2014年7月30日，在深圳市平板顯示行業協會舉辦的“切割技術培訓及交流會”上，多家切割設備廠商與產業鏈企業代表就刀輪切割、激光切割的應用原理及技術發展趨勢進行了探討。其中，來自北京沃爾德超硬工具有限公司的技術總工唐文林先生就“鉆石刀輪在平板顯示切割領域的應用”進行了詳細的介紹。借此機會，《國際光電與顯示》記者與唐文林先生進行了深入對話。
北京沃爾德超硬工具有限公司副總經理兼刀輪技術總工唐文林
輪式切割原理
眾所周知，玻璃是一種典型的脆性材料，玻璃的斷裂是典型的脆性斷裂（如圖1所示）。斷裂的起源常常是在表面缺陷K開始，隨著破裂傳播速度逐漸增加，通過鏡面區S然后迅速掃過，形成輻射狀槽形表面區F（也稱貝殼狀斷面）其中分布指向斷裂起始點點輻射狀條紋，稱撕線。在這兩個區線之間還有個粗糙度逐漸增加的過度區R。此外玻璃一般斷裂到鏡面區后，形成兩個貝殼狀斷面F和F’，玻璃斷裂前已有劃痕，則斷裂時，鏡面區要增大。輪式切割正是應用此原理擴大鏡面區，避免產生貝殼狀斷面。
圖1玻璃棒斷裂示意圖
經過數十年發展 輪式切割升至六代
據悉，輪式切割已有數十年的歷史，輪式切割技術、設備、刀輪隨著玻璃技術的發展而發展，從切割普通平板玻璃和浮法玻璃的合金刀輪（俗稱鎢鋼刀輪）發展升級到切割TFT-LCD面板、基板玻璃、觸摸屏的普通鉆石刀輪、高滲透和微齒鉆石刀輪。
普通合金刀輪主要切割普通平板玻璃和浮法玻璃，目前廣泛用于建筑玻璃、裝飾玻璃、汽車玻璃等切割。超硬合金刀輪主要用于切割一般顯示玻璃、電子玻璃等，例如黑白屏、彩屏面板等，這種刀輪正在被性價比更高的復合式鉆石刀輪（黑白刀輪）取代。
普通鉆石刀輪指刃口沒有加工出規律性缺口的刀輪，用于切割硬度較高的TFT-LCD面板、基板玻璃，可以實現很好的切割品質。但因容易切割打滑，并且裂深較淺，需要裂片。不過，唐總表示，這種刀輪沒有成為平板顯示玻璃切割的主流刀輪。
目前，應用范圍最廣的是高滲透刀輪，這種技術是在刀輪的外圓刃口線上加工出規律性的缺口，使刀輪滾動時可以使用較小的壓力在玻璃表面形成更深的壓痕，在不壓碎玻璃的情況下可以實現較大的裂深，甚至可以免裂片（一次性切斷）。其缺點是壓痕粗大，玻璃粉較多，有時需要磨邊，適用于大尺寸面板的切割。唐總表示，高滲透玻璃刀輪在切割時質量較穩定，效率也較高，已廣泛應用于觸摸屏、LCD玻璃切割，例如TFT、CSTN、STN、基板玻璃和面板玻璃等領域。
隨著產業的升級，輪式切割技術亦不斷更新換代，開始進入微齒鉆石刀輪時代，這種刀輪主要用于實現薄板TFT-LCD玻璃面板和基板的切割，切割裂深略小于高滲透刀輪，但玻璃絲、玻璃粉更少，切割出的玻璃面板和基板的抗壓強度也更高。唐總告訴記者，這種刀輪已成為目前超薄小屏幕切割的主流刀輪。
近幾年，為了滿足市場最新的窄邊框超薄面板切割需求，沃爾德研發出了一種超微齒鉆石刀輪，已經在蘋果iphone6屏幕切割方面大批量應用。唐總告訴記者，沃爾德高滲透微齒玻璃刀輪跟常規高滲透玻璃刀輪相比，它的特點及優勢在于微齒玻璃刀輪刃口更細，齒形更小，齒數可達到4-360齒，齒深公差可達±0.5μm；切割玻璃時切縫更窄，切線兩側受損極小，適用于切割0.15mm-0.5mm的超薄玻璃，例如需要進行抗壓測試的TFT面板；微齒玻璃刀輪抗滑能力強，避免了玻璃切割中的刀輪打滑現象，在保證切割線條和斷面超高品質的同時也保證了玻璃切割的連續性和均勻性。
據了解，目前，輪式切割在平板顯示玻璃的切割加工應用最為廣泛，其技術成熟穩定、工藝簡便、效率高、成本低廉的傳統輪式切割，也稱為機械切割。唐總表示，刀輪切割技術的關鍵在于切割設備、刀輪、刀軸和刀架等。其中刀輪是關鍵中的關鍵，所以，刀輪技術是隨著玻璃技術的發展而發展。
角逐行業先鋒 締造世界名牌
從零開始起步，到打破國外技術壟斷，一路走來，如今沃爾德鉆石刀輪已成為中國諸多著名LCD生產加工企業的首選，也得到眾多國際知名LCD生產加工企業的青睞，特別是在面板領域得到了諸如京東方、華星光電、中電熊貓、深天馬、比亞迪、友達、群創光電、LG、TPK等一大批知名廠商的認可，在玻璃基板領域也有東旭集團這樣的行業新貴。
我們知道，一直以來，中國臺灣的電子制造業都走在世界的最前沿，他們對各種電子工藝及產品把控也非常嚴格，一般的企業根本進入不了中國臺灣市場。唐總自豪地向記者表示，即便在這種苛刻的條件下，沃爾德依然憑借產品的競爭力打入了中國臺灣市場，并得到客戶的認可。負責沃爾德產品市場方面的何敏經理補充道，在中國臺灣，有一家知名觸摸屏廠商使用沃爾德鉆石刀輪工具，產品良率可以達到99.9%，幾乎沒有不良產品，放眼全球，可以做到如此高良率的廠商可謂是屈指可數。
沃爾德鉆石刀輪除了用在平板顯產業領域外，在醫療產業也有涉及。唐總告訴記者，前幾年，有一家專門做醫療設備的機構找到沃爾德，想要解決切割玻璃良率不高問題。沃爾德在了解該客戶的需求后，幫助客戶結合市場做了一個技術上的提升與突破，大幅提高了玻璃切割良率。
結語
隨著平板顯示產業的高速發展，目前市場上也出現了一種新的切割技術——激光切割。唐總表示，激光切割雖具備高精度、高效率、自動化程度高等優勢特點，但在平板顯示產業領域，傳統刀輪切割更具備成本優勢，應用也更為廣泛，未來幾年傳統刀輪切割仍然會是主流。
玻璃切割的良率主要取決于刀輪的品質，沃爾德鉆石刀輪以穩定性、刃口的鋒利度、加工的精準性、刀輪與切割機的適配性等高等精密特征保證了切割品質，并打破了國外在該領域的技術壟斷，有效降低生產成本，提高生產效率。我們相信，沃爾德在未來的發展道路上，能為行業帶來更多驚喜、創造更多奇跡。
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