摘要： 本文介紹了LCD生產(chǎn)工藝流程、玻璃劃片機(jī)的構(gòu)架，技術(shù)特點(diǎn)，以及羅升橫河DD馬達(dá)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適合LCD玻璃激光劃片機(jī)應(yīng)用。展望了LCD設(shè)備在國內(nèi)的發(fā)展方向。 關(guān)鍵字：羅升橫河DD馬達(dá)、高精度、高剛性、劃片機(jī)、LCD Abstract: The technique of LCD machine and the characteristics of LCD dicing machine is introduced. The technique point of Yokogawa 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 1 LCD生產(chǎn)線工藝、設(shè)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(dāng)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，已由最初的TN－LCD（扭曲向列相），發(fā)展到STN－LCD（超扭曲向列相），再到當(dāng)前的TFT－LCD（薄膜晶體管）。LCD現(xiàn)已發(fā)展成為技術(shù)密集、資金密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。液晶顯示器主要由ITO導(dǎo)電玻璃、液晶、偏光片、封接材料（邊框膠）、導(dǎo)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(jìn)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(xué)試劑和有機(jī)溶劑與吸附在玻璃表面上的雜質(zhì)及油污發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和溶解作用，或伴以超生、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、有機(jī)溶劑脫水法和風(fēng)刀吹干法等。該工藝主要用到的設(shè)備有超聲波清洗機(jī)、等離子清洗機(jī)及干燥爐的干燥設(shè)備。 （2）光刻工藝 光刻的目的是按照產(chǎn)品設(shè)計要求，在導(dǎo)電玻璃上涂敷感光膠，并進(jìn)行曝光，然后利用光刻膠的保護(hù)作用，對ITO導(dǎo)電層進(jìn)行選擇性化學(xué)腐蝕，從而在ITO導(dǎo)電玻璃上得到與掩模版完全對應(yīng)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(shè)備有涂布機(jī)曝光機(jī)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(jìn)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(shè)備有摩擦機(jī)等 （4）絲印制盒工藝 此步工藝是把兩片導(dǎo)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最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。（必須嚴(yán)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(diǎn)、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(shè)備轉(zhuǎn)換。絲印制盒工藝主要用到的設(shè)備有絲網(wǎng)印刷機(jī)、噴粉機(jī)、貼合機(jī)、熱壓機(jī)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(jìn)行液晶灌注，切割工藝的目的就是把整盒的玻璃分裂獨(dú)立液晶顯示器的單體。切割工藝主要用到的設(shè)備有切割機(jī)和裂片機(jī)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(dāng)?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(shè)備有液晶灌注機(jī)和整平封口機(jī)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(jī)采用交流驅(qū)動的方式進(jìn)行測試。光臺檢測及電測工藝主要用到的設(shè)備有光臺和電測機(jī)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(jī)消除氣泡等。貼片工藝主要用到的設(shè)備有切片機(jī)、貼片機(jī)、偏光片除泡機(jī)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(shè)備有插PIN涂膠機(jī)。 （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(jìn)行加工，是用絲網(wǎng)印刷的的方法在LCD屏的指定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(yùn)輸，成品放置在具有一定強(qiáng)度和緩沖性的包裝盒內(nèi)。 2 LCD 玻璃劃片機(jī)介紹 （1）設(shè)備簡介 玻璃切割機(jī)是用于切割TN、STN、TFT玻璃基板的自動化設(shè)備。此設(shè)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(shè)置調(diào)整切割深度；切割運(yùn)動平穩(wěn)、震動小、速度高；工作臺可進(jìn)行90°往返擺動，實現(xiàn)X、Y向的雙向切割。此設(shè)備采用PLC作為主控制系統(tǒng)，抗干擾能力強(qiáng)、故障率低；觸摸屏作為機(jī)器參數(shù)及切割參數(shù)輸入的人機(jī)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(shè)備主要特點(diǎn) a、切割方式：切割頭進(jìn)行低震動X向運(yùn)動，由左向右單向切割；工作臺作精確的Y向切割間距進(jìn)給運(yùn)動，并可進(jìn)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(jī)器確定下來，將基板對位標(biāo)記放入視場即可。 對位方式有三種，用戶可根據(jù)需要選擇。 第一種：全自動對位，所有切割位置標(biāo)記都進(jìn)行自動識別對位，實現(xiàn)高位置精度切割； 第二種，首刀自動對位，即只進(jìn)行第一刀位置標(biāo)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(jìn)行切割，實現(xiàn)較高精度及較高速度的切割； 第三種，手動對位，即用人眼進(jìn)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(yùn)動并確定玻璃表面的坐標(biāo)，加上人工通過觸摸屏輸入的切割深度，切割時刀將自動運(yùn)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(jī)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(jī)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(yīng)性：工作臺設(shè)有分區(qū)功能，可適應(yīng)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。 [align=center] 圖1 LCD劃片機(jī)[/align] 3 羅升橫河DD馬達(dá)結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn) LCD玻璃切割設(shè)備使用DD馬達(dá)作為切割玻璃的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動具有以下特點(diǎn)。 （1）間隙誤差被消除。普通的傳動機(jī)構(gòu)由于有減速機(jī)、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(yùn)轉(zhuǎn)所造成的機(jī)械磨損更是無法補(bǔ)償。DD馬達(dá)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，誤差被減為最少；而且它的伺服特性也可以隨時修正誤差，達(dá)到最理想的控制精度。 （2）高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達(dá)選配的編碼器分辨率很高，DM1A的解析度為4,096,000PPR，電器控制精度高，已經(jīng)超過普通伺服的控制精度幾個個數(shù)量級。由于制作相當(dāng)精密，最終的絕對精度控制一般可以達(dá)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(dá)的剛性很強(qiáng)，與負(fù)載結(jié)合后特性很硬，對于其驅(qū)動器要求更高。最新型的DYNASERV驅(qū)動器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。橫河DD馬達(dá)的定子是永久磁鐵，可以產(chǎn)生恒定磁場，在單位電流下能夠產(chǎn)生最大的扭矩輸出。羅升橫河DD馬達(dá)和輸出同等扭矩的伺服型DD馬達(dá)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永久磁鐵產(chǎn)生的永久磁場，因此能夠在更短的時間內(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(dá)中空獨(dú)特設(shè)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(jī)械結(jié)構(gòu)會更加緊湊，使用效率比較其他方式最高。 [align=center] 圖2 橫河永久磁鐵式DD馬達(dá)與伺服型DD馬達(dá)扭矩曲線比較 圖3 定位完成曲線 圖4 重復(fù)定位精度測量[/align] 4 羅升橫河DD馬達(dá)在LCD玻璃切割劃片機(jī)的電氣控制方法 目前LCD玻璃劃片機(jī)在平臺旋轉(zhuǎn)上應(yīng)用采用PLC控制，即PLC只提供輸入輸出點(diǎn)，在接受到傳感器信號后，輸出一個高電平給DD馬達(dá)的驅(qū)動器，驅(qū)動器通過事先在內(nèi)部設(shè)定好的命令，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)90度、-90度、歸原點(diǎn)運(yùn)動。下面簡單介紹一下橫河GIII型驅(qū)動器是如何實現(xiàn)通過輸入點(diǎn)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(yùn)行列表。 橫河GIII驅(qū)動器的運(yùn)行列表有很多種類。可以在內(nèi)部實現(xiàn)相對位置點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)行、絕對位置點(diǎn)到點(diǎn)、Homing功能、改變參數(shù)等。通過不同的輸入點(diǎn)編碼的切換，就可以運(yùn)行不同的table號碼，簡單實現(xiàn)運(yùn)動控制。LCD切割設(shè)備上都是通過table date功能實現(xiàn)。橫河GIII驅(qū)動器一共有60組table可以進(jìn)行任意設(shè)置與編輯。圖5可編寫table列表。以絕對位置點(diǎn)到點(diǎn)為例子，可以設(shè)定加、減速類型、加減速時間，運(yùn)行速度以及目標(biāo)位置等參數(shù)，以符合設(shè)備的要求。 圖5 GIII驅(qū)動器運(yùn)行列表設(shè)定 2）輸入點(diǎn)邏輯切換 GIII驅(qū)動器有12個輸入點(diǎn)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(yùn)行、輸入點(diǎn)選擇等。這里的應(yīng)用要使用輸入點(diǎn)選擇，即CODE_1、CODE_2、等，根據(jù)需要執(zhí)行的table號碼，比如設(shè)定的004號table執(zhí)行的命令是正向旋轉(zhuǎn)90度，只要設(shè)定inpit1、input2、input3，3個輸入點(diǎn)就可以對table選擇進(jìn)行編碼，004對應(yīng)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(diǎn)servo-on、start、stop也是必不可少的，servo-on之后然后start，這樣就會完成正向90度的運(yùn)行。 [align=center] 圖6 輸入輸出點(diǎn)邏輯設(shè)定[/align] 羅升橫河DD馬達(dá)使用的GIII驅(qū)動器控制性能較強(qiáng)，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(diǎn)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(yù)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(chǔ)，但是與先進(jìn)國家地區(qū)相比，差距還較大。羅升企業(yè)以引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提升制造業(yè)水平為使命，最早將DD馬達(dá)引進(jìn)到國內(nèi)LCD設(shè)備生產(chǎn)廠商，并形成規(guī)模生產(chǎn)，國內(nèi)廠商也在逐步應(yīng)用此項技術(shù)。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。羅升公司希望架起技術(shù)的橋梁，更多地將國外成熟的應(yīng)用技術(shù)提供給行業(yè)中人分享。 參考文獻(xiàn) [1]Yokogawa Electric Corporation. Direct Driver Motor Intelligent Driver Technical Information [2]Yokogawa Electric Corporation. Direct Driver Motor Intelligent Driver Technical Information 作者簡介: 趙琦, 男,1981-,漢族 天津羅升企業(yè)有限公司 伺服產(chǎn)品處 聯(lián)系方式:趙琦:天津市空港物流加工區(qū) 天津羅升企業(yè)有限公司 西十道3號 300308 聯(lián)系電話:13802081055 022-24891997-2092 Email:zhao.qi@acepillar.com.cn