基于4.5代玻璃基板切割裂片的工艺研究
自动下料机机械结构设计研究
自动下料机机械结构设计研究摘要；随着工业自动化技术的发展，自动装卸已成为工业生产的重要组成部分。
自动冲裁机的机械结构设计是保证其性能的关键。
在此基础上，根据自动落料机设计的基本要求，将其分为升降机构和塑料输送机构。
讨论了刀片移植机构和玻璃移植机构的机械结构设计，讨论了基本技术参数的设定，为落料机器人系统的设计提供了依据。
精密自动切割线是中国第一条全自动TFT玻璃基板切割线。
本课题设计的自动切割机是该生产线的最新设备，主要完成玻璃的切割。
实现自动化生产线，自动下料机的结构设计就会显得尤为重要。
自动下料机分为提升输送机、塑料托盘移植部和玻璃移植部。
通过对各部件选型的计算分析，设计了设备的机械结构，建立了自动冲裁机的整体模型。
通过对吸盘移植部件移植臂的有限元分析，验证了移植臂满足结构要求，验证了所选部件的强度，确保了设备的稳定运行。
关键词；自动下料机; 机械结构; 机械设计; 升降传送机构引言自动下料机广泛应用于自动化制造中。
已成为高科技领域的一项新技术。
工作结构的一个分支。
机械手的灵活性较低，但他有重复同样工作的优势，不怕恶劣的环境，无所畏惧，因此，机械手被大量用于自动切割玻璃，主要用于自动化玻璃、切割、开裂等操作。
1.自动下料机的方案总体设计1.1自动下料机工作环境自动下料机工作环境干净，没有影响装载机设计和实施的因素，采用自动玻璃精密工程玻璃移植的自动装载和调试方法，使用自动锋利机对两侧锋利的玻璃窗格玻璃进行切割，并使用自动锋利机对面板进行分解。
表 1-1切裂线对应玻璃规格4 -16英寸1.2下料机械手系统的总体要求根据自动尖锐玻璃洗涤器系统的基本要求，切断和碎玻璃子系统使用变压器输送至自动清洗机。
气泡托盘有保存玻璃的规范，需要操纵器来精确玻璃。
操纵器必须具有识别剪贴板或碎玻璃状态的功能。
识别被拒绝后，机械结构智能，传动系统准确，控制系统准确，设备工作稳定，噪音应小于70 dpi。
随着现代工业化的快速发展，对机械手在工程中的应用提出了更高的要求。
热裂法切割玻璃等硬脆材料关键技术研究进展
热裂法切割玻璃等硬脆材料关键技术研究进展王海龙;王扬;王向伟;张宏志【摘要】热裂法自1967年提出至今已取得丰硕成果.为使国内外学者清晰掌握其研究体系和发展趋势,有必要对热裂法近60年的研究成果进行规律性总结.本文首先明确提出热裂法的发展路线分两个方向:非预制轨迹热裂切割和预制轨迹热裂切割.在非预制轨迹热裂切割研究领域,切割速度、裂纹轨迹偏移量和切割面质量是最主要的优化目标参数;在预制轨迹热裂切割研究领域,切割速度和切割面质量是最受关注的优化目标参数.针对上述目标参数的优化,均可通过采用新的热源形式、冷却形式和优化工艺流程得以实现,指出热裂法切割玻璃和陶瓷关键技术研究方向在于创新发展新的热源技术、冷却技术和进一步优化工艺流程.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2018(033)009【总页数】8页(P923-930)【关键词】热裂法;玻璃;陶瓷;研究进展【作者】王海龙;王扬;王向伟;张宏志【作者单位】哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨 150001;哈尔滨商业大学,哈尔滨 150028;哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TQ174玻璃和陶瓷等硬脆材料在军事航天、电力电子、汽车工业等领域均有广泛应用。
如何高效高质量地对上述材料进行切割加工一直是该领域亟需解决的关键问题。
切割加工方法主要有机械切割[1-4]、激光熔融切割[5-6]、等离子切割[7]、水射流切割[8]、电火花切割[9-10]和水导激光切割[11]等, 但上述方法均存在切割质量差、切割效率低、噪音大等缺点, 无法实现绿色环保等先进制造理念, 亟需新的切割加工方法。
热裂纹作为一种缺陷形式, 广泛存在于各种材料之中, 是影响材料机械性能的关键因素之一[12-13]。
材料中裂纹的产生及扩展是材料科学与工程领域的关键问题[14-16]。
热诱导裂纹扩展切割法(Thermal Cracking Method, 中文简称热裂法)是由美国学者Lumley等1969年提出并申请专利[17]。
液晶玻璃切割工艺探讨
液晶玻璃切割工艺探讨【摘要】研究分析了LCD行业中异形玻璃切割与规则形状玻璃切割过程中常见的质量缺陷，并制定了相应的解决对策。
基于3D液晶眼镜玻璃基板的切割，从刀轮选择，切割线轨迹，速度、压力控制等方面阐述了异形玻璃切割的工艺特点。
【关键词】质量缺陷异形切割工艺切割线轨迹速度刀轮压力Cutting Process Research Based on the Liquid Crystal glassLv Mo，Yuan jing-feng Wang jian-hua ，（China Electronics Technology Group Corporation the Second Research Institute，Taiyuan 030024，China）【Abstract】Research and analysis the defects in the cutting process include of regular path and irregular path liquid crystal glass which used in LCD industry，In allusion to several common typical cutting defects. Researches the various influence factors of cutting process （the block wheel，Cutting Path，Scribing speed，Cutting wheel load）based on the 3D liquid crystal glasses cutting process.【Key words】mass defect Cutting Pressure Cutting Path scribing speed Cutting Wheel Load在液晶显示器（LCD）和3D液晶眼镜生产制造过程中，切割工艺是一道重要的后工序。
切割裂片基础工艺及技术
Median Cra
裂片檯面
裂片及玻璃斷裂示意圖
• 当裂片时施加的裂片壓力没有完全施加在玻璃的切割線背面时,就会发生裂片 歪斜的狀況,影响LCD的品質,严重时还会造成相鄰的cell产生報廢.
兩種情況:
1.Breaking bar的安 裝於裂片stage不平 行? 2.Breaking bar與 score crack不重合?
的長度沿着刀輪切割的方向
切割线
切割线等效圖
•由於刀輪在高速旋轉狀態下对玻璃造成的各種破坏現象可以用微裂紋理
论来解释.
切割原理
•玻璃在切割時,會產生Median Crack和Lateral Crack
•Median crack:分斷的必須條件,因為玻璃厚度,製造過程影響,產生的
Median crack也不一樣
TFTBG玻璃切割技術研討會報告—
切割裂片基礎工藝及技術研究
報告單位: BEOL BU/SENG/BSPSE 指導主管: 林仕農 報 告 人: 惠 偉 報告日期: 2009年2月21日
Confidential
Prepared:惠偉/康傳華
•切割裂片原理介紹
•斷裂機理 •切割原理 •裂片原理
Content
•刀輪的選擇 •切割刀輪使用壽命的評估
•鐳射切割技術
•鐳射切割原理 •鐳射發展現況
斷裂機理—微裂紋理論
•Griffith微裂紋理論
•发生脆性變形的材料,在拉出後會自動形成一些微裂紋，而這些微裂紋
的端部正是應力集中的地方,其邻近所贮藏的應变能逐步變成斷裂表面能 而使微裂紋進一步扩展,造成材料強度的降低,更進一步的會導致材料的 斷裂.
• Median crack的產生
刀輪切入玻璃深度2~5um,在玻璃表面產生許多微裂紋; 刀輪对與玻璃有擠壓作用,會在刀輪的下方形成深为5~10um的破坏
液晶材料与技术——LCD工艺技术讨论—制屏
液晶材料与技术
摩擦取向技术存在一些问题
摩擦取向技术虽然是液晶显示器工业中最成熟、最 可靠、应用最广泛的取向技术,但是无论在实践上 还是在理论上摩擦取向技术都仍然存在一些问题, 主要表现在以下几点:
1. 摩擦过程中容易产生静电,这会造成薄膜晶体管 的击穿;由于摩擦过程产生绒毛尘埃,摩擦后必须增 加清洗、干燥工序,降低了生产效率;另外还有少数 绒毛即使通过清洗工序也很难彻底清除,影响LCD 的显示效果,甚至出现次品。
液晶材料与技术
液晶材料与技术
贴合工程
贴合工程（panel assembly system）是将已经 配置好隔离子和封接剂的两块基板进行组装贴合， 完成封接的过程。
为了保证两块基板的准确对位和间隙均匀，贴合封 装极为关键，横纵方向的组装精度直接影响制品的 开口率和对比度，必须尽力保证。
贴合装置应具备调整功能和加压功能。为防止工程 内、工程间输送式发生调整后的错动，应采用紫外 线硬化型黏结剂进行预固定。
生产节拍 清洁度
材料使用量 如何对应多品种
快
不利（直接与基 板接触） 多
对应每个品种都 要制版
慢（对小型屏来 说不利） 有利
少 只要变化描画软
件即可
液晶材料与技术
液晶材料与技术
在封接材料形成之后，还要实现阵列基板和 CF基板上公用电极的电气连接，一般是利 用分配器描画方式将导电胶涂布在所需要的 位置。
液晶材料与技术
非摩擦法液晶分子取向技术UV2A技术
/2009 -09/ART-230002-811028418451.html
上图：玻璃基板涂上Sharp自行开发的特殊材料，作为配向膜。中图：当 照射UV光时，配向膜的高分子自动导向成UV光照射的角度。下图：液晶 分子预倾角度自动导向成配向膜高分子的方向。
液晶玻璃双刀轮切割及其裂纹产生、扩展规律
液晶玻璃双刀轮切割及其裂纹产生、扩展规律万珍平;张昆;冯俊元;卿剑波;付永清【摘要】The liquid crystal display(LCD)glass substrate cutting is one of the key processes in manufacturing LCD screens.In order to achieve highly-efficient and high-quality precision cutting of LCD glass substrates, a new LCD glass substrate cutting method based on double scribe-wheels is proposed, in which the first scribe-wheel is used to scribe a plastic groove on the cutting surface and then the scribed LCD glass substrate is cut by the second scribe-wheel along the plastic groove.Then, the critical load of medial crack initiation is determined by the inden-tation experiments using a symmetric wedge, and the crack initiation and propagation laws during the second inden-tation of the symmetrical wedges along the plastic groove that is generated in the first indentation are investigated. Experimental results show that(1)no lateral cracks occur during the second indentation;(2)the length of the vertical cracks increases slightly with the increase of the load imposed in the first indentation, and it increases line-arly with the increase of the load imposed in the secondindentation;(3)when no lateral cracks occur, it is possi-ble to obtain the perfect fractographs without edge chippings or microcracks[1]; and(4)the length increase of the vertical cracks makes the splitting of the substrate on the flip side unnecessary during the second cutting based on the double scribe-wheels.%液晶玻璃基板切割是液晶显示器制造的关键工艺之一.为了实现液晶玻璃基板的高效、高质量精密切割,提出了基于双刀轮的液晶玻璃基板切割新方法,即利用第一刀轮在待切割表面刻划出微塑性刻痕,再利用第二刀轮沿塑性刻痕切割玻璃.通过印压实验获得对称楔形压头印压液晶玻璃时仅产生塑性刻痕而不产生裂纹的临界载荷,然后研究对称楔形压头沿着第一次印压产生的塑性刻痕进行二次印压时裂纹的产生和扩展规律.结果表明:二次印压没有横向裂纹产生,产生的垂直裂纹长度随一次印压载荷的增大略有增大,随二次印压载荷的增加线性增加;无横向裂纹产生使得双刀轮切割时能够获得无边崩和微裂纹的、边缘整齐的断口形貌,垂直裂纹长度的增加使得双刀轮切割时无需二次裂片.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(045)012【总页数】7页(P99-105)【关键词】液晶玻璃;切割;印压;裂纹【作者】万珍平;张昆;冯俊元;卿剑波;付永清【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学设计学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TQ171液晶显示具有轻薄化、大幅面、图像色彩饱和度好、色彩层次丰富、还原性高等优点，已成为显示器的主流技术，大量应用于液晶电视、电脑、数码相机、智能手机等电子产品[1].液晶显示器在制作过程中需要对尚未灌注液晶的大幅面玻璃基板进行切割，切割质量的好坏直接影响后续产品的质量和生产成本，是制作液晶显示器的关键工艺[2].液晶显示玻璃基板属于典型的脆性材料，其切割方法主要有刀轮切割和激光切割两种.刀轮切割是采用硬质合金或金刚石刀轮(包括普通刀轮和高渗透刀轮)划线切割的机械切割方式，普通刀轮切割由于裂纹渗透率低(如Pan等[3]的切割实验中，中位裂纹深度最大为140 μm)，切割后需要反转敲击裂片[4]，易产生边缘碎屑与微裂纹等缺陷，尤其是在裂片过程中，微裂纹沿玻璃表面横向扩展，形成玻璃屑[4]，这些碎屑与微缺陷往往是导致器件损坏的重要原因，为此普通刀轮切割的断面还需进一步修磨、清洗.为提高切割质量，学者们对液晶玻璃切割机的加压机构[5]、控制系统[1- 6]等进行了优化设计.为了克服普通刀轮切割的不足，出现了高渗透刀轮[7].高渗透刀轮是在普通刀轮的外缘加工出齿深1.0～1.8 μm且具有一定角度的微齿，这些微齿在切割时对玻璃基板施加了间断性的冲击，因而可以获得较深的垂直裂缝而不需要裂片工序，大大提高了切割质量和生产效率[7].但机械加工过程中产生的加工应力带来的低成品、高成本仍是液晶玻璃切割面临的难题.激光切割玻璃的方法分为两种：熔融蒸发切割法和裂纹控制切割法[8].熔融蒸发切割法利用高强度能量的激光束扫描工件，使工件被扫描区域温度上升至软化温度，此时玻璃处于熔融状态并具有一定塑性与延展性，通入辅助气流吹走熔融玻璃切断工件.熔融蒸发切割法的不足在于激光加热过程中会有一部分熔融质残留并且加工表面存在许多微观裂纹[9].裂纹控制法切割玻璃的原理是利用激光对工件进行局部加热，使工件表面温度快速升高而产生热应力，随后对工件进行快速降温，工件表面在拉应力的作用下萌生裂纹，裂纹沿着规划路径扩展使玻璃基板分离[8,10- 11].王星罡等[12]为了更有效地使裂纹贯穿玻璃基板，利用辅助气体或液体来加剧玻璃的冷却，由此产生更大的热应力，促使基板分离，然而该方法存在切面容易倾斜、裂纹伸展方向不易控制等问题.为了更好地控制裂纹扩展路径，焦俊科等[13]采用双光束CO2激光热应力切割的方法，用聚焦与非聚焦的CO2激光同时切割玻璃基板，前者用于在玻璃表面划线，后者使玻璃表面产生较大热应力使玻璃分离.Huang等[14]采用355 nm的脉冲激光进行划线，再利用CO2激光加热玻璃基板并使之分离.Tsai等[15]利用激光切割液晶玻璃，在使用水冷的同时施加弯曲应力，促进裂纹更好地扩展.沈佳骏等[16]利用聚焦后的、具有高能量密度的短脉冲(纳秒)激光从玻璃下表面逐层扫描至上表面，使扫描过程中产生的微裂纹相互连接，达到玻璃切割的目的.此外，Tsai等[17]提出，在激光切割液晶玻璃基板前用金刚石刀轮预先沿切割方向刻划出微沟槽，以控制裂纹的扩展方向.尽管激光控制裂纹切割法有很多优点，但由于是通过热应力诱导裂纹产生，在切口端面会留下残余拉应力和一定的热变形层.因此，为了实现液晶玻璃基板的高效、高质量精密切割，研究新的液晶玻璃基板切割方法和机理极为必要.文中提出基于双刀轮的液晶玻璃基板切割新方法，即首先利用一普通刀轮刻划待切割表面，产生一条微塑性刻痕，再利用另一普通刀轮沿着微塑性刻痕切割玻璃.双刀轮切割液晶玻璃基板的关键在于第二刀轮切割时的裂纹产生和扩展规律.为揭示这一规律，利用印压实验研究液晶玻璃基板仅产生塑性刻痕而不产生裂纹的临界载荷，然后沿塑性刻痕进行二次印压，研究二次印压时的裂纹产生和扩展规律.1 双刀轮切割方法普通刀轮切割玻璃的原理是利用刀轮在玻璃基板表面切割时形成的垂直裂纹，通常情况下，形成的裂纹如图1所示[18].图1中，所产生的裂纹分为横向裂纹和垂直裂纹.横向裂纹沿着玻璃表面扩展,造成印压区表层玻璃脱落，形成玻璃屑和边崩；垂直裂纹沿着切割断面扩展，从而使玻璃分离.但垂直裂纹往往不能贯穿玻璃断面，需要反转裂片，进一步加剧了边崩和玻璃屑的产生；而且，垂直裂纹容易出现分叉，导致断面不整齐，如图1所示.因此，在刀轮切割过程中，如能抑制横向裂纹产生，促使垂直裂纹扩展，就可获得整齐的边缘和断口且无玻璃屑产生.基于这一想法，提出了基于双刀轮的切割方法，原理如图2所示.首先利用一普通刀轮在玻璃基板上刻划出一塑性刻痕，然后利用另一刀轮沿着塑性刻痕切割玻璃.图1 楔角为60的刀轮印压玻璃时的裂纹照片[18]Fig.1 Microphotograph of the glass crack in specimens subject to normal loading by scribe-wheel图2 双刀轮切割玻璃基板示意图Fig.2 Schematic illustration of glass substrate cutting with double scribe-wheels2 二次印压裂纹的产生和扩展规律采用印压实验确定第一刀轮刻划时仅产生塑性刻痕而不产生裂纹的临界载荷，然后研究第二刀轮沿塑性刻痕切割时裂纹的产生和扩展规律.2.1 印压实验方法与装置液晶显示玻璃印压实验示意图见图3.其中，试件尺寸为50 mm×10 mm×0.7 mm；待印压表面进行必要的打磨、抛光处理，保证待印压表面无可见裂纹.实验采用楔角为60°、90°、120°的对称楔形压头对玻璃进行印压，压头材料为硬质合金.施力装置上的夹具可以平移与自适应转动，以确保压头与试件印压表面均匀接触，施加在压头上的力通过Kistler测力仪测得.玻璃印压过程中，采用数字显微镜MDA2000对玻璃裂纹进行显微观察并拍摄，使用MDA2000自带的测量软件测量裂纹长度，其测量精度可达10 μm.所有的裂纹显微照片都是沿图3所示的A向拍摄.图3 液晶显示玻璃印压实验示意图Fig.3 Schematic illustration of indentation on LCD glass specimen2.2 产生垂直裂纹的临界载荷双刀轮切割玻璃首先需在被切割表面刻划出塑性刻痕，塑性刻痕的深度愈大愈好，但又不能产生裂纹.因此，文中利用印压实验确定液晶玻璃基板恰好出现垂直裂纹时的临界载荷，通过重复实验取平均值的方法减少随机误差，保证实验结果的可靠性.实验发现：压头楔角为60°时，垂直裂纹萌生的临界载荷为46 N；楔角为90°时，产生垂直裂纹的临界载荷稍有增加，达56 N；楔角为120°的压头印压玻璃时，临界载荷为68 N.各对称楔形压头印压液晶玻璃基板产生垂直裂纹的临界载荷如图4所示.图4 不同楔角压头对应产生垂直裂纹的临界载荷值Fig.4 Critical load of vertical crack initiation corresponding to different wedge angle2.3 二次印压实验所谓二次印压是指在产生垂直裂纹的临界载荷范围内对玻璃试件进行印压，产生塑性刻痕后完全卸载，然后在同一位置处再次加载进行印压.图5为二次印压实验示意图，图5(a)所示为初始加载，用低于产生垂直裂纹的临界载荷对玻璃试件进行第1次印压，形成塑性刻痕后完全卸载，如图5(b)所示，之后在产生塑性刻痕的位置处进行两次印压，如图5(c)所示，研究此时裂纹的产生和扩展规律.图5 二次印压实验示意图Fig.5 Schematic illustration of the second indentation图6为采用120°压头对液晶玻璃试件进行二次印压时拍摄的一组照片.图6中，第1次印压时所施加的载荷均为64 N，第2次印压时分别加载至98、104、114 N.与图1对比可以发现：二次印压时，在印压表面仅残留塑性刻痕，没有横向裂纹产生；垂直裂纹的长度随着二次印压所施加载荷的增大而增大.图6 楔角为120°压头在同一初始载荷下二次印压时的裂纹照片Fig.6 Photos of crack during the second indentation by wedge with interior angle 120° subjected to the same initial loading图7为楔角120°的压头单次印压液晶玻璃(载荷为140 N)的裂纹照片，对比图6和7可看出，尽管二次印压时的载荷远小于单次印压时的载荷，但二次印压时的裂纹长度均大于单次印压的裂纹长度，且从图7可看出，单次印压表面在印压区产生了横向裂纹.这表明二次印压确实能有效抑制横向裂纹和边崩的产生，促使垂直裂纹的扩展.图7 楔角为120°压头单次印压液晶玻璃的裂纹照片(载荷为140 N)Fig.7 Photo of crack in LCD specimen during a single indention by wedge with interior angle 120° (Load:140 N)图8所示楔角为120°的压头在第1次印压载荷分别为40、46、52 N，卸载后再次加载至98 N时所拍摄的一组裂纹照片.通过对比图8(a)、8(b)、8(c)可知，在第2次印压载荷相同的条件下，垂直裂纹长度随着第1次印压载荷的增大而略有增加.原因在于第1次印压载荷越大，产生的塑性刻痕越大，再次加载后导致产生的垂直裂纹长度略有增大.同时，由图6和8可以发现，在加载与卸载过程中均没有出现横向裂纹.这是由于第1次印压载荷在塑性变形范围内，印压区产生了微塑性变形，即塑性刻痕，因此二次印压时没有横向裂纹出现.图8 压头楔角为120°时不同初始载荷下裂纹的扩展Fig.8 Cracks propagation under different initial loading by wedge with interior angle 120°2.4 二次印压裂纹长度楔角为90°的压头二次印压液晶玻璃试件时垂直裂纹的长度与载荷的关系曲线如图9所示.第1次印压载荷为40 N，卸载之后再加载至76 N时，垂直裂纹长度为0.290 mm；当载荷增加至120 N，垂直裂纹长度为0.569 mm[19].如果液晶玻璃基板的厚度为0.7 mm，这一垂直裂纹长度已足以使基板断裂，无需二次裂片.当载荷继续增加至128 N后，裂纹进入非稳定扩展阶段，裂纹长度迅速增加，直至试件断裂.在裂纹稳定扩展阶段，垂直裂纹长度和载荷成线性关系.第1次印压载荷为46 N，完全卸载，然后再加载至76 N时，垂直裂纹长度为0.298 mm；当载荷增加至120 N，垂直裂纹长度增加至0.588 mm.当第1次印压载荷为52 N时，完全卸载，然后再加载至76 N时，垂直裂纹长度为0.312 mm；当载荷增加至120 N时，垂直裂纹长度增加至0.618 mm，这一裂纹长度亦足以使基板自行断裂而无需二次裂片.这表明，二次印压时垂直裂纹的长度随载荷的增加稳定扩展，且由图9看出，进入稳定扩展阶段后，裂纹的增长与载荷成线性关系.此外，当第2次印压载荷相同时，裂纹长度随第1次印压载荷的增加而增加.图9 90°压头二次印压时垂直裂纹长度与载荷的关系Fig.9 Relationship between vertical crack length and loading during the second indentation by wedge with interior angle 90°对于单次印压实验，当载荷增加至76 N时，垂直裂纹长度仅为0.284 mm；当载荷增加至120 N，对应的垂直裂纹长度为0.447 mm，与二次印压裂纹相比，相同载荷下单次印压产生的垂直裂纹长度较短，随载荷的增长率也较小.3 双刀轮的液晶玻璃切割3.1 实验方法玻璃切割通过刀座引导刀轮在玻璃表面进行连续运动，由于刀轮边缘为锋利的刃口，在刀轮上加载一定的压力使玻璃产生垂直裂纹，利用垂直裂纹扩展达到使玻璃分离的目的.图10为玻璃切割装置示意图.实验中，为了避免开始切割时刀轮与玻璃基板发生碰撞引起玻璃破碎，设计了一种弹性刀架，在刀架与套筒之间设有弹簧，用于减少刀轮与玻璃基板之间的刚性碰撞.刀杆末端设有螺纹，可安装螺母实现刀杆与套筒的锁紧，通过调节螺母位置可以实现切割载荷的控制.刀架上安装的普通刀轮角度为125，刀轮外径和内径分别为2.5 mm和0.8 mm，厚度为0.65 mm，刀轮材料为硬质合金.实验中，为体现双刀轮切割而又简化实验装置，先利用刀轮在液晶玻璃基板的表面上以一个较小的压力(低于产生垂直裂纹的临界载荷)刻划玻璃，在玻璃的表面形成一条微塑性刻痕，然后再沿该微塑性刻痕切割玻璃.实验中，液晶玻璃基板厚度为0.7 mm.图10 玻璃切割装置示意图Fig.10 Schematic illustration of glass cutting device3.2 实验结果图11为传统普通刀轮切割和双刀轮切割液晶玻璃基板的断面照片.从图11(a)看出，传统普通刀轮切割时，断口边缘充满微裂纹和边崩，产生玻璃屑，对后续加工极为不利；而从图11(b)看出，双刀轮切割后的断口边缘整齐，无边崩和微裂纹产生.原因就在于第2刀轮切割时，相当于在第1刀轮产生的塑性刻痕的基础上进行连续二次印压，而二次印压既能够抑制横向裂纹的产生，又能促使垂直裂纹稳定扩展，裂纹长度增加，使得基板不需要反转裂片就能够分离.因此，双刀轮切割能够高效切割液晶玻璃基板，获得光滑、无微裂纹的断口形貌，显著提高切割质量和效率，是一种切割液晶玻璃基板的有效方法.图11 传统切割和双刀轮切割液晶玻璃基板的断面照片Fig.11 Cross-section photos of glass substrate under traditional cutting and double scribe-wheels cutting4 结论(1)在相同的印压载荷下，二次印压垂直裂纹的长度远大于单次印压所产生的垂直裂纹的长度，且不会产生横向裂纹.(2)二次印压时，在相同的载荷下，垂直裂纹的长度随第一次塑性刻划时的载荷的增加而略有增加；二次印压垂直裂纹的长度随印压载荷的增加线性增加，增长率大于单次印压时的增长率.(3)基于双刀轮液晶玻璃基板切割能够获得光滑、无边崩和微裂纹的断口形貌，且无需反转裂片，是一种高效切割液晶玻璃基板的有效方法.参考文献：[1] 蔡克新，曹力宁.LCD玻璃划切机控制系统设计 [J].电子工艺技术，2013，34(3):170- 173.CAI Ke-xin，CAO Li-ning.Control system design of LCD glass incising machine [J].Electronics Process Technology，2013，34(3)：170- 173. 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Tft-lcd及触摸屏玻璃基板的切割工艺技术
2019.30科学技术创新体提升电气设备综合使用率，进一步提升系统服务的真正效率。
与此同时，平台的有效性建立，还可以充分满足用户的实际需要，便于实现独立的系统目标。
在具体应用的过程中，要按工业生产的实际需求，客户目标来做代码，将代码下载到硬件，编入到逻辑控制器当中。
3工业电气自动化的发展趋势随着电气自动化的不断发展，也为工业发展带来了相当大改变契机，让工业生产过程中能源得到了有效的节约，也减少了实际的生产成本，切实确保了工业生产过程中，收获了更多的社会效益和经济效益。
发展电气自动化可以助推当前国家的工业发展，也能在这个过程里，缩短和发达国家的距离。
工业自动化在发展的时候，产生了分布式、信息化、开放化的发展势头。
独立的工作环境下，只有分布式结构可以切实做好让每个职能模块在网络环境里实现，还可以分散存在的系统风险，另外开放化的系统结构可以连接系统和外界的网络，信息化也可以让系统在信息处理的过程里有很好的效果，同时也使网络自动化和管控实现了一体化。
工业电气自动化水平的不断提高，可以促进工业化有良好的发展。
工业电气自动化的发展进程中，信息技术已经渗透到产品的各个层面，不光包括仪表与控制器，还包括执行器与传感器。
同时，浏览器能够存取人事、财务方面数据，能够为管理层使用，也能够整体监控目前生产过程的动态画面，并能迅速了解详细而准确的生产信息内容。
微处理器和微电子的发展是信息技术的原初动力。
微处理器和微电子技术的大量应用，使本来确定的设备界线，软件结构、通讯能力和统一组态环境变得尤为重要。
结束语总之，通过以上分析，总结了工业电气自动化的应用及发展，希望通过有效研究，能够为相关技术人员提供有效参考，以此为工业生产自动化技术发展提供有效保证。
参考文献[1]李所.工业电气自动化的应用及发展趋势探析[J].科技创新与生产力,2018(8):90-91，95.[2]潘德华.工业电气自动化的应用及发展趋势[J].建材与装饰,2018(9):233-234.[3]廖芝魁.浅谈工业电气自动化在实践中的应用与创新[J].科技风,2018(6):13.[4]叶云云.工业电气自动化的应用与发展[J].电子技术与软件工程,2017(7):130.Tft-lcd 及触摸屏玻璃基板的切割工艺技术詹楠（蚌埠中光电科技有限公司，安徽蚌埠233000）企业进行液晶显示屏和触摸屏等生产制造中，为了降低制造成本，往往在规模化批量性生产中提升生产效率。
LCD玻璃裂片工艺技术的研究
Ｗ 为主支架及其上载荷的重量 ：
为螺 母 内部 的摩 擦 系 数 ； 为预 压 力 ， 小 选 取 为 基 本 动 额 定 载 荷 Ｃ 大 ａ
的 １ Ｏ％ ：
对 工 作 台平 行 的调 整 也 很 重要 。在 分析 计 算 后 ， 设 计 了 分 辨 率 为 ０ ０ ｍｍ 的 刀 深 切 入 量 调 节 机 构 和 ．３
１ ｍ ５
图 １ 切 割 断 裂过 程 示 意 图
代表 累积导 向的误差
４ ．１ ｍ － ２ｒ ０ ａ
滚 珠 丝 杠 受 力 为 轴 向力 ， 本 设 备 中 轴 向力 Ｆ 在 ａ
１２ 裂 片 工 艺 设 备 设 计 开 发 思 路 ．
我们 在 设 计 开 发 此 项 技 术 时 ， 方 面 在 设 备 结 一 构 上 充 分 考 虑 ， 证 精 度 、 定 性 和 可 靠 性 ， 时调 保 稳 同 整 起 来 方便 快 捷 ： 一 方 面 需 综 合 考 虑 不 同厂 家工 另
（ａ ｕ ｎＦ ｎ ｈ ａＩ ｏｍａｉ － ｑ ｉ ｎ Ｃ ．Ｌｄ， ａ ｕ ｎＳ ａ ｘ ０ ０ ２ ， ｈ ａ Ｔ ｉ ａ ｅ ｇ ｕ ｆｒ ｔ ｎ ｅ ｕ ｍｅ ｔ ｏ， ｔ．Ｔ ｉ ａ ｈ ｎ ｉ ３ ０ ４ Ｃ ｉ ） ｙ ｎ ｏ ｐ ｙ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｗ ｉ ｉｅｙ ａ ｐｉａ ｉ ｎ ｏ ｉｕｄ ｃｙ ｔ ｌ ｉｐａ ｅ ｈ ｉｕ １ ｍｏ ｔｆ ｌｓ ａ ｄ ｎ ｗ ｓ ｒｃ ： ｔ ｗ ｄ ｌ ｐ ｌ ｔ ｆｌ ｉ ｒｓ ａ ｓ ｌ ｔ ｃ ｎｑ ｅ ｉ ｈ ｃ ｏ ｑ ｄ ｙ ３ ｓ ｉ ｄ ｎ ｅ ｅ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈｏ ＣＤ ａ ｓＢｒ ａ ｉｇＭ ａ ｕａ ｔ ｒ ｎ ｕｐ ｎ ｓ ａ ｃ ｆ Ｌ Ｇｌｓ ｅ ｋｎ ｎ ｆ ｃｕ ｅａ ｄＥｑ ｉｍｅ ｔ
TFT—LCD切割裂片条件觉化对后段制程的影响
收稿 日期 ：２００６—０５—２５
Ｓｅｐ ２００６
现 代 显 示 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐ￣ｙ ４３
维普资讯
ｊ
．
１ 引言
刘 倩等 ：ＴＦｒ－ＬｃＤ切割裂片条件优化对 后段 制程 的影 响
对切割 ／裂 片条件进行优化后 ，本文主要讨论和 分析 了 其对后段屏和模组制程 的影响。
文章编号 ：１００６－６２６８（２００６）０９－００４３－０４
维普资讯
竺 竺 竺
＊基金项 目：国家自然科学基 金 ，Ｎｏ：５０３７２０３８陕西省教育 厅 产 业 化 项 目基 金 ，Ｎｏ：０６ＣＪ２３
Ｔ ＦＴ—ＬＣ Ｄ切 割裂 片条件 优 化 对 后ｌｌ制程 和 ｍｏｄｕｌｅ制 程 的影 响 。切 割 裂 片条件 优 化使 玻璃 基 板表 面弹 出的玻璃 屑 大大
减 少。实验发 现 ，优 化后 的 切割 裂 片条件使 无 尘室环境 得到 改善 ，洗 剂的 污染程度 和 生产成 本 降
低 ．偏 光 片贴 附制程 中的玻璃 屑异 物 下降 １％～２％，并使 ＬＣＤ 的连接 更加 安全 、可 靠。
关键 词 ：ＴＦＴ－ＬＣＤ；切割 ；裂片 ；偏 光 片贴 附 ；液晶盒 ；模 组
中图分类 号 ：ＴＮ１４１．９
文献标 识码 ：Ａ
Ｅｆｅｃｔ ｏｆ Ｏｐｔｉｍ ｉｚｅｄ Ｓｃｒｉｂｉｎｇ ａｎｄ Ｂｒｅａｋｉｎｇ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｅｌｌ ａｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ＴＦＴ—ＬＣＤ Ｇｌａｓｓ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ
２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏ ｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｓｈａａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ ｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｘｉ ａｎ ７１ ００２１，Ｃｈｉｎａ）
封装用玻璃基板的热应力翘曲研究
封装用玻璃基板的热应力翘曲研究
闫伟伟;朱泽力;李景明
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2024(24)1
【摘要】通过理论分析、仿真模拟、实验验证相结合的方法对封装用玻璃基板的热应力翘曲进行研究。
结果表明,相较于传统的有机化合物基板,玻璃基板降低热应力翘曲的效果十分显著。
以双材料板模型为研究对象,通过对不同模型进行分析对比,总结了不同因素对热应力翘曲的影响。
增加玻璃基板的厚度对降低翘曲的效果最为显著。
提高玻璃基板的热膨胀系数(CTE),使其接近堆积膜的CTE,有助于降低翘曲。
对堆积膜进行较多的分区可以显著改善翘曲。
同时,重力也是不可忽略的影响因素,产品的放置方式决定了翘曲方向并影响翘曲值的大小。
【总页数】5页(P1-5)
【作者】闫伟伟;朱泽力;李景明
【作者单位】深圳莱宝高科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN305.94
【相关文献】
1.晶圆尺寸级封装器件的热应力及翘曲变形
2.键合参数和芯片/基板厚度对非导电膜互连封装玻璃覆晶模块芯片翘曲的影响
3.围生期综合护理对初产妇母乳分泌及
喂养情况的影响4.桥梁灌注桩泥浆护壁成孔的质量问题及处理方法分析5.基于FCBGA封装应用的有机基板翘曲研究
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LCD切割裂片不良及解决方法
LCD切割裂片不良及解决方法作者：宋新华范志新来源：《现代显示》2010年第11期摘要:文章汇总了LCD后制程中切割裂片的常见不良,根据切割裂片原理,分析了不良产生的原因,并通过实验给出了改进的方法。
关键词: LCD;后制程; 切割裂片中图分类号:TN141.9 文献标识码:BThe Defects of LCD Scribing and Breaking, and It’s SolutionSONG Xin-hua1, 2 , FAN Zhi-xin1(1. Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300400, China;2. Jiangmen Yeebo Semiconductor Co., Ltd., Jiangmen Guangdong 529000, China)Abstract: The common defects of LCD scribing and breaking was collected. The reasons casing the defects was analyzed, according to the scribing and breaking principle. The improvements was given through the experiment.Keywords: LCD; back-end process; scribing breaking引言液晶显示器(LCD) 以其优于阴极射线管(CRT) 显示器的轻薄、无辐射、无污染、功耗低、寿命长和极易数字化显示等优点,仅仅20 余年便风靡电子产业界。
尤其是薄膜晶体管液晶显示器(TFT- LCD), 更以清晰度高、容量大、易于实现大规模集成化生产和全彩色显示的优点,LCD 产品的市场份额超过了90%,成为21 世纪液晶领域甚至平板显示技术领域极有发展前途的技术之一[1-3]。
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基于4.5代玻璃基板切割裂片的工艺研究Research of Scribing and Breaking Based on 4.5Generation of Glass Substrate张俊清,李彦明,栗万羽（中国电子科技集团公司第二研究所,山西太原030024）Zhang Jun-qing,Li Yan-ming,Li Wan-yu (CETC No.2Research Institute,Shanxi Taiyuan 030024）摘要：通过基于4.5代玻璃基板专用生产线，分析了在切割/裂片制程中可能出现切割断线、边缘崩裂、裂片不良、破损和外刮等缺陷的原因，讨论了切割/裂片工艺的主要过程和影响其的主要因素。
关键词：专用；生产线；切割；裂片；工艺中图分类号：TQ171.6+8文献标识码：B文章编号：1003-0107(2017)06-0082-05Abstract:Based on the 4.5generation of special glass production line,the article discusses the main techno-logy of cutting process and its dominant influencing factors by analyzing different kinds of flaws including cu-tting connection,edge chipping,incorrect scribing,breakage and scratching which may emerge in the cutting process.Key words:special;production line;cutting;scribing;technology CLC number:TQ171.6+8Document code:BArticle ID ：1003-0107(2017)06-0082-05作者简介：张俊清(1982-)，男，大学本科，就职于中电科风华信息装备股份有限公司，现从事电子专用设备的研制与开发。
0引言伴随着液晶显示技术的迅速发展，液晶显示器由于具有出色的色彩饱和度、色还原能力和较高的对比度，已经成为信息显示领域的主导技术和研究开发的热点，其占据高端平板显示器的市场份额正在迅速增加[1]。
但是在玻璃基板的制造过程中还存在着工艺相对复杂和良率还不太高的缺点。
其原因主要为以下两方面：首先，在切割/裂片工序由于切割不良会产生废品，如跳线、崩边、裂痕大、缺角等缺陷。
其次，切割/裂片工序还会产生许多玻璃屑，这些玻璃屑会影响到清洗、液晶灌注、贴偏振膜、COG (chip on glass)等工序的产品质量，并最终会造成废品。
因此进一步完善TFT—LCD 制程的切裂工艺始终是相关企业单位比较关注的问题[1-3]。
液晶显示行业经过了TN、STN、TFT AMOLED 的发展过程。
与其相配套的相关产线建设也取得了很大的发展。
在整个产业的各个环节中，各种供应商在制程和设备上都有相关的发展，设备供应商的设备也逐渐智能化和产线化。
在该产业的发展过程中专用电子设备起到了关键作用。
本文以QDX-950(4.5代)TFT-LCD 生产线中切割/裂片工艺的生产实践为背景，分析了切割/裂片工艺的主要经过过程和影响切裂工艺的主要因素。
1概述液晶面板生产线世代线的划分是根据玻璃基板的大小来划分的，世代的不同其主要切割的产品不同，以免引起不必要的浪费，节省成本。
4.5代线的玻璃基板大约为920mm*730mm。
在TFT-LCD 切割裂片制程中，其工艺流程为；切割TFT 面———反面裂TFT 面———切割CF 面———反面裂CF 面，示意图如1所示。
图1切割裂片制程示意图电子质量2017年第06期(总第363期)2断裂机理根据脆性材料断裂的微裂纹理论，脆性材料的断裂可以分为两个过程，一是微裂纹的产生；二是微裂纹的扩展。
不论裂纹是圆、椭圆或者其它形状，微裂纹端部的应力由微裂纹的长度(2c )和端部曲率半径(ρ)共同决定，具体关系如式(1)所示。
σm =σ[1+2(c ρ)1/2](1)式(1)中σm 是微裂纹尖端处的最大应力，σ是外界施加的应力。
σm σ称为应力集中系数，它的大小表明外力对材料作用时，裂纹尖端应力增加的倍数，由c 和ρ决定[1]。
公式(1)表明当外力作用于脆性材料时，微裂纹边缘的应力将迅速增加，并且跟随着力的变大，微裂纹的长度2c 也在增长，即我们说的微裂纹扩展。
另外脆性材料断裂的微裂纹理论还表明，存在一个临界长度，当微裂纹的长度大于临界长度后，它就会自动迅速扩展从而使材料断裂，在此过程中，微裂纹尖端应力和释放出的弹性应变能也越来越大，从而导致微裂纹增多、产生分支，形成许多新表面，使表面粗糙呈波纹贝壳状，以便能吸收更多的弹性应变能[2]。
3切割工艺研究3.1切割原理我们用厚度为0.65mm 的钻石刀轮或者硬质合金制刀轮做实验，给它一个外界压力，在玻璃表面画出一条切割线，在基板的厚度方向上产生扩散性的裂痕。
这样在后续的裂片制程中，可轻易的沿着切割线而分开。
切割玻璃示意图如图2所示。
图2切割玻璃示意图当刀轮从玻璃表面划过时。
可以等同为切割线由许多的微裂纹组成，根据前公式(1)的理论，当裂纹长度大于临界裂纹长度后，微裂纹增殖产生分支，形成更多新表面，这就是我们所说的横向微裂纹[2]。
当在玻璃表面上切割时。
由于切割压力是一定的，所以微裂纹处的应力就是一样的，具有同样曲率半径扩展而成的纵向微裂纹就基本是一致的。
如图3所示。
(a)切割线ok(b)周边存在玻璃屑图33.2影响切割的主要参数在现场实际生产中，刀轮在其玻璃基板表面中，形成的裂纹主要为Median crack 和Lateral crack。
我们希望Median crack 越深越好，对于玻璃基板，越深，玻璃的强度就越小，后面的裂片过程中所需要加在玻璃表面的裂片压力就越小。
相反，而对于Lateral crack 而言，因为越大会对后续产生的玻璃屑越多，所以我们希望越小越好。
我们下面以切割型号为TA00260，厚度0.50mm 的玻璃为例，通过以下几方面实验来讨论对Median crack 和Lateral crack 的影响。
3.2.1台面的平面度以4.5代线为例，平台尺寸：920×730mm。
切割机视图如图4所示。
图4切割机视图平台平面度应达到的要求：±0.02mm。
平台平面是决定其切割的重要参数，由于台面面积较大，Y 向行程长，机械加工难以达到要求，故选用大理石基面，平面度如达不到要求，切割后，在裂片工序时其玻璃周边就会出现凹凸不平的现象，玻断面质量差等缺陷。
3.2.2真空的大小若平台真空吸附较弱，切割时玻璃容易跑偏。
导致损坏玻璃。
若平台真空压力大，切割玻璃时，在高分贝显微镜下看，切割线周围容易产生点状碎口。
所以平台真空大小也是实际生产当中影响切割的一个因素，实际生产中，我们选择真空值为-60kPa。
3.2.3刀轮的选择切断玻璃基板首要是选择与其相匹配合适的刀轮。
目前我们所用的刀轮外径都为2.0mm 内径为0.8mm。
我们只需要考虑刀轮的种类和刀轮的角度。
常用的刀轮可以分为合金刀轮、人造金刚石刀轮和齿形刀轮。
对于4.5代线，为了提高生产效率，我们选用V 型齿钻石刀轮。
如图5所示。
(a)合金刀轮(b)齿形刀轮图5实验过程中，我们选取115°和120°两种不同角度的刀轮，在同样的条件下，即切割速度、切割压力、刀深同样的情况下，看其切出的效果，在显微镜下，对不同深度的刀轮进行测量，数据如图6所示。
图6刀轮角度和Median crack 关系图在显微镜中我们可以发现微裂纹深度大约5μm，宽度为0.01-0.02μm。
我们可以得出，在同样的条件下，角度小的刀轮，在玻璃表面形成的裂纹大，延伸出的垂直裂纹深度越深。
角度为115°的刀轮在同样的条件下，切出的切割深度大于角度为120°的刀轮5~10μm。
切割压力和Lateral crack 关系图如图7所示。
图7切割压力和Lateral crack 关系图由实验证明，相同条件下，角度小的刀轮，容易产生Lateral crack。
对于115°的刀轮，在切割压力为0.14MPa 时，出现Lateral crack。
电子质量2017年第06期(总第363期)3.2.4切割深度的影响切割深度是以刀轮切线接触玻璃表面为起点，在此平面上刀轮下压的数值。
切割深度和Lateral crack 关系图如图8所示。
图8切割深度和Lateral crack 关系图图8中的试验数据显示，随切割深度的增加，Later-al crack 的变化量很很小，切割深度在一定范围内对出现Lateral crack 关系不大，可以忽略。
切割深度和Median crack 关系图如图9所示。
图9切割深度和Median crack 关系图玻璃的厚度为0.5mm，只改变其切割深度，图10所示为切割深度从0.1mm 到0.4mm 时，最大应力关系图。
(a)0.1mm应力图(b)0.4mm 应力图图10实验验证，当切割压力一定时，随着刀深的加大，Median crack 也会加大。
3.2.5压力的影响切割压力指刀轮在切割时，由电机加在刀轮上的压力，切割压力对Median crack 和Lateral crack 均有很大的影响，对于固定的刀深，增大切割压力时，Median crack 加大，即切割深度会增加，Lateral crack 也会增大。
压力大崩角示意图如图11所示。
图11压力大崩角示意图3.2.6切割速度的影响切割速度指刀轮在切割时行走的线速度，速度和设备的电机转速定有关，根据试验结果刀轮速度对最终形成的Median crack 和Lateral crack 影响很小，并且均可满足分断的要求。
4断裂工艺研究4.1裂片原理在切割完成之后，就能够开始裂片，裂片的目的就是在玻璃基板上的切割线背面加一定的外力，使的在切割后，在玻璃厚度方向上形成一定的裂纹，一直扩展到玻璃的末端，最后达到使玻璃分离的目的。
玻璃裂片是指被切割玻璃划过线后，玻璃表已出现一定的裂痕，且其深度一般为70～100um，在裂痕背面增加一定的外力，使其达到分离的目的。
对于不同厚度的玻璃，在切割后，其划线痕迹是不同的，因此，裂片机设定的使玻璃断裂的裂片压力也是不同的。
一般来说，只要是使设定的裂片压力大于玻璃基板的断裂强度，就能使玻璃裂开。
裂片过程中垂直裂纹纵向贯穿整个玻璃，使玻璃断裂。
横向微裂纹在裂片过程中沿玻璃表面横向扩展，形成玻璃屑。