超聲波清洗技術(shù)在液晶面板制造過(guò)程中的應(yīng)用

1、超聲波清洗技術(shù)在液晶面板制造過(guò)程中的應(yīng)用 一、LCD制造過(guò)程中超聲波清洗的應(yīng)用 液晶顯示器LCD的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由于LCD顯示基板上有大量的微米級(jí)精細(xì)線路與控制用晶體管。因此，LCD顯示屏制造過(guò)程的清洗是精密清洗，清洗技術(shù)要求之高、潔凈度要求之高是業(yè)內(nèi)所公認(rèn)的，為了提高清洗的能力與技術(shù)水平，大家都想盡一切化學(xué)與物理的方法來(lái)進(jìn)行，有藥液清洗、刷洗、高壓汽水清洗。超聲波清洗技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。主要有下列使用場(chǎng)合： 1、成盒前的清洗：包括涂光刻膠前的清洗、退膜清洗、涂PI/TOP前的清洗。ITO玻璃在入廠運(yùn)輸及生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)輸中很容易被灰塵、有機(jī)物、油脂等雜質(zhì)污染，因此在對(duì)玻璃表面進(jìn)行涂層（光刻膠

2、、PI及TOP）前，需要經(jīng)過(guò)多道工序的清洗后才能進(jìn)行涂布，這些清洗過(guò)程通常采取如下工藝： 入口段 化學(xué)噴淋 化學(xué)刷洗 DI水噴淋浸泡式超聲波28KHZ清洗 DI水噴淋高壓（氣）水噴淋兆高頻超聲波噴淋1MHZFINAL DI水噴淋 氣刀吹干 出口段 從上面的流程可以看出，這里用到兩種頻率的超聲波進(jìn)行清洗，主要是基于不同的作用機(jī)理所決定的。前面已經(jīng)講到：低頻超聲清洗適用于大部件表面或者污物和清洗件表面結(jié)合強(qiáng)度高的場(chǎng)合，在液體中容易產(chǎn)生空化，產(chǎn)生的力度大，作用也越強(qiáng)，適用于對(duì)工件進(jìn)行初級(jí)次清洗。兆高頻超聲波清洗適合于清洗污物與被清洗件表面結(jié)合力較弱的場(chǎng)合，它能去除微米、亞微米級(jí)的污物而對(duì)清洗工件沒(méi)有

3、任何損傷。它清洗時(shí)不產(chǎn)生空化，而主要是聲壓梯度、粒子速度和聲流的作用。特點(diǎn)是清洗方向性強(qiáng)，被清洗工件一般置于與聲束平行的方向。 2、制成液晶盒后的清洗：液晶玻璃在制成盒后需要進(jìn)行灌注液晶，灌注前需要進(jìn)行抽真空，抽真空過(guò)程中液晶由于氣泡的原因會(huì)飛濺到玻璃上、灌注過(guò)程中玻璃直接與液晶接觸，灌注后玻璃表面與夾縫中會(huì)有液晶的殘留。為了避免玻璃邊劃傷軟性連接元器件以及方便管腳安裝，灌注后的玻璃還要進(jìn)行磨邊倒角處理，磨邊后也會(huì)有玻璃碎屑?xì)埩粼诓ＡП砻媾c夾縫中。這些殘留的液晶與玻璃碎屑要進(jìn)行徹底清洗掉，才能制造出合格并有保證的產(chǎn)品LCD顯示器。成盒后的液晶玻璃清洗一般采用插籃多槽式的超聲波分段清洗并配備循環(huán)

4、過(guò)濾系統(tǒng)、沖淋槽、干燥槽以及其它附件，流程一般如下： 上料 水基清洗劑1超聲波清洗水基清洗劑2超聲波清洗 DI水噴淋清洗純水超聲波漂洗 1純水超聲波漂洗 2慢提拉脫水熱風(fēng)烘干下料 同時(shí)按照廠家技術(shù)要求及產(chǎn)量的不同情況，有自動(dòng)機(jī)械手型式的、也有手動(dòng)人工搬運(yùn)方式的，各廠家根據(jù)自己產(chǎn)品檔次的不同，對(duì)各清洗槽配置的具體數(shù)量也有差異。同時(shí)，為在提高清洗效果的同時(shí)節(jié)省純水的用量，清洗劑清洗后的多槽超聲波漂洗通常采取純水循環(huán)利用的方式進(jìn)行，這也將更加能夠保證溫度的穩(wěn)定與一致。 二、LCD超聲波清洗過(guò)程控制技術(shù)要點(diǎn) LCD顯示屏制造過(guò)程的清洗是精密清洗，為了達(dá)到良好的清洗效果，必須對(duì)超聲波清洗的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行有

5、效的控制與優(yōu)化，達(dá)到事半功倍的目的。超聲波清洗在LCD制造過(guò)程中重點(diǎn)要控制好下列幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：頻率、工件位置、清洗介質(zhì)、功率密度、清洗液的流動(dòng)速度、水溫等。 1、頻率：超聲波空化和頻率有密切關(guān)系，頻率低，空化容易產(chǎn)生，同時(shí)在低頻情況下，液體受到的壓縮和稀疏作用有更長(zhǎng)的時(shí)間間隔使氣泡在崩潰前能生長(zhǎng)到較大的尺寸，增高空化強(qiáng)度，有利于清洗作用，但空化強(qiáng)度高的同時(shí)，易侵蝕清洗件表面，不適宜清洗表面光潔度高或有流動(dòng)物體的部件，而且空化噪聲大。40KHz左右的頻率，在相同聲強(qiáng)下，產(chǎn)生的空化泡數(shù)量比頻率為20KHz時(shí)多，穿透力較強(qiáng)，宜清洗表面形狀復(fù)雜或有盲孔的工件，但空化強(qiáng)度較低，空化噪聲較小，適合清洗 污

6、物與被清洗件表面結(jié)合力較弱的場(chǎng)合。通過(guò)實(shí)踐試驗(yàn)，LCD前制程的浸泡式超聲波清洗一般采用2840KHZ的頻率，而成盒后的液晶玻璃由于玻璃盒中有墊隔層，不能采用過(guò)低的頻率，一般采用40-68-100KHZ的頻率進(jìn)行組合來(lái)實(shí)現(xiàn)清洗，并根據(jù)不同的拼版大小進(jìn)行功率調(diào)整來(lái)避免由于墊隔層（粉狀玻璃棒，如圖8）的松動(dòng)而影響到玻璃盒厚的一致性。 2、工件位置：被清洗件的聲學(xué)特性和在清洗槽中的排列對(duì)清洗效果也有較大的影響。吸聲大的清洗件，如橡膠，布料等清洗效果差，應(yīng)該避免在超聲波清洗槽中進(jìn)行清洗。而對(duì)超聲波反射強(qiáng)的清洗件，如金屬件，玻璃制品的清洗效果好。清洗件面積小的一面應(yīng)朝聲源擺放，并且排列要有一定的間距。清洗

7、件在超聲清洗槽內(nèi)時(shí)，無(wú)論是清洗件還是清洗籃都不能觸及槽底（距離槽底一般要1030mm），尤其是較重的清洗件，以免影響清洗槽底板的振動(dòng)，也避免清洗件擦傷底板而加速空化腐蝕。清洗件總的橫截面積不應(yīng)超過(guò)超聲清洗槽橫截面積的 70 。清洗件最好是懸掛在槽中，或用金屬籃盛好懸掛，但須注意在保證強(qiáng)度足夠的情況下，籃的支撐架、支撐條要盡可能少，以減少對(duì)超聲波的吸收和屏蔽。 同時(shí)，前面已經(jīng)提過(guò)，超聲波發(fā)生作用時(shí)，會(huì)在液體中產(chǎn)生駐波，在/2的整數(shù)倍位置處聲壓最大，因此臟物最容易被洗掉。因此，對(duì)于枚頁(yè)式玻璃基板清洗，由于玻璃的位置是固定的，要將玻璃位置控制在駐波位置來(lái)實(shí)現(xiàn)最好的清洗效果，以40KHZ浸泡式超聲波為

8、例，駐波的位置為1500000÷40000÷2約19mm，即工件距離液面19 mm處聲壓最大，清洗效果最理想。 而對(duì)于插籃式超聲波清洗，為了避免由于駐波而導(dǎo)致清洗效果不均勻，必須采取相關(guān)辦法來(lái)改善。一般是在清洗槽上配套安裝上下拋動(dòng)的機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工件上下移動(dòng)從而保證工件上每個(gè)位置都有駐波存在，并且拋動(dòng)的幅度要大于/2，保證真正意義上使工件上每個(gè)位置都有駐波存在，來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的均勻清洗。 3、清洗介質(zhì)：清洗劑的選擇要從兩個(gè)方面來(lái)考慮：一方面要從污物的性質(zhì)來(lái)選擇化學(xué)作用效果最好的清洗劑；另一方面要選擇表面張力、蒸氣壓及粘度合適的清洗劑，因?yàn)檫@些特性與超聲空化強(qiáng)弱有關(guān)。液體的表面張力大則

9、不容易產(chǎn)生空化，但是當(dāng)聲強(qiáng)超過(guò)空化閾值時(shí)，空化泡崩潰釋放的能量也大，有利于清洗。高蒸氣壓的液體會(huì)降低空化強(qiáng)度，而液體的粘度大也不容易產(chǎn)生空化，因此蒸氣壓高和粘度大的清洗劑都不利于超聲波清洗。此外，清洗液的靜壓力都對(duì)清洗效果有影響，清洗液的靜壓力大時(shí)，不容易產(chǎn)生空化，所以在密閉加壓容器中進(jìn)行超聲波清洗或處理時(shí)效果最差。 4、功率密度：功率密度=發(fā)射功率（W）/發(fā)射面積（CM2） 超聲波的功率密度越高，空化效果越強(qiáng)，速度越快，清洗效果越好，但對(duì)于精密的表面光潔度甚高的工件，采用長(zhǎng)時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對(duì)工件表面產(chǎn)生空化、腐蝕。 5、清洗液的流動(dòng)速度：清洗液的流動(dòng)速度對(duì)超聲波清洗效果也有很大影響。最

10、好是在清洗過(guò)程中液體靜止不流動(dòng)，這時(shí)泡的生長(zhǎng)和閉合運(yùn)動(dòng)能夠充分完成。如果清洗液的流速過(guò)快，則有些空化核會(huì)被流動(dòng)的液體帶走，有些空化核則在沒(méi)有達(dá)到生長(zhǎng)閉合運(yùn)動(dòng)整個(gè)過(guò)程時(shí)就離開(kāi)聲場(chǎng)，因而使總的空化強(qiáng)度降低。在實(shí)際清洗過(guò)程中有時(shí)為避免污物重新粘附在清洗件上清洗液需要不斷流動(dòng)更新（漂洗），此時(shí)應(yīng)注意控制清洗液的流動(dòng)速度不能過(guò)快，以免降低清洗效果。 6、水溫：水清洗液最適宜的清洗溫度為 40-60 ，尤其在天冷時(shí)若清洗液溫度低則空化效應(yīng)差，清洗效果也差。當(dāng)溫度升高后空化易發(fā)生，所以清洗效果較好。當(dāng)溫度繼續(xù)升高以后，空泡內(nèi)氣體壓力增加，引起沖擊聲壓下降，反映出這兩個(gè)因素的相互作用。 結(jié)語(yǔ)超聲波清洗技術(shù)已經(jīng)成為L(zhǎng)CD制造過(guò)程中的重要裝備技術(shù)，特別是在精細(xì)線路產(chǎn)品的生產(chǎn)上更是發(fā)揮越來(lái)越大的技術(shù)作用。隨著納米級(jí)電子線路的發(fā)展，LCD制造技術(shù)要求將會(huì)更高，為了達(dá)到更高的精細(xì)清洗的目的，目前已經(jīng)有廠商研究