CN102869626B - 强化玻璃的机械划线和分离 - Google Patents

Abstract

通过以下步骤将强化玻璃片分离成不受损的片段：在玻璃片表面中通过机械方法划出一条或多条具有受控深度的裂口线，所划出的线的深度不足以使玻璃片分离；然后沿裂口线施加均匀的弯曲力矩，使玻璃片分离成多块片段，所述裂口线自裂纹引发点划出，所述裂纹引发点包含在玻璃片边缘附近形成的表面压痕。

Description

强化玻璃的机械划线和分离

相关申请交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2010年3月19日提交的美国临时申请系列第61/315491号的优先权。

技术领域

本发明一般涉及将强化玻璃片切割和分离成更小片段的方法，更具体地涉及在不引起不希望发生的玻璃片破裂的情况下对强化玻璃基片进行机械切割和分离的方法。

背景技术

化学强化玻璃片已用于许多应用，包括用于消费电子设备的防护罩玻璃。用于化学强化的离子交换法在玻璃表面上产生压缩应力层，该压缩应力层有利地增强了表面抗损性能，但同时在玻璃厚度的中段造成拉伸应力。

为了按照目前的实践获得化学强化玻璃片部件，首先从非强化（非离子交换）玻璃片切割出片段形式的部件，形成所需部件的最终形状，并对所述片段边缘和形状进行修整，满足美学目标和功能目标。然后，使玻璃部件经历离子交换强化过程，也就是将片段浸入升至最佳温度的离子交换浴槽中，保持足够的时间，沿玻璃厚度形成工程应力分布，该应力分布提供所需的表面强化效应。然后，从浴槽中取出所述部件，进行清洁，供进一步处理。

随着化学强化玻璃的应用拓宽到覆盖新兴技术，如具有集成触屏的设备，显示器制造商需要以更大的玻璃片形式供应的离子交换玻璃，以便随后将其切割成成品部件的各种尺寸和形状。为了减少用来支持触屏设备功能的部件数量，也为了降低制造成本，人们日益强烈地要求中等尺寸至大尺寸玻璃板的切割和分离工艺步骤在事先经过离子交换强化的玻璃板上进行。

由于许多化学强化玻璃具有较高的脆性，目前可用于切割玻璃片（包括小型和大型信息显示板所用类型的薄拉制玻璃片）的机械方法和工艺还没有成功地用于切割离子交换强化玻璃而不导致玻璃产生裂纹。因此，目前更多的注意力集中于特殊工艺，如水射流切割和所谓的“湿蚀刻”工艺，以便能够有效地切割和分离化学强化玻璃。然而，这当中的许多方法费时、费钱，因此，人们仍然需要既经济又有效的方法，用来将较脆的化学强化玻璃片分离成预定尺寸和形状的片段。

发明内容

本发明提供了将大片化学强化玻璃切割和分离成具有预定尺寸和形状的较小强化片段的方法。经济的机械划线工艺参数可与改进的分离技术一起确保玻璃片完全分离，即使对具有高水平压缩表面应力的薄玻璃片也是如此。此外，所揭示的方法能够方便地适用于现有的制造环境。

因此，第一方面，本发明包括给强化玻璃片划线而不会引起玻璃片分离或破裂的方法。首先，这些方法包括在玻璃片第一表面内靠近玻璃片第一边缘的位置形成裂纹引发点。所述玻璃片是具有给定深度（深度“DOL”）的表面压缩层的化学强化玻璃片，在靠近玻璃片第一边缘的位置形成的裂纹引发点包含延伸至第一表面内的表面压痕。

形成裂纹引发点之后，从裂纹引发点向玻璃片第二边缘如玻璃片的相反边缘，对第一表面进行机械划线，在表面中划出裂口线（vent line）。出于本文描述的目的，裂口线是在玻璃片表面中形成的压痕线，将该表面打开至一定深度。根据本发明的方法，裂口线在玻璃片第一表面中延伸至裂口深度，该裂口深度至少等于深度DOL，但小于断裂深度，该断裂深度就是导致玻璃片自发地彻底分离成片段或其他碎片的深度。

第二方面，本发明提供了将包含表面压缩层的化学强化玻璃片分离成两块或更多块片段的方法。这些方法利用了按照前文所述的方法和/或其他合适的方法形成的裂口线。根据这些方法，首先在玻璃片的第一表面上形成裂口线，该裂口线在表面中延伸至裂口深度，该裂口深度至少等于表面压缩层的深度（例如深度DOL），但小于导致玻璃片分离的断裂深度。然后，在第一表面上沿裂口线施加均匀的弯曲力矩，弯曲力矩足够大（即产生足够的表面应力），沿着裂口线将玻璃片分离成玻璃片段。若需要，可在裂口线末端形成如上文所述的断裂引发点，以提高分离效率。

附图说明

下面部分结合附图描述本文所揭示的方法的其他方面，附图中：

图1和1a示意性地呈现了在靠近化学强化玻璃片边缘的位置通过机械方法形成裂纹引发点的情形；

图2呈现了用来将强化玻璃片分离成多块片段的十字交叉裂口线的排布方式；

图3呈现了一种玻璃片分离组件的设置方式，该组件包含柔顺性支承片，用来对支承于其上的被划线的玻璃片施加三点弯曲应力；

图4是按照本发明方法制得的玻璃片段的一段断裂面的正视图；以及

图5比较了所揭示的方法的分离效率随选定的工艺变量的变化。

具体实施方式

虽然本文所揭示的方法一般适用于将各种各样的玻璃片制品和材料分割成较小片的玻璃段，但下文将更完整地描述的这些方法的特定实施方式包括特定范围的参数所限定的工艺步骤，这些工艺参数对于给高度强化和增韧的玻璃划线和分割特别有效，所述高度强化和增韧的玻璃是例如目前在严苛的条件下使用的信息显示器所要求的玻璃。因此，以下描述和说明性例子特别涉及这样的实施方式，虽然所揭示的方法的实施不限于此。

化学强化玻璃片主要是沿其厚度具有工程应力分布的玻璃基片，在化学强化过程中，玻璃片的表面部分经受高水平的压缩应力，而内部经受拉伸应力。当包含峰值压缩应力为400-900MPa、压缩层深度（DOL）为5-100μm的表面压缩层时，玻璃片的厚度不超过1.5mm，这种玻璃片是用于信息显示器应用的典型玻璃片。因此，它们涵盖一类重要的技术材料，本文所揭示的玻璃片分离方法给它们带来了特别的经济和技术优势。

给这样的玻璃片划线时，若采用为分离大玻璃片，如用于LCD显示器基片的大玻璃片开发的技术，通常导致玻璃产生裂纹。根据理论，当对离子交换强化玻璃制品施加足以克服表面压缩应力和引起具有拉伸应力的制品内部产生中间裂纹的划线力时，裂纹会不受控制地径直扩展，导致制品自发破裂。

但是，根据所揭示的方法的选定实施方式，采用具有经适当选择的几何特点的划线砂轮引发受控的机械损伤，这种机械损伤可克服残余表面压缩应力，而不会引起不希望发生的玻璃片分离或破裂。在具体的实施方式中，直径为2mm、具有适当的锥形圆周划线边缘的金刚石划线轮可用于该目的。作为一个具体例子，边缘锥角为90-140°，甚或为110-115°的划线轮可成功地在厚1.1mm、最大（外表面）压缩应力为400-900MPa的离子交换玻璃片中划出非裂纹扩展型裂口线，特别是在压缩应力表面层的层深度（DOL）为5-100μm的情况下。这些划线轮锥角在划线过程中提供的中间裂纹深度（裂口深度）可达到玻璃厚度的10-20%，而不会导致玻璃片自动分离。

可根据为划出裂口线而选定的具体划线速度和划线轮作用力（对玻璃表面的应力水平），在这些范围内选择任何具体的划线轮锥角。作为合适的划线参数的说明性实施方式，可采用50-500mm/s范围内的划线速度和10-30N范围内的划线负荷，例如划线速度为150mm/s，划线负荷在18-21N的范围内。

但是，根据所揭示的方法的选定实施方式，采用具有经适当选择的几何特点的划线砂轮引发受控的机械损伤，这种机械损伤可克服残余表面压缩应力，而不会引起不希望发生的玻璃片分离或破裂。在具体的实施方式中，直径为2mm、具有适当的锥形圆周划线边缘的金刚石划线轮可用于该目的。作为一个具体例子，边缘锥角为90-140°，甚或为110-115°的划线轮可成功地在厚1.1mm、最大（外表面）压缩应力为400-900MPa的离子交换玻璃中划出非裂纹扩展型裂口线，特别是在压缩应力表面层的层深度（DOL）为5-100μm、中心张力（CT）小于50MPa的情况下。这些划线轮锥角在划线过程中提供的中间裂纹深度（裂口深度）可达到玻璃厚度的10-20%，而不会导致玻璃片自动分离。

利用划线轮可形成经适当设计的表面压痕，提供有效的裂纹引发点，所述划线轮与用来使裂口线从这些裂纹引发点延伸到玻璃片相反边缘的划线轮相同。

这种裂纹引发点一般通过在划线轮高度对玻璃片进行边缘压碎或边缘划线来产生，所述划线高度被设定成产生深度（h）小于玻璃片厚度约10%的表面压痕。要控制这种压痕深度，必须严格控制锥形划线轮边缘与玻璃片表面之间的竖直高度差。

在具体的实施方式中，压痕深度（h）将落在DOL<h<3DOL的范围内，其中DOL是在强化玻璃片上提供的表面压缩层的深度。在此范围内，压痕仅需从玻璃片边缘向内延伸较短的距离。

也可利用较低的划线速度来控制裂纹引发点处的边缘和表面损伤水平。因此，为了避免裂纹自这些位点过度扩展而导致在给玻璃片刻划裂口线的过程中玻璃片自发产生裂纹或分离，引发裂纹的划线速度（单位为mm/s）一般低于刻划裂口线所采用的划线速度。所得表面压痕的大小和形状可以变化，但在多数划线和分离条件下，“半便士形”或“半圆形”瑕疵形式的压痕形状提供了良好的结果，因为这样的瑕疵没有自压痕延伸的径向裂纹。

附图中的图1和1a示意性地呈现了根据所揭示的方法，在化学强化玻璃片10的边缘附近提供裂纹引发点的步骤。如图1所示，利用旋转划线砂轮20，在玻璃片的边缘和顶表面10a中切入一定深度（h）的表面压痕12，形成合适的裂纹引发点。为此目的采用的划线轮具有锥形圆周切割边缘22，锥角为α，如图1a中划线轮20的边缘图所示。划线轮20或类似的划线轮也可用来刻划预定深度的裂口线，所述裂口线自类似的裂纹引发点沿玻璃片如玻璃片20的顶表面延伸，例如采用具有诸如上文所述的切割边缘锥角α、划线速度和划线负荷的划线轮。

所揭示的机械划线方法包括特定的实施方式，其中在玻璃片的第一表面中划出自多个裂纹引发点延伸的多条裂口线。在一些这样的实施方式中，至少一条裂口线与玻璃片表面中的至少另一条裂口线交叉。对于十字交叉裂口线或非十字交叉裂口线，一种有用的方法是使初始划线方向沿着玻璃片的较长尺寸方向对齐，然后沿着玻璃片的较短尺寸方向形成交叉裂口线。因此，当玻璃片具有宽度W和大于宽度W的长度L时，机械划线步骤可包括先沿着平行于长度L的方向，自多个裂纹引发点划出多条相互隔开的裂口线。接下来，后续机械划线包括在平行于玻璃片宽度W的方向上，自类似的裂纹引发点交叉划出一条或多条裂口线。

附图中的图2示意性地呈现了化学强化玻璃片30，其中已在玻璃片顶表面30a中划出了多条裂口线34。玻璃片30的外形是玻璃片长度L大于玻璃片宽度W。当按照所揭示的划线方法的具体实施方式在这种玻璃片中刻划十字交叉裂口线34时，较佳的是先在方向1上进行机械划线，形成平行于玻璃片长度L的裂口线。然后，在平行于玻璃片宽度W的方向2上，利用机械划线方法按十字交叉方式划出余下的裂口线。利用这种特别的交叉划线方法，可保证从玻璃片分离出来的玻璃段具有高质量的交叉切割转角和玻璃段边缘。

为了将经过划线的化学强化玻璃片分离成强化玻璃片段的目的，采用机械折断装置，而不是手工折断。手工折断一般无法沿经过划线的玻璃片的长度和宽度产生足够均匀的弯曲应力，以引导裂纹从玻璃片的一条边缘扩展到另一条边缘，而不存在裂纹偏移，进而引起玻璃片不受控制地破裂的风险。

机械折断臂可沿刻划线的整个长度在这些线上施加均匀的弯曲力矩/分离力。此外，利用这种装置，可保证严格控制所施加的弯曲/分离力的施加大小和速率。为了有控制地分离本文所述的提供有裂口线的玻璃片，所采用的弯曲力的水平取决于多种变量，如玻璃的厚度和弹性性质，沿强化玻璃片的厚度存在的应力分布，以及裂口线的深度和宽度。然而，在任何具体情况下，通过常规实验就容易确定应该选择的具体弯曲速率和作用力。

所选的弯曲力可通过悬臂梁弯曲法或三点弯曲法施加，但在所有情况下，都应在能有效地沿着玻璃表面中提供的裂口线形成拉伸应力的方向上施加。作为诸如本文所述的玻璃片分离方法的具体实施方式的例子，所采用的拉伸弯曲应力可以是10-35MPa，或者在20-25MPa的更窄范围内。在三点弯曲法中，通过在与玻璃片第一表面相反的第二表面上施加机械力来产生拉伸应力。

在所揭示的分离方法的具体三点弯曲实施方式中，在向玻璃片施加机械折断力的过程中，将划线玻璃片支承于柔顺性支承体表面上。将玻璃片置于该支承体上，使裂口线朝向支承体表面，然后在与裂口线相反的玻璃片表面上向玻璃片施加机械折断力。

在涉及针对柔顺性支承体表面的三点弯曲的折断方法中，在支承体表面上提供表面凹槽有利于使玻璃片沿裂口线发生所需的弯曲和断裂。在这些实施方式中，玻璃片表面中的裂口线位于支承体表面中的凹槽上方并与凹槽对齐，以利于玻璃片在施加机械力的过程中发生挠曲。

附图中的图3显示了利用如上所述的柔顺性支承体表面确保在三点弯曲法中通过折断使玻璃片分离。如图3所示，在玻璃片底表面40a上具有多条十字交叉裂口线44的玻璃片40位于具有柔顺性支承体表面50a的支承件50上。支承面50a包含凹槽50b的阵列，凹槽间距对应于玻璃片40底表面上一个分组的裂口线44的间距。折断棒60位于玻璃片40的上表面上方，同时与玻璃片40的底表面40a中最左边的裂口线44和柔顺性支承面50a中最左边的凹槽50b对齐。

当所示装置的各组件彼此接触时，折断棒可通过向玻璃片40的顶表面施加向下的作用力F，使玻璃片40沿最左边的裂口线44分离。该作用力通过使玻璃片40向下弯入柔顺性支承件50的凹槽50b中，沿最左边的裂口线44产生拉伸应力，从而通过玻璃片的三点弯曲导致玻璃片分离。在一些实施方式中，利用如图3中区域A所示的夹持区域对玻璃片40和下面的柔顺性支承件50大范围施加均匀的夹持压力，可稳定具有交叉裂口的玻璃片40中那些未受折断棒50的向下作用力的部分。

以下说明性描述给出了在实施所揭示的方法的选定实施方式时有用的加工参数和设备规格的变化形式。在一些情况中，影响划线效果的一个因素涉及用来形成刻划裂口线的旋转划线砂轮的选择。对于直径较小，即直径为2-4mm的划线轮，可有效采用更大的划线轮锥角，例如110-125°的锥角。与通过抛光精整过的表面相反，磨光的砂轮表面特别适合给高压缩玻璃表面划线，并且可以从商业渠道购得。适合用来精加工划线砂轮或其他划线工具的材料包括碳化钨和金刚石，后者包括单晶或多晶金刚石（PCD）。用Zygo白光干涉仪测定的表面光洁度在0.25μm(+/-0.15μm)范围内的划线轮提供了良好的结果。

这种划线轮配合适当选择的划线速度和划线负荷使用，有助于防止玻璃片在划线过程中整体分离，并最大程度减少被分离的表面附近的起屑现象。利用计算机控制视觉系统将强化玻璃片定位在划线台上，有助于确保玻璃片的适当对齐，以及裂口线的对准和间隔。

如前文所指出，适合产生中间裂纹深度为玻璃厚度的10-20%的裂口线的划线负荷和速度一般能够有效避免玻璃片在划线过程中分离，同时能够有效确保玻璃片在随后施加的弯曲应力作用下稳定分离。为了实现对裂口线深度进行良好控制的目的，通常发现，提高划线速度，而抵之以增加划线负荷，可产生等同范围的中间裂纹深度。

下表1说明了这种效应。该表列出了涵盖特定范围的划线速度和负荷的数据，并指出了每种情况下各组划线条件实现受控而非自发玻璃片分离的效果。表1所示的数据是在给厚度为1.1mm、峰值压缩表面应力水平为600-750MPa、峰值中心张力水平小于40MPa、表面压缩层深度为25-40μm的离子交换强化玻璃片划线的过程中产生的代表性结果。利用指示符XC标出了产生稳定的十字交叉裂口线的划线条件，同时用指示符S标出了产生稳定的平行裂口线的条件。在表中用指示符FS标出了导致不利的玻璃片分离水平的条件。

表1–划线工艺条件

当然，在任何具体情况下，最有效地产生裂口线而不会引起玻璃片自发分离和/或表面过度受损的划线条件取决于玻璃厚度，以及取决于在化学强化过程中沿强化玻璃片的厚度形成的具体工程应力分布。在所揭示的方法的具体说明性实施方式中，厚度为1.1mm、峰值压缩表面应力水平为400-850MPa、峰值中心张力水平不超过40MPa、压缩层深度为10-70μm的离子交换强化玻璃片可在14-24N的划线负荷和50-750mm/s的划线速度范围内有效划线。在16-21N的划线负荷和125-250mm/s的划线速度范围内划线，可在这种玻璃中产生120-180μm的中间裂纹深度，同时保持侧向裂纹尺寸小于150μm。

附图中的图5提供了应用所揭示的玻璃片分离程序的具体说明性实施方式。图5呈现了适合给厚度为1.1mm、表面压缩应力为650MPa、中心张力水平为30MPa、压缩层深度为46μm的玻璃片划线和使之分离的工艺窗口的图示。在加工此玻璃片的过程中采用的划线负荷报告为图中横坐标轴上的划线压力，单位为MPa，而所得裂口线深度绘在图中纵坐标轴上，单位为mm。所绘裂口深度随划线速度（对于图示结果，划线速度在250-500mm/s的范围内）和划线压力变化。

图5所示工艺范围内的玻璃片分离效果落入图中三个区之一，这些区在数据域中用标记A、B和C表示。A区对应于玻璃片可分离性有限的加工区，即在该区中，分离时片段未断离或者分离边缘损坏的程度过高。C区对应于在划线过程中或者在处理划线玻璃片的过程中玻璃片自发分离的概率太高的加工区。因此，对于具有此特定厚度和应力分布的强化玻璃片，就划线玻璃片的稳定性和玻璃片的完全分离而言，将加工条件限定为落入图中B区的那些条件可确保得到最佳结果。

强化玻璃片段从经过适当划线的较大尺寸的玻璃片上的有效分离部分取决于对划线玻璃片施加的弯曲力矩，该弯曲力矩产生合适应力范围的拉伸断裂应力。在本文所揭示的玻璃片分离方法的典型实施方式中，约10-35MPa的拉伸应力可有效地使具有较宽范围的玻璃片厚度和裂口线深度的玻璃片稳定分离。因此，对于厚1.1mm的离子交换强化玻璃片，沿裂口线施加20-30MPa的拉伸应力是有效的。

在三点弯曲法中，为了实现玻璃片的稳定分离，要针对柔顺性支承面选择合适的应力水平，这在部分程度上取决于该表面中的表面凹槽的存在及其构造，所述表面凹槽与强化玻璃片中的裂口线对齐。合适范围的凹槽深度可利用下方程式估计，该方程式涉及厚度为t的玻璃片因施加了外加弯曲应力σ_f而产生的挠度δ，其中强化玻璃具有弹性模量E：

$\mathrm{\&delta;}=\frac{{\mathrm{\&sigma;}}_f{L}^2}{6\mathrm{Et}}$

下表2列出了对三种不同厚度的强化玻璃片施加两种水平的弯曲应力时将会产生的挠度的计算值。弯曲应力或断裂应力的单位是MPa，玻璃片厚度的单位是mm，在每种给定的玻璃片厚度和弯曲应力下的玻璃片挠度的单位是μm。在利用柔顺性支承材料如硅树脂弹性体提供柔顺性支承面，以使划线玻璃片在三点弯曲法中分离的情况下，可计算出，大于2mm的凹槽深度和大于200μm的凹槽宽度可使玻璃片挠度大于1.1mm。

表2-玻璃片挠度

玻璃片在悬臂梁法或三点弯曲法中分离的稳定性还受对玻璃施加弯曲力的速率影响。合适的分离速度的选择取决于玻璃片的厚度和所加分离力的水平，更厚、更硬的玻璃片优选以更低的速度施加的更高水平的力，而更薄、更软的玻璃片优选以更高的速度施加更低的弯曲力。作为说明性例子，对于厚度小于1.5mm、压缩表面应力为400-850MPa、所刻划的裂口深度为100-225μm的化学强化玻璃片，一般可在10-35MPa的外加应力下使之分离。若通过在悬臂梁负荷下行进的折断棒产生外加应力，则当折断棒接触线与裂口线之间的力矩臂长度或棒偏移量在3-10mm之间时，超过0.02英寸/分钟的棒行进速率可实现稳定的玻璃片分离。

以下非限制性实施例呈现了利用上述方法的实施方式进行强化玻璃片分离的说明性实施方式。

实施例

选择两种类型的强化玻璃片进行加工。两个样品包括玻璃片厚度为1.1mm的康宁玻璃片。一个玻璃片样品具有厚度为30μm的表面压缩层和750MPa的表面压缩应力水平，计算的玻璃片中心张力为33MPa。另一个玻璃片样品具有厚度为36μm的表面压缩层和625MPa的表面压缩应力水平，计算的玻璃片中心张力为33MPa。

这两块玻璃片的尺寸均为370mm x 470mm，选来分割成四块等大的较小玻璃片段，每块片段的尺寸为135mm x 235mm。为此目的，利用商业砂轮玻璃切割机，即购自美国亚利桑那州菲尼克斯市TLC国际公司（TLC International,Phoenix,AZ,USA）的Gen-3TLC玻璃切割机，按照以下程序对每块玻璃片进行机械划线。用来给玻璃片表面划线的切割砂轮是锥度为110°的DCW-TX 2.0x 0.65x 0.8x 110°A140锥形切割轮。

为了在每块玻璃片中提供裂纹引发点，先使划线砂轮位置偏离到比玻璃片表面所在水平面低0.0035英寸或90μm的水平面上，由此对玻璃片进行“边缘压碎”。然后，在每块玻璃片的表面中划出自裂纹引发点延伸、适合将每块玻璃片分成四块较小片段的交叉裂口线。划线操作在约0.11-0.13MPa的划线压力下进行，该压力相当于在划线轮上测得的16-20N的作用力。两块玻璃片的目标裂口深度是140-175μm。

压缩层深度为30μm的玻璃片采用的划线速度是250mm/s，压缩层深度为36μm的玻璃片采用的划线速度是125mm/s。第一划线方向平行于每块玻璃片的长维度方向，第二划线方向或者说交叉划线方向平行于每块玻璃片的短维度方向。

在每块玻璃片中机械加工出交叉裂口线之后，利用机械折断棒沿每块玻璃片中的裂口线施加均匀的折断力，成功地将每块玻璃片分离成四块尺寸较小的片段。25-35MPa的断裂应力足以实现玻璃片沿每条裂口线的分离。

利用上述相同的玻璃切割设备，还成功地在玻璃组成相同，但厚度减小（0.7mm）且包含更薄的表面压缩层的玻璃片中形成了交叉裂口，只是划线速度改为250-500mm/s。此外，利用购自同一制造商的Gen-5玻璃切割设备，在没有对玻璃片进行边缘压碎以提供所需的裂纹引发点的情况下，成功地实现了交叉划线和玻璃片分离。在该程序中，利用较慢的砂轮落轮速度和较轻的砂轮划线负荷，在较大玻璃片的边缘附近形成合适的裂纹引发点，其中落轮位置距较大玻璃片边缘超过5mm。

附图中的图4是一张光学显微图片，显示了根据上述方法从较大的化学强化玻璃片分离出来的化学强化玻璃片段上形成的断裂面的截面的侧面正视图。断裂面视野中的横条代表500μm的尺寸。引起应力断裂，从而形成图4所示的完全分离表面的裂口线看上去是沿着该表面上边缘的边界带。

前面的描述和实施例表明，即便利用现有的机械划线系统，也可成功地将化学强化玻璃片分割成具有任何所需尺寸和形状的较小强化玻璃片，只要适当采用的程序能有效克服化学强化玻璃片的高玻璃片应力水平和脆性所带来的玻璃破裂问题。当然，这些实施例和描述仅仅是说明划线和分离程序的范围，所述程序能成功地适应在所附权利要求范围内加工大的化学强化玻璃片的目的。

Claims (9)

1.一种给化学强化玻璃片划线的方法，所述方法包括以下步骤：

用以第一速度沿着化学强化玻璃片第一表面移动的划线工具在化学强化玻璃片第一表面内靠近第一边缘的地方形成裂纹引发点，所述化学强化玻璃片包含具有层深度DOL的表面压缩层，所述裂纹引发点具有延伸到所述第一表面中的表面压痕，其中所述裂纹引发点是通过对所述化学强化玻璃片的第一边缘进行边缘压碎进行的，所述边缘压碎通过使所述化学强化玻璃片的第一边缘接触划线工具进行，所述划线工具偏离到比所述化学强化玻璃片的第一表面所在水平面低的位置上；以及

用以大于所述第一速度的第二速度沿着所述化学强化玻璃片第一表面移动的划线工具自所述裂纹引发点向所述化学强化玻璃片第二边缘对所述第一表面进行机械划线，划出在所述第一表面中延伸至裂口深度的裂口线，所述裂口深度至少等于DOL，但小于会引起所述化学强化玻璃片分离的断裂深度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学强化玻璃片的厚度不超过1.5mm，所述表面压缩层的峰值压缩应力为400-900MPa，层深度DOL为5-100μm，所述表面压痕在第一表面中延伸的深度h大于DOL但小于DOL的3倍。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述裂口深度为所述厚度的10-20％，所述化学强化玻璃片的中心张力小于50MPa，所述表面压痕在所述第一表面中延伸的深度小于所述厚度的10％。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述化学强化玻璃片的第一表面中划出多条自所述化学强化玻璃片第一边缘附近和第二边缘附近的多个裂纹引发点延伸的裂口线，其中至少一条裂口线与至少一条另外的裂口线交叉。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，机械划线包括用旋转划线砂轮给所述第一表面划线，所述划线砂轮包含锥形圆周切割边缘，所述圆周切割边缘的锥角α为90-140°。

6.一种将具有表面压缩层的化学强化玻璃片分离成两块或更多块片段的方法，所述方法包括以下步骤：

用以第一速度沿着化学强化玻璃片第一表面移动的划线工具在化学强化玻璃片第一表面内靠近第一边缘的地方形成裂纹引发点，所述化学强化玻璃片包含具有层深度DOL的表面压缩层，所述裂纹引发点具有延伸到所述第一表面中的表面压痕，其中所述裂纹引发点是通过对所述化学强化玻璃片的第一边缘进行边缘压碎进行的，所述边缘压碎通过使所述化学强化玻璃片的第一边缘接触划线工具进行，所述划线工具偏离到比所述化学强化玻璃片的第一表面所在水平面低的位置上；以及

用以大于所述第一速度的第二速度沿着所述化学强化玻璃片第一表面移动的划线工具自所述裂纹引发点向所述化学强化玻璃片第二边缘对所述第一表面进行机械划线，划出在所述第一表面中延伸至裂口深度的裂口线，所述裂口深度至少等于DOL，但小于会引起所述化学强化玻璃片分离的断裂深度；以及

沿所述裂口线施加均匀的弯曲力矩，所述弯曲力矩的大小足以沿所述裂口线分离所述化学强化玻璃片。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述弯曲力矩通过悬臂梁负荷法或三点弯曲法施加，所述弯曲力矩沿所述裂口线产生10-35MPa的拉伸应力σ。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述拉伸应力是在三点弯曲法中，通过对所述化学强化玻璃片的与第一表面相反的第二表面施加机械力产生的。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述机械力通过与所述裂口线对齐的折断棒施加于所述第二表面，在施加所述机械力的过程中，所述化学强化玻璃片被支承于柔顺性支承面上。