TFT LCD玻璃清洗方法介绍

1 清洗方法介绍

主要的清洗方法和技术可分为湿式清洗法和干式清洗法。

湿法清洗包括物理清洗(包括刷洗、高压水柱清洗、双流体喷淋、超声波(20~50khz)清洗和化学清洗(根据污染物选择有机溶剂、中性洗涤剂、化学清洗液和纯水)。干洗方法包括紫外线臭氧、激光清洗和等离子体,其中紫外线臭氧清洗方法最为常见。TFT显示器阵列基板的清洗是各种清洗技术的综合应用,根据清洗材料和污物的特性,采用不同的清洗组合。

1.1 湿法清洗

1.1.1湿式化学清洗是指用液态的酸、碱溶剂和去离子水的混合物对基片表面进行清洗和干燥的过程。化学清洗不仅可以去除有机物,还可以去除金属等无机物。常用的去除有机物的清洗剂是氨水过氧化氢溶液或铬酸硫酸混合物。稀释的氢氟酸溶液可用于去除无机污染物。
1.1.2 刷子:一种机械清洗方法,用刷子在基材表面滚动,以去除颗粒和有机薄膜。它对去除直径大于5um的颗粒非常有效。
1.1.3 高压液体喷雾:利用液体冲击玻璃表面的压力来清除颗粒,它与边界层的高度和液体的速度有很大的关系,对小颗粒的清除率不高。
1.1.4 二液喷淋清洗:其原理与高压液体喷淋相似。二流体是由压缩空气和液体混合形成的高速喷射装置,使液体变成高速流体。如SBJ装置。
1.1.5 超声波清洗:其原理受非常复杂多样的因素影响。决定性的理论尚未确立,但它一般有以下三种功能:

a. 超声波空化作用
如果在液体中加入强烈的超声波,清洗液将改变中心静止区的一个空气压力。当压力低于0时,液体中溶解的O2和其他微小气泡成为核心,并产生无数接近真空的微小空洞(空化现象)。在超声波的正压作用下,这些微小的空洞成为绝热压缩,最后被压碎。在被压碎的瞬间会产生强烈的冲击波,直接破坏污垢并将其分散到液体中进行清洗。根据这种空化作用对油污的清洗效果,它主要用于清洗机械零件。一般来说,使用频率约为28kHz至50KHz、强度为0.5至1w/cm2的清洗机。LCD模块
b. 超声波振动
当超声波被添加到液体中时,液体分子会振动。这种振动的加速度是28kHz时重力加速度的103倍,950kHz时是重力加速度的105倍。在这种强大的加速度下,污垢可以从被清洗物体的表面剥离出来。950kHz的超声波不能清洗油污,因为它不产生孔,可以清洗亚微米级的污垢。它也被用于与半导体有关的清洗,因为它很难侵蚀金属表面。
c. 物理化学的反应促进
根据孔的局部高温高压(1000气压,5500℃),由于振动、搅拌等化学或物理作用可以乳化和分散。这些可以促进化学反应。

1.2 干洗

干洗主要包括光化学清洗(紫外线)、物理清洗和等离子体清洗。
1.2.1 紫外线化学是用低压汞灯产生的185nm和254nm的紫外线照射气体分子,使其分解成高能自由基,再由生成的自由基与被处理物质发生反应,达到去除的效果。这种方法主要是去除有机污染物。
1.2.2等离子体去除法(plasma)利用等离子体产生自由基与污染物发生反应。例如,氧等离子体可以去除光刻胶和细小的有机物,然后用空气流将产物带出反应槽。

1.2.3激光辅助系统颗粒去除技术可以去除0.1um或更小的颗粒。其原理是激光加热破坏了颗粒附着的低光照度环境,从而达到去除颗粒的目的。一般来说,激光的能量密度较低,对基材几乎没有损伤。
此外,高速气流颗粒去除技术对于去除基材表面的颗粒也非常有效。
1.3 几种常用清洗方法的比较

2.0 污染物的来源、分类和影响
2.1 污染物的来源
污染物主要来自于原料污染、工艺污染和环境污染。其中,原料污染包括玻璃交付、包装、运输和储存过程中带来的一些杂质。工艺污染包括工艺中反应物的残留、工艺室的机械磨损、工艺表面的化学反应等。环境污染包括人的头发、皮屑、纤维、空气中的灰尘、机械设备的磨损、油脂等。
2.2 污染物的分类
污染物可分为颗粒、金属和氧化物等无机类;纤维、油脂、细菌和其他有机化合物。颗粒物主要是指灰尘、腔体中的杂质和附着在基本表面的蚀刻杂质。金属污染物主要是在金属成膜和制图过程中形成的,也可能是其他灰尘来源。非晶硅原子在含氧和水的环境中容易形成氧化层。如果n+非晶硅层被氧化,源极和漏极的接触电阻将增加。有机杂质以多种形式存在,如人体皮屑油脂、机器油、真空油脂、清洗溶剂等液晶模块。
2.3各种污染源的影响

3.0 TFT LCD清洗设备
TFT LCD的清洗设备一般由传送带、紫外线、等离子体清洗(AP)、高压喷淋清洗、超声波清洗、毛刷(RB)、水气喷淋(SBJ)和气刀干燥(AK)或烘干组成。下面是一些重要的单元。

3.1 AP单元
在常温常压下,高压电离产生的离子与玻璃表面的污染物反应并轰击,从而达到清洗污渍和异物的目的。在生产中不使用闸门/sd层,因为它损坏了金属层并产生AP缺陷。
工艺条件: N2流量150lpm,CDA流量0.3lpm,间隙-5mm,电压7kv。
增加N2和CDA的流量有利于产生高密度和更多的自由基,提高清洗效果,但也需要更大的激励电压;缩小基片和电极之间的间隙也可以提高清洗效果,但间隙太小,不能防止基片被损坏;提高激励电压可以产生更多的自由基,提高清洗效果,但对电源和设备的防静电要求更高,而且高能粒子的增加会使AP缺陷更加严重。LCD模块
3.2 RB单元
刷洗主要用于清除相对较大的颗粒(>5um)。刷洗的效果与基材传输速度、刷子的压紧量以及刷子旋转的方向和速度有关。基材传输速度快,颗粒去除率下降;当压榨量为零或正时,刷子的振动也能去除一些颗粒。随着加压量的增加,颗粒去除率也会增加。然而,过多的压力可能会损坏薄膜表面。
对于电刷的零点调整,我们将电刷与基材完全相切的位置定义为电刷的零点。零点的位置直接关系到实际的压制量,所以电刷零点的调整是非常重要的。电刷调零的步骤如下: 使用新形成的铝膜玻璃(玻璃厚度为0.5mm,铝膜厚度为1500-2000Ω);②将电刷的上、下压紧量设定为0.0mm,关闭AP,不使用。放入铝膜玻璃进行清洗。清洗完毕后,取出铝膜玻璃,拿到MCR(或mar)看外观;③另外,在清洗铝膜玻璃的过程中,需要走到刷子的旁边,听刷子转动时是否有异常声音。OK的判断标准:清洗后的铝膜玻璃无明显划痕,或仅在前端和/或后端有轻微划痕;刷子转动时无异常声音。

3.3 紫外线装置
紫外线装置配备了一个低压汞灯,产生172/185/254纳米的紫外线。在紫外线的作用下,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,使其挥发为一氧化碳、二氧化碳、水等气体。具体反应原理如下:
3.4 超声波清洗
影响超声清洗效果的几个因素:
与频率的关系:一般来说,频率越低,空化作用越明显,但噪音相对较高。适用于表面相对平整的物体。频率越高,空化效果越差,但噪音相对较低。适用于有较多微孔盲孔的物体和电子晶体。
与温度有关:一般来说,30℃-50℃的中等温度下清洗效果最好。
与声强有关:根据不同的频率,声强一般为1-2w/cm2左右。
与清洗液有关: 一般来说,清洗液的粘度越低,空气含量越高,清洗效果越好。
这与清洗液的深度和被清洗物的位置有关。
3.5 干燥装置
3.6 热板干燥
4.0 清洗效果的确认
4.1 颗粒去除率
去除率(%)=(清洗前的颗粒数-清洗后的颗粒数)/清洗前的颗粒数×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。如果高度为D,半径为r,接触角θ= 2arctand/r。
接触角的大小衡量基质中有机物的去除情况。接触角越小,有机物越少,洗涤清洁度越高,水滴渗透性越好。
标准:θ≤7°