JP2014001102A - ガラス基板の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この加工方法は、高強化ガラスを、閉じた分断予定ラインに沿って抜き加工するための方法であって、第1及び第2予備照射工程と、本照射工程と、を含んでいる。第1予備照射工程は、基板内部の所定の深さ位置にレーザを集光して分断予定ラインに沿ってレーザを走査し、基板内部に第1加工痕を形成する。第2予備照射工程は、基板内部の所定の深さ位置にレーザを集光して分断予定ラインの外周側に分断予定ラインを囲むようにレーザを走査し、第1加工痕の外周側に第2加工痕を形成する。本照射工程は、第2工程の後に、基板内部の所定深さ位置にレーザを集光し、分断予定ラインに沿ってレーザを走査し、第1加工痕から基板の表面又は裏面に向かって亀裂を進展させる。
【選択図】図2
Description
図1に分断対象としてのガラス基板の断面構成の一例を示している。このガラス基板は、表面に圧縮応力を有するとともに内部に引張応力を有する強化ガラスである。具体的には、表面及び裏面の近傍において、表面及び裏面に近づくほど大きな圧縮応力(CS)を有している。そして、表面及び裏面から所定の深さに達する基板内部では、逆に引張応力(CT)を有している。図1において、「DOL」は基板表面の圧縮応力を有する強化層深さを示している。
以上のような強化ガラス(以下、単に「基板」と記す場合もある)を、閉じた分断予定ラインに沿って分断する場合は、以下のような工程を実行する。ここでは、1枚の母材のガラス基板から4隅がR形状の矩形の単片ガラス基板を抜き加工する場合を例にとって説明する。
基板内部の引張応力を有する領域にレーザを集光し、図2に示すように、分断予定ラインL0に沿ってレーザを走査するとともに、分断予定ラインL0の外周に、分断予定ラインL0を2重に囲むようにレーザを走査する。以下、分断予定ラインL0の外周側のラインを第1外周ラインL1、第1外周ラインL1のさらに外周側のラインを第2外周ラインL2と記す。以上のようなレーザ走査によって、分断予定ラインL0及びその外周の第1及び第2外周ラインL1,L2に沿って基板内部に第1、第2及び第3の加工痕が形成される。ここで加工痕は、レーザによって基板が一旦軟化または溶融し、再度固化した状態の領域である。
以上のような予備照射工程終了後に、予備照射工程でのレーザ集光位置より表面側の位置にレーザを集光し、分断予定ラインL0に沿ってレーザを走査する。この場合のレーザ照射は、分断予定ラインL0に沿って1周の走査でもよいが、確実に分断するためには2周走査するのが好ましい。
実験1では、厚みが1.1mmの高強化ガラス(断面構成は図1参照)について、以下の方法を実行した。なお、レーザの繰り返し周波数は以下の実験において、すべて3MHzである。
図2に示す各走査ラインL0,L1,L2に沿って連続してレーザを走査した。走査回数は1回である。また、レーザの照射条件は、各ラインにおいて同じであり、以下の通りである。
走査速度:300mm/s
加工深さ:368μm
以上の予備照射を行った場合のガラス基板の様子を図3に示している。なお、撮影のための基板の取り扱い中に基板が破損することを防止するため、基板には透明テープが貼り付けられている。
図2に示す分断予定ラインL0に沿って、レーザを2回(2周)走査した。レーザの照射条件は、2回とも以下の通りである。
走査速度:300mm/s
加工深さ:145μm
以上の本照射の結果、分断予定ラインから外周側に枝分かれするような亀裂は発生しなかった。図4Aは本照射後のガラス基板を示し、図4Bは分断予定ラインL0の周囲の基板を分離して取り出したガラス基板を示している。
実験2では、厚みが0.7mmの高強化ガラス(断面構成は図1参照)について、以下の方法を実行した。なお、レーザの繰り返し周波数は、前記同様に、以下の実験において、すべて3MHzである。
図2に示す各走査ラインL0,L1,L2に沿って連続してレーザを走査した。走査回数は1回である。また、レーザの照射条件は、各ラインにおいて同じであり、以下の通りである。
走査速度:300mm/s
加工深さ:399μm
<本照射>
図2に示す分断予定ラインL0に沿って、レーザを2回(2周)走査した。レーザの照射条件は、2回とも以下の通りである。
走査速度:300mm/s
加工深さ:163μm
以上の本照射の結果、実験1と同様に(図4A参照)、分断予定ラインから外周側に枝分かれするような亀裂は発生しなかった。
以上の実験1及び2と同様の抜き形状を、以下のような従来の方法で抜き加工した。なお、分断対象は、厚みが1.1mmの高強化ガラスである。また、レーザの繰り返し周波数は1MHzである。
予備照射によって、分断予定ラインの外周側において、少なくとも1重の外周ラインに沿ってレーザを照射し、基板内部に加工痕を形成することで、本照射時に分断予定ラインから外周側に亀裂が進展するのを抑えることができる。外周ラインに加工痕を形成することによって分断予定ラインから外周側への亀裂の進展を抑えることができる理由は、明らかではないが、加工痕を形成する際に基板が一旦溶融されるため加工痕の周囲の基板内部の引張り応力が緩和され、外周側に勝手に亀裂が伸展しなくなったと考えられる。
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
Claims (7)
- 表面に圧縮応力を有するとともに内部に引張応力を有するガラスを、閉じた分断予定ラインに沿って抜き加工するためのガラス基板の加工方法であって、
基板内部の所定の深さ位置にレーザを集光して分断予定ラインに沿ってレーザを走査し、基板内部に第1加工痕を形成する第1予備照射工程と、
基板内部の所定の深さ位置にレーザを集光して前記分断予定ラインの外周側に前記分断予定ラインを囲むようにレーザを走査し、前記第1加工痕の外周側に第2加工痕を形成する第2予備照射工程と、
前記第2工程の後に、基板内部の所定深さ位置にレーザを集光し、前記分断予定ラインに沿ってレーザを走査し、前記第1加工痕から基板の表面又は裏面に向かって亀裂を進展させる本照射工程と、
を含むガラス基板の加工方法。 - 前記第1予備照射工程のレーザ走査と前記第2予備照射工程のレーザ走査とは連続して実施される、請求項1に記載のガラス基板の加工方法。
- 前記第1予備照射工程と前記第2予備照射工程におけるレーザの集光位置は同じ深さ位置である、請求項1又は2に記載のガラス基板の加工方法。
- 基板内部の所定の深さ位置にレーザ光を集光して前記第2予備照射工程における走査ラインのさらに外周側にレーザを走査し、前記第2加工痕の外周側に第3加工痕を形成する第3予備照射工程をさらに含む、請求項1から3のいずれかに記載のガラス基板の加工方法。
- 前記第1予備照射工程から前記第3予備照射工程のレーザ走査は連続して実施される、請求項4に記載のガラス基板の加工方法。
- 前記第1予備照射工程から前記第3予備照射工程におけるレーザの集光位置は同じ深さ位置である、請求項5に記載のガラス基板の加工方法。
- 前記本照射工程におけるレーザの集光位置は、前記第1予備照射工程におけるレーザの集光位置より基板の表面又は裏面に近い位置である、請求項1から6のいずれかに記載のガラス基板の加工方法。
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