【中玻網(wǎng)】厚度是液晶基板玻璃生產(chǎn)過(guò)程中一項重要的品質(zhì)指標，隨著(zhù)液晶基板玻璃尺寸越來(lái)越大，生產(chǎn)節拍要求越來(lái)越短，傳統的手動(dòng)式測量已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。本文主要研究了接觸式和非接觸式傳感器的在線(xiàn)自動(dòng)測厚儀，分析使用經(jīng)驗和優(yōu)缺點(diǎn)。

　　目前，能支持在線(xiàn)自動(dòng)測厚的傳感器主要有兩種：接觸式與非接觸式。接觸式傳感器，在整個(gè)測量過(guò)程中，與基板玻璃表面接觸。

　　接觸式測厚儀的核心是一對位移傳感器，相對放置，夾持住基板玻璃。在標定后，計算兩個(gè)傳感器的測量值之和，即可得出基板玻璃的厚度，如圖1所示。缺點(diǎn)是：基板玻璃與傳感器探頭之間有相對滑動(dòng)，易造成基板玻璃表面劃傷。另外，傳感器探頭也有一定的磨損，需要經(jīng)常重新標定并定期更換探頭。圖2是磨損的探頭在顯微鏡下的照片，圖3為接觸式測厚方式測厚數據與離線(xiàn)數據的對比圖。觀(guān)察圖3可知，接觸式測厚方式與離線(xiàn)手動(dòng)測量結果基本是一致的，能準確反映基板玻璃的厚度分布，更適合應用于基板玻璃翹曲、機械振動(dòng)非常大的生產(chǎn)線(xiàn)中，能容忍一定的產(chǎn)品劃傷及磨損的領(lǐng)域，例如在線(xiàn)檢驗環(huán)節。

　　圖1接觸式位移傳感器測厚原理

　　圖2磨損的探頭

　　圖3接觸式測厚方式測厚數據與離線(xiàn)數據的對比圖

　　非接觸式測厚方式目前主要有激光三角法和干涉法兩種。（1）激光三角法，原理是：由激光射出一道與基板玻璃表面成一定角度的光線(xiàn)，該光線(xiàn)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，測量?jì)蓚€(gè)表面反射光之間的距離差，加入基板玻璃折射率參數，即可計算出基板玻璃的厚度。優(yōu)勢在于非接觸測量，無(wú)磨損，激光頭壽命長(cháng)。然而，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，在線(xiàn)的基板玻璃受各種因素影響，難以避免地產(chǎn)生抖動(dòng)、翹曲等變化，這些變化使得基板玻璃表面與入射激光的角度不再穩定，測量精度受到了很大影響。實(shí)測的結果如圖4所示。

　　圖4激光三角法測厚數據與離線(xiàn)數據的對比圖

　?。?）干涉法。此種檢驗方式主要依靠從光源發(fā)出的寬波長(cháng)光帶到達傳感器內部的參考反射面與玻璃后表面后進(jìn)行反射，而這兩個(gè)反射光是相互干涉的。通過(guò)分光器對干涉光的每個(gè)波長(cháng)實(shí)施分光后，就能夠得出波長(cháng)的強度分布。分析這個(gè)強度分布，就可以得到玻璃基板的厚度。其與玻璃無(wú)接觸，可以避免劃傷工件，傳感器也可以長(cháng)期使用。其精度非常高，但隨之而來(lái)的是量程的減少以及抗干擾能力的降低。實(shí)際測試后發(fā)現，玻璃基板的擺動(dòng)、翹曲、設備震動(dòng)等干擾因素，對精度的影響非常大，不能滿(mǎn)足要求，因此并未采用。

　　目前，無(wú)論是非接觸式還是接觸式測厚方式，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對于在線(xiàn)自動(dòng)測厚來(lái)說(shuō)，實(shí)際應用的結論是：（1）接觸式測量傳感器，可以較好地滿(mǎn)足各項要求，缺點(diǎn)是對玻璃基板表面的劃傷及維護不便；（2）未來(lái)提升基板玻璃利用率后，非品質(zhì)區面積將大為減少；（3）接觸式測厚面臨被淘汰的命運。非接觸式測厚，如能較好地解決玻璃基板翹曲和擺動(dòng)對精度的影響，將有更好的應用空間。

　　理想的在線(xiàn)測厚方式，應兼具上述方式的各項優(yōu)點(diǎn)，如：精度高、響應快、無(wú)損傷、維護容易、成本低廉等。然而，目前的技術(shù)水平尚未達到。對于接觸式測厚來(lái)講，問(wèn)題在于其傳感器探頭的磨損嚴重，且對玻璃基板表面造成的劃傷。未來(lái)的改進(jìn)方向在于更換更為理想的探頭，正在測試軸承式探頭，但也遇到了一些難以解決的問(wèn)題。對于非接觸式測厚來(lái)講，問(wèn)題在于被測玻璃基板的翹曲弧度對精度的影響。未來(lái)的改進(jìn)方向在于設計更理想的夾持機構。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，如G8.5這種更大尺寸的玻璃基板產(chǎn)品也將投產(chǎn)，在線(xiàn)自動(dòng)測厚已將面臨更大的技術(shù)難題。另外，作為對在線(xiàn)測厚儀測量結果的判定依據，離線(xiàn)式人工測量也具有改進(jìn)空間，可考慮設計大理石平臺作為支撐玻璃基板的，具有XY兩個(gè)自動(dòng)移動(dòng)機構的，干涉式傳感器的自動(dòng)測厚儀?？傊?，基板玻璃的在線(xiàn)自動(dòng)測厚儀，是生產(chǎn)過(guò)程中的重要品質(zhì)保障設備，對生產(chǎn)效率的提高和良品率的提升具有重要作用，未來(lái)仍有很大的提升空間。