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九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種分割玻璃工件裝置及其方法，特別是指一種雷射 分割玻璃工件之裝置及方法。 【先前技術】 由於面板產業蓬勃發展’板材的需求量大增；而習知分割板材的技術大 多利用鑽石輪刀，在分割大量的板材情形下，鑽石輪刀的使用量必然增加， 因此’面板產業每年所需的鑽石輪刀之耗材費用驚人，故各界開始思考以雷 射加工方式進行板材的切割。 以雷射分割玻璃為例；目前以雷射切割玻璃技術而言，主要可分為二氧 化碳雷射及固態雷射兩類，其原理主要都是利用玻璃材料吸收雷射光波長能 量的物理性質’使玻璃吸收的光能轉變成熱能，在玻璃未達到玻璃炫化溫度 月1j ’利用熱應力產生熱漲冷縮的原理，以劈裂的方式達到所謂的玻璃切割效 果。 然而’因一氧化碳雷射及固態雷射波長相差十倍，故玻璃材料針對不同光 波長頻譜的吸收率也大不相同。以實際應用來說，二氧化碳雷射波長能量 可直接被玻璃材料吸收，故雷射光可直接聚焦在玻璃表面上產生熱能，因此 ^ 二氧化碳雷射之切割方法於近十年來蓬勃發展。以固態雷射而言，玻璃材料 針對其光波長穿透率高達85%以上，故直接將雷射光聚焦於玻璃材料的切割 方式，切割速率較差。不過也正因為二氧化碳雷射光波會快速的被玻璃所吸 收的緣故’酿匕’在二氧化碳雷射的切割技術中，始終無法完成多層玻璃的一 次切牙。再者，由於二氧化碳雷射欲達成有效率的切割必須以特殊的聚焦方 式完成’所以在其物理條件方面難以達成曲線的切割工作，而這些缺點，在 固態雷射的切割技術中，已經可以被突破。若是能夠更有效率的利用雷射 的切割技術，使分割路徑更容易掌控，則玻璃材料的切割速率提升，必然會 增加生產效率。 44 月更)正本 齡财駐件之裝置及其方法，聽使得玻璃 使得材料受 牛^軸特_光場分佈，進而造成賴轉⑽鋪力場更 =長，》崎著分騎#方向產生，並且搭配冷煤的伽，使口裂、、文 ^熱齡_熱應力作収加_，如此可以提升糊速率，以解決过叫 【發明内容】 本發明之主要目的，在於提供一種雷射分割玻璃工件之裳置及其方 $ ’其係利用特殊的光場分佈，使玻璃工件内的熱應力場更加適合裂紋^成 ’親紋隨著分割路徑方向產生，峨㈣工件的切割速率提升，進而增加 生產效率。 本發明之次要目的’在於提供一種雷射分割玻璃工件之裝置及其方 法，其係_冷煤_於玻璃辑，使得玻璃工件受到熱齡縮的熱應力作 用更加明顯，進而增加玻璃工件的分割速率。 本發明之雷射分割玻璃工件之裝置，其包含一下反射板、一上反射板 與-雷射光束，上反射板位於下反射板之上方；雷射光束自上反射板發射 至下反射板，使雷射光束於下反射板與上反射板之間來回震盪形成一光束 路徑，光束路徑之一截面形成一第一對稱圖形，第一對稱圖形之對稱轴即 為一弟一特徵輛。 本發明之雷射分割玻璃工件之方法，該方法首先，發射雷射光束於一 下反射板，使雷射光束於下反射板與一上反射板之間來回震盪形成—光束 路徑，光束路徑之一截面形成一第一對稱圖形，第一對稱圖形之對稱軸方 白即為苐一特徵抽方向；然後’調整第一特徵轴方向。如此，使玻璃工件 内的熱應力所產生的裂紋隨著分割路徑方向產生，以使玻璃工件的切割速率 提升。最後，噴灑一冷媒於玻璃工件，使玻璃工件受到熱漲冷縮的的作用 更加明顯，使玻璃工件的分割速率加快。 1324544
【實施方式】 ④為使貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一+ 之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後.乂 請參閱第-A _第-B圖，其係為本發費佳實施例之立體圖血结 構不意圖；如_示，本發明之雷射分割玻璃工件之裝置，其包含一下反 射板1().、-上反射板20與-雷射光束34，上反射板2〇位於下反3射板ι〇 之上方；雷射光束34自上反射板2G發射至下反射板1Q，使雷射光束如於 下反射板10與上反射板20之間來回震盤形成一光束路徑344，光束路和 344之-截面40形成-第一對稱圖形42，第一對稱圖形犯之對稱轴㈣ 一第-特徵軸44。欲分割一玻駐件50時，將玻璃轉5G設置於下反射 板10與上反射板20之間，如設置於戴面4〇至位置，使玻璃工件5〇因希 射光束34照射之熱應力而產生裂紋，裂紋方向趨近於第一特徵轴4 = 向’並且調整第-特徵軸44之方向，使第一特徵轴44之方向金玻璃 50之-分割路徑52之-切線方向之間具有一夾角，並且調整夹角 此使玻璃工件50的切割速率提升，進而增加生產效率。 =明於下反射板1G與上反射板2Q之間反射出具有特徵方 射光束34 ;㈣絲34可部财透_讀5()並至少穿透 兩次；而雷射光束34可由_雷射所發出；並且達觸似
態、非穩態或臨界態，而後才依照特徵方向與分觀徑5;的^關Z 1〇 ，、有曲率中心’第—曲率中心與第二曲率中心可 而且即使在共_情況下，雷射縣於上反雜2G細紐不 在此軸上，再者’上反射板20與下反射板1〇本 曲率中心。 个牙也了从有-個以上的 請-併參閱第二Α圖至第二D圖，其係為本發明較佳 光束位與上反射板及下反射板之相對位置示意圖；如第 之下反射板10與上反射板20相互平行，且+射 圖，本發明 且田射先束34之出光位置位於上 ^/4544 •Γ·月9. 修(更)正本 ^射板20之圓心，或者如第二B圖下反射板1〇與上反射板2〇相互平行， 田射光束34之出光位置位非位於上反射板2〇之圓心，或者如第二匸圖， 下反射板10與上反射板2〇並非相互平行’但雷射光束34之出光位置位於 上反射板20之圓心’亦或者如第，下反射板1〇與上反射板並非 相互:行’而雷射光束34之出紐置非位於上反射板2()之圓心。 叫參閱第三A圖，其係為本發明較佳實施例之流程圖；如圖所示 發明之雷射分割玻璃工件之方法，首先，進行步驟s卜發射雷射光束於一 了 10 ’使雷射光束於下反射板10與一上反射板2〇之間來回震盪形 成一先德徑344，光束路徑344之一截面卿成一第一對稱圖形4 圖幵:42之對稱軸即為第一特徵軸44。當雷射光束照射於玻璃工件 之後，二牛5〇内因熱應力產生裂紋’裂紋方向趨近於第一特徵轴44方向； 行^驟S2，調整第一特徵軸44方向，使第一特徵軸& 玻璃工件⑽之，路徑52之―切白二r，向與一 角大小。如此可使玻璃工杜^ 具有一夾角’並且調整夾 徑^做璃工件5Q _割速^摘產蝴嶋趨近於分割路 裎圖；如圖所圖，第二C圖’其係為本發明另一較佳實施例之流 步驟so，盆伟歹，不同於上一實施例在於於步驟S1之前更包含一 射板心間。換句話說，破於下反射板1〇與上反 置。 、一 :田射光束產生之前或是之後設 —-» 請-併參閱第_至第七圖，其係 之示意圖；在反射扳10上鱼下反射招2n夕，佳只把例之第一對稱圖形 戴面4〇上可能形成的第—對稱圖祕即戶^斤有光束路徑跑的任一 :謂的特徵方向指的是可造成第一對，如圖所示， 向’而第—對稱_2在任—截面4Q位置上=某種對稱性的軸方 請—併參閱第八A圖、第八β _第 T任何形狀與大小。 圖’其係為本發明較佳實施 1324544 , ---—- —» 例之第一特徵轴方向與分割路經之 與曲線分割之示意圖；如圖所示’在徐向之示意圖、直線分割之示意圖 工物，即穿透破璃工件5〇，而截面^應用中’雷射光束34可穿透被加 則產生於截面4〇所代表的水平面上^自於被加工物 ，欲分割路徑52 徑52的切線方向呈一央角θ，夾 第特徵轴44之方向必須與分割路 之，換個方式來說，切割路徑52會^大^遺著切線方向的不同而調整 被清楚的定義出來。舉例來說，若八宅’、特第一特徵軸44方向的變化而 之曲率半徑η = 〇〇,則第—特徵轴右 =路徑52為直線，即分割路徑52 一特徵軸44之方向c將與切線方向:向C如第八Β圖所示一般，第 C與切線方向Ta夾角為〇戶，而第Ρ一特合，也就是第一特徵軸44之方向 方向；若分割路徑52為^^ 44之方向C永遠指向-個固定 如第八C _示’此時夾角大小 :44之方向也就不斷的變化’ 改變而動態調整，第—特徵軸44方向之52之曲率半徑的不斷 數’以數學式可表示成C· T=| U線Ta方向之向量乘積為常 請參閱第九圖’其係為本發明另=二而丨ΘΙ心 方法完成玻璃工件50的_卜，為7 圖’除了以上述 應力效果是必要的， 因此，°在第-對稱速率’提升熱漲冷縮的熱 媒62的使用。故於步驟S2 稱圖形42附近也可以-併配合-冷 導>媒62於玻璃工件5〇，冷煤驟’其接著’進行步驟S3，， 向指的是可造成冷媒t m關亦有其魏方向，此特徵方 犯於玻璃工㈣上形成形某6f_轴方向，因此，冷媒 向即為-第二特徵輛66冉跡64 ’弟二對稱圖形64之對稱軸方 之混合液；最後，進行+ ° ^ 62可〜㈣、氣體或液體與氣體 44。 步驟S4，調整該第二特徵㈣與第-特徵軸共軸 5併IS十圖與第十一圖至第十四圖，其係為本發明… 2例形與第二對稱圖形共轴之示意圖及第ί 意圖，如圖所示，冷媒6 對稱圖形的示 观乾圍則疋義讀璃工件5G的上表面。喷麓 ::.0. 冷應配合第—戦_外形與制狀況機動調整。 :麗域與第一對稱圖形44的特徵方向為共轴。 同- 一上及’本發明之雷射分割玻璃工件之I置，盆包含射井克自 上反射板發射至一下反射板 43胃射先束自 回震盈形成1束路徑，光束路徑板與上反射板之間來 稱圖形之對稱袖即為一第一特二:::成一弟-對稱圖形’第-對 法，首先，如 寺轴本發明之雷射分割玻璃工件之方 調整兮第―^—魏光束於—下反做與上反射板之财回震盪；然後， 近於分鳴⑯ί之方向。如此，使賴工件_熱應力所產生的裂紋更趨 。路L，因此使玻璃工件的分割速率提升。 國專Ξίίΐ⑽m有觸性、進步性及可供產業者，應符合我 局早日賜、隹^之專利申請要件無疑，差依法提出發明專利申請，祈鈞 勺干日賜轉利，至感為禱。 明實心2述者’僅為本發明之—較佳實酬而已，並制來限定本發 神減關’舉凡依本發明申請專利細所述之形狀、構造、特徵及精. 為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一A圖為本發明較佳實施例之立體圖； 第—B圖為本發明較佳實施例之結構示意圖； 第二A _本發明概實施例之雷射光束位與上反射板及下反射板之相 對位置示意圖； 第- B圖為本發明較佳實關之紐光束位與上反射板及下反射板之相 對位置示意圖； 第二C圖為本發明較佳實施例之雷射光束位與上反射板及下反射板之相 對位置示意圖； 第一 D圖為本發明較佳實施例之雷射光束位與上反射板及下反射板之相 對位置示意圖； 1324544 ... (/筠修(¾)正本 第三A圖為本發明較佳實施你 第三B圖為本發明另一較佳實施例之流程圖； 第二C圖為本發明另一較佳實施例之流程圖； 第四圖為本發明較佳實施例之第一對稱圖形之示意圖； 第五圖為本發明較佳實施例之第一對_形之^圖: 第六圖為本發明較佳實施例之第一對稱圖形之示意圖； 第七圖為本發明較佳實施例之第一對稱圖形之示意圖； 之切線方向之 第八A圖為本發雜佳實施例之第—特徵財向與分 示意圖； ° ^ 第八B圖為本發明較佳實施例之直線分割之示意圖； 第八C圖為本發明較佳實施例之曲線分割之示意圖； 第九圖為本發明另一較佳實施例之流程圖； 第十圖為本發明另-較佳實施例之第—龍_與第二對稱圖形共轴之 示意圖； 第十一圖為本發明另一較佳實施例之第二對稱圖形的示意圖； 第十二圖為本發明另一較佳實施例之第二對稱圖形的示意圖；以及 第十三圖為本發明另一較佳實施例之第二對稱圓形的示意圖。 【主要元件符號說明】 10 下反射板 20 上反射板 34 雷射光束 344 光束路徑 40 截面 42 第一對稱圖形 44 第一特徵轴 11 1324544 50 玻璃工件 52 分割路徑 62 冷媒 64 第二對稱圖形 66 第二特徵軸
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