LCD 玻璃切割花点崩产生因素及改善措施

 

随着液晶技术的快速发展，LCD显示器、LCD电视也受流行趋势的影响而进入人们的生活中，大屏幕、大尺寸、超薄已成为当前人们所追捧、最受欢迎的液晶显示器件。平时生活中较为常见的比如手机、液晶电视、电脑等，这对液晶切割工艺提出了较高的要求。随着这些LCD电器的广泛使用，它的价格也越来越低，一些液晶面板厂家为了提高生产量，降低成本，在生产LCD时会采用一大张玻璃上制作多个液晶盒，而每个液晶盒上还会有多个不同的液晶显示器件的小单元，这就需要将装好的液晶盒通过切割的方式分成所需尺寸的单个液晶盒才能进行灌注。在对玻璃进行切割过程中，切割刀轮是最直接、也是第一个碰到玻璃表面的工序。因此，造成不良玻璃花点崩最重要的因素就是切割刀轮和调机参数[1-3]。在各个电子制造企业狠抓生产成本控制与良率提高的大背景下，切割工序产生的轧机花点崩为EOL生产改善控制提高良率的主要改善点之一。据精电（河源）显示技术公司数据显示统计，上半年坏率平均1.46%，其中64%为花点崩，每年经济损失在200万以上。因此，对不良花点崩进行改善是十分必要的。

 

切割和裂片是完成LCD玻璃的切割工艺的主要工序。在液晶玻璃进行切割时，用坚硬的刀轮以一定的速度、一定的压力切入LCD玻璃内，这样玻璃的表面就会出现一条较深的切口。而刀轮所划过的地方留下的痕迹也就称为切割线，随着切割线将刀轮压入LCD玻璃内，玻璃会受到压力的影响而产生垂直裂纹，这样，大约有80%的玻璃裂断，还有20%的则需要通过垂直裂纹纵向穿过整个玻璃，以达到玻璃分离断裂的目的。

 

在LCD玻璃切割过程中，玻璃刀轮、压力、压入量、速度、方向在这个过程中具有非常重要的影响。在液晶显示器进行切割时，以硬度大于玻璃材质的刀轮，在玻璃表面以一定的下压量及速度施加压力，这样玻璃的表面便会因刀轮的所到之处而留下切割线，使玻璃表面达到产生线状微裂纹的目的，在此过程中，刀轮所到之处会同时产生微小塑性变形区，接着再在这些已产生的裂纹施加压力，使之沿着垂直于玻璃表面的方向扩展。

 

切割过程：负荷过程1、2：使用锋利的刀轮，在LCD玻璃上产生第一次垂直裂缝。负荷进程3：产生第二次垂直裂缝。解荷进程4、5、6：刀轮前进后，在玻璃面上发生解压现象。

 

垂直裂缝：垂直裂缝的深度越深越好，如使用标准型刀轮，其产生的深度一般为玻璃的刀轮，其深度一般为玻璃的90%。

 

水平裂缝：这是不可避免上客观存在的，因此，应该减少产生水平裂缝。

 

压力对垂直裂缝：压力的强度越大，其产生的垂直裂缝越深。但太大的压力会产生严重的水平严重的水平裂缝和玻璃碎屑。

 

通过LCD玻璃切割过程可以发现，切割刀轮和调机参数对玻璃产生不良花点崩具有重大关系。如果要减少不良花点崩的产生和扩展，就必须对切割刀轮进行优化，同时需要合理的设置好各项工艺参数，以确保能有效减少不良花点崩的产生。

 

根据上文切割原理的初步分析，并结合花点崩主要不良分布进行研究，从人（即一年以上的老员工）、机（2年新引进的新设备）、环境（即恒温恒湿的环境）、物料（即普通刀轮在公司使用多年，未根据产品类型进行更改）、法（即机器切割参数会根据首抽检情况进行适当调整）等方面进行分析发现，在LCD玻璃切割工艺中，如果切割刀轮压力过大或台面有异物，都会造成产生不良花点崩玻璃，不过，最为关键的是切割刀轮是最直接、也是第一个碰到玻璃表面的工序，因此，切割刀轮的质量和调机参数都是造成不良花点崩的重要影响因素。

 

此外，在LCD玻璃显示器切割裂片中切割刀轮的材料硬度要大于玻璃硬度。为了减少LCD玻璃切割时产生的不良花点崩，应注意切割刀轮的选择，切割压力，切割的速度，压入量，切割的方向及刀轮的角度等方面会对切痕、切割深度都会产生一定的影响。

 

（1）刀轮对比，切割效果。为了提高产品的良率及降低成本，实现企业盈利，是所有电子制造企业一直的追求。但在LCD玻璃切割过程中，由于普通刀轮的边缘比较光滑，所以在光滑的玻璃上使用普通刀轮切割时，因其裂纹渗透率比较低，刀轮在玻璃上划线时没办法取得较深的切割线，再者，加上玻璃表面比较光滑，普通刀轮在进行切割时比较容易打滑，从而造成切割刀线细而不连续，裂片后的玻璃断面也会出现不平整的现象。而高渗透刀轮基本都是采用聚合金刚石为原料经过加工而成，其外边缘全是凸出和凹进的齿轮，并已形成一定的角度，因此在进行LCD玻璃切割时容易取得较深的垂直裂。这样不仅能增加裂片的效果，对于裂纹来说，也能达到90%左右，而普通裂片效果仅达到60%左右。

 

（2）改善措施及试验。为了证明高渗透刀轮在进行LCD玻璃切割可以得到高精度高品质的切割，并有效减少不良花点崩玻璃，我们通过采用不同类型的刀轮进行多次试验对比，这两组试验都是基于同样切割条件下，使用高渗透刀轮之后，采用同批次不同机台以及同机台不同的MODEL进行切割，使用渗透带轮均可以减少1%以上的花点崩玻璃不良，改善结果非常显著。

 

通过上面的两组不同刀轮类型试验数据可以看出，对采用微渗透刀轮切割不仅保证裂片的效果，同时，也是尽量减少不良花点崩产生和扩展的一个切割工艺技术。其次，由于高渗透刀轮都是采用聚合金刚石为原料，其使用寿命均比普通刀轮要长，如果说坚持使用高渗透刀轮切割LCD玻璃，不仅解决了产生不良花点崩问题，还减少花点崩玻璃成本，从根本上为企业节省不少成本。

 

对于LCD玻璃切割工艺，在降低生产成本的情况下尽可能减少切割玻璃产生不良花点崩的发生。因此，我们通过使用微渗透刀轮切割时对玻璃的刀线渗透加深，并适当减小轧机压力对裂片玻璃的下压力，从而减少花点崩的产生。在一些电子企业生产中，液晶显示器大型尺寸均已采用高渗透刀轮切割，此技术刀线流畅，刀线效果较好，使用高渗透刀轮切割对提高企业经济效益有着十分重要的作用。能有效减少不良花点崩的产生，花点崩的改善不仅能节约成本，还能较大程度的提高生产良率。这也是我们一直探索和研究的方向。

来源：集成电路应用杂志