TW202104827A - 用於估計材料片形狀的方法及設備 - Google Patents

用於估計材料片形狀的方法及設備 Download PDF

Info

Publication number
TW202104827A
TW202104827A TW109110956A TW109110956A TW202104827A TW 202104827 A TW202104827 A TW 202104827A TW 109110956 A TW109110956 A TW 109110956A TW 109110956 A TW109110956 A TW 109110956A TW 202104827 A TW202104827 A TW 202104827A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
glass sheet
shape
thermal strain
estimated
embedded thermal
Prior art date
Application number
TW109110956A
Other languages
English (en)
Inventor
約翰史提勒 艾伯特三世
哲明 鄭
Original Assignee
美商康寧公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商康寧公司 filed Critical 美商康寧公司
Publication of TW202104827A publication Critical patent/TW202104827A/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
    • G01B5/0016—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to weight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/20—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring contours or curvatures, e.g. determining profile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
    • G01B5/0014—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/28—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/28—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B5/285—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for controlling eveness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本案提供用於獲取玻璃片的無重力形狀、及固有形狀、及熱應變的方法及設備，並使用此等方法及設備改善玻璃製造技術。

Description

用於估計材料片形狀的方法及設備
此申請案依據美國專利法第119條主張於2019年4月4日提出申請的美國專利臨時申請案，第62/829,377號的優先權權利，該專利申請案的全部內容藉由引用的方式併入本文中。
揭露的實施例涉及用於量測及估計材料片(如相對大的玻璃片，特別是大且薄的玻璃片)的形狀的方法及設備。
從較大原始玻璃片生產商業產品(如液晶顯示器(LCD)、其他顯示器玻璃等)，涉及許多挑戰。例如，重要的是要了解及控制用於形成大玻璃片的過程(例如，下拉熔融製程)及下游製程期間中玻璃片的表現(例如，當經由真空夾頭將玻璃片固定在平面上、切割時等，玻璃片的表現)。此等挑戰在美國專利號7,509,218及國際專利公開號WO2009/108302述及，其全部揭露內容藉由引用方式併入本文。
為了更好地控制玻璃的成形及製造製程，獲取有關本身就是柔性物件的大玻璃片的無重力形狀的知識有很大的價值。決定大玻璃片的無重力形狀已變得特別具有挑戰性。隨著玻璃製造製程的進步，原始玻璃片變得越來越大、越來越薄。實際上，在過去，典型的原始玻璃片可能約為1500毫米x1800毫米；然而，現有技術允許約為(如量測為2880毫米x3130毫米)9平方米量級的原始玻璃片，且在不久的將來，甚至可預期更大的玻璃片。此等玻璃片的厚度約為0.7毫米，因此對更薄的玻璃片的需求正在增加。
決定無重力形狀的習知方法採用釘床(BON)技術，例如，在美國專利第7,509,218號及美國專利第9,031,813號中所詳細描述，其全部揭露內容藉由引用方式併入本文。BON技術涉及具有成陣列的(例如，約100個)高度可調式插梢及力感應器組合的設備。可採用許多遞歸式演算法的任何一種，響應於藉由玻璃片施加到力感應器的量測力，來調整相應的高度可調式插梢。當遞歸式演算法造成高度可調式插梢的相應高度藉由力感應器致使量測的目標重量相對恆定時，則插梢的相應高度會產生玻璃片的無重力形狀。
BON技術的侷限性(中的一者)是在於高度可調式插梢及力感應器組合的陣列尺寸。實際上，隨著原始玻璃片尺寸的增加，BON設備上的可用區域變得太小而無法容納原始玻璃片。
根據所揭示的實施例的一個或更多個態樣，採用了新技術以提供對柔性物件(如玻璃片)的形狀更全面地了解，不僅涉及無重力形狀，亦涉及固有形狀及相關的熱應變的特徵。
本文之一或多個實施例可解決如何從量測無重力形狀的BON技術期間取得的一或更多個量測值，來估計玻璃片的無重力形狀及固有形狀兩者。
本文之一或多個實施例可解決如何從玻璃片的無重力形狀、玻璃片的固有形狀、及/或從玻璃片的熱應變，來估計玻璃片(及從玻璃片切下的較小塊玻璃片)的形狀和翹曲特徵。
本文之一或多個實施例可解決如何根據從太大以致無法適用在可用的BON設備上之大玻璃片，所切下的許多較小塊玻璃片的相應固有形狀及熱應變，來估計此大玻璃片的無重力形狀。
根據本文結合附圖的描述，其他態樣、特徵、及優點對於本領域熟習技藝者而言為顯而易見的。
參閱附圖，其中相似的數字表示相似的元件，第1A圖中顯示的為放置在BON設備100上的玻璃片10的示意性示意圖，特別是在初始遞迴中，BON設備100的所有高度可調式插梢102皆處於恆定高度(即，平坦)的情況。如前文所述，每個高度可調式插梢102與相應的力感應器104相關，它們以X-Y陣列(例如，9×11陣列)的方式排列。高度可調式插梢102的相應高度是沿Z方向量測(例如，通常以毫米為單位)。
第1B圖為第1A圖的BON設備100上的玻璃片10的示意性示意圖，特別是在演算法的最終遞迴中，BON設備100的所有高度可調式插梢102均指示玻璃片的無重力形狀10的情況。
BON過程涉及計算/估計若玻璃片10為完全平坦的(即，具有完全平坦的無重力形狀)且若陣列的高度可調銷102為完全平坦，玻璃片10會施加在力感應器104上的一組目標重量(例如，常數)。由於玻璃片10並非完全平坦，因此在BON設備100的所有高度可調式插梢102均為常數(即，平坦)情況的初始遞迴(第1圖)處所量測的實際初始重量，與目標重量不匹配。因此，為了使力感應器104上的實際量測重量與目標重量匹配，BON設備100的高度可調式插梢102的相應高度不能為恆定的(且必須被改變)。
可採用許多遞迴式演算法的任一種，基於在每個遞迴的力感應器上的量測重量，來計算高度可調式插梢102的相應高度的變化。採用遞迴式演算法來收斂在高度可調式插梢102的相應高度的最終一組相應高度上，使得力感應器104上的實際量測重量與目標重量匹配。最終的一組相應高度反應了玻璃片10的(非平坦)無重力形狀。所決定的無重力形狀可藉由將玻璃片10翻轉到另一側並再次執行BON製程來確認或測試。若兩個BON製程均致使大致相同的無重力形狀，則確認無重力形狀。
如上所述，給定的BON設備100的侷限性之一為高度可調式插梢102及相關的力感應器104的陣列的有限尺寸。在第1A圖、第1B圖所示的實施例的情況下，9×11陣列的佈置能量測約1500毫米×1800毫米量級的玻璃片。因此，不可能藉由將整個玻璃片放置在第1A圖、第1B圖所示的BON設備100上直接量測更大玻璃片(例如，約2880毫米×3130毫米)的無重力形狀。
參閱第2A圖、第2B圖、第2C圖、及第2D圖，將提出解決上述問題的習知嘗試的論述。嘗試解決方案的動力提供：(i)將較大的玻璃片切成較小塊；(ii)量測BON設備100上每個較小片的無重力形狀；(iii)將每個較小塊的無重力形狀以數學的方式拼接在一起，來估計(若未切割之)較大玻璃片的無重力形狀。第2A圖、第2B圖、第2C圖、及第2D圖示意在所述拼接過程中的相應階段，從而將(比BON設備100的可用面積更大的)玻璃片20切成較小塊20A、20B、20C、20D。第2A圖圖示使用BON設備100分別獲取的每塊的相應無重力形狀。第2A圖圖示相應無重力形狀的俯視圖(陰影)，而第2B圖為較小塊20A、20B、20C、20D的無重力形狀的代表性透視圖。第2A圖及第2B圖表明，每個較小塊20A、20B、20C、20D的無重力形狀通常為鞍形。
第2C圖圖示了在小塊20A、20B、20C、20D的每個相應無重力形狀在小塊20A、20B、20C、20D相應的邊緣處匹配的情況，使用習知的拼接製程(或程序)之數學程序，較大玻璃片20的無重力形狀的最終估計操作。儘管第2C圖中的結果令人感興趣，但它與第2D圖中的玻璃片20的實際無重力形狀不匹配，且通常為穹頂形。
已發現，對於一些類型的玻璃片，相對大的玻璃片20通常表現出穹頂形的無重力形狀；然而，當切成小塊時，每塊通常皆具有鞍形的無重力形狀。據信，此等特徵係由於玻璃片20的製造過程中的熔融拉伸製程引起的。因此，當從(已熔融拉伸的)較大的玻璃片20切割出用於商業應用的小塊玻璃時，除非對熔融拉伸製程進行改變，否則玻璃塊趨向於呈現鞍形。值得注意的是，然而，從較大的玻璃片20的無重力(穹頂)形狀來看，上述現象並不明顯。
值得注意的是，第2C圖中估計的形狀與玻璃片20的另一特徵(即，固有形狀)具有一些相似之處。固有形狀是藉由將玻璃片切割成複數個較小塊、量測此等小塊的無重力形狀、並(使用上述拼接程序)數學地將無重力形狀拼接在一起而決定的形狀。然而，已發現無需將玻璃片切成小塊，即可估計玻璃片的固有形狀。此發現部分基於第3A圖及第3B圖的代表性圖表。
第3A圖為根據遞迴次數(沿X軸繪製)相對於BON設備中插梢高度變化(沿Y軸繪製的高度的絕對變化)的代表性圖表。資料是在第1A圖及第1B圖所示的BON設備上、在量測為1500毫米x1850毫米x1.0毫米上的玻璃片10，執行上述遞迴式演算法的結果。曲線300為根據遞迴次數，一或更多個高度可調式插梢102的最大高度變化的絕對值的曲線圖。曲線302為根據遞迴次數，可調式插梢102中指定插梢(例如，插梢＃1)的高度變化的絕對值的曲線圖。曲線304為根據遞迴次數，高度可調式插梢102中的另一指定插梢(例如，插梢＃30)的高度變化的絕對值的曲線圖。
第3B圖為根據遞迴次數(沿X軸繪製)相對於BON設備中重量誤差(沿Y軸繪製的克數)(與結合第3A圖進行的實驗相對應)的代表性曲線圖。曲線306為根據遞迴次數，一或更多個力感應器104的最大重量誤差的曲線圖。曲線308為根據遞迴次數，一或更多個力感應器104的中值重量誤差的曲線圖。
著眼於第3A圖及第3B圖的圓圈部分，可查明一些有關BON技術採用的遞迴式演算法的有趣資訊。特別注意後述的情況，在如此情況中，基於每次遞迴時的量測重量來估計高度可調式插梢的其次高度，並設法將任何重量誤差歸零。如在第3A圖及第3B圖中可見的，誤差最初迅速減小(表示形狀正在收斂)，使得在遞迴100至200附近出現最小的誤差。接著，誤差增加，且隨後在遞迴800附近再次減小至較早的誤差大小。這證明了當高度可調式插梢102通常為水平(高度)時，高度可調式插梢102的初始估計值會響應於重量分佈。在此定位，玻璃片10(在平面內應力/應變)的嵌入熱應變對高度可調式插梢102上的法向力(重量)幾乎沒有影響。因而，(當高度可調式插梢102通常為平坦時)高度可調式插梢102的運動的初始估計值在固有形狀(並非無重力形狀)上收斂。一旦遞迴式演算法估計出高度可調式插梢102的其次高度充分地脫離平面(充分地遠離平坦，例如，大於玻璃片的厚度)，玻璃片10的嵌入應力對力感應器104上的法向力(重量)具有增加的效果。這導致遞迴式演算法朝另一個方向上收斂的過程，即，最終成為玻璃片10的無重力形狀。因而，可從玻璃片10的固有形狀及嵌入熱應變來決定無重力形狀。
如前文所述及，當玻璃片10放置在相對平坦的高度可調式插梢102的陣列上時，遞迴式演算法量測重量分佈、隨後試圖將插梢102移定至重量將與目標重量匹配的位置。在遞迴為零時，初始重量量測值提供有關玻璃片10的固有形狀的解決方案。在BON設備100中應用遞迴式演算法，(在使用初始重量量測值計算並移動高度可調式插梢102後)一旦玻璃片10移動脫離平面，高度可調式插梢102上的重量將反映固有形狀及反映平面內應力兩者。因而，高度可調式插梢102會收斂到玻璃片10的無重力形狀，而非收斂到玻璃片10的固有形狀。
根據本文之一或更多個實施例，此等方法及設備提供了：(i)當量測儀的複數個力感應器全部處於恆定初始高度(平坦)時，響應於施加玻璃片10，獲取在複數個力感應器的每個力感應器上的相應初始重量量測值；及(ii)從相應初始重量量測值，估計玻璃片的固有形狀。
一般而言，因為在最低限度只有一個初始重量量測值為必需的，量測儀不需包含高度可調式插梢102(例如在BON設備中)。當然，量測儀可為BON設備，其中量測儀包含複數個高度可調式插梢102，每個高度可調式插梢與如前所述的複數個力感應器之一個力感應器104相關。
估計玻璃片10的固有形狀的操作可經由以下步驟達成：(i)針對複數個高度可調式插梢102的每個高度可調式插梢(及/或複數個力感應器的每個力感應器104)，從相應初始重量量測值計算遠離恆定初始高度的相應其次高度，其中計算步驟基於用於移動可調式插梢102的的遞迴式演算法，來估計玻璃片10的無重力形狀；及(ii)根據相應其次高度，估計玻璃片10的固有形狀。
另一種從相應初始重量量測值，估計此玻璃片10的固有形狀之操作的方式如下：
Figure 02_image001
其中
Figure 02_image003
為第一固有形狀，
Figure 02_image005
為玻璃片的彎曲剛度，h為玻璃片的厚度，
Figure 02_image007
為玻璃片的密度，g為重力常數，E為玻璃片的楊氏模量，
Figure 02_image009
為玻璃片的柏松比，及fi 為相應初始重量量測值。
可藉由建模來驗證固有形狀。BON技術公司提供的資訊為高度可調式插梢上的量測重量及相對於平均水平平面的固有形狀的預測高度。可在可商購的軟體產品如，ANSYS®，COMSOL®或類似軟體中建模交互問題，當藉由將插梢(在模型中)移動至BON技術預測的位置而使具有正確尺寸、厚度、及玻璃屬性(密度、楊氏模量、柏松比等)的水平平面片變形時，推算插梢上的建模力。插梢上的建模反應力應當與BON的量測資料一致，並且確實如此。
在一些案例中，BON技術可能會使用針對與實驗中的實際玻璃片不同的玻璃片厚度所推算出的矩陣。在如此案例下，ANSYS分析將顯示反作用力的差異為[(厚度1)/(厚度2)]**2的比值。可因此校正固有形狀，並且若知道厚度1及厚度2，無需ANSYS分析即可進行校正。
亦可藉由通過採用COMSOL、ANSYS、或類似模型估計，藉由在插梢位置應用(相對於平坦水平板件的)量測力誤差並推算形狀變化，可更直接地進行推算固有形狀。
玻璃片與固有形狀及重力形狀特徵相關之特徵為嵌入熱應變。當玻璃片的不同部分在不同的時間結晶化(或凍結)時，就會發生玻璃片的嵌入熱應變，且此特徵會影響玻璃片的形狀。根據本文之一個或更多個實施例，此等方法及設備提供用於估計玻璃片的嵌入熱應變(的方法)。透過範例說明的方式，玻璃片的嵌入熱應變可藉由以下步驟來估計：(i)當此玻璃片被壓成平坦時，獲取玻璃片中的量測應力；及(ii)根據量測應力及固有形狀，估計嵌入熱應變。
與上述內容相關，可根據固有形狀，表示從量測應力所獲取的應力函數，如下所示：
Figure 02_image011
其中
Figure 02_image013
為應力函數，
Figure 02_image015
為固有形狀
Figure 02_image017
的高斯曲線，及
Figure 02_image019
為基於個嵌入熱應變的項數，
Figure 02_image021
；及藉由解出
Figure 02_image023
獲取熱應變的估計值。在上述應力函數中，熱應變對產出結果造成影響的唯一方法為經由二階導數
Figure 02_image019
(亦稱作「Del-Squares alpha T」)。因此，為了估計熱應變的作用，只需估計「Del^2 alpha T」即可。參閱第4C圖，使用了Alpha-T，此Alpha-T在垂直方向上為均勻的，且歸因於從拉伸件向下流動的玻璃片的形成(即，拉伸件下方的變化比跨越拉伸件的變化小)，僅在水平方向上有所變化。重要的是，(函數的)Del^實際上為常數，許多其他函數亦將致使一個常數。
可依據以下方法及裝置對估計的熱應變進行測試及改進：(a)將玻璃片的量測無重力形狀與無重力形狀的估計值比較，來獲取玻璃片的估計嵌入熱應變的精準度的指示；(b)當比較結果指示估計嵌入熱應變的精準度低於最小值時，修正估計嵌入熱應變，並根據玻璃片的固有形狀及修正嵌入熱應變，重新估計玻璃片的無重力形狀；及(c)重複步驟(a)及(b)直到比較結果指示估計第一嵌入熱應變等於或高於最小值的精準度。
參閱第4A圖、第4B圖、第4C圖、及第4D圖，本文所揭示之方法及設備可根據玻璃片10的固有形狀及嵌入熱應變，提供用於估計玻璃片10的無重力形狀(的功能)。第4A圖為穹頂形的玻璃片10的實際無重力形狀的代表性陰影示意簡圖。無需實際對玻璃片10的無重力形狀進行量測，並使用前文論述的技術，可估計玻璃片10的固有形狀(第4B圖)，且以與玻璃片(第4C圖)的熱應變的估計值有關的方式使用固有形狀，來估計玻璃片10(第4D圖)的無重力形狀，此形狀亦為穹頂形。
利用上文提出的發現，可獲取有利的結果，包含在不切割較大玻璃片的情況下，用於估計較大玻璃片的較小塊的相應局部無重力形狀的方法及設備。特定而言，此等方法及設備提供了，根據玻璃片的固有形狀，用於估計相應局部無重力形狀(的功能)。例如，藉由從固有形狀減去複數個局部平均平面中的相應局部平均平面，可估計複數個局部無重力形狀的每個局部無重力形狀。
使用上文論述的發現可獲取有利的結果，特別是當(如上所述)無法藉由BON設備直接量測大玻璃片20的無重力形狀時。對此，單一的、相對大的玻璃片20被視為包含複數個玻璃片(若切割成較小塊)，其中複數個玻璃片包含第一施加的玻璃片，第二施加玻璃片等。
本文的方法及設備提供了：(i)當量測儀的複數個力感應器全部處於恆定初始高度(平坦)時，響應於第一施加玻璃片，獲取在複數個力感應器的每個力感應器上的相應第一初始重量量測值；及(ii)從相應第一初始重量量測值，估計第一玻璃片的一第一固有形狀。
此等方法及設備進一步提供了：(a)當複數個力感應器全部設置成恆定初始高度時，響應於第二施加玻璃片，獲取複數個力感應器的每個力感應器上的相應第二初始重量量測值；(b)從相應第二初始重量量測值，估計第二玻璃片的第二固有形狀；及(c)針對複數個施加玻璃片的每個施加玻璃片重複步驟(a)及(b)，來獲取複數個施加玻璃片的複數個固有形狀。
此等方法及設備進一步提供了：(a)應用拼接程式來獲取組合固有形狀的估計值，組合固有形狀包含在複數個施加玻璃片的邊緣處匹配之複數個施加玻璃片的複數個固有形狀的每個固有形狀；(b)估計組合玻璃片的嵌入熱應變，其中使用拼接程式估計組合玻璃片，來組合在複數個施加玻璃片的相應邊緣處匹配之複數個施加玻璃片；及(c)根據組合固有形狀及嵌入熱應變，估計組合玻璃片的無重力形狀。
此等方法及設備進一步提供了：藉由以下步驟獲取組合玻璃片的嵌入熱應變的估算值：(a)估計複數個施加玻璃片的每個施加玻璃片的相應嵌入熱應變；及(b)平均複數個施加玻璃片的每個施加玻璃片的相應嵌入熱應變，來獲取組合玻璃片的嵌入熱應變。
額外地或備選地，此等方法及設備進一步提供了：藉由以下步驟獲取組合玻璃片的嵌入熱應變的估算值：(a)從代表性玻璃片切下子區段，其中代表性玻璃片為組合玻璃片的特徵的代表，且比複數個施加玻璃片的任何一個施加玻璃片具有更大的正方形面積；(b)將代表性玻璃片的子區段施加到量測儀的複數個力感應器上；(c)當複數個力感應器全部設置成恆定初始高度時，響應於代表性玻璃片的子區段，獲取在複數個力感應器的每個力感應器上的相應初始重量量測值；(d)根據初始重量量測值，估計代表性玻璃片的子區段的固有形狀；(e)當代表性玻璃片的子區段時，獲取代表性玻璃片的子區段中的量測應力；及(f)根據代表性玻璃片的子區段的量測應力及固有形狀，估計組合玻璃片的嵌入熱應變。
雖然已於特定實施例中描述了本文的揭露內容，但應當理解，此等實施例僅為本文實施例的原理及應用的說明。因此，應當理解，在不脫離本申請說明書的精神及範圍的情況下，可對範例性實施方式進行多種修改，且可設計成其他佈置。
10,20:玻璃片 100:BON設備 102,＃1,＃30:高度可調式插梢 104:力感應器 300~308:曲線
為了說明的目的，在附圖中示出了目前優選的形式，然而，應當理解，本文揭露及描述的實施例不限於所示的精確佈置及手段。
第1A圖為放置在BON設備上的玻璃片的示意性示意圖，特別是在初始遞迴中，BON設備的所有高度可調式插梢均處於恆定的高度(平坦)的情況；
第1B圖為第1A圖放置在BON設備上的玻璃片的示意性示意圖，特別是在演算法的最終遞迴中，BON設備的所有高度可調式插梢均指示玻璃片的無重力形狀的情況；
第2A圖、第2B圖、第2C圖、及第2D圖圖示拼接過程中的相應階段，從而將一塊較大玻璃片切成小塊、獲得到相應的無重力形狀、並估計原始玻璃片的無重力形狀的估計值。
第3A圖為遞迴(X軸)相對於BON設備中的插梢高度(Y軸)變化的代表性圖表；
第3B圖為遞迴(X軸)相對於第3A圖的BON設備中的重量誤差(Y軸)的代表性圖表；
第4A圖為穹頂形的玻璃片的實際無重力形狀的代表性陰影示意簡圖；
第4B圖為玻璃片的估計固有形狀的代表性陰影示意簡圖；
第4C圖為玻璃片的估計熱應變的代表性陰影示意簡圖；及
第4D圖為基於第4B圖的估計固有形狀及第4C圖的估計熱應變而計算出的第4A圖的玻璃片的無重力形狀的代表性陰影示意簡圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
10:玻璃片
102:高度可調式插梢
104:力感應器

Claims (14)

  1. 一種方法，包括以下步驟： 當一量測儀的複數個力感應器全部處於一恆定初始高度(平坦)時，響應於一第一施加玻璃片，獲取在該複數個力感應器的每個力感應器上的相應第一初始重量量測值；及 從該等相應第一初始重量量測值，估計該第一玻璃片的一第一固有形狀。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該量測儀包含複數個高度可調式插梢，每個高度可調式插梢與該複數個力感應器之一個力感應器相關。
  3. 如請求項1所述之方法，其中估計該第一玻璃片的該第一固有形狀之步驟包含以下步驟： 針對該複數個力感應器的每個力感應器，從該等相應第一初始重量量測值計算遠離該恆定初始高度的一相應其次高度，其中該計算步驟基於用於移動該等可調式插梢的一遞迴式演算法，來估計該第一玻璃片的一無重力形狀；及 根據該等相應其次高度，估計該第一固有形狀。
  4. 如請求項2所之方法，其中從該等相應第一初始重量量測值，估計該第一玻璃片的該第一固有形狀之操作可表示成：
    Figure 03_image025
    其中
    Figure 03_image003
    為該第一固有形狀，
    Figure 03_image027
    該第一玻璃片的一彎曲剛度，h為該第一玻璃片的一厚度，
    Figure 03_image007
    為該第一玻璃片的一密度，g為一重力常數，E為該第一玻璃片的一楊氏模量，
    Figure 03_image009
    為該第一玻璃片的一柏松比，及fi 為該等相應第一初始重量量測值。
  5. 如請求項1所述之方法，進一步包括估計該第一玻璃片的一第一嵌入熱應變之步驟。
  6. 如請求項5所述之方法，進一步包括藉由以下步驟估計該第一玻璃片的該第一嵌入熱應變之步驟： 當該第一玻璃片被壓成平坦時，獲取該第一玻璃片中的量測應力； 及 根據該等量測應力及該第一固有形狀，估計該第一嵌入熱應變。
  7. 如請求項6所述之方法，其中： 可根據該第一固有形狀，表示從該等量測應力所獲取的一應力函數，如下所示：
    Figure 03_image029
    其中
    Figure 03_image013
    為該應力函數，
    Figure 03_image015
    為該第一固有形狀
    Figure 03_image017
    的一高斯曲線，及
    Figure 03_image019
    為基於該第一個嵌入熱應變的一項數，
    Figure 03_image021
    ；及 藉由解出
    Figure 03_image023
    獲取該熱應變的該估計值。
  8. 如請求項5所述之方法，進一步包括根據該第一玻璃片的該第一固有形狀及該第一嵌入熱應變，估計該第一玻璃片的一無重力形狀之步驟。
  9. 如請求項8所述之方法，進一步包括以下步驟： (a)將該玻璃片的一量測無重力形狀與該無重力形狀的該估計值比較，來獲取該第一玻璃片的該估計第一嵌入熱應變的一精準度的一指示。 (b)當該比較結果指示該估計第一嵌入熱應變的該精準度低於一最小值時，修正該估計第一嵌入熱應變，並根據該第一玻璃片的該第一固有形狀及該修正第一嵌入熱應變，重新估計該第一玻璃片的該無重力形狀；及 (c)重複步驟(a)及(b)直到該比較結果指示該估計第一嵌入熱應變等於或高於該最小值的該精準度。
  10. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟： 若該第一玻璃片切成複數個區段，則針對該第一玻璃片的該等複數個區段的一相應區段的每個區段，估計複數個局部無重力形狀， 其中根據該第一固有形狀，估計該等局部無重力形狀的每個局部無重力形狀，及 其中藉由從該第一固有形狀減去複數個局部平均平面的一相應局部平均平面，估計該複數個局部無重力形狀的每個局部無重力形狀。
  11. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟： (a)當該複數個力感應器全部設置成該恆定初始高度時，響應於一第二施加玻璃片，獲取該複數個力感應器的每個力感應器上的相應第二初始重量量測值； (b)從該等相應第二初始重量量測值，估計該第二玻璃片的一第二固有形狀；及 (c)針對複數個施加玻璃片的每個施加玻璃片重複步驟(a)及(b)，以獲取該複數個施加玻璃片的複數個固有形狀，其中該複數個施加玻璃片包含至少該第一施加玻璃片及該第二施加玻璃片。
  12. 如請求項11所述之方法，進一步包括以下步驟： 應用一拼接程式來獲取一組合固有形狀的一估計值，該組合固有形狀包含在該複數個施加玻璃片的邊緣處匹配之該複數個施加玻璃片的該複數個固有形狀的每個固有形狀； 估計一組合玻璃片的一嵌入熱應變，其中使用一拼接程式估計該組合玻璃片，來組合在該複數個施加玻璃片的相應邊緣處匹配之該複數個施加玻璃片；及 根據該組合固有形狀及該嵌入熱應變，估計該組合玻璃片的一無重力形狀。
  13. 如請求項12所述之方法，其中藉由以下步驟獲取該組合玻璃片的該嵌入熱應變的該估算值： 估計該複數個施加玻璃片的每個施加玻璃片的一相應嵌入熱應變；及 平均該複數個施加玻璃片的每個施加玻璃片的該相應嵌入熱應變，來獲取該組合玻璃片的該嵌入熱應變。
  14. 如請求項12所述之方法，其中藉由以下步驟獲取該組合玻璃片的該嵌入熱應變的該估算值： 從一代表性玻璃片切下一子區段，其中該代表性玻璃片為該組合玻璃片的該等特徵的代表，且比該複數個施加玻璃片的任何一個施加玻璃片具有一更大的正方形面積； 將該代表性玻璃片的該子區段施加到該量測儀的複數個力感應器上； 當該複數個力感應器全部設置成一恆定初始高度時，響應於該代表性玻璃片的該子區段，獲取在該複數個力感應器的每個力感應器上的相應初始重量量測值； 根據初始重量量測值，估計該代表性玻璃片的該子區段的一固有形狀； 當該代表性玻璃片的該子區段時，獲取該代表性玻璃片的該子區段中的量測應力；及 根據該代表性玻璃片的該子區段的該等量測應力及該固有形狀，估計該組合玻璃片的該嵌入熱應變。
TW109110956A 2019-04-04 2020-03-31 用於估計材料片形狀的方法及設備 TW202104827A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962829377P 2019-04-04 2019-04-04
US62/829,377 2019-04-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202104827A true TW202104827A (zh) 2021-02-01

Family

ID=72666917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109110956A TW202104827A (zh) 2019-04-04 2020-03-31 用於估計材料片形狀的方法及設備

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220163309A1 (zh)
JP (1) JP2022527515A (zh)
KR (1) KR20210135625A (zh)
CN (1) CN113795723A (zh)
TW (1) TW202104827A (zh)
WO (1) WO2020205517A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3418819B2 (ja) * 1998-01-13 2003-06-23 東芝セラミックス株式会社 プレート平坦度測定装置
JP2000146565A (ja) * 1998-11-05 2000-05-26 Nkk Corp 板状物品の形状測定方法
US7589844B2 (en) * 2005-07-15 2009-09-15 Asahi Glass Company, Limited Shape inspection method and apparatus
CN101595069B (zh) * 2006-09-20 2012-08-15 康宁股份有限公司 对形状引起的玻璃基材平面内应力的温度补偿
US7509218B2 (en) * 2006-11-21 2009-03-24 Corning Incorporated Pin height adjustment in bed of nails shape measurement
US9031813B2 (en) * 2010-08-27 2015-05-12 Corning Incorporated Methods and apparatus for estimating gravity-free shapes
JP2014089111A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Avanstrate Inc ディスプレイ用ガラス基板の形状測定装置、および、ガラス基板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210135625A (ko) 2021-11-15
JP2022527515A (ja) 2022-06-02
WO2020205517A1 (en) 2020-10-08
US20220163309A1 (en) 2022-05-26
CN113795723A (zh) 2021-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brun et al. Analysis of stresses and breakage of crystalline silicon wafers during handling and transport
Croccolo et al. Experimental characterization and analytical modelling of the mechanical behaviour of fused deposition processed parts made of ABS-M30
JP5469451B2 (ja) ガラスシートにおける歪みの最少化方法
CN108645704B (zh) 基于纳米压痕和有限元模拟反演标定金属材料微观本构参数的方法
Nixon et al. Experimental and finite-element analysis of the anisotropic response of high-purity α-titanium in bending
US8625083B2 (en) Thin film stress measurement 3D anisotropic volume
WO2011085019A2 (en) Site based quantification of substrate topography and its relation to lithography defocus and overlay
TW200838814A (en) Temperature compensation for shape-induced in plane stresses in glass substrate
TWI564257B (zh) 減少玻璃片中的扭曲之方法
JP5440495B2 (ja) 評価方法、評価装置、基板重ね合わせ方法及び基板重ね合わせ装置
Sumigawa et al. Evaluation on plastic deformation property of copper nano-film by nano-scale cantilever specimen
WO2024066641A1 (zh) 薄板内部残余应力的测试方法
CN109558610B (zh) 膜层刻蚀区域等效力学参数的计算方法和设备
JP2008273796A (ja) 光学素子のプレス成形シミュレーション方法及びプログラム
TW202104827A (zh) 用於估計材料片形狀的方法及設備
CN105675406A (zh) 金属材料的高温弯曲检测方法
CN108246845A (zh) 钛合金板材等温弯曲工艺优化方法
CN111998979A (zh) 一种薄膜瞬时应力的计算方法
JP3994884B2 (ja) 薄膜の膜応力評価方法と弾性率・線膨張率同定方法
JP6838393B2 (ja) ガラス基板の検査方法および製造方法
JP7101622B2 (ja) ガラスシートの無重力形状を予測する方法、及び無重力形状に基づくガラスシートの品質を管理する方法
Chien et al. Temperature effect on kinetic friction characteristics of Cu substrate composed by single crystal and polycrystalline structures
Chu et al. An Analytical Model for Thin Film Pattern-Dependent Asymmetric Wafer Warpage Prediction
Saffar et al. Analysis of surface cracks in multi-crystalline thin silicon wafers
Ahmed et al. Assessment of stress relaxation experiments on diamond coatings analyzed by digital image correlation and micro-Raman spectroscopy