燒結(jié)爐與退火爐工藝技術(shù)部盧正險(xiǎn)2007年8月8日4/8/2023P-1主要內(nèi)容一、基本知識(shí)二、COC量產(chǎn)燒結(jié)爐三、COC燒結(jié)工藝介紹四、COC退火工藝介紹P-2基本知識(shí)P-3基本知識(shí)－燒結(jié)爐的作用

燒結(jié)爐的溫度要求很?chē)?yán)格，在保溫區(qū)內(nèi)，樣品有效面內(nèi)的溫度偏差小于±3℃。為了改善燒結(jié)爐內(nèi)的潔凈度，爐內(nèi)的傳輸機(jī)構(gòu)由高鋁陶瓷棍柱式替代了網(wǎng)帶式，減少了傳輸部分帶來(lái)的污染。此外，爐膛內(nèi)壁均有耐熱玻璃制作的內(nèi)膽。另外，燒結(jié)爐使用了多路排氣系統(tǒng)防止有機(jī)成分的燃燒不完全造成的炭化。

印刷的樣品只有經(jīng)過(guò)燒結(jié)才能去除漿料中的有機(jī)載體，才能使低熔點(diǎn)玻璃粉熔化并粘住漿料中的固體成分。P-5基本知識(shí)－扇形形變

在連續(xù)式燒成爐中，由高溫區(qū)到低溫區(qū)，前邊先冷卻凝固，并帶動(dòng)后邊凝固，逐級(jí)帶動(dòng)后邊冷卻，而形成“扇形形變”。因此燒結(jié)爐的徐冷部（600～350℃）采用間歇傳送方式。玻璃彎曲

P-6設(shè)備的主要組成

（1）爐體（2）裝載部（3）加熱器（4）溫度控制系統(tǒng)（5）傳送系統(tǒng)（6）送氣和排氣系統(tǒng)（7）載板基本知識(shí)－燒結(jié)爐結(jié)構(gòu)P-7爐溫曲線的第一個(gè)保溫區(qū)為“脫氣區(qū)”，目的是讓漿料內(nèi)部的有機(jī)載體穩(wěn)定地?fù)]發(fā)，這時(shí)的溫度較低還沒(méi)有達(dá)到低熔點(diǎn)玻璃粉熔融的溫度，有利于降低漿料內(nèi)部氣泡的產(chǎn)生。同時(shí)該區(qū)加入一定流量的壓縮空氣，讓載體迅速地離開(kāi)爐內(nèi)防止有機(jī)成分的燃燒不完全造成的炭化。脫氣區(qū)

基本知識(shí)－爐溫曲線P-9基本知識(shí)－爐溫曲線保溫區(qū)

根據(jù)材料的配方選擇合適的溫度使?jié){料中的低熔點(diǎn)玻璃粉穩(wěn)定融化并粘結(jié)漿料中固體成份。由于有機(jī)載體在脫氣區(qū)已揮發(fā)完畢，為了保證較高的溫度均勻性，該區(qū)不需要額外的供排氣系統(tǒng)。間歇區(qū)為了防止玻璃基板出現(xiàn)扇形形變，選擇整個(gè)玻璃基板同時(shí)降溫。P-10基本知識(shí)－退火爐的作用

作用：減少玻璃基板在高溫?zé)Y(jié)時(shí)的變形量。玻璃在生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中均可造成玻璃內(nèi)部的應(yīng)力集中，因此，在彩色PDP基板玻璃還沒(méi)有涂敷任何涂層前，應(yīng)對(duì)該基板玻璃以較高溫度退火（該退火溫度要比以后PDP任何涂層的燒結(jié)溫度都高），使得PDP在退火時(shí)將因應(yīng)力的原因使玻璃易發(fā)生變形的地方在涂敷前充分變形，這樣在以后較低的燒結(jié)溫度下玻璃變形將大大減小。P-11COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－目的燒結(jié)爐用于PDP中國(guó)量產(chǎn)線燒結(jié)工藝，以印刷/干燥工藝結(jié)束后的基板表面形成的材料為目標(biāo)的溫度進(jìn)行加熱、排氣從而完全消除Binder均勻的燒結(jié)。燒結(jié)爐退火爐退火處理爐為了FHD生產(chǎn)，在燒結(jié)工藝前對(duì)玻璃面板提前進(jìn)行高溫處理，使得燒結(jié)工藝后面板的變形最小化。P-13COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－玻璃基板尺寸玻璃基板尺寸42〞×850〞×6前玻璃基板（mm）1964*2252*2.8/1.82328*1950*2.8/1.8后玻璃基板（mm）1926*2328*2.8/1.82288*2010*2.8/1.8P-14COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－設(shè)備清單設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量Layer備注Pre-AnnealingFurnace_F14Total：8臺(tái)Pre-AnnealingFurnace_R14BS&BUSElectodeFiringFurnace13FrontDielectricFiringFurnace13AddressElectrodeFiringFurnace13RearDielectricFiringFurnace13BarrierRibFiringFurnace13Phosphor&SealLineFiringFurnace13P-15COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－燒結(jié)爐結(jié)構(gòu)COC一期“燒結(jié)爐和退火爐”（共8臺(tái)）選定的制造商為Hanwha公司，下面主要以Hanwha的設(shè)計(jì)方案為依據(jù)進(jìn)行講解。1)COC所用燒結(jié)爐為2段加熱式燒結(jié)爐（2段加熱式燒結(jié)爐：共3層，上2層加熱，最下層返回。）。2)爐體主要分為入口Buffer區(qū)、1次升溫區(qū)、1次保溫區(qū)、2次升溫區(qū)、2次保溫區(qū)、徐冷區(qū)、快速冷卻區(qū)、ReturnC/V、背面Cleaner。P-17COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－爐體介紹1）為了避免在燒結(jié)過(guò)程中爐體產(chǎn)生灰塵對(duì)基板造成污染，在燒結(jié)爐爐體的1、2層爐體頂部和兩側(cè)均采用Neoceramglass做muffle，而入口C/V和返回部采用SUS304制作muffle；2）為了隔熱每層爐體底部均采用coating材質(zhì)制作;3）為了避免setter在傳送過(guò)程中同roller摩擦產(chǎn)生灰塵從而達(dá)到改善爐體內(nèi)部的潔凈度的目的，1、2層roller采用陶瓷材質(zhì)，而返回部為了達(dá)到良好的冷卻效果，采用不銹鋼和陶瓷材質(zhì)制作；4）爐體的cover采用SUS和涂裝材料制作；在cover和內(nèi)壁間的隔熱材料采用陶瓷材質(zhì)制作。5）設(shè)備cover表面溫度：roomtemp＋20℃以下。Neoceramglass：陶瓷微晶玻璃或陶瓷結(jié)晶化玻璃。優(yōu)點(diǎn)：1、良好的耐熱沖擊性能；2、低膨脹系數(shù)；3、電氣導(dǎo)熱性佳。P-18升溫區(qū)、保溫區(qū)剖面圖

COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－爐體介紹P-19COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－加熱器、T/C爐體內(nèi)溫度探測(cè)T/C的設(shè)置：

加熱區(qū)T/C是3個(gè)/Zone來(lái)進(jìn)行溫度控制（在寬度方向左、中、右方向設(shè)置，分為三個(gè)區(qū)進(jìn)行控制）；在加熱區(qū)過(guò)渡到保溫區(qū)的分界處T/C設(shè)置為6個(gè)/Zone；在退火區(qū)溫度T/C設(shè)置左、中、右×4列12個(gè)/Zone來(lái)進(jìn)行控制（分為12個(gè)區(qū)進(jìn)行溫度控制）。

加熱器設(shè)置：陶瓷紅外加熱，上部設(shè)置。加熱器數(shù)量：4EA/zoneP-21爐體內(nèi)溫度探測(cè)T/C的設(shè)置COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－加熱器、T/CP-22COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－溫度控制系統(tǒng)

1）加熱區(qū)溫度的控制方式：SCR采用PID連續(xù)性反饋方式，控制溫度均勻性好，由于價(jià)格昂貴只能選擇性地使用在heating1＃和heating2#；SSR采用PIDon/off反饋方式，因此用在溫度較容易控制的保溫區(qū)和退火區(qū)。2）快速冷卻區(qū)：在每個(gè)區(qū)的頂部和底部設(shè)置冷卻板并導(dǎo)入冷卻水（pcw）來(lái)實(shí)現(xiàn)基板的冷卻，同時(shí)中部通入低壓CDA。Return部、急速冷卻部、入口部3處(左、中、右)安裝可測(cè)量基板溫度的非接觸式溫度Sensor并在面板上進(jìn)行溫度顯示。PID：Proportional-Integral-Derivative，即比例積分微分。PID是依據(jù)瞬時(shí)誤差（設(shè)定值與實(shí)際值的差值）隨時(shí)間的變化量來(lái)對(duì)加熱器的控制進(jìn)行相應(yīng)修正的一種方法。

P-231）有機(jī)排氣系統(tǒng)：直接排氣；排氣管材料：不銹鋼；排氣控制：節(jié)氣閘。2）熱排氣系統(tǒng)：直接排氣系統(tǒng)；排氣管材料：不銹鋼。3）returnC/V熱排氣系統(tǒng)：直接排氣系統(tǒng)排氣管材料：不銹鋼。4）設(shè)備表面的供排氣系統(tǒng)：直接進(jìn)氣和排氣；導(dǎo)管材料：螺旋輸送管。COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－送氣與排氣系統(tǒng)P-25供氣/排氣數(shù)、Valve位置Zone供氣數(shù)排氣數(shù)Valve風(fēng)速CheckHole備注EA/ZoneEA/ZoneEA/ZoneEA/Zone1次升溫2222排氣：直接排氣左-1、右-11次保溫22222次升溫22222次保溫退火1111急速冷卻供氣使用的Air是潔凈間的AirCOC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－送氣與排氣系統(tǒng)P-26適用Setter的尺寸22002550COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－載板P-29COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－各部分的功能、溫度與規(guī)格入口Buffer區(qū)功能：為C/R的空氣不流入到爐內(nèi)做好充分的對(duì)策。規(guī)格：①Setter移送:連續(xù)驅(qū)動(dòng)；②爐內(nèi)壁材質(zhì):用Neoceram防止?fàn)t內(nèi)污染；③外部氣體流入防止對(duì)策:入口處安裝Shutter。P-30COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－各部分的功能、溫度與規(guī)格1次升溫區(qū)常用溫度:23～350℃最高溫度：400℃

1次保溫區(qū)常用溫度：350～450℃2次升溫區(qū)常用溫度：350～580℃2次保溫區(qū)常用溫度：580℃規(guī)格：①爐內(nèi)壁材質(zhì)：用Neoceram防止?fàn)t內(nèi)污染；②溫度控制方式：PID控制；③Setter移送方式：連續(xù)驅(qū)動(dòng)；④Setter移送速度：600～1000mm/min（基準(zhǔn)：690mm/min）；⑤HeaterMax設(shè)計(jì)規(guī)格:Tact(100Sec/Setter)×115%；⑥Heater位置:上(左-中-右)Zone個(gè)別控制。P-31COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－各部分的功能、溫度與規(guī)格徐冷區(qū)常用溫度：580～320℃上部：加熱下部：冷卻規(guī)格：①爐內(nèi)壁材質(zhì)：用Neoceram防止?fàn)t內(nèi)污染；②溫度控制方式：PID控制；③Setter移送方式：間歇驅(qū)動(dòng)；④Setter移送速度：4000～7200mm/min；⑤冷卻最大設(shè)計(jì)規(guī)格:Tact(100Sec/Setter)×115%（出口溫度350℃以下）；⑥外部氣體流入防止對(duì)策：出口安裝Shutter。P-32急速冷卻區(qū)常用溫度：320～250℃以下冷卻組成：上部/下部冷卻規(guī)格：①溫度控制方式：冷卻水&高效空氣過(guò)濾器過(guò)的空氣（Inverter控制）；②Setter移送方式：間歇驅(qū)動(dòng)；③Setter移送速度：4000～7200mm/min；④冷卻最大設(shè)計(jì)規(guī)格:Tact(100Sec/Setter)×115%（出口溫度250℃以下）。COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－各部分的功能、溫度與規(guī)格P-33ReturnC/V&背面Cleaner

常用溫度：60℃以下規(guī)格：①Setter移送方式：連續(xù)驅(qū)動(dòng)；②排放前CenteringUnit安裝；③確保BufferZone5個(gè)以上。COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－各部分的功能、溫度與規(guī)格P-34COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－基本流程Flow基本作用與內(nèi)容備注入口BufferC/V與1次升溫同期驅(qū)動(dòng)的同時(shí)移送到1次升溫區(qū),安裝能夠阻斷在C/R中流入的氣流的shutter連續(xù)驅(qū)動(dòng)1次升溫用已具備的HeatingRate加熱的同時(shí),供氣/排氣，進(jìn)行BinderBurnout,使得爐內(nèi)部總是保持Clean狀態(tài)連續(xù)驅(qū)動(dòng)1次Keeping同Profile一起進(jìn)行1次維持,供氣/排氣，進(jìn)行BinderBurnout,使得爐內(nèi)部總是保持Clean狀態(tài)連續(xù)驅(qū)動(dòng)2次升溫用已具備的HeatingRate加熱的同時(shí),供氣/排氣，進(jìn)行BinderBurnout,使得爐內(nèi)部總是保持Clean狀態(tài)。連續(xù)驅(qū)動(dòng)2次Keeping同Profile一起進(jìn)行2次維持，材料燒結(jié)，使得爐內(nèi)部總是保持Clean狀態(tài)連續(xù)驅(qū)動(dòng)冷卻區(qū)（徐冷+急速冷卻）用Tact驅(qū)動(dòng)冷卻到Setting后的溫度Tact驅(qū)動(dòng)Lifter將冷卻區(qū)間里被移送到的Setter&Panel搬運(yùn)到ReturnConveyor,移送到最小80Sec/Setter的Tact返回C/V（急速冷卻區(qū)+C/V）處理時(shí)注意不要讓異物從外部流入,并維持水壓,用HepaFilterBlower供應(yīng)CleanAir

急速冷卻Setter背面CleanerSetter下部的異物，隨著Setter移動(dòng)，用含有水分的SpongeRoller自動(dòng)清洗P-35COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－燒結(jié)爐示意圖一個(gè)溫度曲線

P-36505050①②③④⑤⑥⑦⑧⑨502,3281,926九點(diǎn)溫度測(cè)定法COC量產(chǎn)用燒結(jié)爐－溫度均一性規(guī)格P-37區(qū)分①②③④⑤⑥⑦⑧⑨備注Panel左中右Panel左中右Panel左中右1次升溫±5℃±5℃±5℃連續(xù)驅(qū)動(dòng)1次Keeping±3℃±3℃±3℃2次升溫±5℃