Glasritz- und -brechmaschinen für die LCD Herstellung.
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Anlagen für die LCD-Industrie

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Ritzen und Brechen in der LCD-Fertigung.

Ritzen und Brechen ist eine weit verbreitete Methode zum Schneiden von Glasplatten und zum Vereinzeln von LCDs aus der Mutterzelle. Die Ritz- und Brechmethode benötigt zur Trennung weder Wasser noch Hitze, erzeugt kaum Staub und ist daher gut geeignet um Kontaminationen zu vermeiden. Der Ritzprozess ist der Schlüssel zu einem sauberen Schnitt des Glases. Es ist wichtig, dass die Ritzung durchgehend und ohne Seitenrisse erfolgt. Mehrere Parameter beeinflussen die Qualität der Ritzung: der Ritzraddurchmesser, der Ritzkantenwinkel, die Gewichtsbelastung des Ritzrades sowie die Ritzgeschwindigkeit. Natürlich ist die erzeugte Ritze auch vom verwendeten Glas und seiner Oberflächenhärte abhängig. Manuelle und vollautomatische Anlagen stehen zur Verfügung.

LCD Produktionslinie zum Schneiden und Brechen von Glasplatten

Obiges Bild zeigt eine vollautomatische, kontinuierlich arbeitende Ritz- und Brechanlage der Fa. Joyo Engineering. Für kleinere Glasgrößen können auch zwei manuelle Maschinen für Ritzen und Brechen eingesetzt werden.

Manuelle Ritzmaschine Brechmaschine

Prozessschritte

Die noch leeren LCD Panele bestehen aus zwei aufeinander montierte Glasplatten. Nach dem Aushärten der Panele in einer Heißpresse kommen sie zur Vereinzelung in die Ritz- und Brechmaschine.

Technologie ritzen und brechen

Die Oberseite des Glaspaketes wird zuerst geritzt. Die erste Ritzung erfolgt entlang der Außenseiten der Displays in der Nähe der Hauptdichtung in einer Richtung. Auf der anderen Seite der Ritzung befindet sich eine Blinddichtung um die später abgetrennten Glasstückpaare zusammenzuhalten. Anschließend wir das Glaspaket um 90° rotiert und die verbleibenden Ritzungen werden durchgeführt. Der zweite Schritt besteht in der Wendung des Glaspakets und einem Schlag mit einem Brechbalken. Dabei bricht das geritzte Glas der Vorderseite. Es folgt die Ritzprozedur für die untere Glasplatte (die gerade oben liegt). Dann wird das Paket erneut gewendet. Der Brechbalken schlägt auf die bereits gebrochene Vorderseite. Dabei bricht die geritzte Rückseite. Das Glaspaket ist geschnitten.

Bei einem vollautomatischen System sind alle Einheiten der Anlage mit Bilderkennungskameras ausgestatten, um die richtige Position für Ritzen un Brechen genau zu ermitteln.

Kantenverrundung

Der letzte Prozessschritt besteht in der Kantenverrundung der geschnittenen Displays. Die Displays werden in Kassetten eingehordet und zur Befüllmaschine weitergeleitet.

Technologie des Ritzens

Optimale Ritzbedingungen sind abhängig vom zu ritzenden Material, dessen thermischer Geschichte, seinem Aufbau, der verwendeten Ritzmaschine, etc. Die Wahl der Parameter muss durch sorgfältige Tests mit dem in der Produktion zu verwendendem Glas erfolgen.
Beim Lauf des Ritzrades über die Glasoberfläche wird das Glas in mehrerer Hinsicht geschädigt. Diese Schäden beeinflussen wiederum den folgenden Brechvorgang. Zunächst wird durch das Rad eine Art Graben in der Glasoberfläche erzeugt. Darunter finden sich mediale Risse. Diese sind sehr wichtig für den Brechprozess. Nach dem Bruch lassen sich sogenannte Wallner Linien finden, die bei einem sauberen Glasbruch gleichmäßig gerundet über die Bruchkante verlaufen sollten.
Laterale Risse und Ausbrüche müssen beim Ritzen unbedingt vermieden werden. Lateralrisse wachsen selbständig weiter. Daher sollte die Zeit zwischen Ritzung und dem Brechprozess so kurz wie möglich gehalten werden.
Um eine saubere Trennung der Glasplatten zu erhalten, sollte die Ritzung so nahe wie möglich an der Hauptdichtung liegen. Eine Blinddichtung muss immer außerhalb der Brechlinie angebracht sein um die abgetrennten Glasplattenpakete zusammenzuhalten. Die Blinddichtung muss nicht durchgehend sein und kann aus Einzelpunkten bestehen.
Der Schnittkantenwinkel des Ritzrades beeinflusst stark das Verhältnis von medialen und lateralen Rissen. Der günstigste Winkel hägt auch von der zu schneidenden Glasdicke ab:

Ritzwinkel

Der Anpressdrucks des Ritzrades beeinflusst die Tiefe des geschaffenen Grabens. Die folgende Graphik zeigt die optimalen Anpressdrücke für verschiedene Ritzräder mit unterschiedlichen Schnittkantenwinkeln. Der tatsächlich verwendete Anpressdruck sollte durch Testläufe ermittelt werden.

Vergleich Ritzparameter

Die Schnittkraft ist entscheidend für einen guten Schnitt. (Joyo Ritzmaschinen justieren diese durch eine druckluftgesteuertes Regelsystem im Bereich 0.02 MPa ~ 0.2 MPa). Bei optimalem Anpressdruck wird eine ausreichende Ritztiefe bei minimalen Ausbrüchen erreicht.
Maximal können Ritztiefen (incl. der Medialrisse) von 100~150µm erreicht werden. Die optimale Ritztiefe liegt bei ca. 10 ~ 20% der Glasdicke.
Die Laufgeschwindigkeit des Ritzrades beeinflusst ebenfalls die Schnittqualität. Ein normaler Bereich für die Ritzgeschwindigkeit ist 200 ~ 300mm/sec. In der Gegend des Glasrandes muss die Ritzgeschwindigkeit auf ca. 10 ~ 20 mm/sec abgesenkt werden.
Die Eindringtiefe des Ritzrades in das Glas beträgt lediglich 10 µm und variiert nicht sehr stark. Es müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit das Ritzrad Wellenstrukturen der Glasoberfläche gut folgen kann.  Ist dies nicht der Fall, kann es zu nicht durchgängigen Ritzlinien kommen. Wenn Ritzungen stellenweise zu tief werden, kommt es zu Kantenausbrüchen. Joyo Maschinen können Schwankungen im Bereich 0.05mm ~ 0.2mm problemlos ausgleichen.

Ritzrad

Um stabile Produktionsverhältnisse zu garantieren, sollte die Reproduzierbarkeit der Ritzungen kontinuierlich aufgezeichnet und geprüft werden.

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