一种超薄电子玻璃成型设备和成型方法技术

本发明专利技术公开了一种超薄电子玻璃成型设备和成型方法，包括成型槽、成型介质供给系统、检测控制装置、加热装置、以及成型拉边机，所述成型槽沿其长度方向和玻璃液运行方向依次分为高温成型段和低温成型段；所述成型槽上方为待成型的玻璃液，成型槽内的上部设有挂钩，挂钩上固定并锁紧两层成型介质混合器，成型槽内的底部设有若干吹扫器和放水阀，成型槽的两侧还设有用于泄压的排气阀。用该成型设备和成型方法能达到以下目标：①一次成型后的电子玻璃厚度在0.5mm以下；②使电子玻璃达到国家标准中的各项规定，满足后续加工使用要求；③在成型过程中无毒无污染、同时成型介质成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄电子玻璃成型设备和成型方法
本专利技术涉及超薄电子玻璃
，特别是涉及一种超薄电子玻璃成型设备和成型方法。
技术介绍
超薄电子玻璃是指厚度在0.1～1.1mm范围内的电子玻璃。电子玻璃系指可应用于电子、微电子、光电子领域的一类高技术产品，主要用于制作集成电路以及具有光电、热电、声光、磁光等功能元器件的玻璃材料。基板玻璃作为超薄电子玻璃的一种，是目前在微电子、光电子和新能源等高新技术中应用最广、发展最快的特种超薄电子玻璃之一；主要包括液晶基板玻璃、太阳能电池用基板玻璃、存储器用基板玻璃以及集成电路制作过程中制备光刻用的基板玻璃。目前液晶基板玻璃全球市场份额美国康宁公司约占60％，日本的旭硝子公司约占20％，其它公司如肖特、电气硝子、国内的彩虹等公司总共占20％左右的份额。此外，目前国内使用的主要是G6代及以下的生产线(G6面板尺寸为1500×1800mm)，而世代越高的生产线能够生产出尺寸越大、板宽越宽、面积越大的基板玻璃，这样的一块基板玻璃上越能裁切成大板，能够裁切出的产品就越多，裁切率越高，成本就越低。因此，G8.5代(面板尺寸为2200×2500mm)的生产线在生产60吋及以上的液晶基板玻璃上优势明显。但是G8.5代及以上生产线生产出的液晶基板玻璃和盖板的市场被国外公司垄断，目前主流的成型方法有两种：溢流法和浮法。溢流法，美国康宁公司专利，生产出的玻璃质量好，不需要研磨抛光等二次加工等，但生产线投资大，主要投资在于熔化和成型设备的内衬全部要采用白金包裹，白金内衬的投资巨大。且用溢流法生产世代越高的液晶基板玻璃(G8.5代及以上)的设备投资相应越贵，技术要求也相应越高。浮法具有吨位大，板宽宽，和生产成本低的特点；目前成功量产的只有旭硝子公司。然而浮法工艺中，采用锡槽作为成型设备，成型过程中将金属锡加热成液态并保持成型需要的温度。虽然一般浮法玻璃的成型温度只需650-1050℃，但是超薄电子玻璃由于其组成中氧化铝含量高、粘度大，因此成型温度也需要更高，一般要达到700-1250℃。浮法成型玻璃时，因金属锡的存在，玻璃下表面容易沾锡，需要研磨抛光等二次处理，后期加工成本高，使得利用浮法生产出的超薄电子玻璃产品性能达不到高世代液晶基板玻璃的要求，且加热金属锡需要较高能耗。因此，浮法高世代超薄电子玻璃技术发展遭遇了技术壁垒。因此，一种能够满足应用于超薄电子玻璃的成型方法和设备是本领域亟需的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，第一方面，提供一种能够显著提高产品性能的超薄电子玻璃成型设备，包括成型槽、向成型槽中提供气态成型介质的成型介质供给系统、用于检测和控制成型介质参数和成型参数的检测控制装置、用于达到成型介质温度和成型温度的加热装置、以及设置在成型槽两侧上方用于牵引玻璃液使其成型的成型拉边机，所述成型槽沿其长度方向和玻璃液运行方向依次分为高温成型段和低温成型段；所述成型槽上方为待成型的玻璃液，成型槽内的上部设有挂钩，挂钩上固定并锁紧有两层成型介质混合器，成型槽内的底部设有若干用于定期清理成型介质混合器的吹扫器和用于定期排出冷却水及杂质的放水阀，成型槽的两侧还设有用于泄压的排气阀。所述成型槽包括一纵剖面呈倒置梯形的壳体和包覆在壳体外部的保温层，壳体的长度为35-42m，深度为180-350mm，侧面与底面的角度为10-22°。所述成型介质混合器为均匀分布有若干通孔的不锈钢板，有两层，由下至上依次为第一成型介质混合器和第二成型介质混合器，且两者的通孔交错设置；优选的，第一成型介质混合器的厚度为12-15mm，孔径为40-60μm，相邻两孔的圆心距为90-120μm；第二成型介质混合器的厚度为7-8mm，其上分布的小孔孔径为20-30μm，相邻两个小孔之间的圆心距离为60-90μm；更优选的，第二成型介质混合器与玻璃液之间的距离为5-8mm，与第一成型介质混合器之间的距离为10-25mm。所述成型介质供给系统包括提供氮气和氩气的氮站、提供去离子水的水站及均匀分布在成型槽底部的成型介质出口；所述成型介质出口分为设置在高温成型段和低温成型段的氮气出口、设置在高温成型段的氩气出口和设置在低温成型段的水蒸气出口；氮站通过氮气管道和氩气管道与氮气出口和氩气出口相连，水站通过去离子水管道与水蒸气出口相连；氮气管道、氩气管道和去离子水管道上均设有阀门，还设有用于加热管道中N2、Ar和去离子水使去离子水成为水蒸气的烟气余热加热系统；优选的，烟气余热加热系统与成型介质出口之间的氮气管道、氩气管道和去离子水管道外部还设有保温隔层。所述检测控制装置包括压力检测控制装置、温度检测控制装置和流量检测控制装置；其中，压力检测控制装置设置在成型介质混合器与玻璃液之间和成型介质混合器与成型槽底部之间，温度检测控制装置设置在两层成型介质混合器之间，流量检测控制装置设置在氮气管道、氩气管道、去离子水管道上。所述加热装置包括烟气余热加热系统和设置在成型槽的壳体和保温层之间的电加热系统。第二方面，本专利技术提供一种超薄电子玻璃成型方法，使用上述超薄电子玻璃成型设备，包括以下步骤：(1)高温成型段成型介质的调试：开启氮气管道、氩气管道以及烟气余热加热系统，将N2和Ar加热后通过氮气出口和氩气出口喷入成型槽内的高温成型段，并依次经第一成型介质混合器和第二成型介质混合器混合后，作为高温段成型介质，其压力为10-20Pa，温度为960-1280℃；优选的，高温段成型介质由按体积百分含量为85-95％的N2和5-15％Ar组成；(2)初步成型：将熔融状态的玻璃液通至成型槽的上方，此时高温段成型介质向上喷出，在玻璃液下表面形成微正压，同时成型拉边机在成型槽两侧上方牵引玻璃液，使玻璃液初步成型成接近所需尺寸和厚度的初步玻璃液；(3)低温成型段成型介质的调试：开启氮气管道和去离子水管道，以及烟气余热加热系统，将去离子水加热成水蒸气后和加热后的N2分别通过水蒸气出口和氮气出口喷入成型槽的低温成型段，并依次经第一成型介质混合器和第二成型介质混合器混合后，作为低温段成型介质，其压力为8-16Pa，温度为690-960℃；优选的，低温段成型介质由按体积百分含量为70-90％的N2和10-30％的水蒸气组成；(4)准确成型：步骤(2)得到的初步玻璃液继续沿成型槽的长度方向行进至低温成型段，此时低温段成型介质向上喷出，在初步玻璃液下表面形成微正压，同时成型拉边机在成型槽两侧上方牵引玻璃液，将处于接近所需尺寸和厚度的初步玻璃液微调至所需尺寸和厚度，通过拉边机的对数、拉引速度和角度来完成准确成型，得到超薄电子玻璃。当成型介质的压力过高时，成型槽两侧的排气阀自动打开进行泄压，直到压力下降到设定压力；当压力过低时，成型介质供给系统自动提高成型介质的供给压力，直到压力上升至设定压力。定期使用所述吹扫器对成型介质混合器进行吹扫，吹扫使用压力为0.4-0.7MPa、流量为40-60Nm3/h、温度为150-280℃的氮气。第三方面，本专利技术提供一种超薄电子玻璃，是由上述成型方法得到的。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的超薄电子玻璃成型设备，与现有锡槽成型设备相比，由于成型介质不使用锡，因此彻底解决了玻璃表面沾锡和熔化锡单位能耗高的问题。还因为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超薄电子玻璃成型设备，其特征在于，包括成型槽、向成型槽中提供气态成型介质的成型介质供给系统、用于检测和控制成型介质参数和成型参数的检测控制装置、用于达到成型介质温度和成型温度的加热装置、以及设置在成型槽两侧上方用于牵引玻璃液使其成型的成型拉边机，所述成型槽沿其长度方向和玻璃液运行方向依次分为高温成型段和低温成型段；所述成型槽上方为待成型的玻璃液，成型槽内的上部设有挂钩，挂钩上固定并锁紧有两层成型介质混合器，成型槽内的底部设有若干用于定期清理成型介质混合器的吹扫器和用于定期排出冷却水及杂质的放水阀，成型槽的两侧还设有用于泄压的排气阀。

【技术特征摘要】
1.一种超薄电子玻璃成型设备，其特征在于，包括成型槽、向成型槽中提供气态成型介质的成型介质供给系统、用于检测和控制成型介质参数和成型参数的检测控制装置、用于达到成型介质温度和成型温度的加热装置、以及设置在成型槽两侧上方用于牵引玻璃液使其成型的成型拉边机，所述成型槽沿其长度方向和玻璃液运行方向依次分为高温成型段和低温成型段；所述成型槽上方为待成型的玻璃液，成型槽内的上部设有挂钩，挂钩上固定并锁紧有两层成型介质混合器，成型槽内的底部设有若干用于定期清理成型介质混合器的吹扫器和用于定期排出冷却水及杂质的放水阀，成型槽的两侧还设有用于泄压的排气阀。2.根据权利要求1所述超薄电子玻璃成型设备，其特征在于，所述成型槽包括一纵剖面呈倒置梯形的壳体和包覆在壳体外部的保温层，壳体的长度为35-42m，深度为180-350mm，侧面与底面的角度为10-22°。3.根据权利要求1或2所述超薄电子玻璃成型设备，其特征在于，所述成型介质混合器为均匀分布有若干通孔的不锈钢板，有两层，由下至上依次为第一成型介质混合器和第二成型介质混合器，且两者的通孔交错设置；优选的，第一成型介质混合器的厚度为12-15mm，孔径为40-60μm，相邻两孔的圆心距为90-120μm；第二成型介质混合器的厚度为7-8mm，其上分布的小孔孔径为20-30μm，相邻两个小孔之间的圆心距离为60-90μm；更优选的，第二成型介质混合器与玻璃液之间的距离为5-8mm，与第一成型介质混合器之间的距离为10-25mm。4.根据权利要求1-3任一所述超薄电子玻璃成型设备，其特征在于，所述成型介质供给系统包括提供氮气和氩气的氮站、提供去离子水的水站及均匀分布在成型槽底部的成型介质出口；所述成型介质出口分为设置在高温成型段和低温成型段的氮气出口、设置在高温成型段的氩气出口和设置在低温成型段的水蒸气出口；氮站通过氮气管道和氩气管道与氮气出口和氩气出口相连，水站通过去离子水管道与水蒸气出口相连；氮气管道、氩气管道和去离子水管道上均设有阀门，还设有用于加热管道中N2、Ar和去离子水使去离子水成为水蒸气的烟气余热加热系统；优选的，烟气余热加热系统与成型介质出口之间的氮气管道、氩气管道和去离子水管道外部还设有保温隔层。5.根据权利要求1-4任一所述超薄电子玻璃成型设备，其特征在于，所述检测控制装置包括压力检测控制装置、温度检测控制装置和流量检测控制装置；其中，压力检测控制装置设置在成型介质混合器与玻璃液之间和成型介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福，赵恩录，续芯如，王志平，刘心明，冯建业，李军明，黄俏，贾立丹，苏微，
申请(专利权)人：秦皇岛玻璃工业研究设计院，
类型：发明
国别省市：河北,13