PI段工艺介绍

制程目的与材料演进Layout设计与设备简介常见DefectBenchmarkPILine制程简介目录1/101.PI扮演的角色CELL的构造：配向膜：供给液晶分子的排列媒介(预倾角)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，其塗佈區域/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。2/10※如果沒有配向膜會怎樣？液晶在沒有配向膜的基板上呈散亂狀的排列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(reversetilt)影像品質不佳特性：具有良好的绝缘，化性稳定，耐热佳直接用ITO来配向可以吗?3/102.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R1R24/104.PI為何可以發展用來配向？可耐高溫250~500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气絕緣抗化學藥品與基板接著性佳膜強度適當化學稳定性高低雜質光學特性佳高VHR(电压保持率):無殘影5/105.PI的种类PI類別PAAtype：PI液中之溶質為PAA(Polyamineacid)(S)PItype：PI液中之溶質為PI(Polyimide)PAAOOHOCCONCHHnOCOHR1NR2OOCCONCNnOCR1R2(S)PI每家材料开发商各擅胜场，但也各有缺点開發PI的生产过程通常先生成可以溶解的状态，随后进一步加热去除溶剂而环化成交联的不可溶固体6/106.PI種類的比較為何鱼与熊掌不可兼得？HybridType问世!!7/107.PI溶剂的作用NOCH3OOMMPγ-BLSolvent的作用提升PI的溶解性与可印刷性8/108.PI环化反应180~230ﾟC+H2OHeatOOOCCOH2NCNH2OCO+tetra-CarboxylicAciddi-Anhydridedi-AmineinsolventImidizationreaction：R1R2OOHOCCONCHHnOCOHR1NR2PAAOOHOCCONCHHnOCOHR1NR2OOCCONCNnOCR1R2PIPAA脱水热为催化剂※液晶排列的稳定性或预倾角度都与PIheatcuring的温度与时间有关9/10Imide轉化率(ImidizationRatio)•X℃硬化膜A(X)=H1380(X)/H1510(X)•Imide化100%膜A(100%)=H1380(100%)/H1510(100%)•ImidizationRatio=100XA(X)/A(100%)8.PI环化反应-转化率量测10/109.PI含水(吸湿)过多会怎么样？含水量的影響：H2OOOCCONCNnOCR1R2PIOOHOCCONCHHnOCOHR1NR2PAA※较高的含水量将导致较高的杂质析出沈淀(环化断联)，降低可靠度逆反应11/1010.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,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。12/1012.BeforePICleaner(WET)※以毛刷(混合洗剂)-高压水柱-二流体-风刀的配置进行湿洗制程洗净前AP表面改质提高亲水性,提升洗净能力13/1014.APPlasma涂布前采用AP改质改善墨滴低下时表面张力安定化14/1015.ExcimerUV※短波长的UV会切断有机物的结合，分解为水与二氧化碳被挥发，达到去除有机浮游的效果15/1018.PIPrebakeOven目的:預烤(去除solvent)及使PI膜平整化將溶劑(γ-BL&NMP)揮發掉(約80%)溫度控制（升溫曲線）：在預烤段時，玻璃基板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。若升溫條件太快，PI內的溶劑揮發速度太快，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，溶劑尚未揮發完全就被送入檢查裝置內，容易造成檢查機的誤判。16/1019.PIInspection•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Defect17/10是否為原材比對異物面積原材，無報廢規則後流面積明顯偏大NG，RW原材，依報廢規格判定無核有核或異物比對規格，OK或NG1.前廠缺陷後流(未達報廢標準)2.報廢(達報廢判定規格)20.PIMacroReview※FPII將檢出的Defect資料(座標、大小)傳送給Macro，人員可ReviewDefect，進而判斷基板是否需要進行Rework重工18/1021.常见DefectBum/Spot•主要由異物造成之defect膜下前廠膜上19/10PIFail(无核不沾或微小但较高之Particle)•膜厚不均、前廠修復失敗或小異物之不沾20/10刺傷•玻璃被尖锐異物刺穿，最常發生於TFT，可能和高溫製程有關，使玻璃較脆而易損壞。21/10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。22/10MURASujimuraEdgemuraPinmura23/1022.PIPostbakeOven利用IR爐內高溫(Max.250度)將PI膜固烤环化24/10•物質傳導（Conduction）---HotPlate•空氣對流（Convection）---熱風循環•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.PIPostbakeOvenIR加熱熱風循環HotPlate加熱25/10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ＩＲ塗膜内外部皆同時加熱22.PIPostbakeOven26/10加熱方式遠紅外線加熱熱風循環加熱熱板加熱分類幅射加熱對流加熱傳導加熱內容熱能以電磁波直接傳送不需經介質熱能需由氣體流通傳送熱能透過介質直接傳送特點加熱能量損失少，照射開始即加熱開始；遮斷瞬間即加熱停止加熱前後能量損失少且均一加熱熱能流動制御容易熱量分佈面積大固體內部傳熱均一加熱加熱速度快缺點形狀不規則IR加熱不均爐內Particle飛散潔淨度問題大靜電問題大溫度分佈較差剝離靜電問題接觸面與非接觸面溫差大降溫與昇溫加熱較不易22.PIPostbakeOven※考虑到PI材料加热环化的均匀性，IR炉成本虽较高，仍选择之