当今，国内TFT-LCD行业和技术发展迅猛，液晶显示已成为主流显示。TFT-LCD是薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器，即在LCD内部引入薄膜晶体管作为开关器件，再注入液晶材料的结构，主要应用于智能手机、笔记本计算机、液晶电视等。其中TFT-LCD玻璃基板是面板产业关键战略材料，随着显示行业的飞速发展，例如较新的8.5代TFT-LCD玻璃基板的尺寸为2.2公尺x2.5公尺，可切割6块55英寸屏幕，到10.5代以上基板尺寸更大。目前仅有少数国家有高世代TFT-LCD玻璃基板生产技术，国内如大尺寸液晶电视所需要高世代TFT-LCD玻璃基板之前较为仰赖国外技术与商品，国内企业近几年逐渐突破“卡脖子”难点，推进产业化进程。

生产过程中，TFT玻璃基板（包括素玻璃基板、CF玻璃基板、TFT阵列玻璃基板，以及成盒后双层玻璃基板等三类）切割/裂片后需对其四边部进行磨削，使基板四边部形成需要的高光洁度弧面，磨削质量的好坏直接造成加工缺陷发生，也很大程度上影响后续工序的加工稳定性和良率。玻璃基板磨边是通过磨边机来实现的，国内现有TFT玻璃基板、TFT-LCD生产线以进口国外磨边机为主，国内相关设备开发也在逐渐实现国产化替代。

国内其他玻璃行业的磨边机国产化发展势头很好，如建筑玻璃、中空玻璃和汽车玻璃等，磨边机类型也很多，这些国内设备公司也涉足TFT行业，将相关的超薄玻璃磨边机推广应用到TFT-LCD玻璃基板上，如直线双边磨边机和仿形磨边机等。

TFT 玻璃基板的特性和磨边

玻璃的种类有碱玻璃、低碱玻璃和无碱玻璃三类，由于TFT-LCD制造工艺的要求很高，使用的玻璃基板与一般普通玻璃不同，是“无碱玻璃”，不含碱金属氧化物的硼硅玻璃，碱金属氧化物的存在不仅污染液晶材料，还会对TFT的特性会产生影响，比如降低玻璃的熔点。液晶玻璃为透明固体，以二氧化硅为主要成分，还有氧化铝、氧化硼、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化钡、氧化镁、氧化锌等各种各样成分，主要原料有石英粉、碳酸锶、碳酸钡、硼酸、硼酐、碳酸钙、硝酸钡等。

由于TFT-LCD制造过程中的特殊环境，如高温、高压、酸性-中性-碱性的环境变更等，要求玻璃基板具备一定的特性：耐高温、耐强酸强碱、超薄、超平滑、超精细、高透光性、高平整度、良好的抗溶剂和热收缩率小的性能。

TFT-LCD 行业使用的素玻璃基板、CF玻璃基板和TFT玻璃基板切割后，存在着边缘不平整、光滑或锐角等缺陷，为避免这些缺陷对后续工序造成影响，需要对切割后玻璃基板四边部进行磨边加工。

磨边是通过磨边机的磨边砂轮与玻璃基板相对运动，砂轮中的磨粒对玻璃的磨削，使玻璃基板边部形成高光洁度的弧面。磨边质量的好坏直接影响磨边缺陷的发生，如表面有连续横向裂纹、纵向烧伤和豁口掉片等缺陷，也很大程度上影响后续工序产品的稳定性和良率。

通常，磨边形式有两种，一种是“C”型边，另一种是“上下磨”。玻璃基板的磨边工艺流程是：玻璃基板切割→横向磨边→转向装置→纵向磨边→转向装置→倒 角检查→清洗等。

磨边机种类

通常在生产中，大尺寸、连续生产的，采用直线双边磨边机；中小尺寸、不连续生产或测试的，采用数控磨边机或仿形磨边机。

1.直线双边磨边机

直线双边磨边机是TFT行业自动化生产线应用最常见的机型，主要是对大尺寸的玻璃基板进行磨边，可以同时磨削玻璃基板的两个对边，可以磨直边和圆边，完成磨边作业需要横向磨边机、转向设备和纵向磨边机等。

直线双边磨边机

其中，磨削机构主要包括磨头电机、伺服电机和砂轮等，磨边机两侧分别配置粗、精磨头砂轮各一个，伺服电机驱动调节开度以满足不同尺寸规格玻璃基板的需要。在磨头砂轮磨削中，对磨削处喷水，起到降温和冲洗磨屑的作用；出料隔水风刀将玻璃基板上下面含磨屑的水吹干净，减少磨屑和研磨剂随玻璃基板进入后续清洗设备。

玻璃基板磨边流向示意图

2.仿形磨边机

仿形磨边机就是靠模板准确定位，准确磨削。在建筑玻璃、汽车玻璃等行业，仿形磨边机运用较多，优点是磨出的玻璃形状准确，尺寸统一和生产效率高，缺点就是需要制作专门的模板，当生产品种较多时，制作模板费用较高，更换也麻烦。该种机型适合于生产品种不多或单一，大批量生产。仿形磨边机在TFT-LCD行业也有使用，主要应用于中小尺寸、不连续生产或测试的玻璃基板磨边，把吸附平台当做模板，玻璃基板长X宽单边尺寸比模板分别大15mm左右。

该机型磨边机采用玻璃基板旋转方式，砂轮装在磨头电机上，磨头电机装在摆臂上，摆臂安装在可以旋转的轴上，砂轮在扭力控制下缓慢贴近玻璃基板后靠在玻璃的边缘进行磨边，利用玻璃基板旋转的边缘轨迹近似于仿形的方法加工。砂轮对玻璃基板的压紧力通过控制摆臂的扭力矩能够精确调整。

异形仿形磨边机

由于仿形磨边机具有磨边质量好、加工速度快、造价低、调整简单、维护方便等优点，可以将半自动磨边机改成全自动，单工位改成多工位，运用到生产流水线上。

磨边砂轮

磨边砂轮安装在磨头上，是磨边机磨削的关键部件，也是主要易损件，磨削主要是通过磨边砂轮和玻璃基板的相对运动来实现，如直线双边机是通过玻璃基板直线运动和砂轮圆周运动来实现，仿形磨边机是通过玻璃基板和砂轮同时做圆周运动来实现。砂轮质量的好坏，如砂轮的材料、形状、目数等，影响着磨削的效果，也决定着磨削距离的长短。

砂轮是由结合剂将磨料固结成一定形状，如圆柱和圆锥台，并具有一定强度的固结磨具，常见的有陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮和金刚石砂轮等，TFT-LCD行业应用较多的是树脂和金刚石砂轮，有圆柱和圆锥台两种形状。

圆锥台树脂砂轮

圆柱形树脂或带环形磨槽金刚石用于磨“C”型边，而圆锥台型树脂或金刚石砂轮用于玻璃基板上下边磨；砂轮的目数与磨削精度要求有关，一般情况下，300-400目的砂轮用于粗磨，600-800目用于精磨，而1000目以上用于抛光。相比树脂砂轮，金刚石砂轮价格贵，但金刚石砂轮有使用广、磨削精度好和使用寿命长的优势。

金刚石砂轮

总结

随着国内TFT-LCD行业和技术迅猛发展，通过国内科研院所、设备公司和TFT-LCD 生产公司三方通力协作，对TFT-LCD 相关工艺设备研究和开发，在TFT-LCD行业一些设备国产化开发方面取得了显著成就，如检查设备、模组设备、机器人、传送设备、清洗机、显影机、剥离机、蚀刻机、划片机、磨边机、倒角机等。继续深入研发关键工序设备，就能够打破国外设备垄断和卡脖子，完善国内生产设备配套，提高设备国产化率，推动我国平板显示产业更好发展。

参考来源：

1.浅谈第六代TFT-LCD玻璃基板国产磨边机，高永亮（科学技术创新）；

2.TFT-LCD玻璃基板材料性能与生产特点，陆丹、徐刚（新材料产业）。

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