PDP電極制作工藝

四川虹歐PDP電極工藝及設備介紹技術(shù)質(zhì)量部屏技術(shù)科趙海龍電話mail：hailong.zhao@一、電極工藝概述二、印刷工藝三、曝光工藝四、顯影刻蝕剝膜工藝五、檢查修復工藝六、電極常見問題介紹目錄一、PDP工藝概述PDP結(jié)構(gòu)一、前板工藝概述50英寸XGA圖形尺寸預處理ITO電極制備Bus電極/黑條制備前介質(zhì)制備MgO蒸鍍切割研磨對合預處理ADD電極制備后介質(zhì)制備障壁制備熒光粉涂敷封接線制作切割研磨對合封排/老煉點燈檢查電極端子清洗--〉貼濾光膜FPC邦定模組老煉涂UV膠模組組裝ITOglassPreCleaningPreannealingIDmarkingMaincleaning初清洗退火ID打碼主清洗PR膠涂敷PR膠干燥PR膠曝光PR膠顯影傾斜檢查2D/AOI/Review檢查ITO刻蝕PR膠剝膜2D/AOI/Review檢查ITO電極制作小提示：PR膠---Photoresist；光刻膠AOI—Autoopticalinspection；自動光學檢查黑Bus印刷黑Bus干燥黑Bus曝光白Bus印刷白Bus干燥白Bus曝光Bus顯影Bus燒結(jié)傾斜檢查傾斜檢查2D/AOI/Review檢查、修復2D/AOI/Review檢查、修復2D測量2D測量O/S通斷檢查Bus/黑條制作方法小提示：O/S---Open/short；斷路/短路FrontDielectricFDcoatingFDdryingFDfiringFDreviewmeasuringFDinspection前介質(zhì)—簡稱FD前介質(zhì)涂敷前介質(zhì)干燥前介質(zhì)檢查前介質(zhì)檢查缺陷再確認前介質(zhì)燒結(jié)測量MgO基板投入ID打碼MgO蒸鍍測量ADD電極制作對位碼打碼主清洗ADD電極印刷干燥曝光燒結(jié)顯影檢查修復O/S通斷檢查二、印刷工藝印刷工藝---在前板工序中主要用于制備白Bus和黑Bus/黑條。ADD印刷工序?qū)嵉卣掌?/p>

絲網(wǎng)印刷技術(shù)早已廣泛地應用于厚膜電路的制造工藝，具有一整套完整的印刷工藝，由于厚膜電路印刷的面積較小，絲網(wǎng)變形的影響較小，要應用于大屏幕PDP制造中仍有許多難點需要克服。

1.印刷線條變形

2.印刷樣品的均勻性

3.重復印刷精度

二、印刷工藝影響絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的因素1.刮刀方面刮刀的作用：刮刀的主要功能是在漿料內(nèi)部施加一個外力，改變漿料的觸變性，瞬間降低漿料的粘度，并配合一定的夾角、壓力和速度的作用，把漿料擠壓在漏印版的開孔處，待漏印版離網(wǎng)后，漿料就被印刷在玻璃基板上。刮刀種類：印刷機使用刮刀的種類主要有兩種：單一材料和復合材料兩類，單一材料的刮刀造價低廉，為了克服刮刀在印刷過程中的形變，推出了復合材料的刮刀。它主要應用于大壓力印刷狀態(tài)，如：熒光粉的印刷。影響絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的因素2.刮板方面刮板的作用：印刷時刮刀把漿料推到絲網(wǎng)的另一端，這時刮板把漿料均勻地涂敷在漏印版的有效圖形上方，準備下一次的印刷。刮板的形狀:刮板通常是由不銹鋼制成，刮板的形狀主要分兩類，一種是平直狀刮板，它可以調(diào)整刮板的傾斜角度。另一種刮板在兩側(cè)稍有彎曲，以免漿料從兩側(cè)溢出，從而降低印刷時漿料的最小使用量。3.漿料漿料的組成：漿料的成份主要分為兩大類：固體成份和載體部分。固體部分就是我們需要的印刷物，如：銀電極漿料的固體成份是銀粉和低熔點玻璃粉；低熔點玻璃粉的功能是：粘接微小的銀顆粒，提高銀顆粒的導電性能。載體部分是為了方便印刷，把固體成份調(diào)和為漿料。目前使用的載體體系有兩類：一種是BCA（丁基卡必醇乙酸酯）體系;另一種是松油醇體系。影響絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的因素影響絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的因素4.漏印版（ScreenMask，簡稱SM）漏印版種類及構(gòu)成：漏印版是用于印刷圖形的模版，它由絲網(wǎng)、邊框以及感光膠制成的掩膜圖形構(gòu)成，沒有涂敷感光膠的部分，在印刷時漿料會通過絲網(wǎng)印刷到玻璃基板上。目前通用的漏印版有：不銹鋼復合絲網(wǎng)和poly絲網(wǎng)，它在圖形的有效面內(nèi)采用不銹鋼網(wǎng)制作，尼龍網(wǎng)作為非有效面的復合漏印版。

2、印刷污染設備本身污染漿料污染絲網(wǎng)污染玻璃基板污染周圍環(huán)境污染工作人員造成污染印刷污染源

三、曝光工藝光刻概念對感光性漿料進行選擇性的曝光，留下需要的部分，除去不需要的部分，經(jīng)曝光、顯影、刻蝕等工藝過程，得到設計的圖形。其過程是首先在掩模版上形成所需要的圖形，之后通過光刻工藝把所需的圖形轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品上。

基本之曝光/顯影/刻蝕概念

三、曝光工藝

三、曝光工藝

涂膠就是在基板上涂上一層光刻膠（樹脂、感光劑、添加劑、溶劑）。光刻膠有正性和負性之分。要求光刻膠與膜的附著性要好。涂膠的方法有浸涂、甩涂、輥涂、涂敷(coating)等，為保證膜的質(zhì)量，涂膠工序應在潔凈的條件下進行，并在不含紫外光成分的黃燈或紅燈下進行操作。

三、曝光工藝

曝光就是用掩膜版（Photomask，簡稱PM）掩膜，紫外線（UV）照射，經(jīng)紫外光照射的光刻膠被改性，掩膜版上有圖形的部分沒有被紫外光照射即沒被改性。曝光分一次曝光、分步曝光。掩膜版上機前要嚴格檢查，曝光定位一定要準確，涂光刻膠的產(chǎn)品放置時間過長（如超過一天）或曝光前已被白光照過，應返工處理。

PDP曝光用光源在PDP曝光中采用紫外光作為曝光光源。良好的曝光質(zhì)量是建立在良好的光源的基礎上的，作為大屏幕、高分辨率的PDP由于采用濕法曝光，所以光源必須采用平行光進行曝光。平行光在曝光面上的照度均勻性要在90%以上，便可保證大尺寸玻璃基板曝光的均勻性。不同漿料對紫外線的吸收峰值各不相同，PDP一般選用超高壓汞燈作為曝光光源。而不選用強度常常變化并放出有害氣體的碳弧光燈和耗電量高的氙光源。

PDP用光源一般都有一個或兩個汞燈組成的點光源，經(jīng)過光路的轉(zhuǎn)化最終成為PDP需求的平行光。PDP曝光機UV光光路圖

，

曝光機外觀

曝光機設備測量方式測量的精度，范圍，報警的設置Gap值的調(diào)整是以最小的還是以平均值的進行調(diào)整Gap的測量和識別PhotoMask—掩膜版

1、目的控制光線進行選擇性的曝光，需要留下的進行曝光，不需要留下的進行遮光。2、重要性每一個產(chǎn)品都要用相同的Mask進行曝光，其質(zhì)量對整個生產(chǎn)過程起著至關重要的作用。Mask的基材1、FilmEmulsion(菲林Ag版)

易受到環(huán)境溫濕度的影響，發(fā)生較大的伸縮現(xiàn)象，起初PDP尺寸較小，精度不高時得到應用。2、GlassEmulsion（Ag乳膠版）在現(xiàn)在的XGA產(chǎn)品中用到，其熱穩(wěn)定性好，再加上在機器里對Mask進行控制，使得長時間使用溫度不會發(fā)生變化。3、Cr版由于PDP厚膜工藝的缺陷，材料相對較粗燥，曝光工藝過程中，Mask容易被劃傷，造成貴的Mask的浪費，為了增加強度出現(xiàn)了Cr版。

四、顯影刻蝕剝膜工藝顯影工藝刻蝕工藝剝膜工藝顯影的基本知識顯影：使用顯影液處理玻璃表面，將未經(jīng)過光照的光刻膠層或者感光性電極漿料除去（因為使用的是負性膠），保留住光照過的部分，用化學方法使UV光未照射部分的光刻膠或感光性電極漿料溶于顯影液中。該工序主要用于ITO電極制備、BUS電極制備、ADD電極制備和障壁制備過程中。1、顯影時發(fā)生的化學反應：

COOHCOO-Na+2Na2CO3+Resin2NaHCO3+ResinCOOHCOO-Na+顯影的基本原理2、顯影液選用Na2CO3的原因：因為PR膠、BUS電極和ADD電極漿料內(nèi)使用的都是堿溶性感光樹脂，而Na2CO3具有：呈堿性，便宜，容易制備、運輸、儲存，顯影效果好等優(yōu)點。為了保證顯影質(zhì)量，必須控制顯影液濃度、溫度、壓力以及顯影時間在適當?shù)牟僮鞣秶鷥?nèi)。溫度太高或者顯影時間太長，會造成PR膜或漿料的質(zhì)量、硬度和耐化學腐蝕性降低。顯影的基本原理在顯影工藝中，對顯影質(zhì)量影響較大的幾個因素有：感光材料本身的特性顯影液的濃度顯影液溫度顯影壓力

顯影時間基板傳送速度影響顯影質(zhì)量的幾個主要因素顯影后有余膠產(chǎn)生，大多與工藝參數(shù)有關，主要有以下幾種可能：干燥不均勻或者干燥溫度過高；顯影溫度不夠；Na2CO3濃度偏低；噴淋壓力?。换鍌魉退俣容^快，顯影不徹底；曝光過度等產(chǎn)生過顯影現(xiàn)象的原因剛好與其相反。顯影過程中容易出現(xiàn)的問題由于基板面積過大造成的顯影不均勻：現(xiàn)在所用的顯影設備基板搬送方式為水平方式，顯影液從基板上方噴下，同時噴嘴在垂直于基板行進方向的方向上擺動。顯影過程中顯影液在基板上的流動方式是從基板中間向四周流出。隨著基板面積的增大，就造成了基板中間部分的一部分顯影液在擺動噴射的顯影液的作用下，在基板中間來回流動，又由于基板增大，基板中部的下垂較嚴重，中間部分的顯影液不能及時排出，得不到及時更新，最終結(jié)果是造成整個基板上，中間部分的顯影液濃度低于周邊的濃度，四周顯影正常，中間部分則有不足。顯影過程中容易出現(xiàn)的問題PR膠與ITO的結(jié)合能力因為PR膠較長時間放置于空氣中，會導致PR膠的性能下降，甚至不可用，所以除了需要從PR本身的材質(zhì)考慮，要求PR膠與ITO的結(jié)合能力要好，還需要從玻璃基板的清洗干凈程度考慮，要求基板的潔凈度很高。顯影過程中容易出現(xiàn)的問題顯影（刻蝕、剝膜）過程中顯影（刻蝕、剝膜）液濃度下降，如何實現(xiàn)實時補給：顯影（刻蝕、剝膜）過程中，顯影（刻蝕、剝膜）液重復使用時會導致其濃度下降，因此可以運用濃度測試計和經(jīng)驗結(jié)合來控制補給量。然而濃度計長時間實時監(jiān)控藥液濃度的準確性很難保證，因此需要定期擦拭清洗；此外需要定期排放完藥液灌內(nèi)的藥液，進行清洗，補充新液再進行顯影（刻蝕、剝膜）。顯影過程中容易出現(xiàn)的問題

顯影過程中顯影液消泡問題：使用消泡劑去除顯影液中泡沫，可自動投放?？涛g定義

刻蝕就是把沒有光刻膠覆蓋的膜刻蝕掉的過程，有光刻膠覆蓋的地方被保留下來，從而在基板表面形成了所要的圖形?？涛g的方法有很多種，可分為干刻和濕刻。干法刻蝕是采用化學氣體與被刻蝕膜發(fā)生物理及化學作用的過程。濕法刻蝕就是選用適當?shù)幕瘜W藥液與被刻蝕膜發(fā)生化學反應，改變被刻蝕物的結(jié)構(gòu)，使其脫離基板表面進行刻蝕的過程。

刻蝕原理ITO刻蝕的基本原理：刻蝕液是將FeCl3+HCl+DI以一定比率混合的溶液?？涛g時會發(fā)生如下化學反應：In2O3+6HCl=2InCl3+3H2O（主要反應）；SnO2+4HCl=SnCl4+2H2O；FeCl3的作用：是保證HCl(Clˉ)的濃度，同時控制刻蝕的速度；監(jiān)控裝置

為了對設備運行狀態(tài)進行自動的監(jiān)控，設備一般采用液體壓力傳感器、液位傳感器、溫度傳感器、可感知液體泄漏的傳感器等傳感器對設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。通過設置在過濾器前后的壓力傳感器，可感知輸液泵出口的壓力是否過大，過濾器是否堵塞嚴重需要更換；液位傳感器可感知儲液罐內(nèi)的液體是否能滿足設備運轉(zhuǎn)要求，是否有液體回流不良等。ITO在刻蝕時，容易出現(xiàn)側(cè)向刻蝕問題，這需要以下幾個方面去考慮：（1）PR膜與ITO的結(jié)合能力，結(jié)合能力好側(cè)向腐蝕較少；（2）與PR膠涂的厚度有關，PR膠越薄，出現(xiàn)側(cè)向刻蝕現(xiàn)象會越嚴重，但太厚會浪費材料，增加成本。（3）刻蝕液的濃度過大、溫度過高、噴射壓力過大等也會加劇側(cè)向腐蝕，導致電極的線條過細。(a)(b)PD200ITOPR膜ITO側(cè)向刻蝕現(xiàn)象[(b)-(a)]/2是側(cè)向刻蝕結(jié)果

ITO刻蝕過程中容易出現(xiàn)的問題若在前工序中PR涂敷干燥過程中出現(xiàn)較大的氣泡或者異物等情況時，會導致ITO刻蝕過程中，造成ITO電極短路或斷路現(xiàn)象，ITO短路可以使用激光修復機進行修復；但是如果出現(xiàn)ITO斷路或較大面積缺損的現(xiàn)象，由于修復成本太高，一般都不進行修復，屏直接報廢。ITO刻蝕過程中容易出現(xiàn)的問題

剝膜定義

剝膜是使用剝膜液等將刻蝕時起保護作用的光刻膠去掉的過程。去膠液是堿性的，它的堿濃度要高于顯影濃度。它分為濕法剝膜（剝膜液、IPA處理等）和干法剝膜（UV灰化等）。也有濕法剝膜和干法剝膜相結(jié)合的方法。

COC將使用MEA（單乙醇胺）作為剝膜液。Filter的清洗、更換ITO剝膜過程中，會產(chǎn)生較為大量的剝掉的膜，若不及時清理，不僅會造成剝膜液流量變小，壓力降低，長時間還會堵塞設備的管道，因此Filter的及時更換很重要。廠家GT提出使用過濾紙法，能很有效的解決這個問題，目前三星在采用這種新技術(shù)。ITO剝膜過程中注意事項剝膜壓力過小、剝膜液濃度過低或者溫度過低等都可能會產(chǎn)生殘膜現(xiàn)象，PR膠沒有剝干凈，存在于電極之間；剝膜壓力過大、剝膜液濃度過高或者溫度過高等會產(chǎn)生較多的電極短路、斷路現(xiàn)象；這些對后工序影響都很大，因此需要注意。ITO剝膜過程中容易出現(xiàn)的問題

五、檢查修復工藝圖形檢查工藝通斷檢查工藝激光修復工藝

圖形檢查工藝

在PDP電極的制作過程中，由于各種原因，往往會產(chǎn)生制作缺陷，而絕大部分缺陷是可以進行修復的。缺陷檢查是進行缺陷修復的基本前提。準確、無遺漏的檢出缺陷，為后期修復提供完備的檢查數(shù)據(jù)，是對缺陷檢查工序的基本要求。

自動光學檢查（AOI）是缺陷檢查的一種方式。這種檢查方式具有結(jié)果直觀、靈敏度高、檢查速度快、能夠提供完備的缺陷情報等優(yōu)點，是FPD制造領域廣為采用的一種基本缺陷檢查方法。

圖形檢查原理B左圖中A區(qū)域適用線寬及間距比對法，B區(qū)域適用周期灰度比對法。在實際檢測時，設備會自動查找電極的像素部和端子部的檢查領域，以及隨著檢查領域的不同而自動采用不同的檢查算法。

周期性灰度值比對

首先由CCD攝像機獲取到基板表面的圖像，再對表面圖像進行取樣，得到灰度的變化曲線（如下圖）。從這個曲線中我們可以看到，總體上講，灰度是呈周期性分布的，但是有些部分灰度值有異常，這些部分需要后期運算排查。

線寬及間距比對法通過比較相鄰線條的寬度，并計算其寬度差值，當此值超過設定的閾值時，判定其為缺陷。

圖形檢查工藝參數(shù)照明方式掃描速度檢查周期缺陷數(shù)量缺陷大小缺陷種類閾值

照明方式用于PDP圖形檢查的照明方式一般有以下幾種：

正反射漫反射透射同軸落射

UV照明對應于不同的工序和材料，采用不同的照明方式。

缺陷大小及缺陷種類缺陷大小在控制程序里稱為不良條件設定值。是缺陷大小的容許值。在檢查條件設定下，進行對檢查視窗的檢查，將檢出的缺陷進行黑、白缺陷大小分類。根據(jù)各類缺陷的容許值設定，將檢出點進行分類。尺寸小于容許值的點系統(tǒng)將忽略，尺寸大于容許值系統(tǒng)將判定為缺陷。電極檢查過程中一般的缺陷類型包括：斷路、短路、半斷路、半短路、異物、缺損（變?。┑?。通斷檢查介紹通斷檢查設備和圖形檢查設備，在PDP基板圖形檢查中缺一不可。圖形檢查機及通斷檢查機都是完成檢查程序后將缺陷圖形坐標聯(lián)機傳送給激光修復設備予以修復。圖形檢查設備是采用光學原理檢查出不良缺陷，而通斷檢查設備是從電氣特性上予以檢查，可以簡單理解成前者通過外觀檢查，而后者是從本質(zhì)上檢查，兩者相輔相成，保證檢查結(jié)果萬無一失。通斷檢查介紹在PDP業(yè)界來說，通斷檢查主要是對bus電極和add電極的通斷進行檢查。同時，在檢查bus的過程中，如果ITO發(fā)生短路，也可以檢出。在圖形檢查中，如果缺陷尺寸過小，設備將檢查不出；另，因軟件設計的原因，圖形檢查設備也可能漏掉一些缺陷。則此時，通斷檢查設備就起到一個補充檢查的作用。對于有些需修復的缺陷，但并未造成通斷，通斷檢查機無法檢出。通斷檢查介紹（不導通，需修復，但缺陷尺寸太小，圖形檢查機無法檢出）通斷檢查原理檢查方式主要有兩種：接觸式檢測和非接觸式檢測。接觸式檢測原理是采用直流電，通過測電阻的方式來檢測。非接觸式檢測原理是采用交流電，在發(fā)出端發(fā)出正弦波，通過觀察接收端是否有收到信號以及收到信號時間是否延長或收到信號強弱等來分析是短路還是斷路。非接觸式的優(yōu)點：不會給基板表面造成任何傷害；幾乎不發(fā)生漏測；沒有更換探針的麻煩；維護費用低；對位精確；掃描速度快等。激光修復介紹修復工藝的目的是對PDP制造過程中，在各個圖形上產(chǎn)生的缺陷進行修復，提高產(chǎn)品的良品率，降低成本。修復機在接到從光電圖形檢查機、通斷檢查機及測量機傳來的缺陷數(shù)據(jù)后，即可通過對位系統(tǒng)找到缺陷坐標對缺陷進行修復。修復方法短路缺陷的修復方法是利用固體激光器發(fā)出的特定波長的激光照射在短路部分將其切割掉。而電極下面的玻璃等材料因?qū)す獾耐高^率高，不會被損壞。斷路缺陷的修復方法是先將修復用漿料涂在斷路處，然后用氣體激光器或?qū)Ｓ眉訜崞鲗{料進行干燥燒結(jié)。修復方法斷路缺陷修復時的涂漿料方式一般有兩種：針涂布采用實心的針尖在漿料（池）里蘸一下然后在缺陷處涂抹。Tip管dispensing方式注射筒內(nèi)的漿料通過微型噴嘴采用dispensing的方式噴涂在缺陷處。

1.印刷構(gòu)造ScreenmaskholderAlign用cameraboxSqueegee左/右自動balance測量裝置印刷tablesqueegeehead部Squeegee/scraperholderHead部側(cè)面Scrapersqueegee印刷條件因素(Clearance)間隔量(OffContact)斷開觸點Squeegee角度印刷速度Squeegee壓力(Clearance)間隔量coater速度Scraper壓力printingcoating●使用squeegee，施加壓力，透過screenmaskmesh，把漿料印刷在Glass基板上。●印刷前，在screenmaskmesh面上涂敷漿料的過程

1.印刷舌頭沒有舌頭產(chǎn)生舌頭●Squeegee移動的瞬間，Glass基板和Screenmaskmesh面立即分離。●Squeegee通過mask進行漿料印刷的過程中，使Glass基板和Screenmask的mesh面不分離并粘在一起的現(xiàn)象。舌頭四川虹歐印刷狀態(tài)Paste/基板印刷條件印刷面質(zhì)量印刷厚度Squeegee質(zhì)量印刷厚度(左/右)uniformitySqueegee角度內(nèi)部氣泡印刷質(zhì)量inputX因素

1.印刷____InputX因素印刷速度Printing時squeegee抖動空隙Paste涂敷時Squeegee殘存量分離印刷壓力清洗不良原材料異物,PR殘余物安裝研磨Glass基板Offcontact異物paste

2.印刷常見問題印刷工序■印刷時因Squeegee抖動產(chǎn)生的污斑■White電極印刷機Table痕跡污斑

:基板溫度進入30℃以上時經(jīng)常發(fā)生■印刷

Printing完成后，

Screen

mask內(nèi)

PasteCoating時Squeegee殘存

Paste掉落，經(jīng)過一定時間待機后，下一基板印刷時會產(chǎn)生蝌蚪形狀的污斑.

■Squeegee左/右

balance沒對準，

印刷

Side部厚度高.

由此引起顯像不均勻，進而產(chǎn)生污斑.■Squeegee不良產(chǎn)生的條紋狀污斑；

SqueegeeHolder安裝時更換刮刀或刮板可解決.

■Screen-mask公共陷

1.1.印刷機

1.1.1.Black/White印刷機

Squeegee

條紋痕跡

1]管理

Spec:Dummy基板印刷后背面肉眼檢查時，看不見較明顯的條紋污斑

2]管理方法:把Squeegee安裝到Holder上后，肉眼檢查和screenmask接觸的棱角部分處沒有刺傷或凹坑.

印刷

Start前確保5個

Squeegee以上

Spare

印刷背面檢查周期

1次/4hr

1.1.2.印刷

Table痕跡污斑(BusWhite印刷)

1]管理

Spec:BusWhite印刷前投入基板溫度在27℃以下

2]管理方法:BusWhite印刷前，保證基板溫度在27℃以下，安裝物流

CoolingBuffer

空間，或者進行溫度

profile設定，使

Black干燥爐出口端的溫度最低化.

2.屏印刷污斑--各X因素管理

刺傷

凹坑印刷

Table印刷面品質(zhì)狀態(tài)印刷面品質(zhì)狀態(tài)Squeegee印刷后印刷后Table內(nèi)凹坑1.1.3.Black/White印刷機

Squeegee

抖動引起的連續(xù)pattern條紋污斑

1]管理

Spec:Dummy基板印刷后，背面肉眼檢查時，沒有明顯的條紋污斑痕跡

2]管理方法:把Squeegee安裝到Holder上后，肉眼檢查和sc