PI段工艺介绍

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MURA
Suji mura
Edge mura
Pin mura
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22.PI Postbake Oven
利用IR爐內高溫(Max.250度)將PI膜固烤环化
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22.PI Postbake Oven
• • • •
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。
膜下
膜上
前廠
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PI 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
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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。
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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。
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。
3.PI的一般聚合反應
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4.PI為何可以發展用來配向？ 高VHR(电压保持率):
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
無殘影
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5.PI的种类 PAA type：PI液中之溶質為PAA (Polyamine acid)
+
H2N
R2
NH2
in solvent
tetra-Carboxylic Acid di-Anhydride
O OH N H C
O H C N OH R2
O 180 ~ 230ﾟC Heat N C R1
O
C C O N R 2
R1
C O C O n PAA
+
n
H2O
C
O
PI
热为催化剂
脱水
※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
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※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(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?
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2.PI是甚么
R1
R2
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。
※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
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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
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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
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18.PI Prebake Oven
PI Line制程简介
目 录
制程目的与材料演进 Layout设计与设备简介 常见Defect Benchmark
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。
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。
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12.Before PI Cleaner (WET)
洗净前AP表面改质提高亲水性,提升洗净能力
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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
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20.PI Macro Review
無核
是否為原材
比對規格，OK 或 NG
有核或異物
原材，無報廢規則 原材，依報廢規格判定
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8.PI环化反应-转化率量测 Imide 轉化率(Imidization Ratio)
• • •
X℃硬化膜 A(X) = H1380 (X) / H1510 (X) Imide化100%膜 A(100%) = H1380 (100%) / H1510 (100%) Imidization Ratio = 100 X A(X) / A(100%)
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9.PI含水(吸湿)过多会怎么样？
含水量的影響：
O O O R1 O C R1 N H n C O C O n OH H N R2
N
C
C O
C
C O
H2O
OH
C
百度文库
N
R 2
PI
逆反应
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
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10.PI使用的限制
• • • •
熱板加熱
分類 內容
幅射加熱
熱能以電磁波直接傳送 不需經介質 加熱能量損失少，照射開始即加
對流加熱 熱能需由氣體流通傳送
傳導加熱 熱能透過介質直接傳送
固體內部傳熱 均一加熱
特點
熱開始；遮斷瞬間即加熱停止
熱能流動制御容易 熱量分佈面積大 爐內Particle飛散
加熱前後能量損失少且均一加熱
加熱速度快
剝離靜電問題 接觸面與非接觸面溫差大
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6.PI種類的比較
為何鱼与熊掌不可兼得？
Hybrid Type问世 !!
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7.PI溶剂的作用
N CH3
MMP
O
O
O
γ-BL 提升PI的溶解性与可印刷性
Solvent的作用
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8.PI环化反应
Imidization reaction：
O C O C O R1 C O di-Amine O C O O O H C R1 N H C O PAA C O n OH N R2 OH C
比對異物面積
面積明顯偏大
後流
NG ，RW 1. 前廠缺陷後流(未達報廢標準) 2. 報廢(達報廢判定規格)
※ 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
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21.常见Defect
Bum/Spot • 主要由異物造成之defect
PI 類別
(S)PI type：PI液中之溶質為PI (Polyimide)
O OH C N C R1 O R2 N O R1
O H C N
C
C O
C
C O
N
C OH
O n
R 2 n
H O
PAA
(S)PI
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
每家材料开发商各擅胜场，但也各有缺点
缺點
形狀不規則IR加熱不均
潔淨度問題大 靜電問題大 溫度分佈較差
降溫與昇溫加熱較不易
※ 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
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IR加熱
熱風循環
Hot Plate加熱
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22.PI Postbake Oven
熱風加熱方式
Polyimide 銅 箔
IR加熱方式
Polyimide
銅 箔
熱 風
塗 膜
Ｉ Ｒ
塗 膜
僅塗膜表面有熱量傳達
塗膜内外部皆同時加熱
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22.PI Postbake Oven
加熱方式
遠紅外線加熱
熱風循環加熱