液晶基板玻璃厚度的测量方法-【新闻】

发布时间：2021-04-05 19:00:01 阅读：次来源：色精厂家

厚度是液晶基板玻璃生产过程中一项重要的品质指标，随着液晶基板玻璃尺寸越来越大，生产节拍要求越来越短，传统的手动式测量已不能满足生产需求。本文主要研究了接触式和非接触式传感器的在线自动测厚仪，分析使用经验和优缺点。

目前，能支持在线自动测厚的传感器主要有两种：接触式与非接触式。接触式传感器，在整个测量过程中，与基板玻璃表面接触。

接触式测厚仪的核心是一对位移传感器，相对放置，夹持住基板玻璃。在标定后，计算两个传感器的测量值之和，即可得出基板玻璃的厚度，如图1所示。缺点是：基板玻璃与传感器探头之间有相对滑动，易造成基板玻璃表面划伤。另外，传感器探头也有一定的磨损，需要经常重新标定并定期更换探头。图2是磨损的探头在显微镜下的照片，图3为接触式测厚方式测厚数据与离线数据的对比图。观察图3可知，接触式测厚方式与离线手动测量结果基本是一致的，能准确反映基板玻璃的厚度分布，更适合应用于基板玻璃翘曲、机械振动较大的生产线中，能容忍一定的产品划伤及磨损的领域，例如在线抽检环节。

图1接触式位移传感器测厚原理

图2磨损的探头

图3接触式测厚方式测厚数据与离线数据的对比图

非接触式测厚方式目前主要有激光三角法和干涉法两种。（1）激光三角法，原理是：由激光射出一道与基板玻璃表面成一定角度的光线，该光线在基板玻璃第1表面形成一道反射光和一道折射光，折射光在基板玻璃的第二表面形成一道反射光，测量两个表面反射光之间的距离差，加入基板玻璃折射率参数，即可计算出基板玻璃的厚度。优势在于非接触测量，无磨损，激光头寿命长。然而，实际生产过程中，在线的基板玻璃受各种因素影响，难以避免地产生抖动、翘曲等变化，这些变化使得基板玻璃表面与入射激光的角度不再稳定，测量精度受到了很大影响。实测的结果如图4所示。

图4激光三角法测厚数据与离线数据的对比图

（2）干涉法。此种检测方式主要依靠从光源发出的宽波长光带到达传感器内部的参考反射面与玻璃后表面后进行反射，而这两个反射光是相互干涉的。通过分光器对干涉光的每个波长实施分光后，就能够得出波长的强度分布。分析这个强度分布，就可以得到玻璃基板的厚度。其与玻璃无接触，可以避免划伤工件，传感器也可以长期使用。其精度非常高，但随之而来的是量程的减少以及抗干扰能力的降低。实际测试后发现，玻璃基板的摆动、翘曲、设备震动等干扰因素，对精度的影响非常大，不能满足要求，因此并未采用。

目前，无论是非接触式还是接触式测厚方式，都有各自的优缺点。对于在线自动测厚来说，实际应用的结论是：（1）接触式测量传感器，可以较好地满足各项要求，缺陷是对玻璃基板表面的划伤及维护不便；（2）未来提升基板玻璃利用率后，非品质区面积将大为减少；（3）接触式测厚面临被淘汰的命运。非接触式测厚，如能较好地解决玻璃基板翘曲和摆动对精度的影响，将有更好的应用空间。

理想的在线测厚方式，应兼具上述方式的各项优点，如：精度高、响应快、无损伤、维护容易、成本低廉等。然而，目前的技术水平尚未达到。对于接触式测厚来讲，问题在于其传感器探头的磨损严重，且对玻璃基板表面造成的划伤。未来的改进方向在于更换更为理想的探头，正在测试轴承式探头，但也遇到了一些难以解决的问题。对于非接触式测厚来讲，问题在于被测玻璃基板的翘曲弧度对精度的影响。未来的改进方向在于设计更理想的夹持机构。随着技术的发展，如G8.5这种更大尺寸的玻璃基板产品也将投产，在线自动测厚已将面临更大的技术难题。另外，作为对在线测厚仪测量结果的判定依据，离线式人工测量也具有改进空间，可考虑设计大理石平台作为支撑玻璃基板的，具有XY两个自动移动机构的，干涉式传感器的自动测厚仪。总之，基板玻璃的在线自动测厚仪，是生产过程中的重要品质保障设备，对生产效率的提高和良品率的提升具有重要作用，未来仍有很大的提升空间。