JP2000281373A - Method for dividing brittle material - Google Patents

Method for dividing brittle material

Info

Publication number
JP2000281373A
JP2000281373A JP11084871A JP8487199A JP2000281373A JP 2000281373 A JP2000281373 A JP 2000281373A JP 11084871 A JP11084871 A JP 11084871A JP 8487199 A JP8487199 A JP 8487199A JP 2000281373 A JP2000281373 A JP 2000281373A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
brittle material
dividing
laser beam
division
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11084871A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Rui Toyoda
類 豊田
Yoshimizu Takeno
祥瑞 竹野
Masaharu Moriyasu
雅治 森安
Toshio Kagawa
俊男 香川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP11084871A priority Critical patent/JP2000281373A/en
Publication of JP2000281373A publication Critical patent/JP2000281373A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/09Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/091Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
    • C03B33/093Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam using two or more focussed radiation beams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/359Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by providing a line or line pattern, e.g. a dotted break initiation line
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/362Laser etching
    • B23K26/364Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/09Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/091Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/16Composite materials, e.g. fibre reinforced
    • B23K2103/166Multilayered materials
    • B23K2103/172Multilayered materials wherein at least one of the layers is non-metallic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/52Ceramics

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for dividing a brittle material, such as glass or ceramics, which is capable of enhancing the yield of work for cracking the material up to 100% when working the material in the method for cracking the brittle material by imparting a heat source thereto by irradiation with a laser, or the like, thereby generating thermal stress therein. SOLUTION: The method for dividing the brittle material by forming a groove 3 on the surface of the brittle material 4 and irradiating the material with the laser beam 5 along the groove 3, thereby dividing the brittle material 4 along the groove 3 consists of a stage for positioning the laser beam 5 in such a manner that the material end 2 constituting the beginning part for the division is irradiated with the laser beam 5, a stage for generating a crack 6 along the groove 3 of the material end 2 by irradiation with the laser beam 5 for a prescribed time in the position and a stage for irradiating the brittle material with the laser beam 5 along the groove 3 from the material end 2 where the crack 6 occurs, thereby dividing the brittle material 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスまたはセラ
ミックスなどの脆性材料を割断する方法に関する。
The present invention relates to a method for cutting brittle materials such as glass or ceramics.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、従来の脆性材料の分割方法を示
す図で、特開昭54−106524号公報に示されたも
のと類似のものを示している。図9の脆性材料の分割方
法は、図示しないレーザ光源から供給されるレーザ光5
を脆性材料4における分割予定線の溝3に分割幅L以下
のビーム径10で照射して、その照射位置に生じる熱応
力により亀裂6を発生させ、レーザ光5を溝3に沿う走
査方向8に走査することによって、その亀裂6を溝3に
沿う方向に誘導し、材料を分割する。なお、溝3は、先
端にダイヤモンドなどの超硬度を有するものを装着した
脆性材料用切断工具やエッチングなどで形成する。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a view showing a conventional method for dividing a brittle material, which is similar to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-106524. The method for dividing the brittle material shown in FIG.
Is irradiated to the groove 3 of the planned dividing line in the brittle material 4 with a beam diameter 10 of the division width L or less, a crack 6 is generated by thermal stress generated at the irradiation position, and the laser beam 5 is irradiated in the scanning direction 8 along the groove 3. , The crack 6 is guided in the direction along the groove 3 to divide the material. In addition, the groove 3 is formed by a cutting tool for brittle material having a tip having a super-hardness such as diamond mounted thereon, etching, or the like.

【0003】脆性材料としては、ガラスやアルミナセラ
ミックスのほか、石英または半導体材料などがある。ま
た、レーザ光としては、加工材料の材質によってCO2
レーザ光またはYAGレーザ光などを適宜に選択する。
Examples of brittle materials include glass and alumina ceramics, as well as quartz and semiconductor materials. Further, as the laser beam, CO 2 may be used depending on the material of the processing material.
Laser light, YAG laser light, or the like is appropriately selected.

【0004】図9の分割方法を、たとえばガラスに適用
した場合、材料端部の亀裂方向が制御できないため、分
割の断面形状は図10に示されるように、脆性材料4で
あるガラスの分割面3aにおける材料端部2に品質に悪
影響を与えるクラック26が生じることがある。このた
め、レーザ光の照射条件が適切な条件の場合でも、10
0%の割断の作業歩留りが得られない惧れがある。
When the dividing method shown in FIG. 9 is applied to, for example, glass, the direction of cracks at the end of the material cannot be controlled. Therefore, the sectional shape of the dividing is, as shown in FIG. A crack 26 may be formed on the material edge 2 in FIG. For this reason, even if the laser beam irradiation conditions are appropriate,
There is a concern that a work yield of 0% cleavage may not be obtained.

【0005】また、図11は、脆性材料の他の分割方法
を示す図で、特開平7−323385号公報に示された
ものと類似のものを示している。図11の脆性材料の分
割方法は、図示しないレーザ光源から供給されるレーザ
光5を、脆性材料4に溝を形成せずに、分割予定線27
上に図示しない熱源によってノズル9から熱風を分割幅
L以下のビーム径10のレーザ照射を行なう。このと
き、分割予定線27上にノズル9から熱風を供給するこ
とにより、該分割予定線27を局部加熱することで、亀
裂6を誘導するのに充分な温度勾配を与え、レーザ光5
を分割予定線27に沿う走査方向8に走査することによ
って材料を分割する。また、熱源としては、熱風、赤外
線ヒータ、またはレーザ光が使用可能である。
FIG. 11 is a view showing another method of dividing the brittle material, which is similar to that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-323385. In the method of dividing the brittle material shown in FIG. 11, a laser beam 5 supplied from a laser light source (not shown) is used to form a dividing line 27 without forming a groove in the brittle material 4.
The hot air from the nozzle 9 is irradiated with a laser beam having a beam diameter 10 smaller than the division width L by a heat source (not shown). At this time, hot air is supplied from the nozzle 9 onto the planned division line 27 to locally heat the planned division line 27, thereby giving a temperature gradient sufficient to induce the crack 6 and
Is scanned in the scanning direction 8 along the planned dividing line 27 to divide the material. As the heat source, hot air, an infrared heater, or a laser beam can be used.

【0006】図11の分割方法を、たとえばガラスに適
用した場合、溝がないため、亀裂の制御が不安定とな
り、分割の断面形状は図12に示すように、分割予定線
27に沿って分割できず、分割面3aにおける材料端部
2にクラック26が生じることがあり、たとえ適切な割
断条件の場合でも、100%の割断の作業歩留りが得ら
れない惧れがある。
When the dividing method shown in FIG. 11 is applied to, for example, glass, since there is no groove, the control of cracks becomes unstable, and the sectional shape of the dividing is divided along the dividing line 27 as shown in FIG. As a result, cracks 26 may occur at the material end 2 on the dividing surface 3a, and even if the cutting conditions are appropriate, there is a concern that a work yield of 100% cutting may not be obtained.

【0007】また、前記図9の分割方法において、脆性
材料の切り出し材を連続で得るために、予め複数の溝を
脆性材料の全長または端部に形成後、分割幅以下のレー
ザ光径で照射を行なえば、切り出し材を連続で得ること
が可能である。この分割方法は特開昭60−16349
1号公報に示されたものと類似のものを示している。こ
れは、図示しないレーザ光源から供給されるレーザ光5
を脆性材料の溝3に照射して、その照射位置に生じる熱
応力により亀裂6を発生させ、レーザ光5を溝3に沿う
走査方向8に走査することによって、その亀裂6を溝3
に沿う方向に誘導し、材料を分割する。
Further, in the dividing method shown in FIG. 9, in order to continuously obtain a cut material of the brittle material, a plurality of grooves are formed in advance on the entire length or the end of the brittle material, and then irradiated with a laser beam diameter smaller than the division width. Is performed, it is possible to obtain the cutout material continuously. This dividing method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-16349.
1 is similar to that shown in Japanese Patent Publication No. This is a laser beam 5 supplied from a laser light source (not shown).
Is irradiated on the groove 3 of the brittle material, a crack 6 is generated by a thermal stress generated at the irradiation position, and the laser beam 5 is scanned in a scanning direction 8 along the groove 3 so that the crack 6 is formed.
To divide the material.

【0008】前記分割方法を、たとえばガラスに適用し
た場合、図13に示されるように、レーザ照射中の溝3
に隣接する溝3にもクラックを伴う亀裂6が発生し、別
の部分でも材料が分割され、たとえ適切な割断条件の場
合でも、100%の割断の作業歩留りが得られない惧れ
がある。
When the above dividing method is applied to glass, for example, as shown in FIG.
Cracks 6 with cracks also occur in the grooves 3 adjacent to the groove, and the material is divided even in other parts, and even if the cutting conditions are appropriate, there is a concern that a work yield of 100% cutting may not be obtained.

【0009】また、図14は、前記特開昭54−106
524号公報に示された他の分割方法と類似のものを示
している。図14の脆性材料の分割方法は、2枚の脆性
材料4を貼り合わせた被加工材の表面と裏面の互いにず
れた位置16で材料を分割する場合、図示しないレーザ
光源から供給されるレーザ光5を、被加工材の表面の溝
(分割予定線)17に分割幅以下のビーム径で照射し
て、その照射位置に生じる熱応力により亀裂6を発生さ
せ、レーザ光を溝(分割予定線)17に沿う走査方向に
走査することによって、その亀裂6を溝(分割予定線)
17に沿う方向に誘導し、材料を分割する。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-106.
This shows a method similar to another division method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 524/524. In the method of dividing the brittle material shown in FIG. 14, when the material is divided at mutually deviated positions 16 on the front surface and the back surface of the workpiece to which the two brittle materials 4 are bonded, laser light supplied from a laser light source (not shown) 5 is radiated to a groove (planned division line) 17 on the surface of the workpiece with a beam diameter smaller than the division width, a crack 6 is generated due to thermal stress generated at the irradiation position, and laser light is applied to the groove (planned division line). ) By scanning in the scanning direction along 17, the crack 6 is formed in a groove (planned dividing line).
Guide in the direction along 17 to split the material.

【0010】図14の分割方法を、2枚の脆性材料を貼
り合わせた構造をもつ、たとえば液晶パネルのガラスに
適用した場合、まずすべてのパネルの表面および裏面に
溝を形成したのち、レーザ照射を行なう。この順序で加
工を行なうと、溝形成プロセスとレーザ照射プロセスを
各々独立して実行でき、両プロセス間の被加工物である
パネルの移動も簡易にできるため、割断時間の短縮が可
能となる。しかし、レーザ照射中の表面ガラスの溝17
とは反対側の裏面ガラスの溝19にも亀裂6が発生し、
たとえ溝17を安定に分割できたとしても、すでに溝1
9は一部分割されているため、溝19には特異な熱応力
分布が発生するため、溝19を分割予定線に沿って分割
できず、たとえ適切な割断条件の場合でも、100%の
割断の作業歩留りが得られない惧れがある。
When the dividing method of FIG. 14 is applied to, for example, glass of a liquid crystal panel having a structure in which two brittle materials are bonded to each other, first, grooves are formed on the front and rear surfaces of all panels, and then laser irradiation is performed. Perform When processing is performed in this order, the groove forming process and the laser irradiation process can be executed independently, and the movement of the panel, which is the workpiece, between the two processes can be simplified, so that the cutting time can be reduced. However, the groove 17 of the surface glass during laser irradiation
The crack 6 is also generated in the groove 19 of the back glass on the opposite side,
Even if the groove 17 can be divided stably,
Since the groove 9 is partially divided, a unique thermal stress distribution is generated in the groove 19, so that the groove 19 cannot be divided along the predetermined dividing line. There is a fear that the work yield cannot be obtained.

【0011】図15〜16は脆性材料のさらなる他の分
割方法を示す図で、特開平7−328781号公報に示
されたものと類似のものを示している。図15〜16の
脆性材料の分割方法は、脆性材料4に溝を形成せずに、
図示しないレーザ光源から供給されるレーザ光5を少な
くとも2点以上分割予定線27に照射して、レーザ照射
部に特異な熱応力分布を発生させることで、1点レーザ
照射に比べて、引張応力を大きくする。その引張応力に
より亀裂6を発生させ、レーザ光5を分割予定線27に
沿う走査方向8に走査することによって、その亀裂6を
分割予定線27に沿う方向に誘導し材料を分割する。ま
た、レーザ光5のレーザ照射位置は、図15に示される
ように走査方向8と直角である場合や、図16に示すよ
うに走査方向8と平行である場合などがある。
FIGS. 15 and 16 show still another method of dividing a brittle material, which is similar to that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-328781. The method for dividing the brittle material in FIGS. 15 and 16 does not form a groove in the brittle material 4,
By irradiating the laser beam 5 supplied from a laser light source (not shown) onto at least two points of the dividing line 27 to generate a unique thermal stress distribution in the laser irradiating part, the tensile stress is higher than that of the one-point laser irradiating. To increase. The crack 6 is generated by the tensile stress, and the laser beam 5 is scanned in the scanning direction 8 along the dividing line 27 to guide the crack 6 in the direction along the dividing line 27 to divide the material. Further, the laser irradiation position of the laser beam 5 may be perpendicular to the scanning direction 8 as shown in FIG. 15, or parallel to the scanning direction 8 as shown in FIG.

【0012】図15〜16の分割方法を、たとえばガラ
スに適用した場合、図17に示されるように温度分布2
8が、分割予定線27に対して非対称であるため、発生
する熱応力も非対称となり、脆性材料4の材料端部2の
亀裂方向が制御できない。なお、29は温度分布28の
低温方向である。そのため、分割断面形状は図10に示
されるように、材料端部2に品質に悪影響を与えるクラ
ック26が生じ、レーザ光の照射条件が適切な条件の場
合でも、100%の割断の作業歩留りが得られない惧れ
がある。また、脆性材料の分割幅が狭くなっていくにつ
れて、温度分布がより非対称となり、安定して分割でき
なくなる。
When the dividing method shown in FIGS. 15 and 16 is applied to, for example, glass, as shown in FIG.
8 is asymmetrical with respect to the planned dividing line 27, the generated thermal stress is also asymmetrical, and the crack direction of the material end 2 of the brittle material 4 cannot be controlled. 29 is the low temperature direction of the temperature distribution 28. For this reason, as shown in FIG. 10, a crack 26 that adversely affects the quality of the material end portion 2 occurs in the divided cross-sectional shape, and even if the laser beam irradiation conditions are appropriate, a work yield of 100% cleavage can be obtained. There is a fear that it cannot be obtained. Further, as the division width of the brittle material becomes narrower, the temperature distribution becomes more asymmetric, and the division cannot be performed stably.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガラスまた
はセラミックスなどの脆性材料にレーザ照射などによる
熱源を与えることで熱応力を発生させて割断する方法に
おいて、加工するに当たり、その割断の作業歩留りを1
00%にまで高めることができる脆性材料の分割方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for cutting a brittle material such as glass or ceramics by applying a heat source by laser irradiation or the like to generate a thermal stress. 1
It is an object of the present invention to provide a method for dividing a brittle material that can be increased to 00%.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1にかか
わる脆性材料の分割方法は、脆性材料の表面に溝を形成
し、該溝に沿ってレーザ光を照射することによって、前
記溝に沿って脆性材料を分割させる脆性材料の分割方法
であって、少なくとも分割開始部となる材料端部にレー
ザ光が照射されるようにレーザ光を位置決めする工程
と、その位置で所定時間レーザ光を照射して材料端部の
前記溝に沿って亀裂を発生させる工程と、亀裂が発生し
た材料端部から前記溝に沿ってレーザ光を照射して脆性
材料を分割させる工程とからなることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for dividing a brittle material, comprising the steps of: forming a groove on the surface of the brittle material; and irradiating the groove with the laser beam. A method of dividing a brittle material along the brittle material, wherein the step of positioning the laser beam so that the laser beam is applied to at least a material end serving as a division start portion, and applying the laser beam for a predetermined time at the position. Irradiating a crack along the groove at the end of the material and irradiating laser light along the groove from the end of the cracked material to split the brittle material. And

【0015】また本発明の請求項2にかかわる脆性材料
の分割方法は、前記脆性材料の少なくとも分割開始部を
含む領域を、レーザ光の照射時に室温よりも高い温度に
昇温するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the method for dividing a brittle material, at least a region of the brittle material including a division start portion is heated to a temperature higher than a room temperature during laser beam irradiation.

【0016】また本発明の請求項3にかかわる脆性材料
の分割方法は、前記脆性材料の表面に溝を形成し、該溝
に沿って脆性材料を複数回分割する場合において、第一
の分割予定線に溝を形成し、この溝にレーザ光の照射を
行ない、第一の分割が終了したのち、隣接する第二の分
割予定線に溝を形成し、この溝にレーザ光を照射して分
割を行ない、これを繰り返すことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the method of dividing a brittle material, a groove is formed on the surface of the brittle material, and the brittle material is divided a plurality of times along the groove. A groove is formed in the line, and the groove is irradiated with laser light. After the first division is completed, a groove is formed in the adjacent second planned division line, and the groove is irradiated with laser light to be divided. And repeating this.

【0017】また本発明の請求項4にかかわる脆性材料
の分割方法は、2枚の脆性材料を貼り合わせた被加工材
の表面と裏面の互いにずれた位置の分割予定線で各脆性
材料を分割する場合、前記表面および裏面のうち、いず
れか一方の面における第一の分割予定線に溝を形成し、
この溝にレーザ光の照射を行ない、第一の分割が終了し
たのち、他の面における第二の分割予定線に溝を形成
し、この溝にレーザ光を照射して分割を行なうことを特
徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for dividing a brittle material, wherein each brittle material is divided by a predetermined dividing line at a position shifted from each other on a front surface and a back surface of a workpiece to which two brittle materials are bonded. When forming, a groove is formed on the first planned dividing line on one of the front surface and the back surface,
This groove is irradiated with laser light, and after the first division is completed, a groove is formed in the second planned dividing line on the other surface, and the groove is irradiated with laser light to perform division. And

【0018】また本発明の請求項5にかかわる脆性材料
の分割方法は、脆性材料の表面に溝を形成し、該溝に沿
って第一のレーザ光を照射することによって、前記溝に
沿って脆性材料を分割させる脆性材料の分割方法であっ
て、前記溝を基準として脆性材料の端面と反対側の位置
に、第二のレーザ光を同時に照射することを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for dividing a brittle material, a groove is formed on a surface of the brittle material, and a first laser beam is irradiated along the groove, thereby forming a groove along the groove. A method for dividing a brittle material, wherein the brittle material is split, wherein a position opposite to an end face of the brittle material with respect to the groove is simultaneously irradiated with a second laser beam.

【0019】また本発明の請求項6にかかわる脆性材料
の分割方法は、前記第一のレーザ光と同様の強度分布を
もつ第二のレーザ光を、前記溝から脆性材料の端面まで
の距離の2倍の位置に照射するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for dividing a brittle material, a second laser beam having an intensity distribution similar to that of the first laser beam is applied to a distance from the groove to an end face of the brittle material. It irradiates twice the position.

【0020】請求項1においては、少なくとも分割開始
部となる材料端部にレーザ光が照射されるようにレーザ
光を位置決めする工程と、その位置で所定時間レーザ光
を照射して材料端部の前記溝に沿って亀裂を発生させる
工程と、亀裂が発生した材料端部から前記溝に沿ってレ
ーザ光を照射して材料を分割させる工程より割断作業が
構成されることにより、材料端部の亀裂方向を制御し、
材料端部に亀裂を溝方向に発生させる。
In the first aspect, the step of positioning the laser beam so that the laser beam is irradiated onto at least the material end serving as the division start portion, and irradiating the laser beam at the position for a predetermined time to form the material end The step of generating a crack along the groove and the step of irradiating a laser beam along the groove from the end of the cracked material to divide the material constitutes a cutting operation. Control the crack direction,
Cracks are formed at the edges of the material in the groove direction.

【0021】請求項2においては、前記脆性材料の分割
方法において、脆性材料の少なくとも分割開始部を含む
領域を、レーザ光の照射時に室温よりも高い温度に昇温
することで、脆性材料の破壊靭性を上げる。
According to a second aspect of the present invention, in the method for dividing a brittle material, the brittle material is destroyed by raising at least a region including a division start portion of the brittle material to a temperature higher than room temperature when irradiating a laser beam. Increase toughness.

【0022】請求項3においては、脆性材料の表面に溝
を形成し、該溝に沿って材料を複数回分割する場合にお
いて、第一の分割予定線に溝を形成し、この溝にレーザ
光の照射を行ない、第一の分割が終了したのち、隣接す
る第二の分割予定線に溝を形成し、この溝にレーザ光の
照射して分割を行ない、これを繰り返し行なうことによ
り、レーザ照射中の溝だけに亀裂を発生させる。
According to a third aspect of the present invention, in the case where a groove is formed on the surface of the brittle material and the material is divided a plurality of times along the groove, a groove is formed on the first predetermined dividing line, and the laser beam is formed in the groove. After the first division is completed, a groove is formed on the adjacent second planned division line, and the groove is irradiated with laser light to perform division, and this is repeated to perform laser irradiation. Cracks occur only in the middle groove.

【0023】請求項4においては、2枚の脆性材料を貼
り合わせた被加工材の表面と裏面の互いにずれた位置の
分割予定線で材料を分割する場合、被加工材の表面に第
一の分割予定線に溝を形成し、この溝にレーザ光の照射
を行ない、第一の分割が終了したのち、被加工材の裏面
における、前記表面の第一の分割予定線と互いにずれた
位置に第二の分割予定線に溝を形成し、この溝にレーザ
光を照射することにより、片面ごとに亀裂を発生させ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the case where the material is divided along a predetermined dividing line at a position deviated from the front surface and the back surface of the workpiece to which the two brittle materials are bonded, a first surface is provided on the surface of the workpiece. A groove is formed in the planned dividing line, and the groove is irradiated with a laser beam, and after the first division is completed, on the back surface of the workpiece, at a position displaced from the first planned dividing line on the front surface. A groove is formed in the second predetermined dividing line, and a laser beam is irradiated to the groove to generate a crack on each side.

【0024】請求項5においては、脆性材料の表面に溝
を形成し、該溝に沿って第一のレーザ光を照射すること
によって、前記溝に沿って材料を分割させる脆性材料の
分割方法であって、前記溝を基準として材料の端面と反
対側の位置に、第二のレーザ光を同時に照射することに
より、レーザ照射中において、溝(分割予定線)に対す
る温度分布を対称にする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a brittle material dividing method in which a groove is formed on a surface of a brittle material and a first laser beam is irradiated along the groove to divide the material along the groove. Then, by simultaneously irradiating the second laser beam to a position opposite to the end face of the material with respect to the groove, the temperature distribution with respect to the groove (planned division line) is made symmetric during laser irradiation.

【0025】請求項6においては、請求項5記載の脆性
材料の分割方法において、第一のレーザと同様の強度分
布をもつ第二のレーザ光を、前記溝から脆性材料の端面
までの距離の2倍の位置に照射することにより、レーザ
照射中において、溝(分割予定線)に対する温度分布を
対称にする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for dividing a brittle material according to the fifth aspect, a second laser beam having an intensity distribution similar to that of the first laser is applied to a distance from the groove to an end face of the brittle material. By irradiating twice the position, the temperature distribution with respect to the groove (planned division line) is made symmetric during laser irradiation.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の脆性材料の分割方法を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for dividing a brittle material according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0027】実施の形態1 図1〜2は本発明の第1の実施の形態にかかわる脆性材
料の分割方法を示したものである。図1〜2において、
1はレーザ照射部の位置を示す矢印、2は材料端部、3
は分割予定線の溝、4は脆性材料、5はレーザ光、6は
亀裂、7はレーザ照射部を脆性材料の外側へ移動させた
ときの位置を示す矢印、8はレーザ光5の走査方向であ
る。この分割方法は、まず図1(a)に示されるよう
に、脆性材料4の材料端部2が溝3の分割開始部となる
ように矢印1へレーザ照射部を位置決めする。ついで図
1(b)に示されるように、その位置で所定時間(たと
えば0.1〜0.5秒間)レーザ光5を照射して、材料
端部2に亀裂6を発生させる。そして図2(a)に示さ
れるように、一旦、レーザ照射部の狙い位置を脆性材料
4の外側の矢印7に移動させる。つぎに図2(b)に示
されるように、レーザ5光を溝3に沿って照射し、脆性
材料4を分割する。
Embodiment 1 FIGS. 1 and 2 show a method for dividing a brittle material according to a first embodiment of the present invention. 1 and 2,
1 is an arrow indicating the position of the laser irradiation unit, 2 is a material end, 3
Is a groove of a planned dividing line, 4 is a brittle material, 5 is a laser beam, 6 is a crack, 7 is an arrow indicating a position when the laser irradiation part is moved to the outside of the brittle material, and 8 is a scanning direction of the laser beam 5 It is. In this division method, first, as shown in FIG. 1A, the laser irradiation part is positioned to the arrow 1 so that the material end 2 of the brittle material 4 becomes the division start part of the groove 3. Next, as shown in FIG. 1B, the position is irradiated with laser light 5 for a predetermined time (for example, 0.1 to 0.5 seconds) to generate a crack 6 at the material end 2. Then, as shown in FIG. 2A, the target position of the laser irradiation part is once moved to the arrow 7 outside the brittle material 4. Next, as shown in FIG. 2B, the brittle material 4 is divided by irradiating a laser 5 light along the groove 3.

【0028】この分割方法において、脆性材料4は、た
とえば液晶パネルのガラスに使用される厚さ0.7mm
のノンアルカリ系ガラスを用い、レーザ光5はCO2
ーザ光を用いた。また、溝3は、先端にダイヤモンドな
どの超硬度を有するものを装着した脆性材料用切断工具
で形成した。
In this dividing method, the brittle material 4 is, for example, 0.7 mm thick used for glass of a liquid crystal panel.
The laser beam 5 used was a CO 2 laser beam. The groove 3 was formed with a cutting tool for brittle material having a tip having a super-hardness such as diamond attached.

【0029】脆性材料の分割条件としては、つぎに示す
レーザ出力、分割速度および分割幅Lを選定した。 レーザ出力:60W 分割速度:100mm/s 分割幅L:5mm
As the conditions for dividing the brittle material, the following laser output, division speed and division width L were selected. Laser output: 60 W Division speed: 100 mm / s Division width L: 5 mm

【0030】図9に示す従来の方法では、材料端部の亀
裂方向が制御できないため、材料端部に品質に悪影響を
与えるクラックが生じ、割断の作業歩留りは約70%で
あった。そこで、前記分割条件で本実施の形態の方法を
実施した結果、割断の作業歩留りは100%近くまで向
上することが実験などにより確認できた。
In the conventional method shown in FIG. 9, since the direction of cracks at the material edge cannot be controlled, cracks which adversely affect the quality at the material edge occur, and the work yield of cutting is about 70%. Then, as a result of implementing the method of the present embodiment under the above-mentioned division conditions, it was confirmed by experiments and the like that the work yield of the cutting was improved to nearly 100%.

【0031】本実施の形態では、脆性材料としてノンア
ルカリ系ガラスを用いたが、他のガラスやアルミナセラ
ミックスのほか、石英または半導体材料などを用いるこ
とができる。また、レーザ光としては、加工材料の材質
によってCO2レーザ光またはYAGレーザ光などを適
宜に選択することができる。
In this embodiment, a non-alkali glass is used as the brittle material. However, quartz, a semiconductor material, or the like can be used in addition to other glass and alumina ceramics. Further, as the laser light, CO 2 laser light, YAG laser light, or the like can be appropriately selected depending on the material of the processing material.

【0032】実施の形態2 図3〜4は本発明の第2の実施の形態にかかわる脆性材
料の分割方法を示したものである。この分割方法は、ま
ず図3(a)に示されるように、レーザ照射前に溝3の
分割開始部を、ホットプレート11または図11に示さ
れるノズル9からの熱風などで室温よりも高い温度(3
0〜40℃程度)に加熱したのち、材料端部2が分割開
始部となるように矢印1へレーザ照射部を位置決めす
る。ついで図3(b)に示されるように、その位置で所
定時間(たとえば、0.1〜0.5秒間)レーザ光5を
照射して、材料端部2に亀裂6を発生させる。そして図
4(a)に示されるように、一旦、レーザ照射部の狙い
位置を脆性材料4の外側の矢印7に移動させる。つぎに
図4(b)に示されるように、レーザ光5を溝3に沿っ
て照射し、脆性材料4を分割する。
Embodiment 2 FIGS. 3 and 4 show a method of dividing a brittle material according to a second embodiment of the present invention. According to this dividing method, first, as shown in FIG. 3A, before the laser irradiation, the division start portion of the groove 3 is heated to a temperature higher than room temperature by a hot plate 11 or hot air from the nozzle 9 shown in FIG. (3
After heating to about 0 to 40 ° C.), the laser irradiation part is positioned to the arrow 1 so that the material end 2 becomes the division start part. Then, as shown in FIG. 3B, the position is irradiated with a laser beam 5 for a predetermined time (for example, 0.1 to 0.5 seconds) to generate a crack 6 at the material end 2. Then, as shown in FIG. 4A, the target position of the laser irradiation part is once moved to the arrow 7 outside the brittle material 4. Next, as shown in FIG. 4B, the brittle material 4 is divided by irradiating a laser beam 5 along the groove 3.

【0033】この分割方法において、脆性材料は、たと
えば液晶パネルのガラスに使用される厚さ0.7mmの
ノンアルカリ系ガラスを用い、レーザ光5はCO2レー
ザ光を用いた。また、溝3は、先端にダイヤモンドなど
の超硬度を有するものを装着した脆性材料用切断工具で
形成した。
In this division method, a non-alkali glass having a thickness of 0.7 mm used for glass of a liquid crystal panel, for example, was used as the brittle material, and a CO 2 laser beam was used as the laser beam 5. The groove 3 was formed with a cutting tool for brittle material having a tip having a super-hardness such as diamond attached.

【0034】脆性材料の分割条件として、つぎに示すレ
ーザ出力、分割速度および分割幅Lを選定した。 レーザ出力:60W 分割速度:100mm/s 分割幅L:4mm
As the conditions for dividing the brittle material, the following laser output, division speed and division width L were selected. Laser output: 60 W Division speed: 100 mm / s Division width L: 4 mm

【0035】図11に示す従来の方法は、溝を形成せず
に分割予定線上を加熱した状態でレーザ照射を行ない、
分割していたが、この方法では溝がないため、亀裂の制
御が不安定となり、レーザ光の照射条件が適切な条件の
場合でも、割断の作業歩留りは約70%であった。そこ
で、前記分割条件で本実施の形態の方法を実施した結
果、割断の作業歩留りは100%近くまで向上すること
が実験などにより確認できた。
In the conventional method shown in FIG. 11, laser irradiation is performed in a state where a groove is not formed and a predetermined dividing line is heated.
Although division was performed, in this method, since there was no groove, the control of cracks became unstable, and even when the laser light irradiation conditions were appropriate, the work yield of cutting was about 70%. Then, as a result of implementing the method of the present embodiment under the above-mentioned division conditions, it was confirmed by experiments and the like that the work yield of the cutting was improved to nearly 100%.

【0036】本実施の形態では、脆性材料としてノンア
ルカリ系ガラスを用いたが、他のガラスやアルミナセラ
ミックスのほか、石英または半導体材料などを用いるこ
とができる。また、レーザ光としては、加工材料の材質
によってCO2レーザ光またはYAGレーザ光などを適
宜に選択することができる。
In this embodiment, non-alkali glass is used as the brittle material, but quartz or semiconductor material can be used in addition to other glass and alumina ceramics. Further, as the laser light, CO 2 laser light, YAG laser light, or the like can be appropriately selected depending on the material of the processing material.

【0037】実施の形態3 図5は本発明の第3の実施の形態にかかわる脆性材料の
分割方法を示したものである。この分割方法は、まず図
5(a)に示されるように、レーザビーム径10の2倍
以下の分割幅Lで切り出し材を連続で得る場合、1番目
の切り出し材15の分割予定線に溝12を形成し、レー
ザ光5を溝3に沿って照射する。そして分割終了後、図
5(b)に示されるように、隣接する2番目の切り出し
材の分割予定線13に溝14を形成し、1番目と同様に
分割する。ついで前記工程を繰り返す。
Third Embodiment FIG. 5 shows a method for dividing a brittle material according to a third embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 5 (a), when a cut material is continuously obtained with a split width L of twice or less the laser beam diameter 10 as shown in FIG. 12 is formed, and the laser beam 5 is irradiated along the groove 3. After the division is completed, as shown in FIG. 5B, a groove 14 is formed in the planned dividing line 13 of the second adjacent cutout material, and the material is divided in the same manner as the first. Then the above steps are repeated.

【0038】この分割方法において、脆性材料は、たと
えば液晶パネルのガラスに使用される厚さ0.7mmの
ノンアルカリ系ガラスを用い、レーザ光5はCO2レー
ザ光を用いた。また、溝3は、先端にダイヤモンドなど
の超硬度を有するものを装着した脆性材料用切断工具で
形成した。
In this division method, for example, a non-alkali glass having a thickness of 0.7 mm used for glass of a liquid crystal panel was used as the brittle material, and a CO 2 laser beam was used as the laser beam 5. The groove 3 was formed with a cutting tool for brittle material having a tip having a super-hardness such as diamond attached.

【0039】脆性材料の分割条件としては、つぎに示す
レーザ出力、分割速度および分割幅Lを選定した。 レーザ出力:60W 分割速度:100mm/s 分割幅L:5mm
As the conditions for dividing the brittle material, the following laser output, division speed and division width L were selected. Laser output: 60 W Division speed: 100 mm / s Division width L: 5 mm

【0040】図13に示す従来の方法は、予め複数の溝
を硬脆材料の全長または端部に形成後、レーザ照射を行
ない材料を分割するため、レーザ照射中の溝に隣接する
溝にも亀裂が発生し、別の部分でも材料が分割され、レ
ーザ光の照射条件が適切な条件の場合でも、割断の作業
歩留りは約60%であった。そこで、前記分割条件で本
実施の形態の方法を実施した結果、割断の作業歩留りは
100%近くまで向上することが実験などにより確認で
きた。
In the conventional method shown in FIG. 13, after a plurality of grooves are formed in advance on the entire length or end of the hard and brittle material, laser irradiation is performed to divide the material. Even when cracks were generated and the material was divided at other portions, and the laser beam irradiation conditions were appropriate, the work yield of the cleaving was about 60%. Then, as a result of implementing the method of the present embodiment under the above-mentioned division conditions, it was confirmed by experiments and the like that the work yield of the cutting was improved to nearly 100%.

【0041】本実施の形態では、脆性材料としてノンア
ルカリ系ガラスを用いたが、他のガラスやアルミナセラ
ミックスのほか、石英または半導体材料などを用いるこ
とができる。また、レーザ光としては、加工材料の材質
によってCO2レーザ光またはYAGレーザ光などを適
宜に選択することができる。
In this embodiment, a non-alkali glass is used as the brittle material. However, other glass or alumina ceramics, as well as quartz or a semiconductor material, can be used. Further, as the laser light, CO 2 laser light, YAG laser light, or the like can be appropriately selected depending on the material of the processing material.

【0042】実施の形態4 図6は本発明の第4の実施の形態による脆性材料の分割
方法を示したものである。この分割方法は、図6
(a)、(b)に示されるように、2枚の脆性材料4
a、4bを貼り合わせた被加工材の表面と裏面の互いに
ずれた位置16の分割予定線で材料を分割する場合、ま
ず、脆性材料4aの表面に溝17を形成したのち、レー
ザ光5を照射し分割する。つぎに、材料4a、4bを裏
返して材料4bの裏面における分割予定線に溝19を形
成したのち、レーザ光5を照射して分割する。
Fourth Embodiment FIG. 6 shows a method for dividing a brittle material according to a fourth embodiment of the present invention. This dividing method is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), two brittle materials 4
When the material is to be divided at a predetermined dividing line at a position 16 shifted from the front surface and the back surface of the workpiece to which the a and 4b are bonded, first, a groove 17 is formed on the surface of the brittle material 4a, and then the laser beam 5 is applied. Irradiate and split. Next, after turning the materials 4a and 4b upside down to form grooves 19 in the planned dividing lines on the back surface of the material 4b, the laser light 5 is irradiated to divide the grooves.

【0043】この分割方法において、脆性材料は、たと
えば液晶パネルのガラスに使用される厚さ0.7mmの
ノンアルカリ系ガラスを用い、レーザ光5はCO2レー
ザ光を用いた。また、溝3は、先端にダイヤモンドなど
の超硬度を有するものを装着した脆性材料用切断工具で
形成した。
In this dividing method, for example, a non-alkali glass having a thickness of 0.7 mm used for a glass of a liquid crystal panel was used as the brittle material, and a CO 2 laser beam was used as the laser beam 5. The groove 3 was formed with a cutting tool for brittle material having a tip having a super-hardness such as diamond attached.

【0044】脆性材料の分割条件としては、つぎに示す
レーザ出力、分割速度および分割幅L、互いにずれた位
置の間隔L2を選定した。 レーザ出力:60W 分割速度:100mm/s 分割幅L:6mm 互いにずれた位置の間隔L2:1mm
As the conditions for dividing the brittle material, a laser output, a dividing speed, a dividing width L, and an interval L2 between mutually displaced positions were selected. Laser output: 60 W Division speed: 100 mm / s Division width L: 6 mm Interval L2 between mutually shifted positions: 1 mm

【0045】図14に示す従来の方法では、レーザ照射
中の表面の溝とは反対側の裏面にも溝があり、その溝に
も亀裂が発生し、分割予定線に沿って分割できず、たと
え適切な割断条件の場合でも、割断の作業歩留りは約6
0%であった。そこで、前記分割条件で本実施の形態の
方法を実施した結果、割断の作業歩留りは100%近く
まで向上することが実験などにより確認できた。
In the conventional method shown in FIG. 14, there is also a groove on the back surface opposite to the groove on the front surface during laser irradiation, and the groove is also cracked, and cannot be divided along the dividing line. Even under appropriate cutting conditions, the work yield of cutting is about 6
It was 0%. Then, as a result of performing the method of the present embodiment under the above-mentioned division conditions, it was confirmed by experiments and the like that the work yield of the cutting was improved to nearly 100%.

【0046】本実施の形態では、脆性材料としてノンア
ルカリ系ガラスを用いたが、他のガラスやアルミナセラ
ミックスのほか、石英または半導体材料などを用いるこ
とができる。また、レーザ光としては、加工材料の材質
によってCO2レーザ光またはYAGレーザ光などを適
宜に選択することができる。なお、脆性材料を2枚貼り
合わせた被加工材(部品)として、液晶パネルがある。
In this embodiment, non-alkali glass is used as the brittle material. However, other glass or alumina ceramics, as well as quartz or semiconductor materials, can be used. Further, as the laser light, CO 2 laser light, YAG laser light, or the like can be appropriately selected depending on the material of the processing material. In addition, there is a liquid crystal panel as a workpiece (part) in which two brittle materials are bonded together.

【0047】実施の形態5 図7は本発明の第5の実施の形態にかかわる脆性材料の
分割方法を示したものである。この分割方法は、図7に
示されるように、溝3を基準として、脆性材料4の端面
23と反対側の照射位置22に、溝3に照射するレーザ
光5とは異なるレーザ光21をレーザ光5と同じ走査方
向8に照射して脆性材料4を分割する。
Embodiment 5 FIG. 7 shows a method of dividing a brittle material according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, this dividing method uses a laser beam 21 different from the laser beam 5 irradiating the groove 3 at an irradiation position 22 opposite to the end face 23 of the brittle material 4 with the groove 3 as a reference. The brittle material 4 is split by irradiating it in the same scanning direction 8 as the light 5.

【0048】この分割方法において、脆性材料は、たと
えば液晶パネルのガラスに使用される厚さ0.7mmの
ノンアルカリ系ガラスを用い、レーザ光5はCO2レー
ザ光を用いた。また、溝3は、先端にダイヤモンドなど
の超硬度を有するものを装着した脆性材料用切断工具で
形成した。
In this division method, for example, a non-alkali glass having a thickness of 0.7 mm used for glass of a liquid crystal panel was used as the brittle material, and a CO 2 laser beam was used as the laser beam 5. The groove 3 was formed with a cutting tool for brittle material having a tip having a super-hardness such as diamond attached.

【0049】脆性材料の分割条件として、つぎに示すレ
ーザ出力、分割速度および分割幅を選定した。 (a)溝3に照射するレーザ光5 レーザ出力:40W 分割速度:50mm/s 分割幅:3mm (b)溝3に照射するレーザ光5とは異なるレーザ光2
1 レーザ出力:60W 分割速度:50mm/s 溝からの照射位置:7.5mm
As the conditions for dividing the brittle material, the following laser output, division speed and division width were selected. (A) Laser light 5 irradiated on groove 3 Laser output: 40 W Division speed: 50 mm / s Division width: 3 mm (b) Laser light 2 different from laser light 5 irradiated on groove 3
1 Laser output: 60 W Division speed: 50 mm / s Irradiation position from groove: 7.5 mm

【0050】図15〜16に示す従来の方法では、温度
分布が溝に対して非対称であるため、発生する熱応力も
非対称となり、材料端部の亀裂方向が制御できない。そ
のため、たとえ適切な割断条件の場合でも、割断の作業
歩留りは約70%であった。そこで、前記分割条件で本
実施の形態の方法を実施した結果、割断の作業歩留りは
100%近くまで向上することが実験などにより確認で
きた。
In the conventional method shown in FIGS. 15 and 16, since the temperature distribution is asymmetric with respect to the groove, the generated thermal stress is also asymmetric, and the crack direction at the material end cannot be controlled. Therefore, even under appropriate cutting conditions, the work yield of the cutting was about 70%. Then, as a result of implementing the method of the present embodiment under the above-mentioned division conditions, it was confirmed by experiments and the like that the work yield of the cutting was improved to nearly 100%.

【0051】本実施の形態では、脆性材料としてノンア
ルカリ系ガラスを用いたが、他のガラスやアルミナセラ
ミックスのほか、石英または半導体材料などを用いるこ
とができる。また、レーザ光としては、加工材料の材質
によってCO2レーザ光またはYAGレーザ光などを適
宜に選択することができる。
In this embodiment, a non-alkali glass is used as the brittle material. However, quartz or a semiconductor material can be used in addition to other glass and alumina ceramics. Further, as the laser light, CO 2 laser light, YAG laser light, or the like can be appropriately selected depending on the material of the processing material.

【0052】実施の形態6 図8は本発明の第6の実施の形態にかかわる脆性材料の
分割方法を示したものである。この分割方法は、図8に
示されるように、溝3から脆性材料4の端面23までの
距離(分割幅)aの2倍の位置、つまり溝3に対しては
距離2a離れた非対称の位置24に、溝3に照射するレ
ーザ光5と同じ強度分布をもつレーザ光25を走査方向
8に沿って照射して脆性材料4を分割する。
Sixth Embodiment FIG. 8 shows a method of dividing a brittle material according to a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, this dividing method is performed at a position twice as long as the distance (division width) a from the groove 3 to the end face 23 of the brittle material 4, that is, an asymmetric position at a distance 2a from the groove 3. 24, the brittle material 4 is divided by irradiating the laser beam 25 having the same intensity distribution as the laser beam 5 irradiating the groove 3 along the scanning direction 8.

【0053】この分割方法において、脆性材料は、たと
えば液晶パネルのガラスに使用される厚さ0.7mmの
ノンアルカリ系ガラスを用い、レーザ光5はCO2レー
ザ光を用いた。また、溝3は、先端にダイヤモンドなど
の超硬度を有するものを装着した脆性材料用切断工具で
形成した。
In this division method, a non-alkali glass having a thickness of 0.7 mm used for glass of a liquid crystal panel, for example, was used as the brittle material, and a CO 2 laser beam was used as the laser beam 5. The groove 3 was formed with a cutting tool for brittle materials having a tip having a superhardness such as diamond attached.

【0054】脆性材料の分割条件として、つぎに示すレ
ーザ出力、分割速度および分割幅aを選定した。 (a)溝3に照射するレーザ光5 レーザ出力:40W 分割速度:50mm/s 分割幅a:3mm (b)溝3に照射するレーザ光5とは別のレーザ光25 レーザ出力:40W 分割速度:50mm/s 溝からの照射位置:6mm
As the conditions for dividing the brittle material, the following laser output, division speed and division width a were selected. (A) Laser light 5 irradiated on groove 3 Laser output: 40 W Division speed: 50 mm / s Division width a: 3 mm (b) Laser light 25 different from laser light 5 irradiated on groove 3 Laser output: 40 W Division speed : 50 mm / s Irradiation position from groove: 6 mm

【0055】図15〜16に示す従来の方法では、温度
分布が溝に対して非対称であるため、発生する熱応力も
非対称となり、材料端部の亀裂方向が制御できない。そ
のため、たとえ適切な割断条件の場合でも、割断の作業
歩留りは約70%であった。そこで、前記分割条件で本
実施の形態の方法を実施した結果、割断の作業歩留りは
100%近くまで向上することが実験などにより確認で
きた。
In the conventional method shown in FIGS. 15 and 16, since the temperature distribution is asymmetric with respect to the groove, the generated thermal stress is also asymmetric, and the crack direction at the material end cannot be controlled. Therefore, even under appropriate cutting conditions, the work yield of the cutting was about 70%. Then, as a result of implementing the method of the present embodiment under the above-mentioned division conditions, it was confirmed by experiments and the like that the work yield of the cutting was improved to nearly 100%.

【0056】本実施の形態では、脆性材料としてノンア
ルカリ系ガラスを用いたが、他のガラスやアルミナセラ
ミックスのほか、石英または半導体材料などを用いるこ
とができる。また、レーザ光としては、加工材料の材質
によってCO2レーザ光またはYAGレーザ光などを適
宜に選択することができる。
In this embodiment, non-alkali glass is used as the brittle material, but quartz or semiconductor material can be used in addition to other glass and alumina ceramics. Further, as the laser light, CO 2 laser light, YAG laser light, or the like can be appropriately selected depending on the material of the processing material.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1によれ
ば、材料端部の亀裂方向を制御し、材料端部に安定した
亀裂を溝方向に発生させることができるため、材料端部
に品質に悪影響を与えるクラックが生じず、割断の作業
歩留りを向上させることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the crack direction at the material end can be controlled and a stable crack can be generated at the material end in the groove direction. Cracks that adversely affect the quality of the part do not occur, and the work yield of the cleaving can be improved.

【0058】また本発明の請求項2によれば、脆性材料
の破壊靭性を上げることで、材料端部に亀裂を溝方向に
安定に発生させて、材料端部に品質に悪影響を与えるク
ラックが生じさせずに、割断の作業歩留りを向上させる
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, by increasing the fracture toughness of the brittle material, a crack is stably generated at the material end in the groove direction, and cracks which adversely affect the quality at the material end are prevented. It is possible to improve the work yield of the cutting without causing it.

【0059】また本発明の請求項3によれば、レーザ照
射中の溝に隣接する分割予定線には溝がないため、分割
幅が狭くても材料を分割でき、割断の作業歩留りを向上
させることができる。
According to the third aspect of the present invention, since there is no groove on the scheduled dividing line adjacent to the groove during laser irradiation, the material can be divided even if the division width is small, and the work yield of the cutting is improved. be able to.

【0060】また本発明の請求項4によれば、片面ずつ
材料を安定して分割でき、割断の作業歩留りを向上させ
ることができる。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, the material can be divided stably one surface at a time, and the work yield of the cutting can be improved.

【0061】また本発明の請求項5によれば、分割幅が
狭くても材料を分割でき、割断の作業歩留りを向上させ
ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the material can be divided even if the division width is small, and the work yield of the cutting can be improved.

【0062】さらに本発明の請求項6によれば、分割幅
が狭くても材料を分割でき、割断の作業歩留りを向上さ
せることができる。
Further, according to the sixth aspect of the present invention, the material can be divided even if the division width is small, and the work yield of the cutting can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施の形態を示す脆性材料の
分割方法の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for dividing a brittle material according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施の形態を示す脆性材料の
分割方法の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for dividing a brittle material according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第2の実施の形態を示す脆性材料の
分割方法の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a brittle material dividing method according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第2の実施の形態を示す脆性材料の
分割方法の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for dividing a brittle material according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第3の実施の形態を示す脆性材料の
分割方法の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for dividing a brittle material according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第4の実施の形態を示す脆性材料の
分割方法の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for dividing a brittle material according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第5の実施の形態を示す脆性材料の
分割方法の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view of a method for dividing a brittle material according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第6の実施の形態を示す脆性材料の
分割方法の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for dividing a brittle material according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】 従来の脆性材料の分割方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory view of a conventional method of dividing a brittle material.

【図10】 従来の脆性材料の分割方法の分割断面形状
の概略図である。
FIG. 10 is a schematic view of a divided sectional shape of a conventional method for dividing a brittle material.

【図11】 従来の脆性材料の分割方法の説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory view of a conventional method of dividing a brittle material.

【図12】 従来の脆性材料の分割方法の分割断面形状
の概略図である。
FIG. 12 is a schematic view of a divided cross-sectional shape of a conventional method for dividing a brittle material.

【図13】 従来の脆性材料の分割方法の説明図であ
る。
FIG. 13 is an explanatory view of a conventional method for dividing a brittle material.

【図14】 2枚の脆性材料を貼り合わせた被加工材の
従来の分割方法の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional dividing method of a workpiece to which two brittle materials are bonded.

【図15】 従来の脆性材料の分割方法の説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory view of a conventional method of dividing a brittle material.

【図16】 従来の脆性材料の分割方法の説明図であ
る。
FIG. 16 is an explanatory view of a conventional method of dividing a brittle material.

【図17】 従来の脆性材料の分割方法における分割中
の温度分布の概略図である。
FIG. 17 is a schematic diagram of a temperature distribution during division in a conventional method for dividing a brittle material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ照射部の位置を示す矢印、2 材料端部(分
割開始部)、3 溝、4 脆性材料、5 レーザ光、6
亀裂、7 一旦、レーザ光の照射部を材料の外側に移
動させたときの位置を示す矢印、8 走査方向、9 ノ
ズル、10 ビーム径、11 ホットプレート、12
溝(1番目の切り出し材の分割予定線)、13 2番目
の切り出し材の分割予定線(溝なし)、14 溝(2番
目の切り出し材の分割予定線)、15 1番目の切り出
し材、16 互いにずれた位置、17 表面の溝、18
裏面の分割予定線(溝なし)、19 裏面の溝、20
表面の分割断面、21 異なるレーザ光、22 照射
位置、23 端面、25 同じ強度分布をもつレーザ
光、26 クラック、27 分割予定線(溝なし)、2
8 温度分布(二点鎖線)、29 温度分布の低温方
向、a,L 分割幅、2a 距離、3a ガラスの分割
面、L2 互いにずれた位置の間隔。
1 Arrow indicating the position of the laser irradiation part, 2 Material end (division start part), 3 grooves, 4 Brittle material, 5 Laser light, 6
Crack, 7 Arrow indicating the position of laser beam irradiation part once moved to outside of material, 8 Scanning direction, 9 nozzle, 10 Beam diameter, 11 Hot plate, 12
Groove (scheduled line of first cut material), 13 Second cut line of cut material (no groove), 14 groove (scheduled line of second cut material), 15 1st cut material, 16 Offset from each other, 17 surface grooves, 18
Planned dividing line on the back side (without groove), 19 Groove on the back side, 20
Surface cross section, 21 different laser beams, 22 irradiation positions, 23 end faces, 25 laser beams having the same intensity distribution, 26 cracks, 27 scheduled dividing lines (without grooves), 2
8 Temperature distribution (two-dot chain line), 29 Low temperature direction of temperature distribution, a, L division width, 2a distance, 3a glass division plane, L2 Distance between mutually shifted positions.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森安 雅治 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 香川 俊男 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 4E068 AA03 AE00 AJ03 CA10 CA16 CB06 CD04 DB12 DB13 4G015 FA06 FB01 FC01 FC14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masaharu Moriyasu 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Kagawa 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo 3 F term in Ryo Denki Co., Ltd. (reference) 4E068 AA03 AE00 AJ03 CA10 CA16 CB06 CD04 DB12 DB13 4G015 FA06 FB01 FC01 FC14

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脆性材料の表面に溝を形成し、該溝に沿
ってレーザ光を照射することによって、前記溝に沿って
脆性材料を分割させる脆性材料の分割方法であって、少
なくとも分割開始部となる材料端部にレーザ光が照射さ
れるようにレーザ光を位置決めする工程と、その位置で
所定時間レーザ光を照射して材料端部の前記溝に沿って
亀裂を発生させる工程と、亀裂が発生した材料端部から
前記溝に沿ってレーザ光を照射して脆性材料を分割させ
る工程とからなることを特徴とする脆性材料の分割方
法。
1. A brittle material dividing method for forming a groove on a surface of a brittle material and irradiating a laser beam along the groove to divide the brittle material along the groove, the method comprising: A step of positioning the laser light so that the laser beam is irradiated on the material edge to be a part, and a step of irradiating the laser beam at the position for a predetermined time to generate a crack along the groove of the material edge, Irradiating a laser beam from the end of the cracked material along the groove to divide the brittle material, thereby dividing the brittle material.
【請求項2】 前記脆性材料の少なくとも分割開始部を
含む領域を、レーザ光の照射時に室温よりも高い温度に
昇温することを特徴とする請求項1記載の分割方法。
2. The dividing method according to claim 1, wherein a region including at least a division start portion of the brittle material is heated to a temperature higher than a room temperature during laser light irradiation.
【請求項3】 前記脆性材料の表面に溝を形成し、該溝
に沿って脆性材料を複数回分割する場合において、第一
の分割予定線に溝を形成し、この溝にレーザ光の照射を
行ない、第一の分割が終了したのち、隣接する第二の分
割予定線に溝を形成し、この溝にレーザ光を照射して分
割を行ない、これを繰り返すことを特徴とする脆性材料
の分割方法。
3. A groove is formed on the surface of the brittle material, and when the brittle material is divided a plurality of times along the groove, a groove is formed on a first planned dividing line, and the groove is irradiated with laser light. After the first division is completed, a groove is formed in the adjacent second planned division line, the groove is irradiated with a laser beam to perform division, and this is repeated. Split method.
【請求項4】 2枚の脆性材料を貼り合わせた被加工材
の表面と裏面の互いにずれた位置の分割予定線で各脆性
材料を分割する場合、前記表面および裏面のうち、いず
れか一方の面における第一の分割予定線に溝を形成し、
この溝にレーザ光の照射を行ない、第一の分割が終了し
たのち、他の面における第二の分割予定線に溝を形成
し、この溝にレーザ光を照射して分割を行なうことを特
徴とする脆性材料の分割方法。
4. When each brittle material is divided by a dividing line at a position deviated from the front surface and the back surface of the workpiece to which the two brittle materials are bonded, one of the front surface and the back surface is used. Forming a groove in the first planned dividing line on the surface,
This groove is irradiated with laser light, and after the first division is completed, a groove is formed in the second planned dividing line on the other surface, and the groove is irradiated with laser light to perform division. Method of dividing brittle material.
【請求項5】 脆性材料の表面に溝を形成し、該溝に沿
って第一のレーザ光を照射することによって、前記溝に
沿って脆性材料を分割させる脆性材料の分割方法であっ
て、前記溝を基準として脆性材料の端面と反対側の位置
に、第二のレーザ光を同時に照射することを特徴とする
脆性材料の分割方法。
5. A method of dividing a brittle material, wherein a groove is formed on a surface of the brittle material and a first laser beam is irradiated along the groove to divide the brittle material along the groove. A method for dividing a brittle material, comprising simultaneously irradiating a second laser beam to a position opposite to an end surface of the brittle material with respect to the groove.
【請求項6】 前記第一のレーザ光と同様の強度分布を
もつ第二のレーザ光を、前記溝から脆性材料の端面まで
の距離の2倍の位置に照射することを特徴とする請求項
5記載の分割方法。
6. A second laser beam having an intensity distribution similar to that of the first laser beam is applied to a position twice as long as a distance from the groove to an end face of the brittle material. 5. The dividing method according to 5.
JP11084871A 1999-03-26 1999-03-26 Method for dividing brittle material Pending JP2000281373A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11084871A JP2000281373A (en) 1999-03-26 1999-03-26 Method for dividing brittle material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11084871A JP2000281373A (en) 1999-03-26 1999-03-26 Method for dividing brittle material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000281373A true JP2000281373A (en) 2000-10-10

Family

ID=13842872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11084871A Pending JP2000281373A (en) 1999-03-26 1999-03-26 Method for dividing brittle material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000281373A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002048059A1 (en) * 2000-12-15 2002-06-20 Lzh Laserzentrum Hannover E.V. Method for cutting components made of glass, ceramic, glass ceramic or the like by generating thermal ablation on the component along a cut zone
US7304265B2 (en) * 2002-03-12 2007-12-04 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. Method and system for machining fragile material
WO2011142464A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 旭硝子株式会社 Cutting method and cutting device
KR20120027309A (en) * 2009-05-13 2012-03-21 코닝 인코포레이티드 Methods for cutting a fragile material
EP2432616A2 (en) * 2009-05-21 2012-03-28 Corning Incorporated Method for separating a sheet of brittle material
TWI488823B (en) * 2009-07-22 2015-06-21 Corning Inc Methods and apparatus for initiating scoring and forming an initiation flaw in glass surface
JP2016198981A (en) * 2015-04-13 2016-12-01 三星ダイヤモンド工業株式会社 Substrate breaking device and method
US20180065210A1 (en) * 2015-04-24 2018-03-08 Nanoplus Ltd. Brittle object cutting apparatus and cutting method thereof
US20180193949A1 (en) * 2012-11-30 2018-07-12 Shiloh Industries, Inc. Method of forming a weld notch in a sheet metal piece

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002048059A1 (en) * 2000-12-15 2002-06-20 Lzh Laserzentrum Hannover E.V. Method for cutting components made of glass, ceramic, glass ceramic or the like by generating thermal ablation on the component along a cut zone
US7304265B2 (en) * 2002-03-12 2007-12-04 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. Method and system for machining fragile material
US7816623B2 (en) 2002-03-12 2010-10-19 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for processing brittle material
KR20120027309A (en) * 2009-05-13 2012-03-21 코닝 인코포레이티드 Methods for cutting a fragile material
JP2012526721A (en) * 2009-05-13 2012-11-01 コーニング インコーポレイテッド How to cut brittle materials
EP2432616A2 (en) * 2009-05-21 2012-03-28 Corning Incorporated Method for separating a sheet of brittle material
EP2432616A4 (en) * 2009-05-21 2015-02-11 Corning Inc Method for separating a sheet of brittle material
TWI488823B (en) * 2009-07-22 2015-06-21 Corning Inc Methods and apparatus for initiating scoring and forming an initiation flaw in glass surface
JPWO2011142464A1 (en) * 2010-05-14 2013-07-22 旭硝子株式会社 Cutting method and cutting apparatus
CN102883850A (en) * 2010-05-14 2013-01-16 旭硝子株式会社 Cutting method and cutting device
WO2011142464A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 旭硝子株式会社 Cutting method and cutting device
US20180193949A1 (en) * 2012-11-30 2018-07-12 Shiloh Industries, Inc. Method of forming a weld notch in a sheet metal piece
US10821546B2 (en) * 2012-11-30 2020-11-03 Shiloh Industries, Inc. Method of forming a weld notch in a sheet metal piece
JP2016198981A (en) * 2015-04-13 2016-12-01 三星ダイヤモンド工業株式会社 Substrate breaking device and method
US20180065210A1 (en) * 2015-04-24 2018-03-08 Nanoplus Ltd. Brittle object cutting apparatus and cutting method thereof
US11420894B2 (en) * 2015-04-24 2022-08-23 Nanoplus Ltd. Brittle object cutting apparatus and cutting method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5345334B2 (en) Thermal stress cleaving method for brittle materials
JP5113462B2 (en) Method for chamfering a brittle material substrate
JP6416901B2 (en) Method and apparatus for dividing a flat workpiece into a plurality of parts
JP3923526B2 (en) Method and apparatus for breaking fragile materials
US6259058B1 (en) Apparatus for separating non-metallic substrates
JP5325209B2 (en) Processing method of brittle material substrate
JPWO2006038565A1 (en) Method and apparatus for scribing brittle materials
JP5050099B2 (en) Processing method of brittle material substrate
US20050109953A1 (en) Method and system for machining fragile material
KR20100043036A (en) Method and apparatus for scoring and separating a brittle material with a single beam of radiation
KR101404250B1 (en) Splitting apparatus and cleavage method for brittle material
JP2009084089A (en) Method and apparatus for cutting glass
JP2000281373A (en) Method for dividing brittle material
JP3210934B2 (en) How to cut brittle materials
KR102241518B1 (en) Method and equipement of cutting ceramic
JPH08197271A (en) Method for cracking brittle material and device for cracking brittle material
JP2009107304A (en) Thermal stress cutting method for brittle material
JPH0313040B2 (en)
JP2004035315A (en) Method and apparatus for dividing brittle material substrates
JP3751122B2 (en) Cleaving method
US20210205931A1 (en) Method for processing brittle-hard materials
US20220339741A1 (en) Method of laser beam machining of a transparent brittle material and device embodying such method
JP3751121B2 (en) Cleaving method
JPH1110376A (en) Cutting method
JP2008100412A (en) Laser cutting method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040602

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040928

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050208