液晶基板项目加工工艺技术培训课件.ppt

液晶玻璃基板项目液晶玻璃基板项目加工技术介绍加工技术介绍主要内容主要内容w一、液晶玻璃基板简介w二、加工概述w三、加工工序介绍w四、检验和包装一、液晶玻璃基板简介一、液晶玻璃基板简介1、玻璃基板在液晶产业链中的位置、玻璃基板在液晶产业链中的位置 玻璃基板对TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)行业犹如硅晶圆对半导体行业一样重要，虽然玻璃基板只占TFT-LCD原材料成本比重的8%左右，但是却是最最重要的元件TFT-LCD生产线更新换代的前提必须包括玻璃基板厂家提供新一代生产线所使用的玻璃基板，否则一切都是空谈玻璃基板是液晶显示器件的承载基础，直接关系到液晶显示器件的品质，相当于半导体工业中的硅片对于集成电路芯片的作用所以作为显示器件用的电子玻璃，既要达到光学玻璃的品质，又要满足电子器件的电气要求，还要达到超薄的水平，技术含量很高TFT-LCD在制造过程中有真空蒸镀与刻蚀工艺，因此玻璃基板必须耐高温，耐强酸强碱同时考虑重量和厚度，玻璃基板必须非常薄，尤其LCD-TV对应大尺寸后，玻璃基板如果不薄，就增加不少重量，目前玻璃基板的厚度最低可以做到0.4毫米厚。

同时玻璃基板要有高透光性，否则影响画面质量，所以必须要在无尘室中生产因为有高温过程，所以合格率很难控制玻璃基板还要高度平整，其平整度要求比硅晶圆还要高目前在商业上应用的玻璃基板，其主要厚度为0.7mm至0.6mm，目前正向更薄(如0.4 mm)的趋势发展印刷电路板印刷电路板掌上电脑掌上电脑导电膜玻璃集成电路扭曲向列型超扭曲向列型薄膜晶体管型液晶分子的扭曲角度不同现在液晶显示器最为常用的类型2、液晶基板玻璃和普通玻璃的区别、液晶基板玻璃和普通玻璃的区别 液晶基板玻璃的特殊用途，决定了它与普通玻璃和普通超薄玻璃有着本质的区别，例如：w表面质量要求不同：普通超薄玻璃表面质量要求很低，而液晶玻璃的表面粗糙度要求为80埃米（即8纳米），基本是在光学级玻璃加工等级，用手划过基本上就是废品1纳米=10-9米，1埃米=10-10米）w液晶玻璃的平坦度要求在0.1m/20mm以下，而普通超薄玻璃是没有该要求的w熔解工序要求极高，普通超薄玻璃气泡和结石等在肉眼分辨下有一定的尺寸要求但液晶玻璃在特殊照明要求下根本不允许看见气泡和结石为了达到高的玻璃质量，大量的先进熔解技术被应用在池炉和配料设计中w液晶玻璃是不含碱的硼硅玻璃，玻璃熔点高，黏度大，在生产难度上比普通玻璃大得多。

w对设备的精度要求高这些设备目前只有国外少数厂家生产，设备投资大w对环境和人员的素质要求高w正因为玻璃基板极其苛刻的质量要求，才决定了其生产技术高度复杂，因此目前全世界只有很少几家公司能够制造玻璃基板二二、后加工概述后加工概述（一）后加工的作用（一）后加工的作用w将半成品玻璃基板裁剪到用户要求尺寸将半成品玻璃基板裁剪到用户要求尺寸w对玻璃基板进行方位角的加工对玻璃基板进行方位角的加工w对玻璃基板进行磨边处理对玻璃基板进行磨边处理w对玻璃基板进行揭上、下膜处理，便于后工序清对玻璃基板进行揭上、下膜处理，便于后工序清理检验二）后加工工艺流程（二）后加工工艺流程半成品投入半成品投入装载及取装载及取纸纸揭下膜揭下膜掰掰 断断划划 线线磨磨 边边揭上揭上膜膜缓存缓存掰短边掰短边旋转旋转90度度掰长边掰长边磨短边磨短边旋转旋转90度度磨长边磨长边清洗清洗缓缓 存存图1（三）、后加工平面图图2(四）、后加工技术指标每边磨边量mm/边0.15最大加工宽度mm1150最小加工宽度mm900最大加工长度mm1350最小加工长度mm1100最大生产量片/年100万单个产品节拍秒/片30每边裁边量mm/边1550设备开机率90%良品率90%（五、）后工序产品质量指标测量项目单位规格测量方法或工具测量方法或工具外形尺寸mm1100 x1300专用测定机外形尺寸公差mm0.1游标卡尺磨边宽度公差mm0.03刻度放大镜掉片mmH0.1 W0.2 D0.2/1.5K目视+刻度放大镜裂纹m50目视角部切削公差mm0.5游标卡尺翘曲mm0.5塞尺直角度mmL/5000百分表平坦度0.15/20surfcom内部缺陷 m100m以下(最大直径）目视（1.5K透射光）表面缺陷m30目视表面粗糙度RMax 100表面粗糙度测量仪三、后加工工序介绍三、后加工工序介绍（一）、半成品投入 半成品投入工序包括A型架、装卸载传送带、旋转托架、装载机器人、取纸装置、废纸回收装置、玻璃装载传送带。

半成品包装箱被放置在旋转工作台上，旋转工作台可以旋转180度，能够背靠背放置两个半成品包装箱包装箱用电瓶叉车装卸到旋转工作台上旋转工作台示意图图3平面图图4装载示意图图5w装载工序有两个机器人，一个机器人装载玻璃，一个机器人将间隔纸取出取出的间隔纸不能够再重复使用同时有消除静电的负离子发生器，防止静电导致玻璃和间隔纸粘连产生划伤装载玻璃的机器人将玻璃直接放置在传送带上简要介绍简要介绍w机器人吸盘采用特殊材料确保不能污染、划伤玻璃基板w假如吸盘被污染了，吸盘在污染的时候能够再清洗利用w吸盘架采用非金属材料，约10mm厚w吸盘安装在吸盘架上间隔在150mmw吸盘直径为30mm图6（二）揭下膜装置w揭下膜装置目的在于将基板背面的贴膜除去，以便于划线、掰断工序处理w揭下膜装置采用真空粘揭式机器人输送过来的玻璃基板，放在装载传送带上前进，在前进过程中，由真空辊子吸附起薄膜，从而将玻璃基板下表面薄膜揭去，为下一工序作准备，同时对揭去的废膜进行回收揭下膜装置截面示意图图7揭下膜装置侧面图图8（三）划线装置w划线机构总共有4个刀头w分别进行X、Y方向切割w刀头材料一般采用超硬碳化钨或金刚石w刀轮直径一般为3MM，刀头夹角为120。

w在切割轮后有吸尘装置w划线精度为0.05mm图9w划线工作台表面分布很多小气孔，气孔吹气，将玻璃悬浮起来，然后定位机构引导玻璃定位定位后，划线轮开始划线w吸盘引导玻璃板移动到原点，直到玻璃接触到定位挡块为止w首先在X方向划线，然后在Y方向划线划线速度是最大5m/secw割头的定位方式是由微型定位马达在计算机的控制下自动定位刀头切割精度是由切割头保证的w切割时玻璃必须完全的吸附在工作台上，工作台上不能有碎玻璃屑划线工序的主要参数有：划线轮直径、刀轮刃角度、划线速度、划线压力、切入量等一般将样品玻璃提供给刀轮厂家，刀轮厂家根据玻璃情况（例如玻璃表面的粗糙度）设计合适的刀轮正常情况下，刀轮可能每天都需要更换，刀架可能半年或一年更换一次图10图11划线压力：划线轮的压力一般5-10kg,这个参数技术人员调整，调整压力的时候在刀轮下面放一个压力表，然后根据压力表上的读数测定气缸气体的压力操作人员只根据指示数调节气缸压力(一般0.6-2kg/cm2)切入量：刀轮的实际切入量在0.1mm左右，为了保证0.1mm的切入量，刀轮边沿应该低于玻璃下表面0.15-0.25mm，同时调整合适的刀轮压力下图就是切入量的示意图：图12划线机（四)掰断装置w划线后，划线工作台的小孔吹气，将玻璃浮起，移载机将玻璃移载到掰断工位开始掰断。

w掰断工序的定位精度和前边的划线的定位精度是一样的w掰断工序分为旋转装置、长边掰断、旋转装置、短边掰断三部分，长边掰断与短边掰断装置结构相同w划线时玻璃成横向放置，旋转装置将玻璃基板旋转90后进行长边掰断，然后再由旋转装置将基板旋转90后进行短边掰断w掰断时会产生碎玻璃粉尘，因此在设备上设有粉尘收集装置设备布置简图图13掰断原理图15图16当玻璃被掰断时，强力的真空将产生的碎片和粉尘吸走掰断后的废料从工作台边上的空隙处掉到下面的收集槽内然后玻璃基板继续向前走到2号掰断台，首先2号台的旋转台上被真空吸附后旋转90度图17掰断后的产品在下一个工位去掉上表面的保护膜，去膜的原理和下表面的保护膜原理相同玻璃基板再次定位后，将Y方向的两边掰断，在掰断的过程中，同样有强力真空清扫掰断过程中产生的粉尘和碎片掰断工序的定位机构精度是0.02mm，掰断台的表面材料是塑料的掰断工序的尺寸调整方法：图18（五）缓存w包括暂存系统送料传送带和暂存系统传送带-暂存架w其主要作用是为保证设备的连续运转，以及在出现故障时可以有效对产品进行缓存包装，避免由此造成的产品损失w采用托盘式缓存，上下层放置，总共可以缓存4片玻璃基板。

六）磨边w玻璃到达磨边工序后，首先定位，定位方式见下图w包括两台磨边机、旋转系统及其附属设备w两台磨边机具有气悬浮定位系统w磨边工序首先进行短边磨边，旋转90后进行长边磨边w研磨头有伺服电机控制气悬浮定位系统图19研磨示意图w玻璃定位后，工作台前进，砂轮头伸出开始磨边，每边有两个砂轮头，分别为一次磨边和二次磨边一次磨边磨两个边和两个角，然后移载机带动玻璃移动到下一个工位，玻璃在此工位旋转90度，移载机将玻璃移载到下一个磨边工作台，在这个工作台上再磨另外两个边和两个角w研磨轮1进行磨直角，轮2精磨圆角w磨边轮均采用内镶WC（碳化钨）w砂轮直径150mm，转速5000-8000 RPM图20w磨边时磨边轮装载在磨边头上，磨边头安装在两边的导轨上，滚珠丝杠带动磨边头在导轨上移动，磨边轮同时旋转完成磨边图21图22w磨边机的外形结构见下图：两边的是磨边机，中间的是玻璃旋转90度的机构和移栽机图23w磨边砂轮和砂轮的安装示意图：图24w磨边机换型时工作台的调整：控制盘的触摸屏上有代次设定G5-G4，改变代次后伺服电机带动滚珠丝杠自动调整图25w磨边水循环系统：磨边水流到地坑或罐子内（我们这次拟采用罐子），然后废渣和水分离，水循环使用，一定时间后将水全部更换掉。

图26磨边机图11磨边机图12w磨边轮有单槽磨边轮和多槽磨边轮两种金刚石砂轮经过一段时间的使用，有可能出现金刚石表面磨平的情况，导致研磨效率下降所以需要用600#白刚玉砂轮进行修整还有一种可能是研磨过程中粘接剂磨损，使金刚石颗粒脱落这就需要通过大量的实验，找到金刚石和粘接剂的最佳配合，使金刚石和粘接剂的磨损相同w几种不同的磨边形状：图27w磨边轮的结构见下图图28（七）揭上膜装置w揭上膜装置采用滚筒式，首先由滚筒式吸附装置吸附上膜，然后玻璃基板在两条传送带之间前进从而实现薄膜回收，薄膜回收采用自动回收八）清洗干燥w盘刷清洗w滚刷清洗w高压清洗w超声波清洗 w喷淋w风刀磨边后的产品进入清洗机进行清洗，磨边后的产品进入清洗机进行清洗，以消除玻璃表面的灰尘颗粒，包括：w清洗机使用纯水清洗，要求清洗水电导率在18兆欧以上厂房要求1000级洁净厂房对于STN玻璃来说，水是循环利用的但TFT玻璃基板清洗水是不循环利用的下图是清洗机的内部结构示意图：图29一般的一般的TFT玻璃基板清洗机清洗步骤类似，原理相同，但具体的结构略玻璃基板清洗机清洗步骤类似，原理相同，但具体的结构略有区别下面的就是清洗机的一般清洗原理。

有区别下面的就是清洗机的一般清洗原理刷子清洗示意图：刷子清洗示意图：图30超声波清洗示意图图31各种清洗类型的简单说明：清洗种类说明适用清洗粒子大小特点盘刷清洗材料,清洗盘直径,压力，圆周速度,使用清洗剂 除去研磨颗粒，剧烈清洗 强力去除辊刷清洗材料,清洗辊直径,压力，圆周速度,使用清洗剂 去除较大颗粒 强力去除超声波清洗（US）频率,输出,非接触,浸入类型 去除中等颗粒5 非接触双流体气水混合,非接触 去除中等颗粒2 非接触高压喷淋 1MPa 0.5MPa 压力 去除中等颗粒5 非接触HPMJ大范围清洗515非接触大范围去除1 US 1MHz 高精确亚微颗粒的清洗，非接触微小颗粒的去除1 非接触Dry，3 低压汞灯或超声波灯清洗去除有机物干式等离子清洗（Dry plasma）大气压力等离子缝隙内有机物的清洗清洗机图四、检验和包装（一）检验1.自动检验自动检验特点。