PI段工藝介紹PPT課件

1、,制程目的與材料演進 Layout設計與設備簡介 常見Defect Benchmark,PI Line制程簡介,目 錄,1.PI扮演的角色,CELL的構造：,配向膜：供給液晶分子的排 列媒介(預傾角),制程目的：在玻璃基板(TFT、CF)上均勻塗佈上一層薄膜，並且升溫把其溶劑揮發(fā)，其塗佈區(qū)域/範圍依照產品設計而定；薄膜厚度依據所選定的PI材料&吐出量而有不同。經預烤後會呈金黃色(依不同膜厚而有不同之顏色)。 制程要求：均勻將PI液涂布至基板表面，符合製程要求之膜厚均勻性、可靠度(RA)及降低各種defect(mura、pinhole)的產生。,如果沒有配向膜會怎樣？ 液晶在沒有配向膜的基板上呈

2、散亂狀的排列無法控制光的 方向無法製造我們想要的影像無法控制電壓施加時液晶 Tilt的方向(reverse tilt)影像品質不佳,特性：具有良好的絕緣，化性穩(wěn)定，耐熱佳,直接用 ITO來配向可以嗎?,2.PI是甚么,Polyimide: 學名為 聚醯亞胺，簡稱PI， 屬於高分子聚合物，PI是由二胺與二酸酐單體反應 合成的材料，價格高，屬於價格較高的工程塑膠。,3.PI的一般聚合反應,R1,R2,4.PI為何可以發(fā)展用來配向？,可耐高溫250500度不分解 耐磨耗(配向性佳) 線膨脹係數小，尺寸安定 耐輻射 良好電氣絕緣 抗化學藥品 與基板接著性佳 膜強度適當 化學穩(wěn)定性高 低雜質 光學特性佳

3、,高VHR(電壓保持率):,無殘影,5.PI的種類,PI 類別,PAA type：PI液中之溶質為PAA (Polyamine acid),(S)PI type：PI液中之溶質為PI (Polyimide),每家材料開發(fā)商各擅勝場，但也各有缺點,開發(fā)PI的生產過程通常先生成可以溶解的狀態(tài)，隨后進一步加熱去除溶劑而環(huán)化成交聯的不可溶固體,6.PI種類的比較,為何魚與熊掌不可兼得？,Hybrid Type問世 !,7.PI溶劑的作用,MMP,-BL,Solvent的作用,提升PI的溶解性與可印刷性,8.PI環(huán)化反應,180 230C,+ H2O,Heat,O,O,O,C,C,O,H2N,C,NH2

4、,O,C,O,+,tetra-Carboxylic Aciddi-Anhydride,di-Amine,in solvent,Imidization reaction：,R1,R2,O,OH,O,C,C,O,N,C,H,H,n,O,C,OH,R1,N,R2,PAA,O,OH,O,C,C,O,N,C,H,H,n,O,C,OH,R1,N,R2,PI,PAA,脫水,熱為催化劑,液晶排列的穩(wěn)定性 或 預傾角度 都與 PI heat curing的溫度與時間有關,Imide 轉化率(Imidization Ratio),X硬化膜 A(X) = H1380 (X) / H1510 (X) Imide化10

5、0%膜 A(100%) = H1380 (100%) / H1510 (100%) Imidization Ratio = 100 X A(X) / A(100%),8.PI環(huán)化反應-轉化率量測,9.PI含水(吸濕)過多會怎么樣？,含水量的影響：,H2O,PI,O,OH,O,C,C,O,N,C,H,H,n,O,C,OH,R1,N,R2,PAA,較高的含水量將導致較高的雜質析出沈淀(環(huán)化斷聯)，降低可靠度,逆反應,10.PI使用的限制,1.PI液放入冰箱冷卻,需待12小時後方可取出。 2.PI液由冰箱取出退冰後須等待8小時以上,方可使用。 3.PI液由冰箱取出超過24小時須回冰.如要再拿出使用,

6、PI回冰需滿12小時。 4.不同時間點退冰之PI液,不可混在同一瓶中。,12.Before PI Cleaner (WET),以毛刷(混合洗劑)-高壓水柱-二流體-風刀的配置進行濕洗制程,洗凈前AP表面改質提高親水性,提升洗凈能力,14.AP Plasma,涂布前采用AP改質 改善墨滴低下時表面張力安定化,15.Excimer UV,短波長的UV會切斷有機物的結合，分解為水與二氧化碳被揮發(fā)，達到去除有機浮游的效果,18.PI Prebake Oven,目的 :預烤(去除solvent)及使PI膜平整化 將溶劑(-BL & NMP)揮發(fā)掉(約80%),溫度控制（升溫曲線）： 在預烤段時，玻璃基板

7、溫度由室溫慢慢上升， 在溫度上升過程中PI內的溶劑會慢慢揮發(fā)。 若升溫條件太快，PI內的溶劑揮發(fā)速度太快， 容易在PI膜表面留下氣泡狀痕跡，造成品質不良； 若升溫條件太慢，溶劑尚未揮發(fā)完全就被送入檢查裝置內， 容易造成檢查機的誤判。,19.PI Inspection,CCD接受到光子後，利用光電效應的原理轉換成電子，再經由電容儲存電子後的電壓改變量，轉換成電子訊號,利用CCD擷取影像後，以週期性比對方式找出Defect,20.PI Macro Review, FPII將檢出的Defect資料(座標、大小)傳送給Macro，人員可Review Defect，進而判斷基板是否需要進行Rework重

8、工,21.常見Defect,Bum/Spot,主要由異物造成之defect,膜下,前廠,膜上,PI Fail ( 無核不沾 或 微小但較高之Particle ),膜厚不均、前廠修復失敗或小異物之不沾,刺傷,玻璃被尖銳異物刺穿，最常發(fā)生於TFT，可能和高溫製程有關，使玻璃較脆而易損壞。,刮傷,一般而言，造成刮傷之主因為玻璃行經路線上方之物體摩擦造成。,MURA,Suji mura,Edge mura,Pin mura,22.PI Postbake Oven,利用IR爐內高溫(Max.250度)將PI膜固烤環(huán)化,物質傳導（Conduction）- Hot Plate 空氣對流（Convection

9、） - 熱風循環(huán) 能量輻射（Radiation） - IR 一般而言，傳導及對流之溫度傳遞方式皆須有媒介物（如固體、液體或氣體），然而以傳導及對流方式傳遞熱量其過程中大部分之熱量未有效利用。而輻射方式可不需經媒介物直接將熱量傳至目標物，相對而言有較高之熱傳效率。,22.PI Postbake Oven,IR加熱,熱風循環(huán),Hot Plate加熱,熱 風,熱風加熱方式,IR加熱方式,銅箔,Polyimide塗膜,僅塗膜表面有熱量傳達,銅箔,Polyimide塗膜, ,塗膜內外部皆同時加熱,22.PI Postbake Oven,22.PI Postbake Oven, 考慮到PI材料加熱環(huán)化的均

10、勻性，IR爐成本雖較高，仍選擇之,1.PI扮演的角色,CELL的構造：,配向膜：供給液晶分子的排 列媒介(預傾角),制程目的：在玻璃基板(TFT、CF)上均勻塗佈上一層薄膜，並且升溫把其溶劑揮發(fā)，其塗佈區(qū)域/範圍依照產品設計而定；薄膜厚度依據所選定的PI材料&吐出量而有不同。經預烤後會呈金黃色(依不同膜厚而有不同之顏色)。 制程要求：均勻將PI液涂布至基板表面，符合製程要求之膜厚均勻性、可靠度(RA)及降低各種defect(mura、pinhole)的產生。,5.PI的種類,PI 類別,PAA type：PI液中之溶質為PAA (Polyamine acid),(S)PI type：PI液中之

11、溶質為PI (Polyimide),每家材料開發(fā)商各擅勝場，但也各有缺點,開發(fā)PI的生產過程通常先生成可以溶解的狀態(tài)，隨后進一步加熱去除溶劑而環(huán)化成交聯的不可溶固體,8.PI環(huán)化反應,180 230C,+ H2O,Heat,O,O,O,C,C,O,H2N,C,NH2,O,C,O,+,tetra-Carboxylic Aciddi-Anhydride,di-Amine,in solvent,Imidization reaction：,R1,R2,O,OH,O,C,C,O,N,C,H,H,n,O,C,OH,R1,N,R2,PAA,O,OH,O,C,C,O,N,C,H,H,n,O,C,OH,R1,N,R2,PI,PAA,脫水,熱為催化劑,液晶排列的穩(wěn)定性 或 預傾角度 都與 PI heat curing的溫度與時間有關,10.PI使用的限制,1.PI液放入冰箱冷卻,需待12小時