CN206029032U - 硬质脆性板的割断装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种硬质脆性板的割断装置，其将便携终端的显示器基板那样的比较薄的玻璃板及其它热可塑性硬质脆性板在不产生微裂纹或玻璃屑的情况下割断。沿着固定在工作台(1)上的热可塑性硬质脆性板(w)的割断线移动激光束(B)的照射点(P)，将划线切割器按压在通过激光束(B)的照射被加热而使正面侧软化(s)了的割断线上并使其移动。通过在即将进行划线之前使玻璃板(w)的正面侧软化(s)，由此，当将切割器按压于玻璃板(w)时，玻璃板正面在不会产生微裂纹的情况下被扩张而形成划线槽，通过从该划线槽的末端延伸的垂直裂纹将玻璃板(w)割断。

Description

硬质脆性板的割断装置
技术领域
本实用新型涉及特别适合于割断(分割并切断)在便携终端的显示器中使用的玻璃板及其它薄的热可塑性硬质脆性板的割断装置。
背景技术
玻璃板的切断通常通过划线和断裂2个工序进行。划线是使由具有锐利的周缘的辊或尖针等构成的划线切割器(以下简称为“切割器”)沿着割断线行走而生成与玻璃板的表面垂直的方向上的裂纹(垂直裂纹)的工序。断裂是通过对进行了划线后的割断线施加局部的应力来使垂直裂纹成长从而将玻璃板分开的工序。
图4是示出利用激光束的热应力进行断裂的割断装置的一例的图。在图4中，w是待割断的玻璃板，a是玻璃板w的割断线，1是固定玻璃板w的工作台，21是安装架设在未图示的不动部件上的引导梁，2是沿着引导梁21行走的移动台，d是在割断玻璃板w时的移动台2的移动方向，4是经由施力缸26安装在移动台2上的切割器，3是安装在移动台2上的激光振荡器，Q是切割器4的按压点，P是从激光振荡器3照射的激光束B的照射点。激光束的照射点P位于在玻璃板切断时的切割器的按压点Q的移动方向后方。
在图4的装置中，通过使移动台2沿着图的箭头方向d移动，使得切割器4和激光振荡器3沿着固定在工作台1上的玻璃板w的割断线a移动，在切割器4刚刚划线后由激光束B赋予局部的热应力，玻璃板w逐渐被切断。
图5是示意性示出被划线后的玻璃板的放大剖视图。在玻璃板w的正面(切割器4被按压的一侧的面)上形成有沿着割断线a的V形截面的划线槽g，从该划线槽g的底端朝向玻璃板的背面产生有垂直裂纹c。
另一方面，在玻璃板w的正面侧，由于被切割器4以割断线a为界朝两侧扩张的力发挥了作用的关系，在划线槽g的壁面上产生被称为水平裂纹、微裂纹的小的裂纹m，与此相伴产生玻璃屑(细微的玻璃粒)。
微裂纹m在割断后的玻璃板的输送时或后续工序时由于作用于玻璃板的外力而成长，成为使玻璃板破损的原因。并且，在显示器用的玻璃基板等中，飞散的玻璃屑附着于玻璃基板面上，会发生形成在玻璃板上的电路的图案不良、或者层叠的偏光板的贴附不良，成为不良品。
作为切断玻璃板的其它方法，本申请的申请人在专利文献1中提出了省略断裂工序的割断方法。该方法是在工作台上设置突条，通过该突条沿着真空吸附在工作台1上的玻璃板的割断线赋予弯曲应力，并在该状态下使切割器沿着割断线行走的方法。另外，作为不需要划线的切断方法，仅通过照射激光束的工序来切断玻璃板的方法也得到了实用。
专利文献1：日本特开2003－261345号公报
对于在便携终端的显示器中使用的玻璃基板，为了小型化和轻量化而强烈希望实现薄壁化。例如，对于在智能电话的显示器中使用的玻璃板来说，以往是将0.3mm或0.2mm的2枚重叠，然而期望将0.15mm的2枚重叠，进而希望为0.1mm。这样的薄玻璃板难以在割断后进行割断缘的磨削。并且，便携终端由于价格竞争激烈，因而还需要降低制造成本。
如果通过划线－断裂方式将便携终端显示器用的厚度为0.15mm左右的玻璃基板割断并在未进行割断缘的磨削的情况下进行后续工序，则后续工序中的基板的破损增加。并且，由飞散的玻璃屑附着在玻璃基板上所导致的不良品产生也变多。该问题即使在通过基于切割器的划线和基于激光器的断裂进行割断的方法中也无法解决。
根据在未进行划线的情况下仅通过激光束将玻璃板切断的方法，不会产生微裂纹，因而可以防止上述那样的后续工序中的裂缝或者因玻璃屑的附着所导致的不良品的产生。然而，由于仅使用激光束进行的切断是基于热应力实现的切断，因而热传递率的影响大。特别是在玻璃板较薄的情况下，由于热量的扩散很快，因而难以产生应力差，难以基于玻璃板的材质或厚度进行条件设定。
并且，在仅使用激光切断的情况下，需要细而强力的激光，因而必须使用强力且高价的激光振荡器，存在切断所需要的装置成本和运行成本增大的问题。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述的问题而完成的，本实用新型的目的是得到一种能够将比较薄的玻璃板在不产生微裂纹或玻璃屑的情况下切断的割断装置。
本实用新型的硬质脆性板的割断装置具有：工作台1，其保持待割断的硬质脆性板w；激光振荡器3，其朝向工作台1上的硬质脆性板w照射激光束B；划线切割器4，其被朝向硬质脆性板w施力；以及移动台2，其在划线时使激光束B的照射点P先于划线切割器的按压点Q移动。
在利用该实用新型的割断装置进行的割断中，将划线切割器4按压在通过激光束B的照射被加热而使正面侧软化s的割断线a上并使其移动。通过在即将进行划线之前使玻璃板w的正面侧软化s，由此在将划线切割器4按压于玻璃板w时，玻璃板正面不产生微裂纹而被扩张，形成划线槽g，利用从该划线槽g的末端延伸的垂直裂纹c将玻璃板w割断。
可以通过激光束B的强度来调整待软化s的区域的深度，从而能够在不产生微裂纹的情况下形成期望深度的划线槽g。在使用通常的辊切割器进行的划线中，由于生成0.3～0.4mm的垂直裂纹，因而，如果是厚度为0.15mm的基板那样薄的玻璃板，就可以实现在划线时使垂直裂纹c到达玻璃板w的背面而不需要断裂工序的无断裂割断。并且，通过在对专利文献1所公开的玻璃板w的切断部分赋予弯曲应力的状态下进行划线，能够进行更厚的玻璃板的无断裂割断。
在割断比较厚的玻璃板的情况下，可以通过先于切割器4的激光束B使玻璃板的正面侧软化，然后使用切割器4进行划线，并在划线后通过激光的热冲击进行断裂。
在本实用新型的装置中，使玻璃板的将要被刻设划线槽g的正面侧软化s，防止了在划线时的玻璃板正面侧的微裂纹和玻璃屑的产生。因此，在通过本实用新型的装置割断的玻璃板的割断面上不产生微裂纹或玻璃屑，可以防止割断后的玻璃板的破损或者因玻璃屑的附着所引起的不良品的产生。
如上述那样，根据由该实用新型的装置进行的热可塑性硬质脆性板的割断，可以抑制划线时的微裂纹或玻璃屑的产生，因而能够得到没有微裂纹或缺口的镜面的割断面，可以大幅减少由割断后的玻璃板的破损或玻璃屑的附着引起的不良品的产生。
特别是在成为便携终端的显示器基板这样薄的玻璃板的割断中，可以无断裂地进行割断。并且，与仅使用激光束进行切断的方法或者在划线后使用激光束进行断裂的方法相比，能够使用低功率的激光振荡器，而且激光束的条件设定也简单，因而可以降低基板的制造成本。
附图说明
图1是示出实施例的割断装置的一例的立体图。
图2是正面被软化的玻璃板的示意性的局部剖视图。
图3是将正面软化后进行了划线的玻璃板的示意性的局部剖视图。
图4是示出现有的割断装置的一例的立体图。
图5是使用现有方法进行了划线的玻璃板的示意性的放大剖视图。
标号说明
1：工作台；3：激光振荡器；4：划线切割器；a：割断线；B：激光束；c：垂直裂纹；g：划线槽；P：照射点；s：软化；w：玻璃板。
具体实施方式
以下，参照附图说明本实用新型的实施方式。本实用新型的割断装置与图4所示的现有装置的不同点在于：激光束的照射点P和切割器4的按压点Q相对于割断时的移动台2的移动方向d的前后关系相反。即，在本实用新型的装置中，在通过划线切割器4生成垂直裂纹之前先利用激光束B加热玻璃板w。
在进行玻璃板w的划线时，通过移动台2的移动，激光束的照射点P先于划线切割器4的按压点Q沿着割断线a移动，使玻璃板w的正面侧软化s。然后，将划线切割器4按压于软化s了的玻璃板的正面并移动，由此形成划线槽g，从划线槽g的末端到未软化的玻璃板的背面侧的部分生成垂直裂纹c(参照图3)。
在示出本实用新型的割断装置的一例的图1中，w是待割断的玻璃板，a是玻璃板w的割断线，1是固定玻璃板w的工作台，21是安装架设在未图示的不动部件上的引导梁，2是与借助进给电动机22进行正反旋转的进给丝杠23螺合并沿着引导梁21行走的移动台，d是在进行玻璃板w的划线时的移动台2的移动方向，24是设置在移动台2上的升降电动机，25是被设置在移动台2上的铅直方向的引导件引导并借助升降电动机24进行升降的升降台，4是安装在升降台25上的切割器，26是对切割器4赋予按压力的施力缸，3是经由焦点调整用的高度调整器27安装在移动台2上的激光振荡器，Q是切割器4的按压点，P是从激光振荡器3照射的激光束B的照射点，5是在割断线a的正下方的位置处贴附在工作台1上的薄的窄宽度的带材(工作台上的突条。例如，窄宽度的粘接带。)。激光束的照射点P位于切割器的按压点Q的、进行玻璃板划线时的移动方向前方。
在工作台1的上表面设置有与真空源连通的多个吸附孔(未图示)。载置于工作台1上的玻璃板w通过作用于吸附孔的负压被吸附而固定。当使割断线a位于带材5的正上方来吸附玻璃板w时，如图2、图3夸张地所示那样，玻璃板在贴附有带材5的部分处以上凸的方式弯曲，玻璃板的该部分的上表面侧被赋予拉伸应力，下表面侧被赋予压缩应力。
在该状态下，将玻璃板w的割断线a定位在激光束的照射点P和划线切割器的按压点Q的移动轨迹上，照射激光束B且通过缸26将切割器4按压于玻璃板w上，同时使移动台2沿着划线时的移动方向d移动。于是，割断线上的激光束的照射点P部分被加热而软化s(图2)，划线切割器4被按压于该软化s了的部分而形成划线槽g，在该划线槽g的末端产生垂直裂纹c(图3)。由于在该部分处作用有上方为拉伸侧的弯曲应力，因而垂直裂纹c的成长得到促进而到达玻璃板w的背面，玻璃板w被割断。通过该作用，随着移动台2的移动而连续地切断玻璃板w。
上述的例子示出了在使用粘贴在工作台1上的带材5对玻璃板w的割断线a部分赋予弯曲应力的状态下进行割断的例子，然而如上所述，当玻璃板w的厚度较薄时，能够在不对割断线a的部分赋予弯曲应力的情况下进行割断。并且，对于即使使用带材5也无法割断的较厚的玻璃板来说，在划线后，在使升降台25上升并使切割器4离开玻璃板w的状态下一边照射激光束B一边使移动台2执行复位移动，由此也能够借助激光器的热应力进行断裂来割断。
并且，作为激光器，使用能量转换效率高、可以实现高输出化、没有光轴偏移、光束品质优异的光纤激光器也是有效的。若使用光纤激光器，则能够使输出光纤的末端与切割器之间的间隔更窄，能够通过螺钉等在移动台的移动方向上调整输出光纤的末端，从而也比较容易地能够根据玻璃板的材质或板厚调整激光束的照射点P与切割器的按压点Q之间的间隔。

Claims (3)

1.一种硬质脆性板的割断装置，其特征在于，
所述硬质脆性板的割断装置具有：工作台(1)，其保持待割断的硬质脆性板(w)；激光振荡器(3)，其朝向所述工作台上的硬质脆性板(w)照射激光束(B)；划线切割器(4)，其被朝向所述硬质脆性板施力；以及移动台(2)，在该移动台(2)上安装有所述激光振荡器(3)和所述划线切割器(4)，所述该移动台(2)在划线时使所述激光束的照射点(P)先于所述划线切割器的按压点(Q)移动。
2.根据权利要求1所述的硬质脆性板的割断装置，其特征在于，
所述硬质脆性板的割断装置具有：所述工作台(1)，其以负压空气吸引保持待割断的硬质脆性板(w)；所述移动台(2)，其在该工作台的上方与工作台面平行地移动；以及搭载在该移动台上的所述激光振荡器(3)和划线切割器(4)。
3.根据权利要求1或2所述的硬质脆性板的割断装置，其特征在于，
在被保持于所述工作台(1)上的硬质脆性板(w)的割断线(a)下方的部分的该工作台上具有突条(5)，所述突条(5)使该硬质脆性板产生以所述割断线作为棱部的上凸的挠曲。
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