顶喷式蚀刻设备在LCD面板/玻璃基板减薄产线中的使用

    关于LCD面板/玻璃基板的减薄要求和原理，读过我们薄化产业研究相关文章的朋友应该或多或少都有一定了解，这边小编就不再过多重复，在此列举一些公众号中相关文章，需要的朋友请参考。

• 《TFT-LCD液晶面板薄化工艺原理和流程》

• 《混酸（）蚀刻液在减薄蚀刻中的应用和化学反应原理探析》

• 《（HF）蚀刻玻璃化学原理，以及腐蚀玻璃速率和表面状况分析》

本期文章中，小编收集汇总了一些现在薄化行业中较为流行的顶喷式蚀刻减薄工艺和设备资料，以供大家参考。

常见蚀刻减薄工艺和设备都有哪些特点？

对于LCD面板/玻璃基板的不同减薄工艺的优劣，在薄化行业实际生产运用时，一直都很多不同声音和争议。由于不同蚀刻减薄产品和作业环境，以及客户需求等实际情况，从整体的生产加工需要而言，相同的设备在不同企业中，不同的企业管理，操作工艺和设备改造情况，也会有着不同生产作业效果。在此，我们对目前大家常见或已有一定共识理解的薄化行业中蚀刻减薄工艺和设备使用情况，进行一些概述。

浸泡式（Dip，也有称为“多片直立浸泡式”）

1. 设备构造相对简单、单套建造成本较低。

2. 能满足相对较多片产品的同时减薄。

3. 设备装置体积相较大，外围容易产生沉淀物和白色粉末。

4. 蚀刻液的鼓泡均匀情况不易控制。

注：浸泡式蚀刻减薄设备构造等相关介绍，可参见《浅析LCD玻璃基板浸泡式蚀刻减薄系统的设备主要构造和改进》

喷淋式（Spray，也有称为“侧喷式”）

1. 可以处理两面不同蚀刻要求。

2. 蚀刻液可有效回收利用，相对成本较低。

3. 蚀刻产品表面易产生凹点（dimple），需要后续拋光处理。

4. 产品若未完全直立，由于压力控制等原因，容易发生破片和蚀刻不均匀的现象。

瀑布流式（cascade）

1. 基板上不受任何压力，蚀刻液回收比例高。

2. 可弹性应用于单面蚀刻和双面蚀刻制程。

3. 蚀刻后，抛光比例相对较低。

4. 管道结构相对复杂，维护成本较高。

顶喷式

1. 综合喷洒式和瀑布流式的优点。

2. 薄化效率高，抛光比例低。

3. 实现双面瀑布流式蚀刻。

注：目前在薄化企业中针对OLED面板的减薄大多采用顶喷式减薄方式。

工艺原理

设备采用顶部喷洒方式进行蚀刻减薄LCD面板/玻璃基板。通过专用喷头等喷淋装置，以近似于雾状的喷淋方式，将蚀刻药液均匀的喷洒在蚀刻产品表面。工作过程中被蚀刻的玻璃基板等产品通过特定的匣具（Cassette）垂直固定，通过喷淋装置从顶部喷洒，并且在蚀刻产品的表面形成瀑布状蚀刻流，通过智能自动化PLC电气控制系统，以及在线监控和过滤等辅助系统装置，实现类同于双面瀑布流蚀刻的自动化减薄。同时通过形成的瀑布蚀刻流冲刷带走蚀刻后的反应物，避免反应物在蚀刻产品表面的沉积和粘附，有效提高蚀刻减薄效率和减薄产品的良率。

生产加工流程

首先将LCD面板/玻璃基板垂直放置于特定的匣具（Cassette）中，通过转载小车送入顶喷设备的清洗区，清洗去除蚀刻产品表面的异常杂质。完成清洗后，再通过设备中自动化的移动装置Moving  Stage将转载蚀刻产品的卡匣输送至蚀刻区进行蚀刻。根据蚀刻工艺要求，待到规定时间后，转载产品的卡匣自动回到清洗区，清除蚀刻产品表面残留蚀刻药液，完成产品的蚀刻减薄。

（G5喷淋蚀刻线）

（顶喷式减薄设备单元系统参考简图）

设备构造主要材料和操作环境

1. 和其他蚀刻减薄设备一样，为了抗酸腐蚀，设备主体大多采用PVC/PP耐酸腐蚀材料作为设备长期暴露于腐蚀环境中的关键部位的表面材料。

2. 采用自动化电气控制等系统，水封闭模式。生产过程中减少人工操作环节，有效避免与蚀刻药液的直接接触，生产安全系数较高。

顶喷式的主要构造单元分为

1. 控制系统

2. 上下料装置

3. 清洗单元

4. 蚀刻单元

5. 液体循环供给和过滤系统

控制系统

顶喷式蚀刻减薄设备采用PLC电气控制系统，自动化集成程度较高。系统分为：控制层和操作管理层。通过智能设备和PLC去控制生产工艺参数，智能化的机械运作，最大化的实现无人职守操作模式。

控制系统控制电机、气缸和阀门等设备自动化运作，同时根据实际作业需求可实现自动在线检测管路压力、流量和罐体液位，以及药液浓度和产品在线厚度等，自动调整生产参数，优化即时生产需求。

上下料装置

蚀刻产品通过特定的匣具转载实现多片减薄，并可通过自动或人工方式输送蚀刻设备中，实现上料和下料。

（装载匣具（Cassette））

清洗和蚀刻单元

 （喷淋系统和喷淋管道实物图）

清洗区和蚀刻区均采用顶部喷洒方式。蚀刻液或纯水通过喷淋装置均匀喷洒在蚀刻产品表面上，并形成密集的瀑布蚀刻流，对蚀刻产品进行清洗和双面瀑布流式蚀刻作业。喷淋装置采用特定、独立喷头设计，容易保养更换和维护。

清洗和蚀刻单元区域，通过自动化的电气控制使蚀刻产品在清洗区和蚀刻区自动传输和切换操作。传输装置采用水封闭的模式，避免设备液体渗漏，对传输和承载装置等起到有效防护作用，提高操作的安全性。

（蚀刻单元密封门）

减薄过程中，蚀刻单元通过添加智能模块设备，可实现在线浓度和厚度的监控，对蚀刻液进行自动补液，调整即时生产参数，优化生产作业需求。

液体循环供给和过滤系统

1. 液体（包括蚀刻液和纯水）存储装置

2. 液体自动收集和补给传输装置

3. 蚀刻液过滤装置

（液体循环供给系统参考图）

（蚀刻线配液与回收过滤槽）

（液体循环槽实物图）

蚀刻也存储装置采用恒温控制系统，内部设有加热器和冷却器，使存储罐中蚀刻液保持在设定的温度中，通常控制在±1℃。

由清洗区和蚀刻区中液体收集区管道，通过循环液体气动泵和过滤装置将使用后蚀刻液再次循环利用。在加入新的蚀刻液时，可通过内部循环系统及温控系统是蚀刻液保持恒定温度，使蚀刻达到最佳蚀刻温度要求。过滤系统提高作业中蚀刻液循环使用的纯度，有效降低喷嘴堵塞情况的发生，减少喷头的清洗频率，提高生产效率。

另外，设备也有采用管路在线监控系统，蚀刻药液按薄化参数供给，控制系统实时显示和监控药液状态，确保安全可靠运行。

（顶喷式蚀刻单元模块运用模式拓展参考图）

顶喷式蚀刻减薄系统工艺技术参考指标

• 适用玻璃尺寸：MAXG5:1100mm×1300mm ~ MIN G2：370mm*470mm

• 蚀刻减薄厚度：≥0.30mm

• 蚀刻速度：（面板初始厚度-面板时候厚度）/蚀刻时间，范围4~13μm/min

• 玻璃厚度偏差：±0.03mm

• 面板外观：边框无线位移、断线、气泡、彩虹和颜色异常；全区域无肉眼可见、不可擦拭污渍；全区域不允许出现裂纹、破损、条纹、指纹和工装缺陷。

感谢“深圳和成合工业设备有限公司”成总对本文对顶喷式蚀刻设备等相关认知和方向的指导建议。

（责任编辑：DeyanChiu 薄化产业研究）

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