CN113698086A - 一种玻璃面板的裂片方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例属于激光加工及设备技术领域，涉及一种玻璃面板的裂片方法及装置。该裂片方法包括下述步骤：调整第一激光器的激光切割参数，控制第一激光器发射第一激光束对待加工工件进行切割加工，以使所述待加工工件分割成工件主体和位于所述工件主体外侧的工件残料，且所述切割加工的加工轨迹形成黏连部；调整第二激光器的激光切割参数，控制第二激光器发射第二激光束对所述待加工工件工件残料上进行热加工，所述热加工的加工轨迹位间隔于所述黏连部的外侧且具有间距，以使所述黏连部形变、断裂。本发明实施例主要有以下有益效果：解决内崩和带出崩边问题，提高对玻璃面板裂片的效果，进一步的提升玻璃面板的成品良率。

Description

一种玻璃面板的裂片方法及装置

技术领域

本发明涉及激光加工及设备技术领域，尤其涉及一种玻璃面板的裂片方法及装置。

背景技术

在玻璃面板行业内，如手机刚性OLED屏、车载显示屏、平板显示屏等，其玻璃面板较厚，在对该类型的玻璃面板进行异形切割加工时，会出现玻璃面板经切割加工后产生的残料与玻璃面板本体难分离的现象。

若直接将残料沿切割加工时产生的轮廓进行裂片，残料与玻璃面板本体还残存的粘连部分会导致玻璃面板本体的夹层面崩缺。并且，为了避免激光束进行切割加工时，因激光束从玻璃面板的外侧射入而在玻璃面板边缘产生的折射光线损伤玻璃面板的内部线路，则一般会预留60um-80um的未切部分，以使激光束可从玻璃面板的内侧射入避免在玻璃面板边缘产生折射光线，但是这一方式也会导致在拔出残料时产生从未切部分起点开始延伸至玻璃面板本体的长条崩缺，使得玻璃面板的加工品质达不到工艺需求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种玻璃面板的裂片方法及装置，用于解决现有技术中对玻璃面板进行激光切割加工时，会出现玻璃面板经切割加工后产生的残料与玻璃面板本体难分离的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种玻璃面板的裂片方法，采用了如下所述的技术方案：

包括下述步骤：

调整第一激光器的激光切割参数，控制第一激光器发射第一激光束对待加工工件进行切割加工，以使所述待加工工件分割成工件主体和位于所述工件主体外侧的工件残料，且所述切割加工的加工轨迹形成有黏连部；

调整第二激光器的激光切割参数，控制第二激光器发射第二激光束对所述工件残料上进行热加工，所述热加工的加工轨迹间隔于所述黏连部，以使所述黏连部形变、断裂。

进一步地，所述激光切割参数为：脉宽0-50ps，频率20-200khz，加工功率2-30W，打点间距0.5-3um。

进一步地，所述热加工的参数为：频率5-50khz，加工功率5-30W，扫描速度10-100mm/s，扫描次数10-100次，且所述热加工的加工轨迹的中心线和所述切割加工的加工轨迹的中心线的间距为：200-400um。

进一步地，在所述控制第一激光器发射第一激光束对待加工工件进行切割加工的步骤之前，还包括：

将所述待加工工件放置于加工平台上，以固定所述待加工工件并带动所述待加工工件移动。

进一步地，在所述将所述待加工工件放置于加工平台上的步骤之后，还包括：

通过视觉定位系统对所述待加工工件上的定位标识进行拍照，以获取所述待加工工件的定位信息，并将所述定位信息反馈至控制系统。

进一步地，在所述将所述定位信息反馈至控制系统的步骤之后，还包括：

通过所述控制系统处理所述定位信息，根据预设的所述切割图案规划出所述切割加工的加工路径。

进一步地，在所述控制第二激光器发射第二激光束对所述待加工工件进行热加工的步骤之后，还包括：

通过裂片系统将所述工件残料从所述工件主体处拔出。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种玻璃面板裂片装置，包括：

第一激光器，用于发射第一激光束以对待加工工件进行切割加工，以使所述待加工工件分割成工件主体和位于所述工件主体外侧的工件残料；

第二激光器，用于发射第二激光束以对所述工件残料进行热加工；

第一光路系统，设置于所述第一激光器的出射光路上，用于将所述第一激光束引导并聚焦至所述待加工工件上；

第二光路系统，设置于所述第二激光器的出射光路上，用于将所述第二激光束引导并聚焦至所述工件残料上。

控制系统，用于控制所述第一激光器、第二激光器、第一光路系统和第二光路系统工作。

进一步地，所述第一光路系统和第二光路系统分别包括：

第一光路系统：

第一准直扩束镜，用于对所述第一激光束进行准直并扩束；

光束整形系统，用于通过整形改变所述第一激光束的焦深，以切割不同厚度的所述待加工工件；

第一反射镜，用于改变所述第一激光束的传输方向，以使所述第一激光束向所述待加工工件所在的位置传输；

第一聚焦镜，用于使所述第一激光束聚焦至所述待加工工件上，以达到能进行所述切割加工的能量密度；

第二光路系统：

第二准直扩束镜，用于对所述第二激光束进行准直并扩束；

第二反射镜，用于改变所述第二激光束的传输方向，以使所述第二激光束向所述待加工工件所在的位置传输；

第二聚焦镜，用于使所述第二激光束聚焦至所述待加工工件上，以达到能进行所述热加工的能量密度。

进一步地，所述玻璃面板裂片装置还包括：

加工平台，用于支撑、固定所述待加工工件，且带动所述待加工工件移动；

视觉定位系统，与所述控制系统通信连接，用于对所述待加工工件上的定位标识进行拍照，并将获取的图像经处理后反馈至所述控制系统；

裂片系统，与所述控制系统通信连接，用于在所述待加工工件经所述热加工后的所述工件残料从所述工件主体上拔出。

与现有技术相比，本发明实施例主要有以下有益效果：

玻璃面板的裂片方法包括下述步骤：

控制第一激光器发射第一激光束对待加工工件进行切割加工，以使待加工工件分割成工件主体和位于工件主体外侧的工件残料，且切割加工的加工轨迹形成黏连部；

控制第二激光器发射第二激光束对工件残料上进行热加工，热加工的加工轨迹间隔于所述黏连部，以使黏连部形变、断裂。

即在第一激光束对待加工工件切割加工形成的黏连部的基础上，采用第二激光束在该待加工工件的工件残料上进行热加工，黏连部在经过热加工变形和热胀冷缩的作用下形变、断裂，使得拔片更加容易，可解决内崩和带出崩边问题，提高对玻璃面板裂片的效果，进一步的提升玻璃面板的成品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一个实施例的玻璃面板的裂片方法的流程图；

图2是根据图1的裂片方法在实施过程中的效果图；

图3是根据本发明一个实施例的玻璃面板裂片装置的系统框架图。

附图标记：

100、玻璃面板裂片装置；

1、激光器；1a、第一激光器；11a、切割加工的加工轨迹；1b、第二激光器；11b、热加工的加工轨迹；

2、光路系统；2a、第一光路系统；2b、第二光路系统；

3、控制系统；4、加工平台；5、视觉定位系统；6、裂片系统；

7、待加工工件；71、工件主体；72、工件残料；73、黏连部。

具体实施方式

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；本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合图1和图2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例提供一种玻璃面板的裂片方法，包括下述步骤：

调整第一激光器1a的激光切割参数，然后控制第一激光器1a发射第一激光束可对待加工工件7进行切割加工，以使待加工工件7分割成工件主体71和位于该工件主体71外侧的工件残料72，且切割加工的加工轨迹11a可形成黏连部73，黏连部73可呈凹槽状。可以理解地，在切割加工时，第一激光束在待加工工件7内部形成微小的改质通道，虽然该改质通道已贯穿待加工工件7，但由于通道宽度太小(一般为微米级)，该待加工工件7切割处形成凹槽但工件主体71与工件残料72并未直接分离，而是仍然体现为连接在一起，即形成黏连部73。

调整第二激光器1b的激光切割参数，然后控制第二激光器1b发射第二激光束可对工件残料72进行热加工，且热加工的加工轨迹11b可与黏连部73间隔设置。即第二激光束并非直接在黏连部73上进行热加工，而是在靠近黏连部73的工件残料72上进行热加工，以使黏连部73间接受热，扩大改质通道的宽度，从而便于将工件主体71与工件残料72分离。该热加工可以使黏连部73形变、断裂，即可使工件残料72从工件主体71处脱离。

可以理解的，在对黏连部73进行热加工时，由于待加工工件7包括膜、框架和线路等结构，若第二激光束直接在黏连部73处直接进行热加工会导致工件主体71上的膜、框架和线路等结构受损，所以必须在工件残料72上且靠近于黏连部73的位置处进行热加工。

与现有技术相比，本发明实施例提供的玻璃面板的裂片方法主要有以下有益效果：

如图2所示，在第一激光束对待加工工件7切割加工形成的黏连部73的基础上，采用第二激光束在该待加工工件7的工件残料72上进行热加工，黏连部73在经过热加工变形和热胀冷缩的作用下形变、断裂，使得拔片更加容易，可解决内崩和带出崩边问题，提高对玻璃面板裂片的效果，进一步的提升玻璃面板的成品良率。

在一些可实现的方式中，激光切割的参数可设置为：脉宽0-50ps，频率20-200khz，加工功率2-30W，打点间距0.5-3um。可以理解地，于上述打点间距范围内在待加工工件7上连续打点，能沿切割加工的加工轨迹11a产生轻微裂纹。

优选地，激光切割的参数可设置为：脉宽14ps，频率100khz，加工功率6W，打点间距1um。

在一些可实现的方式中，热加工的参数可设置为：频率5-50khz，加工功率5-30W，扫描速度10-100mm/s，扫描次数10-100次；且该热加工的加工轨迹11b的中心线和上述切割加工的加工轨迹11a的中心线的间距可以设置为：200-400um。此参数范围内对黏连部73进行热加工后，因热胀冷缩的缘故可使黏连部73产生的较大的裂纹缝隙，易于使工件残料72从工件主体71上脱离，且不会损伤待加工工件7内的部件。

优选地，第二激光束的参数可设置为：频率10khz，加工功率12W，扫描速度40mm/s，扫描次数30次。

在一些可实现的方式中，在控制第一激光器1a发射第一激光束对待加工工件7进行切割加工的步骤之前，还包括：

将待加工工件7放置于加工平台44上，以能固定待加工工件7并带动待加工工件7移动。

在一些可实现的方式中，在将待加工工件7放置于加工平台44上的步骤之后，还包括：

通过视觉定位系统5对待加工工件7上的定位标识进行拍照，以获取待加工工件7的定位信息，并将定位信息反馈至控制系统3。

在一些可实现的方式中，在将定位信息反馈至控制系统3的步骤之前，还包括：

通过控制系统3处理定位信息，根据预设的切割图案规划出切割加工的加工路径。可以理解地，第一激光束根据该加工路径对待加工工件7进行切割加工后形成的加工轨迹即为黏连部73。

在一些可实现的方式中，在控制第二激光器1b发射第二激光束对待加工工件7进行热加工的步骤之后，还包括：

通过裂片系统6将工件残料72从工件主体71处拔出。由于黏连部73已经断裂，将工件残料72从工件主体71上拔出时不会牵连工件主体71，故不会出现工件主体71崩缺的问题。

如图1和图2所示，为了能够更好地理解本发明实施例提供的玻璃面板的裂片方法，将通过以下具体执行步骤进一步说明：

步骤S10、将待加工工件7放置于加工平台44上，固定该待加工工件7，并带动该待加工工件7移动至加工工位处。

步骤S20、位于加工工位处的视觉定位系统5视觉定位系统5对待加工工件7上的定位标识进行拍照，将对该图像进行处理以获取该待加工工件7的定位信息，并将定位信息反馈至控制系统3。

步骤S30、控制系统3对定位信息进行处理，并根据预设的切割图案规划出切割加工的加工路径。

步骤S40、调整第一激光器1a的激光切割参数，然后控制第一激光器1a发出发射第一激光束，使第一激光束沿加工路径对待加工工件7进行切割加工，以使该待加工工件7分割成工件主体71和位于该工件主体71外侧的工件残料72，且切割加工的加工轨迹11a形成黏连部73。

步骤S50、调整第二激光器的激光切割参数，然后控制第二激光器1b发射第二激光束对工件残料72进行热加工，且第二激光束沿的加工轨迹近似于或相同于黏连部73的轮廓且与黏连部73间隔设置，以使黏连部73烧蚀形变、断裂，即可使工件残料72从工件主体71处脱离。

步骤S60、通过裂片系统6将工件残料72从工件主体71处拔出。

可以理解地，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

如图3所示，为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种玻璃面板裂片装置100，包括：

激光器1，包括第一激光器1a和第二激光器1b，具体为：

第一激光器1a，可用于发射第一激光束以对待加工工件7进行切割加工，以使待加工工件7可分割成工件主体71和位于工件主体71外侧的工件残料72。

第二激光器1b，可用于发射第二激光束以对工件残料72进行热加工。

光路系统2，包括第一光路系统2a和第二光路系统2b，具体为：

第一光路系统2a，可设置于第一激光器1a的出射光路上，用于将第一激光器1a发射的第一激光束引导并聚焦至待加工工件7上；

第二光路系统2b，可设置于第二激光器1b的出射光路上，用于将第二激光器1b发射的第二激光束引导并聚焦至工件残料72上。

控制系统3，可用于控制第一激光器1a、第二激光器1b、第一光路系统2a和第二光路系统2b等。例如，控制系统3可控制第一激光器1a和第二激光器1b开启、关闭或调节工作模式，例如使第一激光束和第二激光束连续出光，或者脉冲出光等，以及调节第一激光束和第二激光束的参数，例如脉宽、频率等。

在一些可实现的方式中，第一激光器1a可以选用红外激光器1，对应地，第一激光束可以为红外激光束，红外激光束可用于对待加工工件7进行切割加工。进一步地，可选用波长为1030nm或1064nm的红外激光器1，当然，也可根据实际需求选用其他波长的红外激光器1。

第二激光器1b可以选用CO2激光器1，对应地，第二激光束可以为CO2激光束，CO2激光束可使在经红外激光束切割加工后形成的黏连部73断裂。进一步地，可选用波长为9300nm、9600nm或10600nm的CO2激光束，当然，也可根据实际需求选用其他波长的CO2激光束。

在一些可实现的方式中，第一光路系统2a包括：

第一准直扩束镜，可用于对第一激光束进行准直并扩束。

光束整形系统，可用于通过整形改变第一激光束的焦深，以切割不同厚度的待加工工件7。

第一反射镜，可用于改变第一激光束的传输方向，以使第一激光束向待加工工件7所在的位置传输。

第一聚焦镜，可用于使第一激光束聚焦至待加工工件7上，以达到能进行切割加工的能量密度。

在一些可实现的方式中，第二光路系统2b包括：

第二准直扩束镜，可用于对第二激光束进行准直并扩束。

第二反射镜，可用于改变第二激光束的传输方向，以使第二激光束向待加工工件7所在的位置传输。

第二聚焦镜，可用于使第二激光束聚焦至待加工工件7上，以达到能进行热加工的能量密度。

如图3所示，在一些可实现的方式中，玻璃面板裂片装置100还包括：

加工平台4，可用于支撑和固定待加工工件7，并带动该待加工工件7移动，以能配合第一激光器1a和/或第二激光器1b对该待加工工件7进行加工。

裂片系统6，与控制系统3通信连接，可用于将经热加工后的工件残料72从工件主体71上拔出。具体在本实施例中，裂片系统6可以采用机械机构的上下抓夹。当然，裂片系统6还可以采用顶针，通过顶针将工件残料72从工件主体71上顶出即可。

视觉定位系统5，与控制系统3通信连接，可安装在固定位置，用于对待加工工件7上的定位标识进行拍照，经图像处理后将其数据反馈至控制系统3，以对该待加工工件7进行定位。

与现有技术相比，本发明实施例提供的玻璃面板的裂片方法及装置主要有以下有益效果：

在对玻璃面板进行裂片时，在第一激光束对待加工工件7切割加工形成的黏连部73的基础上，采用第二激光束在该待加工工件7的工件残料72上进行热加工，黏连部73在经过烧蚀变形和热胀冷缩的作用下形变、断裂，使得拔片更加容易，可解决内崩和带出崩边问题，提高对玻璃面板裂片的效果，进一步的提升玻璃面板的成品良率。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种玻璃面板的裂片方法，其特征在于，包括下述步骤：

调整第一激光器的激光切割参数，控制第一激光器发射第一激光束对待加工工件进行切割加工，以使所述待加工工件分割成工件主体和位于所述工件主体外侧的工件残料，且所述切割加工的加工轨迹形成有黏连部；

调整第二激光器的激光切割参数，控制第二激光器发射第二激光束对所述工件残料上进行热加工，所述热加工的加工轨迹间隔于所述黏连部，以使所述黏连部形变、断裂。

2.根据权利要求1所述的玻璃面板的裂片方法，其特征在于，所述激光切割参数为：脉宽0-50ps，频率20-200khz，加工功率2-30W，打点间距0.5-3um。

3.根据权利要求1所述的玻璃面板的裂片方法，其特征在于，所述热加工的参数为：频率5-50khz，加工功率5-30W，扫描速度10-100mm/s，扫描次数10-100次，且所述热加工的加工轨迹的中心线和所述切割加工的加工轨迹的中心线的间距为：200-400um。

4.根据权利要求1所述的玻璃面板的裂片方法，其特征在于，在所述控制第一激光器发射第一激光束对待加工工件进行切割加工的步骤之前，还包括：

将所述待加工工件放置于加工平台上，以固定所述待加工工件并带动所述待加工工件移动。

5.根据权利要求4所述的玻璃面板的裂片方法，其特征在于，在所述将所述待加工工件放置于加工平台上的步骤之后，还包括：

通过视觉定位系统对所述待加工工件上的定位标识进行拍照，以获取所述待加工工件的定位信息，并将所述定位信息反馈至控制系统。

6.根据权利要求5所述的玻璃面板的裂片方法，其特征在于，在所述将所述定位信息反馈至控制系统的步骤之后，还包括：

通过所述控制系统处理所述定位信息，根据预设的所述切割图案规划出所述切割加工的加工路径。

7.根据权利要求1至6任一项所述的玻璃面板的裂片方法，其特征在于，在所述控制第二激光器发射第二激光束对所述待加工工件进行热加工的步骤之后，还包括：

通过裂片系统将所述工件残料从所述工件主体处拔出。

8.一种玻璃面板裂片装置，其特征在于，包括：

第一激光器，用于发射第一激光束以对待加工工件进行切割加工，以使所述待加工工件分割成工件主体和位于所述工件主体外侧的工件残料；

第二激光器，用于发射第二激光束以对所述工件残料进行热加工；

第一光路系统，设置于所述第一激光器的出射光路上，用于将所述第一激光束引导并聚焦至所述待加工工件上；

第二光路系统，设置于所述第二激光器的出射光路上，用于将所述第二激光束引导并聚焦至所述工件残料上。

控制系统，用于控制所述第一激光器、第二激光器、第一光路系统和第二光路系统工作。

9.根据权利要求8所述的玻璃面板裂片装置，其特征在于，所述第一光路系统和第二光路系统分别包括：

第一光路系统：

第一准直扩束镜，用于对所述第一激光束进行准直并扩束；

光束整形系统，用于通过整形改变所述第一激光束的焦深，以切割不同厚度的所述待加工工件；

第一反射镜，用于改变所述第一激光束的传输方向，以使所述第一激光束向所述待加工工件所在的位置传输；

第一聚焦镜，用于使所述第一激光束聚焦至所述待加工工件上，以达到能进行所述切割加工的能量密度；

第二光路系统：

第二准直扩束镜，用于对所述第二激光束进行准直并扩束；

第二反射镜，用于改变所述第二激光束的传输方向，以使所述第二激光束向所述待加工工件所在的位置传输；

第二聚焦镜，用于使所述第二激光束聚焦至所述待加工工件上，以达到能进行所述热加工的能量密度。

10.根据权利要求8或9任一项所述的玻璃面板裂片装置，其特征在于，所述玻璃面板裂片装置还包括：

加工平台，用于支撑、固定所述待加工工件，且带动所述待加工工件移动；

视觉定位系统，与所述控制系统通信连接，用于对所述待加工工件上的定位标识进行拍照，并将获取的图像经处理后反馈至所述控制系统；

裂片系统，与所述控制系统通信连接，用于在所述待加工工件经所述热加工后的所述工件残料从所述工件主体上拔出。

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