CN103508666B - 玻璃基板的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种玻璃基板的加工方法，是抑制向周围发展的龟裂，从而抑制强度的下降而对高强度玻璃进行模切加工。该加工方法是用以沿闭合的分断预定线而对高强化玻璃进行模切加工的方法，包含第1及第2预照射步骤、及正式照射步骤。第1预照射步骤是将激光聚光至基板内部的既定深度位置而沿分断预定线扫描激光，从而在基板内部形成第1加工痕。第2预照射步骤是将激光聚光至基板内部的既定深度位置而以包围分断预定线的方式，向分断预定线的外周侧扫描激光，从而在第1加工痕的外周侧形成第2加工痕。正式照射步骤是在第2步骤后，将激光聚光至基板内部的既定深度位置而沿分断预定线扫描激光，从而使龟裂自第1加工痕向基板的表面或背面推进。

Description

玻璃基板的加工方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃基板的加工方法，特别是涉及一种用以沿闭合的分断预定线，对在表面具有压缩应力，并且在内部具有拉伸应力的强化玻璃进行模切加工的玻璃基板的加工方法。

背景技术

作为借由激光而分断玻璃基板的技术，有如下的方法：将CO₂激光照射至玻璃基板而产生热应力，从而进行分断。在对表面经强化的强化玻璃进行分断的情形时，亦可借由使用此种现有习知的技术而进行分断。

然而，若玻璃基板的表面的强化度增加，则变得无法借由如上现有习知的技术而分断。因此，作为对高强度玻璃进行分断的方法，提供有如专利文献1所示的分断方法。

该专利文献1所示的方法是首先在玻璃基板中未形成有强化层的内部区域内形成作为改质层的第1破断线。接着，相同地在未形成有强化层的内部区域内，在浅于第1破断线的区域内形成第2破断线。借由形成上述破断线，沿分断预定线而推进龟裂，从而玻璃基板得以分断。再者，记载有如下情形：在该分断时，借由利用切割器而形成槽的机械切割、手动或机械性的操作而按压破断线的两侧，从而使弯曲力产生作用。

[先行技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]WO2010/096359A1（段落0024、0026、0027、0031、0032等）

有鉴于上述现有的玻璃基板的加工方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的玻璃基板的加工方法，能够改进一般现有的玻璃基板的加工方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

[发明所要解决的问题]

专利文献1中所记载的分断方法是主要以如下情形为前提：沿直线的分断预定线，对玻璃基板进行分断。因此，若将此种分断方法应用至自母材的玻璃基板分断取出矩形或者圆形等闭合的形状的单片的加工（以下，将此种加工记作“模切加工”），则加工品质下降。具体而言，存在如下等问题：龟裂自扫描激光的部分向外侧推进而破坏周围。特别是，在扫描方向发生变化的角隅部，多个龟裂自分断预定线分支而推进，从而周围的其他部分变得无法用作制品。

如上的状况是不仅合格率较差，而且亦存在于分断后获得的玻璃基板的强度下降等的问题。

本发明的目的在于，克服现有的玻璃基板的加工方法存在的缺陷，而提供一种新的玻璃基板的加工方法，所要解决的技术问题是在高强度玻璃的模切加工中，抑制向周围发展的龟裂而抑制强度的下降，非常适于实用。

[解决问题的技术手段]

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种玻璃基板的加工方法，其是用以沿闭合的分断预定线，对在表面具有压缩应力，并且在内部具有拉伸应力的强化玻璃进行模切加工的方法，且包含以下的步骤。

第1预照射步骤：将激光聚光至基板内部的既定的深度位置而沿分断预定线扫描激光，从而在基板内部形成第1加工痕。

第2预照射步骤：将激光聚光至基板内部的既定的深度位置而以包围分断预定线的方式，向分断预定线的外周侧扫描激光，从而在第1加工痕的外周侧形成第2加工痕。

正式照射步骤：在第2步骤后，将激光聚光至基板内部的既定深度位置而沿分断预定线扫描激光，从而使龟裂自第1加工痕向基板的表面或背面推进。

该方法是首先在基板内部，沿分断预定线而形成第1加工痕。其次，以包围第1加工痕的方式，在该第1加工痕的外周侧形成另一个第2加工痕。在以此方式沿分断预定线、及在分断预定线的外周侧形成加工痕后，再次沿分断预定线而扫描激光。借由该激光照射及扫描，龟裂自第1加工痕推进至基板的表面或背面，进而龟裂沿分断预定线而推进。此时，在分断预定线的外周侧，亦在第2预照射步骤中形成有加工痕，因此可抑制如下情形：龟裂自分断预定线分支而推进至分断预定线的外侧。

此处，自分断预定线脱离的龟裂的推进得到抑制，因此在自母材的玻璃基板模切加工单片时，可抑制周围的玻璃基板的损伤，从而合格率提高。又，因相同的原因，可抑制采取模切加工的玻璃基板的强度的下降。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的玻璃基板的加工方法，其中该第1预照射步骤的激光扫描与第2预照射步骤的激光扫描连续地实施。

此处，可在短时间内，容易地执行预照射步骤。

前述的玻璃基板的加工方法，其中该第1预照射步骤与第2预照射步骤的激光的聚光位置为相同的深度位置。

此处，与上述相同地，可在短时间内，容易地进行预照射步骤。

前述的玻璃基板的加工方法，更包含第3预照射步骤，该第3预照射步骤是将激光聚光至基板内部的既定的深度位置而向第2预照射步骤的扫描线的更外周侧扫描激光，从而在第2加工痕的外周侧形成第3加工痕。

此处，在分断预定线的加工痕的外周侧，进而双重地形成加工痕，因此分断变得更容易。

前述的玻璃基板的加工方法，其中该第1预照射步骤至第3预照射步骤的激光扫描连续地实施。

此处，与上述相同地，可在短时间内，容易地执行预照射步骤。

前述的玻璃基板的加工方法，其中该第1预照射步骤至第3预照射步骤的激光的聚光位置为相同的深度位置。

此处，与上述相同地，可在短时间内，容易地执行预照射步骤。

前述的玻璃基板的加工方法，其中该正式照射步骤的激光的聚光位置为较第1预照射步骤的激光的聚光位置更接近基板的表面或背面的位置。

此处，在正式照射步骤中，使激光聚光至较第1加工痕更接近基板的位置而进行扫描，因此龟裂易于容易地到达基板表面。因此，正式照射步骤后的分断步骤变得容易。

前述的玻璃基板的加工方法，其中该正式照射步骤的激光的聚光位置是较该第1预照射步骤的激光的聚光位置更接近基板的表面或背面的位置。

前述的玻璃基板的加工方法，其中该正式照射步骤的激光的聚光位置是较该第1预照射步骤的激光的聚光位置更接近基板的表面或背面的位置。

前述的玻璃基板的加工方法，其中该正式照射步骤的激光的聚光位置是较该第1预照射步骤的激光的聚光位置更接近基板的表面或背面的位置。

[发明的效果]

如上所述，本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明玻璃基板的加工方法可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：本发明是在相对于在表面具有压缩应力的强化层的强化玻璃进行模切加工时，可抑制向周围发展的龟裂而抑制强度的下降。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是应用本发明的一实施形态的分断方法的强化玻璃的模式剖面图。

图2是表示本发明的一实施形态的加工方法的激光扫描线的图。

图3是表示本发明的一实施形态的加工方法的实验1的结果（分断前）的照片。

图4A是表示正式照射后的玻璃基板的照片。

图4B是分离取出分断预定线L0的周围的基板的玻璃基板的照片。

图5是表示借由现有习知的加工方法而分断的比较实验的结果（整体）的照片。

【主要元件符号说明】

DOL：强化层深度

CS：压缩应力

CT：拉伸应力

L0：分断预定线

L1：第1外周线

L2：第2外周线

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的玻璃基板的加工方法其具体实施方式、加工方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

[玻璃基板]

在图1中，表示有作为分断对象的玻璃基板的剖面构成的一实施例。该玻璃基板是在表面具有压缩应力，并且在内部具有拉伸应力的强化玻璃。具体而言，在表面及背面的附近，具有越接近表面及背面则越大的压缩应力（CS）。而且，自表面及背面到达既定的深度的基板内部是相反地具有拉伸应力（CT）。在图1中，“DOL”是表示具有基板表面的压缩应力的强化层深度。

[分断方法]

在沿闭合的分断预定线而分断如上的强化玻璃（以下，亦存在简单地记作“基板”的情形）的情形时，执行如下的步骤。此处，以自1片母材的玻璃基板模切加工4个角为R形状的矩形的单片玻璃基板的情形为例而进行说明。

＜预照射步骤＞

将激光聚光至基板内部的具有拉伸应力的区域，从而如图2所示般沿分断预定线L0扫描激光，并且以双重地包围分断预定线L0的方式，向分断预定线L0的外周扫描激光。以下，将分断预定线L0的外周侧的线记作第1外周线L1，将第1外周线L1的更外周侧的线记作第2外周线L2。借由如上的激光扫描，沿分断预定线L0及其外周的第1及第2外周线L1、L2而在基板内部形成第1、第2及第3加工痕。此处，加工痕是借由激光而基板暂时软化或熔融，从而再次固化的状态的区域。

再者，在图2所示的实施例中，借由连续的步骤、即螺旋状地扫描沿分断预定线L0的激光照射、与沿外周侧的第1及第2外周线L1、L2的激光照射。因此，沿第1外周线L1的激光照射是以完全包围分断预定线L0的方式扫描，但对于沿第2外周线L2的激光照射，以仅包围4边中的3边的方式扫描。

＜正式照射步骤＞

在如上的预照射步骤结束后，将激光聚光至较预照射步骤中的激光聚光位置更靠表面侧的位置，从而沿分断预定线L0扫描激光。该情形时的激光照射是亦可沿分断预定线L0而扫描1周，但为了确实地进行分断，较佳为进行2周扫描。

借由执行如上的步骤，第1及第2外周线L1、L2的外侧、及分断预定线L0的外侧的部分得以分断，从而可抽取分断预定线L0的内侧的区域。

[实验例]

以下，表示应用本申请发明的实验结果。再者，模切形状是1边为30mm的矩形，且以半径为5mm的曲线连结4个角的形状。又，各线的间隔为1mm。

[实验1]

在实验1中，对于厚度为1.1mm的高强化玻璃（剖面构成是参照图1），执行以下的方法。再者，激光的重复频率是在以下的实验中，均为3MHz。

＜预照射＞

沿图2所示的各扫描线L0、L1、L2而连续地扫描激光。扫描次数为1次。又，激光的照射条件是在各线中相同，且如下。

激光输出：6W

扫描速度：300mm/s

加工深度：368μm

将进行以上的预照射的情形时的玻璃基板的情况示于图3。再者，为了防止在用以拍摄的基板的使用中基板破损，在基板贴附透明胶带。

＜正式照射＞

沿图2所示的分断预定线L0而扫描2次（2周）激光。激光的照射条件是2次均如下。

激光输出：6W

扫描速度：300mm/s

加工深度：145μm

进行以上的正式照射，结果未产生如自分断预定线向外周侧分支的龟裂。图4A是表示正式照射后的玻璃基板，图4B是表示分离取出分断预定线L0的周围的基板的玻璃基板。

[实验2]

在实验2中，对于厚度为0.7mm的高强化玻璃（剖面构成是参照图1），执行以下的方法。再者，激光的重复频率是与上述相同地，在以下的实验中，均为3MHz。

＜预照射＞

沿图2所示的各扫描线L0、L1、L2而连续地扫描激光。扫描次数为1次。又，激光的照射条件是在各线中相同，且如下。

激光输出：6W

扫描速度：300mm/s

加工深度：399μm

＜正式照射＞

沿图2所示的分断预定线L0而扫描2次（2周）激光。激光的照射条件是2次均如下。

激光输出：6W

扫描速度：300mm/s

加工深度：163μm

进行以上的正式照射，结果与实验1相同地（参照图4A），未产生如自分断预定线向外周侧分支的龟裂。

[比较实验例]

借由如下现有习知的方法，模切加工与以上的实验1及2相同的模切形状。再者，分断对象是厚度为1.1mm的高强化玻璃。又，激光的重复频率为1MHz。

[表1]

	激光输出(W)	扫描速度(mm/s)	加工深度(μm)
				分断预定线(第1次)	3	50	535
分断预定线(第2次)	3	50	290
				分断预定线(第3次)	3	50	290

如图5所示，以上现有习知的加工方法是自分断预定线向外周侧推进多个龟裂。

[实验结果汇总]

借由预照射，在分断预定线的外周侧，沿至少单重外周线照射激光，从而在基板内部形成加工痕，借此可在正式照射时，抑制自分断预定线向外周侧推进龟裂。可借由在外周线形成加工痕而抑制龟裂自分断预定线向外周侧的推进的原因并不明确，但可认为在形成加工痕时，基板暂时熔融，故加工痕的周围的基板内部的拉伸应力得到缓和，从而龟裂不会随意地向外周侧伸展。

外周线是只要为至少单重即可，且亦可形成双重以上的外周线。又，正式照射是只要沿分断预定线而进行1次激光扫描即可，但为了更确实地进行分断，较佳为进行2次激光扫描。

[其他实施形态]

本发明并不限定于如上的实施形态，可不脱离本发明的范围而实现各种变形或修正。

（a）模切形状是并不限定于上述实施形态。例如，在模切加工圆形或星形等闭合的形状的情形时，亦可相同地应用本发明。

（b）预照射的次数、或正式照射的次数是并不限定于上述实施形态。又，在实验1及2中，在预照射步骤与正式照射步骤中，改变加工深度（激光的聚光位置），但亦可在两步骤中，设为相同的加工深度。

（c）预照射步骤的激光扫描的方法是并不限定于螺旋状。亦可不使分断预定线与外周线连续而借由单独的步骤实施。

（d）正式照射步骤的激光的聚光位置（加工深度）是在上述实施形态中，设为较预照射的聚光位置（加工深度）更接近基板表面的位置，但亦可取代该位置而设为较预照射的聚光位置（加工深度）更接近基板背面的位置，从而使龟裂自第1加工痕向基板的背面推进。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种玻璃基板的加工方法，其用以沿闭合的分断预定线，对在表面具有压缩应力，并且在内部具有拉伸应力的玻璃进行模切加工，其特征在于包括如下的步骤：

第1预照射步骤，其是将激光聚光至基板内部的既定的深度位置而沿分断预定线扫描激光，从而在基板内部形成第1加工痕；

第2预照射步骤，其是将激光聚光至基板内部的既定的深度位置而以包围该分断预定线的方式，向该分断预定线的外周侧扫描激光，从而在该第1加工痕的外周侧形成第2加工痕；及

正式照射步骤，其是在该第2步骤后，将激光聚光至基板内部的既定深度位置而沿该分断预定线扫描激光，从而使龟裂自该第1加工痕向基板的表面或背面推进；

该第1加工痕与该第2加工痕是通过激光而基板暂时软化或熔融，从而再次固化的状态的区域。

2.根据权利要求1所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其中该第1预照射步骤的激光扫描与该第2预照射步骤的激光扫描是连续地实施。

3.根据权利要求1所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其中该第1预照射步骤与该第2预照射步骤的激光的聚光位置为相同的深度位置。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其更包含第3预照射步骤，将激光聚光至基板内部的既定的深度位置而向该第2预照射步骤的扫描线的更外周侧扫描激光，从而在该第2加工痕的外周侧形成第3加工痕。

5.根据权利要求4所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其中该第1预照射步骤至该第3预照射步骤的激光扫描是连续地实施。

6.根据权利要求5所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其中该第1预照射步骤至该第3预照射步骤的激光的聚光位置为相同的深度位置。

7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其中该正式照射步骤的激光的聚光位置是较该第1预照射步骤的激光的聚光位置更接近基板的表面或背面的位置。

8.根据权利要求4所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其中该正式照射步骤的激光的聚光位置是较该第1预照射步骤的激光的聚光位置更接近基板的表面或背面的位置。

9.根据权利要求5所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其中该正式照射步骤的激光的聚光位置是较该第1预照射步骤的激光的聚光位置更接近基板的表面或背面的位置。

10.根据权利要求6所述的玻璃基板的加工方法，其特征在于其中该正式照射步骤的激光的聚光位置是较该第1预照射步骤的激光的聚光位置更接近基板的表面或背面的位置。