前工程缺陷及对策综述综述

1、1前工程缺陷分析及对策前工程缺陷分析及对策2旭飞生产能力和主要参数旭飞生产能力和主要参数3TFT-LCD玻璃质量指标玻璃质量指标4TFT-LCD玻璃质量指标玻璃质量指标5TFT-LCD玻璃质量指标玻璃质量指标6TFT-LCD玻璃质量指标玻璃质量指标7TFT-LCD玻璃质量指标玻璃质量指标项目规格表面缺陷50K刮伤不允许污点, 瑕疵不允许裂纹不允许掉片a： 1.0b： 0.35c： 0.35粗糙度Rmax100清洗后微粒数 550pcs（1m）项目规格厚度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翘曲度B 0.04边部裂纹R=0.15mm

2、0.5mm内角加工0.8 mm定位角加工0.8 mm波纹度(Wfpd) 0.1m/20mm主体缺陷 100mabc8明确几个定义：明确几个定义： 1.白金L管侧定义为进料端或近端（ Inlet） ，与其对应的另一侧定义为出口端或动力端（Comp） （由于该侧施有气体动力加压于溢流砖之故）。 2.面向进料端，右手边永远定义为右侧，左手边永远定义为左侧。 3.玻璃产品的方向定义：与机器人吸盘接触的面定义为B面，另一面定义为A面。9产品缺陷分析及对策（产品缺陷分析及对策（BOW） BOW是玻璃在退火炉内呈现非平面一弧度的现象。其产生的原因为在退火炉内不一致的热膨胀。 BOW依据方向可分为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户制作过程中，A面是朝上的，所以A side BOW有利于后期加工和在用户的制程。AABBBABA11如何控制如何控制BOW 大小的控制：主要控制不同区域的冷却曲线，其方法是在退火炉下半部的中间增加玻璃的温度，同时降低冷却速率。 稳定性的控制：由于横切掰断力量过大或拉引机调整状态不好，会引起玻璃振动从而影响BOW，造成BOW的移动或方向的改变，其对策方法是调整切割和拉引机的状态。62064062060062060058060058056058056012打打

4、BOW的位置的位置退火炉打BOW的位置横切机横切机退火炉下部退火炉下部2#拉引辊横切机打BOW 的位置13产品缺陷分析及对策（产品缺陷分析及对策（Sag） Sag是当玻璃水平置放并以两端为支撑时因为玻璃的重量产生挠曲的现象,对于平面的玻璃而言最大的Sag产生在未受支撑长度的中心线。 Sag对于客户而言是非常重要的一个品质参数,如果控制不当将造成客户的制程产生刮伤破片。Sag14Sag的测量的测量SEtg2241l325 l =未未支撑支撑的玻璃的玻璃长度长度 = 9.8（m/sec2） = 密度 (g/cc) V = 泊松比 E = 杨氏系数(Pa) t = 玻璃厚度 (m)= 中心点下垂的距

5、离(m) S = 最初的玻璃形状W l未未支撑支撑的玻璃的玻璃长长度度15影响影响Sag的因素的因素 BOW的形状和大小影响Sag 玻璃的厚度影响SagAABBBABA16产品缺陷分析及对策（产品缺陷分析及对策（Warp） 0.8mm 粗糙度粗糙度0.8mm 25mm 翘曲（翘曲（Warp）17WarpWarp的的定义定义Hot PlateGlassww =E (CTE) 2 (DT) 212 g(1 - (1- )652 25mm = Warp 18Warp 的的分类分类帘型BOW膨胀型：中间隆起S 型Bow前后变动因物理性质而产生的局部性warp19Warp Warp 产生产生的原因的原因

6、 热量热量的不平均的不平均: :在玻璃的冷却过程中，在同一片玻璃内有发生温度差过大的现象。溢流砖粘度控制不当，造成因重力产生的蠕动变形（褶皱）:受到外力干扰造成玻璃在退火过程中弯曲或变形20WarpWarp控制要点控制要点1.从900550是翘曲产生的关键区间，冷却曲线必须精确控制，重点控制： a.定形炉冷却速率（温度曲线） b.拉边机的状态 c.2#拉引辊的状态和夹紧张力 d.流量的精确控制 e.环境的控制（空气对流）2.玻璃在一定温度之上, 温度足够高到可以很快的释放。此时对应力和翘曲的影响并不十分致命。3.冷却时需以一定的速率冷却玻璃，在玻璃凝固时产生足够的张力，来将玻璃拉平。21War

7、pWarp产生的重要部位产生的重要部位Warp产生的重要部位产生的重要部位22WarpWarp的分析与控制的分析与控制2滚轮3滚轮由于重力下拉造成黏稠性的弯曲由于滚轮受损或偏心旋转造成的移动切割时以及掰断时造成玻璃晃动，对翘曲也有影响。23WarpWarp的分析与控制的分析与控制横切机 A sideB side上部导向轮下部导向轮2拉引辊3拉引辊1.更换任何滚轮时必须再次确认状态。2.不可对玻璃有推力产生。3.BOW产生变化时需要确定翘曲的变化。24缺陷分析及对策（厚度）缺陷分析及对策（厚度）液晶玻璃板厚度只有0.7 mm，厚度厚度0.70.05mm（是指各块之间的厚度差别）。厚度偏差厚度偏差

8、25m=0.025mm（是指同一块玻板内的厚度差别）溢流法成型溢流法成型对厚度的调节手段有限，生产时只能通过调节玻璃流量、温度，和溢流砖角度，更换溢流砖等实现厚度的控制。0 . 7厚 度 m m宽 度 m m2 . 5 - 2 . 8123425缺陷分析及对策（厚度）缺陷分析及对策（厚度） 如下图所示为玻璃生产中常见的厚度分布情况，其中： 曲线1为正常生产时理想的玻璃厚度分布情况； 曲线2为玻璃后端厚度薄，产生的原因为溢流砖后端玻璃温度低，可以采取加热后端的措施进行调节； 曲线3为玻璃前端厚度薄，其产生的原因为入口处玻璃量不够和溢流砖底部槽曲线形状不当，修改曲线或升高前端温度； 曲线4为玻璃厚

9、度整体前厚后薄，其原因为溢流砖放置的角度不当，可以通过调节溢流砖的角度调节玻璃的厚度，通常溢流砖设计的最大调节范围为3，一般每调整1，溢流砖的出料量变化25%，正常操作条件下，一般调整范围为0.03-0.05 。26缺陷分析及对策（厚度）缺陷分析及对策（厚度）玻璃在流动到溢流砖尾部时温度会降低影响厚度，所以在溢流砖尾部要有加热装置；溢流砖工作时高温，故该处的支撑部分的支撑物不能是钢结构而必须是耐火材料，另外为避免张力集中造成砖体开裂和防止砖的蠕动变形，要增加必要的机构使该处的张力变为压力；溢流砖底部设计不当会影响该处玻璃提前冷却造成玻璃板宽不足或玻璃未形成板而直接流下来。溢流砖上沿的直线设计是

10、否合理将影响出料量均匀分布，从而影响玻璃厚度；溢流砖底部曲线形状应根据玻璃黏度设计，具体细节将影响流量从而影响玻璃厚度；溢流砖放置的角度要精确，必要时要进行调整，所以设计时要在水平方向可调；27缺陷分析及对策（厚度）缺陷分析及对策（厚度） 用显微镜可观察出glass厚度是否一致，若不一致，可调节溢流砖角度。 一般正常的厚度两边比值为 50%：50%；允许的最大比例为40%：60%28 流入溢流砖中的玻璃质量、玻璃质量分布、玻璃物质中温度分布不均匀，将影响玻璃板质量稳定。 确保在溢流砖两端部的最初和最后4英寸溢流的熔融玻璃的流量大于17.6磅/小时，优选大于20.0磅小时。 确保在溢流砖两端部的

11、最初和最后9英寸溢流的熔融玻璃的流量大于57.6磅/小时，优选大于65.0磅小时。 否则，玻璃板成型将非常不稳定。缺陷分析及对策（厚度）缺陷分析及对策（厚度）29缺陷分析及对策（厚度）缺陷分析及对策（厚度） 由于溢流砖工作温度较高，其工作的最低温度为1100以上，而且五代及以上的溢流砖其跨距较大，多以不可避免的溢流砖具有高温蠕动变形。溢流砖的蠕动变形将影响玻璃在宽度上的流量分布，从而影响玻璃板的宽度。 根据蠕变速率公式 可知，降低用于制造溢流砖的材料的蠕变速率，可以减小在使用时溢流砖产生的下沉。式中：蠕变速率， 外加应变，T是温度，A，n和Q是材料相关常数 控制方法为：控制使用二氧化钛含量作为

12、控制锆石耐火材料蠕变速率的手段。 具体方法是：所用的锆石耐火材料中使Ti02的含量大于02重量小于04重量，优先使含量大于025重量小于035重量，最好是在03重量左右。30缺陷分析及对策（厚度）缺陷分析及对策（厚度）平均厚度的控制： 流量如果增加则拉引速度增加 流量如果降低则拉引速度降低必要时调节马弗炉内硅碳棒的温度局部的厚度控制在成形定形炉内，可调节气管的状态达到温度重新分部（是调节厚度的最后机会）31缺陷分析及对策（厚度）缺陷分析及对策（厚度） 成型定形炉内左右各有55支气管，每支气管都有独立的阀门和流量计，控制气体流量的大小可改变该处的温度，控制玻璃的厚度。32缺陷分析及对策（气泡）缺

13、陷分析及对策（气泡） 气泡是玻璃中的可见气体夹杂物，是一种最常见的玻璃缺陷。 在TFT-LCD中由于其溢流成型特性，受重力及拉引影响气泡多为不规则形状汽泡（多为长宽比为46:1的气泡），也有部分圆形气泡。 TFT-LCD玻璃的品质要求非常高，增加铂金通道主要是调节玻璃质量，提高成型良品率。 按照可视规格0.2mm限定，若液晶气泡长度为0.2mm，则按照气泡长宽比计算的溢流前玻璃气泡最大直径为0.07mm33缺陷分析及对策（气泡）缺陷分析及对策（气泡） 1类气泡的位置多集中于玻璃中心，并且气泡直径较小，我们称为接着面气泡，主要是溢流砖的气孔率过高引起的，控制此类气泡的方法是控制溢流砖的气孔率在1

14、3。 2类气泡位于玻璃中心和表面之间，此类气泡直径较大，且位置数量不固定，多为炉子玻璃质量不好产生的。 3类气泡位于玻璃的表面附近，其特征是气泡直径较小，且经常是数个集中发生，我们称其为接触面气泡，主要是在供料口和进料口接触面发生。 关于玻璃气泡的检测方法:主要是根据光的反射和折射原理来判断气泡的位置 。34缺陷分析及对策（气泡）缺陷分析及对策（气泡）铂金通道在高温情况下具有调节玻璃气泡的作用，但是由于铂金具有的高温渗氢特性，又会在调节时产生二次气泡。产生气泡的原因是由于在铂和玻璃熔体界面附近形成了富氧层的结果。玻璃中的该富氧层是以下因素结合起来产生的：熔体的热电电解，氧化物澄清剂的分解，以及

15、玻璃中溶解的OH基团的数量。而OH基团的数量对玻璃与铂接触而起泡的速率具有很大的影响。OH基团会解离成中性的氢和氧。然后氢可渗透通过铂金外皮，使玻璃的表面区域(与铂接触的区域)富氧。如果超过玻璃的溶解度极限，就会形成气泡。2OHH2+O2H2O2铂金管壁35缺陷分析及对策（气泡）缺陷分析及对策（气泡） 目前，已知的控制/调节玻璃气泡的方法： 使用砷作为在熔化过程中的澄清剂。砷是已知最高温度的澄清剂，将砷加入熔融玻璃浴时，能够在高熔化温度(如高于1450)使02从玻璃熔体释放。这种高温02释放有助于在生产玻璃期间的熔化和澄清阶段除去02气泡，使玻璃板基本上不含气态夹杂物。而且，任何残留的氧气泡因

16、为在冷却时从还原态转变为氧化态而被澄清剂再吸收。然而，从环境角度考虑，认为砷是一种有害物质而不希望使用砷或尽量少量使用砷。 在铂金通道的特定区域（例如澄清段）增加一定的装置（例如隔板）改变玻璃液的流动，加速气泡的排出。 控制铂金通道各处的湿度，具体是在铂金外围再增加一层铂金，即在双层铂金之间调节气压控制氢分压，以减少在玻璃板中形成气态夹杂物。但是这样铂金消耗量将非常大，不利于建设成本的控制。 利用铂金通道的渗氢特性，在特定的区域（例如铂金澄清前段）将铂金的管壁做的很薄，使氢气尽快渗出，然后在铂金其他段（例如铂金澄清后段）升温调节将氧气排出。36缺陷分析及对策（析晶）缺陷分析及对策（析晶） 从熔

17、体或玻璃体中析出晶体，一般要经过两个步骤：先形成晶核然后是晶体长大。由于玻璃成份的不同，玻璃析晶的温度也不同，总体上讲液晶玻璃析晶温度在11001250。在液晶玻璃生产过程中，析晶无论发生在生产线的任何位置，都只能通过提升玻璃温度进行对策，因此预防析晶的产生是设计和生产时的重点问题。37缺陷分析及对策（析晶）缺陷分析及对策（析晶） 溢流砖入口玻璃温度1270 溢流砖顶部温度1258、底部温度1120 溢流砖顶部和底部温差80 减少锆石析晶的方法有：降低顶部温度和/或升高底部温度 降低顶部温度是升高底部温度效果的2倍溢流砖由下列重量配比的组分组成：ZrO2 64.5-69.5TiO2 0.2-1

18、.2SiO2 30-34 余量为杂质，杂质含量1。38缺陷分析及对策（析晶）缺陷分析及对策（析晶） 玻璃中SiO2的含量是供料系统中等静压管处析晶的主要因素之一，尤其是SiO2含量大于60.0重量时，析晶现象更为明显。 例如康宁EAGLE2000玻璃的SiO2含量约为63.3重量，而1737玻璃的SiO2含量约为57.8重量。由于SiO2含量较高，所以EAGLE2000玻璃比1737 玻璃具有更大的析晶倾向，例如形成方石英(SiO2的一种高温晶体形式) 的倾向。 为了处理EAGLE2000较大析晶倾向的问题，它的配方包含较高百分数的氧化硼(B203)，具体对于EAGLE2000约为10.3重量

19、 B203 ，而1737玻璃约为8.4重量 B203 。 尽管使用较高量的B203 ，但当用已成功生产1737玻璃且没有产生大量析晶的设备制造EAGLE2000玻璃时，仍在制造试验过程中观察到不少析出的方石英。 可见，在SiO2含量大于60.0重量时，尽管采取了增加B203 含量的措施，但析晶现象依然明显。39缺陷分析及对策（析晶）缺陷分析及对策（析晶）图中: 9 供料管11收集槽13溢流砖15溢流砖底部 18供料管的进口19下落管20下落管的出口21熔融玻璃的实际自由表面21N熔融玻璃的标称自由表面22表示供料管中玻璃流向的箭头31供料管中的熔融玻璃33自由表面上的气氛 生产中，溢流砖相对于

20、玻璃原料熔化和澄清装置的位置和倾斜度应该是可调节的。但由于铂金系统的固定，在实际生产中通过形成熔融玻璃的自由表面把铂金供料段与溢流成型段连接中来获得这种可调节性。即如图所示的连接方式。 生产中控制重点是选择收集管(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)之间的空间关系不会在析晶敏感玻璃的平板玻璃制品中产生大量析晶缺陷和大量气泡缺陷。40缺陷分析及对策（析晶）缺陷分析及对策（析晶）实际生产中调节/寻找下落管出口端的合适位置的方法为：令出口端处于在析晶敏感玻璃中会产生析晶缺陷的浸没状态。然后将下落管向上移动，直到玻璃制品中出现气泡缺陷为止。（在这个位置，虽

21、然存在气泡缺陷的问题，但析晶缺陷的问题显然已被消除）。然后，将下落管向下移动，直到在玻璃制品中气泡缺陷消失为止。在实际生产中已发现，这个位置或甚至再向下移动一点不会导致在析晶敏感制品中再次出现析晶缺陷。实际操作中为了消除气泡缺陷而向下移动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，如低于自由表面约5毫米的位置。虽然当下落管的出口端浸没时，新鲜的玻璃不会溢出自由表面，但自由表面仍可以通过机械力和或扩散力被充分活化，从而避免形成析晶缺陷。实际生产时虽然可以使用位于自由表面或处于自由表面下方的构型，但非浸没构型是优选的，前提是下落管出口端与熔融玻璃标称自由表面之间的间隔不要太大。在实践中现已发现，1030毫米，优选1525毫米，例如约20毫米的间隔能成