強化玻璃的切割方法
2023-05-30 17:25:26
強化玻璃的切割方法
【專利摘要】一種強化玻璃的切割方法，包含準備一強化玻璃與一雷射加工機的步驟，強化玻璃包括一上壓應力層、一下壓應力層及一內張應力層，雷射加工機包括一第一雷射加工頭及一第二雷射加工頭，第一雷射加工頭沿著強化玻璃上的預定切割線移動，且第一雷射加工頭將能量聚焦於強化玻璃的內張應力層，接著第二雷射加工頭沿著預定切割線移動，且第二雷射加工頭將能量聚焦於強化玻璃的上壓應力層，藉此能夠讓該強化玻璃沿著該預定切割線自行崩裂分離，達到縮減工時與增加製程效率的目的。
【專利說明】強化玻璃的切割方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種玻璃的切割方法，特別是涉及一種強化玻璃的切割方法。
【背景技術】
[0002]現有的一種強化玻璃的切割方法，如專利TW201040118號所揭示，是利用雷射於強化玻璃內的張應力層形成破壞線，而後再利用人工或機械折斷或彎折加以分裂(請參閱前揭專利第15頁範例I的第二段)，由此可知，現有的切割方法在經過雷射加工之後，接續地要進行分裂步驟，才能完成強化玻璃切割分裂的作業，而使得現有的切割方法具有製程繁瑣耗工時的缺點。
[0003]因此，為了能夠縮減工時與增加製程效率，相關業界均著重於研發出一種切割強化玻璃的方法，且能夠讓強化玻璃在切割後自行崩裂的方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種能夠縮減工時與增加製程效率的強化玻璃的切割方法。
[0005]本發明強化玻璃的切割方法，其包含以下步驟:
[0006]一、預備強化玻璃步驟:準備一片強化玻璃，該強化玻璃包括一位於上表面的上壓應力層、一位於下表面的下壓應力層，及一位於上壓應力層與下壓應力層間的內張應力層；
[0007]二、預備雷射加工機步驟:準備一臺雷射加工機，該雷射加工機包括一個第一雷射加工頭及一個第二雷射加工頭；
[0008]三、第一次切割步驟:該第一雷射加工頭沿著該強化玻璃上的一條預定切割線移動，且該第一雷射加工頭將能量聚焦於該強化玻璃的內張應力層 '及
[0009]四、第二次切割步驟:該第二雷射加工頭沿著該預定切割線移動，且該第二雷射加工頭將能量聚焦於該強化玻璃的上壓應力層，該強化玻璃沿著該預定切割線自行崩裂分離。
[0010]本發明所述的強化玻璃的切割方法，該第二次切割步驟中，該第二雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量高於該第一雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量。
[0011]本發明所述的強化玻璃的切割方法，該第一次切割步驟與該第二次切割步驟中，該第一雷射加工頭與該第二雷射加工頭為紫外光、綠光、紅外光波長其中一者，能量大於5W，脈衝寬度為納秒至飛秒。
[0012]本發明所述的強化玻璃的切割方法，該第一次切割步驟中，該第一雷射加工頭脈衝重複率為90kHz，該第一雷射加工頭沿著該預定切割線移動速度為100 mm/s，該第一雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量為0.9k/ mm,該第二次切割步驟中，該第二雷射加工頭脈衝重複率為150kHz，該第二雷射加工頭沿著該預定切割線移動速度為150mm /s,該第二雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量為lk/ mm。
[0013]本發明強化玻璃的切割方法，其包含以下步驟:
[0014]一、預備強化玻璃步驟:準備一片強化玻璃，該強化玻璃包括一位於上表面的上壓應力層、一位於下表面的下壓應力層，及一位於上壓應力層與下壓應力層間的內張應力層；
[0015]二、預備雷射加工機步驟:準備一臺雷射加工機，該雷射加工機包括一個雷射加工頭;
[0016]三、第一次切割步驟:該雷射加工頭沿著該強化玻璃上的一條預定切割線移動，且該雷射加工頭將能量聚焦於該強化玻璃的內張應力層；及
[0017]四、第二次切割步驟:該雷射加工頭沿著該預定切割線移動，且該雷射加工頭將能量聚焦於該強化玻璃的上壓應力層，該強化玻璃沿著該預定切割線自行崩裂分離。
[0018]本發明所述的強化玻璃的切割方法，該第二次切割步驟中該雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量，高於該第一次切割步驟中該雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量。
[0019]本發明所述的強化玻璃的切割方法，該第一次切割步驟與該第二次切割步驟中，該雷射加工頭為紫外光、綠光、紅外光波長其中一者，能量大於5W，脈衝寬度為納秒至飛秒。
[0020]本發明所述的強化玻璃的切割方法，該第一次切割`步驟中，該雷射加工頭脈衝重複率為90kHz，該雷射加工頭沿著該預定切割線移動速度為100 mm/s，該第射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量為0.9k/ mm,該第二次切割步驟中，該雷射加工頭脈衝重複率為150kHz，該雷射加工頭沿著該預定切割線移動速度為150 mm/s，該雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量為lk/mm。
[0021]本發明所述的強化玻璃的切割方法，該預備強化玻璃步驟中，該強化玻璃厚度為
0.7毫米，該上壓應力層與該下壓應力層厚度分別為27微米。
[0022]本發明所述的強化玻璃的切割方法，重複至少一次第一次切割步驟，且每一次能量聚焦於該強化玻璃的內張應力層的深度互不相同。
[0023]本發明的有益效果在於:通過該第一雷射加工頭聚焦於該內張應力層，及該第二雷射加工頭聚焦於該上壓應力層，藉此能夠讓該強化玻璃沿著該預定切割線自行崩裂分離，達到縮減工時與增加製程效率的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是一個示意圖，說明本發明強化玻璃的切割方法之第一較佳實施例的一片強化玻璃；
[0025]圖2是一個示意圖，說明本第一較佳實施例的第一次切割步驟與第二次切割步驟；
[0026]圖3是一個示意圖，說明本第一較佳實施例的該強化玻璃的燒熔區與燒蝕區；
[0027]圖4是一張照片，說明本第一較佳實施例的該強化玻璃的燒熔區；
[0028]圖5是一張照片，說明本第一較佳實施例的該強化玻璃自行沿該預定切割線崩裂分離；
[0029]圖6是一個示意圖，說明本發明強化玻璃的切割方法之第二較佳實施例；[0030]圖7是一個示意圖，說明本發明強化玻璃的切割方法之第三較佳實施例；
[0031]圖8是一個示意圖，說明本第三較佳實施例的該強化玻璃的燒熔區；
[0032]圖9是一個示意圖，說明本發明強化玻璃的切割方法之第四較佳實施例。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。
[0034]參閱圖1、圖2與圖3，本發明強化玻璃I的切割方法提供以高速和以最小破壞的切割邊緣，沿著該預定切割線L切割該強化玻璃1，使該強化玻璃I在不靠外力作用的情況下，自行沿該預定切割線L崩裂分離的方法，本發明強化玻璃I的切割方法之第一較佳實施例包含下述四個步驟。
[0035]一、預備強化玻璃I步驟:準備一片強化玻璃1，該強化玻璃I包括一位於上表面的上壓應力層11、一位於下表面的下壓應力層12，及一位於上壓應力層11與下壓應力層12間的內張應力層13，該內張應力層13與該上壓應力層11、該下壓應力層12對應而保持平衡狀態。
[0036]該強化玻璃I厚度為0.7毫米，該上壓應力層11與該下壓應力層12厚度分別為27微米。
[0037]在本較佳實施例中，該強化玻璃I為熱強化玻璃或化學強化玻璃。
[0038]二、預備雷射加工機步驟:準備一臺雷射加工機，該雷射加工機包括一個第一雷射加工頭2及一個第二雷射加工頭3。
[0039]三、第一次切割步驟:該第一雷射加工頭2沿著該強化玻璃I上的一條預定切割線L移動,且該第一雷射加工頭2將能量聚焦於該強化玻璃I的內張應力層13,該第一雷射加工頭2的雷射脈衝能量會將該強化玻璃I的內張應力層13燒熔，此時，在靠近該強化玻璃I的上壓應力層11、下壓應力層12處的能量密度低於燒熔該強化玻璃I的能量密度門檻，使得該第一雷射加工頭2產生由中間向上下兩側逐漸變窄的燒熔區4，請配合參閱圖4。
[0040]該第一雷射加工頭2為紫外光、綠光、紅外光波長其中一者，能量大於5W，脈衝寬度為納秒至飛秒，更佳地，該第一雷射加工頭2為紫外光波長。
[0041]該第一雷射加工頭2能量為8W、脈衝重複率為90kHz，搭配有合適焦長的聚焦鏡頭，該第一雷射加工頭2沿著該預定切割線L移動速度為100 mm /s，該第一雷射加工頭2施於該強化玻璃I的每單位長度的脈衝數量為0.9k/ mm。
[0042]更進一步說明的是，該第一雷射加工頭2隻於該強化玻璃I上移動一次，該強化玻璃I的相同位置不再經過第二次以上的該第一雷射加工頭2照射，使數個燒熔區4在預定切割線L上彼此連結且應力蓄積。
[0043]四、第二次切割步驟:該第二雷射加工頭3沿著該預定切割線L移動，且該第二雷射加工頭3將能量聚焦於該強化玻璃I的上壓應力層11，該強化玻璃I沿著該預定切割線L自行崩裂分離，請配合參閱圖5。
[0044]更進一步說明的是，該第二雷射加工頭3的雷射脈衝能量會將該強化玻璃I的上壓應力層11燒蝕，而由于越往下能量密度越低於燒蝕該強化玻璃I的能量密度門檻，使得該第二雷射加工頭3產生由該上壓應力層11向下方逐漸變窄的燒蝕區5。
[0045] 此時因該強化玻璃I的內張應力層13已有燒熔所造成的缺陷，因而使得該強化玻璃I的內張應力層13與上壓應力層11間失去平衡，當蓄積應力釋放時就會造成延裂。
[0046]也就是該強化玻璃I的內張應力層13的張力對燒熔區4產生推擠形成夾擠力，該強化玻璃I的上壓應力層11的壓縮力則對燒蝕區5空隙尖端產生拉開形成拉力，而造成該強化玻璃I應力失衡而裂片，換句話說，該內張應力層13因張力產生對燒熔區4的應力，與該上壓應力層11因壓力產生對燒蝕區5的應力相互連結，導致應力延裂順著雷射走向使該強化玻璃I自行崩裂分離。
[0047]該第二次切割步驟中，該第二雷射加工頭3施於該強化玻璃I的每單位長度的脈衝數量高於該第一雷射加工頭2施於該強化玻璃I的每單位長度的脈衝數量。
[0048]該第二雷射加工頭3為紫外光、綠光、紅外光波長其中一者，能量大於5W，脈衝寬度為納秒至飛秒，更佳地，該第二雷射加工頭3為紫外光波長。
[0049]該第二次切割步驟中，該第二雷射加工頭3能量為8W、脈衝重複率為150kHz，該第二雷射加工頭3沿著該預定切割線L移動速度為150 mm /s，該第二雷射加工頭3施於該強化玻璃I的每單位長度的脈衝數量為lk/mm。
[0050]參閱圖6，本發明強化玻璃I的切割方法之第二較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，不同之處在於，該雷射加工機只包含一個雷射加工頭6，並以該雷射加工頭6進行第一次切割步驟與第二次切割步驟，在第一次切割步驟中，該雷射加工頭6的聚焦位置與雷射規格等同前述第一較佳實施例的該第一雷射加工頭2，在第二次切割步驟中，該雷射加工頭6的聚焦位置與雷射規格等同前述第一較佳實施例的該第二雷射加工頭3。也就是說，本第二較佳實施例是使用同一個雷射加工頭6先後完成第一次與第二次的切割步驟，同樣能夠達到與第一較佳實施例相同的結果，使該強化玻璃I沿著該預定切割線L自行崩裂分離。
[0051]參閱圖7與圖8，本發明強化玻璃I的切割方法之第三較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，不同之處在於，重複兩次第一次切割步驟，且每一次該第一雷射加工頭2能量聚焦於該強化玻璃I的內張應力層13的深度互不相同，而造成的燒熔區4會彼此上下重疊一部分，本第三較佳實施例適用於內張應力層13厚度較厚的強化玻璃I。 [0052]參閱圖9，本發明強化玻璃I的切割方法之第四較佳實施例與第二較佳實施例大致相同，不同之處在於，重複兩次第一次切割步驟，且每一次該雷射加工頭6能量聚焦於該強化玻璃I的內張應力層13的深度互不相同。
[0053]綜上所述，通過該第一雷射加工頭2聚焦於該內張應力層13，及該第二雷射加工頭3聚焦於該上壓應力層11，藉此能夠讓該強化玻璃I沿著該預定切割線L自行崩裂分離，而能夠縮減工時與增加製程效率，故確實能達成本發明之目的。
【權利要求】
1.一種強化玻璃的切割方法，其特徵在於包含以下步驟: 一、預備強化玻璃步驟:準備一片強化玻璃，該強化玻璃包括一位於上表面的上壓應力層、一位於下表面的下壓應力層，及一位於上壓應力層與下壓應力層間的內張應力層； 二、預備雷射加工機步驟:準備一臺雷射加工機，該雷射加工機包括一個第一雷射加工頭及一個第二雷射加工頭； 三、第一次切割步驟:該第一雷射加工頭沿著該強化玻璃上的一條預定切割線移動，且該第一雷射加工頭將能量聚焦於該強化玻璃的內張應力層；及 四、第二次切割步驟:該第二雷射加工頭沿著該預定切割線移動，且該第二雷射加工頭將能量聚焦於該強化玻璃的上壓應力層，該強化玻璃沿著該預定切割線自行崩裂分離。
2.如權利要求1所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:該第二次切割步驟中，該第二雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量高於該第一次切割步驟中該第一雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量。
3.如權利要求2所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:該第一次切割步驟與該第二次切割步驟中，該第一雷射加工頭與該第二雷射加工頭為紫外光、綠光、紅外光波長其中一者，能量大於5W，脈衝寬度為納秒至飛秒。
4.如權利要求3所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:該第一次切割步驟中，該第一雷射加工頭脈衝重複率為90kHz，該第一雷射加工頭沿著該預定切割線移動速度為100mm /s,該第一雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量為0.9k/ mm,該第二次切割步驟中，該第二雷射加工頭脈衝重複率為150kHz，該第二雷射加工頭沿著該預定切割線移動速度為150 mm /s，該第二雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量為lk/ mm。
5.如權利要求1所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:該預備強化玻璃步驟中，該強化玻璃厚度為0.7毫米，該上壓應力層與該下壓應力層厚度分別為27微米。
6.如權利要求1所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:重複至少一次第一次切割步驟，且每一次第一次切割步驟中，能量聚焦於該強化玻璃的內張應力層的深度互不相同。
7.一種強化玻璃的切割方法，其特徵在於包含以下步驟: 一、預備強化玻璃步驟:準備一片強化玻璃，該強化玻璃包括一位於上表面的上壓應力層、一位於下表面的下壓應力層，及一位於上壓應力層與下壓應力層間的內張應力層； 二、預備雷射加工機步驟:準備一臺雷射加工機，該雷射加工機包括一個雷射加工頭； 三、第一次切割步驟:該雷射加工頭沿著該強化玻璃上的一條預定切割線移動，且該雷射加工頭將能量聚焦於該強化玻璃的內張應力層；及 四、第二次切割步驟:該雷射加工頭沿著該預定切割線移動，且該雷射加工頭將能量聚焦於該強化玻璃的 上壓應力層，該強化玻璃沿著該預定切割線自行崩裂分離。
8.如權利要求7所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:該第二次切割步驟中該雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量，高於該第一次切割步驟中該雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量。
9.如權利要求8所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:該第一次切割步驟與該第二次切割步驟中，該雷射加工頭為紫外光、綠光、紅外光波長其中一者，能量大於5W，脈衝寬度為納秒至飛秒。
10.如權利要求9所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:該第一次切割步驟中，該雷射加工頭脈衝重複率為90kHz，該雷射加工頭沿著該預定切割線移動速度為100 mm/s，該雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量為0.9k/ mm,該第二次切割步驟中，該雷射加工頭脈衝重複率為150kHz，該雷射加工頭沿著該預定切割線移動速度為150 mm/s，該雷射加工頭施於該強化玻璃的每單位長度的脈衝數量為lk/ mm。
11.如權利要求7所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:該預備強化玻璃步驟中，該強化玻璃厚度為0.7毫米，該上壓應力層與該下壓應力層厚度分別為27微米。
12.如權利要求7所述的強化玻璃的切割方法，其特徵在於:重複至少一次第一次切割步驟，且每一次第一次切割步 驟中，能量聚焦於該強化玻璃的內張應力層的深度互不相同。
【文檔編號】C03B33/08GK103880277SQ201410113733
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】邱垂地, 鍾志斌, 黃竑暐, 劉信男, 林益民, 彭兆弘, 張順理, 邱冠儒, 沈明鋒, 陳以政 申請人:揚朋科技股份有限公司