PI段工艺介绍

1、,制程目的与材料演进 Layout设计与设备简介 常见Defect Benchmark,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

2、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?,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

3、,高VHR(电压保持率):,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

4、,O,C,O,+,tetra-Carboxylic Acid di-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1

5、00%膜 A(100%) = H1380 (100%) / 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

6、,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.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

7、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。,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

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