玻璃基板切割裂片的工藝探討

【中玻網(wǎng)】近年來，液晶顯示技術(shù)快速發(fā)展，經(jīng)歷從TN、STN、TFT到AMOLED的發(fā)展歷程，液晶顯示器以其特有的較高對(duì)比度和色彩飽和度贏得了大眾的認(rèn)可，已逐步發(fā)展成為信息顯示領(lǐng)域的主要技術(shù)和研發(fā)熱點(diǎn)，液晶顯示器在高等平板顯示器市場(chǎng)所占的比重急速增加。但是如今玻璃基板制造仍存在一些復(fù)雜工藝和沒有解決的技術(shù)難點(diǎn)。

　　這些技術(shù)難點(diǎn)存在的原因主要有:在進(jìn)行玻璃基板切割和裂片過程中技術(shù)不良可能會(huì)導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生，增加生產(chǎn)成本，在此過程中存在的缺點(diǎn)主要有裂痕大、跳線、缺角和崩邊等;在切割和裂片過程中會(huì)產(chǎn)生很多的玻璃屑，這些玻璃屑的存在會(huì)影響很多工序，如:液晶灌注、產(chǎn)品的清洗、COG(chip on glass)和貼偏振膜等，嚴(yán)重的還可能產(chǎn)生廢品。因此對(duì)TFT-LCD制作工藝的進(jìn)一步完善是很多企業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn)。

　　1、玻璃基板切割裂片概述

　　液晶面板的生產(chǎn)線世代是根據(jù)玻璃基板的尺寸大小來劃分的，不同的世代線可以切割出不同的產(chǎn)品，這樣可以通過避免不必要的浪費(fèi)從而節(jié)約生產(chǎn)成本。例如，4.5代線玻璃基板的大小約是920mmx730mm。

　　玻璃裂片指的是玻璃基板被切割后出現(xiàn)的裂痕，一般情況下，裂痕的高層度為70~100um,:接下來在裂痕的背面施加一定外力就可以分離玻璃。由于玻璃基板的厚度不同，所以被切割后所產(chǎn)生的裂痕也是不同的，同時(shí)裂片機(jī)的裂片壓力也會(huì)根據(jù)被切割玻璃基板的厚度而定。

　　從理論上來講，想要裂片機(jī)順利切割玻璃，其裂片壓力應(yīng)大于玻璃基板的斷裂強(qiáng)度。玻璃基板切割裂片的過程中會(huì)產(chǎn)生橫向微裂紋和垂直裂紋，一般情況下，橫向微裂紋會(huì)在裂片過程中橫向擴(kuò)展，形成玻璃屑;而垂直裂紋會(huì)在裂片過程中縱向貫穿整個(gè)玻璃基板，使得玻璃發(fā)生斷裂。

　　2、斷裂機(jī)理

　　微裂紋的理論依據(jù)是脆性材料斷裂，斷裂過程分為兩步，其一為產(chǎn)生微裂紋;其二為微裂紋擴(kuò)展。微裂紋端部應(yīng)力的大小不受其形狀的影響，而受端部曲率半徑和微裂紋長(zhǎng)度的影響。

　　具體作用機(jī)理為:當(dāng)有外力在脆性材料上發(fā)生作用時(shí)，微裂紋的邊緣應(yīng)力迅速增加，此時(shí)微裂紋的長(zhǎng)度也隨著微裂紋邊緣應(yīng)力的加大而增加，這就是我們所說的微裂紋的擴(kuò)展。

　　通過對(duì)脆性材料的斷裂過程進(jìn)行研究，我們發(fā)現(xiàn)脆性材料斷裂存在一個(gè)臨界長(zhǎng)度，當(dāng)微裂紋長(zhǎng)度比臨界長(zhǎng)度大的時(shí)候，微裂紋會(huì)自動(dòng)從擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)過渡到斷裂狀態(tài)，在這個(gè)過程中，微裂紋邊緣應(yīng)力越來越大，同時(shí)釋放的彈性應(yīng)變能也越來越大，導(dǎo)致產(chǎn)生更多的微裂紋和分枝,進(jìn)而產(chǎn)生很多新的表面，這些表面粗糙且呈現(xiàn)波紋貝殼狀，這種形式可以吸收多余的彈性應(yīng)變能。

　　3、玻璃基板切割裂片的工藝流程

　　目前，玻璃基板切割裂片的方式主要有兩種，一種是兩面同時(shí)切割;另一種是先單面切割，然后切割另一面。TFT-LCD切割裂片的工藝流程為:切割TFT面;反面裂TFT面;切割CF面;反面裂CF面。

　　在完成切割后，就開始裂片，裂片就是要達(dá)到分離玻璃的目的，其主要操作過程是通過切割在玻璃基板上施加一定外力，這樣在切割后，玻璃基板縱向就會(huì)產(chǎn)生一定的裂紋，這些裂紋會(huì)逐步擴(kuò)展直到玻璃末端，使得玻璃分離。

　　一般情況下，裂片主要借助裂片機(jī)來完成。從裂片機(jī)結(jié)構(gòu)來看，裂片機(jī)主要由刀頭、裂片平臺(tái)和寬度為0.01mm的聚氨酯材質(zhì)刀構(gòu)成。裂片過程中，當(dāng)裂片機(jī)刀頭接觸玻璃基板表面時(shí),就可以把裂片壓力施加到玻璃上。裂片機(jī)結(jié)構(gòu)中刀頭的原點(diǎn)就是刀頭和玻璃基板接觸的位置，當(dāng)?shù)额^剛接觸玻璃基板時(shí)，并沒有對(duì)玻璃基板進(jìn)行擠壓，只有設(shè)定一定的壓力，刀頭才會(huì)作用于玻璃基板。其中裂片機(jī)刀頭的壓力根據(jù)玻璃基板的厚度來設(shè)定。

　　以TFT-LCD為例，該玻璃基板有兩塊粘合在一起的基板，一般而言電較被固定在TFT基板上面，裂片過程中TFT基板被裂片，因此如果裂片機(jī)設(shè)定的壓力不合適，可能會(huì)造成電較被壓壞。

　　4、結(jié)語

　　隨著科技的高速發(fā)展，人們對(duì)于生活品質(zhì)有越來越高的要求，其中對(duì)于視覺享有的追求已成為促進(jìn)消費(fèi)的主要源泉。越來越多的電視廠家以薄屏、大屏及清晰度作為主打特色來吸引消費(fèi)者，這就要求玻璃基板越來越薄而液晶顯示器越來越大。這就要求我們有精湛的玻璃基板切割裂片技術(shù)和工藝，因此我們要加強(qiáng)對(duì)于玻璃基板切割裂片技術(shù)的研究，以適應(yīng)快速發(fā)展的社會(huì)需求。