CN104768888A - 工件切断方法和工件切断装置 - Google Patents

工件切断方法和工件切断装置 Download PDF

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Abstract

该工件切断方法为在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层(L1)层叠于非强化层(L2)的表面的工件的工件切断方法，包括：在与厚度方向垂直的方向上连续地加热强化层的表面，向强化层和非强化层传递热的工序；对加热后的工件表面喷射冷却介质，在非强化层中的与强化层的边界部分，使非强化层的破坏应力σ以上的热应力产生的工序。根据该工件切断方法，能够迅速切断工件，并且抑制切断部分的品质的劣化。

Description

工件切断方法和工件切断装置
技术领域
本发明涉及通过热应力切断工件的工件切断方法和工件切断装置。
本发明基于2012年11月19日在日本申请的特愿2012-253024号而主张优先权，将其内容引用于此。
背景技术
一直以来，在切断板状玻璃作为工件时，作为前处理，公知一种在进行在工件表面上形成槽的划线加工之后，通过弯曲加工使应力集中在槽处从而切断的方法。另外，近年，普及一种通过离子交换等化学处理在表面维持压缩应力而形成强度增强的强化层并使强度提高的强化玻璃。由于在强化玻璃的强化层上难以形成刻痕，因而与未形成强化层的玻璃相比，难以对强化玻璃施加划线加工。
因此，例如，在专利文献1中记载的切断处理中，首先，通过刀具等在形成强化层的工件表面的一端形成初期裂缝。然后，通过以工件表面的初期裂缝作为起点连续地进行激光的照射和薄雾等导致的冷却，使裂缝从初期裂缝沿着激光照射区域的轨迹在工件表面的面方向上进展。另外，在专利文献2中记载的切断处理中，预先通过划片等在形成强化层的工件表面上形成切断预定槽，对该切断预定槽进行激光的照射和冷却从而切断工件。
在专利文献3至5中也公开了这样的通过对工件连续地进行激光的照射和冷却而在工件上产生裂缝，沿着裂缝切断工件的方向。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-171810号
专利文献2：日本特开2012-31018号
专利文献3：日本特开2007-76077号
专利文献4：日本特开2002-346782号
专利文献5：日本特开2005-212364号。
发明内容
发明要解决的问题
如在专利文献1和专利文献2中所记载的，如果在工件上借助刀具和切片等机械地施加应力而形成初期裂缝和切断预定槽，那么由于从初期裂缝和切断预定槽产生无数的裂纹，因而工件的品质劣化。并且，除划线槽之外，以用于产生初期裂缝、切断预定槽的加工时间程度，间歇时间降低。
另外，包括专利文献1和专利文献2，在以现有技术的划线加工作为前提的工件的切断处理中，存在划线槽的痕迹残留于切断面上的情况。而且，在产生划线槽之后，存在对工件施加弯曲加工的必要，这也使间歇时间降低。
本发明的目的在于提供能够迅速切断工件并且抑制切断部分上的品质的劣化的工件切断方法和工件切断装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的第一方式涉及的工件切断方法是在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断方法，包括：在与上述厚度方向垂直的方向上连续地加热强化层的表面，向强化层和非强化层传递热的工序；对加热后的工件表面喷射冷却介质，在非强化层中的与强化层的边界部分，使非强化层的破坏应力以上的热应力产生的工序。
另外，为了解决上述课题，本发明的第二方式涉及的工件切断方法是在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断方法，包括：在与上述厚度方向垂直的方向上连续地加热强化层的表面，向强化层和非强化层传递热的工序；对加热后的工件表面喷射冷却介质，在非强化层中的与强化层的边界部分，在上述厚度方向上使裂缝产生的工序。
另外，为了解决上述课题，本发明的第三方式涉及的工件切断方法是在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断方法，包括：在与上述厚度方向垂直的方向上连续地加热强化层的表面，向强化层和非强化层传递热的工序；对加热后的工件表面喷射冷却介质的工序；以及在加热强化层的表面的工序和对加热后的工件表面喷射冷却介质的工序的结束后，在工件上从这些工序的结束位置朝向开始位置使裂缝产生的工序。
在上述第一至第三方式中，在加热强化层的表面的工序中，加热处理的开始位置和结束位置也可处于工件的表面与侧面的边界处。
并且，在加热强化层的表面的工序中，也可从加热处理的开始位置至结束位置直线状地加热工件。
另外，在上述第一至第三方式中，在加热强化层的表面的工序中，也可照射激光而加热。
在该情况下，激光也可为以二氧化碳作为介质而形成的。
并且，在加热强化层的表面的工序中，也可对工件表面的相同部位多次照射激光。在该情况下，先照射的激光一方也可比后照射激光在到达工件表面时具有的每单位面积的能量高。
另外，在上述第一或第三方式中，在加热强化层的表面的工序之前，也可进一步包括从工件的背面以均等的压力支撑工件的工序。
另外，为了解决上述课题，本发明的第四方式涉及的工件切断装置是在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断装置，其具备：加热部，在与上述厚度方向垂直的方向上连续地加热强化层的表面，向强化层和非强化层传递热；和冷却部，对加热后的工件表面喷射冷却介质，在非强化层中的与强化层的边界部分，使非强化层的破坏应力以上的热应力产生。
另外，为了解决上述课题，本发明的第五方式涉及的工件切断装置是在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断装置，具备：加热部，在与上述厚度方向垂直的方向上连续地加热强化层的表面，向强化层和非强化层传递热；和冷却部，对加热后的工件表面喷射冷却介质。而且，加热部的加热和冷却部的冷却的结束位置确定为使得，在这些加热和冷却的结束后的工件上，从上述结束位置朝向加热和冷却的开始位置使裂缝产生。
发明的效果
根据本发明，能够迅速切断工件，并且抑制切断部分的品质的劣化。
附图说明
图1是用于说明作为工件的强化玻璃的图。
图2是工件切断装置的概略立体图。
图3是用于说明工件切断处理的流程的流程图。
图4A是用于说明热应力作用于工件的原理的图。
图4B是用于说明热应力作用于工件的原理的图。
图4C用于说明热应力作用于工件的原理。
图4D是用于说明热应力作用于工件的原理的图。
图5A是用于说明工件中的激光的照射区域的图。
图5B是用于说明工件中的激光的照射区域的图。
图6是示出作用于工件的应力分布的示例的图。
图7A是用于说明在工件上产生的裂缝的进展的方向的图。
图7B是用于说明在工件上产生的裂缝的进展的方向的图。
图7C是用于说明在工件上产生的裂缝的进展的方向的图。
图8A是用于说明在强化层内产生永久变形的原理的图。
图8B是用于说明在强化层内产生永久变形的原理的图。
图8C是用于说明在强化层内产生永久变形的原理的图。
图9是示出工件的端部的形状的示例的图。
图10A是用于说明切断工件的次序的示例的图。
图10B是用于说明切断工件的次序的示例的图。
图10C是用于说明切断工件的次序的示例的图。
图10D是用于说明切断工件的次序的示例的图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细地说明本发明的优选实施方式。涉及的实施方式所示的尺寸、材料、其它具体的数值等仅仅是为了使本发明的理解容易的示例，除非特别说明的情况下，不限制本发明。并且，在本说明书和附图中，关于具有实质上相同的作用、构成的要素，通过标注相同的符号而省略重复说明，另外，与本发明无直接关系的要素省略图示。
图1是用于说明强化玻璃的工件W的图，示出与工件W的厚度方向平行的剖面图。在本实施方式中，工件W由例如强化玻璃的板材(基板)等构成。
在工件W的表面上，施加将玻璃中的碱性离子交换成离子半径更大的碱的离子交换处理，从而形成作用有压缩应力的强化层L1。即，工件W的作用有压缩应力的强化层L1层叠于非强化层L2的表面。在此，将工件W中不是强化层L1的层称为非强化层L2。工件W的非强化层L2由邻接的强化层L1拉伸，结果，在非强化层L2作用有拉伸应力。并且，本发明所适用的工件W的厚度虽未特别限定，但是强化层L1的厚度优选地为15μｍ以上，更优选地为45μｍ以上。
图2是工件切断装置1的概略立体图。如图2所示，工件切断装置1具备载置工件W的基座2。在基座2上，设有由多孔质体3a和设于该多孔质体3a的下部的未图示的吸引部构成的多孔质卡盘3，工件W设置于多孔质卡盘3上。通过多孔质卡盘3，工件切断装置1以均等的压力支撑工件W的背面。
在基座2的铅直上方配置有支撑于基座2的朝向工件W的表面照射激光的激光照射部4(加热部)。激光照射部4包括振荡器4a和头部4b而构成。振荡器4a通过激励源使介质的电子跃迁为激励状态，并将再次返回基态时的放出光通过共振器共振、增幅。在本实施方式中，激光是以二氧化碳作为介质形成的。头部4b将从振荡器4a输出的激光朝向照射区域A照射。
搬送部5使激光照射部4和工件W相对移动。在图2所示的示例中，激光照射部4的位置是固定的，工件W通过搬送部5与基座2共同移动。
具体而言，搬送部5包括台座5a而构成。台座5a配置有相对的一对轨道5b，在轨道5b之间设置有基座2。而且，固定于设于台座5a的空间5c的马达5d使在轨道5b的移动方向上延伸的滚珠丝杠5e转动。在滚珠丝杠5e上，螺纹接合有固定于基座2的铅直下侧面的未图示的螺母，与滚珠丝杠5e的转动相应地，螺母和基座2在滚珠丝杠5e的延伸方向上移动。
喷射部6(冷却部)由例如薄雾喷射装置构成，设于比激光照射部4更向工件W的搬送方向前方侧，对照射激光的工件W的表面喷射冷却介质。作为冷却介质，使用例如雾(薄雾)状的水。
喷射部6喷射冷却介质的对象为，在工件W中比激光的照射区域A更向工件W的搬送方向(在图2中，空箭头所示)的前方侧的部位(冷却区域B)。即，喷射部6对在工件W中通过激光照射部4照射激光的部位喷射薄雾。
并且，在此，说明了激光照射部4的位置固定且工件W移动的情况，但是与此相反地，也可为工件W的位置固定且激光照射部4移动的构成。在这种情况下，期望的是喷射部6也与激光照射部4一体地移动。总之，搬送部5使激光照射部4和工件W相对移动，将喷射部6设于相对激光照射部4的工件W的移动方向前方侧即可。
图3是用于说明工件切断处理的流程的流程图。下面。详细描述使用上述的工件切断装置1的工件切断方法。
(设置步骤S110)
首先，将工件W设置于配置于工件切断装置1的基座2的多孔质卡盘3上，开始多孔质卡盘3导致的吸引。通过多孔质卡盘3，从工件W的背面以均等的压力支撑工件W。
(搬送开始步骤S120)
接着，搬送部5开始工件W的搬送，使激光照射部4和喷射部6以及工件W相对移动。
(加热开始步骤S130)
激光照射部4在后面详细说明，能够对工件W的强化层L1的表面中的多个部位照射激光。伴随着工件W的搬送，如果工件W的强化层L1的表面到达激光的照射位置，那么激光照射部4从工件W到达激光的照射位置的振荡器4a依次开始激光的照射。激光由工件W的强化层L1的表面吸收，工件W的强化层L1的表面被加热。
这样，从激光照射部4照射的激光在与厚度方向垂直的方向(面方向)上，沿着工件W的搬送方向扫描工件W的强化层L1的表面。激光照射部4通过在强化层L1的面方向上连续地加热，从而向强化层L1和非强化层L2传递热。
(冷却开始步骤S140)
喷射部6在加热后的工件W的表面上喷射冷却介质。与激光照射部4相同地，由于喷射部6的位置是固定的，因而冷却介质连续地冷却工件W的强化层L1的表面中激光的照射部分。此时，在工件W的内部产生热应力。
图4A至图4D是用于说明热应力作用于工件W的原理的图。如图4A所示，如果进行激光照射部4导致的激光的照射，那么工件W的强化层L1的表面被加热(高温域H)。强化层L1的表面的热传导至工件W的内部的非强化层L2。
而且，如图4B所示，通过喷射部6对工件W的强化层L1的表面喷射冷却介质，高温域H的工件W的强化层L1的表面被冷却(低温域C)。虽然根据温度变化，高温域H意图膨胀、低温域意图收缩，但是通过在工件W中高温域H和低温域C的周围的温度变化小的领域而抑制变形。结果，如图4C中空箭头所示，在高温域H中产生压缩应力，在低温域C中产生拉伸应力。
由于相对强化层L1非强化层L2强度相对低，因而伴随着高温域H和低温域C的存在，在强化层L1和非强化层L2上产生的热应力超过非强化层L2的破坏应力(破坏强度)，结果，在非强化层L2产生裂缝。即，在非强化层L2的与强化层L1的边界部分作用有非强化层L2的破坏应力以上的热应力，从而产生裂缝。
而且，如果局部的温度差缓和而消除热应力，那么如图4D所示，由于承受强化层L1的压缩应力的力，在非强化层L2上作用有拉伸应力，因而在非强化层L2上产生的裂缝在工件W的厚度方向上进展，从而切断非强化层L2。
图5A和图5B是用于说明工件W中的激光的照射区域A的说明图。虽然已知工件W的搬送速度越高速，越能够抑制切断的工件W的品质劣化，但是如果提高工件W的搬送速度，那么对工件W的激光的照射时间变短。因此，如图5B所示，虽然考虑到将激光的照射区域A’在工件W的搬送方向(在图5A和图5B中，空箭头所示的方向)上延长而拉长照射时间，但是这样的话照射区域的两端侧的温度难以上升。
因此，在本实施方式中，激光照射部4分别具有多个振荡器4a和头部4b。而且，如图5A所示，激光照射部4对工件W的强化层L1的表面的多个部位同时照射激光(照射区域A)。
此时，工件W中的激光的照射区域A的排列方向变为相对搬送部5导致的工件W的搬送方向平行。因而，如果搬送部5搬送工件W，那么对工件W的强化层L1的表面的相同部位多次照射激光。
在本实施方式中，使用了能量为高输出的二氧化碳导致的激光，但是由于涉及的激光不透过玻璃而由表面吸收，因而加热部分变为工件W的强化层L1的表面。为了在强化层L1和非强化层L2的边界部分上产生破坏应力以上的热应力，存在将表面的热传热至强化层L1和非强化层L2的边界部分的必要。而且，为了有效地进行向上述边界部分的传热，优选地急速加热强化层L1的表面，来大大地产生温度差。
如上面所述，通过多次照射激光，缩小各自的激光的照射范围，能够提高在到达工件W的强化层L1的表面时具有的每单位面积的能量，变得能够将工件W的强化层L1的表面局部地急速高温化。因而，能够易于从强化层L1向非强化层L2传热，可靠地加热至非强化层L2的切断所必要的温度。而且，通过强化层L1的冷却，变得能够产生超过上述破坏应力的热应力。
另外，在本实施方式中，对于工件W的强化层L1的表面的相同部位，先照射的激光一方比后照射的激光，在到达工件W的强化层L1的表面时具有的每单位面积的能量高。
具体而言，在图5A中，相对定位于右侧的照射区域A一方比相对定位于左侧的照射区域A，到达照射区域A的激光具有的每单位面积的能量高。在此，在激光照射部4中准备输出不同的两种振荡器4a，在右侧的三个照射区域A，通过输出相对高的振荡器4a照射激光R1，在剩余的五个照射区域A，通过输出相对低的振荡器4a照射激光R2。
并且，从激光照射部4射出的激光的输出也依赖于工件W的厚度和材质、工件W内的应力分布、工件W的搬送速度(工件W和激光照射部4的相对移动速度)等，例如在准备输出不同的两种振荡器4a的情况下，为总计180瓦特的程度。
另外，也可通过调整激光的收敛位置，缩小照射区域A的大小，将上述的每单位面积的能量设定为图5A中的相对定位于右侧的照射区域A一方变得较大。
这样，对向非强化层L2侧的传热的影响大，在初期的加热时机使强化层L1的表面急速地高温化，此后，以能够进行最低限度的保温的程度加热强化层L1的表面，来使向非强化层L2传热的热不逃逸。通过涉及的构成，可以抑制激光导致的能量消耗，并且在冷却处理中，迅速地完成喷射部6导致的强化层L1的表面的低温化。
图6是示出作用于工件W的应力分布的图表。在图6中，横轴示出从工件W的强化层L1的表面起的深度相对工件W的板厚的百分比(沿着工件W的板厚方向的相对深度)，纵轴示出作用于工件W的工件W的宽度方向(与工件W的表面平行且与工件W的搬送方向垂直的方向)的应力。在此，以正值示出拉伸方向的应力，以负值示出压缩方向的应力。另外，在图6中，一点划线示出热应力作用之前的初期应力，虚线示出使热应力作用之后的最终的内部应力。
如图6所示，在初期应力中，在强化层L1上作用有压缩应力，在非强化层L2上作用有拉伸应力，强化层L1和非强化层L2的边界部分的应力几乎变为零。
另一方面，使热应力作用后的最终的内部应力，在照射激光的图6中左侧(照射激光的工件W的表面侧)的强化层L1和非强化层L2的边界部分上超过非强化层L2的破坏应力σ。这样，非强化层L2从与强化层L1的边界部分切断。
(加热停止判定处理步骤S150)
返回图3，判定激光照射部4导致的多个照射区域A中的任一个是否到达在工件W的强化层L1的表面上的切断的结束位置，在未到达的情况(S150中的否)下，重复加热停止判定步骤S150，在任何一个到达结束位置的情况(S150中的是)下，将处理转移至加热停止处理步骤S160。
(加热停止处理步骤S160)
激光照射部4停止照射区域A到达结束位置的激光的照射，停止工件W的强化层L1的表面的加热。
(全部加热停止判定处理步骤S170)
判定激光照射部4导致的激光的照射是否全部停止，在未停止的情况(S170中的否)下，向加热停止判定处理步骤S150转移处理，在激光照射部4导致的激光的照射全部停止的情况(S170中的是)下，向冷却停止判定处理步骤S180转移处理。
(冷却停止判定处理步骤S180)
判定喷射部6导致的冷却区域B是否到达在工件W的强化层L1的表面上的切断的结束位置(工件W的搬送方向后端部)，在未到达的情况(S180中的否)下，重复冷却停止判定步骤S180，如果到达(S180中的是)，那么向冷却/搬送停止处理步骤S190转移处理。
(冷却/搬送停止处理步骤S190)
喷射部6停止冷却介质的喷射，在搬送部5将工件W搬送至规定位置后，停止工件W的搬送，向后处理步骤S200转移处理。
(后处理步骤S200)
停止多孔质卡盘3导致的吸引，将工件W从工件切断装置1取出。
图7A至图7C是用于说明工件W的裂缝的进展的方向的说明图。如图7A所示，伴随着工件W的搬送，非强化层L2的裂缝在厚度方向上进展，并且沿着搬送方向(图中，以空箭头示出)进展。
而且，通过工件W的搬送，在图7A至图7C中，激光的照射区域A和冷却区域B从工件W的上侧端(始点)移动至下侧端(终点)，如图7B所示，非强化层L2的裂缝从始点进展至终点。于是，如图7C所示，在强化层L1中，裂缝逆向地从下侧端(终点)向上侧端(始点)进展。这样，自动地切断工件W。
本申请发明者从实验发现，在将加热处理和冷却处理在到达工件W的搬送方向的后端部之前停止的情况下，在强化层L1上，裂缝不进展，工件W不被切断。
在加热和冷却本实施方式的强化层L1的表面的工序(从上述步骤S130至步骤S190)中，对工件W的加热处理和冷却处理的开始位置和结束位置，处于工件W的强化层L1的表面和侧面之间的边界(表面端)，即，工件W的两端部。通过涉及的构成，强化层L1的裂缝从端部进展至端部，能够可靠地切断工件W。
并且，推断在强化层L1中，裂缝逆向地从终点向始点进展的理由是如下所述。
在以偏光显微镜观察激光的照射和冷却结束后的工件W的表面时，判明了在激光的照射区域A处，工件W的表面稍微突起。这表示在激光的照射区域A中，在强化层L1内产生了永久变形。
图8A至图8C是用于说明在强化层L1内产生永久变形的原理的图。并且，在这些图中，空箭头示出作用于强化层L1和非强化层L2的应力的方向。
如图8A所示，如果对工件W照射激光，那么强化层L1的表面被加热而在强化层L1内形成高温域H。另外，与此相伴，在高温域H中的工件W的宽度方向中央部(在图8A中以符号S示出的部分。下面，称为变形部)处，温度超过强化层L1的变形点，强化层L1的流动性变化(软化)。另外，与此相伴，在变形部S处压缩应力下降。
另一方面，由于在变形部S的周围的强化层L1上作用有常规的压缩应力，因而如图8B所示，变形部S从周围的强化层L1接受压缩应力，在宽度方向上收缩(参照图8B中的从虚线向实线的变化)。另外，与此相伴，变形部S从工件W的表面稍微突起。另一方面，在非强化层L2上作用有拉伸应力。
如果对工件W的表面喷射冷却介质而将强化层L1的表面冷却，那么如图8C所示，维持了变形部S的收缩。结果，在变形部S内产生永久变形。另外，由于在非强化层L2上作用有拉伸应力，因而变形部S的变形进一步变大。但是，在该状态下，如之前与图4D一起所说明的，即使在非强化层L2上产生裂缝，通过这些作用，在变形部S内累积的变形也不超过变形部S的破坏强度。因而，在变形部S上不产生裂缝。
另外，作为工件W使用的强化玻璃的端部(表面与侧面的边界)如图9中符号V所示被倒角。即，在工件W的端部处强化层L1变薄，结果，在工件W的端部形成的变形部S的破坏强度也相对降低。因而，如之前在图7B中所示，如果激光的照射区域A和冷却区域B移动至终点(即工件W的端部)，那么在工件W的端部处，在变形部S内累积的变形超过变形部S的破坏强度，在变形部S上产生裂缝。
而且，该裂缝变为起点，累积于变形部S内的变形被释放，在强化层L1上，裂缝逆向地从终点朝向始点进展，工件W被自动地切断。
另一方面，在对工件W的激光的照射和冷却(下面，称为切断操作)的终点，如果工件W的强化层L1未变薄，那么在变形部S内累积的变形不能超过变形部S的破坏强度，结果，工件W不被自动地切断。在这种情况下，通过在工件W的表面上形成初期裂缝，使切断操作的终点上的强化层L1变薄。
在下面列举考虑上述的适用本实施方式涉及的工件切断方法和工件切断装置的工件W的切断的实例。
图10A至图10D是举例说明将一片工件W切断成四片小片W1至W4的情况下的切断顺序的工件W的平面图。工件W是在端部形成倒角V的强化玻璃。
首先，对工件W，沿着在图10A中以箭头B1示出的线进行切断操作。在此情况下，在切断操作的终点(图10A中的E1)，工件W的强化层L1通过倒角V而变薄。因而，在切断操作的结束后，从终点E1朝向始点，沿着线B1自动地切断工件W，得到小片WA、WB。
接着，对小片WA、WB，沿着在图10A中以箭头B2示出的线进行切断操作。在此情况下，在对小片WA的切断操作的终点(图10A中的E2)上，强化层L1不变薄。因而，存在在切断操作之前，在小片WA的表面上在终点E2处沿着线B2形成初期裂缝C1的必要。另一方面，由于在对小片WB的切断操作的终点(图10A中的E3)上形成有倒角V，因而在对小片WB的切断操作时，不需要初期裂缝的形成。
在终点E2处形成初期裂缝后，通过沿着线B2进行切断操作，在切断操作的结束后，从终点E2、E3沿着线B2朝向始点自动地切断小片WA、WB，得到小片W1至W4。
并且，代替在小片WA的终点E2处形成初期裂缝，也可如图10B所示，在将小片WA从图10A所示的位置水平地180度反转后，沿着线B2进行切断操作。在此情况下，由于在对小片WA的切断操作的终点(图10A中的E4)形成有倒角V，因而即使在对小片WA的切断操作时，也不需要初期裂缝的形成。
或者，如图10C所示，也可在沿着线B1的工件W的切断后，以得到的小片WA、WB的切断面上的点S1作为起点，沿着与线B1垂直的线B3、B4分别进行切断操作。在此情况下，由于在对小片WA、WB的切断操作的终点(图10C中的E5、E3)均形成有倒角V，因而在切断操作之前也不需要初期裂缝的形成。
但是，在沿着线B3从点S1进行小片WA的切断操作的情况下，期望从上方用掩膜M1覆盖点S1的小片WB侧，来使激光不照射。同样，在沿着线B4从点S1进行小片WB的切断操作的情况下，期望从上方用掩膜M2覆盖点S1的小片WA侧，来使激光不照射。这些理由是为了避免：在以相同的点S1作为起点，沿着线B3、B4的两次切断操作时，因在点S1的附近，对小片WA、WB过度地照射激光而导致的不良状况。
或者，如图10D所示，也可预先将小片WA、WB分离，以小片WA、WB的切断面上的点S2、S3作为起点，沿着与线B1垂直的线B3、B4分别进行切断操作。在该情况下，也与图10C相同地，在切断操作之前不需要初期裂缝的形成，另外，由于将小片WA、WB分离，因而以分离的点S2、S3作为起点进行沿着线B3、B4的切断操作。因而，在沿着线B3、B4的切断操作时，不需要掩膜M1、M2。
另外，在本实施方式中，在加热和冷却强化层L1的表面的工序中，也可从开始位置至结束位置直线状地加热和冷却工件W。通过涉及的构成，强化层L1的裂缝直线状地进展，因而可以易于沿着非强化层L2的切断面很好地切断强化层L1，抑制工件W的品质的劣化。
另外，如上面所述，在本实施方式中，由于能够既不作为前处理设置划线槽等，也不作为后处理施加弯曲加工而切断工件W，因而能够缩短间歇时间并能够迅速地完成处理。而且，不在切断面上产生槽的痕迹，也不在前处理产生裂纹。因而，可以抑制工件的品质的劣化。
另外，由于若上述加热处理和冷却处理完成则工件W被一口气切断，因而如果工件W的保持力存在偏移，那么作用于工件W的应力产生偏移，存在裂缝在不想要的方向上进展的可能性。在本实施方式中，如上面所述，由于从工件W的背面以均等的压力支撑工件W，因而能够使裂缝在希望的方向上进展而切断工件W。
在上述实施方式中，说明了作为加热部使用激光照射部4的情况，但是加热部在面方向上连续地加热强化层L1的表面并向强化层L1和非强化层L2传递热即可，例如也可为煤气火焰。
另外，虽然说明了激光照射部4以二氧化碳作为介质的情况，但是只要能够加热工件W的强化层L1的表面，也可使用其它介质。例如，也能够使用以更短的波长对工件W(玻璃)透过性高的脉冲激光等。
另外，虽然说明了在加热强化层L1的表面的工序中，对强化层L1的表面的相同部位，多次照射激光，并且先照射的激光一方比后照射的激光在到达强化层L1的表面时具有的每单位面积的能量高的情况，但是这不是必需的构成。即，激光的照射区域也可为单一的，多个照射区域的能量也可为相同的。
另外，虽然说明了在加热强化层L1的表面的工序之前，从工件W的背面以均等的压力支撑工件W的情况，但是也可支撑工件W的强化层L1的表面中的激光的照射区域以外的表面，支撑压力也可为不均等的。
另外，在上述实施方式中，说明了作为从工件W的背面以均等的压力支撑工件W的办法而使用多孔质卡盘3的情况，但是不限于多孔质卡盘3，也可贴附粘着于工件W中的与照射激光的表面相反的背面的带而支撑。在该情况下，粘着带可贴附于工件W的背面整体，也可空开间隔而贴附于多个部位。
上面，参照附图说明了本发明的优选实施方式，但是本发明不用说也不限于这样的实施方式。本领域技术人员的话，在权利要求书中记载的范畴中能够想到各种变型和修改这点是显而易见的，这些当然也被理解为属于本发明的技术范围之内。
产业上的可利用性
本发明能够利用于通过热应力来切断工件的工件切断方法和工件切断装置。
附图标记
L1  强化层
L2  非强化层
W  工件
1  工件切断装置
4  激光照射部(加热部)
6  喷射部(冷却部)。

Claims (11)

1. 一种工件切断方法，为在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断方法，包括：
在与所述厚度方向垂直的方向上连续地加热所述强化层的表面，向所述强化层和所述非强化层传递热的工序；以及
对加热后的所述工件表面喷射冷却介质，在所述非强化层中的与所述强化层的边界部分，使所述非强化层的破坏应力以上的热应力产生的工序。
2. 一种工件切断方法，为在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断方法，包括：
在与所述厚度方向垂直的方向上连续地加热所述强化层的表面，向所述强化层和所述非强化层传递热的工序；以及
对加热后的所述工件表面喷射冷却介质，在所述非强化层中的与所述强化层的边界部分，在所述厚度方向上使裂缝产生的工序。
3. 一种工件切断方法，为在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断方法，包括：
在与所述厚度方向垂直的方向上连续地加热所述强化层的表面，向所述强化层和所述非强化层传递热的工序；
对加热后的所述工件表面喷射冷却介质的工序；以及
在加热所述强化层的表面的工序和对加热后的所述工件表面喷射冷却介质的工序的结束后，在所述工件上从这些工序的结束位置朝向开始位置使裂缝产生的工序。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的工件切断方法，其特征在于，在加热所述强化层的表面的工序中，加热处理的开始位置和结束位置处于所述工件的表面与侧面的边界处。
5. 根据权利要求4所述的工件切断方法，其特征在于，在加热所述强化层的表面的工序中，从所述开始位置至所述结束位置直线状地加热所述工件。
6. 根据权利要求1至3中的任一项所述的工件切断方法，其特征在于，在加热所述强化层的表面的工序中，照射激光而加热。
7. 根据权利要求6所述的工件切断方法，其特征在于，所述激光是以二氧化碳作为介质形成的。
8. 根据权利要求6所述的工件切断方法，其特征在于，在加热所述强化层的表面的工序中，对所述工件表面的相同部位，多次照射激光，并且先照射的激光一方比后照射的激光在到达工件表面时具有的每单位面积的能量高。
9. 根据权利要求1至3中的任一项所述的工件切断方法，其特征在于，在加热所述强化层的表面的工序之前，还包括从所述工件的背面以均等的压力支撑所述工件的工序。
10. 一种工件切断装置，为在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断装置，具备：
加热部，其在与所述厚度方向垂直的方向上连续地加热所述强化层的表面，向所述强化层和所述非强化层传递热；
冷却部，其对加热后的所述工件表面喷射冷却介质，在所述非强化层中的与所述强化层的边界部分，使所述非强化层的破坏应力以上的热应力产生。
11. 一种工件切断装置，为在工件的厚度方向上切断作用有压缩应力的强化层层叠于非强化层的表面的工件的工件切断装置，具备：
加热部，其在与所述厚度方向垂直的方向上连续地加热所述强化层的表面，向所述强化层和所述非强化层传递热；和
冷却部，其对加热后的所述工件表面喷射冷却介质；
所述加热部的加热和所述冷却部的冷却的结束位置确定为使得，在所述加热和所述冷却的结束后的所述工件上，从所述结束位置朝向所述加热和所述冷却的开始位置使裂缝产生。
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