TWI474981B - 伴隨表面壓縮應力控制，切割一強化玻璃基板之方法 - Google Patents

Description

伴隨表面壓縮應力控制，切割一強化玻璃基板之方法

本發明係關於一種切割一玻璃基板之方法，特別是關於一種切割一強化玻璃基板之方法。

目前玻璃基板廣泛運用在電子產品之各種零件中，如螢幕、外殼等。為了避免玻璃基板輕易被刮傷或破裂，通常用於電子產品之玻璃基板均經過強化。在製造過程中，玻璃基板均需切割為較小尺寸之玻璃基板以配合各式電子零件之應用。然而，強化玻璃基板因其硬度高並且其中切割程序中的龜裂之產生較難以控制，因此，如何切割強化玻璃基板，並使玻璃基板沿預定切割線分裂，為此一業界之重要課題。

首先請參考圖1，一般強化玻璃基板1包含一拉伸層11及形成於拉伸層11上之一壓縮層12。拉伸層11具有拉伸內應力，壓縮層12具有壓縮內應力，藉此使強化玻璃基板1更耐磨及更硬。如圖1所示，一習知切割強化玻璃基板之方法，係自距離強化玻璃基板1之邊緣101一段距離之處，利用切割工具9沿切割方向91刻劃強化玻璃基板1。其中，切割工具9刻劃強化玻璃基板1之深度穿越強化玻璃基板1之該壓縮層12，使強化玻璃基板1經刻劃後所形成之刻劃開口21穿過壓縮層12而顯露拉伸層11。因拉伸層11之拉伸內應力具有使拉伸層11趨勢向外變形之效果，而使得強化玻璃基板1易於沿延伸至拉伸層11之刻劃開口21而分裂。當於刻劃開口21之兩側施加外力使強化玻璃基板1分裂時，刻劃開口21將於拉伸層11中發展延伸並穿過強化玻璃基板1之截面，強化玻璃基板1即因此分裂為複數部分。

然而，在某些應用場合，尤其是需要硬度更高之強化玻璃基板1時，強化玻璃基板1將更難以切割。如圖2所示，切割工具9若在距離強化玻璃基板1之邊緣101一段距離之處，對高度強化玻璃基板1刻劃，可能因高度強化玻璃基板1之硬度過高，使所產生之刻劃開口22無法穿過壓縮層12而到達拉伸層11，使刻劃開口22無法順利於拉伸層11中發展，而使後續之彎曲強化玻璃基板1之製程無法順利將強化玻璃基板1沿預定之分割線分裂。如圖2所示，在此情況下刻劃開口22更可能沿壓縮層12之厚度方向呈不想要之鋸齒狀。

如圖3所示，為切割高度強化玻璃基板1之再一習知切割方法，其係自強化玻璃基板1之邊緣101沿切割方向91以貫穿壓縮層12並到達拉伸層11之深度切割強化玻璃基板1。然而，高度強化之強化玻璃基板1相較一般玻璃基板更容易因缺口之產生而碎裂，此係因拉伸層11之拉伸內應力與壓縮層之壓縮應力差較普通的強化玻璃基板更大，故習知切割方法有時不易確保玻璃基板的斷裂是沿著加工預定的方向。如圖3及圖4所示，此習知切割方法在形成刻劃開口23之同時，龜裂24自刻劃開口23迅速延伸。如圖4所示，此情況下龜裂24的延伸速度更可能超過切割工具9在強化玻璃基板1上刻劃形成刻劃開口23之速度，並沿非預期之方向成長，並貫穿強化玻璃基板1，使強化玻璃基板1碎裂，而無法沿預定切割線分裂。

因此，如何在切割高度強化之玻璃基板時，使強化玻璃基板沿預定切割線分裂並避免碎裂，實為本發明所屬技術領域亟待解決之課題。

本發明之一目的，在於提供一種切割一強化玻璃基板之方法，該方法確保強化玻璃基板係沿預定切割線分裂並避免碎裂。

其中，強化玻璃基板包含拉伸層及形成於拉伸層上之壓縮層。拉伸層具有拉伸內應力，而壓縮層具有壓縮內應力並具有一厚度。

為達上述目的，本發明之切割強化玻璃基板之方法包含以下步驟：(a)離開強化玻璃基板之所有邊緣，於壓縮層上形成一初始缺口，其中初始缺口之一深度小於壓縮層之一厚度；及(b)於壓縮層上自初始缺口刻劃強化玻璃基板以形成一刻劃開口。

請參考圖5及圖6，強化玻璃基板1包含一拉伸層11及形成於拉伸層11上之至少一壓縮層12。拉伸層11具有拉伸內應力，壓縮層12具有壓縮內應力並具有一厚度t。本發明之切割一強化玻璃基板1之方法詳述如下。

首先，在離開強化玻璃基板1之所有邊緣101之位置處，於壓縮層12上形成一初始缺口31，其中初始缺口31之一深度d1小於壓縮層12之厚度t(如圖5所示)。接者，於壓縮層12上自初始缺口31刻劃強化玻璃基板1以形成一刻劃開口32。在自初始缺口31刻劃形成刻劃開口32後，在刻劃開口32之兩側對強化玻璃基板1施加外力，以彎曲強化玻璃基板1，致使強化玻璃基板1沿刻劃開口32分裂為複數部分。

如圖5所示，在以加工方式形成初始缺口31時，於強化玻璃基板1中形成之龜裂33大致自壓縮層12朝拉伸層11延伸。初始缺口31沿預定切割方向91與強化玻璃基板1之對應邊緣101之間存在一距離D1，而初始缺口31與強化玻璃基板1之對應邊緣101間之部分34可避免龜裂33自然成長延伸貫穿強化玻璃基板1而使強化玻璃基板1發生非預期之碎裂。

藉由事先在壓縮層12上形成深度d1小於壓縮層12之厚度t之初始缺口31，復利用切割工具9沿切割方向91自初始缺口31開始刻劃以形成刻劃開口32，本發明之方法可避免如圖2所示之習知方法所切割之刻劃開口22呈鋸齒狀且無法貫穿壓縮層12之問題，亦可避免如圖3及圖4所示之習知方法造成龜裂24朝非預期之方向快速延伸，使強化玻璃基板1碎裂之問題。

請參考圖5，在形成初始缺口31之步驟之一例中，以一次切削形成一初始缺口31，其深度d1小於壓縮層12之厚度，如此對強化玻璃基板1所施加之應力較小；另一種方式為重複對壓縮層12進行切削，以形成壓縮層12上之深度d1小於壓縮層12之厚度t之一初始缺口31，此種重複切削形成初始缺口31之方式，利於分散形成初始缺口31時切削壓縮層12對強化玻璃基板1所施加之應力，避免單次切削形成初始缺口31時，強化玻璃基板1塑性或彈性變形較大，將產生未受控制之龜裂。

為避免初始缺口31之深度d1大於壓縮層12之厚度t，在形成初始缺口31前，本發明之方法較佳地更包含量測強化玻璃基板1之壓縮層12之厚度t之步驟，以於確定壓縮層12之厚度t後方設定切割形成初始缺口31之深度d1。再者，在形成初始缺口31時，監測並調整初始缺口31之深度d1，以確保初始缺口31之深度d1係小於壓縮層12之厚度t。

如圖6或圖7所示，於刻劃形成刻劃開口32之步驟中，所形成之刻劃開口32之一深度d2大於壓縮層12之厚度t，而部分露出並進入拉伸層11，以利於後續對強化玻璃基板1施加外力之步驟中，令刻劃開口32順利延伸發展，以使強化玻璃基板1沿預定切割線分裂為複數部分。

於刻劃形成刻劃開口32之步驟中，可刻劃通過強化玻璃基板1之邊緣101以形成刻劃開口32，如圖6所示。刻劃形成刻劃開口32之步驟亦可不通過強化玻璃基板1之邊緣101，而使刻劃開口32終止於離開強化玻璃基板1之另一邊緣101之一終止位置T，如圖7所示。如圖7所示，此時終止位置T沿預定切割方向91與強化玻璃基板1之對應邊緣101之間存在一距離D2，而終止位置T與強化玻璃基板1之對應邊緣101間之部分亦可避免龜裂33自然成長延伸貫穿強化玻璃基板1，而使強化玻璃基板1發生非預期之碎裂。

再者，本發明之方法可在不同位置或沿不同方向重複執行形成初始缺口31及形成刻劃開口32之步驟，以形成複數組初始缺口31及刻劃開口32，如圖8所示。在形成複數組初始缺口31及刻劃開口32後，對強化玻璃基板1施加外力，使強化玻璃基板1彎曲，便可使強化玻璃基板1沿複數刻劃開口32分裂為超過二以上數量之部分。如圖9所示，上述方式所形成之刻劃開口32可相互平行或垂直，使強化玻璃基板1可藉由施加外力而分裂為適於特定應用方式所需尺寸之複數部分。

初始缺口31可以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割或其他方式形成，而切割工具9則可利用雷射照射或切割輪切割等習知方式形成刻劃開口32。

上述實施例僅例示本發明一較佳之實施態樣，並非用以限制本發明。本發明所屬領域具有通常知識者可參考上述實施例而輕易推及其他實施態樣。本案之專利範圍應以申請專利範圍所載為準。

1．．．強化玻璃基板

101．．．邊緣

11．．．拉伸層

12．．．壓縮層

21．．．刻劃開口

22．．．刻劃開口

23．．．刻劃開口

24．．．龜裂

31．．．初始缺口

32．．．刻劃開口

33．．．龜裂

34．．．部分

9．．．切割工具

91．．．切割方向

d1．．．深度

d2．．．深度

t．．．厚度

D1．．．距離

D2．．．距離

T．．．終止位置

圖1係一習知強化玻璃基板切割方法之示意圖；

圖2係另一習知強化玻璃基板切割方法之示意圖；

圖3係再一習知強化玻璃基板切割方法之示意圖；

圖4係依圖3中所示之習知強化玻璃基板切割方法產生非預期龜裂之示意圖；

圖5係依本發明方法所形成初始缺口之示意圖；

圖6係依本發明方法所形成刻劃該口之示意圖；

圖7係依本發明方法所形成刻劃該口之另一示意圖；

圖8係依本發明方法所同時形成複數組初始缺口及刻劃開口之示意圖；

圖9係依本發明方法所同時形成複數組初始缺口及刻劃開口之另一示意圖；

1．．．強化玻璃基板

101．．．邊緣

11．．．拉伸層

12．．．壓縮層

31．．．初始缺口

33．．．龜裂

34．．．部分

9．．．切割工具

91．．．切割方向

d1．．．深度

d2．．．深度t厚度

D1．．．距離

Claims (10)

1. 一種切割一強化玻璃基板之方法，其中該強化玻璃基板包含一拉伸層及形成於該拉伸層上之一壓縮層，該拉伸層具有拉伸內應力，該壓縮層具有壓縮內應力並具有一厚度，並且該方法包含以下步驟：(a)離開該強化玻璃基板之所有邊緣，於該壓縮層上形成一初始缺口，其中該初始缺口之一深度小於該壓縮層之該厚度；及(b)於該壓縮層上自該初始缺口刻劃該強化玻璃基板以形成一刻劃開口。
2. 如請求項1所述之方法，其中於步驟(b)後該方法更包含以下步驟：(c)彎曲該強化玻璃基板，以使該強化玻璃基板沿該刻劃開口分裂為複數部分。
3. 如請求項2所述之方法，其中步驟(a)係重複對該壓縮層進行切削，以於該壓縮層上形成該初始缺口，並使該初始缺口之該深度小於該壓縮層之該厚度。
4. 如請求項2所述之方法，其中於步驟(a)前該方法更包含以下步驟：(d)量測該強化玻璃基板之該壓縮層之該厚度。
5. 如請求項2所述之方法，其中步驟(a)包含以下步驟：(a-1)監測並控制該初始缺口之該深度。
6. 如請求項2所述之方法，其中於步驟(b)中，該刻劃開口之一深度大於該壓縮層之該厚度，而部分進入該拉伸層。
7. 如請求項2所述之方法，其中步驟(b)係刻劃通過該強化玻璃基板之一邊緣以形成該刻劃開口。
8. 如請求項2所述之方法，其中於步驟(b)中，該刻劃開口係終止於離開該強化玻璃基板之所有邊緣於該壓縮層上之一終止位置。
9. 如請求項2所述之方法，其中該方法係重複執行步驟(a)及(b)以形成複數組該初始缺口及該刻劃開口。
10. 如請求項2所述之方法，其中步驟(a)係以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成該初始缺口。