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Gravure et rupture dans la fabrication d'écrans LCD
La gravure (scribing) et la rupture sont des méthodes largement utilisées pour découper des plaques de verre et séparer les écrans LCD à partir de la plaque mère. La méthode de gravure et de rupture ne nécessite ni eau ni chaleur pour la séparation, génère peu de poussière et convient donc bien à la prévention des contaminations en production.
Le procédé de scribing est la clé d'une coupe propre du verre. Il est important que la ligne de gravure soit continue et exempte de fissures latérales.
Plusieurs paramètres influencent la qualité de la gravure : le diamètre de la roue de gravure, l'angle du bord de la roue, la charge appliquée sur la roue et la vitesse de gravure. Évidemment, la gravure obtenue dépend également du verre utilisé et de sa dureté superficielle.
Des équipements manuels et totalement automatiques sont disponibles.
Système de gravure et rupture
Le système de gravure et rupture de notre partenaire Shindo ENG.LAB., Ltd. est utilisé pour découper en continu le panneau LCD à l'aide de la roue de gravure. Nous pouvons fournir des installations spécifiques au client adaptées à votre produit.
Spécification
Épaisseur du verre : 0,3 mm (TBD)
Précision de positionnement : 10 µm
Vitesse : 5 ~ 450 mm/sec
Fixation : Vide (vacuum)
Unité de coupe :
Commande de cylindre
Butée : micrométrique
Lampe intégrée pour vérification du point zéro
Unité roue de gravure (application automatique du rouleau d'entraînement)
Cylindre montée haut/bas et rotation 90° ; roue en carbure
Taille de la roue : selon accord
Pression de la roue : réglage en 2 niveaux via régulateur de pression précis
Système Shindo de gravure et rupture
Description du procédé
Les panneaux LCD encore vides se composent de deux plaques de verre montées l'une sur l'autre. Après la polymérisation des panneaux dans une presse à chaud, ils arrivent pour la séparation dans la machine de gravure et rupture.
Étapes du processus
La face supérieure du paquet de verre est d'abord gravée.
La première gravure est réalisée le long des côtés extérieurs des écrans, près du joint principal, dans une direction. Du côté opposé à la gravure se trouve un joint factice (blind seal) pour maintenir ensemble les paires de morceaux de verre qui seront séparés plus tard. Ensuite, le paquet de verre est tourné de 90° et les gravures restantes sont effectuées. La deuxième étape consiste à retourner le paquet de verre et à frapper avec une barre de rupture. Cela casse le verre gravé de la face avant. Suit la procédure de gravure pour la plaque de verre inférieure (qui se trouve maintenant en haut). Le paquet est tourné de nouveau. La barre de rupture frappe la face déjà cassée et la face arrière gravée se casse. Le paquet de verre est découpé.
Dans un système entièrement automatisé, toutes les unités de l'installation sont équipées de caméras de reconnaissance d'images pour déterminer avec précision les positions correctes pour la gravure et la rupture.
La dernière étape du procédé consiste en l'arrondi des bords des écrans découpés. Les écrans sont chargés dans des cassettes et envoyés à la machine de remplissage/conditionnement.
Technologie de la gravure
Les conditions optimales de gravure dépendent du matériau à graver, de son histoire thermique, de sa structure et de la machine de gravure utilisée. Le choix des paramètres doit être déterminé par des essais approfondis avec le verre utilisé en production.
Lorsque la roue de gravure parcourt la surface du verre, le verre est endommagé de plusieurs manières. Ces dommages influencent à leur tour le processus de rupture suivant. Tout d'abord, la roue crée une sorte de sillon dans la surface du verre. Dessous se forment des fissures médiales. Celles-ci sont très importantes pour le processus de rupture. Après la rupture, on peut observer des lignes de Wallner, qui, dans le cas d'une rupture propre du verre, devraient parcourir le bord de rupture avec un arrondi uniforme.
Les fissures latérales et les éclats doivent être strictement évités lors de la gravure. Les fissures latérales ont tendance à se propager spontanément. Par conséquent, le temps entre la gravure et le processus de rupture doit être aussi court que possible.
Pour obtenir une séparation propre des plaques de verre, la gravure doit être réalisée aussi près que possible du joint principal. Un joint factice doit toujours être placé à l'extérieur de la ligne de rupture afin de maintenir ensemble les paquets de plaques de verre séparées. Le joint factice n'a pas besoin d'être continu et peut être constitué de points individuels.
L'angle de coupe de la roue de gravure influence fortement le ratio des fissures médiales et latérales. L'angle optimal dépend également de l'épaisseur du verre à découper.
La force de coupe est cruciale pour une bonne coupe.
(Les machines de gravure Joyo ajustent cela à l'aide d'un système de régulation pneumatique dans la plage 0,02 MPa ~ 0,2 MPa). Avec une pression d'appui optimale, une profondeur de gravure suffisante est obtenue avec un minimum d'éclats.
Des profondeurs de gravure maximales (y compris les fissures médiales) de 100~150 µm peuvent être atteintes. La profondeur de gravure optimale se situe autour de 10 ~ 20% de l'épaisseur du verre.
La vitesse de la roue de gravure influence également la qualité de coupe. Une plage normale pour la vitesse de gravure est de 200 ~ 300 mm/sec. Près du bord du verre, la vitesse de gravure doit être réduite à environ 10 ~ 20 mm/sec.
La profondeur de pénétration de la roue de gravure dans le verre n'est que de 10 µm et ne varie pas beaucoup. Des mesures doivent être prises pour que la roue de gravure suive bien les ondulations de la surface du verre. Sinon, des lignes de gravure non continues peuvent apparaître. Si les gravures deviennent trop profondes par endroits, des éclats de bord se produisent. Les machines Joyo peuvent compenser sans problème des variations dans la plage 0,05 mm ~ 0,2 mm.
Pour garantir des conditions de production stables, la reproductibilité des lignes de gravure doit être enregistrée et contrôlée en continu.
