CN109933910B - 一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评估平板显示（Flat Panel Display，简称FPD）产品在制造中静电放电（Electro‑Static Discharge，简称ESD）敏感度的方法，包含以下步骤：A、建立FPD产品在前端制造工序中的电子器件结构仿真模型；B、根据步骤A的仿真模型建立FPD产品前端制造工序中的ESD失效情形仿真模型；C、根据步骤B的仿真模型建立FPD产品前端制造工序中的ESD失效敏感度测试方法，采用本发明，FPD制造工厂可以掌握自己的FPD产品的ESD敏感程度，并据此可以在工厂中进行合理的静电防护规划设计，从而实现FPD产品生产制造阶段有效的静电防护保护目标。
Description
技术领域
本发明平板涉及显示技术领域，具体是一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法。
背景技术
平板显示（FPD，Flat Panel Display）产品制造业界内，至今没有公开发布有适用于评估平板显示产品在生产制造阶段中的ESD（Electro-Static Discharge，静电放电）敏感度方法，以至于各平板显示制造企业在工厂生产阶段进行静电防护时，无法实现静电防护措施的方法设计、措施实施可以实现对平板显示产品提供有效的、合适的静电失效预防保护。附图4、5、6、7是目前业内对于FPD产品制造阶段中的TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）ESD敏感度评估所提出的较为有代表性的主要技术实现方法，但这些方法的最大共同点都是基于静电是通过与TFT器件的电气管脚发生直接接触的方式进行充电或放电作用的，而这种静电与TFT器件的作用方式在实际的FPD制造阶段，尤其是前端TFT Array段在除电测工序之外的情形中是不存在的。因此，由于这些TFTESD敏感度评估方法中所设计的TFT器件与静电作用的方式与现实FPD制造阶段的显著不符，由此得出的评估结果就很难实现有效反映不同FPD产品在生产阶段中的ESD风险情形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法，以解决所述背景技术中提出的问题。
为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：
一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法，包含以下步骤：
A、建立FPD产品在前端制造工序中的电子器件结构仿真模型；
B、根据步骤A的仿真模型建立FPD产品前端制造工序中的ESD失效情形仿真模型；
C、根据步骤B的仿真模型建立FPD产品前端制造工序中的ESD失效敏感度测试方法。
作为本发明的进一步技术方案：所述步骤A包括以下两种方式：①以十字交叉形状与层叠的结构来模拟FPD产品中TFT器件中不同金属膜层间的ESD失效结构特征；②以平面内的绝缘介质分隔所构成的丁字型状结构，来模拟FPD产品中TFT器件中同金属膜层内的不同金属线路间的ESD失效结构特征。
作为本发明的进一步技术方案：所述FPD产品的ESD评估应用范围包括TFT-LCD、刚性AMOLED以及Array前端采用刚性基板的柔性AMOLED产品。
作为本发明的进一步技术方案：所述仿真模型有两种。
作为本发明的进一步技术方案：所述步骤C具体是：采用仿真模型一，放置于相应模拟FPD产品在生产制造阶段中的ESD条件；采用带电金属平板组合平板状绝缘感应板使FPD产品静电感应带电的方式；在相应的测试方法中，采用EMI信号监测的方式来判断FPD产品是否发生ESD失效，进而得出此FPD产品在此种ESD失效情形下的ESD敏感程度。
作为本发明的进一步技术方案：所述步骤C具体是：采用仿真模型二，放置于相应模拟FPD产品在生产制造阶段中的ESD条件；采用带电金属平板组合平板状绝缘感应板使FPD产品静电感应带电的方式；在相应的测试方法中，采用EMI信号监测的方式来判断FPD产品是否发生ESD失效，进而得出此FPD产品在此种ESD失效情形下的ESD敏感程度。
作为本发明的进一步技术方案：所述步骤C最终得出的EMI信号所对应的静电压值，即为此种ESD失效情形下的FPD产品最大承受静电压-ESD敏感度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明，FPD制造工厂可以掌握自己的FPD产品的ESD敏感程度，并据此可以在工厂中进行合理的静电防护规划设计，从而实现FPD产品生产制造阶段有效的静电防护保护目标。
附图说明
图1为FPD产品的a-Si TFT单子像素点平面结构图。
图2为图1中的C-C处的切面膜层结构视图。
图3为FPD产品中TFT Array的典型平面结构图。
图4为利用元器件级的人体放电测试模型评估TFT ESD敏感度的方法示意图。
图5为利用接触放电方式的电子产品系统级的人体放电测试模型评估TFT ESD敏感度的方法示意图。
图6为通过静电感应方式使待测元器件带上静电的元器件级静电带电放电模型评估TFT ESD敏感度的方法示意图。
图7为利用了半导体晶圆级的传输线脉冲测试模型评估TFT ESD敏感度的方法示意图。
图8为模拟FPD产品制造中前端Array工序中的TFT不同金属膜层间ESD失效制作的仿真模型图。
图9为模拟FPD产品制造中前端Array工序中TFT同金属膜层内的ESD失效制作的仿真模型图。
图10为图8中TFT器件仿真模型在FPD产品前端制造工序中的一种ESD失效类型图。
图11为图9中TFT器件仿真模型在FPD产品前端制造工序中的另一种ESD失效类型图。
图12为图8中的模拟TFT器件模型在相应FPD产品制造前端Array工序中的ESD失效情形。
图13为图9中TFT器件仿真模型在相应FPD产品制造前端Array工序中的ESD失效情形图。
图中：101为ITO（Indium Tin Oxide，铟锡金属氧化物）像素电极，与TFT的漏电极（Drain）104电气连通，102为TFT中漏电极104与源电极（Source）（与103像素点数据线路连通）间的通道介质a-Si，105为FPD产品的玻璃基板，106为TFT栅电极（Gate），连通像素点TFT的选择线路；
201为TFT的源电极，202为TFT的漏电极，与203 ITO像素电极连通，204为TFT中的a-Si通道介质膜层，205为TFT的栅电极，206为TFT栅电极的绝缘膜层，207为TFT器件的玻璃基板；
301为FPD产品的玻璃基板，302为FPD产品每个像素点的选择线路，与像素点TFT的栅电极连通，303为FPD产品每个像素点的数据信号传输线路，与像素点TFT的源电极连通，304为一个子像素点的TFT器件，305为一个子像素点的器件；
401为双极型高压源，402为给储能电容器405（一般为100pF）充上静电的充电电阻，403为电容器405上的静电对404 TFT器件进行静电放电的放电电阻（一般为1500Ω）；
501为双极型高压源，502为给储能电容器505（一般为150pF）充上静电的充电电阻，503为电容器505上的静电对504 TFT器件进行静电放电的放电电阻（一般为330Ω）；
605为双极型高压源，604为给603金属充电板进行静电充电的充电电阻，602为绝缘板，作为601 TFT器件静电感应带电的介质；
707为双极型高压源，701为充电电阻，702为同轴传输线，705为同轴传输线的匹配阻抗（一般为50Ω），703为检测传输线对704 TFT器件进行放电的线路上电流所采用的高频耦合电流探头，706为电压探头，708为电流、电压测试通常采用的示波器。
801为FPD产品所用的玻璃基板，802为TFT中的较下方金属膜层线路，如栅极，803为TFT中金属膜层1与金属膜层2间的绝缘膜层，804为TFT中较上方的金属膜层线路，如源极或漏极；
901为TFT中金属膜层内的一线路，902为FPD产品所用的玻璃基板，903为TFT同金属膜层内不同线路间的绝缘膜层，904为TFT与901金属线路相邻的另一金属线路；
A01为本项发明中图8所示的TFT器件模型，A02为面静电场作用于A01的静电场线。
B01为本项发明中图9所示的TFT器件模型，B02为局部静电荷的静电场作用于B01的静电场线。
C07为双极性高压源，C06为给C03金属充电板进行充电的充电电阻，C01为绝缘板，C02为图8所示的TFT器件模型，C05为EMI（Electro-Magnetic Interference，电磁干扰）信号接收天线，C04为测试EMI信号所常用的示波器。
D08为双极性高压源，D07为给B05金属柱状电极进行静电充电的充电电阻，D06为支撑D05金属柱状电极的绝缘支撑结构，D01为图9所示的TFT器件模型，D02为B01的绝缘支撑结构，D04为EMI（电磁干扰）信号接收天线，D03为测试EMI信号所常用的示波器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1-13，一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法，包含以下步骤：
A、建立FPD产品在前端制造工序中的电子器件结构仿真模型。图8为本项发明中为模拟FPD产品制造前端生产工序，尤其是TFT Array段中的一类主要ESD失效情形-TFT不同金属膜层间的ESD失效类型，所发明的与相应生产工序的ESD风险相匹配的TFT器件仿真模型。此发明所涉及的主张包括：1.以十字交叉形状与层叠的结构来模拟FPD产品中TFT器件中不同金属膜层间的ESD失效结构特征；2.FPD产品的ESD评估应用范围包括TFT-LCD、刚性AMOLED（Active Matrix Organic Light Emitting Diode）以及Array前端采用刚性基板的柔性AMOLED产品。3.此发明应用的FPD产品制造阶段涵盖全部生产工序。图9为本项发明中为模拟FPD产品制造前端生产工序，尤其是TFT Array段中的另一类主要ESD失效情形-TFT同金属膜层内的线路间ESD失效类型，所发明的与相应生产工序的ESD风险相匹配的TFT器件仿真模型。此发明所涉及的主张包括：1.以平面内的绝缘介质分隔所构成的丁字型状结构，来模拟FPD产品中TFT器件中同金属膜层内的不同金属线路间的ESD失效结构特征；2.FPD产品的ESD评估应用范围包括TFT-LCD、刚性AMOLED（Active Matrix Organic LightEmitting Diode）以及Array前端采用刚性基板的柔性AMOLED产品。3.此发明应用的FPD产品制造阶段涵盖全部生产工序。
B、建立FPD产品前端制造工序中的ESD失效情形仿真模型。图10为本项发明中采用图8的TFT器件仿真模型所模拟的一种ESD失效情形仿真模型。来模拟FPD产品在前端制造工序中的不同TFT金属膜层间的ESD失效类型。图11为本项发明中采用图9的TFT器件仿真模型，来模拟FPD产品前端制造工序中TFT同膜层间的ESD失效类型；
建立FPD产品前端制造工序中的ESD失效敏感度测试方法。图12为本项发明中采用图8的TFT器件仿真模型，放置于图10中的FPD产品ESD失效情形中，采用EMI信号监测的方式来判断FPD产品是否发生ESD失效，进而得出此FPD产品在此种ESD失效情形下的ESD敏感程度。此发明所涉及的主张包括：1.采用图8所示的器件仿真模型来模拟FPD产品在生产制造阶段中的ESD条件；2.采用带电金属平板组合平板状绝缘感应板使FPD产品静电感应带电的方式；3.采用EMI信号监测的方式来判断ESD事件是否发生的方式，进而判定FPD产品中的TFT是否发生ESD失效。4.此测试方法最终得出的检测出EMI信号所对应的静电压值，即为此种ESD失效情形下的FPD产品最大承受静电压-ESD敏感度。5.此部分发明应用的FPD产品制造阶段涵盖全部生产工序。图13为本项发明中采用图9的TFT器件仿真模型，放置于图11中的FPD产品ESD失效情形中，采用EMI信号检测的方式来判断FPD产品是否发生ESD失效，进而得出此FPD产品在此种ESD失效情形下的ESD敏感程度。此部分发明所涉及的主张包括：1.采用图9所示的器件仿真模型来模拟FPD产品在生产制造阶段中的ESD条件；2.采用小尺寸表面的带电金属电极组合绝缘支撑结构感应板使FPD产品静电感应带电的方式；3.采用EMI信号监测的方式来判断ESD事件是否发生的方式，进而判定FPD产品中的TFT是否发生ESD失效。4.此测试方法最终得出的检测出EMI信号所对应的静电压值，即为此种ESD失效情形下的FPD产品最大承受静电压-ESD敏感度。5.此发明应用的FPD产品制造阶段涵盖全部生产工序。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法，其特征在于，包含以下步骤：
A、建立FPD产品在前端制造工序中的电子器件结构仿真模型，所述步骤A包括以下两种方式：①以十字交叉形状与层叠的结构来模拟FPD产品中TFT器件中不同金属膜层间的ESD失效结构特征；②以平面内的绝缘介质分隔所构成的丁字型状结构，来模拟FPD产品中TFT器件中同金属膜层内的不同金属线路间的ESD失效结构特征；
B、根据步骤A的仿真模型建立FPD产品前端制造工序中的 ESD 失效情形仿真模型；
根据步骤B的仿真模型建立FPD产品前端制造工序中的ESD失效敏感度测试方法，采用EMI信号监测的方式来判断FPD产品是否发生ESD失效，进而得出此FPD产品在此种ESD失效情形下的ESD敏感程度。
2.根据权利要求1所述的一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法，其特征在于，所述FPD产品的ESD评估应用范围包括TFT-LCD、刚性AMOLED以及Array前端采用刚性基板的柔性AMOLED产品。
3.根据权利要求2所述的一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法，其特征在于，所述步骤C最终得出的EMI信号所对应的静电压值，即为此种ESD失效情形下的FPD产品最大承受静电压-ESD敏感度。
4.根据权利要求3所述的一种评估平板显示产品在制造中静电放电敏感度的方法，其特征在于，步骤C中采用带电金属平板组合平板状绝缘感应板使FPD产品静电感应带电。
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