熱門關鍵詞： 噴涂機光電玻璃切割機

1原理

根據脆性材料斷裂的微裂紋理論，脆性材料的斷裂可以分為兩個過程，一是微裂紋的產生；二是微裂紋的擴展。微裂紋端部的應力由微裂紋的長度(2c)和端部曲率半徑（ρ）共同決定，具體關系如下：

公式中σm是微裂紋尖端處的最大應力，。是外界施加的應力。公式表明當外力施加于脆性材料時，微裂紋尖端應力將成倍數增加，并且隨著外力的增大，微裂紋的長度2c也在增長，即微裂紋擴展。另外脆性材料斷裂的微裂紋理論還表明，存在一個臨界長度，當微裂紋的長度大于臨界長度后，它就會自動迅速擴展從而使材料斷裂。在此過程中，微裂紋尖端應力和釋放出的彈性應變能也愈來愈大，從而導致微裂紋增殖、產生分支，形成許多新表面，使表面粗糙呈波紋貝殼狀，以便能吸收更多的彈性應變能。

基于以上理論TFT-LCD基板玻璃切割時，首先使用具有特定硬度的刀輪，在一定的壓力下， 劃過玻璃表面，在玻璃表面形成一道深切槽，產生微裂紋，如圖一所示:

這些微裂紋可以分為兩類：橫向微裂紋（lateral crack）和縱向微裂紋（mediancrack），如圖二所示:

然后在玻璃表面已有切割線的另一面施加一定的壓力，利用裂片力矩使在切割時形成的縱向微裂紋貫穿整個玻璃的厚度，玻璃裂開，達到使玻璃分離的目的.

切割時，切割刀輪切入玻璃中大約2-5μm的深度，在刀輪的下方形成深為5-10μm的切割深度。這一深度可以認為是由刀輪切割玻璃表面所形成微裂紋的端部曲率半徑。裂片過程中縱向微裂紋縱向貫穿整個玻璃，使玻璃斷裂。橫向微裂紋在裂片過程中沿玻璃表面橫向擴展，形成玻璃屑。如果形成的玻璃屑太大，就會影響ITO電極或者是封接框的完整性，形成廢品；小的玻璃屑會影響到清洗、液品灌注、貼偏振膜、 COG等工序的產品質量，也會造成廢品。由此可見，防止或者減少微裂紋的產生是保證切割／裂片工序質量的前提。 方能根據所切割玻璃的厚度來對刀輪進行選擇。

2實驗

本實驗采用維迪YXT-CNC03型玻璃的切割機，其刀輪的外徑（OD）為2.5 mm，內徑（ID）為0. 8 mm .實驗選取120°和130°兩種不同角度的刀輪，在確定的切割條件下，采用不同的切割壓力、刀輪下壓量，兩種角度的刀輪對同一種玻璃CorningEAGLE2000進行切割，觀察其對縱向裂紋和橫向裂紋的影響，并使用金相顯微鏡對切割結果進行量測。

3結果與討論

3．1工藝參數對縱向裂紋的影響

3.1.1不同角度的切割刀輪切割壓力對縱向微裂紋深度的影響

下圖是在切割速度300 mm/s、刀輪下壓量0.13 mm的條件下，對同一種Corning EAGLE2000玻璃，分別使用120。和130。兩種不同角度的刀輪在不同壓力下進行切割的結果?？梢园l現，120。刀輪的切割深度比130。刀輪的要大5-10μm，并且刀輪壓力越大，切割深度也越大。根據式（1），微裂紋的端部應力與微裂紋的曲率半徑成反比，當使用角度小的刀輪切割玻璃時，在玻璃表面所形成的微裂紋的曲率半徑就較小，其端部應力較大，因而在基板玻璃內形成的縱向微裂紋的深度就較深。

上圖是在沒有考慮橫向裂紋產生的條件下進行的，雖然對于厚度較大的玻璃應選擇角度較小的刀輪，但刀輪的角度對于橫向裂紋也是有很大影響的，因此要考慮到刀輪角度對橫向裂紋的影響后刀輪下壓量與切割深度的關系

圖四是在切割速度300 mm/s、切割壓力0．20 MPa的條件下，使用130°的切割刀輪，研究了刀輪下壓量與切割深度的關系。由實驗結果可以看出，當切割壓力一定的時候，隨著刀輪下壓量的增加，刀輪的切割深度也會增加。因此，切割時應選擇適當的下壓量，以獲得較深的切割深度。

3．2工藝參數對橫向裂紋的影響

3.2.1切割刀輪壓力與橫向裂紋產生兒率的關系

圖五是在切割速度300 mm/s、刀輪下壓量0. 13mm的條件下，對同一種Corning EAGLE2000玻璃，對于120°和130°的刀輪分別研究了刀輪壓力與橫向裂紋產生兒率的關系。結果表明，首先橫向裂紋的產生存在著一個臨界壓力值，因此，壓力是影響橫向裂紋的主要因素。其次，在同樣的條件下，刀輪角度不同，產生橫向微裂紋臨界壓力的值也不同，角度越小產生橫向裂紋臨界壓力值越低。對于120°的刀輪，在切割壓力為0．18 MPa時，就已經出現了橫向裂紋，當壓力繼續增大時，玻璃表面出現的橫向裂紋也急劇增多，當壓力為0．2 MPa時，在刀輪切過的地方就都出現了橫向裂紋，而對于130°的刀輪，出現橫向裂紋的壓力為0. 28 MPa .

由于刀輪的角度不同，在同樣的切割壓力下，刀輪切入玻璃的深度也應該不同，前面已經提過，刀輪切割時在玻璃表面更容易產生橫向裂紋，于是就產生了本實驗中的現象。

3. 2. 2刀輪下壓量與橫向裂紋出現兒率的關系

圖六是在切割速度300 mm/sec、切割壓力選取為0．18 MPa，刀輪角度為120。的條件下，對同一種Corning EAGLE2000玻璃研究了刀輪下壓量與橫向裂紋產生幾率的關系。結果表明，切割刀輪的下壓量對橫向裂紋出現的兒率兒乎沒有影響，士曾大下壓量并不會使橫向裂紋惡化，而減少下壓量也不會明顯改善橫向裂紋出現的狀況。

3．3裂片參數的選擇

正如已經了解到的，裂片的作用就是在已有玻璃斷裂的目的。由于在裂片前，玻璃表面已有一定的裂痕，且裂痕的深度一般為70-100μm，對于不同厚度的玻璃，在切割后，其斷裂強度是不同的，因此，裂片機設定的使玻璃斷裂的裂片壓力也是不同的。一般來說，只要是使設定的裂片壓力大于玻璃基板的斷裂強度，就能達到使玻璃分離的目的。

4結論

(1）刀輪角度越小，切割深度越深，越容易產生橫向裂紋；

(2）切割下壓量越大，切割深度越深，下壓量對橫向裂紋兒乎沒有影響；

(3）存在一個橫向裂紋出現的臨界壓力值，并且橫向裂紋出現的兒率隨著壓力的增加而急劇增大。

(4）切割深度隨著切割壓力的增大而增大，由于切割深度可以由加大刀輪的下壓量和增大切割壓力來獲得，因此在刀輪的選擇上，應首先考慮刀輪角度對橫向微裂紋的影響。

總結：

玻璃切割…科學與藝術的結合玻璃切割，并非完全意義的切割。實際只是在玻璃表面上劃一道線，或者是一種高剪切。線劃得越淺，玻璃的斷裂就越成功，并且降低破損和浪費的機會。如圖七：