CN115781059B - 基于脆性材料的激光切割方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于脆性材料的激光切割方法及系统，涉及激光切割技术领域，所述方法包括：向目标工件施加激光热应力及引导力，并实时调整激光热应力及引导力的状态参数，以对目标工件进行切割，状态参数包括作用点位置、作用点方向及作用点强度；其中，激光热应力用于引起目标工件开裂，引导力用于引导目标工件的开裂方向，激光热应力与引导力的合力方向处于预设的切割路径上且激光热应力与引导力的合力强度大于目标工件的断裂强度，以使目标工件沿引导力的引导方向开裂。采用本发明，可实现切割过程中开裂方向的动态引导，使得硅晶圆芯片等脆性材料的切割过程无材料去除、无损伤、高精度、低成本。

Description

基于脆性材料的激光切割方法及系统

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种基于脆性材料的激光切割方法及系统。

背景技术

在现代工业中，很多产品是由脆性材料制成，如硅片、碳化硅、蓝宝石、玻璃、陶瓷等。其中，材料切割是产品生产过程中的关键环节，以硅晶圆电路芯片切割为例，目前主要采用金刚石刀片切割或激光切割，其中：

金刚石刀片方法：该方法容易造成硅晶圆崩边和晶圆顶层高密度金属电路脱层；当硅晶圆厚度小于100微米、切割速度低于6~10mm/s时，硅晶圆很容易破碎，还存在切割崩边、毛刺等问题；而且，当切割不同规格电路芯片的硅晶圆时，需要更换不同规格的金刚石刀具和去离子水，材料和能量消耗巨大，效率低，还会造成切割浆料污染。

激光烧蚀切割方法：该方法在烧蚀过程会产生残留粉尘，切缝的热影响会对芯片造成损伤，并在截面形成微裂纹，多年来始终达不到芯片切割的质量要求。

激光隐形切割方法：先通过激光在硅晶圆内部划线，再利用机械外力对芯片进行切割分离。但该方法存在以下缺陷：（1）芯片侧面产生微裂纹，芯片界面粗糙；（2）外加机械力产生分离的路径（尤其是切割的起点和终点）会偏离预期路径；（3）硅晶圆内部划线会使硅晶圆内部产生破坏层，而破坏层会改变激光传播方向，使激光从硅晶圆的内部焦点扩散传播到底面再产生折射，照射到切缝两边的芯片电路上从而造成芯片电路损伤。

综上，上述问题会导致芯片电路设计和光阻光刻等制作前功尽弃，无法满足用户的实际需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于脆性材料的激光切割方法及系统，可实现切割过程中开裂方向的动态引导。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于脆性材料的激光切割方法，包括：向目标工件施加激光热应力及引导力，并实时调整所述激光热应力及引导力的状态参数，以对所述目标工件进行切割，所述状态参数包括作用点位置、作用点方向及作用点强度；其中，所述激光热应力用于引起所述目标工件开裂，所述引导力用于引导所述目标工件的开裂方向，所述激光热应力与引导力的合力方向处于预设的切割路径上且所述激光热应力与引导力的合力强度大于所述目标工件的断裂强度，以使所述目标工件沿所述引导力的引导方向开裂。

作为上述方案的改进，所述激光热应力及引导力的作用点均处于所述切割路径上，所述目标工件的开裂沿激光热应力的作用点向引导力的作用点发生，所述引导力的作用点与当前开裂位置的之间距离大于所述激光热应力的作用点与当前开裂位置之间的距离。

作为上述方案的改进，所述引导力由机械装置所施加的机械能量提供，所述引导力作用于所述目标工件的上表面且所述引导力小于所述目标工件的断裂强度。

作为上述方案的改进，所述机械装置包括动力机构、转轴及传动杆，所述转轴支撑所述传动杆以构成杠杆结构，所述传动杆中与所述动力机构连接的一端为施力端，所述传动杆中与所述目标工件接触的一端为受力端；所述动力机构向所述施力端施加作用力，以使所述受力端向所述目标工件施加所述引导力。

作为上述方案的改进，所述施力端为线形以向所述目标工件施加线作用力，或者所述施力端为弧形以向所述目标工件施加点作用力。

作为上述方案的改进，所述引导力由激光装置所施加的激光能量提供，所述引导力作用于所述目标工件的上表面或内部。

作为上述方案的改进，所述引导力的作用点与激光热应力的作用点之间的距离为5µm~3000µm。

相应地，本发明还提供了一种基于脆性材料的激光切割系统，包括：固定模块，用于定位目标工件；切割模块，用于向所述目标工件施加激光热应力及引导力以对所述目标工件进行切割，其中，所述激光热应力用于引起所述目标工件开裂，所述引导力用于引导所述目标工件的开裂方向，所述激光热应力与引导力的合力方向处于预设的切割路径上且所述激光热应力与引导力的合力强度大于所述目标工件的断裂强度，以使所述目标工件沿所述引导力的引导方向开裂；控制模块，用于控制所述切割模块以实时调整所述激光热应力及引导力的状态参数，所述状态参数包括作用点位置、作用点方向及作用点强度；视觉模块，用于检测所述目标工件的定位状态及切割状态。

作为上述方案的改进，所述切割模块包括激光单元及光学单元，所述光学单元用于将所述激光单元输出的激光光束分离为第一激光光束及第二激光光束，其中，所述第一激光光束用于向所述目标工件施加激光热应力，所述第二激光光束用于向所述目标工件施加引导力，且所述引导力作用于所述目标工件的上表面或内部；或者，所述切割模块包括第三激光单元及第四激光单元，所述第三激光单元用于向所述目标工件施加激光热应力，所述第四激光单元用于向所述目标工件施加引导力，且所述引导力作用于所述目标工件的上表面或内部；或者，所述切割模块包括第五激光单元及机械单元，所述第五激光单元用于向所述目标工件施加激光热应力，所述机械单元用于向所述目标工件施加引导力，所述引导力作用于所述目标工件的上表面且所述引导力小于所述目标工件的断裂强度。

作为上述方案的改进，所述机械单元包括动力机构、转轴及传动杆，所述转轴支撑所述传动杆以构成杠杆结构，所述传动杆中与所述动力机构连接的一端为施力端，所述传动杆中与所述目标工件接触的一端为受力端；所述动力机构向所述施力端施加作用力，以使所述受力端向所述目标工件施加所述引导力。

由上可知，本发明将激光热应力与引导力相结合，并同时向目标工件施加激光热应力与引导力，以使目标工件的开裂和分离由激光产生的局部激光热应力引起，目标工件的开裂和分离方向由引导力控制，从而实现切割过程中开裂方向的动态引导，使得硅晶圆芯片等脆性材料的切割过程无材料去除、无损伤、高精度、低成本。具体地，本发明具有以下有益效果：

高精——热应力裂纹切割，材料表面和切面无熔化、烧蚀或划片等损伤；切面光滑，切割精度高；

高速——本发明采用激光单步扫描，无机械刀具装卡，无需外力辅助分离，速度可达250 mm/s，比传统工艺快10~25倍；

高洁——本发明无刀具切屑残渣和激光烧蚀残渣，无需化学或水清洗，无需保护涂层；

低成本——无缝切割，材料利用率高；无切割辅助耗材；

适应性强——可用于半导体硅晶圆；多层脆性材料的直线切割、曲线切割、异形切割等；晶圆切割时，可在同一个芯圆上切割不同尺寸的芯片。

附图说明

图1是本发明基于脆性材料的激光切割方法的第一实施例示意图；

图2是图1中M1部的放大图；

图3是本发明中机械装置的原理示意图；

图4是本发明中机械装置的施力端的示意图；

图5是本发明基于脆性材料的激光切割方法的第二实施例示意图；

图6是图5中M2部的放大图；

图7是本发明基于脆性材料的激光切割方法的第三实施例示意图；

图8是图7中M3部的放大图；

图9是本发明基于脆性材料的激光切割方法的第三实施例的立体示意图；

图10是本发明基于脆性材料的激光切割方法的第三实施例的切割面示意图；

图11是本发明基于脆性材料的激光切割系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参见图1、图5及图7，本发明公开了一种基于脆性材料的激光切割方法，具体包括：向目标工件施加激光热应力及引导力，并实时调整激光热应力及引导力的状态参数，以对目标工件进行切割。

需要说明的是，本发明中的目标工件为脆性材料制成的工件；当激光照射到目标工件所产生的局部激光热应力大于目标工件的断裂强度时，目标工件会在激光热应力最大的方向开裂；但由于目标工件内部可能存在杂质或局部残余应力或局部特殊几何形状等，目标工件开裂的方向难以控制。

针对上述问题，本发明引入了引导力，通过同时向目标工件施加激光热应力及引导力，并动态调整激光热应力及引导力的状态参数，可有效控制目标工件的开裂状态，从而实现对目标工件的精准切割；具体地，状态参数包括作用点位置、作用点方向及作用点强度。

本发明中，激光热应力用于引起目标工件开裂，引导力用于引导目标工件的开裂方向，激光热应力与引导力的合力方向处于预设的切割路径上且激光热应力与引导力的合力强度大于目标工件的断裂强度，以使目标工件沿引导力的引导方向开裂。

也就是说，通过在某一方向上施加引导力，以使该方向的合力为激光产生的激光热应力加上附加的引导力；此时，只要该合力大于目标工件局部的断裂强度，则裂纹将沿着引导力的引导方向开裂，即当动态引导开裂方向的引导力的能量G1加上激光热应力引起目标工件开裂的能量G2大于目标工件的断裂能时，目标工件将沿动态引导开裂方向开裂。

参见图1、图5及图7，本发明中，激光热应力及引导力的作用点均处于切割路径Q上，目标工件的开裂沿激光热应力的作用点向引导力的作用点发生。其中，引导力的作用点与激光热应力的作用点之间的距离D优选为5µm~3000µm，但不以此为限制，可根据实际情况自由调节。

更佳地，引导力的作用点与当前开裂位置的之间距离大于所述激光热应力的作用点与当前开裂位置之间的距离；也就是说，沿切割路径，动态引导开裂方向的引导力的作用点位于激光热应力的作用点的前端，也即引导力的作用点在激光热应力的作用点的前方5µm~3000µm。从而使得目标工件的表面或内部均不产生熔化或烧蚀等现象，不产生目标工件表面或内部损伤。

因此，发明的激光切割方法中，目标工件的开裂和分离由激光产生的局部激光热应力引起，并沿引导力的引导方向单步实现。

下面分别对断裂强度、激光热应力及引导力进行详细描述：

一、断裂强度

在实际应用中，材料具有断裂强度σ_Fracture，而断裂强度的物理机制源于材料的断裂能量；相应地，材料断裂的条件为：外部提供材料的能量大于材料断裂所需要的断裂能量。

材料的断裂强度σ_Fracture可采用以下公式进行计算：

其中，

γ为表面能；

E为杨氏弹性模量；

a₀为晶格间距；

v为泊松比；

K_IC为断裂韧性（即临界应力强度因子），K_IC的物理意义是断裂韧性的大小，其反映了材料抵抗裂纹失稳扩展的能力，亦即裂纹体抵抗脆性断裂的能力。

另外，材料的断裂能量G可采用以下公式进行计算：

G=Eδ²/[2(1-v²)W]

其中，E为杨氏弹性模量，v为泊松比，δ为位移（即裂纹尺寸），W为材料厚度。

相应地，G_IC=K_IC/E，而G_IC的物理意义为裂纹没扩展的单位面积所需要消耗的能量，亦即 G_IC是由于材料内部存在弹性应变能，在生成单位面积裂纹时所释放出来的能量。

因此，可针对不同目标工件的材料特征精准地计算目标工件的断裂强度及断裂能量。

二、激光热应力

激光热应力的能量来自于激光束，激光热应力的能量G2产生的激光热应力σ2和激光束作用面积A2的乘积即为目标工件开裂的激光热应力所产生的作用力F2 ，F2也是目标工件裂纹扩展的作用力F_扩展，即F2=F_扩展=σ2×A2；其中，本发明中的激光热应力作用于目标工件的上表面。相应地，激光热应力的能量G2采用以下公式简化计算：

激光热应力的能量: G2=P×t;

单位面积上的激光热应力的能量: G2'=(P×t)/A=(P×t)/(πr²);

其中，

P为激光功率；

t为激光照射时间；

r为激光光斑半径；

A为激光光斑面积，A=πr²。

需要说明的是，激光热应力的能量G2随激光照射功率的增大而增大，并随照射时间的延长而增大。

相应地，目标工件断裂所需要的激光热应力的能量G2的最小临界值G2_min可采用以下公式计算：

G2_min=F_扩展×δ=[σ2×(πr²)]×δ

其中，

F_扩展为裂纹扩展需要的作用力，即F2；

σ2为激光热应力；

r为激光光斑半径；

δ为位移，即裂纹尺寸。

另外，激光热应力σ2采用以下公式计算：

σ2=6yaEΔT/h(1-v)

其中，

h为材料厚度；

y为裂纹长度；

v为材料泊松比；

E为材料杨氏模量；

a为材料线性膨胀系数；

ΔT为激光照射引起的温度梯度，即温度差。

因此，可针对不同目标工件的材料特征及激光特性精准地计算目标工件的激光热应力及激光热应力的能量。

三、引导力

引导力的能量G1所产生的应力σ1（即引导力F_动态引导）和其作用面积A1的乘积即为目标工件开裂的引导力所产生的作用力F1 ，F1=σ1×A；该引导力用于引导目标工件的开裂方向，以使目标工件沿设定方向切割。

进一步，引导力可由机械能量或激光能量提供，下面通过具体的实施例进行详细描述：

实施例一：

如图1及图2所示，本实施例中，引导力由机械装置所施加的机械能量提供，引导力作用于目标工件的上表面N1；同时，还要求目标工件表面不产生划线损伤，无机械损伤，且引导力小于目标工件的断裂强度。

如图2所示，机械装置包括动力机构、转轴21及传动杆22，转轴21支撑传动杆22以构成杠杆结构，传动杆22中与动力机构连接的一端为施力端，传动杆22中与目标工件接触的一端为受力端；动力机构向施力端施加作用力，以使受力端向目标工件施加引导力。

需要说明的是，机械装置采用杠杆原理对目标工件施加引导力。其中，引导力F_动态引导( 即对应应力σ1)的计算和大小控制方法如下：

F_动态引导=F_拉×L_拉/L_动态引导

其中，

F_拉为动力机构所提供的向上拉力；

L_拉为施力臂的长度；

L_动态引导为受力臂的长度；

F_动态引导为引导力，引导力随向上拉力F_拉的增大而增大。

相应地，动态引导开裂方向的引导力的能量G1采用以下公式进行计算：

G1= F_动态引导×δ=(F_拉L_拉/L_动态引导)×δ

其中，δ为位移，即裂纹尺寸；动态引导开裂方向的引导力的能量G1随向上拉力的增大而增大。

如图4所示，施力端为线形以向目标工件施加线作用力，或者施力端为弧形以向目标工件施加点作用力。

当切割路径为直线时，施力端为线形以向目标工件施加线作用力；例如，施力端可以为长楔形，但不以此为限制。

当切割路径为曲线时，施力端为弧形以向目标工件施加点作用力；例如，施力端可以为球形或椭圆形，但不以此为限制。

实施例二：

如图5及图6所示，本实施例中，引导力由激光装置所施加的激光能量提供，引导力作用于目标工件的上表面；同时，还要求目标工件表面不产生激光熔化烧蚀等现象，无材料损伤。

具体地，动态引导开裂方向的引导力的能量G1采用以下公式进行计算：

引导力的能量：G1= P×t；

单位面积上的引导力的能量：G1'= (P×t)/A=(P×t)/(πr²)；

其中，

P为激光功率；

t为激光照射时间；

r为激光光斑半径；

A为激光光斑面积，A=πr²。

需要说明的是，动态引导开裂方向的引导力的能量G1随激光照射功率的增大而增大，并随照射时间的延长而增大。

相应地，引导力的能量G1所产生的引导力的计算原理可参考激光热应力的计算原理。

实施例三：

如图7~图10所示，本实施例中，引导力由激光装置所施加的激光能量提供，引导力作用于目标工件的内部N2；同时，目标工件内部可以产生熔化烧蚀等损伤，也可以不产生熔化烧蚀等损伤。

具体地，动态引导开裂方向的引导力的能量G1采用以下公式进行计算：

引导力的能量：G1=P×t；

单位面积上的引导力的能量：G1'=(P×t)/A=(P×t)/(πr²)；

其中，

P为激光功率；

t为激光照射时间；

r为激光光斑半径；

A为激光光斑面积，A=πr²。

需要说明的是，动态引导开裂方向的引导力的能量G1随激光照射功率的增大而增大，并随照射时间的延长而增大。

相应地，引导力的能量G1所产生的引导力的计算原理可参考激光热应力的计算原理。

综合实施例一、实施例二及实施例三可知，引导力可由作用于裂纹前端的材料上表面的机械能量或作用于裂纹前端的材料上表面或材料内部的激光能量提供，其中，提供引导力的激光与提供激光热应力的激光可以为两束独立的激光源，也可以由同一激光源通过分光镜调整成不同能量的激光束。同时，在实际应用中可根据引导力提供方的特征精准地计算目标工件的引导力的能量，从而实现激光热应力及引导力的状态参数的实时调控，以保证对目标工件的精准切割。

综合上述描述可知，在实际应用中，可针对不同目标工件的材料特征、激光特性及机械特性精准地计算目标工件的激光热应力及引导力，从而实现激光热应力及引导力的精准控制。优选地，在实际实验及应用中，激光热应力为引导力的2~3倍，但不以此为限制。

由上可知，本发明将激光热应力与引导力相结合，并同时向目标工件施加激光热应力与引导力，以使目标工件的开裂和分离由激光产生的局部激光热应力引起，目标工件的开裂和分离方向由引导力控制，从而实现切割过程中开裂方向的动态引导，使得硅晶圆芯片等脆性材料的切割过程无材料去除、无损伤、高精度、低成本。具体地，本发明具有以下有益效果：

高精——热应力裂纹切割，材料表面和切面无熔化、烧蚀或划片等损伤；切面光滑，切割精度高；

高速——本发明采用激光单步扫描，无机械刀具装卡，无需外力辅助分离，速度可达250 mm/s，比传统工艺快10~25倍；

高洁——本发明无刀具切屑残渣和激光烧蚀残渣，无需化学或水清洗，无需保护涂层；

低成本——无缝切割，材料利用率高；无切割辅助耗材，如无需机械刀具、无需保护涂层、无需外力辅助分割、无需化学或水辅助清洗；

适应性强——可用于半导体硅晶圆，如砷化镓（GaAs）、碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、陶瓷、玻璃等；多层脆性材料的直线切割、曲线切割、异形切割等；晶圆切割时，可在同一个芯圆上切割不同尺寸的芯片。

参见图11，图11显示了本发明基于脆性材料的激光切割系统的实施例，其包括固定模块1、切割模块2、控制模块3及视觉模块4，具体地：

固定模块1，用于定位目标工件5，其中，本发明中的目标工件5为脆性材料制成的工件；

切割模块2，用于向目标工件5施加激光热应力及引导力以对目标工件5进行切割；

控制模块3，用于控制切割模块2以实时调整激光热应力及引导力的状态参数，状态参数包括作用点位置、作用点方向及作用点强度；

视觉模块4，用于检测目标工件5的定位状态及切割状态。

需要说明的是，激光热应力用于引起目标工件5开裂，引导力用于引导目标工件5的开裂方向，激光热应力与引导力的合力方向处于预设的切割路径上且激光热应力与引导力的合力强度大于目标工件5的断裂强度，以使目标工件5沿引导力的引导方向开裂。也就是说，通过在某一方向上施加引导力，以使该方向的合力为激光产生的激光热应力加上附加的引导力；此时，只要该合力大于目标工件5局部的断裂强度，则裂纹将沿着引导力的引导方向开裂，即当动态引导开裂方向的引导力的能量加上激光热应力引起目标工件5开裂的能量大于目标工件的断裂能时，目标工件5将沿动态引导开裂方向开裂。

更佳地，激光热应力及引导力的作用点均处于切割路径上，目标工件5的开裂沿激光热应力的作用点向引导力的作用点发生，引导力的作用点与当前开裂位置的之间距离大于激光热应力的作用点与当前开裂位置之间的距离，也就是说，沿切割路径，动态引导开裂方向的引导力的作用点位于激光热应力的作用点的前端。其中，引导力的作用点与激光热应力的作用点之间的距离优选为5µm~3000µm，也即引导力的作用点在激光热应力的作用点的前方5µm~3000µm，但不以此为限制，可根据实际情况自由调节。

因此，本发明通过同时向目标工件5施加激光热应力及引导力，并动态调整激光热应力及引导力的状态参数，可有效控制目标工件的开裂状态，从而实现对目标工件的精准切割。

本实施例中，切割模块2包括激光单元23及光学单元，光学单元用于将激光单元23输出的激光光束分离为第一激光光束及第二激光光束，其中，第一激光光束用于向目标工件5施加激光热应力，第二激光光束用于向目标工件5施加引导力，且引导力作用于目标工件的上表面或内部。

具体的，光学单元包括分光镜24、第一反射镜25、第二反射镜26、第三反射镜27、第一聚焦单元28及第二聚焦单元29，激光单元23输出的激光光束通过分光镜24分离为第一激光光束及第二激光光束后；第一激光光束依次经第一反射镜25及第一聚焦单元28进行反射聚焦后，射向向目标工件5以施加激光热应力；而第二激光光束依次经第二反射镜26、第三反射镜27及第二聚焦单元29进行反射聚焦后，射向向目标工件5以施加引导力。其中，所述第一聚焦单元28及第二聚焦单元29中均包括至少一个聚焦镜，在应用中可根据实际需求进行设置，灵活强；同时，聚焦单元的数量也可以根据实际情况进行设置。

另外，在其它实施例中，切割模块也可以包括第三激光单元及第四激光单元，第三激光单元用于向目标工件施加激光热应力，第四激光单元用于向目标工件施加引导力，且引导力作用于目标工件的上表面或内部。

在其它实施例中，切割模块2还可以包括第五激光单元及机械单元（参见图1及图2），第五激光单元用于向目标工件施加激光热应力，机械单元用于向目标工件施加引导力，引导力作用于目标工件的上表面且引导力小于目标工件的断裂强度。

也就是说，引导力可由作用于裂纹前端的材料上表面的机械能量或作用于裂纹前端的材料上表面或材料内部的激光能量提供，其中，提供引导力的激光与提供激光热应力的激光可以为两束独立的激光源，也可以由同一激光源通过光学单元调整成不同能量的激光束。

如图3及图4所示，机械单元包括动力机构、转轴21及传动杆22，转轴21支撑传动杆22以构成杠杆结构，传动杆22中与动力机构连接的一端为施力端，传动杆22中与目标工件5接触的一端为受力端；动力机构向施力端施加作用力，以使受力端向目标工件施加引导力。

需要说明的是，机械装置采用杠杆原理对目标工件施加引导力；相应的，施力端可以为线形以向目标工件施加线作用力，也可以为弧形以向目标工件施加点作用力。

当切割路径为直线时，施力端为线形以向目标工件施加线作用力；例如，施力端可以为长楔形，但不以此为限制。

当切割路径为曲线时，施力端为弧形以向目标工件施加点作用力；例如，施力端可以为球形或椭圆形，但不以此为限制。

综上所述，本发明将激光热应力与引导力相结合，并同时向目标工件施加激光热应力与引导力，以使目标工件的开裂和分离由激光产生的局部激光热应力引起，目标工件的开裂和分离方向由引导力控制，从而实现切割过程中开裂方向的动态引导，使得硅晶圆芯片等脆性材料的切割过程无材料去除、无损伤、高精度、低成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于脆性材料的激光切割方法，其特征在于，包括：同时向目标工件施加激光热应力及引导力，并实时调整所述激光热应力及引导力的状态参数，以对所述目标工件进行切割，且所述目标工件不产生熔化或烧蚀现象，所述状态参数包括作用点位置、作用点方向及作用点强度；

其中，所述激光热应力用于引起所述目标工件开裂，所述引导力用于引导所述目标工件的开裂方向，所述激光热应力与引导力的合力方向处于预设的切割路径上且所述激光热应力与引导力的合力强度大于所述目标工件的断裂强度，以使所述目标工件沿所述引导力的引导方向开裂；

所述激光热应力作用于目标工件的上表面，所述激光热应力及引导力的作用点均处于所述切割路径上，所述目标工件的开裂沿激光热应力的作用点向引导力的作用点发生，所述引导力的作用点与当前开裂位置的之间距离大于所述激光热应力的作用点与当前开裂位置之间的距离。

2.如权利要求1所述的基于脆性材料的激光切割方法，其特征在于，所述引导力由机械装置所施加的机械能量提供，所述引导力作用于所述目标工件的上表面且所述引导力小于所述目标工件的断裂强度。

3.如权利要求2所述的基于脆性材料的激光切割方法，其特征在于，所述机械装置包括动力机构、转轴及传动杆，所述转轴支撑所述传动杆以构成杠杆结构，所述传动杆中与所述动力机构连接的一端为施力端，所述传动杆中与所述目标工件接触的一端为受力端；

所述动力机构向所述施力端施加作用力，以使所述受力端向所述目标工件施加所述引导力。

4.如权利要求2所述的基于脆性材料的激光切割方法，其特征在于，所述施力端为线形以向所述目标工件施加线作用力，或者所述施力端为弧形以向所述目标工件施加点作用力。

5.如权利要求1所述的基于脆性材料的激光切割方法，其特征在于，所述引导力由激光装置所施加的激光能量提供，所述引导力作用于所述目标工件的上表面或内部。

6.如权利要求1所述的基于脆性材料的激光切割方法，其特征在于，所述引导力的作用点与激光热应力的作用点之间的距离为5µm~3000µm。

7.一种基于脆性材料的激光切割系统，其特征在于，包括：

固定模块，用于定位目标工件；

切割模块，用于同时向所述目标工件施加激光热应力及引导力以对所述目标工件进行切割，且所述目标工件不产生熔化或烧蚀现象，其中，所述激光热应力用于引起所述目标工件开裂，所述引导力用于引导所述目标工件的开裂方向，所述激光热应力与引导力的合力方向处于预设的切割路径上且所述激光热应力与引导力的合力强度大于所述目标工件的断裂强度，以使所述目标工件沿所述引导力的引导方向开裂；

控制模块，用于控制所述切割模块以实时调整所述激光热应力及引导力的状态参数，所述状态参数包括作用点位置、作用点方向及作用点强度；所述激光热应力作用于目标工件的上表面，所述激光热应力及引导力的作用点均处于所述切割路径上，所述目标工件的开裂沿激光热应力的作用点向引导力的作用点发生，所述引导力的作用点与当前开裂位置的之间距离大于所述激光热应力的作用点与当前开裂位置之间的距离；

视觉模块，用于检测所述目标工件的定位状态及切割状态。

8.如权利要求7所述的基于脆性材料的激光切割系统，其特征在于，

所述切割模块包括激光单元及光学单元，所述光学单元用于将所述激光单元输出的激光光束分离为第一激光光束及第二激光光束，其中，所述第一激光光束用于向所述目标工件施加激光热应力，所述第二激光光束用于向所述目标工件施加引导力，且所述引导力作用于所述目标工件的上表面或内部；或者，

所述切割模块包括第三激光单元及第四激光单元，所述第三激光单元用于向所述目标工件施加激光热应力，所述第四激光单元用于向所述目标工件施加引导力，且所述引导力作用于所述目标工件的上表面或内部；或者，

所述切割模块包括第五激光单元及机械单元，所述第五激光单元用于向所述目标工件施加激光热应力，所述机械单元用于向所述目标工件施加引导力，所述引导力作用于所述目标工件的上表面且所述引导力小于所述目标工件的断裂强度。

9.如权利要求8所述的基于脆性材料的激光切割系统，其特征在于，当所述切割模块包括第五激光单元及机械单元时，所述机械单元包括动力机构、转轴及传动杆，所述转轴支撑所述传动杆以构成杠杆结构，所述传动杆中与所述动力机构连接的一端为施力端，所述传动杆中与所述目标工件接触的一端为受力端；

所述动力机构向所述施力端施加作用力，以使所述受力端向所述目标工件施加所述引导力。