玻璃基板清洗机的上槽设计
目录
引言 1
一、清洗技术 2
（一）基板污染物 2
（二）清洗技术 2
二、清洗机的组成和工作方式 2
（一）机器组成 2
（二）清洗机的工作流程 3
三、Wet本体 4
（一）传动机构 4
（二）输送部分 5
（三）喷洒部分 7
（四）基板定位与检测 9
（五）导轮 10
四、风刀 10
五、水循环系统 12
总结 13
参考文献 14
致谢 15
引言
玻璃基板(FlatPanel display, FPD)是构成液晶显示器件的一个基本部件，这是一种表面及其平整的浮法生产薄玻璃片，是平板显示产业的关键基础材料之一。具有十分广阔的发展前景，主要应用于计算机，手机，平板电脑，电视机等电子设备。目前投入商用的玻璃基板，厚度主要集中在0.7mm到0.6mm。尽管该部件只占液晶面板总成本的五分之一左右，但最为娇贵，运输成本非常高，且其产量直接影响到5代线以上彩色滤光片等零部件的产量，是面板生产的最关键一环。目前，美国康宁Corning、日本旭硝子AGC等几大厂商提供和生产市场大部分的TFTLC
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D的玻璃基板。
科学技术在迅速的发展，不同移动终端的涌现和普及，不同产品对玻璃基板有同样的需求即：基板大型化，轻量化，低成本化，尺寸标准化以及高自动检查高效率化。新的需求对应新的技术。在玻璃基板的制作流程中需要进行多次清洗，清洗的洁净程度对基板的质量起着很重要的作用，可见清洗机器在整个流程中的重要性。因为不同的清洗技术有各自的优缺点，选取何种技术就需要综合考虑成本和实际需求。
一、清洗技术
（一）基板污染物
基板表面的污染源分为离子型与非离子型。在该类污染中，以金属离子的问题最严重。如果基板的表面和内部存在离子，则会干扰电场，影响屏幕的电子特性严重可能会有击穿基板的可能；非离子性的污染，可分为有机物和无机物两种。有机物的污染包括蜡，油，树脂等，无机物则包括金属和氧化物等种类。
（二）清洗技术
清洗技术主要分为干清洗和湿清洗，干清洗主要采用超声波技术，湿清洗主要采用湿制程清洗。
1．超声波清洗技术
超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。
特点：
（1）清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致；
（2）清洗速度快，提高生产效率，不须人手接触清洗液，安全可靠；
（3）对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净；
（4）对工件表面无损伤，节省溶剂、热能、工作场地和人工等。
2．湿制程技术清洗
湿制程清洗技术主要是利用纯水或者药液对基板表面污染源进行清洗，并配以轮刷进行大颗粒去除和紫外线照射除净有机物和油脂，最后采用高压风刀对玻璃基板表面残留纯水风干，完成整个湿制程。
特点：
（1）清洗范围广，可清洗大部分的污染源，达到基本的清洗要求；
（2）针对性强，分段式清洗可针对不同的污染源和污染程度进行药液选择和勾兑；
（3）清洗保洁程度高，清洗处理工序都是在相对密闭的空间处理，避免了空气中的微颗粒再次污染（洁净环境要求Class<10000）
二、清洗机的组成和工作方式
（一）机器组成
因该设计是针对大世代尺寸的玻璃基板清洗设计所以整个机型占地面积较大，机型立体尺寸：19010mm*4400mm*3100mm。机器大体可分为上下层（见图21）。两层工作内容分工明确，上层清洗和传送，下层储能和供能；相邻的流程耦合性低，如果出现问题障碍，排查方便易于维修。
图21 机器结构
下层主要由储药槽和储水槽，泵浦，管路，滤灌及一些管路中常见的流量计，电磁式开关及手动开关，压力表组成。其工作方式为：储水槽或者储药槽中的液体经泵浦打出，并通过0.45μm等级的滤灌，从喷嘴喷出。
因为清洗药液会有一定的浓度，药液会在储药槽中产生沉淀，导致泵浦吸入困难同时加大过滤器的工作负荷。考虑到沉淀带来的影响，解决的方案有两种：槽体中添加搅拌机构或者在槽体外增加循环机构。槽体中添加搅拌机构会增加制作和维护的难度，故本文中采用循环机构，即在药槽外部另接一个泵浦进行药液的循环，泵浦持续工作保证槽中药液在槽体和管路均匀分布和上层喷洒顺畅。
储水槽中液体需要一定温度，如果是单个的水槽话，整个机器的运转就需要等待水温是否满足需求，这样整个清洗流程就会因温度不够而暂时停止。为了保证机器的不停歇运作，水槽设计数量为两个，两个储水槽同时进行加热，其中一个做备；双水槽设计的好处还在于当某一个槽出现问题时，可以人为的切换到另一备用的储药槽或者储水槽保证机器的在维修时也可以正常的工作；
上层功能为：输送，清洁和风干。上层主要由输送机构和传动机构，清洗机构，风干等机构组成。
该设计采用的是卧式清洗方式，其构成由由清洗主体（BF CV1,DUV,BF CV2,WET本体,BF CV3）和连接上下游的输送设备（IN/OUT CV）组成（见图22）。清洗机分为上下两层，上层为清洗部分，下层为管路和电气线路，槽体等等。
图22 上层机构
（二）清洗机的工作流程
清洗的顺序主要由基板的污染物及污染程度来决定，清洗过程中以WET(湿制程)为主。机器的运转过程中，玻璃基板由上游的输送机构或者robot放到清洗机的单机中进行四角的破片检知（对玻璃基板进行检查，如果出现损坏则及时从单机中取出）；然后在输送平面上输送，其中输送机构要和拍板（采用两侧的导轮对基板进行定位，如果该设备中处理较小的尺寸的基板同样的采用拍板进行定位）配合使用，然后在BF CV1（暂存处，临时放置料件，同时避免因药液的喷溅再次污染基板表面。）经过DUV部分（紫外线， 该部分的主要功能是去除基板表面在存放和运输过程中产生的油脂及有机物。）到BF CV2（暂存处），进入Wet本体（清洗工序）中，其中主要是利用不同压力的纯水和药液对基板表面进行冲洗，并配以轮刷进行大颗粒去除；最后从Robot或者OUT CV离开清洗段的处理走到下游设备。
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