CN108614027B - 换液监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种换液监控装置，通过在蚀刻机台的药液循环管路上设置取样管和电化学工作站，通过取样管对药液进行取样，通过电化学工作站对药液进行电化学分析，得出所述药液的离子浓度范围，从而根据所述药液的粒子浓度范围判断是否需要换液，准确把控换液节点，避免药液浪费或产品制程异常。

Description

换液监控装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种换液监控装置。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)与有机发光二极管显示器(Organic Light Emitting Diode，OLED)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在薄膜晶体管阵列基板(ThinFilm Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)与彩色滤光片基板(ColorFilter，CF)之间灌入液晶分子，并在两片基板上施加驱动电压来控制液晶分子的旋转方向，以将背光模组的光线折射出来产生画面。
液晶显示面板的制程可划分为三个阶段：第一阶段为阵列制程(Array)，即把薄膜晶体管制作在玻璃基板上；第二阶段为组合制程(Cell)，即把彩色滤光基板与薄膜晶体管基板对组，并在中间灌入液晶分子；第三阶段为模组制程(LCM)，即在组合后的面板背后加上背光组件及外接集成电路板，完成液晶显示面板的制作。在Array制程中，需要先在玻璃基板的表面形成金属薄膜层，并在金属薄膜层上涂布光阻层，在曝光(Exposure)制程将玻璃基板套上具有特定图案的光罩后对玻璃基板进行曝光，在显影(Developer)制程利用显影液去除被光照射到的光阻(正性光阻)或未被光照射到的光阻(负性光阻)，在蚀刻(Etching)制程蚀刻未被光阻覆盖的金属薄膜，最后去除剩余的光阻层，使光罩上的薄膜晶体管的电路图案形成在玻璃基板上。
在湿蚀刻的过程中，采用的是酸性药液与金属进行反应达到蚀刻的目的，而蚀刻采用的酸性药液是一直在蚀刻机台中循环使用的，当酸浓度不够时会进行补酸，这样导致循环使用的药液中，金属离子在不断的累积，当金属离子达到一定的量后，会对蚀刻速率造成影响，导致蚀刻残留等情况出现，影响产品良率。现有技术中解决该问题的方法有以下两种：1、当一批酸性药液刻蚀一段时间后(此时间根据经验确定后固定不变)进行换酸；2、当酸性药液刻蚀过一定数量的基板(此数量根据经验确定后固定不变)之后进行换酸。该两种方法都是以经验对换液节点进行把控，缺乏一个明确的数据进行管控，无法准时掌握溶液中金属离子浓度，容易因过早换液造成药液损失或过晚换液从而造成产品的制程异常。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换液监控装置，能够准确监控蚀刻药液中的离子浓度，从而根据离子浓度准确把控换液节点，避免药液浪费或产品制程异常。
为实现上述目的，本发明提供一种换液监控装置，用于与蚀刻机台的药液箱相连，所述换液监控装置包括：第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、取样管、稀释部、电化学工作站、计量泵、分析单元及第六开关阀；所述药液箱上设有药液出口、第一药液入口及第二药液入口，所述稀释部上设有第一输入口、第二输入口及输出口；
所述第一开关阀的第一端口与所述药液出口相连，第二端口与所述第二开关阀的第一端口及所述第一药液入口相连；所述第二开关阀的第二端口与所述第四开关阀的第一端口及取样管的第一端相连；所述第三开关阀的第一端口接入洁净干燥的空气，第二端口与所述取样管的第二端及第五开关阀的第一端口相连；所述第四开关阀的第二端口与所述稀释部的第一输入口相连；所述第五开关阀的第二端口与所述第二药液入口相连；所述第六开关阀的第一端口接入去离子水，第二端口与所述计量泵的输入端相连；所述电化学工作站与所述稀释部的输出口相连；所述计量泵的输出端与稀释部的第二输入口相连；
所述分析单元与所述电化学工作站电性连接；所述电化学工作站用于从所述稀释部获取稀释后的药液，并对所述稀释后的药液进行电化学测试，得到测试数据并传输给分析单元；所述分析单元用于根据所述测试数据确定稀释后的药液的离子浓度范围是否超标。
所述电化学工作站包括：测试容器、以及设于所述测试容器内的工作电极、参比电极和辅助电极。
所述工作电极为玻碳电极或铂电极，所述辅助电极为石墨电极，所述参比电极为饱和甘汞电极或氯化银电极。
所述换液监控装置还包括：设于所述第六开关阀与所述计量泵之间的第一止回阀，所述第一止回阀的输入端与所述第六开关阀的第二端口相连，输出端与所述计量泵的输入端相连。
所述换液监控装置还包括：设于所述稀释部与所述计量泵之间的第二止回阀，所述第二止回阀的输入端与所述计量泵的输出端相连，输出端与所述稀释部的第二输入口相连。
所述第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀及第六开关阀均为气动阀。
所述药液为所述蚀刻机台进行铝、铜或银蚀刻时的药液。
所述药液为酸性药液。
所述分析单元根据所述测试数据通过循环伏安法得出所述稀释后的药液的电流电势曲线，并根据所述电流电势曲线确定稀释后的药液的离子浓度范围是否超标。
所述分析单元通过将所述电流电势曲线中的峰电势差与预设的标准电流电势曲线中的峰电势差进行对比，并在所述电流电势曲线中的峰电势差大于预设的标准电流电势曲线中的峰电势差时，确定所述稀释后的药液的离子浓度范围超标，在所述电流电势曲线中的峰电势差小于或等于预设的标准电流电势曲线中的峰电势差，确定所述稀释后的药液的离子浓度范围未超标。
本发明的有益效果：本发明提供一种换液监控装置，通过在蚀刻机台的药液循环管路上设置取样管和电化学工作站，通过取样管对药液进行取样，通过电化学工作站对药液进行电化学分析，得出所述药液的离子浓度范围，从而根据所述药液的粒子浓度范围判断是否需要换液，准确把控换液节点，避免药液浪费或产品制程异常。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的换液监控装置的示意图；
图2为本发明的换液监控装置的电化学工作站的示意图；
图3为本发明的换液监控装置中分析单元得出的电流电势曲线的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种换液监控装置，用于与蚀刻机台的药液箱1相连，所述换液监控装置包括：第一开关阀10、第二开关阀20、第三开关阀30、第四开关阀40、第五开关阀50、取样管60、稀释部70、电化学工作站80、计量泵90、分析单元100及第六开关阀130；所述药液箱1上设有药液出口11、第一药液入口12及第二药液入口13，所述稀释部70包括第一输入口71、第二输入口72及输出口73；
所述第一开关阀10的第一端口与所述药液出口11相连，第二端口与所述第二开关阀20的第一端口及所述第一药液入口12相连；所述第二开关阀20的第二端口与所述第四开关阀40的第一端口及取样管60的第一端相连；所述第三开关阀30的第一端口接入洁净干燥的空气(clean dry air，CDA)，第二端口与所述取样管60的第二端及第五开关阀50的第一端口相连；所述第四开关阀40的第二端口与所述稀释部70的第一输入口71相连；所述第五开关阀50的第二端口与所述第二药液入口13相连；所述第六开关阀130的第一端口接入去离子水(Deionized water，DIW)，第二端口与所述计量泵90的输入端相连；所述电化学工作站80与所述稀释部70的输出口73相连；所述计量泵90的输出端与稀释部70的第二输入口72相连；
所述分析单元100与所述电化学工作站80电性连接；所述电化学工作站80用于从所述稀释部70获取稀释后的药液，并对所述稀释后的药液进行电化学测试，得到测试数据并传输给分析单元100；所述分析单元100用于根据所述测试数据确定稀释后的药液的离子浓度范围是否超标。
具体地，如图2所示，所述电化学工作站80包括：测试容器81、以及设于所述测试容器81内的工作电极82、参比电极83和辅助电极84。进一步地，所述测试容器81上还设有废液出口811，用于在每次测试完成后排出所述测试容器81中的药液。
其中，所述工作电极82用于进行电化学数据的测量，所述参比电极83用于提供基准电位，所述辅助电极84用于与所述工作电极82构成回路。
优选地，所述工作电极82为惰性固体电极玻碳电极或铂电极，所述辅助电极84为石墨电极，所述参比电极83为饱和甘汞电极或氯化银电极。
进一步地，为了保证数据的可靠性，在每次进行电化学测试时，均应该使用同一个参比电极83进行测试，若需要更换参比电极83，则需要重新进行参比电极83的电位校准，以保证更换后参比电极83提供的基准电位不变。
具体地，如图1所示，在本发明的一些实施例中，所述换液监控装置还包括：设于所述第六开关阀130与所述计量泵90之间的第一止回阀120，所述第一止回阀120的输入端与所述第六开关阀130的第二端口相连，输出端与所述计量泵90的输入端相连。
进一步地，如图1所示，在本发明的一些实施例中，所述换液监控装置还包括：设于所述稀释部70与所述计量泵90之间的第二止回阀110，所述第二止回阀110的输入端与所述计量泵90的输出端相连，输出端与所述稀释部70的第二输入口72相连。
其中，所述第一止回阀120用于防止输入计量泵90的去离子水出现回流，所述第二止回阀110用于防止计量泵90输出的的去离子水出现回流。
优选地，第一开关阀10、第二开关阀20、第三开关阀30、第四开关阀40、第五开关阀50及第六开关阀130均为气动阀。
具体地，所述药液箱1中设有用于进行金属蚀刻的药液，优选地，药液为所述蚀刻机台进行铝、铜或银蚀刻时的药液，进一步地，所述药液为酸性药液。
优选地，所述取样管60采用固定管径与长度的毛细管，以保持每次取样的药液量一致。所述计量泵90每次计量预设量的去离子水，使得每一次测试液均被稀释到预设的固定浓度，使得测试得到的数据具有可比性。
具体地，本发明的换液监控装置的工作过程包括三个阶段，分别为：循环阶段、取样阶段以及测试阶段，在循环阶段，所述第一开关阀10打开，所述第二开关阀20、第三开关阀30、第四开关阀40、第五开关阀50及第六开关阀130均关闭，所述药液箱1中药液从药液出口11流出药液箱1经过第一开关阀10后经药液入口流回药液箱1，形成药液循环；在取样阶段，所述第一开关阀10、第二开关阀20及第五开关阀50打开，第三开关阀30、第四开关阀40及第六开关阀130关闭，所述药液箱1中药液从药液出口11流出药液箱1经过第一开关阀10后一部分经第一药液入口12流回药液箱1，另一部分流向取样管60，经过取样管60和第五开关阀50从第二药液入口13流回药液箱1；在测试阶段，所述第一开关阀10、第四开关阀40、第三开关阀30及第六开关阀130打开，所述第二开关阀20及第五开关阀50关闭，所述CDA气体流入取样管60，将取样管60中的药液经过第四开关阀40推入稀释部70，所述计量泵90计量预设量的去离子水至稀释部70，所述去离子水与药液在稀释部70混合稀释后流入电化学测试站80，所述电化学工作站80对所述稀释后的药液进行电化学测试，得到测试数据并传输给分析单元100，所述分析单元100根据所述测试数据确定稀释后的药液的离子浓度范围是否超标。
需要说明的是，所述分析单元100根据所述测试数据通过循环伏安法得出所述稀释后的药液的电流电势曲线，并根据所述电流电势曲线确定稀释后的药液的离子浓度范围是否超标。进一步地，如图3所示，所述分析单元100通过将所述根据测试数据得出的电流电势曲线中的峰电势差V1与预设的标准电流电势曲线中的峰电势差进行对比，以确定稀释后的药液的离子浓度范围是否超标。
其中，当所述电流电势曲线中的峰电势差大于预设的标准电流电势曲线中的峰电势差时，确定所述稀释后的药液的离子浓度范围超标，在所述电流电势曲线中的峰电势差小于或等于预设的标准电流电势曲线中的峰电势差，确定所述稀释后的药液的离子浓度范围未超标。
所述蚀刻机台是否进行换液，以所述换液监控装置测得的所述稀释后的药液的离子浓度范围是否超标为依据，若所述换液监控装置测得的所述稀释后的药液的离子浓度范围超标，则更换药液箱1中的药液，若所述换液监控装置测得的所述稀释后的药液的离子浓度范围未超标，则继续循环药液箱1中的药液，直至测得所述稀释后的药液的离子浓度范围超标时，更换所述药液箱1中的药液，通过具体的测试数据取代现有技术中根据经验进行换液，能够更准确的把控换液节点，避免提前换液造成药液浪费，或延迟换液造成制程异常。
综上所述，本发明提供一种换液监控装置，通过在蚀刻机台的药液循环管路上设置取样管和电化学工作站，通过取样管对药液进行取样，通过电化学工作站对药液进行电化学分析，得出所述药液的离子浓度范围，从而根据所述药液的粒子浓度范围判断是否需要换液，准确把控换液节点，避免药液浪费或产品制程异常。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种换液监控装置，用于与蚀刻机台的药液箱(1)相连，其特征在于，包括：第一开关阀(10)、第二开关阀(20)、第三开关阀(30)、第四开关阀(40)、第五开关阀(50)、取样管(60)、稀释部(70)、电化学工作站(80)、计量泵(90)、分析单元(100)及第六开关阀(130)；所述药液箱(1)上设有药液出口(11)、第一药液入口(12)及第二药液入口(13)，所述稀释部(70)上设有第一输入口(71)、第二输入口(72)及输出口(73)；
所述第一开关阀(10)的第一端口与所述药液出口(11)相连，第二端口与所述第二开关阀(20)的第一端口及所述第一药液入口(12)相连；所述第二开关阀(20)的第二端口与所述第四开关阀(40)的第一端口及取样管(60)的第一端相连；所述第三开关阀(30)的第一端口接入洁净干燥的空气，第二端口与所述取样管(60)的第二端及第五开关阀(50)的第一端口相连；所述第四开关阀(40)的第二端口与所述稀释部(70)的第一输入口(71)相连；所述第五开关阀(50)的第二端口与所述第二药液入口(13)相连；所述第六开关阀(130)的第一端口接入去离子水，第二端口与所述计量泵(90)的输入端相连；所述电化学工作站(80)与所述稀释部(70)的输出口(73)相连；所述计量泵(90)的输出端与稀释部(70)的第二输入口(72)相连；
所述分析单元(100)与所述电化学工作站(80)电性连接；所述电化学工作站(80)用于从所述稀释部(70)获取稀释后的药液，并对所述稀释后的药液进行电化学测试，得到测试数据并传输给分析单元(100)；所述分析单元(100)用于根据所述测试数据确定稀释后的药液的离子浓度范围是否超标；
还包括：设于所述第六开关阀(130)与所述计量泵(90)之间的第一止回阀(120)，所述第一止回阀(120)的输入端与所述第六开关阀(130)的第二端口相连，输出端与所述计量泵(90)的输入端相连。
2.如权利要求1所述的换液监控装置，其特征在于，所述电化学工作站(80)包括：测试容器(81)以及设于所述测试容器(81)内的工作电极(82)、参比电极(83)和辅助电极(84)。
3.如权利要求2所述的换液监控装置，其特征在于，所述工作电极(82)为玻碳电极或铂电极，所述辅助电极(84)为石墨电极，所述参比电极(83)为饱和甘汞电极或氯化银电极。
4.如权利要求1所述的换液监控装置，其特征在于，还包括：设于所述稀释部(70)与所述计量泵(90)之间的第二止回阀(110)，所述第二止回阀(110)的输入端与所述计量泵(90)的输出端相连，输出端与所述稀释部(70)的第二输入口(72)相连。
5.如权利要求1所述的换液监控装置，其特征在于，所述第一开关阀(10)、第二开关阀(20)、第三开关阀(30)、第四开关阀(40)、第五开关阀(50)及第六开关阀(130)均为气动阀。
6.如权利要求1所述的换液监控装置，其特征在于，所述药液为所述蚀刻机台进行铝、铜或银蚀刻时的药液。
7.如权利要求6所述的换液监控装置，其特征在于，所述药液为酸性药液。
8.如权利要求1所述的换液监控装置，其特征在于，所述分析单元(100)根据所述测试数据通过循环伏安法得出所述稀释后的药液的电流电势曲线，并根据所述电流电势曲线确定稀释后的药液的离子浓度范围是否超标。
9.如权利要求8所述的换液监控装置，其特征在于，所述分析单元(100)通过将所述电流电势曲线中的峰电势差与预设的标准电流电势曲线中的峰电势差进行对比，并在所述电流电势曲线中的峰电势差大于预设的标准电流电势曲线中的峰电势差时，确定所述稀释后的药液的离子浓度范围超标，在所述电流电势曲线中的峰电势差小于或等于预设的标准电流电势曲线中的峰电势差，确定所述稀释后的药液的离子浓度范围未超标。
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