《PI段工艺介绍》PPT课件.ppt

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1、,制程目的与材料演进Layout设计与设备简介常见DefectBenchmark,PI Line制程简介,目 录,1.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。,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

2、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：具有良好的绝缘，化性稳定，耐热佳,直接用 ITO来配向可以吗?,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)

3、:,無殘影,5.PI的种类,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.PI種類的比較,為何鱼与熊掌不可兼得？,Hybrid Type问世!,7.PI溶剂的作用,MMP,-BL,Solvent的作用,提升PI的溶解性与可印刷性,8.PI环化反应,180 230C,+H2O,Heat,O,O,O,C,C,O,H2N,C,NH2,O,C,O,+,tetra-C

4、arboxylic 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,脱水,热为催化剂,液晶排列的稳定性 或 预倾角度 都与 PI heat curing的温度与时间有关,Imide 轉化率(Imidization Ratio),X硬化膜 A(X)=H1380(X)/H1510(X)Imide化100%膜 A(100%)=H1380(100%)

5、/H1510(100%)Imidization Ratio=100 X A(X)/A(100%),8.PI环化反应-转化率量测,9.PI含水(吸湿)过多会怎么样？,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,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,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,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。,1

6、2.Before PI Cleaner(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,14.AP Plasma,涂布前采用AP改质改善墨滴低下时表面张力安定化,15.Excimer UV,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,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

7、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。,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重工,21.常见Defect,Bum/Spot,主要由異物造成之defect,膜下,前廠,膜上,PI

8、Fail(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,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。,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膜固烤环化,物質傳導（Conduction）-Hot Plate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.PI Postbake Oven,IR加熱,熱風循環,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,塗膜内外部皆同時加熱,22.PI Postbake Oven,22.PI Postbake Oven,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,