JP2012006795A - Cutting method and cutting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、割断方法および割断装置に関する。 The present invention relates to a cleaving method and a cleaving apparatus.
被加工板(ガラス板などの脆性板)の代表的な割断方法として、被加工板の表面にスクライブ線を加工したうえで、曲げ応力を加え、スクライブ線に沿って被加工板を割断する方法が知られている。この方法では、曲げ応力を加える際などに割断面同士が擦れるので、カレット(ガラス屑)が大量に発生し、また、割断面の品質が低下する虞がある。また、この方法では、スクライブ線の形状によっては、曲げ応力を加えること自体が難しい。 As a typical cleaving method for a plate to be processed (brittle plate such as a glass plate), a method of cleaving the plate to be processed along the scribe line by applying a bending stress after processing a scribe line on the surface of the plate to be processed It has been known. In this method, when the bending stress is applied, the fractured surfaces are rubbed with each other, so that a large amount of cullet (glass waste) is generated, and the quality of the fractured surface may be deteriorated. In this method, it is difficult to apply bending stress depending on the shape of the scribe line.
この問題を解決するため、被加工板の表面に形成されたスクライブ線に沿ってレーザ光の照射領域を移動させると共に、その照射領域の後方に冷却源を追従させて移動させることにより、被加工板を熱応力によって割断する割断方法が検討されている(例えば、特許文献1参照)。この割断方法では、レーザ光の照射領域において、レーザ光の一部が熱として被加工板に吸収され、温度が周囲に比べて高温になるので、熱膨張により圧縮応力が作用する。一方、レーザ光の照射領域の後方には、冷却源から冷却ガスが吹き付けられ、温度が周囲に比べて低温になるので、スクライブ線と直交する方向に引張応力が作用し、亀裂が形成される。亀裂の先端は、レーザ光の照射領域に追従して移動する。 In order to solve this problem, the laser beam irradiation area is moved along the scribe line formed on the surface of the plate to be processed, and the cooling source is moved behind the irradiation area to move the workpiece. A cleaving method for cleaving a plate with thermal stress has been studied (see, for example, Patent Document 1). In this cleaving method, a part of the laser beam is absorbed by the work plate as heat in the irradiation region of the laser beam, and the temperature becomes higher than that of the surroundings, so that a compressive stress acts due to thermal expansion. On the other hand, a cooling gas is blown from the cooling source behind the laser light irradiation area, and the temperature becomes lower than that of the surrounding area. Therefore, tensile stress acts in a direction perpendicular to the scribe line, and a crack is formed. . The tip of the crack moves following the irradiation area of the laser beam.
しかしながら、従来の割断方法では、冷却源、冷却源を移動させる移動装置、移動装置を制御する制御装置などが必要になるので、割断装置が複雑化する。また、従来の割断方法では、加熱から冷却までの間にタイムラグがあるので、熱応力の発生範囲が広範になる。その結果、被加工板の面内方向や厚さ方向における熱応力バランスが崩れ、割断精度が低下する。 However, the conventional cleaving method requires a cooling source, a moving device that moves the cooling source, a control device that controls the moving device, and the like, which complicates the cleaving device. Moreover, in the conventional cleaving method, since there is a time lag between heating and cooling, the generation range of thermal stress becomes wide. As a result, the thermal stress balance in the in-plane direction and thickness direction of the work plate is lost, and the cleaving accuracy is reduced.
特に、被加工板の使用効率を高めることを目的として、被加工板のエッジ付近を割断する場合、熱応力バランスが崩れやすい。この場合、スクライブ線を挟んだ両側で熱容量が大きく異なるからである。 In particular, when the vicinity of the edge of the workpiece plate is cleaved for the purpose of increasing the use efficiency of the workpiece plate, the thermal stress balance is likely to be lost. In this case, the heat capacities are greatly different on both sides of the scribe line.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で被加工板を精度良く割断することができると共に、被加工板の使用効率を高めることができる割断方法および割断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a cleaving method and a cleaving apparatus capable of cleaving a processed plate with a simple configuration with high accuracy and improving the use efficiency of the processed plate. The purpose is to provide.
上記目的を解決するため、本発明の割断方法は、
脆性材料で形成される被加工板にレーザ光を照射して前記被加工板を割断する割断方法であって、
前記被加工板の表面に予め形成されたスクライブ線の少なくとも一部に沿って前記レーザ光の照射領域を相対的に移動させ、
前記スクライブ線から前記照射領域よりも前方で亀裂を伸展させ、
前記スクライブ線上の亀裂の先端と前記被加工板のエッジとの間の最短距離をM(mm)とし、前記被加工板の板厚をt(mm)とすると、0.4t≦M≦4tの関係を満足する、前記被加工板のエッジ付近の前記スクライブ線をレーザ光で照射する際、前記照射領域は、移動方向長さをA(mm)とし、幅方向長さをB(mm)とすると、1/5×t≦B≦1/2×M、かつ、0.2<A/B≦3の関係を満足するように形成されることを特徴とする。
In order to solve the above object, the cleaving method of the present invention is:
A cleaving method for cleaving the processed plate by irradiating a processed plate formed of a brittle material with a laser beam,
Relatively moving the irradiation region of the laser light along at least a part of a scribe line formed in advance on the surface of the workpiece plate;
Extend the crack ahead of the irradiated area from the scribe line,
When the shortest distance between the tip of the crack on the scribe line and the edge of the processed plate is M (mm) and the thickness of the processed plate is t (mm), 0.4 t ≦ M ≦ 4 t When the laser beam irradiates the scribe line near the edge of the workpiece plate that satisfies the relationship, the irradiation area has a length in the moving direction as A (mm) and a length in the width direction as B (mm). Then, it is formed so as to satisfy the relationship of 1/5 × t ≦ B ≦ 1/2 × M and 0.2 <A / B ≦ 3.
また、上記目的を解決するため、本発明の割断装置は、
脆性材料で形成される被加工板にレーザ光を照射して前記被加工板を割断する割断装置であって、
前記被加工板を支持するステージと、前記レーザ光を出射する光源と、前記被加工板の表面における前記レーザ光の照射領域を移動させる制御装置とを備え、
前記制御装置が前記表面に予め形成されたスクライブ線の少なくとも一部に沿って前記レーザ光の照射領域を相対的に移動させ、前記スクライブ線から前記照射領域よりも前方で亀裂を伸展させ、
前記スクライブ線上の亀裂の先端と前記被加工板のエッジとの間の最短距離をM(mm)とし、前記被加工板の板厚をt(mm)とすると、0.4t≦M≦4tの関係を満足する、前記被加工板のエッジ付近の前記スクライブ線をレーザ光で照射する際、前記照射領域は、移動方向長さをA(mm)とし、幅方向長さをB(mm)とすると、1/5×t≦B≦1/2×M、かつ、0.2<A/B≦3の関係を満足するように形成されることを特徴とする。
Moreover, in order to solve the above-mentioned object, the cleaving device of the present invention is
A cleaving device for cleaving the processed plate by irradiating a processed plate formed of a brittle material with a laser beam,
A stage that supports the workpiece plate, a light source that emits the laser beam, and a control device that moves an irradiation area of the laser beam on the surface of the workpiece plate,
The control device relatively moves the irradiation region of the laser light along at least a part of a scribe line previously formed on the surface, and extends a crack in front of the irradiation region from the scribe line,
When the shortest distance between the tip of the crack on the scribe line and the edge of the processed plate is M (mm) and the thickness of the processed plate is t (mm), 0.4 t ≦ M ≦ 4 t When the laser beam irradiates the scribe line near the edge of the workpiece plate that satisfies the relationship, the irradiation area has a length in the moving direction as A (mm) and a length in the width direction as B (mm). Then, it is formed so as to satisfy the relationship of 1/5 × t ≦ B ≦ 1/2 × M and 0.2 <A / B ≦ 3.
本発明によれば、簡単な構成で被加工板を精度良く割断することができると共に、被加工板の使用効率を高めることができる割断方法および割断装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cleaving method and a cleaving apparatus that can cleave a work plate with a simple configuration with high accuracy and can increase the use efficiency of the work plate.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は、後述の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、後述の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not restrict | limited to the below-mentioned embodiment, A various deformation | transformation and substitution can be added to below-mentioned embodiment, without deviating from the scope of the present invention.
例えば、後述の実施形態では、被加工板としてガラス板を用いるが、ガラス板の代わりに、シリコン基板などの金属板やセラミックス板などを用いても良い。 For example, in the embodiments described later, a glass plate is used as the plate to be processed, but a metal plate such as a silicon substrate or a ceramic plate may be used instead of the glass plate.
図1は、本発明の一実施形態における割断装置の側面図である。図2は、レーザ光100と照射領域101との関係を示す説明図である。図3は、ガラス板10の平面図であって、スクライブ線12の形状を示す平面図である。
FIG. 1 is a side view of a cleaving apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the
割断装置20は、図1および図2に示すように、ガラス板10を支持するステージ30と、レーザ光100を出射する光源40と、ガラス板10の表面11におけるレーザ光100の照射領域101を移動させる制御装置50とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この割断装置20では、詳しくは後述するが、ガラス板10の表面11に予め形成されたスクライブ線12の少なくとも一部に沿って、レーザ光100の照射領域101を相対的に移動させることで、ガラス板10を熱応力によって割断することができる。
In this
ガラス板10を割断して得られる製品の用途は、特に限定されないが、例えば建築用窓ガラス、車両用窓ガラス、液晶ディスプレイ(LCD)用ガラス基板、プラズマディスプレイ(PDP)用ガラス基板などが挙げられる。
The use of the product obtained by cleaving the
ガラス板10に使用されるガラスは、製品の用途に応じて適宜選定される。例えば、建築用窓ガラスや車両用窓ガラス、PDP用ガラス基板には、ソーダライムガラスが用いられる。また、LCD用ガラス基板には、無アルカリガラスが用いられる。
The glass used for the
ガラス板10の表面11には、図3に示すように、スクライブ線12が予め形成されている。スクライブ線12は、例えば図3に示すように、直線状であって、その始端および終端がガラス板10のエッジ14またはその近傍にあって良い。
As shown in FIG. 3, scribe
なお、本実施形態では、スクライブ線12は直線状であるとしたが、その形状は特に限定されない。例えば図4に示すように、スクライブ線12Aは、曲線状であっても良く、その終端がスクライブ線12Aの途中と交差していても良い。
In the present embodiment, the
スクライブ線12を形成する方法は、一般的な方法であって良く、例えばカッターを用いる方法やレーザ光を用いる方法などがある。カッターを用いる場合、カッターの先端をガラス板10の表面11に押しつけながら移動させて、スクライブ線12を形成する。この場合、摩擦によるチッピングの防止やスクライブ線を保護するため、切削油をガラス表面に塗布して良い。また、レーザ光を用いる場合、ガラス板10の表面11にレーザ光を照射し、その照射領域を割断予定線に沿って相対的に移動させて、熱応力によってスクライブ線12を形成する。
A method of forming the
ステージ30は、ガラス板10の裏面13を支持する。ステージ30は、ガラス板10の裏面13の全面を支持しても良いし、裏面13の一部を支持していても良い。ガラス板10は、ステージ30に吸着固定されても良いし、ステージ30に粘着固定されても良い。
The
光源40は、制御装置50による制御下で、レーザ光100を出射する光源である。光源40は、レーザ光100を連続発振するCWレーザであっても良いし、レーザ光100を断続発振するパルスレーザであっても良く、その発振方式に制限はない。
The
CWレーザとしては、特に限定されないが、例えば高出力、高効率な半導体レーザが用いられる。例えば、Alフリーで長寿命なInGaAsP系半導体レーザ(波長:808nm、940nm)が好適に用いられる。 Although it does not specifically limit as CW laser, For example, a high output and highly efficient semiconductor laser is used. For example, an Al-free and long-life InGaAsP semiconductor laser (wavelength: 808 nm, 940 nm) is preferably used.
光源40とステージ30との間の光路には、光源40から出射されたレーザ光100を集光する集光レンズ44が設けられている。光源40から出射されたレーザ光100は、集光レンズ44を介して、ガラス板10の表面11に入射する。
A condensing
また、光源40とステージ30との間には、レーザ光100の照射領域101の形状(以下、単に「レーザ光100の照射形状」という)を規定するマスク46が設けられていても良い。マスク46は、開口部を有する薄板からなる。開口部の形状(ひいては、レーザ光100の照射形状)は、特に限定されないが、例えば円形状や楕円形状、矩形状などがある。
A
これらの光源40や集光レンズ44、マスク46は、一つの加工ヘッド70に組み込まれている。加工ヘッド70は、ステージ30の上方に待機しており、制御装置50による制御下で、ステージ30の面内方向や上下方向に移動される。よって、レーザ光100の照射領域101や集光位置102を移動することができる。
The
なお、本実施形態では、レーザ光100の照射領域101などを相対的に移動するため、加工ヘッド70側を移動するとしたが、ステージ30側を移動しても良いし、両側を移動しても良い。
In this embodiment, since the
制御装置50は、マイクロコンピュータなどで構成される。制御装置50は、レーザ光100の照射領域101を移動させる移動制御部51と、レーザ光100の照射強度を制御する強度制御部52とを備える。
The
移動制御部51は、加工ヘッド70の位置などを制御して、レーザ光100の照射領域101を移動させる。強度制御部52は、光源40の出力などを制御して、レーザ光100の照射強度を制御する。この制御装置50は、以下で説明する割断装置20の各種動作を制御する。
The
次に、上記構成の割断装置20を用いた割断方法について、図5〜図6に基づいて説明する。図5〜図6は、図1の割断装置を用いた割断方法の説明図である。
Next, a cleaving method using the cleaving
図5に示すように、ガラス板10を割断する際には、最初に、レーザ光100をスクライブ線12の始端またはその近傍に所定時間(例えば、0.1秒)照射する。そうすると、レーザ光100の照射領域101では、温度が周囲に比べて高温になるので、熱膨張により圧縮応力が作用する。その反作用として、レーザ光100の照射領域101の前方では、スクライブ線12と直交する方向に引張応力が作用する。その結果、スクライブ線12に沿って、ガラス板10のエッジ14からレーザ光100の照射領域101の前方まで初期亀裂200が形成される。この初期亀裂200は、少なくともガラス板10のエッジ14およびその付近では、ガラス板10を厚さ方向に貫通している。
As shown in FIG. 5, when the
続いて、図6に示すように、レーザ光100の照射領域101をスクライブ線12に沿って相対的に移動させ、照射領域101よりも「前方」で、スクライブ線12から亀裂202を伸展させる。亀裂202は、初期亀裂200の先端201から伸展して形成され、亀裂202の先端203は照射領域101よりも前方に位置している。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
その後、レーザ光100の照射領域101がスクライブ線12の終端に近づくと、亀裂202がガラス板10のエッジ14に達してガラス板10を分断し、ガラス板10の割断が終了する。
Thereafter, when the
このように、本実施形態では、従来の一般的な割断方法で用いられる冷却源、冷却源を移動させる移動装置、移動装置を制御する制御装置などが不要であるので、割断装置を簡略化することができる。また、本実施形態では、レーザ光100の照射領域101よりも「前方」で、スクライブ線12から亀裂202を伸展させてガラス板10を割断するので、熱応力の発生範囲が広範となるのを抑制することができる。よって、良好な割断精度を得ることができる。
Thus, in this embodiment, since the cooling source used in the conventional general cleaving method, the moving device that moves the cooling source, the control device that controls the moving device, and the like are unnecessary, the cleaving device is simplified. be able to. Further, in the present embodiment, the
なお、本実施形態では、レーザ光100をスクライブ線12の始端またはその近傍に所定時間照射して、初期亀裂200を形成するとしたが、本発明はこれに限定されない。レーザ光100の照射形状や照射強度を最適化することで、レーザ光100の移動を停止させることなく、初期亀裂200および亀裂202を形成することが可能である。
In the present embodiment, the
次に、レーザ光100の好ましい条件について説明する。
Next, preferable conditions for the
レーザ光100の波長は、ガラス板10の物性や形状に応じて適宜設定される。例えば、ガラス板10に使用されるガラスがソーダライムガラスである場合、レーザ光100の波長は795〜1030nmの範囲内の一つまたは複数の所定の波長であることが好ましい。1030nmよりも長いと、高出力(例えば、100W以上)の半導体レーザの作製が困難である。
The wavelength of the
また、レーザ光100の波長が長すぎると、レーザ光100の大部分がガラス板10の表面11近傍において熱として吸収される。その結果、ガラスは一般的に熱伝導率が低いので、ガラス板10の表面11が過熱され、ガラス板10の内部が十分に高温にならない。従って、ガラス板10の内部に十分な引張応力が発生せず、割断精度が低下する。
If the wavelength of the
また、ガラス板10の表面11が過熱されると、スクライブ線12を形成する際に用いた切削油が燃焼する。燃焼後の炭化物はレーザ光100の大部分を吸収するので、ガラス板10の表面11の過熱をさらに促進する。
Moreover, when the
また、ガラス板10の表面11が過熱されると、スクライブ線12を形成する際に生じたラテラルクラックを基点としてスクライブ線12と交差する方向にも亀裂が伸展するので、カレット(ガラス屑)が大量に発生したり、割断精度が低下する。
Further, when the
一方、レーザ光100の波長が短すぎると、レーザ光100の大部分がガラス板10を透過するので、割断に十分な熱応力を得ることが難しい。
On the other hand, if the wavelength of the
レーザ光100の集光位置102は、ガラス板10の表面11を基準として、図2に示すように光源40と反対側、または光源40側にずれていることが好ましい。これによって、ガラス板10の表面11が過熱されるのを抑制することができる。
The condensing
レーザ光100の照射強度は、ガラス板10の物性や形状、スクライブ線12の寸法形状、レーザ光100の照射位置や照射形状、移動速度などに応じて設定される。レーザ光100の照射強度は、亀裂202が伸展するように設定され、レーザ光100の照射領域101におけるガラスの温度が、ガラスの徐冷点よりも低い温度になるように設定される。徐冷点以上の温度になると、ガラスが熱応力を緩和するように粘性流動するので、ガラス板10を割断するのが難しい。
The irradiation intensity of the
ところで、ガラス板10の使用効率を高めることを目的として、例えば図6に示すように、ガラス板10のエッジ14付近を割断する場合がある。この場合、エッジ14の存在が割断精度に影響を及ぼす。
By the way, for the purpose of improving the use efficiency of the
そこで、本実施形態では、スクライブ線12上の亀裂202の先端203とガラス板10のエッジ14との間の最短距離をM(mm)とし、ガラス板10の板厚をt(mm)とすると、0.4t≦M≦4tの関係を満足する、ガラス板10のエッジ14付近において、照射領域101は、下記式(1)および式(2)の関係を満足するように形成されている。
1/5×t≦B≦1/2×M・・・(1)
0.2<A/B≦3・・・(2)
なお、式(1)および式(2)において、照射領域101の移動方向長さをA(mm)とし、照射領域101の幅方向長さをB(mm)とする。
Therefore, in this embodiment, when the shortest distance between the
1/5 × t ≦ B ≦ 1/2 × M (1)
0.2 <A / B ≦ 3 (2)
In Equation (1) and Equation (2), the movement direction length of the
上記式(1)に示すように、幅方向長さBを1/5×t以上とすることで、割断に必要な熱応力をガラス板10に与えることができる。一方、幅方向長さBが1/2×Mを超えると、ガラス板10のエッジ14が過熱され、エッジ14とスクライブ線12との間に意図しない亀裂が形成される。なお、幅方向長さBは、上記式(1)の関係を満足する限り、割断中に一定であっても良いし、変動しても良い。
As shown in the above formula (1), the thermal stress necessary for cleaving can be applied to the
被加工板から例えば自動車用窓ガラスを切り出す場合、図4に示されるように中央の製品部分と、その周縁の利用されない捨て代部分とが発生する。割断において、割断の始端や終端はこの捨て代領域に位置することがある。上記式(1)、(2)の条件は、割断の始端や終端が捨て代領域に位置する場合には適用する必要はない。捨て代部分の割断品質が低下しても製品としては全く問題ないからである。よって、上記式(1)、(2)の条件は、少なくとも製品となる被加工板の外形を割断する際に適用されればよい。図3では、本発明を説明するために、1本の直線のみの割断としており、割断始端付近および終端付近においても、割断中央付近と同じく最短距離MをW1として幅方向長さBを設定している。 When, for example, an automotive window glass is cut out from a work plate, a central product portion and an unused portion at the periphery of the central portion are generated as shown in FIG. In the cleaving, the beginning and end of the cleaving may be located in this discard margin area. The conditions of the above formulas (1) and (2) do not need to be applied when the start and end of the cleaving are located in the discard margin area. This is because there is no problem as a product even if the cleaving quality of the discarded part decreases. Therefore, the conditions of the above formulas (1) and (2) may be applied when cleaving at least the outer shape of the workpiece plate to be a product. In FIG. 3, for the purpose of explaining the present invention, only one straight line is cleaved, and the width direction length B is set near the cleaving start end and near the end with the shortest distance M as W1 as in the cleaving center vicinity. ing.
ところで、亀裂202は、主として、図7に示す3つの応力の影響で伸展する。図7(a)に示す応力は、スクライブ線12と直交する方向に作用する引張応力である。図7(b)に示す応力は、ガラス板10の面内方向に作用する剪断応力である。図7(c)に示す応力は、ガラス板10の面外方向に作用する剪断応力である。
By the way, the
これらの応力のうち、図7(a)に示す引張応力の影響が支配的になると、割断面同士が擦れ難いので、カレットが発生し難い。また、亀裂202が捩れ難いので、スクライブ線12から外れ難い。
Among these stresses, when the influence of the tensile stress shown in FIG. 7 (a) becomes dominant, the cut surfaces are not easily rubbed, so that cullet is hardly generated. Moreover, since the
特に、ガラス板10のエッジ14付近では、スクライブ線12を挟んだ両側での熱容量の差が大きく、熱応力バランスが崩れやすいので、引張応力の影響を支配的とする必要がある。
In particular, in the vicinity of the
そこで、本実施形態では、引張応力の影響が支配的となるよう、上記式(2)に示すように、A/Bを3以下としている。A/Bが3を超えると、移動方向における熱応力バランスが崩れやすく、図7(b)および図7(c)に示す剪断応力の影響が支配的となる。A/Bは、板厚tなどに応じて適宜設定されるが、2以下が好ましく、1未満がより好ましく、0.7未満がさらに好ましい。 Therefore, in this embodiment, A / B is set to 3 or less as shown in the above formula (2) so that the influence of tensile stress becomes dominant. When A / B exceeds 3, the thermal stress balance in the moving direction tends to be lost, and the influence of the shear stress shown in FIGS. 7B and 7C becomes dominant. A / B is appropriately set according to the thickness t and the like, but is preferably 2 or less, more preferably less than 1 and even more preferably less than 0.7.
一方、A/Bが0.2以下であると、レーザ光100の照射面積が小さくなりすぎるので、割断に必要な熱応力をガラス板10に与えようとすると、ガラス板10の表面11が過熱され、切削油が燃焼するという問題がある。また、A/Bが0.2以下であると、割断に必要な熱応力をガラス板10に与えようとすると、ガラス板10の表面11が過熱され、スクライブ線12と交差する方向に亀裂が伸展するなどの問題がある。従って、A/Bは、上記式(2)に示すように、0.2超が好ましく、0.5以上がより好ましい。
On the other hand, when A / B is 0.2 or less, the irradiation area of the
また、0.4t≦M≦4tの関係を満足する、ガラス板10のエッジ14付近において、レーザ光100の照射領域101は、1≦A≦10の関係を満足するように形成されることが好ましい。移動方向長さAを1mm以上とすることで、割断に必要な熱応力をガラス板10に与えると共に、ガラス板10の表面11が過熱されるのを抑制することができる。
Further, in the vicinity of the
一方、移動方向長さAが10mmを超えると、照射面積が広すぎるので、レーザ光100による加熱効率が悪い。また、移動方向、幅方向とも熱応力バランスが崩れやすく、図7(b)および図7(c)に示す剪断応力の影響が支配的となるという問題もある。
On the other hand, if the moving direction length A exceeds 10 mm, the irradiation area is too wide, and the heating efficiency by the
以下に、実施例などにより本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(例1)
例1(実施例)では、図1および図2に示す割断装置20を用いて、図3に示すスクライブ線12が形成されたガラス板10を、図5および図6に示す割断方法で割断した。ガラス板10には車両用窓ガラス向けの緑色系のソーダライムガラスを使用し、ガラス板10の形状は縦500mm×横500mm×厚さ5mmとした。
(Example 1)
In Example 1 (Example), the cleaving
スクライブ線12は、ダイヤモンドホイールカッターの先端(先端角155°)をガラス板10の表面11に90Nの力で押しつけながら、100mm/秒の移動速度で転動して形成した。このスクライブ線12はガラス板10の一辺に平行とし、スクライブ線12を挟んだ両側のガラスの幅W1、W2(図3参照)をそれぞれ10mm、490mmとした。
The
レーザ光100の光源40としては、CWレーザを用いた。具体的には、半導体レーザ(レーザ光の波長:808nm)を用いた。光源40の出力は300Wで一定とした。レーザ光100の照射形状は、スクライブ線12に対して左右対称な矩形状とし、移動方向長さAを7.5mmとし、幅方向長さBを3mmとした。
A CW laser was used as the
初期亀裂200は、図5に示すように、スクライブ線12の始端にレーザ光100を0.4秒間照射して形成した。次いで、図6に示すように、スクライブ線12に沿ってレーザ光100の照射領域101を30mm/秒の相対速度で移動させることで、照射領域101よりも「前方」で、スクライブ線12から亀裂202を伸展させて、割断試験を行った。
As shown in FIG. 5, the
(例2〜例9)
例2〜例7(実施例)、例8〜例9(比較例)では、マスク46の種類を変えてレーザ光100の照射形状を調節すると共に、それに合わせてレーザ光100の移動速度を20〜200mm/秒の範囲内で変更した他は、例1と同様にして、割断試験を行った。
(Examples 2 to 9)
In Examples 2 to 7 (Example) and Examples 8 to 9 (Comparative Example), the type of the
(例10)
例10(比較例)では、レーザ光100の照射形状や移動速度、光源40の出力を変更して、レーザ光100の照射領域101よりも「後方」で、スクライブ線12から亀裂202を伸展させた他は、例1と同様にして、割断試験を行った。なお、レーザ光100の照射形状は直径2mmの円形状とし、レーザ光100の移動速度は70mm/秒とした。また、光源40の出力は120Wで一定とした。
(Example 10)
In Example 10 (comparative example), the irradiation shape and moving speed of the
これらの割断試験の条件と結果を表1に示す。なお、結果は、割断の可否、および割断面の品質で評価した。割断できたものを○とし、割断できなかったものを×とした。割断面の品質は、図8に示す割断面15の傾きSで評価した。傾きSが0.5mm以下のものを○とし、傾きSが0.5超〜1.0mmのものを△とし、傾きSが1.0mmを超えるものを×とした。
Table 1 shows the conditions and results of these cleaving tests. In addition, the result was evaluated by the possibility of cleaving and the quality of the fractured surface. Those that could be cleaved were marked with ◯, and those that could not be cleaved were marked with x. The quality of the fractured surface was evaluated by the inclination S of the fractured
10 ガラス板(被加工板)
11 表面
12 スクライブ線
13 裏面
14 エッジ
15 割断面
20 割断装置
30 ステージ
40 光源
50 制御装置
100 レーザ光
101 照射領域
200 初期亀裂
201 初期亀裂の先端
202 亀裂
203 亀裂の先端
10 Glass plate (work plate)
11
Claims (4)
前記被加工板の表面に予め形成されたスクライブ線の少なくとも一部に沿って前記レーザ光の照射領域を相対的に移動させ、
前記スクライブ線から前記照射領域よりも前方で亀裂を伸展させ、
前記スクライブ線上の亀裂の先端と前記被加工板のエッジとの間の最短距離をM(mm)とし、前記被加工板の板厚をt(mm)とすると、0.4t≦M≦4tの関係を満足する、前記被加工板のエッジ付近の前記スクライブ線をレーザ光で照射する際、前記照射領域は、移動方向長さをA(mm)とし、幅方向長さをB(mm)とすると、1/5×t≦B≦1/2×M、かつ、0.2<A/B≦3の関係を満足するように形成されることを特徴とする割断方法。 A cleaving method for cleaving the processed plate by irradiating a processed plate formed of a brittle material with a laser beam,
Relatively moving the irradiation region of the laser light along at least a part of a scribe line formed in advance on the surface of the workpiece plate;
Extend the crack ahead of the irradiated area from the scribe line,
When the shortest distance between the tip of the crack on the scribe line and the edge of the processed plate is M (mm) and the thickness of the processed plate is t (mm), 0.4 t ≦ M ≦ 4 t When the laser beam irradiates the scribe line near the edge of the workpiece plate that satisfies the relationship, the irradiation area has a length in the moving direction as A (mm) and a length in the width direction as B (mm). Then, the cleaving method is characterized by being formed so as to satisfy the relationship of 1/5 × t ≦ B ≦ 1/2 × M and 0.2 <A / B ≦ 3.
前記被加工板を支持するステージと、前記レーザ光を出射する光源と、前記被加工板の表面における前記レーザ光の照射領域を移動させる制御装置とを備え、
前記制御装置が前記表面に予め形成されたスクライブ線の少なくとも一部に沿って前記レーザ光の照射領域を相対的に移動させ、前記スクライブ線から前記照射領域よりも前方で亀裂を伸展させ、
前記スクライブ線上の亀裂の先端と前記被加工板のエッジとの間の最短距離をM(mm)とし、前記被加工板の板厚をt(mm)とすると、0.4t≦M≦4tの関係を満足する、前記被加工板のエッジ付近の前記スクライブ線をレーザ光で照射する際、前記照射領域は、移動方向長さをA(mm)とし、幅方向長さをB(mm)とすると、1/5×t≦B≦1/2×M、かつ、0.2<A/B≦3の関係を満足するように形成されることを特徴とする割断装置。 A cleaving device for cleaving the processed plate by irradiating a processed plate formed of a brittle material with a laser beam,
A stage that supports the workpiece plate, a light source that emits the laser beam, and a control device that moves an irradiation area of the laser beam on the surface of the workpiece plate,
The control device relatively moves the irradiation region of the laser light along at least a part of a scribe line previously formed on the surface, and extends a crack in front of the irradiation region from the scribe line,
When the shortest distance between the tip of the crack on the scribe line and the edge of the processed plate is M (mm) and the thickness of the processed plate is t (mm), 0.4 t ≦ M ≦ 4 t When the laser beam irradiates the scribe line near the edge of the workpiece plate that satisfies the relationship, the irradiation area has a length in the moving direction as A (mm) and a length in the width direction as B (mm). Then, the cleaving device is formed so as to satisfy the relationship of 1/5 × t ≦ B ≦ 1/2 × M and 0.2 <A / B ≦ 3.
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