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液晶玻璃基板應力分析與對策

來(lái)源:玻璃雜志 作者:李震 2019/10/29 10:29:23

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中玻網(wǎng)】隨著(zhù)光電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,電子產(chǎn)品向超薄化、高清晰、一體屏方向發(fā)展,對液晶玻璃基板的品質(zhì)要求也日益提高。應力是影響基板玻璃成型品質(zhì)的主要因素,為滿(mǎn)足客戶(hù)需要,提升產(chǎn)品競爭力,提高玻璃基板應力的管控水平,應了解應力的分類(lèi)及影響因素,不斷優(yōu)化玻璃基板的應力,提升產(chǎn)品的競爭力。

  基板玻璃應力主要分為熱應力和機械應力。由于溫度梯度造成的應力,稱(chēng)為熱應力。其中溫度較高的部分,形成壓應力;溫度較低的部分,形成拉應力。因外力作用產(chǎn)生的應力,稱(chēng)為機械應力。

  熱應力:又分為較好應力和殘余應力。在生產(chǎn)過(guò)程中主要清理的是殘余應力,而影響殘余應力的主要因素為:退火爐內溫度的變化,導致玻璃基板退火不完全,應力變大;厚薄不同的玻璃散熱不一致造成退火橫向溫度不同,形成相鄰非常大的拉應力、壓應力;玻璃基板形狀的不穩定,導致?tīng)t內玻璃基板形狀與退火溫度曲線(xiàn)不匹配,在形狀變化區形成差異非常大的拉應力;爐體所在區域環(huán)境壓力差變化,導致退火溫度整體升高或降低,形成不穩定的拉應力、壓應力。

 �。�1)退火爐溫度:退火溫度對應力的影響:退火溫度變化,玻璃基板退火點(diǎn)隨著(zhù)變化,引起玻璃基板退火不完全,導致應力變化,如圖1所示。正常退火溫度,應力數值穩定且��;異常退火溫度,應力數值及散差大。

1.jpg

  圖1退火溫度與應力關(guān)系

  對策:

 �、俑鶕碚撏嘶饻囟惹€(xiàn)推算出符合產(chǎn)線(xiàn)實(shí)際退火曲線(xiàn)溫度;

 �、谡{整退火爐高度控制退火速率;

 �、墼O定產(chǎn)線(xiàn)退火點(diǎn)溫度控制范圍,并制定調整方案。

 �。�2)厚度:厚度對應力的影響:①厚度較厚區域,溫度高,散熱慢,多造成壓應力,且壓應力數值非常大(如圖2所示,應力圖中淺色圓圈表示);②厚度較薄區域,溫度低,散熱快,多造成拉應力,且拉應力數值非常大(如圖2所示,應力圖中深色圓圈表示)。

2.jpg

  圖2應力與厚度間關(guān)系

  對策:

 �、佥^薄的區域,升高對應退火區加熱器功率來(lái)提高玻璃板溫度,改變退火橫向溫差;調整定型區冷卻風(fēng)量以增加玻璃基板厚度,改變該區域玻璃基板厚度分布;

 �、谳^厚的區域,減少對應退火區加熱器功率來(lái)降低玻璃板溫度,改變退火橫向溫差;調整定型區冷卻風(fēng)量以降低玻璃基板厚度,改變該區域玻璃基板厚度分布。

 �。�3)BOW形:玻璃基板在退火爐內橫向溫差作用下,由于爐體左右溫差不同在玻璃基板上形成的凹凸面稱(chēng)為BOW形,如圖3所示。在液晶玻璃生產(chǎn)中,非接觸面稱(chēng)為A面,接觸面稱(chēng)為B面,故A面形成凸起形稱(chēng)為A-BOW,B面形成凸起形稱(chēng)為B-BOW,而兩面均有凸起形稱(chēng)為S-BOW。在正常生產(chǎn)過(guò)程中只有A-BOW是具備合格品的先決條件。BOW形變化,即玻璃的形狀改變會(huì )產(chǎn)生機械應力,同時(shí)也會(huì )造成退火爐內部氣流的改變,退火爐橫向的溫差也會(huì )改變,從而產(chǎn)生熱應力。

3.jpg

  圖3 BOW形的分類(lèi)

  BOW形對應力的影響:

 �、貯-BOW中應力呈現拉應力、壓應力交叉出現,應力值相對穩定;

 �、贐-BOW中應力兩端呈壓應力,中間呈拉應力,且應力數值偏大(200 psi以上);

 �、跾-BOW中應力中S-BOW處呈拉應力,A-BOW處呈拉應力、壓應力交叉出現,且應力數值偏大(200 psi以上)。

  對策:

 �、貰OW形變化,可通過(guò)使用專(zhuān)項使用工具進(jìn)行處理,使其恢復正常A-BOW狀態(tài);

 �、谕ㄟ^(guò)升高退火爐中間功率,做大BOW形,穩定形狀;

 �、弁ㄟ^(guò)大幅度整體升高定型功率,提升定型爐內BOW形穩定性;

 �、苷{整分段式牽引輥位置參數干涉玻璃基板形狀,迫使玻璃基板穩定。

  機械應力:目前液晶基板采用溢流下拉法生產(chǎn)的玻璃基板厚度0.4~0.5 mm,此厚度下的玻璃基板不利于形狀穩定。切割需要把A-BOW的玻璃基板緊貼到水平的砧板條上,當橫切機切割完成后,水平的玻璃基板恢復至A-BOW形狀,其必然存在晃動(dòng),故切割后晃動(dòng)量產(chǎn)生的機械力越大,影響應力越大。橫切機及機器人工作示意圖見(jiàn)圖4。

4.jpg

  圖4橫切機及機器人工作示意圖

  玻璃基板晃動(dòng)對應力的影響:玻璃基板晃動(dòng)大,玻璃基板上出現應力超出控范圍的點(diǎn),且呈隨機分布趨勢。

  對策:

 �、僭诒O控玻璃基板的視頻中設定標尺,時(shí)刻監控玻璃基板的晃動(dòng)情況,晃動(dòng)超出標尺查找原因并做出相應調整;

 �、谕ㄟ^(guò)工藝優(yōu)化減小BOW形,減小切割后BOW形恢復反彈力,減小晃動(dòng)。

  液晶玻璃生產(chǎn)中應力形成原因錯綜復雜,當遇到應力偏大時(shí)應理清頭緒,具體問(wèn)題具體分析,遵循適當的問(wèn)題排查步驟,及時(shí)有效發(fā)現問(wèn)題癥結所在來(lái)解決問(wèn)題,為液晶玻璃的穩定生產(chǎn)提供保障。

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