LCD生產(chǎn)工藝介紹以及高相DD馬達在LCD玻璃劃片機的應用

時間：2020-05-12作者：安赫科技（深圳）有限公司瀏覽：2

摘要： 介紹了LCD生產(chǎn)工藝流程、玻璃劃片機的構(gòu)架，技術(shù)特點，以及高相DD馬達的結(jié)構(gòu)特點、適合LCD玻璃激光劃片機應用。展望了LCD設備在國內(nèi)的發(fā)展方向。
關(guān)鍵字：DD馬達、高精度、高剛性、劃片機、LCD
Introduction of LCD Machine Technique and Application of JDStek DD Motor on LCD Dicing Machine
Abstract: The technique of LCD machine and the characteristics of LCD dicing machine is introduced. The technique point of JDStek DD motor is introduced adapting the application of the LCD dicing machine. The future and the developing way of LCD machine of China is expected.
Keyword: DD motor、high accuracy、high stiffness、dicing machine、LCD
1LCD生產(chǎn)線工藝、設備介紹
LCD為英文Liquid Crystal Display的縮寫，即液晶顯示器，是一種數(shù)字顯示技術(shù)，可以通過液晶和彩色過濾器過濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖象。 當前LCD液晶顯示器正處于發(fā)展的鼎盛時代，技術(shù)發(fā)展非常迅速，已由較初的TN－LCD（扭曲向列相），發(fā)展到STN－LCD（**扭曲向列相），再到當前的TFT－LCD（薄膜晶體管）。LCD現(xiàn)已發(fā)展成為技術(shù)密集、資金密集型的**產(chǎn)業(yè)。液晶顯示器主要由ITO導電玻璃、液晶、偏光片、封接材料（邊框膠）、導電膠、取向?qū)?、襯墊料等組成。液晶顯示器制造工藝流程就是這些材料的加工和組合過程。
液晶顯示器的制造是在潔凈室環(huán)境下進行的，在工藝上可以大體分成清洗與干燥、光刻、取向排列、制盒、切割、灌注液晶、目測、電測、貼片、上引線、包裝等工序。
（1）清洗與干燥工藝
清洗是指清除吸附在玻璃表面的各種有害雜質(zhì)或油污的工藝。清洗方法是利用各種化學試劑和**溶劑與吸附在玻璃表面上的雜質(zhì)及油污發(fā)生化學反應和溶解作用，或伴以**生、加熱、抽真空等物理措施，使雜質(zhì)從玻璃表面脫附(或稱解吸)，然后用大量的高純熱、冷去離子水清洗，從而獲得潔凈的玻璃表面。經(jīng)過清洗的玻璃需要經(jīng)過干燥處理，主要方法有烘干法、甩干法、**溶劑脫水法和風刀吹干法等。該工藝主要用到的設備有超聲波清洗機、等離子清洗機及干燥爐的干燥設備。
（2）光刻工藝
　光刻的目的是按照產(chǎn)品設計要求，在導電玻璃上涂敷感光膠，并進行曝光，然后利用光刻膠的保護作用，對ITO導電層進行選擇性化學腐蝕，從而在ITO導電玻璃上得到與掩模版完全對應的圖形。光刻工藝流程為：涂光刻膠——前烘——顯影——堅膜——刻蝕——剝離去膜——水洗光刻工藝主要用到的設備有涂布機曝光機等 
（3）取向排列工藝
此步工藝為在蝕刻完成的ITO 玻璃表面涂覆取向?qū)?，并用特定的方法對限向?qū)舆M行處理，以使液晶分子能夠在取向?qū)颖砻嫜靥囟ǖ姆较蛉∠颍ㄅ帕校?，此步驟是液晶顯示器生產(chǎn)的特有技術(shù)。取向排列工藝主要用到的設備有摩擦機等
（4）絲印制盒工藝
此步工藝是把兩片導電玻璃對疊，利用封接材料貼合起來并固化，制成間隙為特定厚度的玻璃盒。制盒技術(shù)是制造液晶顯示器的較為關(guān)鍵的技術(shù)之一。（必須嚴格控制液晶盒的間距）絲印制盒工藝流程包括：絲印邊框及銀點、噴襯墊料、對位壓合、固化。由于現(xiàn)在對LCD顯示條件要求越來越高，在貼合工序中由原來的手動貼合向采用精度較高的全自動貼合設備轉(zhuǎn)換。絲印制盒工藝主要用到的設備有絲網(wǎng)印刷機、噴粉機、貼合機、熱壓機等
（5）切割工藝
在LCD生產(chǎn)制作中為提高制作效率、降低成本、形成批量生產(chǎn)，往往在較大玻璃上制作多個液晶顯示器，再分割成小單元進行液晶灌注，切割工藝的目的就是把整盒的玻璃分裂獨立液晶顯示器的單體。切割工藝主要用到的設備有切割機和裂片機等。
（6）液晶灌注及封口工藝
液晶灌注的工藝原理是將空盒放置在抽真空的液晶灌注密閉室內(nèi)，盒中的氣體由封口處抽出，然后使封口處接觸液晶，并向真空室內(nèi)充氣，液晶在外界氣壓作用下，被充入空盒內(nèi)。封口工藝原理是采用密封膠粘接封口，通過擠壓回縮等方法，使封口膠恰當?shù)厥湛s入封口內(nèi)，再通過紫外光照射，使封口膠固化，形成牢固的封口。液晶灌注及封口工藝要用到的設備有液晶灌注機和整平封口機等。
（7）光臺檢測及電測工藝
光臺檢測是根據(jù)液晶的旋光特性，在兩片相互垂直（或平行）的偏光片之間形成的亮場（或暗場），通過檢測人員的肉眼觀察以檢查產(chǎn)品的質(zhì)量，通過目測從中挑出廢品的過程。電測工藝是對液晶顯示器加上電壓信號，來觀察實際顯示狀態(tài)是否合格正常的過程。一般電測機采用交流驅(qū)動的方式進行測試。光臺檢測及電測工藝主要用到的設備有光臺和電測機等。
（8）貼片工藝
貼片工藝就是把液晶顯示器粘貼偏光片的工序，該工序可分為切割偏光片和粘貼偏光片。在粘貼偏光片過程中，由于玻璃不干凈等原因造成偏光片無法牢固貼附于玻璃上，這就需要采用偏光片除泡機消除氣泡等。貼片工藝主要用到的設備有切片機、貼片機、偏光片除泡機等。
（9）LCD金屬引線的連接和加工工藝
LCD的連接就是將LCD上的電極引腳與驅(qū)動電路的電極相連，使驅(qū)動電壓信號能加到LCD上，又稱為上引腳。LCD金屬引線的連接和加工工藝主要用到的設備有插PIN涂膠機。
（10）盒外絲印裝飾圖形工藝
該工藝只在客戶有特殊要求時才進行加工，是用絲網(wǎng)印刷的的方法在LCD屏的*位置上漏印出起裝飾作用的圖形。
（11） 包裝工藝
為便于儲存和運輸，成品放置在具有一定強度和緩沖性的包裝盒內(nèi)。
2LCD 玻璃劃片機介紹
（1）設備簡介
玻璃切割機是用于切割TN、STN、TFT玻璃基板的自動化設備。此設備自動化程度較高：具有自動對位；自動判斷切割位置是否正確；自動尋找切割零位并按設置調(diào)整切割深度；切割運動平穩(wěn)、震動小、速度高；工作臺可進行90°往返擺動，實現(xiàn)X、Y向的雙向切割。此設備采用PLC作為主控制系統(tǒng)，抗干擾能力強、故障率低；觸摸屏作為機器參數(shù)及切割參數(shù)輸入的人機界面，信息豐富；按鈕按鍵及腳踏開關(guān)作為切割操作面板。
（2）設備主要特點
a、切割方式：切割頭進行低震動X向運動，由左向右單向切割；工作臺作精確的Y向切割間距進給運動，并可進行精確的90°往返擺動，實現(xiàn)X、Y雙向切割。
b、基板放置及對位方式：按規(guī)定輸入切割數(shù)據(jù)后，基板的放置位置就由機器確定下來，將基板對位標記放入視場即可。
對位方式有三種，用戶可根據(jù)需要選擇。
**種：全自動對位，所有切割位置標記都進行自動識別對位，實現(xiàn)高位置精度切割；
*二種，首刀自動對位，即只進行**刀位置標記的自動識別對位，其他切割位置按輸入數(shù)據(jù)，或修正過的數(shù)據(jù)進行切割，實現(xiàn)較高精度及較高速度的切割；
*三種，手動對位，即用人眼進行對位。
c、切割深度調(diào)整方式：按自動尋零鍵，刀尖將自動運動并確定玻璃表面的坐標，加上人工通過觸摸屏輸入的切割深度，切割時刀將自動運行至所需深度位置。
d、切割壓力調(diào)整方式：人工通過觸摸屏輸入所需壓力即可，切割時機器將自動調(diào)出輸入的壓力。
e、高可靠性：因自動化程度高，避免人為因素的影響；機器本身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量成熟產(chǎn)品。
f、對不同基板的適應性：工作臺設有分區(qū)功能，可適應多種不同規(guī)格尺寸的基板，更換不同的刀具可切割不同厚度及硬度的基板。

圖1 LCD劃片機
3高相DD馬達結(jié)構(gòu)、性能特點
LCD玻璃切割設備使用DD馬達作為切割玻璃的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動具有以下特點。
（1）間隙誤差被消除。普通的傳動機構(gòu)由于有減速機、聯(lián)軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環(huán)節(jié)，間隙誤差是肯定無法避免的，尤其是對于長時間運轉(zhuǎn)所造成的機械磨損較是無法補償。DD馬達恰恰能很好的解決以上的問題，由于DD直接驅(qū)動的安裝方式，誤差被減為較少；而且它的伺服特性也可以隨時修正誤差，達到較理想的控制精度。
（2）高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達選配的編碼器分辨率很高，DME5A的解析度為4,096,000PPR，電器控制精度高，已經(jīng)**過普通伺服的控制精度幾個個數(shù)量級。由于制作相當精密，較終的**精度控制一般可以達到15秒以內(nèi)。（圖4）?
(3) 高剛性，結(jié)構(gòu)緊湊，使用效率高。DD馬達的剛性很強，與負載結(jié)合后特性很硬，對于其驅(qū)動器要求較高。較新型的DYNASERV驅(qū)動器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。高相DD馬達的定子是*磁鐵，可以產(chǎn)生恒定磁場，在單位電流下能夠產(chǎn)生較大的扭矩輸出。高相DD馬達和輸出同等扭矩的伺服型DD馬達相比，電功率消耗低，發(fā)熱量少。在低速下能夠保持恒定扭矩輸出，不會產(chǎn)生低速下扭矩的死區(qū)（圖2）。在停止定位的時候由于*磁鐵產(chǎn)生的*磁場，因此能夠在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)精確定位，小于20ms的時間可以把位置固定( 圖3)。馬達中空*特設計不但減輕了自身慣量，也給客戶提供了更多的安裝形式。組合后的機械結(jié)構(gòu)會較加緊湊，使用效率比較其他方式較高。

圖2 高相*磁鐵式DD馬達與伺服型DD馬達扭矩曲線比較

圖3 定位完成曲線

圖4 重復定位精度測量
4高相DD馬達在LCD玻璃切割劃片機的電氣控制方法
目前LCD玻璃劃片機在平臺旋轉(zhuǎn)上應用采用PLC控制，即PLC只提供輸入輸出點，在接受到傳感器信號后，輸出一個高電平給DD馬達的驅(qū)動器，驅(qū)動器通過事先在內(nèi)部設定好的命令，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)90度、-90度、歸原點運動。下面簡單介紹一下高相GIII型驅(qū)動器是如何實現(xiàn)通過輸入點的不同切換從而實現(xiàn)內(nèi)部指令旋轉(zhuǎn)功能。
1）在驅(qū)動器內(nèi)部編寫運行列表。
高相GIII驅(qū)動器的運行列表有很多種類?？梢栽趦?nèi)部實現(xiàn)相對位置點到點運行、**位置點到點、Homing功能、改變參數(shù)等。通過不同的輸入點編碼的切換，就可以運行不同的table號碼，簡單實現(xiàn)運動控制。LCD切割設備上都是通過table date功能實現(xiàn)。高相GIII驅(qū)動器一共有60組table可以進行任意設置與編輯。圖5可編寫table列表。以**位置點到點為例子，可以設定加、減速類型、加減速時間，運行速度以及目標位置等參數(shù)，以符合設備的要求。

圖5 GIII驅(qū)動器運行列表設定

2）輸入點邏輯切換
GIII驅(qū)動器有12個輸入點可以使用，其邏輯與定義可以任意改變，功能包括 servo-on、start、stop、連續(xù)運行、輸入點選擇等。這里的應用要使用輸入點選擇，即CODE_1、CODE_2、等，根據(jù)需要執(zhí)行的table號碼，比如設定的004號table執(zhí)行的命令是正向旋轉(zhuǎn)90度，只要設定inpit1、input2、input3，3個輸入點就可以對table選擇進行編碼，004對應的是1 0 0，即input3為高電平，其它為低電平，就旋轉(zhuǎn)了004號table。輸入點servo-on、start、stop也是**的，servo-on之后然后start，這樣就會完成正向90度的運行。

圖6 輸入輸出點邏輯設定
高相DD馬達使用的GIII驅(qū)動器控制性能較強，不需要脈沖定位，直接使用驅(qū)動器內(nèi)部的定位指令，外部接受I/O點觸發(fā)。不僅在控制結(jié)構(gòu)上節(jié)省了PLC的脈沖發(fā)出模塊，而且實現(xiàn)了較高的抗干擾能力。完全采用內(nèi)部指令控制，不會出現(xiàn)脈沖丟失的現(xiàn)象，實現(xiàn)了精確定位。
5結(jié)論
從世界范圍來看，液晶顯示產(chǎn)業(yè)方興未艾，發(fā)展勢頭正旺。預計今后十年、二十年液晶顯示器都將是平板顯示的主流產(chǎn)品。我國的液晶顯示行業(yè)盡管也走過了十年多，有一定的基礎，但是與**國家地區(qū)相比，差距還較大。


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  詞條說明

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