PDP电极制作工艺

四川虹欧PDP电极工艺及设备介绍技术质量部屏技术科赵海龙电话mail：hailong.zhao@一、电极工艺概述二、印刷工艺三、曝光工艺四、显影刻蚀剥膜工艺五、检查修复工艺六、电极常见问题介绍目录一、PDP工艺概述PDP结构一、前板工艺概述50英寸XGA图形尺寸预处理ITO电极制备Bus电极/黑条制备前介质制备MgO蒸镀切割研磨对合预处理ADD电极制备后介质制备障壁制备荧光粉涂敷封接线制作切割研磨对合封排/老炼点灯检查电极端子清洗--〉贴滤光膜FPC邦定模组老炼涂UV胶模组组装ITOglassPreCleaningPreannealingIDmarkingMaincleaning初清洗退火ID打码主清洗PR胶涂敷PR胶干燥PR胶曝光PR胶显影倾斜检查2D/AOI/Review检查ITO刻蚀PR胶剥膜2D/AOI/Review检查ITO电极制作小提示：PR胶---Photoresist；光刻胶AOI—Autoopticalinspection；自动光学检查黑Bus印刷黑Bus干燥黑Bus曝光白Bus印刷白Bus干燥白Bus曝光Bus显影Bus烧结倾斜检查倾斜检查2D/AOI/Review检查、修复2D/AOI/Review检查、修复2D测量2D测量O/S通断检查Bus/黑条制作方法小提示：O/S---Open/short；断路/短路FrontDielectricFDcoatingFDdryingFDfiringFDreviewmeasuringFDinspection前介质—简称FD前介质涂敷前介质干燥前介质检查前介质检查缺陷再确认前介质烧结测量MgO基板投入ID打码MgO蒸镀测量ADD电极制作对位码打码主清洗ADD电极印刷干燥曝光烧结显影检查修复O/S通断检查二、印刷工艺印刷工艺---在前板工序中主要用于制备白Bus和黑Bus/黑条。ADD印刷工序实地照片

丝网印刷技术早已广泛地应用于厚膜电路的制造工艺，具有一整套完整的印刷工艺，由于厚膜电路印刷的面积较小，丝网变形的影响较小，要应用于大屏幕PDP制造中仍有许多难点需要克服。

1.印刷线条变形

2.印刷样品的均匀性

3.重复印刷精度

二、印刷工艺影响丝网印刷质量的因素1.刮刀方面刮刀的作用：刮刀的主要功能是在浆料内部施加一个外力，改变浆料的触变性，瞬间降低浆料的粘度，并配合一定的夹角、压力和速度的作用，把浆料挤压在漏印版的开孔处，待漏印版离网后，浆料就被印刷在玻璃基板上。刮刀种类：印刷机使用刮刀的种类主要有两种：单一材料和复合材料两类，单一材料的刮刀造价低廉，为了克服刮刀在印刷过程中的形变，推出了复合材料的刮刀。它主要应用于大压力印刷状态，如：荧光粉的印刷。影响丝网印刷质量的因素2.刮板方面刮板的作用：印刷时刮刀把浆料推到丝网的另一端，这时刮板把浆料均匀地涂敷在漏印版的有效图形上方，准备下一次的印刷。刮板的形状:刮板通常是由不锈钢制成，刮板的形状主要分两类，一种是平直状刮板，它可以调整刮板的倾斜角度。另一种刮板在两侧稍有弯曲，以免浆料从两侧溢出，从而降低印刷时浆料的最小使用量。3.浆料浆料的组成：浆料的成份主要分为两大类：固体成份和载体部分。固体部分就是我们需要的印刷物，如：银电极浆料的固体成份是银粉和低熔点玻璃粉；低熔点玻璃粉的功能是：粘接微小的银颗粒，提高银颗粒的导电性能。载体部分是为了方便印刷，把固体成份调和为浆料。目前使用的载体体系有两类：一种是BCA（丁基卡必醇乙酸酯）体系;另一种是松油醇体系。影响丝网印刷质量的因素影响丝网印刷质量的因素4.漏印版（ScreenMask，简称SM）漏印版种类及构成：漏印版是用于印刷图形的模版，它由丝网、边框以及感光胶制成的掩膜图形构成，没有涂敷感光胶的部分，在印刷时浆料会通过丝网印刷到玻璃基板上。目前通用的漏印版有：不锈钢复合丝网和poly丝网，它在图形的有效面内采用不锈钢网制作，尼龙网作为非有效面的复合漏印版。

2、印刷污染设备本身污染浆料污染丝网污染玻璃基板污染周围环境污染工作人员造成污染印刷污染源

三、曝光工艺光刻概念对感光性浆料进行选择性的曝光，留下需要的部分，除去不需要的部分，经曝光、显影、刻蚀等工艺过程，得到设计的图形。其过程是首先在掩模版上形成所需要的图形，之后通过光刻工艺把所需的图形转移到产品上。

基本之曝光/显影/刻蚀概念

三、曝光工艺

三、曝光工艺

涂胶就是在基板上涂上一层光刻胶（树脂、感光剂、添加剂、溶剂）。光刻胶有正性和负性之分。要求光刻胶与膜的附着性要好。涂胶的方法有浸涂、甩涂、辊涂、涂敷(coating)等，为保证膜的质量，涂胶工序应在洁净的条件下进行，并在不含紫外光成分的黄灯或红灯下进行操作。

三、曝光工艺

曝光就是用掩膜版（Photomask，简称PM）掩膜，紫外线（UV）照射，经紫外光照射的光刻胶被改性，掩膜版上有图形的部分没有被紫外光照射即没被改性。曝光分一次曝光、分步曝光。掩膜版上机前要严格检查，曝光定位一定要准确，涂光刻胶的产品放置时间过长（如超过一天）或曝光前已被白光照过，应返工处理。

PDP曝光用光源在PDP曝光中采用紫外光作为曝光光源。良好的曝光质量是建立在良好的光源的基础上的，作为大屏幕、高分辨率的PDP由于采用湿法曝光，所以光源必须采用平行光进行曝光。平行光在曝光面上的照度均匀性要在90%以上，便可保证大尺寸玻璃基板曝光的均匀性。不同浆料对紫外线的吸收峰值各不相同，PDP一般选用超高压汞灯作为曝光光源。而不选用强度常常变化并放出有害气体的碳弧光灯和耗电量高的氙光源。

PDP用光源一般都有一个或两个汞灯组成的点光源，经过光路的转化最终成为PDP需求的平行光。PDP曝光机UV光光路图

，

曝光机外观

曝光机设备测量方式测量的精度，范围，报警的设置Gap值的调整是以最小的还是以平均值的进行调整Gap的测量和识别PhotoMask—掩膜版

1、目的控制光线进行选择性的曝光，需要留下的进行曝光，不需要留下的进行遮光。2、重要性每一个产品都要用相同的Mask进行曝光，其质量对整个生产过程起着至关重要的作用。Mask的基材1、FilmEmulsion(菲林Ag版)

易受到环境温湿度的影响，发生较大的伸缩现象，起初PDP尺寸较小，精度不高时得到应用。2、GlassEmulsion（Ag乳胶版）在现在的XGA产品中用到，其热稳定性好，再加上在机器里对Mask进行控制，使得长时间使用温度不会发生变化。3、Cr版由于PDP厚膜工艺的缺陷，材料相对较粗燥，曝光工艺过程中，Mask容易被划伤，造成贵的Mask的浪费，为了增加强度出现了Cr版。

四、显影刻蚀剥膜工艺显影工艺刻蚀工艺剥膜工艺显影的基本知识显影：使用显影液处理玻璃表面，将未经过光照的光刻胶层或者感光性电极浆料除去（因为使用的是负性胶），保留住光照过的部分，用化学方法使UV光未照射部分的光刻胶或感光性电极浆料溶于显影液中。该工序主要用于ITO电极制备、BUS电极制备、ADD电极制备和障壁制备过程中。1、显影时发生的化学反应：

COOHCOO-Na+2Na2CO3+Resin2NaHCO3+ResinCOOHCOO-Na+显影的基本原理2、显影液选用Na2CO3的原因：因为PR胶、BUS电极和ADD电极浆料内使用的都是碱溶性感光树脂，而Na2CO3具有：呈碱性，便宜，容易制备、运输、储存，显影效果好等优点。为了保证显影质量，必须控制显影液浓度、温度、压力以及显影时间在适当的操作范围内。温度太高或者显影时间太长，会造成PR膜或浆料的质量、硬度和耐化学腐蚀性降低。显影的基本原理在显影工艺中，对显影质量影响较大的几个因素有：感光材料本身的特性显影液的浓度显影液温度显影压力

显影时间基板传送速度影响显影质量的几个主要因素显影后有余胶产生，大多与工艺参数有关，主要有以下几种可能：干燥不均匀或者干燥温度过高；显影温度不够；Na2CO3浓度偏低；喷淋压力小；基板传送速度较快，显影不彻底；曝光过度等产生过显影现象的原因刚好与其相反。显影过程中容易出现的问题由于基板面积过大造成的显影不均匀：现在所用的显影设备基板搬送方式为水平方式，显影液从基板上方喷下，同时喷嘴在垂直于基板行进方向的方向上摆动。显影过程中显影液在基板上的流动方式是从基板中间向四周流出。随着基板面积的增大，就造成了基板中间部分的一部分显影液在摆动喷射的显影液的作用下，在基板中间来回流动，又由于基板增大，基板中部的下垂较严重，中间部分的显影液不能及时排出，得不到及时更新，最终结果是造成整个基板上，中间部分的显影液浓度低于周边的浓度，四周显影正常，中间部分则有不足。显影过程中容易出现的问题PR胶与ITO的结合能力因为PR胶较长时间放置于空气中，会导致PR胶的性能下降，甚至不可用，所以除了需要从PR本身的材质考虑，要求PR胶与ITO的结合能力要好，还需要从玻璃基板的清洗干净程度考虑，要求基板的洁净度很高。显影过程中容易出现的问题显影（刻蚀、剥膜）过程中显影（刻蚀、剥膜）液浓度下降，如何实现实时补给：显影（刻蚀、剥膜）过程中，显影（刻蚀、剥膜）液重复使用时会导致其浓度下降，因此可以运用浓度测试计和经验结合来控制补给量。然而浓度计长时间实时监控药液浓度的准确性很难保证，因此需要定期擦拭清洗；此外需要定期排放完药液灌内的药液，进行清洗，补充新液再进行显影（刻蚀、剥膜）。显影过程中容易出现的问题

显影过程中显影液消泡问题：使用消泡剂去除显影液中泡沫，可自动投放。刻蚀定义

刻蚀就是把没有光刻胶覆盖的膜刻蚀掉的过程，有光刻胶覆盖的地方被保留下来，从而在基板表面形成了所要的图形。刻蚀的方法有很多种，可分为干刻和湿刻。干法刻蚀是采用化学气体与被刻蚀膜发生物理及化学作用的过程。湿法刻蚀就是选用适当的化学药液与被刻蚀膜发生化学反应，改变被刻蚀物的结构，使其脱离基板表面进行刻蚀的过程。

刻蚀原理ITO刻蚀的基本原理：刻蚀液是将FeCl3+HCl+DI以一定比率混合的溶液。刻蚀时会发生如下化学反应：In2O3+6HCl=2InCl3+3H2O（主要反应）；SnO2+4HCl=SnCl4+2H2O；FeCl3的作用：是保证HCl(Clˉ)的浓度，同时控制刻蚀的速度；监控装置

为了对设备运行状态进行自动的监控，设备一般采用液体压力传感器、液位传感器、温度传感器、可感知液体泄漏的传感器等传感器对设备的运行状态进行监控。通过设置在过滤器前后的压力传感器，可感知输液泵出口的压力是否过大，过滤器是否堵塞严重需要更换；液位传感器可感知储液罐内的液体是否能满足设备运转要求，是否有液体回流不良等。ITO在刻蚀时，容易出现侧向刻蚀问题，这需要以下几个方面去考虑：（1）PR膜与ITO的结合能力，结合能力好侧向腐蚀较少；（2）与PR胶涂的厚度有关，PR胶越薄，出现侧向刻蚀现象会越严重，但太厚会浪费材料，增加成本。（3）刻蚀液的浓度过大、温度过高、喷射压力过大等也会加剧侧向腐蚀，导致电极的线条过细。(a)(b)PD200ITOPR膜ITO侧向刻蚀现象[(b)-(a)]/2是侧向刻蚀结果

ITO刻蚀过程中容易出现的问题若在前工序中PR涂敷干燥过程中出现较大的气泡或者异物等情况时，会导致ITO刻蚀过程中，造成ITO电极短路或断路现象，ITO短路可以使用激光修复机进行修复；但是如果出现ITO断路或较大面积缺损的现象，由于修复成本太高，一般都不进行修复，屏直接报废。ITO刻蚀过程中容易出现的问题

剥膜定义

剥膜是使用剥膜液等将刻蚀时起保护作用的光刻胶去掉的过程。去胶液是碱性的，它的碱浓度要高于显影浓度。它分为湿法剥膜（剥膜液、IPA处理等）和干法剥膜（UV灰化等）。也有湿法剥膜和干法剥膜相结合的方法。

COC将使用MEA（单乙醇胺）作为剥膜液。Filter的清洗、更换ITO剥膜过程中，会产生较为大量的剥掉的膜，若不及时清理，不仅会造成剥膜液流量变小，压力降低，长时间还会堵塞设备的管道，因此Filter的及时更换很重要。厂家GT提出使用过滤纸法，能很有效的解决这个问题，目前三星在采用这种新技术。ITO剥膜过程中注意事项剥膜压力过小、剥膜液浓度过低或者温度过低等都可能会产生残膜现象，PR胶没有剥干净，存在于电极之间；剥膜压力过大、剥膜液浓度过高或者温度过高等会产生较多的电极短路、断路现象；这些对后工序影响都很大，因此需要注意。ITO剥膜过程中容易出现的问题

五、检查修复工艺图形检查工艺通断检查工艺激光修复工艺

图形检查工艺

在PDP电极的制作过程中，由于各种原因，往往会产生制作缺陷，而绝大部分缺陷是可以进行修复的。缺陷检查是进行缺陷修复的基本前提。准确、无遗漏的检出缺陷，为后期修复提供完备的检查数据，是对缺陷检查工序的基本要求。

自动光学检查（AOI）是缺陷检查的一种方式。这种检查方式具有结果直观、灵敏度高、检查速度快、能够提供完备的缺陷情报等优点，是FPD制造领域广为采用的一种基本缺陷检查方法。

图形检查原理B左图中A区域适用线宽及间距比对法，B区域适用周期灰度比对法。在实际检测时，设备会自动查找电极的像素部和端子部的检查领域，以及随着检查领域的不同而自动采用不同的检查算法。

周期性灰度值比对

首先由CCD摄像机获取到基板表面的图像，再对表面图像进行取样，得到灰度的变化曲线（如下图）。从这个曲线中我们可以看到，总体上讲，灰度是呈周期性分布的，但是有些部分灰度值有异常，这些部分需要后期运算排查。

线宽及间距比对法通过比较相邻线条的宽度，并计算其宽度差值，当此值超过设定的阈值时，判定其为缺陷。

图形检查工艺参数照明方式扫描速度检查周期缺陷数量缺陷大小缺陷种类阈值

照明方式用于PDP图形检查的照明方式一般有以下几种：

正反射漫反射透射同轴落射

UV照明对应于不同的工序和材料，采用不同的照明方式。

缺陷大小及缺陷种类缺陷大小在控制程序里称为不良条件设定值。是缺陷大小的容许值。在检查条件设定下，进行对检查视窗的检查，将检出的缺陷进行黑、白缺陷大小分类。根据各类缺陷的容许值设定，将检出点进行分类。尺寸小于容许值的点系统将忽略，尺寸大于容许值系统将判定为缺陷。电极检查过程中一般的缺陷类型包括：断路、短路、半断路、半短路、异物、缺损（变薄）等。通断检查介绍通断检查设备和图形检查设备，在PDP基板图形检查中缺一不可。图形检查机及通断检查机都是完成检查程序后将缺陷图形坐标联机传送给激光修复设备予以修复。图形检查设备是采用光学原理检查出不良缺陷，而通断检查设备是从电气特性上予以检查，可以简单理解成前者通过外观检查，而后者是从本质上检查，两者相辅相成，保证检查结果万无一失。通断检查介绍在PDP业界来说，通断检查主要是对bus电极和add电极的通断进行检查。同时，在检查bus的过程中，如果ITO发生短路，也可以检出。在图形检查中，如果缺陷尺寸过小，设备将检查不出；另，因软件设计的原因，图形检查设备也可能漏掉一些缺陷。则此时，通断检查设备就起到一个补充检查的作用。对于有些需修复的缺陷，但并未造成通断，通断检查机无法检出。通断检查介绍（不导通，需修复，但缺陷尺寸太小，图形检查机无法检出）通断检查原理检查方式主要有两种：接触式检测和非接触式检测。接触式检测原理是采用直流电，通过测电阻的方式来检测。非接触式检测原理是采用交流电，在发出端发出正弦波，通过观察接收端是否有收到信号以及收到信号时间是否延长或收到信号强弱等来分析是短路还是断路。非接触式的优点：不会给基板表面造成任何伤害；几乎不发生漏测；没有更换探针的麻烦；维护费用低；对位精确；扫描速度快等。激光修复介绍修复工艺的目的是对PDP制造过程中，在各个图形上产生的缺陷进行修复，提高产品的良品率，降低成本。修复机在接到从光电图形检查机、通断检查机及测量机传来的缺陷数据后，即可通过对位系统找到缺陷坐标对缺陷进行修复。修复方法短路缺陷的修复方法是利用固体激光器发出的特定波长的激光照射在短路部分将其切割掉。而电极下面的玻璃等材料因对激光的透过率高，不会被损坏。断路缺陷的修复方法是先将修复用浆料涂在断路处，然后用气体激光器或专用加热器对浆料进行干燥烧结。修复方法断路缺陷修复时的涂浆料方式一般有两种：针涂布采用实心的针尖在浆料（池）里蘸一下然后在缺陷处涂抹。Tip管dispensing方式注射筒内的浆料通过微型喷嘴采用dispensing的方式喷涂在缺陷处。

1.印刷构造ScreenmaskholderAlign用cameraboxSqueegee左/右自动balance测量装置印刷tablesqueegeehead部Squeegee/scraperholderHead部侧面Scrapersqueegee印刷条件因素(Clearance)间隔量(OffContact)断开触点Squeegee角度印刷速度Squeegee压力(Clearance)间隔量coater速度Scraper压力printingcoating●使用squeegee，施加压力，透过screenmaskmesh，把浆料印刷在Glass基板上。●印刷前，在screenmaskmesh面上涂敷浆料的过程

1.印刷舌头没有舌头产生舌头●Squeegee移动的瞬间，Glass基板和Screenmaskmesh面立即分离。●Squeegee通过mask进行浆料印刷的过程中，使Glass基板和Screenmask的mesh面不分离并粘在一起的现象。舌头四川虹欧印刷状态Paste/基板印刷条件印刷面质量印刷厚度Squeegee质量印刷厚度(左/右)uniformitySqueegee角度内部气泡印刷质量inputX因素

1.印刷____InputX因素印刷速度Printing时squeegee抖动空隙Paste涂敷时Squeegee残存量分离印刷压力清洗不良原材料异物,PR残余物安装研磨Glass基板Offcontact异物paste

2.印刷常见问题印刷工序■印刷时因Squeegee抖动产生的污斑■White电极印刷机Table痕迹污斑

:基板温度进入30℃以上时经常发生■印刷

Printing完成后，

Screen

mask内

PasteCoating时Squeegee残存

Paste掉落，经过一定时间待机后，下一基板印刷时会产生蝌蚪形状的污斑.

■Squeegee左/右

balance没对准，

印刷

Side部厚度高.

由此引起显像不均匀，进而产生污斑.■Squeegee不良产生的条纹状污斑；

SqueegeeHolder安装时更换刮刀或刮板可解决.

■Screen-mask公共陷

1.1.印刷机

1.1.1.Black/White印刷机

Squeegee

条纹痕迹

1]管理

Spec:Dummy基板印刷后背面肉眼检查时，看不见较明显的条纹污斑

2]管理方法:把Squeegee安装到Holder上后，肉眼检查和screenmask接触的棱角部分处没有刺伤或凹坑.

印刷

Start前确保5个

Squeegee以上

Spare

印刷背面检查周期

1次/4hr

1.1.2.印刷

Table痕迹污斑(BusWhite印刷)

1]管理

Spec:BusWhite印刷前投入基板温度在27℃以下

2]管理方法:BusWhite印刷前，保证基板温度在27℃以下，安装物流

CoolingBuffer

空间，或者进行温度

profile设定，使

Black干燥炉出口端的温度最低化.

2.屏印刷污斑--各X因素管理

刺伤

凹坑印刷

Table印刷面品质状态印刷面品质状态Squeegee印刷后印刷后Table内凹坑1.1.3.Black/White印刷机

Squeegee

抖动引起的连续pattern条纹污斑

1]管理

Spec:Dummy基板印刷后，背面肉眼检查时，没有明显的条纹污斑痕迹

2]管理方法:把Squeegee安装到Holder上后，肉眼检查和sc