一种引出量提升溢流砖润湿工艺设计方法与流程

文档序号:40340218发布日期:2024-12-18 13:17阅读:70来源:国知局
技术简介:
本发明针对高世代玻璃基板制造中溢流砖润湿工艺存在的引出量波动、温度控制失衡导致工艺不稳定的问题,提出分阶段调控方案。通过建立润湿工艺数学模型,将工艺划分为远端、近端、中部高温冲刷及引板准备四个阶段,精准设定MSU温度、马弗炉倾斜角及引出量的调节速度与保持时间,实现关键参数动态优化,提升工艺稳定性与产品良率。
关键词:溢流砖润湿工艺,高世代玻璃制造

本发明涉及玻璃基板制造,具体涉及一种引出量提升溢流砖润湿工艺设计方法。


背景技术:

1、在tft-lcd(薄膜晶体管显示器)平板显示器制造业中,玻璃基板的生产通常采用先进的溢流下拉技术,此过程涉及将熔融的玻璃液精确供给至熔融溢流下拉成型装置内,通过复杂而精细的工艺步骤塑造出高质量的基板。在正式引板启用之前,对成型装置的预热及溢流砖的润湿作业是不可或缺的环节,它们直接关系到玻璃带的成型稳定性与最终产品的品质。

2、玻璃液从溢流砖表面流过,在溢流砖两侧溢流面的根部汇聚粘合成玻璃带。玻璃带在重力和牵引力的作用下克服内摩擦粘滞阻力,厚度逐步减小至目标产品厚度;牵引辊位于装置下游足够远处,使玻璃带在牵拉时己经冷却并具有足够的刚性;同时,溢流砖尖(根部)以下的厚度分布与温度控制策略紧密相连,成为优化产品性能的关键。

3、面对日益增长的显示技术需求,如更高分辨率、刷新率、电路集成度、窄边框设计、提升面板孔径比及实现更大尺寸面板的制造,氧化物(如igzo)技术应运而生,为下一代高性能显示器市场带来了革命性的机遇。igzo技术不仅能够兼容至g10.5代生产线,实现成本的有效控制,更在性能上展现出对a-si和ltps技术的显著超越或平衡优势,广泛应用于高端大型液晶电视及oled电视等前沿领域。

4、为进一步优化溢流下拉法的综合制造成本,推动行业向更高产能与更高世代迈进,实现宽幅、大容量生产,并灵活适应多样化的玻璃基板厚度需求,技术人员正全力聚焦于润湿工艺的优化与创新。在此过程中,溢流砖与引流板的润湿效果成为决定引板稳定性的核心因素,其稳定性直接关系到产品质量的稳定,包括边板流态的均匀性、析晶现象的避免等。

5、而润湿工艺的优化涉及多个复杂变量的精细调控,包括马弗炉温度、引出量、马弗炉倾斜角度等实际工艺曲线,以及供料温度、成型系统温度场、挡板温度等环境参数,这些参数的综合作用往往直接影响润湿效果的稳定性,特别是在近端区域,大小料现象及堵料风险显著增加。在润湿工艺过程中,尤其是溢流砖初次升温对接时,润湿效果往往较差,玻璃在斜面和引流板上的润湿黏附力较小,若引流板温度过低,加之引出量和溢流砖倾斜角度(等同于马弗炉倾斜角度)增速过快,玻璃液可能加速非稳态下移,甚至直接掉落,形成大小料现象,严重时甚至导致堵料。因此,确保供料温度、引流板温度与马弗炉温度的和谐统一,以及引出量、粘度(温度)、马弗炉倾斜角度的精确配合,成为提升润湿稳定性的关键。

6、面对引出量提升或高世代升级带来的新挑战,如溢流砖体积增大、引出量流速加快等,如何实现对传统润湿工艺的优化,已成为当前本领域技术人员亟待解决的技术难题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种引出量提升溢流砖润湿工艺设计方法,以克服传统润湿工艺在应对高世代生产需求时,润湿效果不稳定导致大小料现象及堵料的问题。

2、本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题:

3、一种引出量提升溢流砖润湿工艺设计方法,包括如下步骤:

4、步骤一、构建溢流砖润湿工艺数学模型;将溢流砖润湿工艺划分为远端润湿工艺、近端润湿工艺、中部润湿并高温冲刷工艺及溢流砖引板准备工艺;

5、步骤二、根据溢流砖的远端溢流宽度,选择远端润湿工艺的引出量目标值y01;基于溢流砖润湿工艺数学模型,计算近端润湿工艺的引出量目标值y02及中部润湿并高温冲刷工艺的引出量目标值y03;设置远端润湿工艺的溢流砖倾斜角度θ目标值j01和溢流砖上部msu温度目标值w01;设置近端润湿工艺的溢流砖倾斜角度θ目标值j02和溢流砖上部msu温度目标值w02;设置中部润湿并高温冲刷工艺的溢流砖倾斜角度θ目标值j03;设置溢流砖引板准备工艺的引出量目标值y04、溢流砖倾斜角度θ目标值j04和溢流砖上部msu温度目标值w03;

6、步骤三、调节远端润湿工艺的引出量、溢流砖倾斜角度θ和溢流砖上部msu温度,直至达到对应的目标值后,设置保持时间,完成远端润湿工艺的设计;并分别对近端润湿工艺、中部润湿并高温冲刷工艺及溢流砖引板准备工艺的引出量、溢流砖倾斜角度θ和溢流砖上部msu温度进行分阶段调节,直至达到对应的目标值后,分别设置保持时间,完成近端润湿工艺、中部润湿并高温冲刷工艺及溢流砖引板准备工艺的设计;

7、同时,在近端润湿工艺的分阶段调节过程中,进行高温保持、溢流砖上部msu降温、玻璃基板方向引导辊的调整及溢流砖倾斜增大的工艺操作;在中部润湿并高温冲刷工艺的分阶段调节过程中,进行中部润湿准备和打角度物理冲刷、中部润湿保持和高温冲刷的工艺操作;在溢流砖引板准备工艺的分阶段调节过程中,进行溢流砖上部msu降温至成型引板温度、溢流砖倾斜角度缓降至引板条件、成型装置周边设备安装、工艺条件稳定的工艺操作。

8、进一步地,步骤一中,溢流砖润湿工艺数学模型为:

9、

10、其中,q′为溢流砖润湿引出量;ρ为玻璃液的密度;g为重力加速度;η为对应溢流砖上部msu温度的玻璃液黏度;φ为溢流砖溢流堰倾斜角度;θ为溢流砖倾斜角度;w为溢流槽宽度;h为溢流砖入口槽深;hz为溢流砖溢流面宽度方向任意位置的溢流槽深;h′为溢流砖倾斜角度θ时对应的垂直向溢流槽深;h0为溢流砖倾斜角度θ时溢流砖入口对应的垂直向溢流槽深;α′为溢流砖倾斜角度θ时对应的垂直向溢流槽深与槽宽比;α0为溢流砖倾斜角度θ时溢流砖入口对应的垂直向溢流槽深与槽宽比;x′为溢流槽截面系数。

11、进一步地,步骤二中,选择远端润湿工艺的引出量目标值y01具体为:

12、远端润湿工艺的引出量目标值y01依据溢流砖高世代升级和设计引出量提升进行选择,经选择的远端润湿工艺的引出量目标值y01需保持溢流砖的远端溢流宽度为溢流砖完整溢流面宽度的30~40%;其中,溢流砖远端润湿工艺的引出量目标值y01随溢流砖高世代升级和设计引出量提升而增大;且溢流砖的远端溢流宽度随远端润湿工艺的引出量目标值y01的增大而增大,远端润湿工艺的引出量目标值y01范围为:

13、y01=240~420±10kg/hr。

14、

15、进一步地,步骤二中,近端润湿工艺的引出量目标值y02的范围为:qj±5kg/hr,

16、其中,qj为近端润湿工艺的引出量计算值,具体为:

17、

18、进一步地,步骤二中,中部润湿并高温冲刷工艺的引出量目标值y03的范围为:qm±5kg/hr,

19、其中,qm为中部润湿并高温冲刷工艺的引出量计算值,具体为:

20、。

21、

22、进一步地,步骤二中,远端润湿工艺的溢流砖倾斜角度θ目标值j01为0°,溢流砖上部msu温度目标值w01为1265℃;近端润湿工艺的溢流砖倾斜角度θ目标值j02的取值范围为2.2~2.4°;溢流砖上部msu温度目标值w02的取值范围为1240~1250℃;中部润湿并高温冲刷工艺的溢流砖倾斜角度θ目标值j03的取值范围为1.7~1.9°;溢流砖上部msu温度目标值w03的取值范围为1240~1250℃;溢流砖引板准备工艺的引出量目标值y04的取值范围为产线量产设计引出量;溢流砖倾斜角度θ目标值j04为0~0.5°;溢流砖上部msu温度目标值w03的取值范围为1225~1235℃。

23、进一步地,步骤三中,对远端润湿工艺的设计具体包括如下步骤:

24、调节远端润湿工艺的引出量为目标值y01、调节溢流砖上部msu温度为目标值w01以及调节溢流砖倾斜角度为目标值j01,达到对应的目标值后,设置保持远端润湿的时间为11~13小时,使玻璃液完全由溢流砖远端铂金挡板和引流板流下,并完全包覆引流板,完成远端润湿工艺的设计。

25、进一步地,步骤三中,对近端润湿工艺的分阶段调节具体包括如下步骤:

26、使溢流砖上部msu温度保持远端润湿工艺的目标值w01,保持时间为8~12h,在此期间,从远端润湿工艺的目标值y01按照引出量的调节速度持续提升引出量,同时,从远端润湿工艺的目标值j01按照溢流砖倾斜角度θ的调节速度持续增加溢流砖倾斜角度θ;

27、继续按照引出量的调节速度提升引出量,同时,使溢流砖上部msu温度从远端润湿工艺的目标值w01按照溢流砖上部msu温度的调节速度降至目标值w02,并按照溢流砖倾斜角度θ的调节速度使溢流砖倾斜角度θ增加至1.9~2.1°;

28、进行玻璃基板方向引导辊的调整工艺操作,完成后保持12~14h的工艺稳定,在工艺稳定期间,继续按照引出量的调节速度提升引出量,同时,使溢流砖上部msu温度保持在目标值w02,使溢流砖倾斜角度θ保持在1.9~2.1°;

29、使溢流砖上部msu温度保持在目标值w02,按照引出量的调节速度使引出量提升至目标值y02,按照溢流砖倾斜角度θ的调节速度使溢流砖倾斜角度θ增加至目标值j02,达到对应的目标值后,保持8~12h,使玻璃液完全由溢流砖近端铂金挡板和引流板流下,并完全包覆引流板;

30、其中,引出量的调节速度为5~12kg/hr,溢流砖倾斜角度θ的调节速度为0.05~0.1°/hr,溢流砖上部msu温度的调节速度为-(0.8~1.2)℃/hr。

31、进一步地,步骤三中,对中部润湿并高温冲刷工艺的分阶段调节具体包括如下步骤:

32、使溢流砖上部msu温度保持在近端润湿工艺的目标值w02,引出量从近端润湿工艺的目标值y02按照引出量的调节速度增加到目标值y03,溢流砖倾斜角度θ从近端润湿工艺的目标值j02按照溢流砖倾斜角度θ的调节速度降到目标值j03,在此调节过程中,完成中部润湿准备和打角度物理冲刷工艺操作;

33、使溢流砖上部msu温度保持在目标值w02,引出量保持在目标值y03,溢流砖倾斜角度θ保持在目标值j03,设置保持时间为8~12h,在此调节过程中,完成中部润湿保持和高温冲刷工艺操作;

34、其中,引出量的调节速度为8~12kg/hr,溢流砖倾斜角度θ的调节速度为-(0.05~0.1)°/hr。

35、进一步地,步骤三中,对溢流砖引板准备工艺的分阶段调节具体包括如下步骤:

36、使溢流砖上部msu温度从近端润湿工艺的目标值w02按照溢流砖上部msu温度的调节速度降至目标值w03,同时,从中部润湿并高温冲刷工艺的目标值y03按照引出量的调节速度持续提升引出量;溢流砖倾斜角度θ从中部润湿并高温冲刷工艺的目标值j03按照溢流砖倾斜角度θ的调节速度持续减小;

37、按照引出量的调节速度提升引出量至目标值y04,使溢流砖上部msu温度保持在目标值w03,按照溢流砖倾斜角度θ的调节速度将溢流砖倾斜角度θ减小至目标值j04,同时,完成成型装置周边设备安装工艺操作;

38、使溢流砖上部msu温度保持在目标值w04,引出量保持在目标值y04,溢流砖倾斜角度θ保持在目标值j04,保持8~12h,完成工艺条件稳定的工艺操作,

39、其中,引出量的调节速度为8~12kg/hr,溢流砖倾斜角度θ的调节速度为-(0.05~0.1)°/hr,溢流砖上部msu温度的调节速度为-(0.8~1.2)℃/hr。

40、与现有技术相比,本发明的积极进步效果在于:

41、本发明提供了一种引出量提升溢流砖润湿工艺设计方法,基于溢流砖润湿工艺原理,建立了润湿工艺数学模型将溢流砖润湿工艺划分为远端润湿、近端润湿、中部润湿并高温冲刷和溢流砖引板准备四个阶段,详细规划每个阶段的溢流砖上部msu温度、马弗炉倾斜角度调节速度与保持时间,以及引出量的上调速度与保持时间。采用本发明设计方法,可以通过曲线直观呈现润湿过程中引出量、马弗炉倾斜角度、溢流砖上部msu温度等关键参数的变化,为高世代大引出量溢流砖的润湿工艺设计、优化及验证提供强有力的技术支持,降低润湿工艺的风险,进而提升工艺的稳定性。

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