厲害的發明，它利用在樹脂中摻雜尺寸非常小的導電粒子，讓薄膜本身只在一個軸向導通，因此只要軟板與玻璃上的線路在垂直方向上對準，訊號就可以導通，但相鄰的線路之間卻不會導通。至於與外部電路連接的那一端，通常線路數量不多，因此可以使用標準的錫焊製程，或是使用 FFC 連接器。
COG 叫做「chip-on-glass」，是將晶片準備成可以直接安裝在玻璃基板上的狀態，並利用 ACF 與玻璃基板上的電路連接。玻璃基板上的電路是用微影製程製作的，因此可以處理密度非常高的連接，與 die 上的連接點直接一個蘿蔔一個坑對接完全沒有問題。至於對外的訊號，通常再使用軟性電路板與玻璃基板連接，再用軟性電路板接出來。
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