TWI629249B - Method for cutting tempered glass sheets - Google Patents

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Abstract

在本發明的強化玻璃板切斷方法中，沿著切斷預定線(5)以特定的脈衝間距(PT)對強化玻璃板(1)照射雷射光(L)。藉此，沿著切斷預定線(5)於強化玻璃板(1)的內部形成改質領域(7)。形成於強化玻璃板(1)內部的改質領域(7)，如以上所述成為釋放內部應力的起點。因此，藉由內部應力的釋放使裂縫沿著改質領域(7)進展。據此，根據該強化玻璃板切斷方法，可沿著切斷預定線(5)切斷強化玻璃板(1)，也就是指可將強化玻璃板(1)切斷成所期望的形狀。

Description

強化玻璃板的切斷方法
本發明是關於：用來沿著切斷預定線將強化玻璃板予以切斷的強化玻璃板切斷方法。
就「用來切斷由玻璃所形成之板狀的加工對象物」的習知技術而言，譬如已知有專利文獻1所記載的玻璃板加工裝置。該加工裝置具備：裁切線形成用的支承台、裁切線形成手段、折斷用的支承台及折斷手段。該加工裝置，首先是將玻璃板載置於裁切線形成用的支承台後，利用裁切線形成手段，在該玻璃板的表面形成裁切線。接著，該加工裝置是將已形成有裁切線的玻璃板搬送至折斷用的支承台後，利用折斷手段沿著裁切線切斷該玻璃板。
[專利文獻1]日本特開2008-110882號公報
然而，現今為了製造譬如攜帶型終端裝置的觸控面板，以致強化玻璃板之加工的需要急速增加。強化玻璃板可藉由以下的方式獲得：譬如將一般的玻璃板浸泡於鉀溶液中，將該玻璃板表面的鈉離子與鉀離子執行置換(也就是指實施化學強化)。在這樣的強化玻璃板的內部保持著應 力。因此，當切斷強化玻璃板之際，一旦利用上述的習知加工裝置在其表面形成裁切線時，內部的應力將從裁切線處被釋放，導致裂縫朝非預期的方向形成。因此，對上述的習知加工裝置而言，是難以將強化玻璃板切斷成所期待的形狀。
本發明是有鑑於上述的問題所研發而成的發明，本發明的課題在於提供一種：可將強化玻璃板切斷成所期望之形狀的強化玻璃板切斷方法。
為了解決上述的課題，本案的發明人反覆地鑽研的結果，發現可藉由雷射光的照射而沿著切斷預定線在強化玻璃板的內部形成改質領域，而有效地將強化玻璃板切斷成所期望的形狀。一旦藉由雷射光的照射，而沿著切斷預定線在強化玻璃板的內部形成改質領域，將使該改質領域成為內部應力之釋放的起點如此一來，由於裂縫沿著改質領域發展，故可沿著切斷預定線，也就是指將強化玻璃板切斷成所期望的形狀。特別的是，本發明者發現：藉由利用特定的脈衝間距來執行「用來形成改質領域」之雷射光的照射，且於形成改質領域並經過特定時間經過後，從改質領域處發生的的裂縫可到達強化玻璃板的表面和背面。本發明便是根據上述的發現所發展而成的發明。
換言之，本發明之其中一種強化玻璃板切斷方法，是藉由沿著強化玻璃板的切斷預定線而對強化玻璃板照射雷 射光，而沿著切斷預定線於強化玻璃板的內部形成改質領域，並沿著切斷預定線將強化玻璃板予以切斷的強化玻璃板切斷方法，其特徵為：具備以下的步驟：藉由採用特定的脈衝間距，沿著切斷預定線對強化玻璃板照射雷射光，而沿著切斷預定線於強化玻璃板的內部形成改質領域的步驟；及沿著切斷預定線切斷強化玻璃板的步驟；特定的脈衝間距，是可使從改質領域處發生的裂縫，藉由強化玻璃板的內部應力，從形成改質領域起經過特定的時間後，到達強化玻璃板的表面及背面之至少其中一面的間距。
在該強化玻璃板切斷方法中，是沿著切斷預定線以特定的脈衝間距將雷射光照射於強化玻璃板。如此一來，沿著切斷預定線在強化玻璃板的內部形成改質領域。形成於強化玻璃板內部的改質領域，如以上所述，成為內部應力之釋放的起點。因此，藉由內部應力的釋放使裂縫沿著改質領域發展。因此，根據該強化玻璃板切斷方法，可沿著切斷預定線切斷強化玻璃板，也就是指將強化玻璃板切斷成所期望的形狀。特別的是，在該強化玻璃板切斷方法中，用來形成改質領域之雷射光的照射，是採用「從改質領域處發生的裂縫，從形成改質領域起經過特定的時間後，到達強化玻璃板的表面和背面」的脈衝間距所實施。因此，由於可在特定時間中，抑制裂縫沿著改質領域伸展，而使形成改質領域後之強化玻璃板的處理變得容易。
在本發明的其中一個強化玻璃板切斷方法中，特定的脈衝間距可以是20μm以上100μm以下。在該場合中， 形成改質領域起經過特定的時間經過後，裂縫可確實地到達強化玻璃板的表面和背面。
在本發明的其中一個強化玻璃板切斷方法中，強化玻璃板包含：包含強化玻璃之緣部的外側部分、及較外側部分更位於內側的內側部分，在形成改質領域的步驟中，能以沿著切斷預定線且遍及整個內側部分地形成延伸的方式形成改質領域，且在外側領域不會形成改質領域。在該場合中，由於未形成有改質領域的外側部分，成為內部應力之釋放的阻力，故可防止強化玻璃板在意外的時機被切斷。
在上述本發明的其中一個強化玻璃板切斷方法中，於切斷強化玻璃板的步驟中，當從強化玻璃板切除外側部分後，藉由將強化玻璃板予以放置，可利用內部應力使裂縫沿著切斷預定線伸展而切斷強化玻璃板。在該場合中，相較於譬如從外部施加應力來切斷強化玻璃板的場合，可使切斷強化玻璃板的步驟簡略化。
或者，在上述本發明的其中一個強化玻璃板切斷方法中，於切斷強化玻璃板的步驟中，可藉由沿著切斷預定線對強化玻璃板施加應力，而切斷強化玻璃板。在該場合中，可在所期望的時機切斷強化玻璃板。
在本發明的其中一個強化玻璃板切斷方法中，強化玻璃板包含：包含強化玻璃之緣部的外側部分、及較外側部分位在更內側的內側部分，在形成改質領域的步驟中，可沿著切斷預定線遍及整個外側部分及內側部分地延伸形成 改質領域。即使在該場合中，也是於切斷強化玻璃板的步驟中，藉由將強化玻璃板予以放置，而利用內部應力使裂縫沿著切斷預定線伸展而切斷強化玻璃板。或者，在切斷強化玻璃板的步驟中，可藉由沿著切斷預定線對強化玻璃板施加應力，而切斷強化玻璃板。在上述的場合中，相較於將外側部分予以切除的場合，可使切斷強化玻璃板的步驟簡略化。
此外，本發明的其中一個強化玻璃板切斷方法，可更進一步具備：在切斷強化玻璃板後，從「已從強化玻璃板切出之有效部分」的切斷面去除改質領域的步驟。在該場合中，可提升有效部分的抗折強度。
根據本發明，可提供一種：可將強化玻璃板切斷成所期望之形狀的強化玻璃板切斷方法。
以下，針對本發明的其中一個實施形態，參考圖面進行詳細地說明。而在各圖中，是對相同或者相當的部分標示相同的圖號，並且省略重複的說明。
本發明其中一個實施形態的強化玻璃板切斷方法，是藉由沿著切斷預定線對強化玻璃板照射雷射光，而沿著切斷預定線於強化玻璃板的內部形成「成為切斷之起點」的改質領域。因此，首先針對該改質領域的形成，參考第1 ~6圖進行說明。
如第1圖所示，雷射加工裝置100具備：使雷射光L形成脈衝振盪的雷射光源101；和被配置成可使雷射光L之光軸(光路)的方向形成90°轉向的分光鏡103；及用來聚集雷射光L的聚光用透鏡105。此外，雷射加工裝置100具備：用來支承「由聚光用透鏡105所聚光的雷射光L」所照射之加工對象物1的支承台107；和用來使支承台107移動的平台111；和為了調節雷射光L的輸出和脈衝寬度等，而控制雷射光源101的雷射光源控制部102；及用來控制平台111之驅動的平台控制部115。
在該雷射加工裝置100中，從雷射光源101射出的雷射光L，是藉由分光鏡103使其光軸的方向形成90°的轉向，再藉由聚光用透鏡105而聚光於被載置於支承台107上之加工對象物1的內部。伴隨著前述動作的執行，使平台111移動，使加工對象物1相對於雷射光L而沿著切斷預定線5形成相對移動。藉此，使沿著切斷預定線5的改質領域形成於加工對象物1。
就加工對象物1而言，可使用由各種材料(譬如：玻璃、半導體材料、壓電材料等)所形成的板狀構件(譬如；基板、晶圓等)。如第2圖所示，在加工對象物1上，設定有用來切斷加工對象物1的切斷預定線5。切斷預定線5是直線狀延伸的虛擬線。當在加工對象物1的內部形成改質領域的場合中，如第3圖所示，是在「使聚光點P匯集於加工對象物1內部」的狀態下，使雷射光L沿著切 斷預定線5(也就是指第2圖中的箭號A方向)形成相對移動。藉此，如第4~6圖所示，使改質領域7沿著切斷預定線5形成於加工對象物1的內部，且使沿著切斷預定線5所形成的改質領域7，成為切斷起點領域8。
而所謂的聚光點P，是指雷射光L所聚光的部位。此外，切斷預定線5並不侷限於直線狀，也可以是曲線狀，且不侷限於虛擬線，也可以是實際形成於加工對象物1之表面3的引線。此外，改質領域7有時是連續地形成，有時是間歇地形成。此外，改質領域7也可以呈列狀或者點狀，重點在於：改質領域7至少形成於加工對象物1的內部即可。此外，有時改質領域7在起點形成龜裂，龜裂及改質領域7亦可露出於加工對象物1的外表面(表面、背面、或者外周面)。
在此，雷射光L是穿透加工對象物1，且特別在加工對象物1內部的聚光點P附近被吸收，藉此，可於加工對象物1形成改質領域7(亦即，內部吸收型雷射加工)。據此，由於在加工對象物1的表面3處雷射光L幾乎不會被吸收，因此加工對象物1的表面3不會熔融。一般來說，在從表面3熔融除去而形成孔或溝等除去部(表面吸收型雷射加工)的場合中，加工領域是從表面3側緩緩地朝背面側進行。
然而，在本實施形態中所形成的改質領域，是所謂密度、折射率、機械性強度和其他的物理特性與周圍形成不同狀態的領域。就改質領域而言，存有譬如：熔融處理領 域(包含以下的至少一種領域：暫時熔融後再形成固化的領域、處於熔融狀態的領域、以及處於從熔融狀態形成再固化過程之狀態的領域)、破裂領域、絶緣破壞領域、及折射率變化領域等，也存在混合有上述各種狀態的領域。不僅如此，就改質領域而言，也存有：在加工對象物的材料中，改質領域的密度相較於非改質領域的密度產生變化的領域、或形成有晶格缺陷(lattice defect)的領域(上述的狀態也被統稱為高密轉移領域)。
此外，熔融處理領域或折射率變化領域、改質領域的密度相較於非改質領域的密度產生變化的領域、形成有晶格缺陷的領域，有時會更進一步在上述各領域的內部、或者改質領域與非改質領域之間的界面處內含有龜裂(裂縫、細微裂紋等)。所內含的龜裂，有時會遍及於整個改質領域，有時僅形成於局部或複數部分。就加工對象物1而言，可舉出譬如由矽、玻璃、LiTaO2或者藍寶石(Al2O2)所形成的基板或晶圓，或者含有上述的基板或晶圓者。
此外，在本實施形態中，是藉由沿著切斷預定線5形成複數個改質部位(加工痕)，而形成改質領域7。所謂的改質部位是指：由脈衝雷射光之1個脈衝的衝擊(亦即，1個脈衝的雷射照射；雷射衝擊)所形成的改質部分，藉由使改質部位集中，而形成改質領域7。就改質部位而言可列舉出：裂紋部位、熔融處理部位、或折射率變化部位、或者混合存在有上述的至少2種的部位等。針對這樣的改質部位，最好是考慮所要求的切斷精度、所要求之切 斷面的平坦性、加工對象物的厚度、種類、結晶方位等，適當地控制其大小和所發生之龜裂的長度。
接下來，參考第7~13圖對本發明其中一個實施形態的強化玻璃板切斷方法進行說明。第8圖是沿著第7圖中VIII-VIII線的部分剖面圖。該強化玻璃板切斷方法，是藉由沿著強化玻璃板的切斷預定線對強化玻璃板照射雷射光，而沿著切斷預定線於強化玻璃板的內部形成改質領域，並沿著切斷預定線將強化玻璃板予以切斷。藉由採用該強化玻璃板切斷方法，可由強化玻璃板製作出譬如：攜帶型終端裝置之觸控面板等所採用的強化玻璃構件。
在該強化玻璃板切斷方法中，首先如第7圖所示，準備作為加工對象物之矩形板狀的強化玻璃板1。在強化玻璃板1設定有切斷預定線5。切斷預定線5，可配合強化玻璃板1的形狀、或者所期望之強化玻璃構件的形狀等而任意地設定。在此，切斷預定線5是沿著強化玻璃板1的表面3而設定成矩形的格子狀。因此，採用該強化玻璃板切斷方法所製造的強化玻璃構件形成矩形板狀。
而所謂的強化玻璃，是具有拉伸應力層、及形成覆蓋該拉伸應力層之壓縮應力層的玻璃。換言之，在強化玻璃的內部保持有應力。強化玻璃可藉由以下的方式製造：譬如藉由將一般的玻璃浸泡入鉀溶液，使表面的鈉離子與鉀離子形成置換，而在其表面形成壓縮應力層(化學強化法)。或者強化玻璃也能以下述的方式製造：舉例來說，在對一般的玻璃加熱後，藉由對其表面噴吹空氣等形成急速 冷卻(急冷強化法)。
接下來，將所準備的強化玻璃板1，載置於雷射加工裝置100的支承台107。在此，是使強化玻璃板1的背面4朝向支承台107的支承面側(亦即，使強化玻璃板1的表面3朝向聚光用透鏡105側，而將強化玻璃板1載置於支承台107(請參考第1圖)。此時，強化玻璃板1是被直接載置於支承台107。換言之，在強化玻璃板1的背面4，並未張貼譬如切割膜(dicing film)之類的薄片。
接著，如第8圖的(a)部分所示，使雷射光L的聚光點P位在從強化玻璃板1的表面3、背面4及側面6起之特定距離的內側。雷射光L的聚光點P之位置的變更，譬如可採用「藉由平台控制部115的控制來驅動平台111，而使支承台107移動」的方式執行。
接著，如第8圖的(b)部分所示，將強化玻璃板1的表面3作為雷射光入射面，並沿著複數個切斷預定線5中的一個切斷預定線5對強化玻璃板1照射雷射光L。換言之，是沿著切斷預定線5(亦即，沿著圖中的箭號A方向)使雷射光L的聚光點P形成相對性的移動(掃描)。針對此處之雷射光L之聚光點P的相對移動，亦可採用譬如「藉由平台控制部115的控制來驅動平台111，而使支承台107移動」的方式執行。
此時，藉由調整雷射光L之脈衝振盪的頻率F、或雷射光L之聚光點P的移動速度V，來調整雷射光L的脈衝間距(速度V/頻率F)PT。換言之，在該步驟中，是沿 著切斷預定線5以特定的脈衝間距PT，將雷射光L照射於強化玻璃板1。而脈衝間距PT是指：譬如在第8圖的(b)部分中，彼此鄰接之聚光點P1與聚光點P2之間的距離。
脈衝間距PT為：從「由雷射光L的照射所形成之改質領域7」所發生的裂縫，藉由強化玻璃板1的內部應力，在形成改質領域7起(更具的地說，是從將改質領域7作為起點而成為可使內部應力被釋放的狀態起)經過特定的時間後，可到達強化玻璃板1之表面3及背面4的至少其中一面的距離。詳細的內容將於稍後說明，脈衝間距PT可設成：譬如20μm以上100μm以下的範圍。
藉由上述雷射光L的照射，可沿著切斷預定線5而在強化玻璃板1的內部形成改質領域7。由於雷射光L是以特定的脈衝間距PT對強化玻璃板1照射，因此改質領域7構成：以對應於該脈衝間距PT的間隔而形成於強化玻璃板1內部之改質部位9的集合。此時所形成的改質領域7(也就是指改質部位9)，包含：譬如破裂領域(破裂部位)或熔融處理領域(熔融處理部位)等。
第9圖，是實際上實施雷射光L之照射時，強化玻璃板的放大平面相片。該場合中的加工條件如以下所示。
雷射輸出：20μJ
波長：532nm
脈衝寬度：600ps
脈衝間距PT：66.7μm
聚光位置：從雷射光入射面起150μm。
如第9圖所示，以對應於脈衝間距PT的間隔在強化玻璃板1的內部形成有改質部位9。此外，從改質部位9處延伸出複數條龜裂9a。改質領域7包含這些改質部位9及龜裂9a。
上述雷射光L的照射，是藉由沿著所有的切斷預定線5實施，而如第10圖所示，在強化玻璃板1的內部形成「沿著切斷預定線5的格子狀改質領域7」。被改質領域7所圍繞的部分，也就是指對應於「被格子狀改質領域7所限定之每個小格子」的部分，成為強化玻璃構件的有效部分12。有效部分12的每一個，是由而著第1方向的改質領域7a、和沿著與第1方向交差的第2方向延伸的改質領域7b所限定。特別的是，即使在位於最外部之連續的有效部分12的角部CP，改質領域7a與改質領域7b也彼此形成交差。換言之，改質領域7a與改質領域7b，在各自的延伸方向上，越過位於最外部之有效部分12的角部CP而更進一步延伸。藉由形成上述的改質領域7，使有效部分12之角部CP的處理變得容易。
而該雷射光L的照射，是在從強化玻璃板1的側面6起之特定距離的內側所執行。亦即，強化玻璃板1是由「包含強化玻璃板1的緣部」之矩形環狀的外側部分1a、及「位於外側部分1a內側」之矩形的內側部分1b所形成，且僅對內側部分1b照射雷射光L而形成改質領域7。更具體地說，是藉由沿著切斷預定線5且遍及整個內側部 分1b地照射(掃描)雷射光L，而沿著切斷預定線5且遍及整個內側部分1b延伸地形成改質領域7。在外側部分1a並未形成改質領域7。因此，改質領域7並未露出於強化玻璃板1的側面6。
接著，如第11圖的(a)部分所示，將形成有改質領域7的強化玻璃板1從支承台107移送至其他的支承台108。更具體地說，是使強化玻璃板1，從用來照射雷射光L的支承台107處脫離，並移送載置於後續步驟中用來執行切斷的另一個支承台108。此時，是使強化玻璃板1的背面4朝向支承台108的支承面側，而將強化玻璃板1載置於支承台108。如以上所述，由於在強化玻璃板1的背面4並未張貼切割膜之類的薄片，因此強化玻璃板1是被直接載置於支承台108。而強化玻璃板1的移送，譬如可採採用吸附墊等來執行。
在接下來的步驟中，執行強化玻璃板1的切斷。在該強化玻璃板切斷方法中，具有以下的做法：並非沿著切斷預定線5(亦即，沿著改質領域7)對強化玻璃板1施加應力，而是藉由放置強化玻璃板1而將強化玻璃板1予以切斷；和藉由沿著切斷預定線5(亦即，沿著改質領域7)對強化玻璃板1施加應力而將強化玻璃板1予以切斷。首先，針對「並非沿著改質領域7對強化玻璃板1施加應力，而是藉由放置強化玻璃板1而將強化玻璃板1予以切斷」的作法進行說明。
在該場合中，首先，從強化玻璃板1將外側部分1a 予以切除。更具體地說，首先如第11圖的(a)部分所示，在強化玻璃板1的側面6形成複數個(在該例中為4個)損傷部11。損傷部11是形成於強化玻璃板1的外側部分1a。損傷部11可使用譬如金剛石切削器、或雷射畫線器之類的畫線形成裝置來形成。
接著，採用損傷部11，沿著「將該損傷部11和其相對的的側面6予以連結而成」的直線(圖面中虛線BL：損傷部11的延伸方向)，切斷強化玻璃板1。藉此，如第11圖的(b)部分所示，從強化玻璃板1將外側部分1a予以切除，而形成強化玻璃板1A。如以上所述，在強化玻璃板1的內側部分1b，延伸遍及其整體地形成有改質領域7。因此，在強化玻璃板1A的切斷面6A，使改質領域7外露。藉此形成：將改質領域7作為起點，且能釋放內部應力的狀態。
接著，並不沿著改質領域7對強化玻璃板1A施加應力，而是將強化玻璃板1A放置特定的時間。藉此，藉由強化玻璃板1A之內部應力的釋放，此從改質領域7處發生的裂縫，在經過特定的時間後，到達強化玻璃板1A的表面3或背面4。然後，藉由內部應力的釋放使裂縫沿著改質領域7伸展，使強化玻璃板1A沿著改質領域7自然地切斷。
切斷強化玻璃板1A所需的時間(亦即，從改質領域7處發生的裂縫到達強化玻璃板1A的表面3或背面4所需的時間)，可藉由對上述形成改質領域7步驟中的脈衝 間距PT進行調整，而獲得控制。更具體地說，脈衝間距PT越短該時間也越短，脈衝間距PT越長該時間也越長。
藉由使脈衝間距PT形成20μm以上，可防止執行雷射光L的照射後強化玻璃1立即性地(亦即，形成改質領域7後的瞬間，更具體地說，當形成可使內部應力釋放的狀態的瞬間)自然切斷。換言之，當若將脈衝間距PT設成短於20μm，將導致內部應力的釋放在照射雷射光L之際產生，有時會導致裂縫朝向「包含未經雷射光L照射之部分」之預期以外的方向進展。因此，一旦將脈衝間距PT設定成短於20μm，將使加工品質下降。
此外，藉由使脈衝間距PT形成100μm以下，可防止強化玻璃板1A不被切斷的情形。換言之，倘若使脈衝間距PT形成較100μm更長，將致使內部應力的釋放效果被削弱，因此有時強化玻璃板1A無法被自然地切斷。基於上述的理由，在上述形成改質領域7的步驟中，脈衝間距PT最好是形成20μm以上100μm以下的範圍。
其次，針對「藉由沿著改質領域7對強化玻璃板1施加應力，而將強化玻璃板1予以切斷」的場合進行說明。在該場合中，採用刀鋒(knife-edge)之類的截斷裝置，沿著強化玻璃板1對強化玻璃板1施加應力。藉此，可沿著改質領域7將強化玻璃板1切斷。在該場合中，雖然沒有必要從強化玻璃板1切除外側部分1a，但亦可如以上所述，預先將外側部分1a切除。
即使在「藉由沿著改質領域7對強化玻璃板1施加應 力，而將強化玻璃板1予以切斷」的場合中，藉由將改質領域7作為起點來釋放內部應力，使裂縫沿著改質領域7在強化玻璃板1上進展，可使強化玻璃板1沿著改質領域7被切斷。在該場合中，可藉由調整「沿著切斷預定線5對強化玻璃板1施加應力」的時間點，而在所期望的時間點切斷強化玻璃板1。
如以上所述，藉由沿著改質領域7切斷強化玻璃板1(強化玻璃板1A)，可從強化玻璃板1(強化玻璃板1A)切出有效部分(切斷片)12。如第12圖所示，在所切出之有效部分12的切斷面12a，改質領域7形成外露。因此，在接下來的步驟中，從有效部分12的切斷面12a將改質領域7予以除去。
改質領域7的除去，可藉由譬如對有效部分12的切斷面12a實施機械研磨的方式執行。或者，改質領域7的除去可藉由「使用酸或鹼對有效部分12的切斷面12a實施蝕刻」的方式執行。如此一來，只要將改質領域7從有效部分12的切斷面12a處除去，便能提升抗折強度。
在此之後，可視需要對「已除去改質領域7後」之有效部分12的切斷面12a進行強化。有效部分12之切斷面12a的強化，譬如可藉由於該切斷面12a上設置樹脂膜或氮氧化鋁膜(aluminum oxynitride film)的方式執行。或者，有效部分12之12a的強化，可藉由對該切斷面12a實施化學強化來執行。
根據以上的步驟，從強化玻璃板1(強化玻璃板 1A)切出有效部分12，且由有效部分12製造強化玻璃構件。
如以上所說明，在本實施形態的強化玻璃板切斷方法中，是沿著切斷預定線5以特定的脈衝間距PT對強化玻璃1照射雷射光L。藉此，沿著切斷預定線5於強化玻璃板1的內部形成改質領域7。形成於強化玻璃板1內部的改質領域7，成為內部應力之釋放的起點。因此，藉由內部應力的釋放使裂縫沿著改質領域7進展。據此，根據該強化玻璃板切斷方法，可沿著切斷預定線5切斷強化玻璃板1，也就是可將強化玻璃板1切斷成所期望的形狀。
特別的是，在本實施形態的強化玻璃切斷方法中，用來形成改質領域7之雷射光L的照射，是採用「使從改質領域7處發生的裂縫，在形成改質領域7起(在該實施形態中，是指從形成可釋放內部應力的狀態起)經過特定的時間後，到達強化玻璃板1的表面3或背面4」的脈衝間距PT所實施。因此，可抑制強化玻璃板1在意外的時間點(譬如：強化玻璃板1位於支承台107上的時間點、或將強化玻璃板1從支承台107處移送的時間點)被切斷。據此，根據該強化玻璃板切斷方法，使已形成改質領域7後之強化玻璃板1的處理變得容易。
此外，在本實施形態的強化玻璃板切斷方法中，僅在強化玻璃板1之內側部分1b處形成改質領域7(亦即，在強化玻璃板1的緣部設置不包含改質領域7的外側部分1a)。因此，該外側部分1a成為強化玻璃板1之內部應 力釋放的阻力，可防止強化玻璃板1在上述的意外時間點被切斷。
此外，在本實施形態的強化玻璃板切斷方法中，並未在強化玻璃板1的背面4張貼切割膜之類的薄片，是將強化玻璃板1直接載置於支承台107、108。因此，切割膜之類的薄片，不會妨礙強化玻璃板1(強化玻璃板1A)中之內部應力的釋放。據此，可確實地切斷強化玻璃板1。
以上的實施形態，僅是用來說明本發明之強化玻璃板切斷方法的其中一個實施形態。因此，本發明的強化玻璃板切斷方法並不侷限於上述的強化玻璃板切斷方法。本發明的強化玻璃板切斷方法，在不變更各請求項之要旨的範圍內，可任意地變更上述的強化玻璃板切斷方法。
舉例來說，在形成改質領域7的步驟中，雖然僅對強化玻璃板1的內側部分1b照射雷射光L而形成改質領域7，但用來形成改質領域7的步驟並不侷限於該態樣。亦即，在用來形成改質領域7的步驟中，亦可藉由沿著切斷預定線5且遍及強化玻璃板1的整個外側部分1a及內側部分1b地照射(掃描)雷射光L，而沿著切斷預定線5遍及整個外側部分1a及內側部分1b地延伸(亦即，延伸遍及整個強化玻璃板1)形成改質領域7。
在該場合中，雖然在形成改質領域7的同時也形成可釋放內部應力的狀態，但亦可藉由將脈衝間距PT設成上述的間距，使在特定時間的期間不會產生強化玻璃板1的 切斷。而即使在該場合中，亦可如以上所述，不沿著切斷預定線5對強化玻璃板1施加應力，而藉由放置強化玻璃板1來切斷強化玻璃板1，獲亦可藉由沿著切斷預定線5施加強化玻璃板1應力來切斷強化玻璃板1。如此一來，只要遍及整個強化玻璃板1延伸形成改質領域7的話，便可簡化用來形成強化玻璃板1的步驟。
此外，在用來形成改質領域7的步驟中，亦可對上述脈衝間距PT以外的雷射光L照射條件進行調整。舉例來說，藉由縮小雷射光L的脈衝寬度，可提高加工性能，並降低加工能量。此外，較由使雷射光L的聚光點P，位在較強化玻璃板1的中心更朝雷射光入射面(在此係指表面3)側(亦即，藉由對更靠近表面3的部分進行加工)，而更容易形成改質領域7，可減少加工能量。
第13圖，是藉由2種加工能量形成改質領域時，強化玻璃板的放大平面相片。在第13圖中，改質領域7A是在加工能量較小的場合中所形成的改質領域，改質領域7B是在加工能量較大的場合中所形成的改質領域。如第13圖所示，倘若降低加工能量，便可使形成於強化玻璃板內部之改質領域(亦即，改質部位9及龜裂9a)的尺寸縮小。如此一來，只要使改質領域的尺寸縮小，便可提高抗折強度並減少端面處理的程序。
在此，就加工條件而言，雖然最好是與第9圖說明的條件相同，但亦可對應於強化玻璃板1的強化度或其他的各種條件作適當地變化。舉例來說，雷射輸出，從更確實 地執行切斷的觀點來看，最好是較高的輸出(舉例來說，最好是20μJ以上)。此外，根據同樣的觀點，雷射光L的聚光位置，最好是形成比較靠近強化玻璃板1的表面3及背面4的位置(譬如70μm)。舉例來說，當強化玻璃板1的厚度為100μm以上的場合中，雷射光L的聚光位置最好是設定在：從其強化玻璃板1的表面3及背面4起，各自為50μm左右的內側。
此外，針對脈衝間距PT而言，如同上述實施形態中所說明，雖然最好是20μm~100μm的範圍，以便於在從照射雷射光L起經過特定的時間後，才使強化玻璃板1被切斷(亦即，在雷射光L的照射後，強化玻璃板1不會立即被切斷)，但倘若僅是單純地切斷強化玻璃板1的話，只要是譬如8μm~12μm的範圍即可。在將脈衝間距PT設定為8μm~12μm之範圍的場合中，在照射雷射光L後立即形成強化玻璃板1的切斷，而形成：只要雷射光L的照射完成，強化玻璃的切斷也趨近於完成的狀況。
然而，倘若將脈衝間距PT設成20μm~100μm的範圍，相較於將脈衝間距PT設成8μm~12μm之範圍的場合，由於可提高有效部分12的抗折強度並減少改質部位9的數量，因此能使有效部分12之切斷面12a的研磨步驟變得容易。譬如，當切出如攜帶型終端裝置之觸控面板般較大的有效部分12時，將脈衝間距PT設定為20μm~100μm之範圍的作法特別有效。另外，當切出10mm×10mm以下之較小的有效部分12時，也可以將脈衝間距 PT設定為8μm~12μm的範圍。然後，當切出中等程度之尺寸的有效部分12時，可將脈衝間距PT設定成：將8μm~12μm的範圍與20μm~100μm的範圍予以組合而成的範圍。
此外，在強化玻璃板1中，有時會在雷射光L的入射面設有紅外線反射塗裝(IR-cut coating)，在該場合中，最好是將雷射光L的波長設成532nm的程度(波長為1064nm的場合中無法穿透)。此外，就脈衝寬度而言，基於「使來自於改質領域7的龜裂能良好地伸展」的觀點，最好為100ps以上(譬如：100ps~800ps的程度)。
此外，在用來形成改質領域7的步驟中，也可以變更雷射光L的偏光方向。在該場合中，可對應於雷射光L之偏光方向的變更，而使加工性能產生變化。此外，在用來形成改質領域7的步驟中，藉由提高聚光用透鏡105的聚光性能，能以較低的加工能量形成改質領域7。此外，在用來形成改質領域7的步驟中，可藉由變更雷射光L的光束形狀，而控制改質領域7的尺寸。不僅如此，在用來形成改質領域7的步驟中，可執行多點加工。在該場合中，可藉由將電射光L同時聚光於強化玻璃板1內部的複數點，而利用加熱誘引、內部應力釋放的效果提高加工性能。
[產業上的可利用性]
本發明可提供：可將強化玻璃板切斷成所期望之形狀 的強化玻璃板切斷方法。
1、1A‧‧‧強化玻璃板
1a‧‧‧外側部分
1b‧‧‧內側部分
3‧‧‧表面
4‧‧‧背面
5‧‧‧切斷預定線
7‧‧‧改質領域
12‧‧‧有效部分
L‧‧‧雷射光
PT‧‧‧脈衝間距
第1圖：是用於形成改質領域之雷射加工裝置的概略構造圖。
第2圖：是作為形成改質領域的對象之加工對象物的俯視圖。
第3圖：是沿著第2圖中加工對象物之III-III線的剖面圖。
第4圖：是雷射加工後之加工對象物的俯視圖。
第5圖：是沿著第4圖中加工對象物之V-V線的剖面圖。
第6圖：是沿著第4圖中加工對象物之VI-VI線的剖面圖。
第7圖：是用來說明本發明其中一個實施形態的強化玻璃板切斷方法之主要步驟的圖。
第8圖：是用來說明本發明其中一個實施形態的強化玻璃板切斷方法之主要步驟的圖。
第9圖：是形成改質領域後之強化玻璃板的俯視放大相片。
第10圖：是用來說明本發明其中一個實施形態的強化玻璃板切斷方法之主要步驟的圖。
第11圖：是用來說明本發明其中一個實施形態的強化玻璃板切斷方法之主要步驟的圖。
第12圖：是利用本發明其中一個實施形態的強化玻璃板切斷方法所切出之有效部分的立體圖。
第13圖：是形成改質領域後之強化玻璃板的俯視放大相片。

Claims (8)

  1. 一種強化玻璃板切斷方法，是藉由沿著強化玻璃板的切斷預定線對前述強化玻璃板照射雷射光，而沿著前述切斷預定線於前述強化玻璃板的內部形成改質領域，並沿著前述切斷預定線切斷前述強化玻璃板的強化玻璃板切斷方法，其特徵為：具備以下的步驟：藉由採用特定的脈衝間距，沿著前述切斷預定線對前述強化玻璃板照射前述雷射光，而沿著前述切斷預定線於前述強化玻璃板的內部形成前述改質領域的步驟；及沿著前述切斷預定線切斷前述強化玻璃板的步驟；前述特定的脈衝間距，是可使從前述改質領域處發生的裂縫，藉由前述強化玻璃板的內部應力，從形成前述改質領域起經過特定的時間後，到達前述強化玻璃板的表面及背面之至少其中一面的間距，前述特定的脈衝間距為20μm以上100μm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的強化玻璃板切斷方法，其中前述強化玻璃板包含：包含前述強化玻璃之緣部的外側部分、及較前述外側部分更位於內側的內側部分，在形成前述改質領域的步驟中，沿著前述切斷預定線且遍及整個前述內側部分延伸地形成前述改質領域，且在前述外側部分不會形成前述改質領域。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載的強化玻璃板切斷方法，其中在用來切斷前述強化玻璃板的步驟中，在從前述強化玻璃板切除前述外側部分後，藉由放置前述強化玻璃板，並利用前述內部應力使裂縫沿著前述切斷預定線伸展而切斷前述強化玻璃板。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載的強化玻璃板切斷方法，其中在用來切斷前述強化玻璃板的步驟中，藉由沿著前述切斷預定線對前述強化玻璃板施加應力，而切斷前述強化玻璃板。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載的強化玻璃板切斷方法，其中前述強化玻璃板包含：包含前述強化玻璃之緣部的外側部分、及較前述外側部分位在更內側的內側部分，在用來形成前述改質領域的步驟中，沿著前述切斷預定線遍及整個前述外側部分及前述內側部分地延伸形成前述改質領域。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載的強化玻璃板切斷方法，其中在用來切斷前述強化玻璃板的步驟中，藉由放置前述強化玻璃板，並利用前述內部應力使裂縫沿著前述切斷預定線伸展而切斷前述強化玻璃板。
  7. 如申請專利範圍第5項所記載的強化玻璃板切斷方法，其中在用來切斷前述強化玻璃板的步驟中，藉由沿著前述切斷預定線對前述強化玻璃板施加應力，而切斷前述強化玻璃板。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所記載的強化玻璃板切斷方法，其中更進一步具備：在切斷前述強化玻璃板後，從已由前述強化玻璃板所切出之有效部分的切斷面，除去前述改質領域的步驟。
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