T F T-L C D行业液晶玻璃切割D u m m y管控与改善
伍飞高，李睿，吕凤珍，刘富青
(合肥姦晟光电科技有限公司MDL技术部，安徽合肥230012)
摘要：针对TFT-LCD液晶玻瑞切割工艺过程中的Dummy条残留问题，研究TFT-LCD液晶玻璃切割工艺中较关键的Dummy条 管控方法通过数据收集与分析，建立Dummy监控体系及拦截方案=通过改良工艺流程，实现Dummy在固定位置掉落；基于基板设 计的实践，解决自工序拦截Dummy的问题=对Dummy设置刀压差，设备倒三角的距离设置为2~3 mm，可以有效控制Dummy掉在 倒三角处设备倒三角方案和设计Block方案，对Dummy管控起到了重要作用，同时能有效降低划伤等不良的发生。
关键词:TFT-LCD；液晶玻璃；切割工艺
中图分类号:TN873.93 文献标识码：B DOI：10.16621/jki.issnl001-0599.2021.05D.38
0引言
随着现代信息技术的快速发展，液晶面板有功耗低、辐射 低、彩饱和度好、轻薄等优点，使得消费者对液晶显示屏的需 求量越来越大％现在液晶显示器和液晶电视已经走进了下•家 万户，而且显示尺寸越来越
大，价格却不断降低|21。这同液晶面 板厂家不断投资高世代生产线、增大基板尺寸和应用新技术来 降低成本是分不开的P l。显示器未来需要集成的功能将不断增 多，这是作为物联网终端信息出人n的必然％
随着显不技术的不断发展,TFT-LCD(Thin F"ilm Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显7K器）液晶显本技术 取得了重大关键技术的突破，已进人快速成长时期|51。TFT-LCD 技术的日趋成熟，产品质量概念不断演进，用户审美不断提高c 窄边框、无边框产品（Boardless)已经走进人们的日常生活。无边 框较有边框产品在美观以及产品尺寸方面有较大的优势。
可以预见，在不久的将来，各大厂商必将会推出各自的窄 边框或无边框显示产品|61。无边框产品意味着玻璃边缘暴露于 可视范围内，闶此，对LCD切割质量和产品良率要求很高。
切割质量取决于对切割产生的凹坑（Chip)、横向损伤 (Lateral Crack)、毛刺(Burr)、裂纹等缺陷的严格管控。因此，为保证良好切割效果，确保切割工艺过程至关重要。为了满足窄 边框的要求，现在各面板厂大f l开发G0A产品（原Gate边C0F 删除，该部分驱动电路1C集成在玻璃边缘）,G0A产品的三边 为齐边(TFT与CF平齐切割），一边是阶梯边(TFT尺寸长于CF 尺寸），由于齐边切割工艺比较成熟，缺陷很少，工艺难点主要 集中于阶梯边切割。由于阶梯边TKT尺寸长于CF，且该部分CF 玻璃需要在切割后舍弃且无像素设计，行业内称该部分玻璃为 Drnnmy(残材）。由于该处采用的是单侧切割的方式，切割压力 无法完全渗透进玻璃，导致CF侧Dummy经常残留在Panel上，难以去除。
切割完成后取屏用Transfer hand治具无法彻底去除残留 Diimmy，此Dummy如被带入后工序，将导致Pane]破损报废,CT Block(Cell Test工序点灯检测治具)损坏，如Cell Test未拦截，将在后段Bonding(热压)工序对Bonding Tool造成损害。通过
M设畐篇理彐雄II2021 ：\〇5(下）分析Dummy构造及切割工艺，收集大量数据，建立Dummy管 控理论模式，并对其进行试验，到一种具有较明显改善效果的 方法。
1切割原理
刀轮运动的轨迹称为切割线m。切割是指对刀轮施加一定的 外力，玻璃在切割后形成一条连续的切割线；裂片是指在切割线 上追加一个外力，中间裂痕(垂直裂缝)就会沿着切割方向延伸，直至玻璃分离。通过高浸透Cutter(刀轮，材料为金刚石）的切 割，使玻璃产生垂直裂缝，这种裂缝可以进行到玻璃厚度的 80%~90%，最后通过裂片和取片单元，使基板完全断裂分离成 单个屏。垂直裂缝的产生原理如图1所示。Cutter在一定的压力 下在玻璃表面滚动，玻璃表面产生横向和纵向裂纹，随着裂纹的 产生，在玻璃的内部形成肋骨状裂纹(玻璃厚度的10%~20%), 在玻璃的内部应力下形成纵向裂纹。横向裂痕是切割中产生缺 口的根源。
横向裂痕的产生决定于以下3点:①切割压力：压力越大越 易产生;②刀轮齿的角度：角度越大越易产生横向裂痕;③玻璃 材质不同裂痕传播不同。
随着横向裂痕的传播，将会吸收部分残留应力，导致分断张 力的增加，易于玻璃的分离。肋
骨状裂纹与切割效果密切相
关，且易观察，关系着切割的品
质，是实际生产中切断品质的
主要管理项目。|
2切割工艺 $
TFT-LCD技术中8.5代线_
的玻璃基板尺寸为2500 m m x善
2200 mm。切割和裂片的B的*^
是将已经组装好的大尺寸液晶
基板通过一定的方法分离成所
需要的尺寸。在TFT-LCD切
割中，往往要将大板切割成稍
小的Q-Panel。由二次Cut进行 图1垂直裂缝产生原理
设I与技尤
弹性形变
塑性形变
(破坏点
形成）
垂直裂
缝发生
垂直裂
缝成长
垂直裂
缝停止
汁刀
张力
F K缩力
k压缩力
张力
张力
张力
压缩力
1.2
Q -Panel 切割，二次Cut 切割线体设备最大可对应Q -Panel 切割 尺寸为1250 mmx 833 mm 。Q -Panel 被后续半自动线体切割后 的Panel 称为Single  Panel 。经过的主要机构有：上料机构、切割
机构、移载机构、翻转机构和裂片机构等。切割工艺流程：切割 TFT 面—切割CF 面—裂C F 面—取片—翻转(图2)。
TFT Scribe
图2 Q -panel 切割工艺流程
当切割CF 完成后形成Dummy 条。Dummy 条在实际生产中 以残材的形式被废弃，为了保证残材与Panel 较好的分离，保证
Panel 的品质，要对产品的设计以及分离效果做必要的管控。
3
管控措施
3.1 Seal 胶设计管控
液晶屏在ODF 工序经过対盒，C F 与TFT 通过Seal 胶粘在 一起。Seal 胶也叫框胶。框胶的用途是将2片玻璃基板结合在一 起，避免注人面板内层的液晶材料流出，并阻止外部的空气、水
雾等杂质进人而污染液晶。Main  Seal 胶位于Single  Panel 内， 其作用是将Single  Panel 连接在一起。
由于玻璃利用率无法到达100%，因此，在Single  Panel 的 外围会有残材的设计。Dummy  Seal 胶会设计在残材上，以确保
CF  Dummy 与TFT  Dummy 连接在一起。对于不同的切割设备， 对Dummy  Seal 胶(图3中有3处Seal 胶设计)的设计均要求能 将TFT 和CF 面的Dummy 条紧密结合，在各种条件下运输Pan ­el  均不会脱落。
TFT CF
:。 0J ；.-t  i
〇 — Main Seal •—Dummy Seal
图3框胶设计
Dummy  Seal 胶如不涂覆，将导致该处TFT 和CF 玻璃之间
形成存在空气的空腔，当Cutter 进行切割时，由于空腔的存在， 切割无法很好地进行渗透c
LCD 切割刀轮的齿形一般分为三种:U 形齿、V 形齿和无 齿。因0.2 t 产品有断面强度需求，因此使用V 形齿。即使是相 同切割参数（切割压力、速度、Cutter )下.Ribmark 和裂纹生长 差异均较大,Ribmark 和裂纹生长的差异化将致使裂片品质较 差，玻璃分离只能靠外界强加的应力实现,Chip 产生概率增 大，玻璃边缘的强度大大降低。Seal 胶可时TFT 和CF 玻璃形 成一个整体，切割压力能够很好地渗透，且能大大减少切割参 数调整的次数，降低切割生产的工作量，使切割品质保持在稳
图4
Seal  胶与 Dummy 提前掉落的关系
定的水平，并提升产能。针对0.2 t 产品，不涂覆Seal 胶及涂覆 不同宽度的Seal 胶，在Dummy 两侧施加同样的切割压力，分别 统计50片Dummy 在切割压力6 N 的情况下，Dummy 提前掉落 的根数(图4)。3.2切割工艺管控
切割压力对于切 割工艺非常重要，是 一个很关键的参数。通过修改刀压设置使 得Dummy 停留在玻 璃上面，不会提前掉 落在Cutter 部和取片 部，减少玻璃划伤和
碎屏事故，增加设备的产能，同时提升切割品质。
Q -Panel 划线切割后形成了一条切割线，边条还在Q-Panel
上。液晶屏在切割之后，需要将残材去除。在残材的两侧施加不 同的切割压力，可以实现不同的切割裂片效果(图5)。
6N
5N
\ /
TFT CF
/ '
6N
5 N
图5切割压力设置
由于该种切割存在于二次切割工序（Q -Panel—Single
Panel )，切割在切割平台上(Stage )进行,TFT 切割完成后再切
C F 面。如将Dummy 两端的刀压设置成相同的参数(4.5 N )，切 割会将Dummy 分裂成相同的程度，C F 切割完成后Dummy 会
存在以下两种情况：①提前掉落到切割部，该问题会导致 Dummy 落在切割部，除额外增加人员对设备PM 的次数外，掉
落的Dummy 会遮挡Cutter  CCD ，造成切割设备停机，严重时 堆积在Cutter 部的Dummy 会将玻璃划伤，造成批遍：的划伤事 故，不仅影响设备的产能，而且会造成玻璃的大f i 报废；② Dummy 提前掉落在裂片部。使Dummy 塾在玻璃下面，取片时 需要一定的压力作用于机台上进行吸附，将导致玻璃碎裂，严 重时碎玻璃会嵌人吸附机台，造成机台的损坏，以及批量玻璃 报废。
0.2 t 产品不同刀压效果测试结果：在5~8 N 均可实现裂 片。再测试 5 N  刀压下的 EMCD  (Effective  Median  Crack
Depth ，有效垂直裂痕深度），得出Dummy 两侧可以参考5~6 N
的刀压设置。不同刀压对纵向最大延伸度的影响如图6所示。 3.3倒三角Bar 的引人
根据Griffith 理论，玻璃的断裂实质是纵向微裂纹的垂直扩 展。切割完成后的玻璃需要将Dummy 去除。传统的Dummy 去 除方式主要采用Transfer  Hand 上面等间距分布的P in 在气压 的作用下将Dummy 顶掉，由于Transfer  Hand 为框架设计，因 此，P in 的数量较少(2~4个）,Dummy 去除时主要靠几个应力集
4
200
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铵
谈各与铍尤设备眢理与播II  2021 N o 5(下）
@
图6
刀压与EM CD 关系
中点，力不能均匀作用于整条Dummy ，在应力集中点附近会产 生超 Spec  Chip 。
另外，为解决裂片不均，传统的办法为使用裂片刀的形式。 但经常会出现裂片不均，局部未完全裂开的情况，还需要人工确 认并辅助裂片.影响自动化生产的效率，甚至造成玻璃崩点、崩 边，直接导致产品报废：为此，创造性的引人倒三角截面长杆(图
7)。倒三角杆的长度超过Panel 长，可以将应力均匀埔盖于整根
Dummy 条上。
3.4 Dummy  检测
Dummy 残留会导致Cell  Test  (Panel 点灯检测）以及MDL (模组)工序的资材报废，因此，应该将Dummy 控制在切割流程 内。为在切割流程内实现Dummy 的去除，传统的Burr  Check
(凸起检査)如下：
为检测并确认提前掉落到切割部和提前掉落在裂片部 Dummy 是否去除，在取片转移部增加Burr  Check 机构(_阁9)。
Burr  Check 机构主要由玻璃支撑钉加两侧测长杆构成。
FLOW
丨丨倒角杆与切割
-—
线之间的间距
TFT CF
7—"
〇i t  -…
1
____i
倒畫
\i v i
1
图7倒三角截面长杆
由于其他高分子材料容易嵌入玻璃碎屑，且尺寸较长时挠 度会增大，不利于裂片的均一性，因此倒=角Bar 采用不锈钢材 料。为保证裂片的均一性，可以通过调整玻璃下落的速度、高度、 倒5角杆与切割线之间的距离来调整切割品质。用某0.2 t 产 品，固定卜降速度50 mm /s 和从接触Panel 开始压人距离0.4 mm , 测试流片50片Dummy 掉落效果(图8)。
图 9 Burr  Check  机构
检测原理:Transfer  Hand 将玻璃放在支撑钉上，两侧的测 长杆在伺服电机的驱动下移动至玻璃附近，如该处存在Dum ­
my , 测 长杆将无法移动到设定位置 ，此时测长杆感应到压力 ，压
力传感器将信号传至电脑，电脑分析数据后控制设备报警，设备 工程师将根据报警内容检査Burr  Check 部位玻璃是否存在
Dummy 未掉情况。
3.4.1 CF  Glass 图层介绍
为在切割流程内实现Dummy 的彻底去除，研究CF  Glass
Mask 并对比各图层的遮光效果。CF  Mask 主要有0C 、Resin 、
BM 层2 OC 与BM 为有机层,Resin 为金属层，其中透光性强弱 为OC >Resin >BM 。BM 层(Black  Matrix )不透光，遮光效果最好。 CF  Glass 图层截面见图10,
图8距离设定与Dum m y 掉落关系
图10 CF  G lass 图层截面(SEM 切片效果）
O C
Resin
BM
SU8000 10 OkV 9 1mm x18 O k SE 〇 8/16^2019 i 〇 29 ' ' ' ' 3
70
设备■理与扭膣2021 N o 5(下）
设I
与彼
尤
CF  M ask 图层的位置精度为2.5 jxm 左右。在如此高精度
情况下，为设计CF  Mask 进行Dummy 遮挡提供了可能性。为了 检测Dummy ，在CF  Glass  BM 图层方案进行设计变更，以检测 并拦截Dummy 条，共验证实施了以下两种方法。3.4.2 Edge  Grinder  Check
切割完成后的玻璃需要进行磨边和倒角加工。加工前要确 认Dummy 是否去除。磨边机内Dummy 主要危害为：设备进行 磨边时，该处Dummy 的存在将导致设备将该处玻璃挤碎或者 导致玻璃边缘Chip 的产生，掉落到设备内的Dummy 也会造成 设备内部水管的堵塞，影响设备的产能。
为了检测CF 侧透明玻璃，使用CF 侧Block 设计。为确保
Dummy 能够被检测到，创新性地在CF  Dummy 上正对对位 Mark 处设置一 BM  Block 方块(图11(CAD 图纸截图）)。所述设 计用于Cell 段Cutting 后的CF  dummy 检出。实现Dummy 检测的原理：玻璃放置到磨边Stage 上之后，
Edge  Grinder  CCD  对 Mark  进行对位，如 Dummy  未掉落，Dum ­my  上的 Block  会将 Mark  盖住， CCD  无法读取 Mark , 设备无法
对位，设备报警，设备工程师会根据报警内容对该部位玻璃情况 进行检查，确认是否存在Dummy ，减少了碎屏以及Chip 发生的 风险。
当液晶面板从上游设备进人自动光学检测设备时，
一
般由
机械手将液晶面板运送到机台指定位置。设备首先将玻璃放在 磨边Stage 上，之后对玻璃进行光学Mark 检测对位操作，在CF
Dummy 上设计BM 标记，光遇到BM (在CF  Glass 上设计Block
用的图层)时，反射光会产生变化。通过反射光的抓取量变化，设 备可以判定此处是双层玻璃还是单层玻璃。因Dummy 存在时， 检测效果为双层玻璃，从而可以识别Dummy ，见图12。3.4.3 Edge  Inspection  Check
目前国内大部分检测设备主要是针对中小型基板的检测， 然而随着玻璃基板尺寸增大，检测难度也急剧增大。随着玻璃基 板厚度越来越薄（矣0.3 mm )，检査时的透光性较强，而相机的 镜头景深很难进一步缩小，且价格昂贵。光学系统不适用于直接 识別单层和双层玻璃。pane
在实际生产中，不同的产品Dummy 宽度不同。较宽尺寸的
Dummy 通常采用在CF 侧Dummy 增加一条切割线的形式（图
13)，由此造成了端子上可能有Dummy 残留的问题。
由于Dummy 可能会在中部断裂，因此，经过Burr  Check 、 Edge  Grinder 确认过的玻璃仍然存在Dummy 残留的情况，残留
的Dummy 会造成CT
Test  Block  (点灯检测治
具）的损毁。为将该段
Dummy 去除，在CF
Dummy 上设置检测识别 线(图14)材料为C F 基板 上的BM 图层。该识别线 贯穿于整条Dummy 。光检 机设备使用CCD 进行检
测，定位精度在几微米。
当带有该识别线的
Dummy  S  A  Edge  In - specticm 之后，设备会对 Panel 边缘进行检测，当
设备检测到该识别线时，iiuiuu muiiu
n tt rn t ©
mv
tn
a  )金属图层M ark
b  ) B M 图层M ark |
c  ) CF 面C C D 图像
d  ) TFT 面C C D 图像图12 Block 反射光示意
響!0 0 1
1
A  '
额外的切割线
图13追加的切割线
因CCD 光源照射到 识别线获取反射光 量与正常Panel 明显
不同，设备会报警， 设备工程师会根据 报警内容进行确认， 有效杜绝了残留
Dummy 流入下游CT 和MDL 工序。
4总结
Cutting 工序产
生 Dummy  条，Dum ­my  条散落在设备内 有可能导致Panel 划
伤、设备损害等不良
图14 Dummy 检测识别线的引入
影响，因此需要有效检出并拦截。实际生产中，将设备倒三角的距离设置2〜3 mm ，结合BM  Block 的设计，Dummy 的管控变得 简单易行，Dummy 条漏检率由5xKT 3降低到10-5以内，有效减 少Dummy 对后段工序的干扰，并且切割品质获得大幅升，为行 业内解决Dummy 问题提供了一个有效的解决方案。
参考文献
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设各与技米设备筐理与组K  2021 N o 5(下）7
1
人工井场岩屑集收系统的优化改进
石健，李文艳，宋庆义
(渤海卡麦龙流体控制设备(天津)有限公司，天津300450)
摘要：随着我国经济的发展和对石油需求量的急增以及新型开采技术的运用，对新型的岩屑集收系统的需求量相应增加。在国家 对环境保护的要求越来越高、尽量减少对环境污染的背景下，对高性能、高效率的岩屑集收系统的需求越来越大，因此有必要从岩屑 的收集、处理和运输3个方面进行优化改进。
关键词：新型；岩屑集收；髙性能；高效率；收集；处理；运输
中图分类号:TE953 文献标识码：B DOI：10.16621 /jki.issn1001 -0599.2021.05 D.39
〇引言
滩海K域石油储量高，人工井场面积小多为丛式井作业，近年来随着科技发展与应用，勘探领域的飞速拓展，滩海人工 井场技术发展迅速。丛式井作业时岩屑处理系统与传统装置相 比有较大的区別，该项S适合滩海人工井场钻井使用，市场应 用前景广阔，效益突出。
下面将对现有技术和现场实际应用进行对比、分析，寻 技术漏洞和设计缺陷，并分析产生原因、制定相应的整改措施，使岩屑集收技术逐步系统、完善。
1人工井场岩屑集收系统
人工并场钻井作业一般为丛式井作业，需要对岩屑等废弃 物进行处理，以免造成对周边区域环境的污染，所以就需要设 ^•合理、使用方便、清污快捷的岩屑集收系统。
岩屑集收系统一般分为=部分：一是岩屑的收集部分，即从产生岩屑的各个环节收集并输送到处理部分；二是岩屑的处 理部分，即将收集来的岩屑进行筛分、回收和脱十等作业，以达 到排放和运输的标准；5是岩屑的运输部分，即用密封良好的 机动车将岩屑运输到指定地点进行掩埋或进行下一步处理。
2岩屑的收集
岩肩的收集主要是通过各种方法将从泥浆中排出的岩屑 统一收集起来，并汇集到相应的地方，方便下一步的处理。例 如，从井口排出的泥浆通过泥浆渡槽排放到泥浆分配器中，再 通过泥浆分配器将泥浆分配给每台振动筛，振动筛处理后排出 的岩肩通过挡砂槽和排砂槽汇集到排砂池中或汇集到螺旋推 进器中，输送到指定地点并进行下一步处理。现在主要推荐使 用螺旋推进器或皮带机将岩屑输送到指定地点，这样可以减少 对环境的污染。另外，也可以将除砂器、除泥器、离心机排出的 畀屑输送到螺旋推进器中.在各个仓的清砂门处也安装螺旋推 进器或皮带机，可以将清罐时废弃泥浆和沉积物从罐与罐中间
报,20I5(10):93.
[5 ]宁益丹，蔡克新，梁志鸿.液晶玻璃在切割断裂自动线的定位技术研
究:J].机械管理开发,20丨9(6):206.
[6]宋继瑞.史伟同，张军营.ODF框胶的制备及性能研究[J].粘接，输送出来，减少了人工清砂的不便，而且清砂迅速快捷，为井队 清罐、搬家等节省了大f i的人力和时间。
但是这样还不能将岩屑完全处理干净，往往会从各个连接 处或螺旋推进器连接处漏出岩屑，为保障岩屑的完全运输，可以 将岩屑的收集设置成完全封闭式结构，将挡砂板、排砂槽设置成 封闭式结构。例如，
可以做成漏斗式排砂槽，直接接到螺旋推进 器中，也可以在漏斗中接根水管线并设有喷头，这样不仅可以保 证岩屑的顺利排出、不会造成岩屑堵塞，还可以避免清污这道程 序，迅速地将岩肩汇集到指定地点。
现在丛式井作业非常普遍，当钻井移动时为了避免固控系 统等辅助设施不动的情况下，井场会使用高架导流槽.将井口中 出来的泥浆通过高架导流槽将泥浆输送到振动筛中，在导流槽 中由于泥浆含岩屑比较多，井场会使用皮带机来辅助泥浆的流 动，使泥浆不会堆积在导流槽中。
3岩展的处理
岩屑的处理主要是指将收集来的岩屑进行筛分、回收和脱 干等作业，以达到排放和运输的标准。
下面就现场的实际应用做简单介绍。现场实际上是将收集来 的岩屑通过螺旋推进器将岩屑输送到振动筛(干式振动筛)中进行 二次处理，因为岩屑中还含有部分泥浆，如果直接排放会相应地造 成部分泥浆的损失，因此将岩屑进行二次处理是非常必要的，可以 减少泥浆的浪费。经过干式振动筛处理后排出的泥浆可以通过螺旋 推进器或砂泵等装置重新注入到泥浆循环系统，排出的岩屑就是比 较纯的岩屑，但是还会含有部分水分，给运输或者排放造成不便，因此这部分右屑还需经过垂直离心行一次脱干处理。处理后的岩 屑就可以用岩屑车运输或直接掩埋，不会污染环境。另外，还可以在 垂直离心机前再增加一台高速离心机，再次从岩屑中分离出一部分 有效的泥浆，这样就大大减少了泥浆的浪费，节约了生产成本。
岩屑的处理方式有很多种，下面以辽河70D的高架岩屑罐
2014(2) ：44,
[7：伍飞高，胡庆玉.李承源，等.基板、显示屏以及检测基板上透明玻璃 的方法[P].中国：CN103631042A2014.
〔编辑李波〕
72设备篇理与2021 N o5(下）