浅析TP玻璃刀轮切割工艺

科技信息

电容式触控屏利用人体的电流感应进行工作。其主要工序分为：清洗、蚀刻（或激光光刻）、丝印、镀膜、切割、绑定、贴合、包装。切割工艺分为刀轮划线和裂片。在TP生产中切割工序后的产品相当于成品，没有其它磨边等工序辅助，其切割质量决定其生产成本等综合因素。所以切割工序为其重要一环。切割刀轮主要分合金刀轮与钻石刀轮。因合金刀轮比钻石头刀轮价格相差很大,在实际生产中,合金刀轮性能有时优于钻石刀轮,所以本次讨论合金刀轮的切割。

一、切割原理

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。微裂纹端部的应力由微裂纹的长度(2c)和端部曲率半径共同决定,具体关系如下:

δm=δ[1+2(C\P)1/2](1)δm微裂纹尖端处的最大应力

δ外界施加应力

P曲率半径

公式(1)表明:当外力施加于脆性材料时,微裂纹尖端应力将成倍数增加,并且随着外力的增大,微裂纹的长度2c也在增长,即微裂纹扩展。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愈来愈大,从而导致微裂纹增殖,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。

基于以上理论:玻璃切割机切割时,首先使用具有特定硬度的刀轮,在一定的压力下,划过玻璃表面,在玻璃表面形成一道切槽。产生微裂纹，然后在玻璃表面已有切割线的另一面施加一定的压力,利用裂片力矩使在切割时形成的纵向微裂纹贯穿整个玻璃的厚度,使其达到分离的目的。

图1表示切割示意图,图示表示刀轮垂直于被切割玻璃窗。切割时,刀轮在玻璃上划过,产生一定深度的痕迹,使用力扭达到玻璃分离的目的。

图1

二、玻璃裂片

玻璃裂片是指被切割玻璃划过线后,在划线痕迹两边施加力扭使其达到分离的目的。

裂片过程中垂直裂纹纵向贯穿整个玻璃，使玻璃断裂。横向微裂纹大裂片过程中沿玻璃表面横向扩展，形成玻璃屑。以下图示为裂片后玻璃断面情况。

图2

图3

三、切割良率及切割质量的讨论——断面边缘的分析

裂片后的断面质量决定其切割效果——微裂纹决定其主要切割质量。

切割后玻璃断面在影像仪中分析可知:在镜面区的外围有外观像贝壳的区域,在显微镜下呈现很多放射状的线条,像鸡颈毛那样,这个贝壳状区还可细分为两个部分,即:靠近镜面区的部分,放射状的细条细而密,因此叫雾状区;在雾状区的外围；放射状线条粗而疏,像鸡颈羽毛状分布,这个区就叫做颈毛区。再从损坏断裂的玻璃分析得知:,镜面区是断裂开始的地点(断裂源),此后裂痕向四周传播,从而形成上述的辐射状线条。在雾状区,裂痕的传播速度增加,而在颈毛区传播速度达到最大值。所有这些,集中到一点,即镜面区是相当于未断裂前试样表面上的一点。在负荷的作用下断裂就从这个点开始。这个点,在强度上是弱点所在，也就是(微裂纹)。表面微裂纹深度约5um,宽度为0.01-0.02um。

下面以切割厚0.50mm的玻璃为例，讨论其切割良率及切割质量。

影响参数主要如下：

⑴刀轮角度

⑵刀轮研磨方式

⑶切割平台平面度

⑷切割压力

⑸平台真空吸咐玻璃能力

⑹切割深度

⑺平台与被切割玻璃之间的垫层

①刀轮角度、切割深度、切割压力

图4图5

由图4与图5玻璃断面与受力分析：

刀轮的角度越小，切割的深度越大，产生Lateral crack的临界压力值越小。由于切割深度可以由加大刀轮的下压量和增大切割压力来获得，因此在刀轮的选择上应首先考虑刀轮角度对Lateral crack的影响。所以刀轮的角度是否适合所切割的玻璃，也就是刀轮的角度对切痕、切割深度、纵向微裂纹和横向微裂纹的影响等。

切断的首要步骤是选择合适类型的刀轮，生产线考虑生产效率的因素，一般通过试验选择最佳合适刀轮进行切割。但即使同样的切断压力条件下，切割效果也不相同：115°较120°的刀轮形成的Ribmark和垂直裂纹更大，玻璃更容易分断，但通过观察玻璃切割边缘外观可以发现玻璃外观效果更好一些。一般玻璃较厚的基板使用锐利的刀轮，薄型玻璃基板使用钝角刀轮切割。但具体类型需根据切割效果及玻璃外观状况的试验结果来选定。

以下表1为玻璃厚度与刀轮角度、切割压力关系表:

浅析TP玻璃刀轮切割工艺

广东科技学院陈绒

［摘要］电容式触控屏利用人体的电流感应进行工作。其主要工序分为：清洗、蚀刻（或激光光刻）、丝印、镀膜、切割、绑定、贴合、包装。切割工艺分为刀轮划线和裂片。介绍TP触触屏玻璃切割原理、玻璃裂片。切割良率及切割质量的讨论———断面边缘的分析，裂片后的断面质量决定其切割效果——微裂纹决定其主要切割质量。其影响玻璃切割质量的参数主要有：刀轮角度、刀轮研磨方式、切割平台平面度、切割压力、平台真空吸咐玻璃能力、切割深度、平台与被切割玻璃之间的垫层。

［关键词］电容触摸屏切割工艺

微裂纹—

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表1

②刀轮研磨方式

由切割理论可知，刀轮的材料硬度应大于玻璃硬度，因此制作刀轮的材料有超硬合金、金刚石镀膜(Coating diamond)和金刚石(Diamond)。各种刀轮材料的硬度按由大到小的顺序为：

金刚石>金刚石薄膜>超硬合金

对刀轮的研磨一般有放射研磨、斜线研磨、犁地研磨、刃菱研磨、镜面研磨五种方法，采用不同的研磨方法时研磨出的刀轮会呈现不同的纹路。不同的研磨方式决定其刀轮刃口质量，在TP生产实际当中，应根据玻璃性质，用不同刃口刀轮对其切割试验，选择最佳刀轮对其进行切割。

③切割平台平面度、平台真空吸附玻璃能力、平台与被切割玻璃之间的垫层

以平台尺寸：510×450mm为例

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，当切割玻璃的平台粗糙，导致玻璃切割后，在掰料时玻璃周边凹凸不平，玻璃断面质量差。

平台与被切割玻璃之间的垫层作用为：保护其切割平台和避免玻璃与平台直接接触，可以优化切割质量。

平台真空吸附玻璃能力：若平台真空吸附较弱，切割时玻璃容易跑位。导致损坏玻璃。若平台真空吸附较强，切割玻璃时，切割痕迹容易产生点状碎口。所以平台真空吸附玻璃能力也是实际生产当中玻璃切割的重要影响因素。

四、总结

1.表2为某公司生产平板电脑部分生产数据

表2

图6图7

2.本文主要介绍触摸屏切割及合金刀轮切割使用情况，得出以下

结论：

①影响触摸屏切割工序的因素比较多，主要为刀轮研磨方式、切割平台平面度、切割深度、切割压力等。

②显微镜下分析断面微裂纹为切割工序分析的主要参数。

③触摸屏产品切割工序良率选择合适切割条件,良率可达99%以上。

参考文献

［1］杨虹.TFT-LCD应用发展趋势［J］.液晶与显示,2002,17(2): 143-147.

［2］刘珍,杨梁.硅基TFT有源矩阵液晶显示技术［J］.液晶与显示，1999,14(2):137-143.

［3］M.Katayama.TFT-LCD technology［J］.Thin SolidFilms，1999, (341):140-147.

［4］牟强.液晶电视的广视角技术［J］.液晶与显示,2005,20(1):672711.

［5］王海欣,黄海宏.液晶显示器的汉字显示方法［J］.液晶与显示, 2005,20(2):15521581.

［6］范志新.液晶器件工艺基础［M］.北京:北京邮电大学出版社, 2000:33323351.

玻璃厚度(mm)

0.4~1

1~2

2~2.5

3~4.0

5以上切割轮的角度(度)

115°

120°

148°

150°

154°

切割压力(Bar)

0.8～1.1

1.1～1.5

1.5～

2.0

2.5～

3.0

3.5～

4.0

刀轮

名称

中刃口合金

刀轮

刀轮

角度

120°

刀轮

片数

2

切割总

行长(m)

7200

单片切

割总长

(m)

3600

生产片

数(片)

6800

不良数

(片)

29

切割良

率

99.6%

1.传统教学的弊端

问诊又称病史采集，是医生通过对患者或有关人员的系统询问而获取资料的过程。问诊技巧与获取病史资料的数量和质量密切相关，对医生的临床诊断意义重大，而且涉及到一般交流技能、医患关系、医学知识、仪表礼节以及提供咨询和健康教育等诸多方面[1]，是最基本、最实用的临床基本技能之一。

传统教学中，问诊是以理论讲授症状学为主，缺乏临床实践。学生虽能记住“主诉、现病史、既往史”等一个个概念，但真正面对病人时，却常常面红耳赤、尴尬相对、沉默无语；或者问题古怪，让人莫名奇妙，难以回答；诸如：“你发烧了，对吗？”、“你咳痰是浆液性还是粘液性？”更有甚者，态度生硬，令人不快。如：“你的姓名、年龄、职业、家庭住址”，“你要认真回答，否则后果自负”。糟糕的问诊不仅直接影响临床诊断、治疗质量，更影响了医患之间正常的沟通，为医患矛盾及医患纠纷的产生埋下隐患。这种理论不能联系实际、基础与临床脱节的教学模式，不符合现代“生物—心理—社会”医学模式的需求，改革势在必行。

2.改革背景

自2002年始，汕头大学医学院对传统课程体系进行了深入改革，实施了以临床基本技能为龙头的新教学模式，并建立了功能齐全的临床技能中心，突出学生早期接触临床的理念，强调学生的各种临床技能训练[2]。改革后的临床基本技能课，对问诊内容及技巧进行系统讲授，并将所学症状按系统编为难易程度不同的病例，如：急性气管炎、急性胃肠炎、慢性胆囊炎、风湿性心脏病二尖瓣狭窄等。采用实境模拟问诊

教学法，强化学生的问诊及沟通技能，收到良好成效，使之成为教学改革中成绩突出的又一亮点。

3.改革措施

3.1问诊场景模拟

汕头大学医学院临床技能中心，完全模拟医院门诊诊室而建有6间标准诊室。每间诊室均备有检查床、工作桌椅、阅片灯、体格检查器械（听诊器、血压计、体温表、叩诊锤等），并设有洗手池、毛巾、洗手液等。上课时，先理论讲授1～1.5学时，随后学生分为4～6组，每组6-8人，于标准诊室内进行模拟问诊训练1.5～2学时。学生进入诊室，就像进入医院的真实环境，学生训练不只是上课，而是进行真实的诊疗活动，真正达到了“将医院设在课堂，将课堂搬进医院”的真实效果。

3.2病人模拟

模拟诊室，有标准化病人（Standardized patient,即SP）所扮演的模拟病人正在候诊。经过特殊培训的标准化病人，不仅完全记住了所模拟病人的个人资料、病史信息、家庭背景、社会经历等，在学生问诊时，能就相关问题对答如流；而且能模拟被问诊“病人”的表情、动作、呻吟声等。如“急性气管炎”病人，讲话时声音略显嘶哑并不时手捂嘴巴连声咳嗽；“慢性胆囊炎”患者，手按腹部，痛苦呻吟，不时催促：“医生，能不能快些，肚子痛死了！”；有时，病人还会对医生的问题不耐烦，不满地说“医生，肚子痛要问这么多吗？”、“这病和我家里人有关系吗？何必这么复杂，快些给我止痛吧！”；如学生提问时使用医学术语，病人会假装不理解，问“医生，什么浆液性、粘液性？我不懂”，如有诱导性提问，病人

实境模拟问诊训练，提高医学生综合素质

汕头大学医学院临床技能中心吴丽萍许杰州吴凡施楚君陈晓勤

［摘要］在教学中，由SP模拟病人，医学生扮演医生在模拟诊室进行全方位实境模拟问诊训练，强化医学生问诊实践技能。提高了

医学生病史采集技巧及临床沟通能力，有助于培养医学生良好的职业素养及道德风范。

［关键词］实境模拟医学生问诊技能

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