TW201332693A - 切斷脆弱性構件之裝置、方法、及所被切斷之脆弱性構件 - Google Patents

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Abstract

切斷如玻璃般脆弱性構件之裝置，係具備：雷射振盪器，構成為使雷射光通過第1空間而照射至前述構件上的第1區域；冷卻噴嘴，構成為使冷卻媒介噴射至與前述第1區域相異之第2區域；擋板，配置成相對於前述構件具有間隙且置放成不包圍前述第1空間之狀態，被擺向成使來自前述第2區域的飛沫及噴霧流避開前述第1空間；及氣體噴嘴，構成為朝向前述間隙噴射氣體。

Description

切斷脆弱性構件之裝置、方法、及所被切斷之脆弱性構件
本發明係有關切斷如玻璃般的脆弱性構件之裝置、方法、及所被切斷之脆弱性構件。
如玻璃板般的脆弱性構件，即使不依賴切斷工具，也能藉由賦予熱衝擊而將其切斷。舉例來說，藉由如雷射光般的局部加熱手段對玻璃板施加熱，並對該受到局部加熱的部位噴射冷卻媒介，藉此給予其熱衝擊，則該受到熱衝搫的部位會發生劈開。而令受雷射光照射的區域與受冷卻媒介噴射的區域適當地接近，將玻璃板以適當的速度從前者區域往後者區域送出，則受到熱衝擊的區域會沿直線延伸，玻璃板會沿該直線被切斷。
專利文獻1揭示關連技術。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利申請案公開2008-49375號
冷卻媒介的飛沫或噴霧、或流經玻璃板上的廢液，會因侵入雷射光通過的區域，而吸收雷射光。為補償此一部分，必須調整雷射振盪器的輸出，這會導致工程管理的勞 務增加，此外也會需要更高輸出的雷射振盪器。
本發明係有鑑於上述問題而創作者。按照本發明之第1面向，切斷如玻璃般脆弱性構件之裝置，係具備：雷射振盪器，構成為使雷射光通過第1空間而照射至前述構件上的第1區域；冷卻噴嘴，構成為使冷卻媒介噴射至與前述第1區域相異之第2區域；擋板，配置成相對於前述構件具有間隙且置放成不包圍前述第1空間之狀態，被擺向成使來自前述第2區域的飛沫及噴霧流避開前述第1空間；及氣體噴嘴，構成為朝向前述間隙噴射氣體。
按照本發明之第2面向，切斷脆弱性構件之方法，係由下述所構成：藉由雷射振盪器，使雷射光通過第1空間照射至前述構件上的第1區域；藉由冷卻噴嘴，使冷卻媒介噴射至與前述第1區域相異之第2區域；將置放成相對於前述構件具有間隙且呈不包圍前述第1空間的狀態之擋板，擺向成使來自前述第2區域的飛沫及噴霧流避開前述第1空間；藉由氣體噴嘴，朝向前述間隙噴射氣體。
以下參照所附圖面，說明本發明幾個實施形態示例。
本實施形態之裝置，可良好地利用於玻璃板之切斷，但當然也可利用於切斷其他脆弱性構件。以下說明中，係以切斷玻璃板2的情形為例，但此僅為示例，並非限定本發明。
此外，以下說明中，概以「飛沫」一詞指稱液滴且具 飛散性質者，「噴霧」一詞指稱包含霧及與霧相近之微細液滴，且具漂浮性質者。
參照圖1A、2、3A、4，本實施形態之切斷玻璃板2的裝置1、1A、1B、1C，係具備：承載玻璃板2之工作台3；用來將雷射光照射至玻璃板2之雷射振盪器4；用來噴射冷卻媒介之冷卻噴嘴5；擋板(baffle，即整流板)6、6t或8；及用來噴射氣體之氣體噴嘴7。裝置1C中，擋板6t兼為氣體噴嘴。
工作台3具備適當之搬運手段，以便能將玻璃板2朝向例如箭頭A所示之方向送出。又或者是，玻璃板2係被固定，而將雷射振盪器4、冷卻噴嘴5及其他要素往箭頭A的反方向送出亦可。此外，如果相對於雷射振盪器4的距離穩定，則亦可利用漂浮搬運裝置。以下僅說明將玻璃板2被送往箭頭A方向的例子，但此只是為了說明上方便，該些變形例的任一者均為可用。
作為雷射振盪器4，例如可良好地利用具有輸出100~數百W之碳酸氣體雷射振盪器，或是亦可利用其他輸出範圍或其他振盪機構之雷射振盪器。雷射振盪器4的配置，理想是配置成避開被玻璃板2反射的雷射光，而對於玻璃板2形成適當角度從斜向照射雷射光40。
雷射光40可具有一定寬度而照射，因此，圖中雷射光40通過的區域41(第1空間)係被描繪成具有寬度。此外，符號22是玻璃板2當中被雷射光40照射之區域(第1區域)。
冷卻噴嘴5為噴射冷卻媒介50之噴嘴。作為冷卻媒介50，例如可利用水，其好處為價廉且取得容易。或者從冷卻效率等觀點看來，可利用酒精、乾冰、氮、氬等來取代水。只要條件允許，可將該些以液相、或氣相、或由氣體所搬運之霧，的任一種態樣加以利用。
冷卻媒介50必然具有一定寬度51而被噴射，噴射至玻璃板2當中的區域23(第2區域)。參照圖1B，受冷卻媒介50噴射之區域23，與受雷射光40照射之區域22不同，於箭頭A方向拉開適當距離。
因玻璃板2被送往箭頭A方向，故在區域22受到加熱後，立刻在區域23被冷卻，以得到熱衝擊。事先在玻璃板2的端部藉由鑽石切割器等進行劃切(scoring)，作為切斷起點。只要將玻璃板2送出而使切斷預定線20通過區域22、23兩者，便會沿此對玻璃板2賦予熱衝擊。依此，玻璃板2會沿切斷預定線20而如實線25般被切斷。
冷卻噴嘴5可如圖1A所示般，配置成相對於玻璃板2表面從正交方向噴射冷卻媒介50。又或者是，冷卻噴嘴5可如圖2所示般，配置成相對於玻璃板2表面，從朝向區域22傾斜角度β之方向噴射冷卻媒介50。在此，β為超過0度而未滿90度之適當角度。
被噴射之冷卻媒介50與玻璃板2衝突後，部分會成為飛沫，部分會成為噴霧，如圖中符號52般飛散至周圍。為了使該飛沫及噴霧的流52避開受雷射光40照射之區 域22，係配置擋板6。為遵照此一目的，可適當配置擋板6，但可選擇配置在例如圖示般區域22與區域23之間，或區域41與區域51之間。此外，擋板6鑑於避開飛沫及噴霧的流52之目的，可適當傾斜，但應選擇不干涉雷射光40通過之區域41的傾斜程度。
擋板6例如為平板或曲面板。將擋板6做成曲面時，曲面可環繞一周而該其中一方邊緣與另一方邊緣連結，如圖3B般之封閉圓筒。或者擋板6亦可為其全周非封閉之曲面板。無論是哪一者，雷射光40通過之區域41不被擋板6包圍，區域41的側方及較佳後方(與箭頭A相反方向)亦開放。按照這樣的構造，擋板6便不會妨礙雷射光40所產生的熱放射至外部。換言之，雷射光40所產生的熱不會滯留於區域22周圍，因此熱影響會集中在區域22，而不會擴散。其好處是可使切斷線25正確地沿著切斷預定線20。
當然，為了保護周圍的作業者及裝置，亦可在足夠遠離區域22或區域41的位置設置遮蔽雷射光之手段。
為了避免擋板6接觸玻璃板2，擋板6接近玻璃板2的端60與玻璃板2之間，會確保適當間隙。為了防止飛沫及噴霧從該間隙洩漏至區域22，氣體噴嘴7會被擺向朝該間隙噴射氣體70。受氣體70噴射之區域，係在區域22與區域23之間，即圖1B中標記符號24之區域。
作為從噴嘴7噴出之物，可利用一般的空氣，亦可以氮及氬等其他氣體來取代。
又或者是，氣體噴嘴亦可如圖4所示般內藏於擋板。中空之擋板6t可通過內部的空洞6c使氣體70流通，亦作氣體噴嘴之用。被噴出之氣體70，會從擋板6t的先端，同上述般被噴出至擋板6t下的間隙，即區域22與區域23之間的區域。在此情形下，可另行設置氣體噴嘴7，亦可如圖示般省略。
又或者是，氣體噴嘴7亦可如圖5A所示般，配置成沿著從區域22朝向區域23的方向將氣體70定向。該配置有利於使飛沫及噴霧從區域22遠離。又或者是，氣體噴嘴7亦可如圖5B所示般，配置成相對於從區域22朝向區域23的方向具有超過0度未滿90度角度之方向，將氣體70定向。該配置是令氣體70流動以便將玻璃板2上的冷卻媒介50沖向其側方而排除，故有利於冷卻媒介50的廢液處理。此外，按照該配置，氣體70便不易鑽入玻璃板2的下側。特別是利用了飄浮搬運裝置作為搬運手段時，該配置的好處在於不會有侵入玻璃板2下側之氣體70擾亂玻璃板2的飄浮高度。
此外，擋板6中面向玻璃板2的端60，或是圓筒體8中面向玻璃板2的端82，亦可如圖1A、2、3A、4所示般具備推拔61、84。推拔61、84係將氣體70往朝向區域23的方向導引，特別是導引氣體以將冷卻媒介50從玻璃板2上排除。
將擋板做成如圖3A、3B般封閉之圓筒體8時，其上部亦可封閉。在該情形下，下部係如圖示般開放，而下端 83與玻璃板2之間確保有間隙。上部封閉時，冷卻噴嘴5與圓筒體8亦可密接。此外在該情形下，亦可在側壁80或其他部位設置貫通孔81。貫通孔81有助於將飛沫及噴霧排出至外部。或是亦可設置吸引裝置，連接至貫通孔81。無論為哪一者，均可有效防止飛沫及噴霧的流52洩漏至區域22。
雷射振盪器4、冷卻噴嘴5、擋板6及氣體噴嘴7的位置及傾斜亦可不為固定，而為了調整它們，亦可設置如測微器般之適當調整手段。
為了回收使用後之冷卻媒介，亦可設置適當的回收管路，以便再利用冷卻媒介。
按照上述裝置1、1A、1B或1C，玻璃板2的切斷手續如下。在欲切斷之玻璃板2上，於切斷預定線20的一端或線上的任一點，如上述般賦予劃切21。裝置1、1A、1B或1C中，玻璃板2固定於工作台3上，以受控制之速度一面被送往箭頭A方向，一面受雷射光40照射至玻璃板2上的區域22，冷卻媒介50噴射至區域23。此時，與雷射光40的照射或冷卻媒介50的噴射同步，氣體70會朝向擋板6下的間隙噴射。如此一來，在玻璃板2上會沿著切斷預定線20發生加熱與冷卻，以賦予玻璃板2熱衝擊，集中產生拉伸應力。單獨藉由該拉伸應力，又或者是，藉由沿切斷予定線20彎折等方法輔助施加適當應力，則龜裂會沿切斷預定線20進行，玻璃板2會沿切斷預定線20裂開。
按照上述實施形態，藉由擋板與氣體的作用，冷卻媒介的飛沫及噴霧，不會侵入受雷射光通過及照射之區域。因此，雷射光不會被冷卻媒介吸收。故無需為了補償雷射光損失而調整雷射振盪器的輸出，可減輕工程管理勞務，此外也不需要高輸出的雷射振盪器。
以上已透過良好的實施形態說明本發明，但本發明並非由上述實施形態所限定。基於上述揭示內容，所屬技術領域中具有通常技術者，自可藉由實施形態的修正及變形而實施本發明。
[產業上利用之可能性]
提供一種切斷脆弱性構件之裝置，且為可減低雷射光損失之裝置。
1，1A，1B‧‧‧切斷裝置
2‧‧‧玻璃板
3‧‧‧工作台
4‧‧‧雷射振盪器
5‧‧‧冷卻噴嘴
6，6t‧‧‧擋板
6c‧‧‧空洞
7‧‧‧氣體噴嘴
8‧‧‧圓筒體
22‧‧‧區域(第1區域)
23‧‧‧區域(第2區域)
41‧‧‧區域(第1空間)
51‧‧‧區域
61，84‧‧‧推拔
[圖1A]圖1A為本發明一實施形態之切斷裝置概略側面圖。
[圖1B]圖1B為切斷對象構件平面圖，亦為雷射照射區域與冷卻區域之示例圖。
[圖2]圖2為變形例之切斷裝置概略側面圖。
[圖3A]圖3A為另一變形例之切斷裝置概略側面圖。
[圖3B]圖3B為切斷對象構件平面圖，亦為在雷射照射區域與冷卻區域上疊上擋板配置之示例圖。
[圖4]圖4為又一變形例之切斷裝置概略側面圖。
[圖5A]圖5A為切斷對象構件、雷射振盪器及氣體噴嘴的配置例示意平面圖。
[圖5B]圖5B為切斷對象構件、雷射振盪器及氣體噴嘴的配置另一例示意平面圖。
1‧‧‧切斷裝置
2‧‧‧玻璃板
3‧‧‧工作台
4‧‧‧雷射振盪器
5‧‧‧冷卻噴嘴
6‧‧‧擋板
7‧‧‧氣體噴嘴
21‧‧‧劃切
22‧‧‧區域(第1區域)
23‧‧‧區域(第2區域)
41‧‧‧區域(第1空間)
50‧‧‧冷卻媒介
51‧‧‧區域
52‧‧‧流
60‧‧‧端
61‧‧‧推拔
70‧‧‧氣體

Claims (13)

  1. 一種裝置，屬於切斷脆弱性構件之裝置，其特徵為，具備：雷射振盪器，構成為使雷射光通過第1空間而照射至前述構件上的第1區域；冷卻噴嘴，構成為使冷卻媒介噴射至與前述第1區域相異之第2區域；擋板，配置成相對於前述構件具有間隙且置放成不包圍前述第1空間之狀態，被擺向成使來自前述第2區域的飛沫及噴霧流避開前述第1空間；及氣體噴嘴，構成為朝向前述間隙噴射氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，前述擋板具備面向前述間隙之推拔端。
  3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，前述擋板係為從平板、非封閉之曲面板、及尺寸設計成包圍前述冷卻噴嘴之圓筒板，所構成之群組中擇一者。
  4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，前述氣體噴嘴係被置放成下列群組中所選擇之任一種配置：沿著從前述第1區域朝向前述第2區域的方向，將前述氣體定向之配置；以及沿著相對於從前述第1區域朝向前述第2區域之方向具有超過0度未滿90度之角度的方向，將前述氣體定向之配置。
  5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，前述氣體噴嘴係內藏於前述擋板。
  6. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，前述冷卻噴嘴係被配置成從下列群組中所選擇之任一個方向噴射前述冷卻媒介：相對於前述構件的表面呈正交之方向；以及相對於前述構件的表面朝前述第1區域傾斜超過0度未滿90度之方向。
  7. 一種方法，屬於切斷脆弱性構件之方法，其特徵為，由下述所構成：藉由雷射振盪器，使雷射光通過第1空間照射至前述構件上的第1區域；藉由冷卻噴嘴，使冷卻媒介噴射至與前述第1區域相異之第2區域；將置放成相對於前述構件具有間隙且呈不包圍前述第1空間的狀態之擋板，擺向成使來自前述第2區域的飛沫及噴霧流避開前述第1空間；藉由氣體噴嘴，朝向前述間隙噴射氣體。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中，更包含於前述擋板設置面向前述間隙之推拔端。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中，更包含將前述擋板做成從平板、非封閉之曲面板、及尺寸設計成包圍前述冷卻噴嘴之圓筒板，所構成之群組中擇一者。
  10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中，更包含將前述氣體噴嘴置放成下列群組中所選擇之任一種配置：沿著從前述第1區域朝向前述第2區域的方向，將前述氣體定向之配置；以及沿著相對於從前述第1區域朝向前述第 2區域之方向具有超過0度未滿90度之角度的方向，將前述氣體定向之配置。
  11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中，更包含將前述氣體噴嘴內藏於前述擋板。
  12. 如申請專利範圍第7項之方法，其中，更包含將前述冷卻噴嘴配置成從下列群組中所選擇之任一個方向噴射前述冷卻媒介：相對於前述構件的表面呈正交之方向；以及相對於前述構件的表面朝前述第1區域傾斜超過0度未滿90度之方向。
  13. 一種脆弱性構件，其特徵為：以申請專利範圍第7至12項任一項之方法被切斷者。
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