李青 王步洲 張占永 曹海勇 吳黨 鄭權(quán),2

（1. 東旭集團(tuán)有限公司 石家莊 050021；2. 石家莊旭新光電科技有限公司 石家莊 050035）

在TFT-LCD基板玻璃生產(chǎn)制造領(lǐng)域，玻璃粘附缺陷目前尚無明顯的已量化的缺陷劃分界定方法，缺陷對策工作主要集中在半成品制造過程。對玻璃粘附缺陷對策工作過程的分析及方法、對策結(jié)果總結(jié)，可對玻璃粘附缺陷增加理解，減少缺陷對策時間，在基板玻璃生產(chǎn)制造過程工藝管理方面，制定相關(guān)工藝制度，對預(yù)防玻璃粘附缺陷、提高基板玻璃產(chǎn)品質(zhì)量具有積極意義。玻璃粘附，有文獻(xiàn)將其表述為ADG（Adhered Glass）［1］，在TFT-LCD基板玻璃行業(yè)，其表現(xiàn)形式為玻璃碎塊形狀不定的一種玻璃表面缺陷，微小玻璃碎塊（尺寸一般為0.001～0.5 mm）貼附于基板玻璃表面，有一定附著力，不借助外力很難自行脫落。玻璃粘附缺陷按玻璃碎塊的來源一般分為熱粘附和冷粘附兩大類。

1 玻璃粘附之熱粘附

按TFT-LCD基板玻璃生產(chǎn)制造流程，玻璃粘附之熱粘附（以下簡稱“熱粘附”）一般集中在LE（退火爐末端）工序前后，該工序產(chǎn)生玻璃粘附特征是粘附物及基板玻璃溫度較高（60～240 ℃），玻璃粘附強(qiáng)度大，后續(xù)處理難度大（靠噴淋清洗及超聲波清洗很難洗掉），處理成功率低。

1.1 熱粘附之“橫切”因素

在基板玻璃制造工序“橫切［2］”環(huán)節(jié)，熱粘附的產(chǎn)生主要受以下因素影響：

1.1.1 切割質(zhì)量影響

基板玻璃切割用刀輪的型號、使用時長、刀輪的實(shí)際品質(zhì)、切割時施加于刀輪壓力（簡稱刀壓［1］）大小、切割速度等直接影響著切割質(zhì)量，切割質(zhì)量的好壞又直接影響著割線位置裂片時的品質(zhì)：裂片質(zhì)量與裂片時產(chǎn)生的粉塵（碎玻璃塊）顆粒多少及顆粒大小。

1.1.2 掰斷因素影響

被劃線切割后的基板玻璃與母材分開，需要使用專用設(shè)備對切割后玻璃使用機(jī)械力扭轉(zhuǎn)一定角度，致使兩者分開，俗稱“掰斷［2］”。由于基板玻璃處于流動狀態(tài)，掰斷動作是由以切割線為軸的旋轉(zhuǎn)動作及勻速平移（溢流法為勻速向下）動作共同完成，通過對兩個基本動作單元參數(shù)的微小修改，可以達(dá)到不同的掰斷效果。不同的掰斷效果直接影響著掰斷過程產(chǎn)生的微小碎玻璃塊（玻璃粉塵）產(chǎn)生的數(shù)量及形態(tài)。

1.1.3 生產(chǎn)設(shè)備因素影響

玻璃切割劃線時，在玻璃背部須貼合砧板裝置，貼合面的砧板材料表面狀態(tài)、軟硬程度、表面粘附物質(zhì)量及砧板安裝狀態(tài)（直線度）對切割掰斷后產(chǎn)生的微小碎玻璃塊（玻璃粉塵）亦有影響。當(dāng)然設(shè)備因素還包括設(shè)備整體的衛(wèi)生潔凈狀況，由于設(shè)備不可避免的會有微小震動，如果設(shè)備上帶有積塵，難免會對玻璃基板表面產(chǎn)生污染。同設(shè)備震動一樣會對引起積塵飛揚(yáng)的設(shè)備因素還有氣動元件的排空氣體影響，當(dāng)集中排空系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏時會產(chǎn)生積塵飛揚(yáng)現(xiàn)象。另外由于個別生產(chǎn)事件偶發(fā)，玻璃掰斷后直接廢棄投入廢棄口，當(dāng)廢棄室內(nèi)真空除塵效果不佳時，會有少量玻璃粉塵飄揚(yáng)現(xiàn)象，當(dāng)進(jìn)入基板玻璃運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域時會造成基板玻璃表面污染。

1.1.4 真空除塵因素

由于掰斷動作很難達(dá)到無碎玻璃（玻璃粉塵）產(chǎn)生，為此，真空除塵對于微小碎玻璃塊（玻璃粉塵）的處理起到關(guān)鍵作用。影響真空除塵效果的主要因素是吸附氣流流速，該流速既需滿足吸附需要又不可速度過大，過大時會導(dǎo)致基板玻璃母材在掰斷后由于吸附作用過大而產(chǎn)生晃動（母材晃動不利于穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)）。

1.1.5 基板玻璃自身因素

基板玻璃生產(chǎn)中由于熱處理工藝變更、熱處理?xiàng)l件變化會對連續(xù)生產(chǎn)的基板玻璃品質(zhì)產(chǎn)生影響，即連續(xù)生產(chǎn)的基板玻璃作為一種材料，其材料特性會有微小的變化，相對應(yīng)的切割參數(shù)匹配不當(dāng)時，微小碎玻璃塊（玻璃粉塵）的產(chǎn)生會增多。

1.2 熱粘附之環(huán)境因素

環(huán)境因素是指基板玻璃制造過程中，熱處理區(qū)域與玻璃切割區(qū)域的空間氣壓。由于高溫原因，熱態(tài)爐腔內(nèi)很難做到完全潔凈，腔體內(nèi)會有很多玻璃粉塵積塵。當(dāng)熱處理區(qū)域（爐腔）氣壓大于玻璃切割區(qū)域氣壓時，氣流方向會將爐腔內(nèi)玻璃粉塵帶入玻璃切割區(qū)域，不可避免地造成基板玻璃的熱粘附。為此對該工序的環(huán)境壓力須做嚴(yán)格的要求。如前述玻璃溫度較高時，玻璃粉塵的粘附較難處理，為此，同時對切割環(huán)境的溫度進(jìn)行控制，環(huán)境要求見表1。

表1 環(huán)境要求明細(xì)

1.3 熱粘附之玻璃輸送因素

輸送因素是指在基板玻璃切割后的輸送過程中，由于輸送設(shè)備的摩擦，導(dǎo)致設(shè)備帶電致使被輸送的基板玻璃帶電，從而吸附，并粘附沿輸送軌道較近距離的粉塵顆粒。

1.4 熱粘附之“縱切”因素

在基板玻璃制造工序中，完成橫向基板玻璃與母材分離后還需對其進(jìn)行縱向劃線切割（簡稱“縱切”），去除由于制造工序中拉邊工藝形成的毛邊。基板玻璃經(jīng)過前期輸送，進(jìn)入縱切工序時溫度基本降至50～90 ℃，但仍然未達(dá)到室溫，屬于熱粘附的范疇。與“橫切”因素不同的是其掰斷動作由以切割線為軸的旋轉(zhuǎn)動作和被切割的耳料與母材分離的平移動作共同合成，兩個分動作的動作速度互不影響，但動作的起始時間必須是旋轉(zhuǎn)動作早于平移動作。微調(diào)兩個動作的起始時間間隔也對掰斷產(chǎn)生的玻璃粉塵有影響。

2 玻璃粘附之冷粘附

當(dāng)基板玻璃完成橫切、縱切后，僅達(dá)到半成品要求，還需對半成品玻璃進(jìn)行精加工，即對基板玻璃四邊精切、掰斷、研磨及清洗。以上過程對基板玻璃的操作仍有劃線切割、掰斷操作，連同對掰斷后的斷口進(jìn)行研磨處理，微小碎玻璃塊（玻璃粉塵）的產(chǎn)生仍不可避免。

2.1 冷粘附之切割裂片、研磨［ 3］因素

精加工的切割裂片與半成品加工不同之處在于，其半成品切割用砧板為專用輸送帶替代，并無真空除塵裝置，其余基本相同。研磨操作因研磨輪為耗材，除生成玻璃粉塵外，還生成研磨粉（研磨輪掉落）。由于研磨操作局部會產(chǎn)生高溫，為此研磨產(chǎn)生玻璃粉塵粘附處理亦有一定難度。

2.2 冷粘附之清洗［ 2］因素

為清除玻璃粉塵，基板玻璃精加工后的清洗操作經(jīng)過多道清洗項(xiàng)目：高壓噴淋、二流體、超聲波清洗、盤刷清理、滾刷清理、風(fēng)刀噴淋。當(dāng)清洗設(shè)備工藝運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常時，會對玻璃粘附的去除尤其是冷粘附出現(xiàn)明顯影響。

3 玻璃粘附缺陷之對策

3.1 潔凈環(huán)境的管控及衛(wèi)生清理

對潔凈環(huán)境的控制，潔凈度、壓差、溫濕度、風(fēng)速管控可參考相關(guān)文獻(xiàn)［2］。對潔凈環(huán)境的衛(wèi)生清理除參照相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行外，需提及的是，對于異常生產(chǎn)事件尤其是異常碎片后須采取管控措施，對掉落的碎玻璃使用專用除塵器清理。

3.2 “橫切”切割掰斷環(huán)節(jié)的對策玻璃粘附常用措施

（1）設(shè)備方面，砧板條安裝務(wù)使表面平直，當(dāng)使用橡膠材質(zhì)砧板條時，為確保砧板條不滑落，設(shè)備設(shè)計的砧板條及安裝座配合公差為過盈配合，安裝砧板條時難免發(fā)生變形，為使其工作表面平直，可在安裝后靜置一段時間，使砧板條靠自身的彈性恢復(fù)自由狀態(tài)，靜置后安裝好的砧板條在投入使用前仍需檢查工作面平整情況，如果出現(xiàn)工作面的凹凸現(xiàn)象需做對應(yīng)處理。

對于設(shè)備狀態(tài)的調(diào)整，結(jié)合設(shè)備特點(diǎn)，為便于粉塵顆粒吸收，可采用如圖1所示方法，改變刀輪與砧板相對位置，使割線距離真空腔入口距離A較小，可大幅提高玻璃粉塵的除塵效果。

（2）設(shè)備運(yùn)行參數(shù)方面，使V 手臂下降略大于V流速，經(jīng)驗(yàn)證明對裂片粉塵產(chǎn)生情況會優(yōu)于二者相等的情形。如圖2所示。

（3）在生產(chǎn)運(yùn)行過程中定時作業(yè)擦拭砧板工作面，為提高砧板使用壽命及減少擦拭頻次，在砧板工作表面粘貼光潔度較高的膠帶。

（4）對策基板玻璃品質(zhì)微小變化時可適當(dāng)調(diào)整基板與砧板間距及相對位置。

3.3 輸送及“縱切”環(huán)節(jié)對策玻璃粘附常用措施

（1）使用專用的除靜電設(shè)備，如離子風(fēng)棒，通過對輸送設(shè)備噴吹與其帶電極性相反的電荷去除被輸送基板玻璃表面靜電。對輸送設(shè)備采用可靠的接地措施。

（2）縱切環(huán)節(jié)使用如圖3所示柔性真空腔，增強(qiáng)真空吸附效果。

（3）對切割割線割痕進(jìn)行顯微鏡觀察測量，定期作業(yè)，作為道具更換的依據(jù)。

3.4 冷粘附類之玻璃粘附對策常用措施

清洗工序常用的對策措施有：加大盤刷、滾刷清洗工作時的壓入量、調(diào)整噴淋水壓力、提高清洗劑濃度，調(diào)整超聲波頻率（一般在40～135 Hz）等。

3.5 對玻璃粘附情況免檢結(jié)果進(jìn)行分類統(tǒng)計

根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)做出玻璃粘附位置坐標(biāo)圖，依靠數(shù)理統(tǒng)計的方法分析玻璃粘附分布規(guī)律，確定需改進(jìn)或查找問題工序。玻璃粘附位置坐標(biāo)圖（樣本數(shù)量300個）如圖4所示。通過統(tǒng)計圖可以很清楚地確定玻璃粘附缺陷主要集中在玻璃的遠(yuǎn)下方，對各相關(guān)工序查找對應(yīng)位置因素可縮小缺陷問題查找范圍。

3.6 確定玻璃粘附屬于冷粘附還是熱粘附

可以用簡潔的檢測方法，改變常溫工序基板玻璃放入軌道的方向、面向（正反面交換），查看3.5所述玻璃粘附位置坐標(biāo)圖，觀察變化情況，可以快速甄別玻璃粘附的類型。另外玻璃粘附缺陷是否有明顯特征，可以通過缺陷面檢圖片（圖5）進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。

通過圖5可以很簡潔地排除三角形鉑金析晶、金屬雜質(zhì)、不規(guī)則鉑金析晶（顆粒）、氣泡缺陷，對面檢設(shè)備智能判斷結(jié)果進(jìn)行甄別，排除誤判玻璃粘附。

4 結(jié)語

玻璃粘附在TFT-LCD基板玻璃生產(chǎn)制造領(lǐng)域，是一種常見缺陷，通過了解玻璃粘附的形態(tài)，掌握其分布規(guī)律，準(zhǔn)確尋找其來源，可達(dá)到快速對策的目的，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量。