當今，國內TFT-LCD行業和技術發展迅猛，液晶顯示已成為主流顯示。TFT-LCD是薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器，即在LCD內部引入薄膜晶體管作為開關器件，再注入液晶材料的結構，主要應用于智能手機、筆記本計算機、液晶電視等。其中TFT-LCD玻璃基板是面板產業關鍵戰略材料，隨著顯示行業的飛速發展，例如較新的8.5代TFT-LCD玻璃基板的尺寸為2.2公尺x2.5公尺，可切割6塊55英寸屏幕，到10.5代以上基板尺寸更大。目前僅有少數國家有高世代TFT-LCD玻璃基板生產技術，國內如大尺寸液晶電視所需要高世代TFT-LCD玻璃基板之前較為仰賴國外技術與商品，國內企業近幾年逐漸突破“卡脖子”難點，推進產業化進程。

生產過程中，TFT玻璃基板（包括素玻璃基板、CF玻璃基板、TFT陣列玻璃基板，以及成盒后雙層玻璃基板等三類）切割/裂片后需對其四邊部進行磨削，使基板四邊部形成需要的高光潔度弧面，磨削質量的好壞直接造成加工缺陷發生，也很大程度上影響后續工序的加工穩定性和良率。玻璃基板磨邊是通過磨邊機來實現的，國內現有TFT玻璃基板、TFT-LCD生產線以進口國外磨邊機為主，國內相關設備開發也在逐漸實現國產化替代。

國內其他玻璃行業的磨邊機國產化發展勢頭很好，如建筑玻璃、中空玻璃和汽車玻璃等，磨邊機類型也很多，這些國內設備公司也涉足TFT行業，將相關的超薄玻璃磨邊機推廣應用到TFT-LCD玻璃基板上，如直線雙邊磨邊機和仿形磨邊機等。

TFT 玻璃基板的特性和磨邊

玻璃的種類有堿玻璃、低堿玻璃和無堿玻璃三類，由于TFT-LCD制造工藝的要求很高，使用的玻璃基板與一般普通玻璃不同，是“無堿玻璃”，不含堿金屬氧化物的硼硅玻璃，堿金屬氧化物的存在不僅污染液晶材料，還會對TFT的特性會產生影響，比如降低玻璃的熔點。液晶玻璃為透明固體，以二氧化硅為主要成分，還有氧化鋁、氧化硼、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、氧化鋇、氧化鎂、氧化鋅等各種各樣成分，主要原料有石英粉、碳酸鍶、碳酸鋇、硼酸、硼酐、碳酸鈣、硝酸鋇等。

由于TFT-LCD制造過程中的特殊環境，如高溫、高壓、酸性-中性-堿性的環境變更等，要求玻璃基板具備一定的特性：耐高溫、耐強酸強堿、超薄、超平滑、超精細、高透光性、高平整度、良好的抗溶劑和熱收縮率小的性能。

TFT-LCD 行業使用的素玻璃基板、CF玻璃基板和TFT玻璃基板切割后，存在著邊緣不平整、光滑或銳角等缺陷，為避免這些缺陷對后續工序造成影響，需要對切割后玻璃基板四邊部進行磨邊加工。

磨邊是通過磨邊機的磨邊砂輪與玻璃基板相對運動，砂輪中的磨粒對玻璃的磨削，使玻璃基板邊部形成高光潔度的弧面。磨邊質量的好壞直接影響磨邊缺陷的發生，如表面有連續橫向裂紋、縱向燒傷和豁口掉片等缺陷，也很大程度上影響后續工序產品的穩定性和良率。

通常，磨邊形式有兩種，一種是“C”型邊，另一種是“上下磨”。玻璃基板的磨邊工藝流程是：玻璃基板切割→橫向磨邊→轉向裝置→縱向磨邊→轉向裝置→倒 角檢查→清洗等。

磨邊機種類

通常在生產中，大尺寸、連續生產的，采用直線雙邊磨邊機；中小尺寸、不連續生產或測試的，采用數控磨邊機或仿形磨邊機。

1.直線雙邊磨邊機

直線雙邊磨邊機是TFT行業自動化生產線應用最常見的機型，主要是對大尺寸的玻璃基板進行磨邊，可以同時磨削玻璃基板的兩個對邊，可以磨直邊和圓邊，完成磨邊作業需要橫向磨邊機、轉向設備和縱向磨邊機等。

直線雙邊磨邊機

其中，磨削機構主要包括磨頭電機、伺服電機和砂輪等，磨邊機兩側分別配置粗、精磨頭砂輪各一個，伺服電機驅動調節開度以滿足不同尺寸規格玻璃基板的需要。在磨頭砂輪磨削中，對磨削處噴水，起到降溫和沖洗磨屑的作用；出料隔水風刀將玻璃基板上下面含磨屑的水吹干凈，減少磨屑和研磨劑隨玻璃基板進入后續清洗設備。

玻璃基板磨邊流向示意圖

2.仿形磨邊機

仿形磨邊機就是靠模板準確定位，準確磨削。在建筑玻璃、汽車玻璃等行業，仿形磨邊機運用較多，優點是磨出的玻璃形狀準確，尺寸統一和生產效率高，缺點就是需要制作專門的模板，當生產品種較多時，制作模板費用較高，更換也麻煩。該種機型適合于生產品種不多或單一，大批量生產。仿形磨邊機在TFT-LCD行業也有使用，主要應用于中小尺寸、不連續生產或測試的玻璃基板磨邊，把吸附平臺當做模板，玻璃基板長X寬單邊尺寸比模板分別大15mm左右。

該機型磨邊機采用玻璃基板旋轉方式，砂輪裝在磨頭電機上，磨頭電機裝在擺臂上，擺臂安裝在可以旋轉的軸上，砂輪在扭力控制下緩慢貼近玻璃基板后靠在玻璃的邊緣進行磨邊，利用玻璃基板旋轉的邊緣軌跡近似于仿形的方法加工。砂輪對玻璃基板的壓緊力通過控制擺臂的扭力矩能夠精確調整。

異形仿形磨邊機

由于仿形磨邊機具有磨邊質量好、加工速度快、造價低、調整簡單、維護方便等優點，可以將半自動磨邊機改成全自動，單工位改成多工位，運用到生產流水線上。

磨邊砂輪

磨邊砂輪安裝在磨頭上，是磨邊機磨削的關鍵部件，也是主要易損件，磨削主要是通過磨邊砂輪和玻璃基板的相對運動來實現，如直線雙邊機是通過玻璃基板直線運動和砂輪圓周運動來實現，仿形磨邊機是通過玻璃基板和砂輪同時做圓周運動來實現。砂輪質量的好壞，如砂輪的材料、形狀、目數等，影響著磨削的效果，也決定著磨削距離的長短。

砂輪是由結合劑將磨料固結成一定形狀，如圓柱和圓錐臺，并具有一定強度的固結磨具，常見的有陶瓷砂輪、樹脂砂輪、橡膠砂輪和金剛石砂輪等，TFT-LCD行業應用較多的是樹脂和金剛石砂輪，有圓柱和圓錐臺兩種形狀。

圓錐臺樹脂砂輪

圓柱形樹脂或帶環形磨槽金剛石用于磨“C”型邊，而圓錐臺型樹脂或金剛石砂輪用于玻璃基板上下邊磨；砂輪的目數與磨削精度要求有關，一般情況下，300-400目的砂輪用于粗磨，600-800目用于精磨，而1000目以上用于拋光。相比樹脂砂輪，金剛石砂輪價格貴，但金剛石砂輪有使用廣、磨削精度好和使用壽命長的優勢。

金剛石砂輪

總結

隨著國內TFT-LCD行業和技術迅猛發展，通過國內科研院所、設備公司和TFT-LCD 生產公司三方通力協作，對TFT-LCD 相關工藝設備研究和開發，在TFT-LCD行業一些設備國產化開發方面取得了顯著成就，如檢查設備、模組設備、機器人、傳送設備、清洗機、顯影機、剝離機、蝕刻機、劃片機、磨邊機、倒角機等。繼續深入研發關鍵工序設備，就能夠打破國外設備壟斷和卡脖子，完善國內生產設備配套，提高設備國產化率，推動我國平板顯示產業更好發展。

參考來源：

1.淺談第六代TFT-LCD玻璃基板國產磨邊機，高永亮（科學技術創新）；

2.TFT-LCD玻璃基板材料性能與生產特點，陸丹、徐剛（新材料產業）。

粉體圈小吉

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