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常见液晶屏切割技术特点及优缺点

发布时间:2018-06-25

      在液晶显示器和触摸屏的生产制造中,为了提高生产效率,降低制造成本,形成规模的批量生产,往往是在一张较大的玻璃上制作多个液晶显示器或触摸屏,丝印成盒后的玻璃上有多组液晶显示器或触摸屏的单元,要把这些小单元分割开才能进行液晶灌注,切割工序就是把整盒的玻璃分裂成液晶显示器或触摸屏的单体。目前,比较常见的切割工艺有刀轮切割、激光切割及水射流切割几种工艺技术。它们各自都有自己的优势,同时也存在一定的缺点或局限。所以每个企业要根据自身和产品结构特点来选择适合自己的切割工艺技术。



刀轮切割:刀轮切割又称机械切割

刀轮切割又称机械切割.png

      刀轮切割又称机械切割示意图


     首先,将前道工序制备的液晶空盒,固定在切割机工作台上,通过刀轮沿玻璃上的切割标记在一定压力下划动,在玻璃上形成一条深度和宽度一致的切口,该设备的精度和速度直接影响到产品质量和生产效率。


       刀轮运动的轨迹称为切割线。切割过程中每组液晶显示屏的四个角都有一个切割标记。由于液晶显示器的引出电极面要露出,因此显示器有上下玻璃大小之分。确认好上下片之后,将玻璃放在切割机平台上固定,设定切割数据(包括切割次数和步进距离等),调切刀的切深和切压,在玻璃的边缘无图形处做试切,调好后可批量切割。切割后的玻璃要进行裂断,裂断是用裂片机完成,裂片的原理是在有切割刀痕的玻璃背面施加一定压力使玻璃发生微小形变,玻璃沿切割线裂开。裂开后的液晶盒为方便灌注液晶,要把空盒放入一专用的篮具内,灌注液晶之后,还要用切割机把液晶盒条切割成液晶盒单元。


  它具有成本优势,应用也很广泛,其技术成熟稳定、工艺简单、效率高;玻璃切割的良率主要取决于刀轮的品质(表现方面:稳定性、刃口的锋利度、加工的精准性、刀轮与切割机的适配性等高精密特性。)。刀轮从切割普通平板玻璃和浮法玻璃的合金刀轮(俗称钨钢刀轮)发展升级到切割TFT-LCD面板、基板玻璃、触摸屏的普通钻石刀轮、高渗透和微齿钻石刀轮;


  机械切割这一方法对于超薄基底材料来说有一定的缺陷。特别是刀具在材料中产生细小的碎碴,且切割面并一定和玻璃表面垂直;此外,机械切割在加工后的边缘部分留下了显着的机械应力。实际上机械切割加工厚度小于1mm的基底材料是非常困难的,因为这个厚度的玻璃非常易碎。为了防止玻璃在初次切割后发生进一步的破碎,它可能因此需要在切割面进行磨削或抛光。而且,后道清理工序也是必需的,以清理可能对后续工艺(如电路形成)产生干扰的残碴。激光切割玻璃解决了这些局限。


激光切割

       激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、气化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的主,高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开,激光切割属于热切割方法之一。

  激光切割.jpg

                         激光切割示意图


       激光切割玻璃基板更是一个复杂的光致热过程及激光与材料相互作用的过程,该过程包括激光移动热源对材料进行加热的瞬态热传导、温度场梯度变化产生热应力,利用热应力诱导裂纹扩展直至断裂,从而分割玻璃基板;  

 

  使用激光切割玻璃基板,比较常见的又分控制裂纹切割法和熔融蒸发切割两种方法。  

 

  在超薄手机上,其厚度被缩小为0.3mm,即使在更大的(60英寸)电视机上,厚度仅为2.8mm的玻璃板已成为了标准配置。无论怎样,更薄的玻璃从机械加工角度来说更为精密。这使得玻璃在生产中更难切割和加工,并且使最终产品极易破碎。这就要求切割工艺技术必须使用激光切割来实现。  

 

  激光切割具备高精度、高效率、自动化程度高等优势特点;因激光切割采用的非接触工艺完全消除了微裂痕及残碴的问题。而且,激光切割使玻璃中不再有应力的残留,带来了更高的边缘强度。激光切割减少了工艺步骤,因其不需要任何后续的清洁及磨削步骤。虽然激光切割的投资成本要高于机械切割系统,但激光切割的总投资成本将因免去了磨削设备而低于机械加工的成本。  

 

水射流切割   

  水射流切割是一种冷切割加工技术。又分为纯水射流切割(以纯水作为能量载 体,其结构简单,喷嘴磨损慢,但切割能力差)、磨料水射流切割(以水和90%磨料作为能量载体,切割能力强)。  

水流切割示意图.png

     水流切割示意图


      与常规的激光和刀轮切割比较:其非热源、高能量和切割无横向微细裂纹产生在复合多层显示材料、强化玻璃等方面显示它无与伦比的优势;水射流切割的优点:切割时不会产生裂痕,它可以切割间隙很窄的材料、可作全方位的切割,包括各种形状、角度或斜度、不需要进行磨边等二次加工,在切割过程中还可以减少飞尘,改善工作环境。    

       提高产能﹑改善质量和降低成本是电子制造业的持续追求。在平板显示器玻璃薄板领域,由于不是简单的切割直线,所以更需要一种能够灵活切割曲线的新方法。水射流切割技术在切割材料上具有高能量﹑高速度和高精度的特性,在传统切割技术不能满足更轻薄新型显示材料的应用上,亦是一种替换机械加工的可行手段。

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