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康宁玻璃二次强化工艺
2024年6月12日发(作者：沙文君)
一.前言
随着科技进步，触控面板制程技术演进日新月异，对于中国而言，2012年是智能 爆发年成长的一年，根据
统计2012年中国 厂商设计与制造的智能 出货量将可望突破2亿只。在平板电脑需求对5””寸触控屏的需求
也是急增，预计今年中国平板电脑的出货量可能超过5500万台。另外，NPD DisplaySearch在最近发布的触控面板
市场与技术分析报告(Touch Panel Market Analysis)中特别指出，微软(Microsoft)将上市的Windows 8软件，对于触控
功能的强化，将为平板电脑与笔记本电脑的触控面板需求，注入革命性的变化。就因触控产品的需求急遽上升，要
求触控模块厂商降低成本与厚度，投射式电容触控技术加速轻薄化发展的市场新趋势，轻薄、坚固是目前触控面板
研发的两大指标。
图年应用在Notebook与Tablet PC的触控面板产值(单位：百万美元)
根据SID(Society Information Display)分类标准，以触控面板整合迭构的不同，将触控技术分为三种
(1)In-Cell(2)On-Cel(3)Out-Cell。
「In-Cell」为素玻璃经过ITO镀膜，然后再经过黄光制程，将触控传感器(Touch Sensor)与显示器TFT-LCD液
晶面板制作在一起，再与保护玻璃(Cover Glass)贴合(如图2)，优点有产品光学效果较佳、产品轻薄度最高、靈敏度
等，缺点是制程技术门坎较高、良率低，玻璃经过切割后抗压强度下降，需要进行二次强化弥补缺陷。而根据报导
指出Apple将在2012下半年发表的iphone5将采用in cell技术。
五.化学二次强化制程与问题讨论—制程条件部分
化学二次强化制程相关的因素有：(1)HF化学成分与浓度的监控(2)化学蚀刻制程温度的管控(3)玻璃砂过滤处理
问题(4)蚀刻槽体较佳流场设计与过滤系统整合。3 h-I!P6 T:p3 w8]
(1)HF化学成分与浓度的监控：由于化学二强主要是利用HF微蚀刻玻璃段面因切割产生的延伸性裂痕，使裂
痕缩小甚至消失来提升产品的4pb能力，因此在制程中HF浓度会因为蚀刻SiO2而逐渐下降，影响到制程蚀刻速率，
所以维持一定的HF浓度，稳定蚀刻速率是化学二强的制程重点。依据化学方程式说明(如图12)，HF和SiO2反应
会生成氟化硅(SiF4)，在水中会水解生成氟化硅和氟酸，氟化硅与氟酸生成氟硅酸(六氟硅酸)，六氟硅酸可溶于水纯
H2SiF6不稳定，容易分解生成HF和SiF4。由GPTC二强实验数据(如图12)得知H2SiF6的增加会影响蚀刻速率
(Etching Rate;ER)的下降，因此化学二次强化制程除了定时监控HF浓度外，一般会在固定时间或是固定量的投产批
次内，将HF槽内的旧酸排放更新，让蚀刻速率回复水平。技术上来说使用氟离子侦测器或是水阻值计测量HF槽
内的浓度或是水阻值表现，可计算出氟离子的浓度。另外，加入副方化学成分如HCl、CH3CO2H对于蚀刻厚的玻
璃外表也有不同的修饰效果
(2)化学蚀刻制程温度的管控：蚀刻制程为放热反应，假设温度控制无法在适当的制程温度范围内将影响蚀刻速
率的快慢。如图13两组实验数据讨论所示，数据1玻璃蚀刻为放热反应：起始温度℃升至℃à提高℃，数据2玻璃
蚀刻为放热反应：起始温度℃升至℃à提高℃，不同起始温度经过长时间取样测量发现蚀刻温度逐渐增加，又蚀刻
温度影响着蚀刻速率的变化，故选择一个温度点可接近放热反应的最终温度，可以稳定蚀刻速率和制程速率，这是
化学二次强化制程调控上的重点。
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$E7 k/q#B)w/e9 X
(3)玻璃砂过滤处理问题：
HF与SiO2反应会生成H4SiO4，而H4SiO4会沉淀下降形成所谓的玻璃砂，在蚀刻制程中假设蚀刻时间越久，
蚀刻玻璃的量就会越多，而玻璃砂就产生越多，玻璃砂假设沉积在蚀刻槽体没有排除将影响玻璃蚀刻速率与外表质
量，因此玻璃段面就容易出现凸点或是蚀刻不均的现象，影响蚀刻后的机械强度和模块的组装质量，所以化学二强
制程中玻璃砂的过滤效果是否良好将决定产品出货时的良率状况。
(4)蚀刻槽体较佳流场设计与过滤系统整合：
假设槽体流场设计不佳会导致玻璃砂无法有效的由玻璃外表带走，也会影响产品的质量，较佳的流场设计也会
让酸液在最短时间内有效的混合均匀，让槽体各部位的蚀刻能力到达一致性，让产品蚀刻均匀度效果更佳;玻璃砂堆
积严重者会堵塞机台管路，影响供酸循环系统效果，严重者影响蚀刻效率，使产品4pb改善效果降低，一般会设置
2024年6月12日发(作者：沙文君)
一.前言
随着科技进步，触控面板制程技术演进日新月异，对于中国而言，2012年是智能 爆发年成长的一年，根据
统计2012年中国 厂商设计与制造的智能 出货量将可望突破2亿只。在平板电脑需求对5””寸触控屏的需求
也是急增，预计今年中国平板电脑的出货量可能超过5500万台。另外，NPD DisplaySearch在最近发布的触控面板
市场与技术分析报告(Touch Panel Market Analysis)中特别指出，微软(Microsoft)将上市的Windows 8软件，对于触控
功能的强化，将为平板电脑与笔记本电脑的触控面板需求，注入革命性的变化。就因触控产品的需求急遽上升，要
求触控模块厂商降低成本与厚度，投射式电容触控技术加速轻薄化发展的市场新趋势，轻薄、坚固是目前触控面板
研发的两大指标。
图年应用在Notebook与Tablet PC的触控面板产值(单位：百万美元)
根据SID(Society Information Display)分类标准，以触控面板整合迭构的不同，将触控技术分为三种
(1)In-Cell(2)On-Cel(3)Out-Cell。
「In-Cell」为素玻璃经过ITO镀膜，然后再经过黄光制程，将触控传感器(Touch Sensor)与显示器TFT-LCD液
晶面板制作在一起，再与保护玻璃(Cover Glass)贴合(如图2)，优点有产品光学效果较佳、产品轻薄度最高、靈敏度
等，缺点是制程技术门坎较高、良率低，玻璃经过切割后抗压强度下降，需要进行二次强化弥补缺陷。而根据报导
指出Apple将在2012下半年发表的iphone5将采用in cell技术。
五.化学二次强化制程与问题讨论—制程条件部分
化学二次强化制程相关的因素有：(1)HF化学成分与浓度的监控(2)化学蚀刻制程温度的管控(3)玻璃砂过滤处理
问题(4)蚀刻槽体较佳流场设计与过滤系统整合。3 h-I!P6 T:p3 w8]
(1)HF化学成分与浓度的监控：由于化学二强主要是利用HF微蚀刻玻璃段面因切割产生的延伸性裂痕，使裂
痕缩小甚至消失来提升产品的4pb能力，因此在制程中HF浓度会因为蚀刻SiO2而逐渐下降，影响到制程蚀刻速率，
所以维持一定的HF浓度，稳定蚀刻速率是化学二强的制程重点。依据化学方程式说明(如图12)，HF和SiO2反应
会生成氟化硅(SiF4)，在水中会水解生成氟化硅和氟酸，氟化硅与氟酸生成氟硅酸(六氟硅酸)，六氟硅酸可溶于水纯
H2SiF6不稳定，容易分解生成HF和SiF4。由GPTC二强实验数据(如图12)得知H2SiF6的增加会影响蚀刻速率
(Etching Rate;ER)的下降，因此化学二次强化制程除了定时监控HF浓度外，一般会在固定时间或是固定量的投产批
次内，将HF槽内的旧酸排放更新，让蚀刻速率回复水平。技术上来说使用氟离子侦测器或是水阻值计测量HF槽
内的浓度或是水阻值表现，可计算出氟离子的浓度。另外，加入副方化学成分如HCl、CH3CO2H对于蚀刻厚的玻
璃外表也有不同的修饰效果
(2)化学蚀刻制程温度的管控：蚀刻制程为放热反应，假设温度控制无法在适当的制程温度范围内将影响蚀刻速
率的快慢。如图13两组实验数据讨论所示，数据1玻璃蚀刻为放热反应：起始温度℃升至℃à提高℃，数据2玻璃
蚀刻为放热反应：起始温度℃升至℃à提高℃，不同起始温度经过长时间取样测量发现蚀刻温度逐渐增加，又蚀刻
温度影响着蚀刻速率的变化，故选择一个温度点可接近放热反应的最终温度，可以稳定蚀刻速率和制程速率，这是
化学二次强化制程调控上的重点。
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(3)玻璃砂过滤处理问题：
HF与SiO2反应会生成H4SiO4，而H4SiO4会沉淀下降形成所谓的玻璃砂，在蚀刻制程中假设蚀刻时间越久，
蚀刻玻璃的量就会越多，而玻璃砂就产生越多，玻璃砂假设沉积在蚀刻槽体没有排除将影响玻璃蚀刻速率与外表质
量，因此玻璃段面就容易出现凸点或是蚀刻不均的现象，影响蚀刻后的机械强度和模块的组装质量，所以化学二强
制程中玻璃砂的过滤效果是否良好将决定产品出货时的良率状况。
(4)蚀刻槽体较佳流场设计与过滤系统整合：
假设槽体流场设计不佳会导致玻璃砂无法有效的由玻璃外表带走，也会影响产品的质量，较佳的流场设计也会
让酸液在最短时间内有效的混合均匀，让槽体各部位的蚀刻能力到达一致性，让产品蚀刻均匀度效果更佳;玻璃砂堆
积严重者会堵塞机台管路，影响供酸循环系统效果，严重者影响蚀刻效率，使产品4pb改善效果降低，一般会设置