化学强化制程介绍

化學強化製程介紹研發部劉經為2010.03.31

核准:確認:製作:正達國際光電股份有限公司21.前言2.化學強化玻璃的基本特性3.化學強化玻璃的基本原理4.化學強化設備結構5.化學強化製程介紹6.化學強化特性說明7.化學強化產能預估目錄正達國際光電股份有限公司3前言

因應電子產品輕薄化設計，及觸碰螢幕的需求大增，對於產業界的需求正達有著玻璃加工技術優勢及集團內訂單需求，順勢導入化學強化玻璃製程。

正達國際光電股份有限公司4適用玻璃材質:可浸泡在反應槽內之Sodaline玻璃皆可不適用玻璃材質:硼玻璃(無鹼玻璃)及石英玻璃適用的形狀:a.平板玻璃

b.異型切割

c.燈罩、瓶罐類

前言正達國際光電股份有限公司5適用產品適用產品:

手機面板玻璃、儀器儀錶面板玻璃、數位相機、觸控式螢幕玻璃,飛機和汽車的風檔玻璃、建築玻璃、儀錶玻璃、光學儀器玻璃和家用電器面板超薄玻璃(如LCD、PDP、3G手機)等產品。正達國際光電股份有限公司6化學強化玻璃的基本特性化學強化玻璃具有較高的機械強度強化玻璃的抗衝擊強度是一般玻璃的5-8倍。

(1.8mm玻璃227g鐵球高度3米落下不破)

強化玻璃的抗彎強度是一般玻璃的4-5倍。

(0.55mm玻璃三點抗折平均16kg以上)三點抗折治具萬能試驗機正達國際光電股份有限公司7化學強化玻璃的基本特性化學強化玻璃具有較好的熱穩定性熱穩定性是玻璃能承受劇烈溫度變化而不破壞的性能。強化玻璃的熱穩定性是用其所能承受的溫度差來表示,一般玻璃所能承受的溫度約70-100℃,而強化玻璃所能承受的溫度差約150-200℃,熱穩定性比一般玻璃提高了1.5-2倍。康寧強化玻璃餐具摔不破玻璃奶瓶正達國際光電股份有限公司8化學強化玻璃的基本特性化學強化V.S物理強化玻璃表面會產生波浪狀紋路並有凹洞現象整體平整度優良強化後平整度不可切割切割會產生破裂可切割切割製程與普通玻璃相同強化後切割蝶型破裂碎塊(自爆)細碎玻璃屑強化後受外力破壞情形物理強化化學強化玻璃正達國際光電股份有限公司9化學強化離子交換原理K+K+K+K+NaNaNaNaK+K+玻璃鉀離子鉀離子取代鈉離子玻璃化學強化原理是將玻璃置於熔融的熔鹽中,使玻璃表層半徑較小的離子(Na)與熔鹽中半徑較大的離子(K+)交換,最終在玻璃的兩表面形成壓應力層,在玻璃的內部形成張應力層,達到提高玻璃機械強度和抗溫度衝擊性能的目的。正達國際光電股份有限公司10玻璃化學強化爐設備主要有5個部分組成化學反應槽預熱及退熱箱吊籃(Load/Unload)

人員通道控制箱化學強化設備結構B區Load/unload吊籃區域預熱/退熱槽預熱/退熱槽A區Load/unload吊籃區域反應槽人員通道放片吊籃正達國際光電股份有限公司11化學反應槽

化學強化設備結構主要功能:槽內放置硝酸鉀進行化學反應，為設備主要構件。預熱及退熱箱主要功能:將反應前的玻璃預熱及反應後玻璃退熱避免玻璃因受到高溫差產生破裂。吊籃主要功能:承載玻璃進入預熱箱及反應槽。人員走道主要功能:為檢修設備人員走道，或添加硝酸鉀時的工作平台。控制箱主要功能:所有動作程式及設定溫度參數的控制單元正達國際光電股份有限公司12化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱以人工將玻璃插入不鏽鋼放片架放片架中因無緩衝材故在此站需要注意放入力道避免玻璃碰傷進入化強爐後產生破片崩角等不良情形正達國際光電股份有限公司13化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱以手推車將插滿玻璃的放片架移載到吊籃，並將放片架堆疊在吊籃內，準備進行預熱。正達國際光電股份有限公司14化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱吊籃進入預熱爐進行加溫動作，預先將溫度提升；避免玻璃進入反應槽時因溫差太大產生破裂現象。正達國際光電股份有限公司15化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱預熱後預熱箱移動到反應槽上方，此時反應槽及預熱箱會同時開啟爐門，並將吊籃下降到反應槽內進行反應。反應槽內部正達國際光電股份有限公司16化學強化製程介紹插片移載預熱反應退熱沖洗洗片檢驗包裝裝箱反應完畢後預熱箱會在移動到原本位置，開始進行退熱動作退熱共分三階段:1.自然降溫:此時爐內循環風扇未開啟以自然降溫方式等待溫度下降。2.風扇降溫:在自然降溫到設定溫度時，風扇會自動啟動；直到降低接近室溫變停止，並將爐門開啟等待收片。正達國際光電股份有限公司17化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱反應完玻璃表面會產留硝酸鉀，須以大量清水沖洗並在清水中淨泡避免殘餘矽酸鈉(SiO3Na+H2O=>SiO2+NaOH)因接觸空氣中水氣變成SiO2(氧化矽)附著於玻璃表面形成殘留無法清洗。若沖洗時間太短或沖洗不完全，以浸泡方式無法清除殘留的硝酸鉀及矽酸鈉正達國際光電股份有限公司18化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱標準洗片製程將玻璃表面最終的灰塵髒污等洗淨乾淨。正達國際光電股份有限公司19化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱以黑箱燈進行檢驗，去除表面刮傷邊緣崩角等不良品正達國際光電股份有限公司20化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱最終以手提式燈源，檢驗邊緣崩角。最終以牛皮紙全包，完成小包裝。正達國際光電股份有限公司21化學強化製程介紹插片移載預熱反應退火沖洗洗片檢驗包裝裝箱將包裝好的玻璃順序排入木箱內，最後貼上出貨標及外箱標籤，放入乾燥劑完裝箱。正達國際光電股份有限公司22化學強化製程介紹特性量測儀器量測方式翹曲(Warp)厚薄規Tinsideup4corner應力層厚度(DepthofLayer)應力儀(FSM6000)

量測值(um)表面應力值(CompressiveStress)應力儀(FSM6000)

量測值(MPa)抗衝擊強度落球衝擊試驗機227g鋼球落球高度(cm)化強特性測試項目正達國際光電股份有限公司23化強量測儀器介紹FSM-6000應力測試機應力計(Fsm-6000)為日本折原製作所出品，折原製作所前身為Toshiba（東芝）玻璃研究所。為Motorora（手機玻璃），及apple（Mp3、Mp4、ApplePhone玻璃）作為標準應力