CN110342806B - 带通孔玻璃盖板的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带通孔玻璃盖板的加工方法。该带通孔玻璃盖板的加工方法包括步骤：预设多个切割路径，切割路径包括第一路径及第二路径，第一路径围住第二路径，第一激光对玻璃基板切割第一路径及第二路径，以形成第一切割道及第二切割道，第二激光对第二切割道所围成的待去除区域进行扫描，使待去除区域脱离玻璃基板，对第一切割道进行加宽处理，对玻璃基板进行分离，得到玻璃盖板。上述带通孔玻璃盖板的加工方法中，能够对玻璃基板上多个待加工产品同时进行塑形、强化等加工工艺的处理，最后再对玻璃基板的多个加工完成的产品统一进行分离，能够把对单个小片的加工处理转变为对玻璃基板上的所有待加工产品进行处理，较大程度的提高了加工效率。

Description

带通孔玻璃盖板的加工方法

技术领域

本发明涉及激光加工领域，特别是涉及带通孔玻璃盖板的加工方法。

背景技术

强化玻璃是一种坚硬的防护材料，由于其价格低廉，加工精度好，效率高，强化深度可控，抗冲击能力强等优势，成为各类消费电子、零部件的保护盖板的主要材料选择。

传统的玻璃盖板加工技术多采用CNC技术，但这种加工技术在玻璃打孔及切割方面的生产效率还有待提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种提高生产效率的带通孔玻璃盖板的加工方法。

一种带通孔玻璃盖板的加工方法，包括如下步骤：

预设多个切割路径，所述切割路径包括第一路径及第二路径，所述第一路径围住所述第二路径；

第一激光对玻璃基板切割所述第一路径及所述第二路径，以形成第一切割道及第二切割道；

第二激光对所述第二切割道所围成的待去除区域进行扫描，使所述待去除区域脱离所述玻璃基板；

对所述第一切割道进行加宽处理；

对所述玻璃基板进行分离，得到玻璃盖板。

上述带通孔玻璃盖板的加工方法中，能够对玻璃基板上多个待加工产品同时进行塑形、强化等加工工艺的处理，最后再对玻璃基板的多个加工完成的产品统一进行分离。与传统的CNC技术中先将玻璃基板切割为多个小片，再对小片进行加工工艺的处理相比，能够把对单个小片的加工处理转变为对玻璃基板上的所有待加工产品进行处理，较大程度的提高了加工效率。

在其中一个实施例中，所述第二激光对所述第二切割道所围成的待去除区域进行扫描的步骤包括：

所述第二激光对所述第二切割道所围成的待去除区域进行扫描的方式为所述第二激光以圆形路径进行扫描；及

冷却所述玻璃基板。

在其中一个实施例中，所述待去除区域为圆形，所述第二激光扫描的圆形路径的圆心与所述待去除区域的圆心相同，且直径小于所述待去除区域的直径的一半。

在其中一个实施例中，所述对所述第一切割道进行加宽处理的方式为将所述玻璃基板放于酸性腐蚀溶液中浸泡10秒至200秒。

在其中一个实施例中，所述对所述第一切割道进行加宽处理的步骤之前还包括对所述玻璃基板进行超声波清洗。

在其中一个实施例中，所述对所述第一切割道进行加宽处理的步骤之后还包括强化增加所述玻璃基板的强度。

在其中一个实施例中，所述强化增加所述玻璃基板的强度的步骤包括；

将所述玻璃基板放于含有碱金属离子的硅酸盐溶液中浸泡；

将浸泡中的所述玻璃基板高温加热；及

冷却加热后的所述玻璃基板。

在其中一个实施例中，所述对所述玻璃基板进行分离，得到玻璃盖板的步骤之前还包括对所述玻璃基板进行镀膜。

在其中一个实施例中，在所述玻璃基板的一面镀减反膜，在所述玻璃基板的另一面镀防刮擦膜及防指纹膜。

在其中一个实施例中，所述第一激光为皮秒长焦深光束。

在其中一个实施例中，所述第二激光为红外二氧化碳激光。

附图说明

图1为一实施方式的带通孔玻璃盖板的加工方法流程图；

图2为如图1中所示玻璃基板的切割路径的俯视图；

图3为如图1中所示玻璃基板的剖视图；

图4为如图1中所示去除了待去除区域玻璃基板的俯视图；

图5为如图4中所示加宽了第一切割道玻璃基板的俯视图；

图6为如图1中所示对玻璃基板进行分离的剖视图；

图7为如图6中所示分离的玻璃盖板的结构示意图；

图8为图1中所示步骤S130的流程图；

图9为图1中所示步骤S170的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的带通孔玻璃盖板的加工方法用于生产各类消费电子、零部件的保护盖板。具体地，可以是摄像头的保护盖板，本实施例提供的激光加工方法能提高生产效率，下面以摄像头的带孔保护盖板为例对带通孔玻璃盖板的加工方法进行说明。

参见图1，其中，该带通孔玻璃盖板的加工方法包括以下步骤：

S110，预设多个切割路径，切割路径包括第一路径200及第二路径300，第一路径200围住第二路径300。

同时参见图2，具体地，将预设的切割路径的坐标输入到激光控制软件，再由激光控制软件输入给激光器。第一路径200为环形，第二路径300为圆形，且第二路径300设置于第一路径200的环形中，第二路径300也即是露出摄像头的圆孔。同时，可以根据摄像头的数目对应设置相配合的第二路径300的数目。在玻璃基板100上间隔设置多个切割路径，能保证加工一个玻璃基材即可生产出多个玻璃盖板。

S120，同时参见图3，第一激光对玻璃基板100切割第一路径200及第二路径300，以形成第一切割道400及第二切割道500。

具体地，第一位移平台将待加工玻璃基板100运送到第一加工位，玻璃基板100的厚度为0.5mm，长度为90mm，宽度为60mm。第一加工位上设置有第一激光装置，第一激光装置设置于第二位移平台上。第一激光装置发射第一激光对预设轨迹进行切割，第一激光聚焦在玻璃基板100内部。第一激光装置通过第二位移平台移动，使第一激光按照预设路径逐个对第一路径200及第二路径300进行切割，产生沿所需切割路径方向的内部定向损伤，以分别形成具有一定深度的第一切割道400及第二切割道500，第一切割道400及第二切割道500均贯穿玻璃基板100，玻璃基板100上能观察出明显的切割痕迹。需要说明的是，此时的第一切割道400及第二切割道500是间隔的点状路径，并且由于宽度较窄，切割路径中的区域不会从玻璃基板100上进行脱落。

进一步地，第一激光装置包括超短脉冲激光器、根据光束传播的方向依次设置的反射镜、扩束镜、DOE及聚焦组件等。第一激光的参数范围为：波长300到1100nm，功率为1w到100w,重复频率为10khz到1200khz，单脉冲能量为100uJ到800uJ，激光脉冲宽度通常在100fs到50ps。更进一步地，第一激光的参数设置为波长1030nm，功率为10W，脉宽5ps，重复频率为45kHZ，能够获得清楚、均匀的预设切割路径。第一激光可以选用皮秒长焦深光束，具体实现方式可以选用贝塞尔光束或者激光成丝的方式。另外，第一激光可以选用飞秒长焦深光束。

S130，同时参见图4，第二激光对第二切割道500所围成的待去除区域进行扫描，使待去除区域脱离玻璃基板100。

第一平台将切割第一激光加工后的玻璃基板100输送到第二加工位。玻璃基板100平稳放置在设置于第二加工位的镂空治具上。第二加工位上还设置有第二激光装置，第二激光对待去除区域快速扫描，待去除区域的材料迅速升温发生剧烈膨胀并产生形变，冷却后材料收缩，使得的第二切割道500的宽度增加。此时，待去除区域的材料可自由脱落或稍加震动后可完全脱离玻璃基板100吗，并从镂空治具上掉落。如此设置，避免采用激光直接对第二切割道500进行切割，由于激光能量过高，发生第二切割道500发生破裂、崩边、损坏的情况。

具体地，第二激光选用红外二氧化碳激光，第二激光的波长为10640nm，功率为50w，频率为10khz。第二激光切割第二路径300形成的第二切割道500具有无锥度无崩边的特点，并且在加工过程中无粉尘污染，提高加工质量。

S150，同时参加图5，对第一切割道400进行加宽处理。

具体地，第一切割道400进行加宽处理后，使得从玻璃基板100上进行分离获得目标的玻璃盖板更为容易。

进一步地，对第一切割道400进行加宽处理的方式为将玻璃基板100放置于专用抗腐蚀治具中，再一并放入装有酸腐蚀溶液的反应池中浸泡，浸泡的时间为10秒至200秒，能够进一步加宽第一切割道400的宽度，从而方便进行分离，酸性腐蚀溶液可以为氢氟酸。同时，还可以对第一切割道400进行倒边处理，腐蚀倒边的宽度可通过腐蚀时间和溶液的配比来调整，以使第一切割道400均匀光滑，从而使得成品后的玻璃盖板边缘均匀、光滑。另外，还可以对第一切割道400边缘的部分进行钝化，使其形成一定的倒角，倒角有利于后续的加工，将在下文进行说明。

S200，同时参见图6及图7，对玻璃基板100进行分离，得到玻璃盖板。

第一位移平台将玻璃基板100输送到分离工位，使用裂片机将固定好的玻璃基板100进行分离以获得玻璃盖板。裂片机使用下压或者上顶的方式以第一切割道400为分界线，将第一切割道400内部的区域从玻璃基板100上分离下来，分离下来的部分即是目标的玻璃盖板。

具体地，玻璃基板100固定在分离载台上，分离载台上设有镂空区域，镂空区域对应第一切割道400内的区域设置。分裂机的机械柱以竖直向下方向的压力，逐个对应将第一切割道400内的区域压下，得到玻璃盖板。另外，分离的方式还可以通过以下方式实现，第一位移平台将玻璃基板100放置于第一加工位，用一束波长为1030nm，功率为10W，重复平率为45kHZ的超快激光束，经过光路准直、扩束、整型后，聚焦投射于第一切割道400周围的余料上，按小段直线扫描，强化后的玻璃表面被激光束破坏后随即产生破裂，再用机械取料的方式吸取产品，并用打料板去除多余边角料，得到玻璃盖板。

上述带通孔玻璃盖板的加工方法中，能够对玻璃基板100上多个待加工产品同时进行塑形、强化等加工工艺的处理，最后再对玻璃基板100的多个加工完成的产品统一进行分离。与传统的CNC技术中先将玻璃基板100切割为多个小片，再对小片进行加工工艺的处理相比，能够把对单个小片的加工处理转变为对玻璃基板100上的所有待加工产品进行处理，较大程度的提高了加工效率。

参见图8，在一个实施例中，步骤S130包括：

S131，对第二切割道500所围成的待去除区域进行扫描的方式为以圆形路径进行扫描。

具体地，第二切割道500围成一个直径为4mm的圆。第二激光以CCD定位的方式聚焦于待去除区域的中间部分，按直径1mm到2mm的圆形路径在待去除区域迅速多次扫描，即第二激光扫描形成的轨迹为1mm到2mm的圆，圆形的扫描轨迹能够使得扫描轨迹内的区域加热均匀。同时离第二切割道500一定距离，能够避免第二激光能量过高对第二切割道500造成损坏，影响加工的质量。更具体地，待去除区域圆心附近1mm区域内温度迅速升高发生膨胀，产生径向形变，以挤压第二切割道500。

S132，冷却玻璃基板100。

具体地，第二激光对待去除区域扫描后，将玻璃基板100静置冷却，冷却后的玻璃基板100发生膨胀的部分从而收缩，收缩后的待去除区域可自由脱落或稍加震动后可完全脱离玻璃基板100。如此设置，利用红外激光加热引起材料发生形变，得到的第二切割道500具有无锥度无崩边的特点，并且在加工过程中无粉尘污染，同时提高了加工质量。需要说明的是，冷却操作可以根据需要选择自然静置冷却或者是通过冷却的氮气进行加速冷却。

在一个实施例中，步骤S150之前还包括步骤S140，对玻璃基板100进行超声波清洗。超声波清洗能清理玻璃基板100上附着的激光切割后残留的异物，使得玻璃基板100进行酸洗时，不会因为表面的异物腐蚀后对玻璃基板100造成影响。

在一个实施例中，步骤S150之后，在步骤S200之前，还包括步骤160，对玻璃基板100进行超声波清洗。在步骤150之后再对玻璃基板100进行一次超声波清洗，能清理玻璃基板100上的氟硅盐，同时起到类似振荡搅拌的作用，进一步地减小玻璃基板100表面的粗糙度。

在一个实施例中，步骤S160之后，在步骤S200之前，还包括步骤S170，强化玻璃基板100的强度。对玻璃基板100的表面的强度进行增强，使得成品后的玻璃盖板抗冲击能力增加，进而较好的保护摄像头。

参见图9，在一个实施例中，步骤S170包括：

S171，将玻璃基板100放于含有碱金属离子的硅酸盐溶液中浸泡。

具体地，将腐蚀后的玻璃基板100放置在含有碱金属离子的硅酸盐溶液中浸泡，浸泡的时间为4小时至5小时。使得碱金属离子能够均匀及有效广泛的附着于玻璃基板100的表面。

S172,将浸泡着的玻璃基板100高温加热。

具体地，将玻璃基板100置于高温钢化炉中，在高温条件下，温度范围可在400度至600度之间，以确保玻璃基板100达到熔程范围，玻璃表面的Na+和K+与碱金属离子发生交换，在玻璃基板100表面形成交换层，交换层能提高玻璃基板100的强度。同时，玻璃基板100放置在钢化炉中应进行预热再逐渐进行加热，避免温度过高的情况下直接放入玻璃基板100，玻璃基板100发生破裂的情况。进一步地，玻璃基板100在钢化炉高温放置的时间应足够长，使得玻璃表面的Na+和K+与碱金属离子充分发生离子交换反应。得到的交换层更为稳定，玻璃基板100的强度进一步得到强化。

S173，冷却加热后的玻璃基板100。

取出后对玻璃基板100进行冷却，由于离子交换层和玻璃基板100热膨胀系数不一致，相比之下，离子交换层的膨胀的程度更多，冷却之后离子交换层处于受拉绷直的状态，而离子交换层下的玻璃基板100处于受压的状态，使玻璃基板100表面膨胀产生预压应力，玻璃表面的强度得到增强，抗冲击能力增加。具体地，冷却的时间在四小时左右，从而完成玻璃基板100的强度强化。

需要说明的是，碱洗步骤可以不在酸洗步骤后进行，但酸洗步骤之后形成的倒角能在碱洗步骤加工中，防止发生崩边的现象。另外，在其他步骤进行前，如步骤S120、步骤S130及步骤S170前均可以进行超声波清洗，使得进行加工前的玻璃基板100上较为干净整洁，不会有异物影响玻璃基板100的加工效果。

在一个实施例中，步骤S200之前，还包括步骤S180，对玻璃基板100进行丝印处理。

通过丝印处理，将需要显示的信息印刷到玻璃基板100上，在丝印处理过程中，是对整片的玻璃基板100进行丝印处理，能够同时对玻璃基板100上的多个产品进行加工，与对单个产品进行加工相比，较大程度的提高了加工效率。

在一个实施例中，步骤S180之后，在步骤S200之前，还包括步骤S190，对玻璃基板100进行镀膜。

具体地，在玻璃基板100的一面镀减反膜，以减少反光反射。在玻璃基板100的另一面镀防刮擦膜及防指纹膜，防刮擦膜为能够增加硬度的膜层，防指纹膜能够减少或者杜绝指纹对玻璃盖板的污染，从而不影响摄像头的成像效果。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

预设多个切割路径，所述切割路径包括第一路径及第二路径，所述第一路径围住所述第二路径；

第一激光对玻璃基板切割所述第一路径及所述第二路径，以形成第一切割道及第二切割道；

第二激光以圆形路径对所述第二切割道所围成的待去除区域进行扫描，所述待去除区域的材料迅速升温发生剧烈膨胀并产生形变；及冷却所述玻璃基板，冷却后材料收缩，使得所述第二切割道的宽度增加，使所述待去除区域脱离所述玻璃基板；

将所述玻璃基板放于酸性腐蚀溶液中浸泡10秒至200秒，以对所述第一切割道进行加宽处理；

对所述玻璃基板进行分离，得到玻璃盖板。

2.根据权利要求1所述的带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，所述待去除区域为圆形，所述第二激光扫描的圆形路径的圆心与所述待去除区域的圆心相同，且直径小于所述待去除区域的直径的一半。

3.根据权利要求1所述的带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，所述对所述第一切割道进行加宽处理的步骤之前还包括对所述玻璃基板进行超声波清洗。

4.根据权利要求1所述的带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，所述对所述第一切割道进行加宽处理的步骤之后还包括强化增加所述玻璃基板的强度。

5.根据权利要求4所述的带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，所述强化增加所述玻璃基板的强度的步骤包括；

将所述玻璃基板放于含有碱金属离子的硅酸盐溶液中浸泡；

将浸泡中的所述玻璃基板高温加热；及

冷却加热后的所述玻璃基板。

6.根据权利要求1所述的带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，所述对所述玻璃基板进行分离，得到玻璃盖板的步骤之前还包括对所述玻璃基板进行镀膜。

7.根据权利要求6所述的带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，在所述玻璃基板的一面镀减反膜，在所述玻璃基板的另一面镀防刮擦膜及防指纹膜。

8.根据权利要求1所述的带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，所述第一激光为皮秒长焦深光束。

9.根据权利要求1所述的带通孔玻璃盖板的加工方法，其特征在于，所述第二激光为红外二氧化碳激光。

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