前工程缺陷及對策綜述綜述

1、1前工程缺陷分析及對策前工程缺陷分析及對策2旭飛生產(chǎn)能力和主要參數(shù)旭飛生產(chǎn)能力和主要參數(shù)3TFT-LCD玻璃質(zhì)量指標(biāo)玻璃質(zhì)量指標(biāo)4TFT-LCD玻璃質(zhì)量指標(biāo)玻璃質(zhì)量指標(biāo)5TFT-LCD玻璃質(zhì)量指標(biāo)玻璃質(zhì)量指標(biāo)6TFT-LCD玻璃質(zhì)量指標(biāo)玻璃質(zhì)量指標(biāo)7TFT-LCD玻璃質(zhì)量指標(biāo)玻璃質(zhì)量指標(biāo)項目規(guī)格表面缺陷50K刮傷不允許污點, 瑕疵不允許裂紋不允許掉片a： 1.0b： 0.35c： 0.35粗糙度Rmax100清洗后微粒數(shù) 550pcs（1m）項目規(guī)格厚度0.70.05mm 0.630.05mm厚度偏差25m尺寸偏差0.3 mm直角度a/h 1/1000翹曲度B 0.04邊部裂紋R=0.15mm

2、0.5mm內(nèi)角加工0.8 mm定位角加工0.8 mm波紋度(Wfpd) 0.1m/20mm主體缺陷 100mabc8明確幾個定義：明確幾個定義： 1.白金L管側(cè)定義為進料端或近端（ Inlet） ，與其對應(yīng)的另一側(cè)定義為出口端或動力端（Comp） （由于該側(cè)施有氣體動力加壓于溢流磚之故）。 2.面向進料端，右手邊永遠(yuǎn)定義為右側(cè)，左手邊永遠(yuǎn)定義為左側(cè)。 3.玻璃產(chǎn)品的方向定義：與機器人吸盤接觸的面定義為B面，另一面定義為A面。9產(chǎn)品缺陷分析及對策（產(chǎn)品缺陷分析及對策（BOW） BOW是玻璃在退火爐內(nèi)呈現(xiàn)非平面一弧度的現(xiàn)象。其產(chǎn)生的原因為在退火爐內(nèi)不一致的熱膨脹。 BOW依據(jù)方向可分為A side

3、 BOW和B side BOWA BA BA BA side BOW垂直B side BOW10BOW的作用的作用 由于玻璃在后期加工和用戶制作過程中，A面是朝上的，所以A side BOW有利于后期加工和在用戶的制程。AABBBABA11如何控制如何控制BOW 大小的控制：主要控制不同區(qū)域的冷卻曲線，其方法是在退火爐下半部的中間增加玻璃的溫度，同時降低冷卻速率。 穩(wěn)定性的控制：由于橫切掰斷力量過大或拉引機調(diào)整狀態(tài)不好，會引起玻璃振動從而影響B(tài)OW，造成BOW的移動或方向的改變，其對策方法是調(diào)整切割和拉引機的狀態(tài)。62064062060062060058060058056058056012打打

4、BOW的位置的位置退火爐打BOW的位置橫切機橫切機退火爐下部退火爐下部2#拉引輥橫切機打BOW 的位置13產(chǎn)品缺陷分析及對策（產(chǎn)品缺陷分析及對策（Sag） Sag是當(dāng)玻璃水平置放并以兩端為支撐時因為玻璃的重量產(chǎn)生撓曲的現(xiàn)象,對于平面的玻璃而言最大的Sag產(chǎn)生在未受支撐長度的中心線。 Sag對于客戶而言是非常重要的一個品質(zhì)參數(shù),如果控制不當(dāng)將造成客戶的制程產(chǎn)生刮傷破片。Sag14Sag的測量的測量SEtg2241l325 l =未未支撐支撐的玻璃的玻璃長度長度 = 9.8（m/sec2） = 密度 (g/cc) V = 泊松比 E = 楊氏系數(shù)(Pa) t = 玻璃厚度 (m)= 中心點下垂的距

5、離(m) S = 最初的玻璃形狀W l未未支撐支撐的玻璃的玻璃長長度度15影響影響Sag的因素的因素 BOW的形狀和大小影響Sag 玻璃的厚度影響SagAABBBABA16產(chǎn)品缺陷分析及對策（產(chǎn)品缺陷分析及對策（Warp） 0.8mm 粗糙度粗糙度0.8mm 25mm 翹曲（翹曲（Warp）17WarpWarp的的定義定義Hot PlateGlassww =E (CTE) 2 (DT) 212 g(1 - (1- )652 25mm = Warp 18Warp 的的分類分類簾型BOW膨脹型：中間隆起S 型Bow前后變動因物理性質(zhì)而產(chǎn)生的局部性warp19Warp Warp 產(chǎn)生產(chǎn)生的原因的原因

6、 熱量熱量的不平均的不平均: :在玻璃的冷卻過程中，在同一片玻璃內(nèi)有發(fā)生溫度差過大的現(xiàn)象。溢流磚粘度控制不當(dāng)，造成因重力產(chǎn)生的蠕動變形（褶皺）:受到外力干擾造成玻璃在退火過程中彎曲或變形20WarpWarp控制要點控制要點1.從900550是翹曲產(chǎn)生的關(guān)鍵區(qū)間，冷卻曲線必須精確控制，重點控制： a.定形爐冷卻速率（溫度曲線） b.拉邊機的狀態(tài) c.2#拉引輥的狀態(tài)和夾緊張力 d.流量的精確控制 e.環(huán)境的控制（空氣對流）2.玻璃在一定溫度之上, 溫度足夠高到可以很快的釋放。此時對應(yīng)力和翹曲的影響并不十分致命。3.冷卻時需以一定的速率冷卻玻璃，在玻璃凝固時產(chǎn)生足夠的張力，來將玻璃拉平。21War

7、pWarp產(chǎn)生的重要部位產(chǎn)生的重要部位Warp產(chǎn)生的重要部位產(chǎn)生的重要部位22WarpWarp的分析與控制的分析與控制2滾輪3滾輪由于重力下拉造成黏稠性的彎曲由于滾輪受損或偏心旋轉(zhuǎn)造成的移動切割時以及掰斷時造成玻璃晃動，對翹曲也有影響。23WarpWarp的分析與控制的分析與控制橫切機 A sideB side上部導(dǎo)向輪下部導(dǎo)向輪2拉引輥3拉引輥1.更換任何滾輪時必須再次確認(rèn)狀態(tài)。2.不可對玻璃有推力產(chǎn)生。3.BOW產(chǎn)生變化時需要確定翹曲的變化。24缺陷分析及對策（厚度）缺陷分析及對策（厚度）液晶玻璃板厚度只有0.7 mm，厚度厚度0.70.05mm（是指各塊之間的厚度差別）。厚度偏差厚度偏差

8、25m=0.025mm（是指同一塊玻板內(nèi)的厚度差別）溢流法成型溢流法成型對厚度的調(diào)節(jié)手段有限，生產(chǎn)時只能通過調(diào)節(jié)玻璃流量、溫度，和溢流磚角度，更換溢流磚等實現(xiàn)厚度的控制。0 . 7厚 度 m m寬 度 m m2 . 5 - 2 . 8123425缺陷分析及對策（厚度）缺陷分析及對策（厚度） 如下圖所示為玻璃生產(chǎn)中常見的厚度分布情況，其中： 曲線1為正常生產(chǎn)時理想的玻璃厚度分布情況； 曲線2為玻璃后端厚度薄，產(chǎn)生的原因為溢流磚后端玻璃溫度低，可以采取加熱后端的措施進行調(diào)節(jié)； 曲線3為玻璃前端厚度薄，其產(chǎn)生的原因為入口處玻璃量不夠和溢流磚底部槽曲線形狀不當(dāng)，修改曲線或升高前端溫度； 曲線4為玻璃厚

9、度整體前厚后薄，其原因為溢流磚放置的角度不當(dāng)，可以通過調(diào)節(jié)溢流磚的角度調(diào)節(jié)玻璃的厚度，通常溢流磚設(shè)計的最大調(diào)節(jié)范圍為3，一般每調(diào)整1，溢流磚的出料量變化25%，正常操作條件下，一般調(diào)整范圍為0.03-0.05 。26缺陷分析及對策（厚度）缺陷分析及對策（厚度）玻璃在流動到溢流磚尾部時溫度會降低影響厚度，所以在溢流磚尾部要有加熱裝置；溢流磚工作時高溫，故該處的支撐部分的支撐物不能是鋼結(jié)構(gòu)而必須是耐火材料，另外為避免張力集中造成磚體開裂和防止磚的蠕動變形，要增加必要的機構(gòu)使該處的張力變?yōu)閴毫?；溢流磚底部設(shè)計不當(dāng)會影響該處玻璃提前冷卻造成玻璃板寬不足或玻璃未形成板而直接流下來。溢流磚上沿的直線設(shè)計是

10、否合理將影響出料量均勻分布，從而影響玻璃厚度；溢流磚底部曲線形狀應(yīng)根據(jù)玻璃黏度設(shè)計，具體細(xì)節(jié)將影響流量從而影響玻璃厚度；溢流磚放置的角度要精確，必要時要進行調(diào)整，所以設(shè)計時要在水平方向可調(diào)；27缺陷分析及對策（厚度）缺陷分析及對策（厚度） 用顯微鏡可觀察出glass厚度是否一致，若不一致，可調(diào)節(jié)溢流磚角度。 一般正常的厚度兩邊比值為 50%：50%；允許的最大比例為40%：60%28 流入溢流磚中的玻璃質(zhì)量、玻璃質(zhì)量分布、玻璃物質(zhì)中溫度分布不均勻，將影響玻璃板質(zhì)量穩(wěn)定。 確保在溢流磚兩端部的最初和最后4英寸溢流的熔融玻璃的流量大于17.6磅/小時，優(yōu)選大于20.0磅小時。 確保在溢流磚兩端部的

11、最初和最后9英寸溢流的熔融玻璃的流量大于57.6磅/小時，優(yōu)選大于65.0磅小時。 否則，玻璃板成型將非常不穩(wěn)定。缺陷分析及對策（厚度）缺陷分析及對策（厚度）29缺陷分析及對策（厚度）缺陷分析及對策（厚度） 由于溢流磚工作溫度較高，其工作的最低溫度為1100以上，而且五代及以上的溢流磚其跨距較大，多以不可避免的溢流磚具有高溫蠕動變形。溢流磚的蠕動變形將影響玻璃在寬度上的流量分布，從而影響玻璃板的寬度。 根據(jù)蠕變速率公式 可知，降低用于制造溢流磚的材料的蠕變速率，可以減小在使用時溢流磚產(chǎn)生的下沉。式中：蠕變速率， 外加應(yīng)變，T是溫度，A，n和Q是材料相關(guān)常數(shù) 控制方法為：控制使用二氧化鈦含量作為

12、控制鋯石耐火材料蠕變速率的手段。 具體方法是：所用的鋯石耐火材料中使Ti02的含量大于02重量小于04重量，優(yōu)先使含量大于025重量小于035重量，最好是在03重量左右。30缺陷分析及對策（厚度）缺陷分析及對策（厚度）平均厚度的控制： 流量如果增加則拉引速度增加 流量如果降低則拉引速度降低必要時調(diào)節(jié)馬弗爐內(nèi)硅碳棒的溫度局部的厚度控制在成形定形爐內(nèi)，可調(diào)節(jié)氣管的狀態(tài)達(dá)到溫度重新分部（是調(diào)節(jié)厚度的最后機會）31缺陷分析及對策（厚度）缺陷分析及對策（厚度） 成型定形爐內(nèi)左右各有55支氣管，每支氣管都有獨立的閥門和流量計，控制氣體流量的大小可改變該處的溫度，控制玻璃的厚度。32缺陷分析及對策（氣泡）缺

13、陷分析及對策（氣泡） 氣泡是玻璃中的可見氣體夾雜物，是一種最常見的玻璃缺陷。 在TFT-LCD中由于其溢流成型特性，受重力及拉引影響氣泡多為不規(guī)則形狀汽泡（多為長寬比為46:1的氣泡），也有部分圓形氣泡。 TFT-LCD玻璃的品質(zhì)要求非常高，增加鉑金通道主要是調(diào)節(jié)玻璃質(zhì)量，提高成型良品率。 按照可視規(guī)格0.2mm限定，若液晶氣泡長度為0.2mm，則按照氣泡長寬比計算的溢流前玻璃氣泡最大直徑為0.07mm33缺陷分析及對策（氣泡）缺陷分析及對策（氣泡） 1類氣泡的位置多集中于玻璃中心，并且氣泡直徑較小，我們稱為接著面氣泡，主要是溢流磚的氣孔率過高引起的，控制此類氣泡的方法是控制溢流磚的氣孔率在1

14、3。 2類氣泡位于玻璃中心和表面之間，此類氣泡直徑較大，且位置數(shù)量不固定，多為爐子玻璃質(zhì)量不好產(chǎn)生的。 3類氣泡位于玻璃的表面附近，其特征是氣泡直徑較小，且經(jīng)常是數(shù)個集中發(fā)生，我們稱其為接觸面氣泡，主要是在供料口和進料口接觸面發(fā)生。 關(guān)于玻璃氣泡的檢測方法:主要是根據(jù)光的反射和折射原理來判斷氣泡的位置 。34缺陷分析及對策（氣泡）缺陷分析及對策（氣泡）鉑金通道在高溫情況下具有調(diào)節(jié)玻璃氣泡的作用，但是由于鉑金具有的高溫滲氫特性，又會在調(diào)節(jié)時產(chǎn)生二次氣泡。產(chǎn)生氣泡的原因是由于在鉑和玻璃熔體界面附近形成了富氧層的結(jié)果。玻璃中的該富氧層是以下因素結(jié)合起來產(chǎn)生的：熔體的熱電電解，氧化物澄清劑的分解，以及

15、玻璃中溶解的OH基團的數(shù)量。而OH基團的數(shù)量對玻璃與鉑接觸而起泡的速率具有很大的影響。OH基團會解離成中性的氫和氧。然后氫可滲透通過鉑金外皮，使玻璃的表面區(qū)域(與鉑接觸的區(qū)域)富氧。如果超過玻璃的溶解度極限，就會形成氣泡。2OHH2+O2H2O2鉑金管壁35缺陷分析及對策（氣泡）缺陷分析及對策（氣泡） 目前，已知的控制/調(diào)節(jié)玻璃氣泡的方法： 使用砷作為在熔化過程中的澄清劑。砷是已知最高溫度的澄清劑，將砷加入熔融玻璃浴時，能夠在高熔化溫度(如高于1450)使02從玻璃熔體釋放。這種高溫02釋放有助于在生產(chǎn)玻璃期間的熔化和澄清階段除去02氣泡，使玻璃板基本上不含氣態(tài)夾雜物。而且，任何殘留的氧氣泡因

16、為在冷卻時從還原態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘧B(tài)而被澄清劑再吸收。然而，從環(huán)境角度考慮，認(rèn)為砷是一種有害物質(zhì)而不希望使用砷或盡量少量使用砷。 在鉑金通道的特定區(qū)域（例如澄清段）增加一定的裝置（例如隔板）改變玻璃液的流動，加速氣泡的排出。 控制鉑金通道各處的濕度，具體是在鉑金外圍再增加一層鉑金，即在雙層鉑金之間調(diào)節(jié)氣壓控制氫分壓，以減少在玻璃板中形成氣態(tài)夾雜物。但是這樣鉑金消耗量將非常大，不利于建設(shè)成本的控制。 利用鉑金通道的滲氫特性，在特定的區(qū)域（例如鉑金澄清前段）將鉑金的管壁做的很薄，使氫氣盡快滲出，然后在鉑金其他段（例如鉑金澄清后段）升溫調(diào)節(jié)將氧氣排出。36缺陷分析及對策（析晶）缺陷分析及對策（析晶） 從熔

17、體或玻璃體中析出晶體，一般要經(jīng)過兩個步驟：先形成晶核然后是晶體長大。由于玻璃成份的不同，玻璃析晶的溫度也不同，總體上講液晶玻璃析晶溫度在11001250。在液晶玻璃生產(chǎn)過程中，析晶無論發(fā)生在生產(chǎn)線的任何位置，都只能通過提升玻璃溫度進行對策，因此預(yù)防析晶的產(chǎn)生是設(shè)計和生產(chǎn)時的重點問題。37缺陷分析及對策（析晶）缺陷分析及對策（析晶） 溢流磚入口玻璃溫度1270 溢流磚頂部溫度1258、底部溫度1120 溢流磚頂部和底部溫差80 減少鋯石析晶的方法有：降低頂部溫度和/或升高底部溫度 降低頂部溫度是升高底部溫度效果的2倍溢流磚由下列重量配比的組分組成：ZrO2 64.5-69.5TiO2 0.2-1

18、.2SiO2 30-34 余量為雜質(zhì)，雜質(zhì)含量1。38缺陷分析及對策（析晶）缺陷分析及對策（析晶） 玻璃中SiO2的含量是供料系統(tǒng)中等靜壓管處析晶的主要因素之一，尤其是SiO2含量大于60.0重量時，析晶現(xiàn)象更為明顯。 例如康寧EAGLE2000玻璃的SiO2含量約為63.3重量，而1737玻璃的SiO2含量約為57.8重量。由于SiO2含量較高，所以EAGLE2000玻璃比1737 玻璃具有更大的析晶傾向，例如形成方石英(SiO2的一種高溫晶體形式) 的傾向。 為了處理EAGLE2000較大析晶傾向的問題，它的配方包含較高百分?jǐn)?shù)的氧化硼(B203)，具體對于EAGLE2000約為10.3重量

19、 B203 ，而1737玻璃約為8.4重量 B203 。 盡管使用較高量的B203 ，但當(dāng)用已成功生產(chǎn)1737玻璃且沒有產(chǎn)生大量析晶的設(shè)備制造EAGLE2000玻璃時，仍在制造試驗過程中觀察到不少析出的方石英。 可見，在SiO2含量大于60.0重量時，盡管采取了增加B203 含量的措施，但析晶現(xiàn)象依然明顯。39缺陷分析及對策（析晶）缺陷分析及對策（析晶）圖中: 9 供料管11收集槽13溢流磚15溢流磚底部 18供料管的進口19下落管20下落管的出口21熔融玻璃的實際自由表面21N熔融玻璃的標(biāo)稱自由表面22表示供料管中玻璃流向的箭頭31供料管中的熔融玻璃33自由表面上的氣氛 生產(chǎn)中，溢流磚相對于

20、玻璃原料熔化和澄清裝置的位置和傾斜度應(yīng)該是可調(diào)節(jié)的。但由于鉑金系統(tǒng)的固定，在實際生產(chǎn)中通過形成熔融玻璃的自由表面把鉑金供料段與溢流成型段連接中來獲得這種可調(diào)節(jié)性。即如圖所示的連接方式。 生產(chǎn)中控制重點是選擇收集管(9)和供料管(19)的相互位置使得供料管的出口端(20)和熔融玻璃自由表面(21)之間的空間關(guān)系不會在析晶敏感玻璃的平板玻璃制品中產(chǎn)生大量析晶缺陷和大量氣泡缺陷。40缺陷分析及對策（析晶）缺陷分析及對策（析晶）實際生產(chǎn)中調(diào)節(jié)/尋找下落管出口端的合適位置的方法為：令出口端處于在析晶敏感玻璃中會產(chǎn)生析晶缺陷的浸沒狀態(tài)。然后將下落管向上移動，直到玻璃制品中出現(xiàn)氣泡缺陷為止。（在這個位置，雖

21、然存在氣泡缺陷的問題，但析晶缺陷的問題顯然已被消除）。然后，將下落管向下移動，直到在玻璃制品中氣泡缺陷消失為止。在實際生產(chǎn)中已發(fā)現(xiàn)，這個位置或甚至再向下移動一點不會導(dǎo)致在析晶敏感制品中再次出現(xiàn)析晶缺陷。實際操作中為了消除氣泡缺陷而向下移動下落管可能使下落管的出口端基本上位于自由表面的位置，甚至低于自由表面的位置，如低于自由表面約5毫米的位置。雖然當(dāng)下落管的出口端浸沒時，新鮮的玻璃不會溢出自由表面，但自由表面仍可以通過機械力和或擴散力被充分活化，從而避免形成析晶缺陷。實際生產(chǎn)時雖然可以使用位于自由表面或處于自由表面下方的構(gòu)型，但非浸沒構(gòu)型是優(yōu)選的，前提是下落管出口端與熔融玻璃標(biāo)稱自由表面之間的間隔不要太大。在實踐中現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，1030毫米，優(yōu)選1525毫米，例如約20毫米的間隔能成