TFT-LCD 行業(yè)中封框膠一筆涂布的研究與改善

郭劍偉，陳 帥，張 顯，賀新鋼，陳 卓，魏永輝

（鄂爾多斯市源盛光電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙 古鄂爾多斯 017000）

TFT-LCD 行業(yè)中顯示產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)激烈化，對(duì)工廠產(chǎn)能的要求和產(chǎn)品的良品率要求越來(lái)越高。封框膠涂布是ODF 工藝中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于同一尺寸的產(chǎn)品而言，不同的封框膠涂布方式所需要的涂布時(shí)間也不同，這直接影響著ODF 的產(chǎn)能。封框膠涂布工藝過(guò)程中最常見(jiàn)的不良之一就是溢膠不良，而溢膠不良最易發(fā)生的位置是封框膠涂布的始終端，因而如何減少封框膠涂布的始終端個(gè)數(shù)，成為了實(shí)際生產(chǎn)中面臨的重要課題。

目前，ODF 工藝中封框膠涂布較為廣泛的方法是Nozzle 噴涂，它主要通過(guò)Screw 轉(zhuǎn)速和噴嘴大小來(lái)控制封框膠的吐出量，再按照編輯好的配方來(lái)涂布出不同的圖形。根據(jù)產(chǎn)品尺寸的大小和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同，封框膠的涂布方式也有所不同，一般來(lái)說(shuō)，一筆涂布主要應(yīng)用于小尺寸產(chǎn)品，因?yàn)樾〕叽绠a(chǎn)品的Cell 數(shù)比較多，在涂膠設(shè)備的涂膠Head 有限的情況下，單個(gè)Head 涂布的Cell 數(shù)越多，意味著涂布完一張Glass 所用的時(shí)間就越長(zhǎng)。

Seal 一筆涂布不僅可大大提升涂膠工藝產(chǎn)能，還可有效降低溢膠不良的發(fā)生。溢膠不良大概率會(huì)發(fā)生在涂膠的始終端位置，一筆涂布也就是說(shuō)這個(gè)Head 所涂布的所有Cell 都是一筆連續(xù)涂布完成的，而這一筆當(dāng)中也就只有一個(gè)涂膠起始點(diǎn)和一個(gè)涂膠結(jié)束點(diǎn)，相比原來(lái)一個(gè)Cell 一個(gè)Cell 的涂布來(lái)說(shuō)，一筆涂布的溢膠不良發(fā)生率會(huì)大幅下降。

1 Normal 涂布方式

TFT-LCD 生產(chǎn)中，一張玻璃基板上往往設(shè)計(jì)若干個(gè)Unit Cell，之后通過(guò)切割形成最終需要的液晶盒。一般最常用的封框膠涂布方式如圖1 所示，它將一張玻璃基板上各個(gè)Unit Cell 的邊框膠圖案看成是相互獨(dú)立的封閉型結(jié)構(gòu)，完成一個(gè)Unit Cell 的涂布之后再去涂布另一個(gè)Unit Cell，因此我們把這種涂布方式稱之為“單個(gè)涂布”。具體的實(shí)施方法為：Nozzle 以圖案上的某一點(diǎn)為起點(diǎn)，沿著逆時(shí)針（或順時(shí)針）的方向移動(dòng)一周，之后回到起點(diǎn)位置，完成第一個(gè)圖案的涂布，然后Nozzle 移動(dòng)到第二個(gè)圖案的起點(diǎn)位置，開始第二個(gè)圖案涂布，以此類推，來(lái)完成所有圖案的涂布。

圖1 Normal 涂布方式

需要注意的是，封框膠涂布過(guò)程中為避免Nozzle 刮碰玻璃基板上已完成的邊框膠，在結(jié)束上一圖案涂布、移動(dòng)到下一圖案時(shí)，Nozzle 會(huì)先上升到設(shè)定好的安全高度。然后，Nozzle 移動(dòng)到目標(biāo)位置之后再下降到涂布高度。“Nozzle 升起—移動(dòng)—下降”這一過(guò)程是沒(méi)有進(jìn)行涂布的，對(duì)工藝來(lái)說(shuō)屬于無(wú)效動(dòng)作。

2 一筆涂布方式Pattern 制定

2.1 一筆涂布Pattern 1

如圖2 所示，對(duì)于設(shè)計(jì)有Dummy Seal 的產(chǎn)品，我們把一筆涂布的交叉點(diǎn)設(shè)置為Main Seal 和Dummy Seal相交的位置，Nozzle 移動(dòng)軌跡沿著箭頭所指方向，所有轉(zhuǎn)變的點(diǎn)都已按順序標(biāo)注，在交叉點(diǎn)位置由于框膠涂布干涉，會(huì)導(dǎo)致交叉點(diǎn)的第二條框膠偏細(xì)一些，但是我們可以通過(guò)略微變換交叉點(diǎn)的位置，如圖3 所示，使框膠偏細(xì)的位置完全轉(zhuǎn)移到Dummy Seal 上，而這個(gè)Dummy Seal 在最終切割成單個(gè)Cell 時(shí)會(huì)被切除掉，不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)造成影響，顯微鏡下產(chǎn)品涂布效果，如圖4 所示。

圖2 一筆涂布方式初始Pattern 1

圖3 一筆涂布方式改善后Pattern 1

圖4 一筆涂布方式改善后Pattern 1 效果圖

2.2 一筆涂布Pattern 2

如圖5 所示，對(duì)于設(shè)計(jì)上沒(méi)有Dummy Seal 的產(chǎn)品，我們把一筆涂布的交叉點(diǎn)位置設(shè)置為兩個(gè)單個(gè)Cell 相挨著的兩邊上。同樣的，在交叉點(diǎn)位置由于框膠涂布干涉，會(huì)導(dǎo)致交叉點(diǎn)的第二條框膠偏細(xì)，但由于這個(gè)交叉點(diǎn)的兩條框膠最終都會(huì)保留在我們的產(chǎn)品上，所以無(wú)法通過(guò)交叉點(diǎn)位置的變換來(lái)解決。因此，如何解決一筆涂布交叉點(diǎn)位置框膠偏細(xì)的問(wèn)題，成為了工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)重要的課題。

圖5 一筆涂布方式Pattern 2

3 交叉點(diǎn)位置膠寬調(diào)整

交叉點(diǎn)位置膠寬偏細(xì)的原因是第二條框膠由于涂布干涉導(dǎo)致框膠的吐出量偏少，而在Nozzle 口徑大小和Screw 轉(zhuǎn)速一定的前提下，要想改變框膠的吐出量，只能通過(guò)改變Head 的移動(dòng)速度和Nozzle 的涂布Gap 來(lái)實(shí)現(xiàn)，最終實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)移動(dòng)速度的變化來(lái)改變交叉點(diǎn)膠寬無(wú)法達(dá)到預(yù)期值，而通過(guò)Nozzle 的涂布Gap 值的變化來(lái)改變交叉點(diǎn)膠寬，最終達(dá)到的效果與Normal 涂布方式下的膠寬幾乎無(wú)差異。結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 一筆涂布交叉點(diǎn)位置膠寬調(diào)整結(jié)果

4 一筆涂布方式問(wèn)題點(diǎn)總結(jié)與規(guī)避方案

4.1 問(wèn)題點(diǎn)：開線點(diǎn)檢NG 率升高

封框膠涂布的效果確認(rèn)有兩點(diǎn)，一是涂布的精度，就是所謂的干寬，二是涂布的位置精度，就是框膠的涂布位置偏移程度。所以，在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)中，以上兩點(diǎn)是需要時(shí)刻確保的，然而最關(guān)鍵的一步就是開線時(shí)的首片點(diǎn)檢確認(rèn)，在Normal 涂布方式下，我們?cè)谕坎纪暌粋€(gè)Cell 后對(duì)涂布效果進(jìn)行點(diǎn)檢確認(rèn)，這樣即使發(fā)生異常，損失的也是一個(gè)Cell，而在一筆涂布方式下，每個(gè)Head 對(duì)應(yīng)的Cell 將會(huì)一筆涂布完成，中間是無(wú)法停止的，所以，對(duì)于點(diǎn)檢確認(rèn)方面是不利的，一旦涂布異常將會(huì)導(dǎo)致所有Cell 都NG。

4.2 規(guī)避方案

依照點(diǎn)檢確認(rèn)的思路，我們想要在涂布完一個(gè)Cell后將其停下來(lái)，待確認(rèn)完畢后，再涂布剩下的所有Cell，可以把此Head 對(duì)應(yīng)的所有Cell 中的第一個(gè)Cell 拿出來(lái)作為一個(gè)單獨(dú)的Layer，剩余的Cell 可以新建一個(gè)Layer，并使用一筆涂布的方式來(lái)完成。如圖6 和圖7 所示。

圖6 Normal 涂布方式下點(diǎn)檢Cell

圖7 單個(gè)Cell 涂布+ 一筆涂布方式兼容

5 結(jié)論

本文根據(jù)現(xiàn)代TFT-LCD 工業(yè)中，對(duì)產(chǎn)能及良率的要求，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)際出發(fā)，制定了ODF 工藝中封框膠一筆涂布在滿足膠寬波動(dòng)的情況下的兩種涂布Pattern，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了在一筆涂布過(guò)程中存在問(wèn)題的解決方案，即一筆涂布交叉點(diǎn)膠寬偏細(xì)的問(wèn)題和點(diǎn)檢NG 率升高的問(wèn)題，最終使交叉點(diǎn)的膠寬波動(dòng)可以控制在±4%以內(nèi)，同時(shí)產(chǎn)能可提升約2 000/月，溢膠不良率從0.3%下降到0.03%。