PDP工艺设备介绍

第四编等离子电视制造设备第一章第一节湿洗装置1.前言最近等离子电视在各地常能看到，机场、展示会等大型显示器都用等离子电视。其屏幕大视角广、精度高的特点很显著，并且逐步解决了质量轻、耗电量低、价格低的课题。清洗装置也被要求具有高处理能力、高能清洗时要求节省空间、等离子电视向生产的低成本化发展也在不断研究。2.关于清洗装置的想法2.1高吞吐率伴随基板向大型化发展，高吞吐率是降低运行成本的最重要的项目。为实现高吞吐能力就以下项目讲述。①去除粒径大的微粒（10um以上）使用刷子及洗涤剂，如何提高效率是重要的。关于洗涤剂的选择，要看微粒的性质是有机质还是无机质、附着物是化学的还是物理的、是否与电气相结合，这些方面也要鉴别选择。例如使用由无机碱系的界面活性剂与溶剂构成的洗涤剂时,如果是清洗只是由有机质和无机质构成的微粒,其洗涤剂可以以前者为主体。即使是有机质微粒,如果是树脂系（含粘接剂）的微粒,也要选择溶剂含有量多的。并且需要设定适当的浓度温度条件。去除物理的附着微粒时刷子最适合，特别是线径为0.15~0.2mm的尼龙刷子较好。②快速排掉大型基板上的清洗水，实现高处理率。各槽使用过的清洗水/洗涤水怎样不会被带入下一工序，如何保持含微粒的洗涤水的清洁性是很重要的。为此采用使用高压缩空气的液体切割（liquidcutter）。我公司作为别的解决方案，采用新开发出Airjetshower(A/J)。如图1所示。此方法即纯净水→纯净水+空气（2个水流）→间歇高压缩空气的工序在数秒内重复、纯净水挨着基板的部分不会形成多余的水膜，并且有防止带入下一工序的作用。2个水流的喷头还具有气穴现象。该法有助于提高清洗度、增加排水效果、缩短清洗装置的长度,从而实现高处理效率。2．2取代UV改质的等离子改质（常压）清洗装置表面改质是重要项目、是在层压或者电阻涂敷中必须进行的。以往的依赖UV照射进行改质,今后以等离子照射(常压)主流。本公司从2001年开始开发销售常压等离子装置。其理由是运行成本低。为进行表面改质,用空气引起等离子也可以,一般需要N2、Ar、O2等气体。即使使用价格高的气体，预计运行成本能够削减50%~70%。现在已经在LCD的前工序、后工序、模块工序、彩色过滤及OLED的制造工序或者ITO、Cr喷镀前工序开始研究采用，我认为接着将用于等离子电视工序中。2．3空气切割刀干燥干燥以气割刀为主体，气割基板60英寸以上时的空气消耗量也大。工厂需要配备大容量的压缩机，增加运行成本。因此气割刀设置上下一对，空气消耗量为3000Nl/min。但是也有用高压环状鼓风机进行气割的。需要更干燥的状态的工序中，也有在装置中加入热空气的。图3是清洗装置的外观图。清洗装置的分类等离子电视制造工序中的清洗装置分前、后基板的装置，前基板的装置种类有①接纳、②厚膜印刷前、③喷镀前、④漏网印刷前；后基板有①接纳、②漏网印刷前、③层压前、④喷砂、⑤感光浆料涂敷前的装置。按照工序不同选择清洗装置以及使用的洗涤剂，增加与含改质玻璃的粘结力，同时提高清洗能力，并且在层压时能够去掉异物突起。清洗机规格大致分为使用洗涤剂时、只用纯净水、或者干燥工序（干燥、表面改质）所需的规格。任何情况都可以将滚刷、气喷、高压水枪、等离子改质、等离子清洗、IR、CP等组合。关于清洗漏网罩用的装置另外说明，有除去网眼堵塞物的甘油清洗剂、进行浸渍、US、涮洗、干燥的装置。4．结束语本章对等离子电视清洗装置的高吞吐率、装置的省空间化、新的等离子改质、等离子清洗器进行了介绍。这些都是今后有助于环保、安全的、能够降低运行成本的提案。第二章第一节喷镀装置1．前言FPD28英寸左右的电视称a-siTFT(LCD),36英寸以上的大型FPD称为等离子面板（等离子电视），作为民用的量产体制现在已就绪，现在各生产厂家都在积极地增加对大型高清晰度壁挂电视的设计。有关面板尺寸，不断有50~60英寸的大型面板达到实用化阶段的公布发表，如何提高发光效率、达到高清晰度、低成本，成为制造大型面板技术的重要开发课题。等离子电视制造工序中，在设备及其成膜成本中，薄膜成膜装置占有非常的地位。大型化基板对于喷镀装置的要求越来越高，下面对喷镀装置有代表性的要求列举如下：能够高速形成均匀膜质、能够安稳搬运60英寸以上的大型基板、装置的占有面积小。本节针对大型面板制造技术的薄膜成型工序中的喷镀装置进行介绍。等离子电视用的并列式喷镀装置这里讲述本公司的并列喷镀装置是如何适应上述要求的。2．1大型基板的均一高速镀膜技术在以往的并列喷镀装置中，采用基板装在称作托架的台车上，在喷镀阴极前面以一定的速度使其通过，形成光膜的动态成膜法（旁路成膜法）。在基板通过的高度方向对膜质进行调整的话、基板的长度方面能够镀膜均匀，这种方法最适合大型基板的镀膜。与本公司的并列式喷镀搭载的阴极（cathode），靶使用效率达到百分之40以上。本公司准备了能够使用ITO低电压喷镀法（本公司已取得专利）的和Cu靶板厚30mm的长期型两种，能够配合等离子电视用的大型基板。这一次装载了新开发的ITO用阴极，提高了以往的靶使用效率、镀膜速度也提高了2倍。这样可以减少了装载阴极台数、降低了运行成本。本公司装置中装载的新开发的阴极的特征如下：①镀膜速度是本公司原来的阴极的2倍、由于装载阴极台数减少，装置的长度也缩短、使托架台.数减少成为可能。②提高了靶的使用效率、靶的寿命延长1.8倍、镀膜速度是原来的2倍、靶的交换周期与现在使用的阴极同等。③与以往的低电压型阴极一样，能够得到同等程度的低电阻ITO膜。2．2大型基板的均匀加热技术并列式喷镀装置中一般采用成膜前基板预先加热、降低排出气体的操作。以往的并列喷镀装置中，在喷镀室前的加热室中进行预先加热，插入喷镀室后由托架一边进行搬运，最终进行再次加热，来调整基板内的温度分布。新型并列式喷镀装置中，以更均匀的基板温度分布和降低排放气体为目标，装载了能够在加热室内保持均匀的温度、并且能够快速升温的新型加热器，在喷镀室以保温为主的加热方式。2．3大型基板的的安稳搬运技术在以往的并列喷镀装置中，在台车两边的基板托架上，基板被垂直装载。因此基板卸取时基板托架必须水平展开，使基板的光膜面朝下进行卸货。但是这种方式对超过60英寸的大型基板存在下列问题。①对于超过60英寸的大型基板，在卸货时水平支持基板会损伤基板。②基板在设备上保持垂直，基板加热或者成膜时基板会引起变形或翘起，相对于基板托架的变形，基板失去自由度，有损伤基板的危险。本公司的新型并列喷镀装置是使基板的托架整体倾斜、基板预先倾斜的方式，具有如下特征。①基板卸下时，基板的托架不需要水平展开、基板就能卸货。同时、基板托架展开所需要的设备及时间可以免去，加快生产节奏。②对于基板托架上的基板不需要积极的保护，对于加热中/成膜中、或者基板托架的变形都能适应。另外不需要基板的垂直设备、也省去了零件的清洗。2．4占有面积小的装置以往的并列喷镀装置的构成：真空槽（装入室、加热室、喷镀室、取出室）纵向排列，托架在前后巡回、升降机（转盘）与这些相连构成空气搬运系统、并设有卸去基板的位置。因此设备较长，60英寸级别的等离子电视的电极镀膜装置全长约达到35米。本公司发挥前述托架整体倾斜方式的特征基板卸下时的位置优势（可以缩短卸下时间），缩短了设备的间歇时间。而且，与以往的两面同时镀膜不同，采用单面镀膜，即在镀膜室的中途折回往返的镀膜构造，这样虽然是大型基板的镀膜设备但是占用面积小。等离子电视用并列式喷镀装置的未来展望现在作为等离子电视用并列镀膜装置，几乎都需要透明电极膜ITO和SiO2+ITO成膜装置，以及Cr/Cu/Cr电极膜和Cr/Al/Cr成膜装置。但是，考虑到喷镀方法的优点即镀膜均匀性（易控制型）以及修理维护方面，现在用热蒸法镀的氧化镁将来有可能用喷镀法镀膜。本公司正在积极开发用喷镀法来镀氧化镁的技术。关于Cr/Cu/Cr代表的电极膜、今后要使用高使用效率的阴极。为了实现等离子电视的1英寸=1万日元的目标，需要进一步降低电力消耗、节省设备空间。第二章第一（二）节喷镀装置ATX-7001.前言在99年时等离子电视的生产数量达到10万台，当时预测，按这样的增长速度，到2003年年产量会达到100万台。市场情况尽管没有预期的那么好，但是对等离子电视的潜在需求应当是十分旺盛的。在降低销售价格和具有魅力的节目内容出现后，市场的急速增长是确定无疑的。现在许多等离子电视厂家都瞄准未来的市场，开始建造新一代产品的生产工厂。在提高生产设备规模时，怎样降低成本来生产高性能的面板，将成为要点。本节我们对用于PDP的薄膜材料与其成膜装置进行介绍。2.ITO透明电极作为显示器前面板的第一层透明导电膜,许多等离子电视厂家都使用ITO。而且作为追加的碱性势垒层是否有必要使用SiO2等，根据使用的玻璃基板的种类而变化。一般用于LCD的碱石灰玻璃基板，使需要SiO2层的。通常，膜的厚度是100~300Å,此层使用RF喷镀方法制成。ITO膜一般使用DC喷镀。膜的电阻值和透光率的物理特性是最重要的特性。1.1mm厚的基板上镀成电阻值10Å/sq的膜时,透光率为89%。图1显示一般ITO膜的透光率和膜厚度的关系。ITO膜厚约为1500Å时，体(bulk)电阻平均为150μΩcm。决定体电阻的主要要素是ITO膜的结晶性和化学计量。而且这些特性越是均匀，膜的老化性也越均匀，现在各种溶液中，花费多少时间以及每秒多少的老化率，从数Å到数百Å单位能够正确地进行预测。ITO成膜工艺中，靶的使用效率是非常重要的因素，现在多数镀膜设备达到40%以上的效率。并且通过提高靶的寿命，除去球粒的附着也很重要。不使球粒产生，能够发生击穿及使其激减，其结果，成膜后的胶片上的附着异物及钉状物变少，能够得到非常光滑的膜表面。3.总线电极及旋转阴极喷镀镀膜设备能制造的另一个PDP零件是总线电极材料。该零件采用CrCuCr或者CrAlCr,数μm厚的Cu或者Al的导电层夹在1000~2000Å的铬层中。这个多层的电阻率约为0.2Å/sq。这些金属薄膜要求的特性是膜厚的均匀性、电阻值、密封性、防止交叉污染、孔径、老化特性、低膜应力。这些各要求特性必须通过成膜设备的机械设计、工艺的最佳设置来解决。尤其是作为中间膜的Cu及Al镀膜时，膜厚1~2μm，要求高速成膜率和靶的较长使用寿命，本公司引进的旋转靶可以作为有效的解决策略。（图2）在今后面向低价格的研发中，要对于电极形成工艺采用喷镀在今后面向低价格的研发中，要对于电极形成工艺采用喷镀的真空工艺方式、由银浆代表的非真空工艺进行对比研究。一般认为非真空方法具有廉价的优点，如果重视性能方面则使用真空镀膜方法较好。镀膜方法的问题上，初期投资金额大、设备大小、靶的寿命等问题，今后等离子电视的精度不断提高，需要在考虑总的成本的基础上，对2种方法展开研究。4．镀膜设备ATX-700业界全体的PDPTV镀模年目标是镀膜面积达到100万平米,考虑到镀膜成本、吞吐率,采用并列式镀膜设备有希望达到。一般的并列喷镀装置一个月以42型面板换算能够制造22000以上的面板。本公司开发的并列喷镀装置ATX-700以42型面板换算，能够每月镀膜24000片。ATX-700是为了提供所有成本、最适合等离子电视用而开发出来的设备。此设备是以容易操作和维护为目的进行设计的。由于并列装置被设计为由往返操作分割，在基板投入和镀膜后呈真空状态下使基板翻转、搬出与投入从同一侧进行。托架按照倾斜7度设置，基板不但安装容易，自动化操作（机器人）也变得容易。托架的驱动由磁力联轴器进行，链条等不需要放在真空氛围内，也可以完全防止从最容易产生异物的驱动系统进来的污染。为了使各操作室、靶的交换和维护容易进行，采取向阴极及屏蔽存储容易的设计。而且此装置是模块式，可以在短时间内设置。5．搬运系统的改善等离子电视使用的标准型高弯曲玻璃不经撞击，即使是小的裂纹也会造成基板破裂，拿放时要非常慎重。因此为了防止破损，在这种玻璃的取放设备中必须引进新的搬运系统。展望将来的批量生产前景，将会不可避免地要使用完全自动的搬运系统，需要由机器人等对基板进行装卸、并在成膜装置内采取防止破损的对策。尤其是在成膜工序中，基板的前加热处理温度是ITO膜300摄氏度前后、氧化镁膜在200摄氏度以上、电极在150摄氏度以上的高温，施加在基板上的加热压力太大。ATX-700的最大特点是基板托架呈7度角。这样基板玻璃的装卸容易进行，不用像以往那样基板上留出夹子的位置。这样可以缓和对玻璃的压力、搬运时可以防止玻璃基板的破损。而且也方便机器人搬进搬出基板。（图4）前述的磁力驱动搬运装置可以进行无振动的平稳搬运，降低对玻璃基板的损伤。6．结束语为了使等离子电视降低价格，成膜装置的所有成本必须进一步下降。因此需要组建完全自动的生产线、开发免维护的系统。而且需要进一步发挥真空系统的优点，对非真空系统不具备的方面提出解决方案。例如对于不断向大型化发展的等离子电视,喷溅成膜技术是比较容易应付的。新的阴极设计可以说在节省连续运转时间、容易维护方面比印刷手法先进。但是在初期投资金额、设备占有面积等方面还需要改进。ITO成膜要求靶使用效率比现状的效率提高40%以上。而且在高温处理时要求电阻值不变化、膜不变色、与介质层亲和性好。关于总线电极，近年用户对环境问题很关心，要求削减工序数，电极希望使用无Cr层的物质。第三章第一节氧化镁成膜装置C-3600S系列1．前言最近市场上出现的薄型、具有震撼效果的等离子电视很引人注目。作为等离子电视的保护膜使用氧化镁膜，一直广泛使用电子热蒸（EB）法。但是为了提高生产率以及氧化镁的膜质，提出了新的成膜方法。氧化镁膜是吸湿性非常高的材料，量产装置中确保稳定的成膜环境很重要。C-3600S系列（照片1）是融合了稳定成膜环境的TOSS（transferonlysubstratesystem）技术以及中外炉工业公司的离子电镀技术[SUPLaDUO]的氧化镁成膜装置。利用[SUPLaDUO]技术实现了更高的成膜速度，利用TOSS技术能够形成稳定的膜。已经有几家大型工厂的量产生产线上，今后为了进一步普及等离子电视，必须提高生产率、提高膜质。本节介绍本设备的特征及提高生产率所作的研发情况。2．SUPLaDUO的概要2．1构成与原理SUPLaDUO是使用压力倾斜型的等离子的离子电镀成膜系统。图1是离子枪的构造和系统的基本构成。阴极射线管部分产生的高密度电子光束是低电压、大电流，高效率地激励氩气和蒸发的氧化镁，形成离子化，阴极射线管与成膜室之间设置压力倾斜，防止从成膜室出来的气体和离子的逆流对阴极射线管的损伤。电子光束是薄板化的磁铁被压大成薄板状，以此为坩埚下的阳极磁铁实现广范围的蒸发。而且为得到基板上的所定模厚度及膜质分布，入射光束可以用阳极磁铁等进行调整。2．2成膜特性一般用EB热蒸法增加投入功率的话就容易发生溅水现象，难以增加成膜速度。与此相对，SUPLaDUO离子的生成电压为100V，与EB方法比较，是低电压，光束的薄片化使得能量分散，能够高效率地组成稳定的氧化镁膜。图2是氧化镁成膜时的等离子枪的放电电力和成膜速度的关系。成膜速度达到14nm/s，与EB热蒸法比较，无溅水现象发生、能够得到稳定的膜。氧化镁膜的耐喷镀性是决定等离子电视寿命的主要因素之一，有报告说结晶配向性按照（220）（200）＞（111）的顺序较好。SUPLaDUO由于变更流程条件，能够分别独立控制具有（111）、（200）、（220）的结晶配向性的氧化镁膜的形成。而且即使是形成同样(111)配向膜，用SUPLaDUO比用EB热蒸法形成的膜密度大，并且能够形成耐喷镀性的大膜。这样可以推断使用SUPLaDUO方法，蒸发粒子的激励、离子化效率高。而且从面板的特性上有报告说，与（111）配向面比较，工作函数较小的（220）配向面2次电子放出系数大、放电压力小。在实际应用上还有许多应该研究的，期待着利用（220）配向膜，降低面板成本。3．C-3600S系列设备的特征C-3600S系列分为大规模生产用的G类型、小规模生产用的E型、研究试作用的B型3种。这里介绍大规模生产用的G型、成膜室1室构成的C-3601SG的概要。1基本构成C-3601SG是玻璃基板一片一片地连续水平搬运移动进行成膜的并列式通过式成膜方式。对于氧化镁膜的吸湿性方面，为了尽量排除成膜时水分的影响，采用本公司独自开发的TOSS基板搬运方式。3．2TOSS基板搬运方式图3是TOSS的概念。从LL室来的基板经过预备加热后、装在CR室的罩托架上，进行镀膜。成膜后的基板在CR室被托架分离，向空气侧排出。这种方式是带着氧化镁膜的托架在设备内循环，不暴露在空气中、阻挡水分进入设备内，从而保证膜质的稳定性。并且托架在真空中保持加热、温度稳定、能够有效地防止微粒的产生。结束语为了要提高生产率，需要提高成膜率、基板向大型化发展。本设备中，等离子枪并列几组，能够应付这种发展需求。图4是50英寸基板并列2片成膜时测定的成膜率和膜厚均匀数据，其中成膜速度约为12nm/s，膜厚度均匀在±6%以内。本设备的可以装载基板尺寸一直到65英寸。本公司今后还要使蒸发源的构成与成膜条件达到最佳配合，进一步适应基板的大型化发展、并提高生产率。第三章第二节氧化镁成膜装置ECH系列前言主要以业务用途为主开始生产的等离子电视，历经了对彩色等离子电视的证实阶段，2001年开始以民用为目标，进入成本竞争时代。面板价格这一年从1英寸=2.0~2.5万日元降低到1.5万日元，预计将降到1英寸=1.0万日元。对于成膜装置要求高吞吐率和合理价格、能够达到各个面板厂家需要的膜质。现在成为主流的AC型等离子电视，其保护膜使用2次电子放出系数高、耐喷镀性好的氧化镁膜。氧化镁成膜方法有电子光束蒸干、反应性孔阴极蒸（HCD）干、等离子枪蒸干以及反应性喷镀方法等。从生产设备膜质及连续运转时的稳定性考虑，使用皮尔斯式电子枪的电子光束蒸干方法是主流。本节对量产使用的本公司的氧化镁成膜用并列式蒸干设备的概要和将来展望进行讲述。氧化镁蒸干设备2．1等离子电视用氧化镁蒸干设备的概念等离子电视用氧化镁蒸干设备是基板放在托架上、在蒸发源上一边通过一边镀膜的并列式设备。采用并列式通过镀膜方式可以与搬运方向垂直的方向配置多个蒸发源，对于60英寸、70英寸的大面积基板也能够比较容易地均匀镀膜（图1）。在与搬运方向平行方向配置蒸发源，可以容易地实现高吞吐率。（图2）下面是本公司等离子电视用氧化镁蒸干设备ECH系列的特征。对大型基板均匀镀膜高速成膜、高吞吐量能够长时间连续稳定运转能够配合成批的批量生产缩短维护时间及待机时间本设备对于最大基板70英寸、膜厚度700nm的标准，可以连续运转2周左右。2．2蒸发源的概要氧化镁的蒸干是由皮尔斯电子枪进行的。电子枪独立设置在蒸干室，由于设置了专用的排气系统，电子枪本身的压力始终比成膜周围空气约低2位数，这样减少了灯丝的氧化消耗，能够长时间地连续运转。为了能够长时间连续运转中保持稳定的蒸发速度，蒸发面经常要保持一定的状态。氧化镁是升华性物质，固定式的电子光束集中在一点，蒸发材料局部减少，不能得到均匀厚度的膜。为了防止这种现象的发生，采用旋转式环状装置和颗粒进料器。成膜过程中环状物旋转，抑制蒸发面局部的变化。并且由颗粒进料器按量供给蒸发材料，由刮板刮平保持一定的蒸发面，这样形成了能够得到稳定的蒸发速度的构造。3．氧化镁成膜设备的未来展望现在的生产装置是从量产试作生产线发展起来的，具有高吞吐能力，是成本低、性能优秀的生产装置。下一代的设备将可能进一步配合改进面板特性、提高生产率、提高制造流程的控制性、以及是节省能源、节省空间的、能够连续流程操作的设备。现在、前面板经氧化镁镀膜后，基板被一度那到空气中与后面板调整后，投入密封/排气装置。由于氧化镁是吸湿性高的膜，成膜后拿到空气中的前面板在吸湿密封/排气工序不但需要排气时间，也会对面板带来不利影响。本公司与神港精机共同开发出氧化镁成膜与密封/排气流程在真空中或者与大气分离的环境下能够连续自动处理的设备，是生产率高的连贯处理设备。设备构成如图3。4．结束语为了确立作为家庭用的等离子电视的地位，面板价格必须降到一英寸0.5万日元以下。本公司作为设备厂家将为实现此目标积极进取。第四章第一节漏网(丝网)印刷装置LZ-1800HTVA/SG-1600(1800)1．前言漏网印刷装置由于其印刷特性，在本行业使用的是具有代表性的厚膜形成装置。等离子面板的结构是在厚膜形成工序上积累的，因此漏网印刷机被多用，用在电极、介质体、障壁（拱）、黑条、荧光体等的制造工序中。从80年代后半期开始的单色发光12~13英寸等离子电视电视、到现在超过60英寸的高清晰度全彩成为薄型大屏幕的代表电视、本公司的漏网印刷机适应各个时代的要求，成为制造等离子电视不可缺的装置一直被使用。本节讲述漏网印刷机的基础、最新的等离子电视漏网印刷机(LZ-1800HTVA)（照片1、表1）、滑动台研磨装置SG-1600(1800)。虽说是等离子电视用的，但不是什么特殊的漏网印刷机。作为最大尺寸的精密漏版印刷机，为了在1700mm以上的玻璃基板上进行高精度印刷，我们提高了印刷机的强度和可操作性，还附加了各种补充构件、增加了此印刷设备功能。另外荧光体印刷采用了特殊的方法，将与必备构件一起说明。表1的主要设计和规格适应基板的尺寸1,710×1,710mm漏网边框（最大）2,500×2,500mm设备尺寸(W)5,135×(D)3,775×(H)1,710mm主要用于等离子电视的装置=1\*GB3①2阶段版离开构造=2\*GB3②除去渗出物的装置=3\*GB3③浆料的供给装置=4\*GB3④滑动台头旋转构造=5\*GB3⑤滑动台自动平行构造⑥滑动台摆动构造2．漏网印刷机的基础漏网印刷是借助于漏版进行的印刷，版通常是聚酯纤维或者是不锈的细丝网成的。称作滑动台的橡胶片通过网将墨压出，印刷到被印刷物上。称作版框的框状铝管施加张力使其粘接，漏网的两面涂上感光乳剂、防止印刷部的负片被曝光。曝光后、冲洗印刷乳剂制成版。版从它的构造上，具有伸缩性、网线的粗细和密度、感光乳化剂的厚度大体决定印刷膜的厚度。使用具有此种特性的版进行良好印刷，印刷机需要具备以下基本性能。滑动台无震动能够平稳运作印刷台与滑动台的平行度好含调整的定位以及反复精度高为了满足这些基本性能的要求，防止因印刷机向大型化发展而不易操作，等离子电视的制造工序必须使用达到要求的印刷机。而且印刷机还必须能够应付新的制造工艺的变化。3．作为等离子电视规格的设备3．1版离开的构造（离开构造）漏网印刷通常版和印刷品之间留出几毫米的间隙，具有伸缩性的版由滑动台压下，使印刷品与网线一边接触、滑动台在漏网上一边摆动，由此印刷和版离开(与印刷物接触的版自身的张力使印刷物离开的现象)同时进行。但是在遍涂（全部涂满）印刷或者浆料粘性高的情况下，印刷结束后即使滑动台上升、但也有版不会离开的时候。这种版框的一边抬起、使版离开的装置称作版离开构造。这是漏网印刷机的一般构造，在用于等离子电视的2000~2500mm角尺寸的版时，采用遍涂印刷，为了得到均匀的膜，有时必须做到极细微的版离开动作。本公司版离开动作可以通过2阶段来控制，能够根据漏网和浆料的状态的变化，改变版离开动作。3．2荧光体印刷以及取出渗出物的装置（照片2）漏网印刷的渗出是漏网里面带有浆料造成的。主要原因是从漏网版压出的浆料没有全部被印刷上、清理时取得太多、印压（对滑动台的压入力）施加过大等。其中等离子电视的荧光体印刷时是特殊的渗出。荧光体印刷光的3原色red\green\blue的浆料在障壁之间每一种颜色分三次进行漏网印刷的方法，障壁和障壁之间设置有版的开口部，用滑动台将浆料从障壁的谷间压出。障壁谷被填充了浆料、与障壁接触的漏网里面粘有浆料。这样接下来的印刷中，障壁被弄脏，需要对版进行清洁，取出版里面的渗出物。取出方法有胶带卷成磙子状安装在版边框，版的里面向着粘的一面，从卷中拉出胶带，使粘结部分与版里面的滑动台粘紧，这样胶带将版里面的墨临摹、进行清洁。取出渗出物的构造不是仅限于等离子电视的印刷，由于漏网太大、人工进行清洁困难等原因，这成为荧光体印刷的必备构件。本公司此装置取得许多实际成效、受到用户的好评。3．3浆料的供给设备等离子电视印刷工序由于版大、全涂满的印刷多，使用浆料也多，版面需要足够的浆料。但是如果向版供应过多的浆，其重量会使版松懈，影响印刷。这里为了保证适当的浆料量，需要供给装置。此供给装置是由密闭压力容器（罐）和喷嘴构成，浆料放入罐，从上部对其加压，由喷嘴前端供给。喷嘴是透明的柔软树脂，是前端由汽缸夹板的构造。按照供给、停止要求，夹板打开、关闭。浆料的供给量可以由压力、时间、印刷撞击次数控制。3．4滑动台头等离子电视印刷尺寸大，为了减轻操作者的负担，研究了种种的构造，下面介绍几例。3.4.1滑动台头的旋转构造（照片3）漏网印刷机的滑动台、刮板是在各支架由下向上安装固定的。按照这种方式安装超过1000mm的滑动台、刮板时，要一只手支撑十几公斤的重物操作，操作者负担大。这是滑动台、刮板横向或者斜着能从上部安装、容易两手操作的旋转构造。3.4.2滑动台自动平行调整构造滑动台与桌面是否平行地移动是得到均匀厚度的膜的前提条件。因此操作者要对滑动台相对于的桌面平行进行调整。此装置在桌上设置有传感器监视滑动台的左右两端的间隙、自动调整其平行。3.4.3滑动台摆动装置得到均匀的印刷膜的前提是浆料涂层无斑点。斑点是在用刮板涂浆料时，粘到滑动台上的浆料滴到版面而形成的。这是使滑动台摆动，防止粘在滑动台上的浆料直接滴到版面上的滑动台摆动装置。3．5滑动台研磨装置滑动台与版面接触的部分称作边刃，这个部分在版面上一边摆动一边压出浆料进行印刷。边刃的形状影响印刷的结果，边刃经常和版面摩擦产生磨损。因此边刃部由于损耗在超过印刷变化的容许范围前就要使其再生。作为大型等离子电视用滑动台边刃的自动再生装置，本公司准备了滑动台研磨装置SG-1600、1800TA（照片4）。两者都可以对横状边刃、各对1600mm、1800mm长的滑动台进行研磨。此装置能够调整研磨石的旋转数和送出速度，研磨石的角度能够在0~45度设定，这样可以根据最适当的研磨条件、印刷状况来调整角度。4．结束语这几年等离子电视迅速普及，作为少数的需求成长型产品引人注目。能够普及的主要原因是画质提高、同时价格被降低。几年前1英寸=3万日元，现在降低到1英寸=2万日元，实际销售价格比这还低。实现这一步是由于厂家的技术力量增加、生产设备得到改进。在生产设备中，集中了厚膜技术的等离子电视生产用漏网印刷机发挥的作用较大。为了进一步普及等离子电视，需要继续提高品质、降低价格，今后本公司将努力提供符合这种要求的漏网印刷机。第二节漏网印刷机1．前言与销售初期相比较，这一两年来，等离子电视电视由于其价格降低而备受关注，即将实现普及的目标价格（每英寸1万日元），然而大型等离子电视电视的制造成本被严格制约，看不到降低的迹象，面板厂家正在进行苦战。另一方面，由于漏网罩、浆料、印刷装置的飞跃进步，在等离子电视开发初期制造面板时采用的漏网印刷技术也有很大改进。在环境保护成为焦点的今天,对废弃物少、无多余工艺流程的再次设置成为重大课题。本节讲述漏网印刷的可能性，及本公司所提倡的印刷条件的合理化方法、应付70英寸的等离子电视的本公司印刷装置的技术规格。漏网印刷的实力聚酯漏网印刷技术是这十年经过很多改进的新的技术。本公司称为ASPT(Advancedscreenprintingtechnology)。这种技法使用高张力·高解析度的漏网罩、与粘性稳定的高精度浆料和高精度印刷机组合而成的。应用这种技法并配合印刷条件，即将实现L/S=10μm。而且经确认，玻璃基板尺寸为1500×1290mm(印刷面积1410×810mm)上面、全部涂满印刷的膜厚度的偏差在±1μm以内，对这种技法的实力以及今后的改进报以很大的期待。适当的印刷条件随着印刷机的改进，为最大发挥版/浆的性能，正在使印刷机达到高精度、能够简单地设定合适的印刷条件、可操作性强的程度。适当的印刷条件是：清除率、印压、滑动台角度以及滑动速度的适当，通过浆料和漏网规格配合，实现高精度的印刷。70英寸的等离子电视用漏网印刷机70英寸的等离子电视用漏网印刷机的特征如下：使用2500×2500mm的漏网版框，印刷70英寸玻璃基板硬性高的铸铁制的底座，4根柱（铝铸造）支撑、印刷机框保持平衡的构造。这是为了最小限度降低多年使用的印刷机对印刷精度影响而设计的、可以长期维持印刷精度的构造。作为滑动台的驱动方式，不使用印刷时容易引起震动的动态带和球状螺钉，而是采用表面平滑的钢带的超低震动的驱动方式。这种构造在介质层形成时不会有印刷斑点、能够形成均匀厚度的膜。版框部分的支架采用向操作者前面滑动的方式，版的清扫、浆料的补充容易进行。以往难以进行的滑动台调整采用远隔离操作，使调整简单、缩短装置时间。采用低印刷压力方式（垂直浮标型的气平衡方式），能够适当地设定印压。这样，不会在过度的印刷压力下印刷，可以抑制渗出、稳定印刷后的尺寸精度、延长漏网罩的寿命、减少滑动台的磨损。使用本公司独创的微型DB滑动台(角度为5刻度、滑动台本身的角度可以研磨)。这样可容易地按浆料以及漏网罩的规格设定滑动角度,控制印刷时浆料的吐出量。结束语以上讲述了ASPT的概况，各浆料厂家、漏网厂家的开发热情很高，我们坚信能够应付更高的规格标准。本公司不满足于现有技术，挑战新的技术。为了符合今后关于废弃物排放的规定，用全添加法的制造方法将会越来越引人注目。第五章浆料涂料机台上涂料机1．前言中外炉工业96年4月开始销售台上涂料机I（定盘型狭孔台式涂料机），以纯平显示器（FPD:flatpaneldisplay）为首，在印刷基板、照片框架、记录信息用纸等广泛领域内，销售业绩达到40多台，设备的完成程度也从当初的研究开发用到并列式的试做试验用、发展到量产使用设备。尤其是最近家电商店引人注目的等离子显示器面板，几乎都是由这种涂料机处理制造出来的。（平板显示器）等离子显示器的例子可以列举如下：等离子电视面板；液晶显示器；有机EL显示器；电场放电型显示器本节说明本公司的具有现有功能的试做/量产用浆料涂料器和台式涂料器。并且介绍为对亚维细粒程度的膜进行稳定涂敷而开发的台上涂料器（商品名FLOLIA）。2．台上涂料机的特征和基本产品说明近年来，在以许多电子产品为首的各种领域，涂料机都引人注目。理由是伴随着环境保护问题和激烈的价格竞争、适应涂敷材料和涂敷液体的技术革新、以及新产品的开发需求，本涂料机具有以下特征，而且能够对以往涂敷设备不能做到的涂敷规格进行涂敷。2．1设备的特征=1\*GB3①能够进行与旋转涂敷机相比拟的高精度涂敷。=2\*GB3②涂敷范围广，从低黏度到高黏度均可。=3\*GB3③从薄膜到厚膜都可适用。④由于是全量涂敷，可以最小限度地降低涂敷液体的损耗。=5\*GB3⑤由封闭回路液体供给系统将涂敷液体的时间变化控制到最小。=6\*GB3⑥从玻璃板、金属板到胶片、金属箔、纸，对广泛的材料都可以涂敷。2．2设备的基本规格=1\*GB3①涂敷精度：±5%以内=2\*GB3②涂膜厚度：1~500μm湿）=3\*GB3③液体黏度：1~10000mPa·s④涂敷速度：最高50mm/s机械速度：最高100mm/s⑥涂敷幅度：最大1600mm基板尺寸：最大1600×1600mm作为能够涂敷幅度宽的例子，图1是1400mm宽幅的高黏度浆料的涂敷结果。3．涂料机的概要3．1设备的基本构成基板测定槽模平移基板测定槽模平移涂敷方向槽模架间隙传感器间隙槽模升降涂敷液固定台涂敷液罐待机位置基板吸附PP槽模头清洗自动归零膜厚图2涂料机的大概构成下面说明设备构成和功能：=1\*GB3①槽模本公司经过对流体的分析，为使槽模横的方向的吐出量均匀，对槽模的形状进行了最佳化设计。这样，槽模本身不附带特别的槽调整配件。因此构造简单，容易分解/清洗/组装。而且槽模安装在模座上，能够简单装卸。②间隙传感器如图2所示，槽模座的横的方向安装了2台间隙传感器，用来测量涂敷前基板表面与模前端的距离。按照其测量结果控制涂敷间隙。涂敷后，传感器测量涂膜表面和槽模的距离，演算与基板测定值的差，得到涂敷厚度。③基板吸附构件操作台上安装有真空吸附构件，可以防止基板翘起、能够在最佳状态下进行涂敷。槽模涂敷是使模的前端接近基板进行的。因此为了得到均匀厚度的涂敷表面，需要精度高的台紧紧吸附基板、不能翘起是非常重要的。吸附构造根据涂敷材料不同有各种操作，能够随着基板的尺寸自动调整吸附区域。模的移动/升降构件涂敷时由模平移构件控制已设定的涂敷速度；前面叙述的以间隙传感器的测定数据为基础设定的间隙由模的升降构件来控制槽模。槽模头的清洗构件涂敷刚完了时槽模头残留微量的涂液，此残留涂料会影响后面的涂敷再现性，不管使用何种方法必须除去。本涂料机采用使用刀片（blade）去除，除去的液体由真空泵回收到吸引罐中的方式。而且这个构件自动反复运转，也可以用于在待机过程中防止槽模头的液体的干燥。⑥涂敷液的供给泵/罐槽模涂敷属于涂敷前事先计量涂液，之后使基板移动的前计量系统。因此湿膜厚度的稳定性受涂料液体的供给精度的影响很大。台式涂料机不是压送方式，使用计量精度高的定量泵，只设定目标厚度就能够得到稳定厚度的膜。⑦自动归零构件本构件中定盘表面与槽模头的距离自动恢复到零，可以作为涂敷前的初次设定使用。槽模横的方向的两端设置了归零传感器，使槽模的升降构件自动下降，为使槽模头的高度达到目标高度，由归零传感器测定高度、自动调整升降构件。3．2设备的动作前面讲述了各构件的功能。这里说明自动运转时的各构件的动作。=1\*GB3①基板安装从上面工序送来的基板，由列入固定盘的升降pin或者运送滚轴接收后、下降、基板置于台上，由定位装置定位。其后、基板吸附构件吸附基板、矫正基板的起翘。②基板厚度变动的测定待机状态下的槽模在基板上面移动、下降到基板测定的位置。槽模的平移，由模座上安装的间隙传感器测定基板厚度的变动。③涂敷基板测定结束后，槽模移到涂敷开始位置，涂敷间隙下降。由泵供给涂料，槽模平移进行涂敷。涂敷方式有平均间隙方式、追从间隙方式和固定间隙方式三种。根据基板表面状态和精度、涂料的物理性质（黏度、表面张力）、涂敷速度、膜的厚度来决定。④模头的清洗涂敷结束后模返回待机位置，头的残留液体由清洗构件拨去。⑤湿膜厚度测定/厚度调整对于涂敷厚度在50μm以下、常温下干燥速度慢的涂料，与涂敷后马上测定基板表面厚度的变动一样，可以用间隙传感器测定膜的表面。此测定值与基板表面的测定值的差，能够自动输出膜厚度。图3显示自动厚度测定数据的输出例子。此厚度数据可以用来评价涂敷，也可以用于涂敷的微调整。其一是使用以膜厚度为准的厚度反馈功能、自动调整泵的供给量以达到目标厚度。使用厚度反馈功能，经过2次左右的试涂敷能够容易地得到目标湿厚度。另一个是使用始终端的厚度侧面（profile）调整功能，能够得到所希望的涂敷开始和终了的profile。3．3涂敷方式的分类比较一般的涂敷方式大致分为平坦化涂敷（levelingcoater）和轮廓涂敷（contourcoater）（图4）。平坦化涂敷是与材料无关、涂敷表面呈平滑的面的涂敷方式。但是涂敷膜的厚度受材料表面形状的影响，不能均匀。这就意味着涂敷材料的厚度精度、涂料机计量部件的机械精度直接决定膜的厚度精度。轮廓涂敷是在材料表面形状显露于涂敷表面，涂敷膜的厚度均匀的涂敷方式。另外按照计量系统区分，大致分为前计量涂敷方式和后计量涂敷方式。前计量涂敷方式是事先按照涂敷幅度方向均匀计量所希望的涂料量，其后涂敷在材料上的方式。后计量涂敷方式是将比希望量多的涂料直接涂敷在材料上，在涂敷的同时按涂敷幅度方向计量。涂敷面的形状分类平坦化涂敷（levelingcoater）涂敷面的形状分类平坦化涂敷（levelingcoater）轮廓涂敷（contourcoater）与材料表面形状无关、涂后的表面光滑材料表面形状的轮廓被保留、既是涂后的面计量的分类前计量涂敷后计量涂敷平坦化涂敷轮廓涂敷前计量涂敷照相凸版+稳定器槽模涂料机、屏蔽涂料机后计量涂敷欠圆涂料机、blade涂料机旋转涂料机、气割涂料机将比希望量多的涂料直接涂敷在材料上，在涂敷的同时按涂敷幅度方向计量。是轮廓涂敷、存在剩余的涂料（涂料损失）涂敷方式分类事先按照涂敷幅度方向均匀计量所希望的涂料量，其后涂敷在材料上。不存在剩余的涂料（全量涂敷）图4涂敷方式的分类槽模方式从前述的试验值、解析值、实绩值进行考察，相对于涂敷厚度，在某种程度上容许涂敷间隙存在，所以基本上说是轮廓涂敷。可以说是某种程度的基板厚度变化及涂料机的机械精度变动被涂敷间隙吸收，在不会直接影响膜厚度的状态下进行涂膜的涂敷方式。正如图3自动膜厚度测定数据显示的那样，基板厚度变化（图下部）约为20μm，其上面经过涂敷的膜厚度（图上部）保持一定的精度。而且槽模方式不是旋转那样的后计量、是由内部开缝部横方向均匀计量吐出量的前计量方式，具有涂料不浪费、能够全量涂敷的优点。4．台上涂料机Ⅱ（FLOLIA）4．1概念FLOLIA是TableCoaterwithFloatandLinearTechnologyApplication的略称，是对以前的台上涂料机Ⅰ的平移系统改进后的第二代台上涂料机（照片1）。4．2设备的特征和规格FLOLIA继承了涂料机Ⅰ的特征，此外还具有以下特征。1）能够进行亚微细粒水平的涂敷。2）涂敷厚度精度为±3%。3）能够采用划时代的基板搬运系统。4．3平移系统的革新涂料机I在槽模平移系统中使用AC伺服等的旋转马达，球状螺丝、LM导向等的接触式导向系统的传达构件。FLOLIA使用了直动式马达，采用非接触式的导向。因此飞跃性地提高了平移稳定性和相对于固定盘的高度方向的稳定性，涂敷平移方向上使膜厚度的精度更加稳定。以往的旋转型马达+球螺丝的驱动中，驱动传达部由于旋转偏心引起旋转不均、速度变动率在±2%左右，采用直动线性马达后，FLOLIA控制在±0.03%以内。而且以往的LM导向中构造上存在制约驱动部分的部件，涂敷平移时制约部件引起高度变动，采用非接触导向后，高度方向的变动明显减少。进行了这些构造改革，消除了至今为止未能解决的超薄涂层（湿膜5μm以下）的横段不均，得到很好的涂敷表面。其涂敷膜厚度的例子（干燥后测定）见图5。5．结束语以上说明了涂料机I以及FLOLIA的构成和运作、涂敷条件的决定因素、实绩事例。等离子领域，涂料机I已经被认可，作为量产用机国内外多数主要面板厂家都已经购买，也有用于有机EL、LCD领域的事例。叶片式涂敷设备的两个涂料机具备了较高的广泛性和高涂敷精度。并且性能进一步提高的FLOLIA涂料机，已经达到旋转等电阻用涂料机的涂敷精度，正在不断跨越新障碍。本公司将追求亚微细粒的涂敷世界，发挥台上涂料机的宽幅性、高再现性、操作简单性和省维护的优点，确立在技术上领先于其他公司的地位。今后确实捕捉客户的涂敷需求，按照要求规格开发更高性能的设备、在更广泛的领域内发展。第六章第一节曝光设备PA-1650VAH一、前言纵型曝光设备PA-1650VAH是高强度、高吞吐量、高性能且成本低的设备。本设备被使用在30~60（75）英寸的高精度等离子电视流程中，其中前面板工序的ITO电极、photoAg、黑条形成工序、以及后面板中的寻址电极、障壁制成工序里。清和光学制作所拥有53年的历史，很早以前就作为光学厂家、以显微镜为中心、全力开发特殊光学产品、特别是产品交货时使用CORRECT的商标。生产曝光设备是从10年前受委托开发等离子电视曝光设备的手工设备开始的,到现在为止，我们在产品交货和组装试做阶段与客户共同积累了许多技术。现在已经具有30台等离子曝光设备的销售业绩，最近向一家月产3万片的工厂销售高吞吐率（运转周期35s以下），这将有助于来年春天的生产。本公司FPD曝光事业，以等离子电视为中心向OELD、FED展开。其他种类的产品有在2002年新公开的musk分析仪,扩展曝光装置的事业领域。2．75型等离子电视（XGA）对应的曝光装置PA-1650VAH纵型曝光装置的标准产品说明见表1，外观如照片1，能够用于最大基板尺寸1250×1750mm，以及最大75英寸的面板。尺寸1,100×1,700mm框的尺寸1,250×1,750mm曝光方式贴近光源超高压水银灯16Kw框纵型照射度15mW/cm2照度分布±5%以下degree角1.1°瞄准半角1°曝光波长中心波长=365nm调整精度±5μm（3μm）调整图象处理图像配合（patternmatch）解析度L&S=30μm间隙范围50~500μm运行时间35s温度均一性±1℃外形尺寸5,100(W)×5,300(D)×2,380(H)mm重量12,000kg操作框储藏其构成如下：①装货部：基板由水平到垂直搬入设备内。=2\*GB3②搬运转盘机器人部分：装货部的料与曝光台的料同时由双卡盘搬运。③曝光台部：从工作转盘机器人接收，真空卡盘、间隙测量仪进行调整。④卸料机部分：基板垂直状态下由转盘机器人排出、返回水平状态。曝光装置PA-1650VAH具有以下特征：①43×3英寸的框置于水平时约有500μm的挠度。水平的情况下需要补正框的挠度，由于框垂直，框的挠度要限制在最小。=2\*GB3②框与制品的温度差，1000mm的框，由于1℃的温度差产生8μm延伸，影响高精度的显示。由于有高照射度的灯，框与制品的温度要比室温高。从框架的两侧处吹20度左右的干净空气，使框架温度保持在23±1℃以内，而且工作台整体为了保证在±1℃以内，设置了冷却水用的8套软管，使框架与制品的温度差保持在±1℃以下。冷却水采用silicon(硅)oil，用闭合回路防止水的腐败和管道生锈、做到免维护（图1）。并且电路图案总的间隙要控制在8μm以下。③对于框架对比度产生的缺陷，采用贴近曝光，以防止对比度对框架的影响。通常间隙在150μm左右。间隙由激光控制，间隙传感器的分解能力为±6μm。框架与制品的平行度、或者的间隙精度对曝光不均和电路图案尺寸有影响，框架接受面的精度和台面精度要控制在50μm以下，而且要设计取出面的构件。程度（degreenation）角与其方向性对电路图案的偏差和歪曲有影响，设计成D.A.=1.1度、H.A.=1度，也要考虑其方向性。对于静电产生问题，用离子发生机除去局部的静电。关于照射度均匀，使用飞目镜的高精度，1100×1700mm区域内提高±5%的均匀度。关于设备内的温度与清洁，与实验室同样保持在23℃，清洁度基本上是downflow的设计，考虑到气流的流向。设备的强度，台重量2吨、设备重量12吨、作为量产设备我们对其的稳定运转很重视。调整性能和识别率的高精度，识别记号基本上采用点和环，在高温工序中，由于热变形和热收缩基板按照X方向、Y方向和对角方向产生变形，对此基板的自动补正，采用按分处理的算法，光学厂家则开发出光学系统。调整精度：基板尺寸为±5μm、调整时间2S、如果不在乎时间能够用±3μm的高性能进行调整。而且以点和环作为识别记号，力图提高识别率。以上介绍了清和光学公司的配合等离子电视工艺的曝光设备。至今生产线的周期为2~3分钟，月产2万~3万面板时，为使生产的周期达到1分钟以内，设备的机械周期要实现35秒的设计。生产机型改变框架也会改变，配有5个可替换框架。而且曝光光源今年开始采用16kW，60英寸区域内实现15mW的照射度。3.结束语本公司总部在东京，设计是由中野技术中心、光学系生产工厂进行，检查装置和维修设备的生产点设在上野原工厂（山梨县）。2001年3月以大阪枚方工厂作为曝光设备的生产点，应付面板厂家的量产计划的体制已经完备。而且上野原来的工厂于2000年取得ISO9001认证，实验室里设有试作室，能够进行工艺评价。清和光学制作所将在FPD事业上，做到高吞吐量、高精度化，提供能够对应今后面板厂家的量产和成本降低趋势的设备，努力加速提高开发能力、增加开发项目。第七章第一节激光绘图设备DI-2050前言等离子电视的在不断普及，以前只能在机场、酒店等公共场所看到，现在商店、街道的电器店也能够见到。标明的价格也比以前下降许多，感觉很快就要接近常说的1英寸=1万日元的水平。制造厂家还需要在继续降低价格。与成本设备本身的价格相比，感光材料、光源、电、水等的运行成本对于成品成本影响很大。本公司开发出的激光绘图设备DI-2050，与以往设备比较，能够大幅度降低上述成本、并配置了固体UV激光。基本上是以绘制印刷配线板为目的的产品，变更一些规格就能适用于等离子电视.。本节讲述以DI-2050为基础的激光绘图设备的产品说明和功能等。设备的特征2．1光源取代以往的水冷Ar激光，DI-2050配置了新开发的固体UV激光。作为水冷Ar激光的使用选择范围有大输出功率的uv光和中等输出功率的激光的可视光。前者是激光管，耗电和冷却水的成本极高，后者是感光材料价格难以降低。固体UV激光，耗电占上述大输出功率激光的1/10、中等输出功率的1/4左右。而且变换效率好，能够使用空冷的冷却器，不用供给冷却水。并且激励用的LD等的寿命长，以往每年光源更换要换3~4次，DI-2050每年只换一次即可。因此激光消耗品的成本是原来的1/3左右。耗材之一的激励用半导体激光，由于用纤维耦合，不用对光轴进行再调整，在极短的时间内就能够更换。关于感光材料，在以往的DI系列中使用的UV感光材料，经过确认几乎能够照样使用。也就是说本设备，在比中等输出功率激光搭载设备低的运行成本下、能够与大输出功率搭载设备一样使用低价的感光材料。2．2规格DI-2050的规格如表1。图像规格式样平台图像方式激光扫描光源UV固体激光355nm最大搭载基板尺寸610×920mm(24×36英寸)图像领域(最大)600×900mm(23.6×35.4英寸)激光光束/点径30μm(1.18mil)分解能力2.5μm(0.1mil)/5μm(0.2mil)/7.5μm(0.3mil)/10μm(0.4mil)轴方向的最小线幅度40μm(1.57mil)感光材料UV-5or10Mj/cm2基板维持方法真空吸附和夹紧方式调整自动调整方式图像形成速度23/46秒500×600mm(19.7×23.6英寸)（依赖于感光材料的感光度和分解力）图像精度轴方向位置精度±10μm(±0.39mil)轴方向线幅精度±10μm(±0.39mil)轴方向边缘粗糙5μm(0.2mil)调整精度10μm(±0.39mil)尺寸W1,330×H1,515×D3,400mm重量3，100kg如前述的是面向印刷配线板的产品，扫描幅度600mm、操作台的返回方向幅度为900mm，对于42英寸的面板有一些小，但是曾经制作过700mm的扫描幅度，对于变更到等离子电视面板认为没有大问题。图像精度之中，关于决定轴方向位置的精度，采用控制上的补正功能，与以往设备比较，提高了精度。而且关于调整精度，采用新的高精度图像处理设备，提高了精度。2．3Pitch切换功能以往的激光绘图设备能够选择要绘制的像素点距，但是这是在设备出厂前设定好的，开始运转后不能切换使用。DI-2050设备开发出新的点距切换配件，并装配。用此功能，根据必要的分解能力或者感光材料的感光度，选择图像点距，能够在最适当的时间运行。2．4编号功能以往的激光绘图设备中，能够绘制的图案是同样图案复印的效果。用DI-2050设备，被指定的绘制数据的一部分可以任意合成英文数字，同时具有绘图的功能。利用这个功能，能够绘制每个基板的批号、生产年月日等。带有面的情况下，能够绘制每个面。结束语新开发的DI-2050，与以往的DI系列比较，在几分之一的运行成本下就可以运转。而且本公司正在以生产线24小时无人看管运转的业绩为标准进行开发。使用本设备，预测在电极制造过程中将能够大幅度降低成本。第七章第二节激光绘图设备MP185+系列1．前言MicronicLaserSystems的激光绘图设备MP185+系列是对应多样化的大型光掩膜市场的要求（等离子电视\STN-LCD、编码器等的广泛适用范围），是灵活的设备。MP185+有3种版本，乳剂用的MP185+E、铬掩膜/乳剂掩膜兼用的MP185+CE、铬掩膜用的MP185+C。这三种可以最大配置三个不同的光学镜头，装备了光学系统的自动变换功能（ACO）,不介入操作，能够根据各标准选择线的最小幅度、绘图速度。也就是说对于要求高精度图案的掩膜，使用高倍率的镜头，能够保证掩膜图案精度的高品质。另外对于不要求精度的掩膜，使用低倍率的镜头，能够进行高速度绘制。使用操作中的矩阵照明功能，几个小型的掩膜可以同时置于操作台上，能够进行连续绘制。表1MP185+E的规格LEVEL-30-25-20-15绘图速度(mm2/min)900175028006000最小线幅(μm)34.569线幅的均匀性(μm)0.40.50.70.9寻址解析度(μm)0.10.10.10.1重合精度(μm)0.60.70.81.0表2MP185+CE的规格LEVEL-30-25-20-15绘图速度(mm2/min)900175028006000最小线幅(μm);铬乳剂33.544.5567.59线幅的均匀性(μm)0.40.50.70.9寻址解析度(μm)0.10.10.10.1重合精度(μm)0.60.70.81.0表3MP185+C的规格LEVEL-30-25-20-15绘图速度(mm2/min)900175028006000最小线幅(μm)2.5457.5线幅的均匀性(μm)0.30.40.60.8寻址解析度(μm)0.10.10.10.1重合精度(μm)0.60.70.81.02．系统构成系统是由XY台系、曝光激光、光学系、控制系、环境室、数据变换系统组成的。XY台系采用置于托架的光学头在X方向一边移动一边扫描光束，使基板在Y方向移动的独立型XY台，是不占空间的袖珍设计。而且台面使用花岗岩，驱动系采用方位指示器和线性马达组合而成的非接触驱动器，并且使用激光干涉计能够再现极高的重合精度。曝光激光系中，作为铬掩膜使用Kr激光、铬掩膜/乳剂掩膜兼用的使用高输出HeCd激光、作为乳剂掩膜用的使用Nd:YAG激光，本设备适用范围广泛。光束的扫描方法，采取使用AOD(音响光学偏转板)的光栅扫描方式，激光的变调方式使用AOM(音响光学调制器)。这样，能够进行高速/高精度的激光扫描，并且光束量、光束扫描、实时位置精度以及温度能够一起控制，即使是圆弧、斜线都能够得到高质量的绘图。环境室对于产品规格保证上起着非常重要作用，温度控制精度在±0.05度。并且MP185+备有外部变换单元，能够高速处理大容量的输入数据，能够应付大规模的图案数据的处理。3．设备的特征像素点距（寻址栅极解像度）为100nm，斜线、曲线都能够很好地绘制，而且能够高速地绘制。最大能够配置三个不同的光学镜头，装备了光学系统的自动变换功能（ACO）,不介入操作，能够根据各标准选择线的最小幅度、绘图速度。备有外部数据变化单元，能够高速处理大容量的输入数据（Gerber、GDSⅡ、DXF等），提高掩膜绘制的生产效率。能够对大画面绘制，最大能够适应1850×1400mm的基板。光束的扫描以及变调采用音响光学元件，能够实现高位置精度和重合精度，可以进行高精度的绘图。操作性以及维护方面采用GUI的操作及自动化校准，容易进行。使用操作的矩阵照明功能，几个小型的掩膜可以同时置于操作台上，能够进行连续绘制。第八章喷砂装置1．前言世界杯足球赛以后，等离子电视的需求被唤起，同时成本降低到被消费者接受，生产在不断扩大。至今制造障壁采用的微喷加工法和感光性障壁材料方法被用于量产，当时作为是到新的加工方法的过渡性方法。但是至今还没有超过这种方法的更好的方法。微喷加工方法比以往有所改进，在实验室实现的生产效率比现状生产效率高。而且发现了量产中的许多问题点，应该改进的部分也变得清楚了。加工对象也从条型的障壁形状到新的形状等，为提高精度，必须使微喷加工方法完备。从这些经验教训中，发现以下需要研究和改进的问题。1环境问题加工粉尘不会从设备飞散出去加工粉尘不会粘在面板上带出改进加工后的障壁材料的回收体系降低研磨材料的消耗加工后的障壁材料的再利用体系改进加工室的设计方案1．2加工能力、形状的适当加工的问题研磨材料的研究开发（研磨材料的数据整理）；改进加工机器的机构系统加工形状的均匀化（研磨材料的定量供应体系、空气流量的定量供应）解析研磨材料的量、压力、空气量的关系加工速度的高速化1．3制造成本的问题明确运行成本的计算对电阻膜等的影响降低加工机的成本研究设置面积的节省空间问题包括以上的问题对现在的设备进行改进。对构造的研究2．1喷嘴的高功能化喷嘴的移动很小，抑制从喷嘴的移动部飞散出来的研磨材料和障壁加工材料的同时，设计多头喷嘴提高加工速度。确定多头喷嘴正确位置的同时，像描绘由NC控制的确定轨迹那样移动，喷嘴不会大幅度移动，能够使加工呈平坦的面。本公司在实验中取得了不少成果。而且这种情况下，研磨材料的量不能由各个喷嘴喷射出的话，会使加工品不均匀，因此机械部件的精度必须提高一个台阶。而且必须由气流控制系统来控制正确的空气量。这个系统能够提高加工速度、抑制研磨材料向外飞散等。2．2固定空气量的流量控制系统为使研磨材料正确喷射，喷射的空气量要固定，其空气混入研磨材料，这样能够确实控制研磨材料的喷射量（照片1）。2．3研磨材料定量供应系统定量供应系统有许多，直压式的情况下，如果不能正确控制对罐施加的压力的话，就难以正确喷射（照片2）。2．4提高分级精度的办法为提高分级精度，将曾经聚集的研磨材料和障壁材料再次用旋风器进行二段分级，能够得得到正确的分级。因此，各个单元最少要配备2套集尘器和旋风器，但是少旋风器需要高压集尘机（照片3）。2．5清洁系统使面板清洁在被排出的面板的上面、下面同时进行清洁工作（照片4）。结束语如前所述，设备的构造方面有很大改进，但是随着产品的开发，不光是直条型障壁，华夫饼形状等等、各公司开发出各种各样的障壁，所以需要验证以往的喷嘴以及喷射方式是否合适。而且障壁本身的尺寸变小，精度提高，必须开发电阻掩膜的更强韧、加工更容易的障壁材料。并且由于鼓风设备的高速化，设备本身向小型化和清洁化发展。一直担心的障壁材料的再利用问题，是今后的大课题。如果单单追求加工速度，不能根本上解决环境污染等的问题，会对加工方法本身产生质疑。因此本公司想以此为重点着力解决。。第九章第一节干燥装置1．前言等离子电视制造工序中，存在许多膏的涂敷、干燥、烘烤工序，通过这些工序，制造障壁、荧光体、电极、介质等。漏网印刷机、涂料机、远红外线（IR）干燥设备、滚轴ﾊｰｽ烘烤设备是现在对应量产的主要使用设备。玻璃基板尺寸需要达到60~70英寸的级别，今后需要适应70~80英寸基板（多画面分割）的呼声也高涨起来。而且适应XGA的高精密化是现在的主要趋势，所以制造设备也要响应这些要求，改进规格。等离子电视干燥设备是能够对应60英寸以上的基板、是IR加热式的膏干燥设备，以下叙述设备内容和今后课题。2．设备的详细内容2．1干燥技术70英寸级别的等离子电视玻璃基板非常大，约为1200×1600mm，厚度约为1.5~3mm。此基板表面在漏网印刷工序镀膜数10μm、在涂料工序涂敷了最大达到数百μm荧光体等的条纹、或者印刷成井格状的膏，其幅度和形状被精细制作，升温时和保温时的温度不均会导致形状的不均匀。因此温度要平稳上升，中途需要严密控制温度、控制形状。干燥时间一般在10分钟~20分钟左右。障壁和介质等经过涂料机一次涂敷数百μm，然后照原样干燥是主流方法。但是这个厚度作为涂敷厚度大、也要考虑厚度方面的温度差。涂敷表面先干燥变得致密，下层的溶剂部分难以蒸发，形成不完全的干燥。也就是说干燥速度要与溶剂移动速度同等，需要延长恒率干燥期间。不完全干燥状态下进入高的温度带，下层的溶剂部分急剧气化膨胀，造成裂痕和破裂。为了提高干燥率，有必要采用阶梯状的侧面轮廓，控制厚度方向的干燥顺序。并采用从基板里面加热的方法较有效果，由于膏中的玻璃层较厚，热传导慢，内部温度上升慢，热平衡容易破坏（加热过度）。而且作为量产设备其成本与性能比不好，难以被采用。在工艺流程上，介质不完全干燥也可以的情况很多，障壁的干燥率较高为好。这样介质厚的干燥时间反而较短，障壁的干燥时间较长的情况较多。better印刷工序中的干燥比较容易，干燥时间缩短5~10分钟，温度分布也不要求严格的精度。但是对于部分感光性涂料的干燥要求较高的温度精度（60英寸级别要求±2度），在升温过程和保温过程中都要控制温度。干燥中产生大量的蒸发溶剂成分，要一边排除到炉外，一边控制温度是很重要的。膏涂敷上面的境界层由于蒸发而饱和的话，干燥速度急剧降低。等离子电视的干燥需要设定符合各个流程的热和风的条件，进行控制。2．2加热器构造加热器对于温度控制方面很重要，采用全陶瓷制的平板形状，表面为提高清洁度，涂敷了与底材热膨胀率同样的玻璃釉。加热器配置成阵距状，对每复数几片组成的区域进行控制，适应大型化基板的均匀加热(图1)。等离子电视用的玻璃基板由于其大小、厚度，在升降温过程中，中央部分与周围部分产生很大的温差，中央部分难以升温、难以降温。在保温过程中，相反中央部分易于升温、周围部分难以升温。在需要均匀热度的工序中，必须控制此温度差。当然也要控制基板的前后左右的温度均匀，考虑这些因素设计加热器并控制其温度是很重要的。2．3加热炉构造加热炉的形态以遂道型为主流，在采用最适合profile(加热断面)的设定的炉室内，使基板按照顺序通过，得到必要的温度分布（图2）。在升温、保温时为了一直保持高精度的温度分布，加热断面曲线的中途要使加热器设定产生很大变化，用一个炉室停止的处理方法不合适。对于保持时间长、比较简单的热断面，考虑到节省空间，采用塔形的多层式炉，也有在一个炉室处理的。现在作为提高温度精度和节省空间的两全方法，更多地采用隧道型炉垒成2层、3层的多段连续炉(图3)。而且为了维持炉内的清洁、去除蒸发溶剂部分，进行送气和排气。送气是经过预热的空气使其通过HEPA后、从基板的上面向涂料涂敷表面附近以较低风速供给。为了除去蒸发溶剂部分，从设置在炉内的下方侧面的排气管进行排气。靠这种送气和排气，使炉内产生一定方向的稳定气流，提高干燥效率、保持炉内空气环境稳定。2．4送气和排气向炉内送气的作用很大，由于分散除去涂料面附近的停滞的蒸发溶剂，使浓度较低，能够提高干燥速度。而且，为了保持清洁，需要供应清洁空气。从涂层上面除去的蒸发溶剂部分要排放到炉外，根据涂敷的溶剂量和处理的片数决定排气量。蒸发溶剂成分滞留在炉内，不光会降低干燥效率，而且会产生结霜/滴露的现象，也会再次附着在处理过程中的基板上，所以必须采取积极的排气控制方法(图4)。但是浓度高的蒸发溶剂成分向炉外排气的话，以后的排气管道内会产生大量的溶剂露水，是难以处理的。希望能够尽量在设备内进行回收，在排气管道上安装热交换器，冷却排气，然后经回水阀设置回收构件。2．5搬运方式和系统构成搬运方式采用移动梁方式或者滚轴传送带方式。根据加热断面条件、加热炉形态来选择，总之要炉内不产生尘土的构造，必须满足1000等级以下的清洁度。基板接触部分使用耐热树脂，为减少对基板的热影响，以及为了保持基板的水平度，要注意其形状和设置的数量。多层式的IR干燥炉不采用移动梁方式，而是采用滚轴传送带方式，流水线搬运时穿隧道不受到振动，可以减轻基板的温度不均，以及防止基板沾上滚轴的印迹。从加热炉排出的基板难以自然冷却，冷却到室温需要几十分钟。但是下一工序是涂敷工序时，必须使基板降到室温附近，使用水冷式冷却板的冷却配件，在2~3分钟使基板温度降低到室温。而且高速流水线中，为了防止基板在高温状态下直接放在水冷式冷却板上而造成破裂，水冷组件前面设置由风扇吹风的空冷组件，先将基板冷却到不会破裂的温度，这样做的渐渐多起来。3．结束语等离子电视的涂料干燥工序在某种程度上已经确立起来了，但是预测今后包括掩膜化发展、各个工艺流程也会有所改变。设备方面，我认为需要适合这些改变的专用特殊规格的设备。省去干燥工序中过剩的功能，提高重点技术，改进设备是很重要的，其中也要重视伴随着高节奏化的基板冷却装置的节省空间问题（多层式纵型移动搬运）。当然我公司也要充分考虑到降低成本、省空间化、节省能源问题，解决溶剂成分回收等环境保护问题，对下一代设备进行积极提案。第十章第一节烘烤炉（烧成炉）1．前言等离子电视的制造工序中，烘烤工序担负重要责任。从玻璃基板的退火开始，在介质、电极、障壁、荧光体的各种烘烤流程中都使用等离子电视用烘烤炉。等离子产业各个厂家已经开始量产、还提出增产计划，今后为了适应多画面分割屏幕的发展趋势，基板的生产向大型化、高精度化和高运转化发展，对烘烤炉的性能也提出种种要求。本节说明对烘烤炉的性能要求、其功能和具体使用实例，以及今后的课题、发展趋势。2．烘烤炉的构造2．1构造等离子电视烘烤炉以往的基本构造是上下配置有编入加热器的耐热材，对安放在搬运用的托架上的玻璃基板进行加热。搬运使用陶瓷制滚子进行，升温/保温是连续方式；从最高保温温度到400度附近，是由并用加热器和冷却管进行加热冷却的徐冷部件进行，是间歇（节奏）方式。采用流水式搬运的理由是玻璃基板在等离子电视制作工序中烘烤要重复几次，以超过变形点的温度烘烤，由徐冷部件连续搬运，玻璃基板的前后产生温度差，会造成基板变形为扇形，为了避免发生这种不良而采取流水搬运。而且炉内是耐热玻璃制成的炉膛，送气/排气都由上部进行。2．2问题点现在存在以下几个问题：炉体的隔热材料使用纤维材料。为防止隔热材料产生尘埃，其外部用炉膛材料固定。在炉膛材料的连接处、辊子等的连通处，隔热材料与玻璃基板难以完全遮挡。而且在设备安置时的组装困难，难以对隔热材料和加热器进行维护，也会产生大量的粉尘。从节省能源的观点出发，对玻璃面板以外的炉膛和托架进行加热，需要消耗更多的能量。另外随着玻璃基板的大型化、高运转化发展，设备所占的空间也有增大的趋势。3．性能要求从前述的问题点和客户需求的角度来看，今后要在以下方面提高性能：1）节省能源、2）提高清洁度、3）减少维修、4）省空间。作为解决这些问题，列出以下几项方案：1）玻璃炉膛化、2）多层处理化、3）利用排出热量。下面详细进行讲述。3．1玻璃炉膛化隔热材料的表面是完全无机质的、是远红外线高效率放射性材料的陶瓷，从隔热材料表面能够产生热辐射，而且炉内消除了隔热材料露出的地方，与未经镀膜的制品比较，清洁度约提高了1/100（见表1、表2、照片1）。为了防止从上面加热器落下的粉尘，加热器的下部使用耐热玻璃，侧面和底部为了防止隔热材料产生的粉尘而不使用耐热玻璃。由于做到无炉膛化，节省了加热耐热玻璃的热量，从而降低原料价格、减少了组装工时、使设备易于维修。表1镀膜材料的组成 表2清洁度测定值（个/l）0.3μm以上0.5μm以上1.0μm以上2.0μm以上5.0μm以上未镀膜品3802701819219已经镀膜制品32110组成分析值（wt%）Al2O312.4SiO287Na2O0.5CaO0.0Fe2O30.03．2多层处理为了应付设备向节省空间化的发展，如何减少设备的占用面积、扩大加热/冷却空间成为一个问题。现在采用较多的炉体构造是由2层组成，上层是加热/渐冷部，下层是冷却返回部。这种炉体构造处理节奏虽然短，但是炉的外体长度长。所以本公司开发出3层构造的炉体，上面2层是加热/渐冷部，最下层是冷却返回部，并且在实用阶段获得成功（图1）。由于采用多层化，加热炉的每一层的节奏长、在能够保证以往那样的烘烤时间的同时，节省了设备占用空间。3．3利用排气等离子电视的制造工序中，为了使玻璃基板上涂的膏的胶合剂燃烧，需要向炉内注入新鲜空气。与常温下的空气相比