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1 前言
波特率发生器
在TFT-LCD 液晶面板生产过程中，玻璃基板做为基础原材料，从第一道玻璃投入工序至模组完成包装出货要经历清洗、镀膜、光刻、成盒等制程工艺，在此过程中玻璃基板在各个工段不停传送运输，这对玻璃基板强度与边部质量要求较高。在液晶玻璃生产中，品质不良主要为玻璃内部欠陷、表面欠陷和边部不良，而80%以上的破片都是源于边部不良。破片易对玻璃基板生产和面板生产的产线设备与环境造成污染，影响生产效率并使后续产品不良率提升，造成严重经济损失。 2 玻璃基板破片原因
玻璃基板破片的根本原因是本体受力，而受力分为基板内部应力与机械外力。破片形式有两种状况：一是玻璃基板在厂内生产和客户使用制程过程中不断搬运传送、经历高温高压、真空等环境，内部应力发生变化的同时受到外力引起发生碎片，玻璃基板边部因受力面积小，不良缺陷多等特点，使得绝大部分的破片都先由边部开始破裂；二是机械 外力碰撞玻璃表面或边部形成缺陷导致碎片发生。以上两种状况中，机械外力为外部因素与基板本身质
量无相应关联，内部应力与玻璃边部缺陷共同构成玻璃碎片主要控制质量指标。
3 内部应力对破片的影响
3.1 玻璃基板应力产生原因
玻璃基板内部应力又叫做热应力，按照其特点可分为永久应力和暂时应力，暂时应力为当玻璃低于应变点时处于弹性变形温度范围内即脆性状态时经受不均匀的温度变化时产生的热应力，普遍存在于整个退火工段。在生产过程中主要控制的是永久应力，而影响永久应力的主要因素为：玻璃基板由塑性状态转为脆性状态时退火炉内温度的变化，导致玻璃基板退火效果不佳，应力变大；厚薄不同的玻璃散热不一致造成退火横向温度不同，形成相邻较大的张应力与压应力。此外由于玻璃中局部区域化学组成不均匀导致内部缺陷（如条纹、结石、铂金等）会形成因不同材质的膨胀系数不同产生的结构应力。
TFT-LCD 玻璃基板边部破片分析及对策
周阳强 张晓东 李阳
蚌埠中光电科技有限公司 安徽 蚌埠 233030
摘 要：本文基于液晶玻璃生产和使用中应力与边部质量导致的破片分析，就边部破片产生原因展开讨论，为液晶玻璃生产边部破片提供思路。
关键词：破片；应力；边部质量；检测；控制
Analysis and Solutions on Edge Fragmentation of TFT-LCD Glass Substrate
Zhou Yangqiang Zhang Xiaodong Li Yang
Bengbu COE Technology Co., Ltd. Bengbu Anhui 233030
混凝土泵送剂Abstract: Based on the analysis of edge fragmentation caused by stress and edge quality in the production and use of liquid crystal glass, this paper discusses the causes of edge fragmentation and provides ideas for edge fragmentation countermeasures during production of liquid crystal glass
Key words: Fragmentation;Stress;Edge quality;Detection;Control
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于超颖
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3.2 内部应力对掰断边部的影响3.2.1内部应力与掰断的相关性 在不考虑外部条件（制程工艺波动、设备不稳定）的前提下。玻璃基板因内部应力的存在划线掰断时受到切割掰断设备的恒力作用，会引发玻璃基板的各向异性，使其在划线掰断后出现缺陷：掰断时边料不沿划痕断开，见图1。掰断时边料断裂，见图2。
图 1 掰断边料不沿划痕断开
图2 掰断边料断裂
图1、图2均是由于玻璃基板边部的压应力太高，导致边料相对“松散”，也就是俗称的边料松导致。掰断时边部不整齐，出现多角或少角，见图3。划线切割没有问题，但由于玻璃基板表面的应力太高，在掰断的时候并没有按照划痕断开，其掰断时，往下方裂开的速度要比上方裂开的速度快。掰断出现纵向裂纹甚至破片，见图4。
图 3 掰断边部多角
图4 掰断时边部出现纵向裂纹
玻璃基板边部的张应力太高，导致在掰边时出现裂纹，甚至直接炸裂。边部裂纹尺寸和应力具有如下关系：
2
=C ，
式中
C：裂纹尺寸，Y：形状系数，
K ic ：玻片的粘性，
f σ：应力，
即当裂纹尺寸过大，小的应力也会导致玻璃破片。应力导致玻璃边部破片的裂纹走向有两个特性：
（1）基板裂纹走向是从单一的裂纹延伸分叉为多条裂纹延伸；
（2）裂纹分叉的频率和应力大小有关，如图5所示。
低应力 高应力
图5 低应力与高应力边部裂纹特点
3.2.2 内部应力与边部掰断生产数据跟进
玻璃应力和掰断质量紧密相关，如表1。国内A 玻璃基板厂家生产数据可以得出，玻璃基板的内应力值越大，则边部掰断的质量越差。
表1 内部应力与边部掰断良品率关系
整板应力平均值标准应力最大值标准
掰断缺陷种类
掰断良品率40
60缺口99.7%5080缺口99.2%60100缺口、裂纹、多
角
98.6%80
160
缺口、裂纹、破片、多角、边料
断裂
96.32%
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结合T FT 玻璃基板行业内惯用标准及表中数据统计结论，玻璃基板生产过程中应力质量指标最大值小于100、平均值小于60可有效避免因应力导致后续加工工序与面板用户制程中破片的产生。
划痕
掰断边部
掰断边部
玻璃基板
玻璃基板
玻璃基板
边料
边料
裂纹
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氢氧化钴
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3.3 内部应力检测
TFT 玻璃基板行业内，常使用双折射应力检测仪器，设备是采用偏振光电矢量合成及光学补偿原理，使用激光测量玻璃基板样品的光程差来确定样品应力双折射的大小，从而确定光学玻璃的应力级别，该设备的检测核心为激光探头。
3.4 内部应力消除
玻璃应力通常在成形、退火等热端工艺产生，行业内消除应力的主要方法有以下几点。
退火温度对应力的影响：调整退火炉高度（溢流下拉法）或者长度（浮法）来控制退火速率，使得玻璃基板退火均匀；根据玻璃基板的理论退火温度曲线来到符合生产线的实际退火温度曲线。
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玻璃基板厚度对内部应力的影响：玻璃基板低厚度的区域，可以通过升高其对应的退火区加热器功率，
使玻璃基板的温度升高，改变基板退火的横向温差；玻璃基板高厚度的区域，通过减少其对应退火区加热器功率，使玻璃基板的温度降低，改变基板退火横向温差；调整其对应定型区的冷却风量使得玻璃基板厚度增加或减少。
4 TFT 玻璃基板边部质量控制
4.1 玻璃基板边部缺陷消除方法4.1.1 粗切
从退火窑流过来的玻璃带经过纵切、横切后切割成规定的尺寸便于后续加工使用，切裁设备一般采用硬质合金刀轮或聚晶金刚石刀轮通过电脑计算控制横切刀运行速度保证切出来的玻璃对角线处于合格状态。当玻璃表面被刀轮滚压出一条划痕时，只需要一个很小的弯折力，便可以将玻璃沿切痕掰断。在此过程中玻璃处于运动状态，切割质量较差显微镜观察存在大量掉片、缺口、裂纹等缺陷因此需要在后续工段进行再加工。
4.1.2 精切
通过定位杆将玻璃基板精准放置在平面度高的划线平台上利用高精度刀轮分别对粗切出的玻璃半
成品按照客户要求的长、短尺寸进行精准切割后利用掰断装置的下支撑杆和上掰杆对其施加机械力以祛除边部无效区域。该段工艺完成度良好的状况下方可进行后续研磨、抛光加工，正常掰断边部平整
若工艺异常，该区域主要产生缺陷及在成品体现为：裂纹、缺口、贝壳状掉片，异常掰断边部起伏大，掉片多。
4.1.3边部精加工
玻璃精切后端面与边部呈直角有较多细微裂纹、掉片等现象，直接传送使用的状况下会对生产线传送辊轮等设备造成划伤，因其边角锋利尖锐且受力面积小因此需要对边部端面进行研磨、倒角抛光处理，一般玻璃基板厂家采用C 型研磨幅，增加玻璃基板边部端面传送定位时边角的接触面积来减少边部撞击损伤的几率。
玻璃基板边部研磨利用研磨轮/抛光轮与玻璃做相对运动，磨轮槽里硬质颗粒，在一定的负载下对玻璃表面进行划痕与剥离的机械作用，研磨同时喷水起冷却介质作用并有利于剥离，以此对边部和角部进行处理，消除由划线掰断造成的微小掉片及微小裂纹，避免裂纹向玻璃内部的扩散。
4.2 边部缺陷检测
边部质量检查为自动检查机在线全检，采用三光源双镜头面阵相机对边部质量进行全面抓拍同数据库进行对比，异常信息反馈并废。该系统业内精度一般为十位数μm（人眼在卤素灯等强光源协助下最大可观察到100μm 缺陷）可有效检出因边部加工导致细微掉片、裂纹等缺陷，并对缺陷位置种类进行统计分析反馈，为边部精切、研磨提供设备工艺有针对性地调整品质数据。
5 结束语
本文通过玻璃基板生产制程应力影响及边部加工工艺导致的不良项目与对应的玻璃基板破片分析，为玻璃基板及显示面板在生产过程中出现的破片不良提供判断依据，降低玻璃基板边部不良追溯时间提升生产线整体生产效率。
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