《等离子面板制作流程及说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《等离子面板制作流程及说明（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、等离子面板制作流程及说明以下为等离子面板制作流程图：ITO电极制作BUS电极制作介质层制作MgO层制作ADD电极制作后介质层制作障壁制作荧光粉印刷封接框胶涂布、烧结封接排气老炼贴膜、点灯包装入库前基板投入后基板投入前基板制作1. 前基板批次编成从上游厂商购买回PDP专用的玻璃基板后，要进行打码和必要的清洗后才能送入生产工序正式加工。期间，还要进行一次加热处理以释放玻璃内部的应力作用。期间的工序依次是前基板投打码清洗批次编成。2. ITO电极制作在现代显示技术当中，ITO电极（透明电极）占有着极为重要的位置，不论是液晶显示面板还是PDP显示面板，都要用到ITO电极来实现电流导通和可视化的要求
2、。ITO膜中的主要成分是三氧化二铟，这一种半导体材料，其晶体结构是立方铁锰矿结构。由于三氧化二铟在形成过程中没有构成完整的理想化学配位结构，其晶格中缺少氧原子，因此存在过剩的自由电子，表现出一定的电子导电性。同时，如果利用高价的阳离子如锡离子，掺杂在三氧化二铟晶格中代替三价铟离子的位置，则会增加自由导电电子的浓度，进而提高导电性。锡离子一般呈四价，这样可以增加光的透过率。在平板显示行业，ITO被广泛使用，看中的就是其良好的透光性和导电性。其相关特性如下：（1）导电性好，电阻率可达104cm；（2）可见光透过高，可达85以上；（3）对紫外光具有吸收性，吸收率大于85；（4）对红外光具有反射性，反
3、射率大于80；（5）对微波具有衰减率，衰减率大于85；（6）膜层硬度高、耐磨、耐化学腐蚀；（7） 膜层加工性能好，便于刻蚀直流磁控溅射是目前应用较广的镀膜方法，一般使用导电铟锡合金靶。ITO电极的制作要经过金属溅射、抗蚀膜涂覆、曝光、显影、蚀刻的工艺，原理流程图如下：2.1ITO靶材溅射溅射室抽真空后通入一定量的Ar和反应气体氧气。溅射过程（ITO Sputtering）中靶材作为阴极，阳极衬底加有数千伏电压，此时，氩原子电离成为氩离子，带正电，在电场作用下高速飞向铟锡合金靶，在与靶的撞击过程中使铟原子和锡原子获得很高的能量，高速飞向衬底，和高活性的氧离子体反应并沉积在衬底上形成ITO薄膜。I
4、TO膜中铟和锡的质量比大约为90：10。2.2ITO PR涂覆、干燥、曝光PR胶涂覆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。光致抗蚀剂按照反应机理和显影原理可以分为正性（曝光溶解型）和负性（曝光胶联型）；按照施工方法分为干膜、液体和电沉积抗蚀剂；按曝光光源分为g线（436nm）、i线（365nm）、短波长紫外线、电子束、X射线抗蚀剂。随着半导体、集成电路工业的迅猛发展，人们对光致抗蚀
5、材料有了更高的要求。芯片工业为了实现更高的集成度，亚微米分辨率逐渐成为需要。目前的半导体光刻工艺已经实现了90nm分辨率，并已经工业化生产。由于负性抗蚀剂存在不可避免的溶胀效应，高精度的抗蚀剂全部为正性材料，主要使用酚类和叠氮化合物。目前，PDP制造工艺中使用的光致抗蚀材料全为负性材料，属紫外光胶联型。在完成PR胶的涂覆以后，PR胶还是处于一个液体的状态，为降低PR胶的流动性，需要将PR胶进行干燥处理。经过干燥处理后，接下来就是曝光工序。曝光就是用掩膜版掩膜，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，掩膜版上没有图形的部分UV光将露在基板上
6、的光刻胶表面导致其改性。曝光分一次曝光、分步曝光、背面曝光几种类型。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。下面是几种目前比较常见的曝光工艺： 光学光刻光学光刻是通过光学系统以投影方法将掩模版上的图形“刻”在涂有光刻胶或贴有DFR膜的基板片上，限制光刻所能获得的最小特征尺寸直接与光刻系统所能获得的分辨率直接相关，而减小光源的波长是提高分辨率的最有效途径。 极紫外光刻极紫外光刻是用波长为10-14 纳米的极紫外光作光源。不同于光学光刻的是由于在材料中的强烈吸收，其光学系统必须采用反射形式。 X射线光刻X 射线光刻光源波
7、长约为1 纳米，易于实现高分辨率曝光。 电子束光刻（EBL）电子束光刻采用高能电子束对光刻胶进行曝光从而获得图形，由于其波长为0.004 纳米左右。电子束光刻不受衍射极限的影响，可获得接近原子尺度的分辨率，并能直接产生图形。 离子束光刻（IBL）离子束光刻采用液态原子或液态原子电离后形成的离子通过电磁场加速及电磁透镜的聚焦或准直后对光刻胶进行曝光，其原理与电子束光刻类似。2.3 显影、蚀刻、去膜在完成曝光的工艺后，在PR胶上就可以看到我们想要得到的图形，接下来的工作就是将经过曝光的基板进行显影、蚀刻、去膜，得到最终的电极。基板从上载区进入DES（Develop、Etching、Strippin
8、g）生产线，依次经过显影区、蚀刻区、去膜区。显影是将没有曝光的膜层部分除去得到所需电路图形的过程。其原理按下式所示。CO3-2 + H2O HCO3- + OH-PCOOH + OH- PCOO- (P = Polymer)PCOO- + K+/Na+ K or Na salt对于已经经过曝光的高聚物，由于其分子内部的结合力强于未经曝光的单体，如上式中的PCOOH，在显影段，其不会与显影液反应。在显影的过程中，必须严格控制显影液的浓度和温度，显影液浓度太高或太低都易造成显影不净。显影时间过长或显影温度过高，是抗蚀膜表面出现不良反应，在酸性蚀刻时出现严重的渗度或侧蚀，影响图形制作。板件经过显影后
9、，基板来到蚀刻区。ITO的刻蚀方法有很多种，主要包括干法和湿法。干法是利用等离子体或者反应性气体进行刻蚀。湿法主要是酸刻蚀。等离子工艺中一般以湿法蚀刻为主。在湿法刻蚀工艺中，使用的是盐酸和的三氯化铁的混合溶液进行酸刻。主要的反应如下：In2O3+6HCl 2InCl3+3H2O（主要反应）SnO2+4HCl SnCl4+2H2O在该反应中FeCl3的作用是保证HCl （Cl）的浓度，同时控制刻蚀的速度；Sn常以SnCl4 和SnCl2存在。蚀刻完成以后，基板来到去膜段，其作用是将抗蚀膜用强碱溶液褪下。由于不涉及到与基板的反应，所以该段的控制相对来说没有前面的显影及蚀刻重要。其主要就是氢氧化钠使
10、膜层膨胀，然后对膨胀的膜层进行细分的过程。反应原理如下：R COO R+OH- R-COO-+R-OH光聚合物与OH-产生皂化反应而溶解。BUS电极制作到目前为止，BUS电极制作拥有4种工艺，包括：薄膜制程+湿法蚀刻（Cr/Cu/Cr电极）、厚膜Ag浆料印刷+曝光成型（Ag电极）、感光性干膜曝光（Ag电极）、厚膜Ag浆料印刷+湿法显影。在这里，我们只重点介绍薄膜制程工艺（Cr/Cu/Cr电极）。3.1Cr/Cu/Cr溅射我们公司采用Cr-Cu-Cr薄膜材料制作BUS电极，溅射方法为磁控溅射。基板依次经过Cr、Cu、Cr离子溅射室，形成Cr-Cu-Cr三层金属膜。底层Cr用来增加电极和玻璃基板的
11、附着力，顶层Cr用来防止Cu的氧化，Cu是电极导电的主体。溅射完成以后，采用3段湿法蚀刻工艺得到导电图形。此种方法，拥有以下的优点：（1）图形精细准确，边缘整齐；（2）导电性能优良。3.2 BUS PR胶涂覆、干燥、曝光经过溅射形成Cr-Cu-Cr薄膜以后，金属薄层经过PR胶涂覆、干燥、曝光，完成图形转移的前段工作，接着就开始进行后续的显影、蚀刻工艺。3.3 显影、蚀刻、去膜在完成曝光工艺后，基板需要进行显影蚀刻去膜工艺。在这里，蚀刻分为三次进行，第一段蚀刻掉最上端的Cr层金属，采用HCl溶液蚀刻；第二段蚀刻掉中间的Cu层，采用FeCl3溶液；第三段蚀刻掉底端的Cr层，采用KMnO4，Na2S
12、iO3溶液。蚀刻过程如下图所示：4.前介质涂覆、烧结前介质是在ITO电极和BUS电极之间填上一层玻璃。它的作用是把电极与放电等离子体隔开，限制了放电电流的无限增大，保护电极；同时使AC-PDP工作在存储模式，有利于降低放电时的维持电压。其制造工艺如下：为满足PDP的产品特性，前介质必须满足以下要求：（1）透过率高；（2）烧成膜表面光滑、致密、无涂布痕迹 ；（3）绝缘性要求比下板介质更高；（4）与电极反应小。前介质材料包含两部分，分别是玻璃粉和载体。载体包含溶剂和树脂，溶剂是松油醇和丁基卡比醇乙酸脂；树脂是乙基纤维素。浆料要求：颗粒分布：无大颗粒、团聚，分布符合要求；粘度合适：适合涂布，流平性好
13、；稳定性好，不发生团聚、沉淀。在玻璃软化点以上的温度烧结样品时，粉末越细受热效率越高，软化填充效果越好，玻璃粉末颗粒之间的间隙非常小，那么烧成后的介质层中所含有的气泡会很少，也很小，介质层的透光率也就高。如果粉末偏粗，只要增长烧结时间或者降低玻璃的软化点，使得粉末能够充分受热软化，相互填充致密，同样可以获得高透明度的介质层。工艺上由于效率和应用要求，烧结时间控制在一定范围，玻璃化转变点不能低于后续工艺温度，所以为了制作高透明度的前板介质，无机玻璃粉末粒度，包括浆料粒度不能偏大，必须达到较小的粒度分布要求。针对介质浆料，一般都是采用两次印刷工艺来实现，用以保证介质层厚度和质量要求。4.1AF1涂
14、覆、干燥、烧结干燥目的：使浆料中的溶剂挥发的过程。干燥工艺：温度为100150，时间为612分钟。烧结目的：去除有机树脂成份，还要保证一定的透明度和表面平滑性。烧结工艺：介质浆料有软化点不同以及其他相关性能的不同，因此，烧结温度也要根据所使用的浆料来选定。烧结时升温速率与介质表面状态和介质缺陷的关系介质烧结时会产生以下反应:CxHyOz+O2 CO2+H2O若升温速率太慢,则烧结时间太长，不利于生产；若升温度速太快（1）介质里边的气体会冲出介质表面形成空洞，也可能由于介质表面有机树脂挥发太快而使表面过早固化，包住了介质里边的气体使介质内部产生气泡；（2）使介质里边的树脂因缺少氧气而无法氧化、分
15、解成气体，造成介质层绝缘性能下降，在放电时易产生打火。4.2AF2涂覆、干燥、烧结在完成第一次介质层烧结之后，进行第二次介质层的涂覆烧结工作，工艺一样，只是在厚度上存在一些差异。4.3 介质层常见缺陷及原因介质层缺陷原因氧化不充分烧结温度不够烧结时间不够送、排气系统故障气泡干燥温度不够干燥时间不够电极或玻璃表面不平整有灰尘和异物针孔丝网堵孔玻板表面有突起有污染物空洞表面粗糙度大下陷和突起洁净度不够导致异物面内放电不均透明度不够绝缘性不好厚度均匀性差5.MgO保护层制备在PDP工艺中，MgO层是起着介质层保护层的作用。PDP对保护膜特性的要求：大面积均匀；二次电子发射系数高；膜层致密；洁净。PDP是把设置有电极的玻璃基板以一定的间隙叠合起来，内部充入Ne-Xe混合气体。由混合气体的放电产生147nm紫外线激发荧光粉获得可见光，AC型PDP在放电电极上形成介质层，它起作显示器件所必要的单元选择性和存贮功能的作用。但是，在这个状态下由
