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ConfidentialConfidential報告單位報告單位:BEOLBU/:BEOLBU/S SENG/BSPSEENG/BSPSE指導主管指導主管:林仕農林仕農報報 告告 人人:惠惠 偉偉報告日期報告日期:200:2009 9年年2 2月月2121日日Prepared:惠偉惠偉/康傳華康傳華TFTBG玻璃切割技術研討會報告玻璃切割技術研討會報告 切割裂片基礎工藝及技術研究切割裂片基礎工藝及技術研究TFTBG玻璃切割技術研討會報告 Content切割裂片原理介紹切割裂片原理介紹斷裂機理斷裂機理切割原理切割原理裂片原理裂片原理切割裂片基礎工藝研究切割裂片基礎工藝研究切割條件的選擇切割條件的選擇裂片條件的選擇裂片條件的選擇切割切割刀輪的刀輪的選定選定及及使用壽命的評估使用壽命的評估刀輪的選擇刀輪的選擇切割刀輪使用壽命的評估切割刀輪使用壽命的評估鐳射切割技術鐳射切割技術鐳射切割原理鐳射切割原理鐳射發展現況鐳射發展現況Content切割裂片原理介紹Content切割裂片原理介紹切割裂片原理介紹斷裂機理斷裂機理切割原理切割原理裂片原理裂片原理切割裂片基礎工藝研究切割裂片基礎工藝研究切割條件的選擇切割條件的選擇裂片條件的選擇裂片條件的選擇切割刀輪的選定及使用壽命的評估切割刀輪的選定及使用壽命的評估刀輪的選擇刀輪的選擇切割刀輪使用壽命的評估切割刀輪使用壽命的評估鐳射切割技術鐳射切割技術鐳射切割原理鐳射切割原理鐳射發展現況鐳射發展現況Content切割裂片原理介紹斷裂機理斷裂機理微裂紋理論微裂紋理論Griffith微裂紋理論微裂紋理論发发生脆性變形生脆性變形的材料的材料,在在拉出後會自動形成拉出後會自動形成一些微裂一些微裂紋紋，而，而這些這些微裂微裂紋紋的端部正是的端部正是應應力集中的地方力集中的地方,其其邻邻近所贮藏的近所贮藏的應應变能逐步变能逐步變變成成斷斷裂表面裂表面能能而使微裂而使微裂紋進紋進一步扩展一步扩展,造成材料造成材料強度強度的降低的降低,更更進進一步的一步的會導致會導致材料的材料的斷斷裂裂.材料的材料的斷斷裂分为两个裂分为两个過過程程,一是微裂一是微裂紋紋的的產生產生;二是裂二是裂紋紋的的擴展擴展.斷裂過程切割方式对于玻璃的微裂对于玻璃的微裂紋紋的产生的产生,有发现玻璃表面结合着极微小的脏粒子有发现玻璃表面结合着极微小的脏粒子,而它和玻璃的而它和玻璃的弹性模量或热膨胀性能不同弹性模量或热膨胀性能不同;或者粒子受到腐蚀或者粒子受到腐蚀,裂纹常常就从这些粒子中触发出来裂纹常常就从这些粒子中触发出来.目前切割製程對玻璃斷裂的實現方式目前切割製程對玻璃斷裂的實現方式斷裂機理微裂紋理論Griffith微裂紋理論斷裂過程切割方斷裂機理斷裂機理微裂紋理論微裂紋理論Inglis微裂微裂紋端紋端部部應應力集中力集中理論理論不论裂不论裂紋紋是是圓圓、椭、椭圓圓或其他形状或其他形状,其端部的其端部的應應力是有裂纹的力是有裂纹的長長度（度（）和）和端部曲率半径（端部曲率半径（）决定的）决定的,得出关系式如下得出关系式如下:当外力较小时当外力较小时,裂裂紋紋很快达到理论强度很快达到理论强度,就使裂就使裂紋擴紋擴展展,使使 增长，增长，響應響應系数又增大系数又增大,如此恶性循环如此恶性循环,導致導致材料材料斷斷裂裂.上上式中式中 是裂是裂紋紋尖端处的最尖端处的最大應力大應力,是外施的是外施的應應力力.称为称为應應力集中系数力集中系数,它的大小表明外力施它的大小表明外力施於於材料时材料时,裂裂紋紋尖端尖端應應力增加的倍数力增加的倍数,由由 和和 决定决定.斷裂機理微裂紋理論Inglis微裂紋端部應力集中理論上式中切割原理切割原理在切割时在切割时,对刀对刀輪輪施加一定的切割施加一定的切割壓壓力力,使刀使刀輪輪能在刀座的能在刀座的引導引導下下在玻璃表面在玻璃表面劃劃出一道连续的出一道连续的劃劃痕痕,即切割即切割線線（Scribing line）目的是为了使玻璃表面目的是为了使玻璃表面產生產生一定的微裂一定的微裂紋紋，同時同時使得使得產生產生的微裂的微裂紋紋在外在外加加壓壓力的作用下，沿着垂直力的作用下，沿着垂直於於玻璃表面的方向玻璃表面的方向擴擴展展切割切割線線（Scribing line）可以等效认为是由很多的微裂）可以等效认为是由很多的微裂紋紋组成组成,每个微裂每个微裂紋紋的的長長度沿着刀度沿着刀輪輪切割的方向切割的方向由於由於刀刀輪輪在在高速旋轉狀態下高速旋轉狀態下对玻璃造成的对玻璃造成的各種各種破坏破坏現象現象可以用微裂可以用微裂紋紋理理论来解释论来解释.切割线切割线切割线等效切割线等效圖圖 切割原理在切割时,对刀輪施加一定的切割壓力,使刀輪能在刀座的切割原理切割原理玻璃在切割時玻璃在切割時,會產生會產生Median Crack和和Lateral CrackMedian crack:分斷的必須條件分斷的必須條件,因為玻璃厚度因為玻璃厚度,製造過程影響製造過程影響,產生的產生的Median crack也不一樣也不一樣Lateral crack:分斷中分斷中最不需要產生的最不需要產生的,卻是無法避免卻是無法避免,因作用力與反作因作用力與反作用力用力,所以必然會產生所以必然會產生,切割應使其減小到最低切割應使其減小到最低切割时玻璃的实际状况切割时玻璃的实际状况median crack 和和lateral crack不同的刀輪在切割時不同的刀輪在切割時產生產生Median Crack和和Lateral Crack的狀況的狀況切割原理玻璃在切割時,會產生Median Crack和Lat切割原理切割原理Median crack的產生的產生Median crack的產生的產生刀輪切入玻璃深度刀輪切入玻璃深度25um,在玻璃表面產生許多微裂紋在玻璃表面產生許多微裂紋;刀刀輪輪对对與與玻璃玻璃有擠壓有擠壓作用作用,會會在刀在刀輪輪的下方形成深为的下方形成深为510um的破坏的破坏区域区域;由於由於微裂微裂紋紋的端部是的端部是應應力集中的地方力集中的地方,刀刀輪輪与玻璃间作用与玻璃间作用產產生的微裂生的微裂紋紋就会沿着玻璃的厚度方向就会沿着玻璃的厚度方向擴擴展展;由於由於切割切割壓壓力的存在，使微裂力的存在，使微裂紋紋端部的端部的應應力增大，裂力增大，裂紋紋很快很快達達到理论到理论强度，强度，向玻璃的厚度方向擴展向玻璃的厚度方向擴展,產生肋紋產生肋紋(Rib Mark)狀狀Median crack.Median crack的產生示意圖的產生示意圖切割原理Median crack的產生Median cra切割原理切割原理Lateral crack的產生的產生Lateral crack的產生的產生当当微微裂裂紋長紋長度大度大於臨界於臨界尺寸尺寸後後,微裂微裂紋擴紋擴展力和释放出的弹展力和释放出的弹性應變能性應變能愈愈来愈大来愈大;微裂微裂紋紋增殖增殖產產生生分支分支,形成形成更多新表面更多新表面,並並使表面粗糙呈波使表面粗糙呈波紋紋贝壳贝壳狀狀，高低不平高低不平;为了能夠吸收更多的弹性應變能为了能夠吸收更多的弹性應變能,在玻璃表面附近就形成在玻璃表面附近就形成Lateral crack.Lateral crack的產生示意圖的產生示意圖新形成的表面新形成的表面,在切割完后或裂片在切割完后或裂片製程製程完后完后,因为玻璃内部因为玻璃内部應應力的原因，在切割力的原因，在切割線線周围就会以玻璃屑的形式弹出周围就会以玻璃屑的形式弹出.切割原理Lateral crack的產生Lateral c裂片原理裂片原理通過通過在玻璃基板的切割線背面施加一定的壓力在玻璃基板的切割線背面施加一定的壓力,使得在切割後在玻璃厚度使得在切割後在玻璃厚度方向上形成的方向上形成的Median crack擴展到玻璃底部擴展到玻璃底部,達到使玻璃分离的目的達到使玻璃分离的目的.由由Griffith的微裂紋理論可知的微裂紋理論可知,玻璃基板在玻璃基板在斷斷裂时裂时,在切割时形成的在切割时形成的Median crack下方就会形成一个下方就会形成一个光滑光滑的镜面区的镜面区;若若切割和裂片的切割和裂片的條件條件合适合适,玻璃基板裂开后就会形成一个玻璃基板裂开后就会形成一个近似近似垂直于玻璃表面垂直于玻璃表面的光滑的的光滑的斷斷面面.当裂片时施加的裂片当裂片时施加的裂片壓壓力没有完全施加在玻璃的切割力没有完全施加在玻璃的切割線線背面时背面时,就会发生裂片就会发生裂片歪斜的歪斜的狀況狀況,影响影响LCD的的品質品質,严重时还会造成严重时还会造成相鄰相鄰的的cell产生产生報廢報廢.裂片及玻璃斷裂示意圖裂片及玻璃斷裂示意圖Scribe lineBreak barTwist hackle兩種情況兩種情況:1.Breaking bar的安的安裝於裂片裝於裂片stage不平不平行行?2.Breaking bar與與score crack不重合不重合?裂片原理通過在玻璃基板的切割線背面施加一定的壓力,使得在切割Content切割裂片原理介紹切割裂片原理介紹斷裂機理斷裂機理切割原理切割原理裂片原理裂片原理切割裂片基礎工藝研究切割裂片基礎工藝研究切割條件的選擇切割條件的選擇裂片條件的選擇裂片條件的選擇切割切割刀輪的刀輪的選定選定及及使用壽命的評估使用壽命的評估刀輪的選擇刀輪的選擇切割刀輪使用壽命的評估切割刀輪使用壽命的評估鐳射切割技術鐳射切割技術鐳射切割原理鐳射切割原理鐳射發展現況鐳射發展現況Content切割裂片原理介紹切割裂片工藝切割裂片工藝切割切割/裂片的目的裂片的目的將將已加工好的大尺寸的基板分离成为我们所需要的尺寸已加工好的大尺寸的基板分离成为我们所需要的尺寸,以进行后段的液晶灌注以进行后段的液晶灌注等等製程製程.455mm365mm66pcs 2.2”單個單個panel切割切割/裂片的流程裂片的流程目前的切割目前的切割/裂片流程大致分為四種裂片流程大致分為四種,具體流程的選擇主要依據使用刀輪的種類具體流程的選擇主要依據使用刀輪的種類,玻璃的厚度玻璃的厚度,產品的品質要求而確定產品的品質要求而確定.切割裂片工藝切割/裂片的目的455mm365mm66pcs 劃劃线法是用定壓线法是用定壓,定深之刀輪定深之刀輪(具有具有一定宽度且硬度大于玻璃硬度一定宽度且硬度大于玻璃硬度),施以玻璃定量之應力以造成穩定之垂直裂痕施以玻璃定量之應力以造成穩定之垂直裂痕(Median crack).切割工藝切割工藝劃線法切割示意圖劃線法切割示意圖劃線法切割斷面劃線法切割斷面劃劃线法线法切割方式切割方式Out-Out(outside)cutting method (ECP:Edge-Crush Process)優點優點:1.入刀時矯正刀輪的滑行方向;2.下刀時會減小刀軸在垂直方向受到的衝擊力;缺點缺點:刀輪接觸到玻璃邊緣時,會增加玻璃屑的產生;改善方法改善方法:減小下刀壓力或設為0,從而減小刀輪對玻璃邊緣的壓力;適用範圍適用範圍:適用鑽石和碳化鎢等normal刀輪的切割.劃线法是用定壓,定深之刀輪(具有一定宽度且硬度大于玻璃硬度)劃劃线法是用定壓线法是用定壓,定深之刀輪定深之刀輪(具有具有一定宽度且硬度大于玻璃硬度一定宽度且硬度大于玻璃硬度),施以玻璃定量之應力以造成穩定之垂直裂痕施以玻璃定量之應力以造成穩定之垂直裂痕(Median crack).切割工藝切割工藝劃線法切割示意圖劃線法切割示意圖劃線法切割斷面劃線法切割斷面優點優點:1.避免刀輪與玻璃邊緣撞擊產生的玻璃屑;2.邊緣dummy較長,有利於產能提升;缺點缺點:1.小片二次切割剛入刀時容易出現偏移,產生凸緣;2.刀軸在垂直方向受到較大衝擊力,磨損較快;改善方法改善方法:1.增加刀輪的下刀壓力,減小切割偏移的距離;2.定義每班開班點檢刀軸;適用範圍適用範圍:1.適用penett刀輪切割;2.中片layout混版設計和stick切割時適用.劃劃线法线法切割方式切割方式IN-IN(inside)cutting method (SDP:Set-Down Process)劃线法是用定壓,定深之刀輪(具有一定宽度且硬度大于玻璃硬度)切割工藝參數切割工藝參數切割切割製程製程中中,刀刀輪輪在玻璃上形成的在玻璃上形成的破壞破壞主要为主要为Median crack和和Lateral crack.當切割完后當切割完后,在玻璃厚度方向上形成的垂直裂縫在玻璃厚度方向上形成的垂直裂縫(Median crack)足够大足够大(Maximum);在玻璃表面產生的在玻璃表面產生的Lateral crack足够少足够少(Minimize);為為不使不使TFT玻璃在切割完成玻璃在切割完成之後在較之後在較短的短的時間時間内发生内发生斷斷裂裂,傳統刀輪切割傳統刀輪切割:一般选择一般选择合適合適的切割深度为玻璃厚度的的切割深度为玻璃厚度的1/10 1/6;Penett刀輪切割刀輪切割:一般选择一般选择合適合適的切割深度为玻璃厚度的的切割深度为玻璃厚度的80%100%.影響切割的幾個主要因素影響切割的幾個主要因素:刀輪的種類、下壓量、切割壓力和切刀輪的種類、下壓量、切割壓力和切割速度割速度.由於在切割中由於在切割中,對於切割品质我们在意的是對於切割品质我们在意的是Median crack和和Lateral crack的狀況的狀況;以下就將以實驗的方法討論以上幾個因素对以下就將以實驗的方法討論以上幾個因素对Median crack和和Lateral crack的影響的影響.切割工藝參數切割製程中,刀輪在玻璃上形成的破壞主要为Medi切割刀輪對切割刀輪對Median crack的影響的影響將將切割速度、切割壓力、刀輪下壓量切割速度、切割壓力、刀輪下壓量進行確定進行確定,使用使用1250/1150两种刀两种刀輪輪切割切割同同一種一種玻璃玻璃Corning EAGLE2000,並使用顯微鏡並使用顯微鏡对对兩種兩種不同不同刀輪刀輪的切割深度的切割深度進行量測進行量測,紀錄實驗數據紀錄實驗數據。切割深度切割深度與與切割切割刀輪刀輪角度的角度的關係關係 結論結論:在在同樣的切割條件下同樣的切割條件下,使用角度小的刀使用角度小的刀輪輪,其在玻璃表面形成的微其在玻璃表面形成的微裂紋端部裂紋端部的的應應力就力就較較大大,其形成的微裂其形成的微裂紋擴展紋擴展而成的垂直裂缝的深度而成的垂直裂缝的深度(Median crack)就就較較深深.切割刀輪對Median crack的影響將切割速度、切割壓力刀輪下壓量對刀輪下壓量對Median crack的影響的影響將將切割速度、切割切割速度、切割壓壓力和力和使用使用的切割的切割刀輪刀輪等等條件條件确定确定,改變改變刀刀輪輪不同的下不同的下壓壓量量,並使用顯微鏡量測設定並使用顯微鏡量測設定的不同下的不同下壓壓量下的切割深度量下的切割深度切割深度切割深度與刀輪下壓量與刀輪下壓量的的關係關係 結論結論:當切割壓力當切割壓力一定的一定的時候時候,随着随着刀輪刀輪下下壓壓量的增加量的增加,刀輪刀輪的切割的切割深度也會增加深度也會增加.因此因此,切割切割時時,我们我们應選擇較大應選擇較大的下的下壓壓量量,以以獲得較獲得較深的切割深度。深的切割深度。刀輪下壓量對Median crack的影響將切割速度、切割壓切割壓力對切割壓力對Median crack的影響的影響將將切割速度、切割速度、刀輪下壓量刀輪下壓量和和使用使用的切割的切割刀輪刀輪等等條件條件确定确定,改變不同的切割壓改變不同的切割壓力力,並量測不同切割壓力並量測不同切割壓力下的切割深度下的切割深度切割深度切割深度與切割壓力與切割壓力的的關係關係 結論結論:對於對於固定的下固定的下壓壓量量,增大切割增大切割壓力時壓力時,切割深度也切割深度也會會随着增大随着增大.另外另外,選擇選擇切割切割壓壓力力時時,还需要考虑还需要考虑Lateral crack的的產生情況產生情況.切割壓力對Median crack的影響將切割速度、刀輪下壓切割速度對切割速度對Median crack的影響的影響在切割在切割壓壓力和刀力和刀輪輪下下壓壓量一定的量一定的條件條件下下,將將切割切割速度速度由由50mm/sec改變到改變到300mm/sec,並用顯微鏡並用顯微鏡量測量測切割深度。切割深度。切割切割深度與切割速度深度與切割速度的的關係關係 結論結論:切割時切割時,切割速度切割速度對於對於切割深度切割深度的影響不大的影響不大.實際生產中實際生產中为了为了保證效率保證效率,一般一般將切割速度設为將切割速度設为200mm/sec300mm/sec之間之間.切割速度對Median crack的影響在切割壓力和刀輪下壓切割刀輪對切割刀輪對Lateral crack的影響的影響選用選用1250/1150兩種兩種不同角度的不同角度的刀輪刀輪,在同样的切割在同样的切割條件條件下对下对Corning EAGLE2000玻璃玻璃進行切割進行切割,觀察不同觀察不同刀輪刀輪在玻璃表面在玻璃表面產生產生Lateral crack的的長度長度占占總的總的切割切割線長度線長度的的比率比率.Lateral crack出現幾率與出現幾率與刀刀輪輪角度的角度的關係關係結論結論:在在同樣的切割條件下同樣的切割條件下,角度小的切割角度小的切割刀輪更容易產生刀輪更容易產生Lateral crack.切割刀輪對Lateral crack的影響選用1250/11刀輪下壓量對刀輪下壓量對Lateral crack的影響的影響选取选取1150的的鑽石鑽石刀刀輪輪,將將切割速度切割速度和和切割切割壓壓力力確定確定,同樣同樣对对Corning EAGLE2000玻璃进行切割玻璃进行切割,改變改變切割刀切割刀輪輪的下的下壓壓量量,觀察觀察下下壓壓量的量的變化變化对对Lateral crack的的產生產生有有無影響無影響結論結論:改變切割的下壓量對改變切割的下壓量對Lateral crack出現的幾率没有影响出現的幾率没有影响,增大下壓量并不会增大下壓量并不会使使Lateral crack惡化，而减少下壓量也不會明顯改善惡化，而减少下壓量也不會明顯改善Lateral crack出現的狀況出現的狀況.Lateral crack出現幾率與切割下壓量出現幾率與切割下壓量的的關係關係刀輪下壓量對Lateral crack的影響选取1150的鑽切割壓力對切割壓力對Lateral crack的影響的影響從切割刀轮角度對於從切割刀轮角度對於Lateral crack出現幾率的影響出現幾率的影響,可以明顯可以明顯看出看出,對於確定對於確定的刀輪的刀輪,使使Lateral crack的出現存在着一個臨界壓力值的出現存在着一個臨界壓力值.從下圖中看出從下圖中看出,對於對於1150的刀輪的刀輪,其產生其產生Lateral crack的臨界壓力值为的臨界壓力值为0.18MPa。經過實驗證明經過實驗證明,對於不同角度的刀輪對於不同角度的刀輪,其其出現出現Lateral crack的的臨界壓力臨界壓力值分分别如如下表所示下表所示:不同角度刀不同角度刀輪輪出出現現Lateral crack的的臨界壓力臨界壓力值值結論結論:切割壓力是影響切割壓力是影響Lateral crack的主要因素的主要因素.切割壓力對Lateral crack的影響從切割刀轮角度對於切割速度對切割速度對Lateral crack的影響的影響將刀輪下壓量將刀輪下壓量和和切割切割壓壓力力確定確定,使用使用1150刀輪進行切割刀輪進行切割,將將切割切割速度速度由由50mm/sec改變到改變到300mm/sec,觀察觀察切割速度切割速度的的變化變化对对Lateral crack的的產生產生有有無影響無影響Lateral crack出現幾率與切割速度出現幾率與切割速度的的關係關係 結論結論:切割時切割時,切割速度切割速度對於對於Lateral crack的影響不大的影響不大.實際生產中實際生產中为了为了保證效率保證效率,一般一般將切割速度設为將切割速度設为200mm/sec300mm/sec之間之間.切割速度對Lateral crack的影響將刀輪下壓量和切割切割條件的選擇切割條件的選擇綜合考慮不同綜合考慮不同的的參數參數对对Median crack和和Lateral crack的的影響關係影響關係,才能獲得才能獲得合適合適的的工藝條件工藝條件。切割各参数对切割各参数对Median crack和和Lateral crack的影响的影响为了为了獲得足夠獲得足夠的切割深度的切割深度,理論上刀輪理論上刀輪的下的下壓壓量越大越好量越大越好;實際生產中實際生產中,只要只要保證刀輪保證刀輪能能切入切入玻璃玻璃,並並在在合適合適的切割的切割壓力壓力下下,形成的切割形成的切割線連續線連續,並且可以並且可以避免避免產生斷片現象產生斷片現象;一般选择合適的切割深度为玻璃厚度的一般选择合適的切割深度为玻璃厚度的1/10 1/6.實際生產中實際生產中切割切割參數參數的的參考值參考值切割條件的選擇綜合考慮不同的參數对Median crack和裂片條件的選擇裂片條件的選擇使使設定設定的裂片的裂片壓力大於材料壓力大於材料的的斷斷裂裂強度強度,就能達就能達到使玻璃分离的到使玻璃分离的目的目的.裂片裂片壓壓力和裂片力和裂片Bar的下的下壓壓量量都會影響都會影響到裂片的到裂片的效果效果;TFT基板直接受到裂片基板直接受到裂片Bar的的衝擊衝擊，若壓力若壓力不不當當，就，就會造成會造成电极电极邊邊被裂被裂片片Bar打掉，造成打掉，造成報廢報廢。根據根據切割裂片切割裂片實際實際的的生產經驗生產經驗,我们我们確定確定不同厚度的玻璃不同厚度的玻璃,其裂片其裂片條件如下條件如下:Remark:裂片裂片Bar的下的下壓壓量是指量是指理論理論上裂片上裂片Bar从从位移原點開始位移原點開始能下降的能下降的最大距離最大距離,在一定在一定程度程度上上會影響會影響到裂片到裂片Bar對對玻璃的玻璃的擠壓擠壓作用。作用。裂片裂片Bar停留時間停留時間是指当裂片是指当裂片Bar和玻璃和玻璃接觸後接觸後，對對玻璃玻璃產生擠壓作用的時間產生擠壓作用的時間;對對裂片裂片Bar停留停留時間與時間與裂片裂片效果閒效果閒的的關係並不很清楚關係並不很清楚，再實際的生產中都設定為再實際的生產中都設定為0.3s.裂片條件的選擇使設定的裂片壓力大於材料的斷裂強度,就能達到使Content切割裂片原理介紹切割裂片原理介紹斷裂機理斷裂機理切割原理切割原理裂片原理裂片原理切割裂片基礎工藝研究切割裂片基礎工藝研究切割條件的選擇切割條件的選擇裂片條件的選擇裂片條件的選擇切割切割刀輪的刀輪的選定選定及及使用壽命的評估使用壽命的評估刀輪的選擇刀輪的選擇切割刀輪使用壽命的評估切割刀輪使用壽命的評估鐳射切割技術鐳射切割技術鐳射切割原理鐳射切割原理鐳射發展現況鐳射發展現況Content切割裂片原理介紹刀輪的選擇刀輪的選擇切割刀輪概況切割刀輪概況整個切割工藝中整個切割工藝中,最為重要的是直接與玻璃表面接觸的切割刀輪最為重要的是直接與玻璃表面接觸的切割刀輪(Scribing wheel).在切割的經驗積累中在切割的經驗積累中,使用的切割刀輪也得到了不斷的使用的切割刀輪也得到了不斷的改進改進.刀輪的外觀及物理參數刀輪的外觀及物理參數由切割的方法可知由切割的方法可知,刀輪的材料硬度應大於玻璃硬度刀輪的材料硬度應大於玻璃硬度,因此製作刀輪的材因此製作刀輪的材料有超硬合金料有超硬合金,Coating diamond和和Diamond 各種刀輪材料的硬度比較如下：各種刀輪材料的硬度比較如下：Diamond Coating diamond 超硬合金超硬合金切割刀轮示意图左圖表示了目前左圖表示了目前LCD產業切割用的刀輪的外形產業切割用的刀輪的外形及參數標識及參數標識。其中：其中：OD:刀輪的外徑刀輪的外徑ID:刀輪的內徑刀輪的內徑,也即刀輪安裝的承載物刀軸的外也即刀輪安裝的承載物刀軸的外徑徑Thickness:刀輪的厚度刀輪的厚度：刀輪的角度刀輪的角度刀輪的選擇切割刀輪概況切割刀轮示意图左圖表示了目前LCD產業刀輪的分類刀輪的分類:真圓刀真圓刀(normal刀輪刀輪),鋸齒刀鋸齒刀(penett/mico penett/APIO)刀輪的選擇刀輪的選擇Area contactWith glassMedian CrackMedian Crack刀輪的分類:真圓刀(normal刀輪),鋸齒刀(penet根據鋸齒刀齒的形狀又可以把鋸齒刀分為根據鋸齒刀齒的形狀又可以把鋸齒刀分為:“U”形凹槽形凹槽(penett,micro penett)和和“V”形凹槽形凹槽(APIO刀輪刀輪)刀輪的壽命與成本刀輪的壽命與成本刀輪的選擇刀輪的選擇剖面波浪起伏剖面波浪起伏剖面平整剖面平整且有週期節點且有週期節點根據鋸齒刀齒的形狀又可以把鋸齒刀分為:“U”形凹槽(pene刀輪刀輪SEM與與EDX分析分析刀輪的選擇刀輪的選擇SHINHAN刀輪在設計上仿照刀輪在設計上仿照Micro Penett經由經由EDX分析得知分析得知APIO刀輪多出鋁刀輪多出鋁元素元素,適合切割適合切割STN材質較軟的玻璃。材質較軟的玻璃。刀輪SEM與EDX分析刀輪的選擇SHINHAN刀輪在設計上仿各種刀輪切割強度對比各種刀輪切割強度對比(資料來源資料來源:Corning)真圓刀與真圓刀與penett刀輪刀輪(實驗面板實驗面板:corning E2k,T=0.63mm單板單板panel)刀輪的選擇刀輪的選擇Penett刀輪切割強度分布均勻刀輪切割強度分布均勻,齒數越多強度越大齒數越多強度越大鑽石刀輪切割強度分布不均勻鑽石刀輪切割強度分布不均勻,容易出現超低與超高的點容易出現超低與超高的點,不同的不同的刀輪刀輪加工加工方式方式對對強度影響比較大強度影響比較大各種刀輪切割強度對比(資料來源:Corning)刀輪的選擇P刀輪角度的選擇刀輪角度的選擇刀輪的選擇刀輪的選擇Summary:齒數越齒數越少少切割深度越深切割深度越深,可切割面板可切割面板的的厚度越大厚度越大,所選用的刀輪角度就應大一些所選用的刀輪角度就應大一些;一般一般micro penett用來切割單板用來切割單板T=AScribe quality monitor by scribing length切割刀輪使用壽命的評估(for SEC)Final GradThe relation between lateral crack and scribing distance Scribing Pressure(00/900):0.75/0.75Kgf/cm2Scribing Set depth:0.12mmScribing Speed(00/900):150/250mm/sScribing Pressure(00/900):0.80/0.80Kgf/cm2Scribing Set depth:0.12mmScribing Speed(00/900):150/250mm/sScribing Pressure(00/900):0.85/0.85Kgf/cm2Scribing Set depth:0.12mmScribing Speed(00/900):150/250mm/s切割刀輪使用壽命的評估切割刀輪使用壽命的評估(for SEC)(for SEC)實際生產過程中發現，實際生產過程中發現，隨著刀輪的磨耗隨著刀輪的磨耗,若保證產品直接完全切開，切割壓力若保證產品直接完全切開，切割壓力需要調整；需要調整；刀輪的磨耗以及切割壓力的增大，刀輪的磨耗以及切割壓力的增大，surface crack有逐漸惡化的趨勢。有逐漸惡化的趨勢。The relation between lateral c1.77”Scribing quality monitor for 1st 30KSampling 40pcs per 1000mCriteria:bending grade=A,lateral crack=6000m時時,玻璃玻璃failure load的均勻性變差的均勻性變差,不能滿足不能滿足Nokia的要求的要求;廠商建議此種刀輪的廠商建議此種刀輪的life time為為5000m,與實際驗證結果較吻合與實際驗證結果較吻合.Scribe quality monitor by scribing length切割刀輪使用壽命的評估切割刀輪使用壽命的評估(for Nokia)(for Nokia)隨著刀輪的磨耗,bending shape值及strengtThe relation between lateral crack and scribing distance Scribing Pressure(00/900):0.75/0.75Kgf/cm2Scribing Set depth:0.12mmScribing Speed(00/900):150/250mm/sScribing Pressure(00/900):0.80/0.80Kgf/cm2Scribing Set depth:0.12mmScribing Speed(00/900):150/250mm/sScribing Pressure(00/900):0.85/0.85Kgf/cm2Scribing Set depth:0.12mmScribing Speed(00/900):150/250mm/s切割刀輪使用壽命的評估切割刀輪使用壽命的評估(for SEC)(for SEC)The relation between lateral cBEOL現有刀輪切割狀況對比現有刀輪切割狀況對比Summary5X50X5X5X5X50X50X50X10X10X10X10XMicro penett和和APIO刀輪切割刀輪切割surface crack均勻而連續均勻而連續,有週期節點有週期節點 BEOL現有刀輪切割狀況對比Summary5X50X5X5XBEOL現有切割刀輪說明現有切割刀輪說明產線現用刀輪種類及用途產線現用刀輪種類及用途:Summary新刀輪判定方法新刀輪判定方法:刀輪盒檢查票刀輪盒檢查票角度角度齒數齒數品名品名品名品名角度角度typeRemark:刀輪的使用壽命主要取決于良率和客戶對產品的品質要求刀輪的使用壽命主要取決于良率和客戶對產品的品質要求,另外還與選用刀輪另外還與選用刀輪的型號的型號,切割玻璃基板的厚度切割玻璃基板的厚度,材料以及切割設備強有關材料以及切割設備強有關.BEOL現有切割刀輪說明Summary新刀輪判定方法:刀輪盒Content切割裂片原理介紹切割裂片原理介紹斷裂機理斷裂機理切割原理切割原理裂片原理裂片原理切割裂片基礎工藝研究切割裂片基礎工藝研究切割條件的選擇切割條件的選擇裂片條件的選擇裂片條件的選擇切割切割刀輪的刀輪的選定選定及及使用壽命的評估使用壽命的評估刀輪的選擇刀輪的選擇切割刀輪使用壽命的評估切割刀輪使用壽命的評估鐳射切割技術鐳射切割技術鐳射切割原理鐳射切割原理鐳射發展現況鐳射發展現況Content切割裂片原理介紹鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割的優勢鐳射切割的優勢隨著玻璃的薄化隨著玻璃的薄化,客戶要求的不斷提升客戶要求的不斷提升,傳統的刀輪接觸式機械应力的切傳統的刀輪接觸式機械应力的切割已經越來越不能達到客戶的要求割已經越來越不能達到客戶的要求.厚度下降數位相機數位相機PDAPDA筆記形電腦筆記形電腦手機手機遊戲機遊戲機鐳射切割技術研究鐳射切割的優勢厚數位相機PDA筆記形電腦手機LCD切割技術流程比較切割技術流程比較鐳射切割的優勢鐳射切割的優勢切割断面光滑切割断面光滑,平整平整,無無任何任何crack和和surface crack切割出來的玻璃強度比傳統刀輪機械应力作用切割的強度要高切割出來的玻璃強度比傳統刀輪機械应力作用切割的強度要高無需磨邊清洗製程無需磨邊清洗製程節省了空間節省了空間薄化製程面板的良率及可靠度提升薄化製程面板的良率及可靠度提升鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究LCD切割技術流程比較鐳射切割技術研究鐳射切割方法鐳射切割方法常見的鐳射切割有以下四種方法常見的鐳射切割有以下四種方法鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割方法鐳射切割技術研究熱應力鐳射切割的三種方法熱應力鐳射切割的三種方法UV劃線劃線+機械裂片機械裂片UV劃線劃線+CO2裂片裂片刀輪起始裂痕刀輪起始裂痕+CO2裂片裂片熱應力鐳射切割的基本原理熱應力鐳射切割的基本原理雷射施加於材料表面使材料的溫度低於熔點雷射施加於材料表面使材料的溫度低於熔點利用熱應力的急速變化造成材料產生裂紋利用熱應力的急速變化造成材料產生裂紋鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究雷射光加熱區玻璃冷卻噴頭玻璃劈裂雷射熱應力切割原理示意圖雷射熱應力切割原理示意圖熱應力鐳射切割的三種方法鐳射切割技術研究雷射光加熱區玻璃冷卻熱應力鐳射切割的問題熱應力鐳射切割的問題切割道方向不易控制切割道方向不易控制裂痕在玻璃上的起點與終點不易控制裂痕在玻璃上的起點與終點不易控制裂痕路徑走向不易控制裂痕路徑走向不易控制表面品質不易控制表面品質不易控制物體在加熱至本身汽化過程中物體在加熱至本身汽化過程中,會有焦黑的現象會有焦黑的現象瞬間能量過大瞬間能量過大,被加熱部融鎔而產生凸緣被加熱部融鎔而產生凸緣雷射切割雷射切割無形成無形成Surface Crack,導致無固定的導致無固定的Origin,因此因此有較強的破裂有較強的破裂強度強度,但均勻性較差但均勻性較差 鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究鐳射切割技術研究熱應力鐳射切割的問題鐳射切割技術研究Best Regards to All!
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