蒸镀一直都是被认为是AMOLED的关键核心，其对应的设备也是投资额度最大的一环，因此也是整个AMOLED的生产流程中最神秘的一环，今天OLEDindustry带大家从原理制程到蒸镀源以及要运到国内需要怎么执行等问题上简单的讨论讨论。
蒸镀制程
蒸镀制程是对蒸镀源中的材料进行加热,将固态或液态材料转化成蒸气状态。如果固态材料直接转化为蒸气,而不经历液态相,则称之为升华型材料(sublimation-typematerial)。
如果固态材料先转化为液态,然后被蒸发,则称之为熔化型材料(melting-typematerial)。最最简单的蒸镀源为蒸发舟,是一种用金属(如钨)制制成的船形器皿。
同时钨也用作耐高温热源,加热器皿中的材料,并使其蒸发。待加热材料也可以用电子束(EB)蒸发,但是这种方法中含有的高能电子、离子或X射线可能会损坏TFT基板和OLED器件,因此电阻加热法的方式应用更普遍。
蒸镀装置的基本构造如下图所示,使用一个蒸发舟作为蒸镀源。对于有机材料,蒸镀坩埚在OLED制造中被广泛使用,因为相比于蒸发舟,坩埚加热更加均匀。在使用坩埚的情况下,由耐热灯丝进行加热,通常将灯丝放置于坩埚的外面。
图1、蒸镀装置的基本构造
其中,n为单位体积分子数:下为平均速度;P为压强:M是分子质量，a是粘聚系数(cohesioncoefficient)。
对于上式,随着温度增加,蒸气压增加,因此沉积速率增加。OLED器件制造通常需要准确的蒸镀速率控制,因此克努森池(Knudsencell,,有时称之为“K池”)这种能提供更均匀的温度梯度的坩埚常用于OLED器件制造。
气体分子的平均自由程可表示为
其中,入是平均自由程(m),n为真空中粒子密度,D为分子直径(m)。
例如,Alq3分子直径为1.4nm,当坩埚与基板的距离为30cm时,真空度必须高于10-4Pa，高真空度的目的是增大分子的自由度，避免杂志分子吸附于薄膜表面。
立体角dω内蒸镀分子数为
其中N表示每秒蒸镀分子的总数。
图中A点处入射蒸镀分子的频率为
基板上A点处来自点蒸镀源蒸镀分子的贡献
这里假设基板位于蒸镀源上方，距离为h，在θ方向上，h和θ可以表示为
根据入射蒸镀分子的频率式，，可以看出沉积分子层的厚度正比于，沉积厚度分布d(x)，原点为蒸镀源正上方一点，A点距离原点距离为x，则有：
另一方面,如果蒸镀源不是点源,而而是一个具有足够小面积的面源,那么根据余弦定律,可得
因此,n可表示为
在这种情况下,厚度分布与成比例。面源(见图3.11)情况下,根据此公式,距距离原点为x处的厚度分布dx)可表示为
基板上A点处来自面蒸镀源蒸镀分子的贡献
通过模拟可获得点源与面源的蒸镀分子厚度分布。通常OLED器件制造需要准确控制蒸镀分子厚度,其不均匀的变化应控制在百分之几以内,而微谐振腔的要求则更严格。因此,导致AMOLED器件的蒸镀分子厚度分布不均匀,不能应用于AMOLED显示屏。为改善厚度分布的均匀性,推荐以下策略。
1、增大蒸镀源到基板的距离(T/S),该距离称为靶材-源距离(targetsourcedistance.T/S)
2、旋转基板
3、将坩埚由旋转中心进行位置补偿
有基板旋转和偏移的蒸镀示意图
由于靶材一源距离需要增大,大量的材料会沉积在容器壁与屏蔽板上,因此材料利用率在这种情况下将会下降。
蒸镀源
在电阻加热方式中,普遍使用的加热方法是焦耳加热,它利用电流流过高熔点材料的电阻来加热,用于蒸镀耐高温材料,比如钨、钽或钼。通常有两种处理方式:
①将高熔点金属作为灯丝来加热
②将金属作为加热器皿进行加热。
如果选用方式②,那么必须保证蒸镀材料与器皿材料的兼容性(compatibility),道免两种材料发生反应。
对于方式①,一般采用氮化硼(BN)、石英或石作为坩埚,再用钨丝加热坩埚内的材料。也可以采用多个坩埚同时蒸镀,将材料进行掺杂,从而沉积混合材料。一情况下,不能把多种材料置于同一坩埚内进行蒸,这是因为不同材料的蒸气压是不同的,因此当其中一种材料被蒸镀时,其他材料不能进行蒸镀。该过程与与蒸馏过程相似。
OLED材料一般可分为以下两类：
①熔化型材料(melting-typematerial),熔化后被蒸发的材料
②)升华型材料(sublimation-typematerial),不必经历熔化过程而直接升华的材料。
下图为蒸镀过程中蒸镀源内材料形状演化示意。OLED材料很少有高的导热系数,因此靠近坩埚壁处材料的蒸镀速率比中心区域大。此外,堆堆积的材料可能会突然坍塌,导致蒸镀速率的显著改变,这在蒸镀过程中是一个严重问题。
图、蒸镀镀源中材料形状演化示意
由于靠近壁的材料消耗得更快,因此加热器温度必须高于材料正常蒸发的温度,才能确保整体材料具有足够大的蒸发速率。然而,更高的温度会损害材料特性。
为了解决该问题,有时将一种被称为导热球(thermobal1)的材料与待蒸镀材料混合在一起进行加热。
导热球具有高导热率,且处于蒸镀温度时具有高的热稳定性,实物如图图3.16所所示。由于导热球具有高导热率,因此可避免材料沉积速率突然改变或过度加热导致材料分解等问题。
线状蒸镀源也被用来提高可制造性。使用线状蒸镀源可获得均匀的沉积分布,即使蒸镀源非常靠近基板也是如此,所以该特性有利于提高材料利用率。
然而,蒸镀源靠近基板会导致OLED器件性能因热辐射而下降,还会因热胀引起掩膜变形。此外,由于材料的热传导问题,无论蒸镀位置相对于线状源纵向有多远,都不容易使材料均匀蒸镀,因此材料利用率往往没有预期的那么高。
通过线状蒸镀源进行薄膜蒸镀
线状源蒸镀设备
使用耐热材料蒸镀方法会导致蒸镀材料的污染。在电子束蒸镀镀中,被加速的电子束射向靶材,使其被蒸镀。这种方法可用于生产高质量膜,但也可能会因其产生的紫外光和X射线线而损伤TFT与OLED器件。
使用石英晶体振荡器监控蒸镀材料厚度
在实际的全程蒸镀操作中,蒸镀速率存在波动。为确保精确的厚度测量,必须设置监控蒸镀材料厚度的反馈控制。石英晶体振荡器常被用来测量该厚度(见图3.19)。
在使用石英晶体振荡器测量厚度时,石英晶体的振荡颊率会因薄膜成形导致质量的变化而改变。由于石英晶体振荡器Q值超过10°,故此方法的灵敏度约为0.5nm。
石英品体振荡器的共振频率A与蒸镀材料厚度4之间的关系可用下式表弹簧
使用石英晶体振荡器的厚度检测仪示意
尽管石英晶体厚度监测方法是蒸镀过程中一种精确的厚度测量方法,但其对于厚膜的测量精度并不好,而且需要经常更换石英晶体一一这会导致制造过程的延误。在更新的沉积方法中,椭圆偏光法(ellipsometry)或Pirani测量法被用来测量蒸镀过程中膜的厚度,避免了上述问题
因为近年来国内厂商纷纷买韩国日本二手线做投资，有些材料买回来验证，这对于一手设备的大投资情况下，二手设备也备受欢迎。那二手设备的进口报关流程是如何呢？
韩国二手蒸镀设备进口报关流程
二手设备进口流程概括：
准备进口资料（要确定设备海关编码，价格，年份等）--安排国外工厂设备中检，出《进口旧机电产品装运前检验Z书》--安排国外海运到国内港--安排进口口岸商检查货--出通关单--报关、审价、出税单、缴税--海关现场查验核对--提货放行--配送至厂家
如果国外没有中检公司可以安排在香港中检
第一：进口旧机电产品登记（目前旧机电进口已经不需要备案，只需登记就可以）：
所以我们提前的准备登记资料：
1、进口企业营业zhi照复印件加盖公章1,zhicopyoftheimportbusinessstampedwithacopyoftheofficialseal
2、国外发货人的营业zhi照加盖公章（和营业zhi照中文翻译件）2,theforeignshipper'sbusinesszhistampedwiththeofficialseal(andbusinesszhiaccordingtoChinesetranslation)
3、进口旧机电产品清单3,importoldmechanicalandelectricalproductslist
4、设备的功能说明书4,equipmentfunctionmanual
5、设备的技术参数5,thetechnicalparametersoftheequipment
6、设备的维修保养记录6,equipmentmaintenancerecords
7、设备的正面图片和铭牌图片7,equipment,frontpicturesandnameplatepictures
1、保持设备的外表干净整洁，不要让电源线裸露1,keeptheappearanceoftheequipmentcleanandtidy,donotletthepowercordbare
2、设备不能外加包装，需要裸机检验2,thedevicecannotaddpackaging,baremetalinspection
3、提供设备的维修保养记录3,toprovideequipmentmaintenancerecords
4、设备的买卖合同4,equipmentsalescontract
5、设备的功能说明书5,thedevice'sfunctionmanual
6、如果设备已经分拆，那么需要对设备功能熟悉的人员在现场辅助中检官员来实施检验。
第三：申请自动进口许可Z。约14天（重点旧机电才需要办理自动进口许可Z，非重点旧机电不需要办理自动进口许可Z，按照实际情况而定）
二手机械进口清关基本操作流程+W=X:187--2108--9272：
1）客户提供要进口设备资料与图片→核算各种进口费用→报价→签定进口协议
2）在国内处理旧机电产品进口商检备案与检验检疫申请
3）客户联系国外供应商按排出口海运订仓→海运到香港
4）换单，提货→香港仓库
5）联系香港中检公司做检验→中检合格后→申请机电Z
6）安排驳船到内陆码头→当地商检局换正本备案与检验检疫合格Z明
7）报检→出商检通关单→商检局现场检验核对
8）准备进口报关资料→海关进口审核→出税单交税→海关查验→提货放行