TFT-LCD 行業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任公司，內蒙 古鄂爾多斯 017000）

TFT-LCD 行業中顯示產品的競爭激烈化，對工廠產能的要求和產品的良品率要求越來越高。封框膠涂布是ODF 工藝中的關鍵技術，對于同一尺寸的產品而言，不同的封框膠涂布方式所需要的涂布時間也不同，這直接影響著ODF 的產能。封框膠涂布工藝過程中最常見的不良之一就是溢膠不良，而溢膠不良最易發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數，成為了實際生產中面臨的重要課題。

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Screw 轉速和噴嘴大小來控制封框膠的吐出量，再按照編輯好的配方來涂布出不同的圖形。根據產品尺寸的大小和產品設計的不同，封框膠的涂布方式也有所不同，一般來說，一筆涂布主要應用于小尺寸產品，因為小尺寸產品的Cell 數比較多，在涂膠設備的涂膠Head 有限的情況下，單個Head 涂布的Cell 數越多，意味著涂布完一張Glass 所用的時間就越長。

Seal 一筆涂布不僅可大大提升涂膠工藝產能，還可有效降低溢膠不良的發生。溢膠不良大概率會發生在涂膠的始終端位置，一筆涂布也就是說這個Head 所涂布的所有Cell 都是一筆連續涂布完成的，而這一筆當中也就只有一個涂膠起始點和一個涂膠結束點，相比原來一個Cell 一個Cell 的涂布來說，一筆涂布的溢膠不良發生率會大幅下降。

1 Normal 涂布方式

TFT-LCD 生產中，一張玻璃基板上往往設計若干個Unit Cell，之后通過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Unit Cell 的邊框膠圖案看成是相互獨立的封閉型結構，完成一個Unit Cell 的涂布之后再去涂布另一個Unit Cell，因此我們把這種涂布方式稱之為“單個涂布”。具體的實施方法為：Nozzle 以圖案上的某一點為起點，沿著逆時針（或順時針）的方向移動一周，之后回到起點位置，完成第一個圖案的涂布，然后Nozzle 移動到第二個圖案的起點位置，開始第二個圖案涂布，以此類推，來完成所有圖案的涂布。

圖1 Normal 涂布方式

需要注意的是，封框膠涂布過程中為避免Nozzle 刮碰玻璃基板上已完成的邊框膠，在結束上一圖案涂布、移動到下一圖案時，Nozzle 會先上升到設定好的安全高度。然后，Nozzle 移動到目標位置之后再下降到涂布高度。“Nozzle 升起—移動—下降”這一過程是沒有進行涂布的，對工藝來說屬于無效動作。

2 一筆涂布方式Pattern 制定

2.1 一筆涂布Pattern 1

如圖2 所示，對于設計有Dummy Seal 的產品，我們把一筆涂布的交叉點設置為Main Seal 和Dummy Seal相交的位置，Nozzle 移動軌跡沿著箭頭所指方向，所有轉變的點都已按順序標注，在交叉點位置由于框膠涂布干涉，會導致交叉點的第二條框膠偏細一些，但是我們可以通過略微變換交叉點的位置，如圖3 所示，使框膠偏細的位置完全轉移到Dummy Seal 上，而這個Dummy Seal 在最終切割成單個Cell 時會被切除掉，不會對產品的品質造成影響，顯微鏡下產品涂布效果，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，對于設計上沒有Dummy Seal 的產品，我們把一筆涂布的交叉點位置設置為兩個單個Cell 相挨著的兩邊上。同樣的，在交叉點位置由于框膠涂布干涉，會導致交叉點的第二條框膠偏細，但由于這個交叉點的兩條框膠最終都會保留在我們的產品上，所以無法通過交叉點位置的變換來解決。因此，如何解決一筆涂布交叉點位置框膠偏細的問題，成為了工業生產中一個重要的課題。

圖5 一筆涂布方式Pattern 2

3 交叉點位置膠寬調整

交叉點位置膠寬偏細的原因是第二條框膠由于涂布干涉導致框膠的吐出量偏少，而在Nozzle 口徑大小和Screw 轉速一定的前提下，要想改變框膠的吐出量，只能通過改變Head 的移動速度和Nozzle 的涂布Gap 來實現，最終實驗表明，通過移動速度的變化來改變交叉點膠寬無法達到預期值，而通過Nozzle 的涂布Gap 值的變化來改變交叉點膠寬，最終達到的效果與Normal 涂布方式下的膠寬幾乎無差異。結果見表1。

表1 一筆涂布交叉點位置膠寬調整結果

4 一筆涂布方式問題點總結與規避方案

4.1 問題點：開線點檢NG 率升高

封框膠涂布的效果確認有兩點，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，在我們日常生產中，以上兩點是需要時刻確保的，然而最關鍵的一步就是開線時的首片點檢確認，在Normal 涂布方式下，我們在涂布完一個Cell 后對涂布效果進行點檢確認，這樣即使發生異常，損失的也是一個Cell，而在一筆涂布方式下，每個Head 對應的Cell 將會一筆涂布完成，中間是無法停止的，所以，對于點檢確認方面是不利的，一旦涂布異常將會導致所有Cell 都NG。

4.2 規避方案

依照點檢確認的思路，我們想要在涂布完一個Cell后將其停下來，待確認完畢后，再涂布剩下的所有Cell，可以把此Head 對應的所有Cell 中的第一個Cell 拿出來作為一個單獨的Layer，剩余的Cell 可以新建一個Layer，并使用一筆涂布的方式來完成。如圖6 和圖7 所示。

圖6 Normal 涂布方式下點檢Cell

圖7 單個Cell 涂布+ 一筆涂布方式兼容

5 結論

本文根據現代TFT-LCD 工業中，對產能及良率的要求，從產品設計實際出發，制定了ODF 工藝中封框膠一筆涂布在滿足膠寬波動的情況下的兩種涂布Pattern，并通過實驗得出了在一筆涂布過程中存在問題的解決方案，即一筆涂布交叉點膠寬偏細的問題和點檢NG 率升高的問題，最終使交叉點的膠寬波動可以控制在±4%以內，同時產能可提升約2 000/月，溢膠不良率從0.3%下降到0.03%。