TFT-LCD玻璃清洗知识介绍-液晶模块-触摸屏
2020-12-28
1.0清洗方法介绍

主要的清洗方式与技术可分为:湿式清洗法和干式清洗法。其中湿式清洗法包含物理清洗(包括毛刷刷洗、高压水柱冲洗、二流体喷淋、超音波(Ultrasonic,20~50kHz)清洗等方式)和化学清洗(依污染物选择溶剂,分为有机溶剂、中性洗剂、化学清洗液及纯水等)。干式清洗法包含有紫外线臭氧、雷射清洗及plasma等几种,其中又以紫外线臭氧清洗法最普遍。TFT阵列基板的清洗是各种清洗技术的综合应用,会依据清洗物和污物的性质采用不同的清洗组合方式。液晶模块
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1.1湿式清洗

1.1.1湿式化学清洗是以液态酸、碱溶剂与去离子水混合液清洗基板表面并干燥的程序。化学清洗不仅可去除有机物,也可去除金属等无机物。去除有机物常用的清洗剂是氨水-双氧水溶液或铬酸-硫酸混合液。去除无机污染物可使用稀释的氢氟酸溶液。

1.1.2刷洗:利用刷子在基板表面滚动去除微粒及有机薄膜的一种机械清洗方法。清除直径大于5um的颗粒很有效。

1.1.3高压液态喷淋:利用液体冲击玻璃表面的压力将微粒清除,与边界层的高度及流体的速度有很大关系,对于较小微粒的去除率并不高。

1.1.4二流体喷淋清洗:原理类似高压液体喷淋。二流体是利用压缩空气和液体混合形成的高速喷淋装置,使液体变成微粒化的高速流体。如SBJ装置。液晶模块

1.1.5超声波清洗:原理是由非常复杂多样的因素作用,决定性的理论现在还没有确立,但一般主要有以下三类作用:

a.超声波空穴作用(Ultrasonic Cavitation)

在液体中加强烈的超声波的话,清洗液就在中心变化静区的1个气压。压力成为0气压以下时液体中溶解的O2等微少气泡成为核,产生了无数个接近真空的微小空穴(气穴现象)。在超声波的正压时那些微小空洞成为绝热压缩状态,最终被压碎。在被压碎瞬间产生强烈的冲击波直接破坏污物,并使之分散到液体清洗干净。根据这类空穴作用的清洗对于油污的效果,主要被应用于机械零件等的清洗。一般的是使用以28kHz到50kHz左右的频率超声波,强度从0.5到1W/cm2的清洗机。液晶模块

b.加速度(Ultrasonic Vibration)

在液体加超声波液体分子就振动。这个振动的加速度在28kHz时为重力加速度的103倍,在950 kHz时为重力加速度的105倍。在这个强劲的加速度下能从清洗物体表面剥离下来污物。950 kHz的超声波由于不产生空穴,不能清洗油污,能清洗亚微米的污物。还有由于难于侵蚀金属表面被用于半导体相关的清洗。液晶模块

c.物理化学的反应促进作用

根据空穴发生局部的高温高压(1000气压、5500℃)的话,由于振动、搅拌等作用产生化学的或者物理的作用,可以进行乳化分散。这些能促进化学反应作用。
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1.2干式清洗

干式清洗主要包括光化学清除法(UV)、物理清除法和等离子体清除等。


1.2.1紫外光化学( ultraviolet)是利用低压水银灯产生的185nm、254nm紫外线照射气体分子,使其裂解成高能量的自由基,产生的自由基再与被处理物反应,达到清除效果。该方法主要是去除有机污染物。


1.2.2等离子清除法(plasma)利用等离子体产生自由基与污染物反应,如氧等离子体可去除光刻胶和细小有机物,再以气流将生成物带出反应槽。液晶模块

1.2.3激光辅助系统微粒清除技术,可以去除0.1um或更小的微粒。其原理是激光加热,破坏微粒黏着的微光环境,从而清除微粒,一般激光能量密度低,对基板几乎不造成损害。

另外,高速气流微粒清除技术对于清除基板表面微粒也很有效。液晶模块

1.3几种常用清洗方法的比较



2.0污染物的来源、分类及影响

2.1污染物的来源

污染物主要来自原材料污染、工艺过程污染和环境污染。其中原材料污染包含玻璃出厂、包装、运输和存放过程带来的一些杂质。工艺过程污染包含工艺中反应物的残留、工艺腔室的机械磨损、工艺表面化学反应等。环境污染包含人体毛发、皮屑、纤维、空气灰尘、机械设备磨损、油脂等引起。

2.2污染物的分类

污染物可分为颗粒、金属、氧化物等无机类;纤维、油脂、细菌等有机类。其中颗粒主要是灰尘、腔室内杂质和蚀刻杂质等粘附在基本表面。金属污染物主要是金属成膜和图形化工艺中形成,也可能是其他发尘源。非晶硅原子在含氧及水的环境下容易形成氧化层,如果n+非晶硅层被氧化,将会使源漏极的接触电阻增大。有机杂质以多种形式存在,如人的皮屑油脂、机械油、真空脂、清洗溶剂等液晶模块

2.3各种污染源的影响

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3.0 TFT LCD清洗设备

TFT LCD的清洗设备一般由传送装置、UV、等离子清洗(AP)、高压喷洗、超声波清洗、毛刷(RB)、水气喷淋(SBJ)和气刀干燥(AK)或甩干组成。现介绍几组重要单元。

3.1 AP单元

在常温常压条件下,通过高压电离产生离子与玻璃表面污染物反应和对其轰击,达到清洁污渍、异物的目的。生产中gate/SD层不使用,是因为其对金属层有损伤,产生AP缺陷。

工艺条件:N2流量150lpm,CDA流量0.3lpm,Gap -5mm,电压7KV 。

增大N2和CDA的流量,有利于产生高密度和更多的自由基,提高清洁效果,但也需要更大的激发电压;减小基板与电极之间的gap,也能提高清洗效果,但gap过小,要防止基板被击伤;提高激发电压,能产生更多的自由基,提升清洗效果,但对电源和设备防静电等要求会更高,而且高能粒子增多会使AP缺陷更严重。液晶模块


3.2 RB单元

刷洗主要是去除比较大的颗粒(>5um)。刷洗的效果与基板传送速度,刷子的压入量及刷子rotation的方向和速度有关。基板传送速度快,颗粒去除率下降;压入量为零或为正数,刷子震荡也可以去除一部分颗粒,随着压入量加大,颗粒去除率提高。但压入量太大可能会破坏膜面。

毛刷的调零,我们定义毛刷与基板恰好相切时的位置为毛刷零点。零点的位置直接关系到实际压入量的多少,因此毛刷零点的调节相当重要。毛刷调零步骤如下:①使用新成膜的Al膜玻璃(玻璃厚度0.5mm,Al膜厚度为1500-2000Å);②将毛刷上下压入量都设为0.0mm,AP关闭不用,投入Al膜玻璃进行清洗,清洗完后将Al膜玻璃取出,拿到MCR(或MAR)下看外观;③另外,在Al膜玻璃清洗过程中需要到毛刷旁边聆听毛刷转动是否有异常声音。判断OK标准:清洗后Al膜玻璃没有明显划伤,或只有前端和(或)后端部分有轻微划伤;毛刷转动过程中没有异常声响。



3.3紫外单元

UV单元装有产生172/185/254nm紫外线的低压水银灯,在紫外线作用下,氧分子激发产生氧自由基,并与有机污染物作用,切断有机物的化学键,使其变成一氧化碳、二氧化碳、水等气体挥发掉。具体反应原理如下:



3.4超声清洗

影响超声清洗效果的几个因素:

与频率的关系:一般频率越低空化效果越明显,但噪音相对较高,适用于物体面相对平正的物体。频率越高,空化效果越差,但噪音相对较低,适用于微孔盲孔效多的物体及电子晶体等。

与温度有关:一般30℃—50℃的介质温度清洗效果最好。

与声强有关:根据频率不同,声强一般选在1—2w/cm2左右。液晶模块

与清洗液有关:一般来说,清洗液的粘度越低含气量越高,清洗效果越好。

与清洗液的深度及被清洗物的位置有关。

3.5干燥装置



3.6热板烘干



4.0清洗效果确认

4.1颗粒去除率

去除率(%)=(清洗前微粒数-洗净后微粒数)/清洗前微粒数×100%

标准:T≤100EA;3um以上≤40EA

4.2接触角测试

水滴在膜上呈半球形,设高度为d,半径为r,则接触角θ=2arctand/r。

接触角的大小衡量了基板有机物的去除情况,接触角越小,说明有机物越少,洗净度高,水滴浸润好。

标准:θ≤7°





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