CN104125934A - 用于分离强化玻璃的方法及装置及由该强化玻璃生产的物品 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示用于分离基板的方法及装置，以及由经分离基板形成的物品。一种分离一基板的方法，该基板具有一主表面、该基板的一内部中的一张力区及介于该主表面与该张力区之间的一压缩区，该方法包括形成沿该基板内的一引导路径延伸的一经改变应力带，以使得该基板的一第一部分位于该经改变应力带内，其中该基板中于该经改变应力带内部的该部分具有不同于该第一部分的一初步应力的一经改变应力。一通气裂纹亦形成于该第一主表面中。该通气裂纹及该经改变应力带经配置以沿该引导路径分离该基板。

Description

用于分离强化玻璃的方法及装置及由该强化玻璃生产的物品
背景技术
薄的强化玻璃基板(诸如化学强化基板或热强化基板)因其极好的强度及抗破坏性而已在消费电子品(consumer electronics)中得到广泛应用。例如，该等玻璃基板可作为遮盖基板并入移动电话、显示设备(诸如电视及计算机监视器)及各种其他电子设备中以用于LCD显示器及LED显示器及触控应用。为降低制造成本，可能希望用于消费电子设备中的该等玻璃基板借由以下来形成：于单一大型玻璃基板上执行多个设备的薄膜图案化，随后使用各种切割技术将该大型玻璃基板分段或分离成复数个较小玻璃基板。
然而，储存于中央张力区内的压缩应力及弹性能的量值可使得化学强化玻璃基板或热强化玻璃基板的切割及精制困难。高表面压缩层及深压缩层使得难以如传统划线及弯曲制程一般来对玻璃基板机械地划线。此外，若该中央张力区中所储存的弹性能足够高，则该玻璃可在表面压缩层遭穿透时以***方式碎裂。在其他情况下，弹性能的释放可引起碎裂脱离所要的引导路径。因此，对用于分离强化玻璃基板的替代方法存在需要。
发明内容
本文所述的一实施例可示范性地表征为一种方法，其包括∶提供基板，该基板具有第一主表面、该基板的内部中的张力区及介于该第一主表面与该张力区之间的压缩区，其中该基板的第一部分具有初步应力；形成沿该基板内的引导路径延伸的经改变应力带，以使得该基板的该第一部分位于该经改变应力带内，其中该基板中于该经改变应力带内部的该部分具有不同于该初步应力的经改变应力；及在形成该经改变应力带之后，于该第一主表面中形成通气裂纹，其中该通气裂纹及该经改变应力带经配置以使得该基板可于形成该通气裂纹后沿该引导路径分离。
本文所述的另一实施例可示范性地表征为一种方法，其包括∶提供基板，该基板具有第一主表面、与该第一主表面相对的第二主表面、自该第一主表面延伸至该第二主表面的边缘表面、该基板的内部中的张力区及介于该第一主表面与该张力区之间的压缩区，其中该基板的一部分具有初步应力；使该第一主表面及该第二主表面的至少一者与经配置以支撑该基板的支撑构件接触，其中该第一主表面及该第二主表面的该至少一者的邻接该边缘表面的一部分与该支撑构件间隔分开；于该第一主表面中形成通气裂纹，其中该通气裂纹与延伸至该边缘表面的引导路径对准；及在形成该通气裂纹之后，形成沿该基板内的该引导路径延伸的经改变应力带，以使得该基板的该部分位于该经改变应力带内，其中该基板中于该经改变应力带内的该部分具有不同于该初步应力的经改变应力，其中该通气裂纹及该经改变应力带经配置以使得该基板可于形成该经改变应力带后沿该引导路径分离。
本文所述的又一实施例可示范性地表征为一种装置，其用于分离基板，该基板具有第一主表面、该基板的内部中的张力区及介于该第一主表面与该张力区之间的压缩区，其中该基板的一部分具有初步应力。该装置可包括∶应力改变***，其经配置以形成沿该基板内的引导路径延伸的经改变应力带，以使得该基板的该部分位于该经改变应力带内且具有不同于该初步应力的经改变应力；通气裂纹起始***，其经配置以于该第一主表面中形成通气裂纹；及控制器，其耦接至该应力改变***及该通气裂纹起始***。该控制器可包括∶处理器，其经配置以执行指令来控制该应力改变***及该通气裂纹起始***，以便∶形成沿该引导路径延伸的该经改变应力带且于该第一主表面中形成该通气裂纹，以使得该基板可沿该引导路径分离。该控制器亦可包括存储器，其经配置以储存该等指令。
本文所述的另一实施例可示范性地表征为一种制品，其包括借由本文所述的任何方法所生产的强化玻璃块。
附图说明
图1A及图1B为俯视平面图及横截面视图，其分别例示根据本发明的实施例的能够加以分离的强化玻璃基板。
图2A为例示于就图1A及图1B而言来示范性地描述的基板中形成的经改变应力带的一实施例的俯视平面图。
图2B为例示形成图2A中所示的经改变应力带的一实施例的横截面视图。
图3为例示基板内的示范性横截面应力分布的图，其是沿图2A所示的线III-III截取。
图4为例示基板内的示范性横截面应力分布的图，其是沿图2A所示的线IV-IV截取。
图5及图6为例示沿如图2所示的经改变应力带来分离基板的制程的一实施例的横截面视图。
图7示意地例示装置的一实施例，该装置经配置以执行就图2至图6而言来示范性地描述的制程。
具体实施方式
以下参照随附图式更全面地描述本发明，该等随附图式中展示本发明的示例性实施例。然而，本发明可以许多不同形式来实施，且不应解释为限于本文阐述的实施例。实情为，提供此等实施例以便本揭露内容将为彻底及完全的，且将为熟习此项技术者完全传达本发明的范畴。在图式中，为达明晰的目的，层及区的尺寸及相对尺寸可被夸示。
在以下描述中，相同参考符号在图式中展示的若干视图中指明相同或对应的部件。如本文所用，单数形式「一」及「该」亦意欲包括复数形式，除非上下文另有清楚指示。亦应理解，除非另作说明，否则诸如「顶部」、「底部」、「向外」、「向内」及类似者的术语为简便说法且不欲解释为限制性术语。另外，每当一群组描述为「包括」一组要素中的至少一者及其组合时，应理解的是，该群组可包括任何数目的那些所列举要素，基本上由那些要素组成或由那些要素组成，那些要素是单独的或彼此组合的。类似地，每当一群组描述为「由(一组要素中的至少一者及其组合)组成」时，应理解的是，该群组可由任何数目的那些所列举要素组成，那些要素是单独的或彼此组合的。除非另作说明，否则在列举时，值的范围包括该范围的上限及下限，以及上限与下限之间的任何子范围。
总体上参照图式，应了解的是，图例出于描述特定实施例的目的且并非意欲限制揭露内容或其所附的申请专利范围。图式未必按比例绘制，且该等图式的某些特征及某些视图可在比例上夸示或做示意描绘，以达明晰及简明的目的。
第1A图及第1B图为俯视平面图及横截面视图，其分别例示根据本发明的实施例的能够加以分离的强化玻璃基板。
参照第1A图及第1B图，强化玻璃基板100(本文亦简单称为「基板」)包括第一主表面102、与该第一主表面相对的第二主表面104及边缘106a、106b、108a及108b。通常，边缘106a、106b、108a及108b自第一主表面102延伸至第二主表面104。虽然基板100例示为在自俯视平面图进行观察时成基本上正方形，但是要了解基板100可在自俯视平面图观察时为任何形状。基板100可由任何玻璃组合物形成，该玻璃组合物包括而不限于硅酸硼玻璃、碱石灰玻璃、硅酸铝玻璃、硅酸铝硼玻璃或类似物或其组合。根据本文所述的实施例分离的基板100可借由强化制程来增强，该强化制程诸如离子交换化学强化制程、热回火或类似制程或其组合。应理解，虽然本文的实施例是就化学强化玻璃基板的情况来描述，但是其他类型的强化玻璃基板皆可根据本文示范性描述的实施例来分离。通常，基板100可具有大于200μm且小于10mm的厚度t。在一实施例中，厚度t可在500μm至2mm的范围内。在另一实施例中，厚度t可在600μm至1mm的范围内。然而要了解，厚度t可大于10mm或小于200μm。
参照第1B图，基板100的内部110包括压缩区(例如，第一压缩区110a及第二压缩区110b)及张力区110c。基板100的位于压缩区110a及110b内的部分保持于压缩应力状态，该压缩应力状态提供玻璃基板100的强度。基板100的位于张力区110c中的部分处于张应力下以补偿压缩区110a及110b中的压缩应力。通常，内部110内的压缩力及拉伸力彼此抵消，以便基板100的净应力为零。
如示范性所例示，第一压缩区110a自第一主表面102朝第二主表面104延伸距离(或深度)d1，且因此具有厚度(或「层的深度」，DOL)d1。通常，d1可定义为自基板100的实体表面至内部110内的一点的距离，该内部中的应力为零。第二压缩区110b的DOL(参见例如，如第3图及第4图中所标示的d2)可等于d1。张力区110c的厚度(参见例如，如第3图及第4图中所标示的d3)可等于t-(d1+d2)。
取决于制程参数，诸如基板100的组成及借以强化基板100的化学制程及/或热制程，d1可通常大于10μm，该等制程参数全部为熟习此项技术者所知。在一实施例中，d1大于20μm。在一实施例中，d1大于40μm。在另一实施例中，d1大于50μm。在又一实施例中，d1甚至可大于100μm。要了解，基板100可以任何方式制备以产生d1小于10μm的压缩区。在所例示的实施例中，张力区110c延伸至边缘表面106a及106b(以及边缘表面108a及108b)。然而在另一实施例中，额外压缩区可沿边缘表面106a、106b、108a及108b延伸。因此，总体而言，压缩区形成自基板100的表面延伸至基板100内部中的压缩应力外部区，且处于张力状态下的张力区110c由压缩应力外部区围绕。
取决于上述制程参数，压缩区110a及110b中的压缩应力的量值是分别于第一主表面102及第二主表面104处或其附近(亦即100μm内)进行量测，且可大于69MPa。例如，在一些实施例中，压缩区110a及110b中的压缩应力的量值可大于100MPa，大于200MPa，大于300MPa，大于400MPa，大于500MPa，大于600MPa，大于700MPa，大于800MPa，大于900MPa或甚至大于1GPa。张力区110c中的张应力的量值可借由以下获得∶
CT = CS × DOL t - 2 × DOL
其中CT为基板100内的中心张力，CS为以MPa表示的压缩区中的最大压缩应力，t为以mm表示的基板100的厚度，且DOL为以mm表示的压缩区的层深度。
已示范性地描述能够根据本发明的实施例加以分离的基板100，现描述分离基板100的示范性实施例。实施此等方法之后，基板100可沿诸如引导路径112的引导路径分离。虽然引导路径112是例示为延直线延伸，但是要了解引导路径112的全部或部分可沿曲线延伸。如示范性所例示，引导路径112延伸至边缘表面106a及106b。
通常，第2A图至第6图例示分离诸如基板100的强化玻璃基板的制程的一实施例，该制程包括于基板100中形成一或多个经改变应力带且随后沿该经改变应力带分离基板100。通常，经改变应力带可经形成以沿引导路径112延伸于基板100内。该基板100中于该经改变应力带内的一部分具有不同于该基板外部但邻近于该经改变应力带的相邻区的应力。因此，基板100的一部分可于形成经改变应力带之前具有初步应力(例如初步张应力或初步压缩应力)。然而在形成经改变应力带之后，该基板100中于经改变应力带内的部分可具有不同于初步应力的经改变应力。当初步应力为张应力(亦即初步张应力)时，经改变应力亦可为张应力(亦即，经改变张应力)，其量值比初步张应力更大。同样地，当初步应力为压缩应力(亦即初步压缩应力)时，经改变应力亦可为压缩应力(亦即经压缩应力)，其量值比初步压缩应力更大。在形成经改变应力带之后，通气裂纹可形成于基板100的主表面中。如下文更详细论述，通气裂纹及经改变应力带可经配置以使得基板100可于形成通气裂纹后沿引导路径112分离。
第2A图为例示经改变应力带的一实施例的俯视平面图且第2B图例示形成第2A图中所示的经改变应力带的一实施例的横截面视图。第3图为例示基板内的示范性横截面应力分布的图，其是沿第2A图所示的线III-III截取，其位于经改变应力带200外部。因此，第3图中所示的应力分布图亦例示在形成经改变应力带200之前，基板内的横截面应力分布，该图是沿第2A图所示的线IV-IV截取的。第4图为例示在形成经改变应力带200之后，基板内的示范性横截面应力分布的图，其是沿第2A图所示的线IV-IV截取。
参照第2A图，诸如经改变应力带200的经改变应力带可经形成以便沿第1A图所示的引导路径112延伸于基板100内。经改变应力带200可由以下形成：加热基板100、冷却基板100、向基板100施加弯曲力矩或类似者或其组合。如第2A图所示，经改变应力带可表征为具有宽度w1。如本文所用，w1是沿大体上正交于引导路径112的方向来量测，且w1的量值相应于基板中具有在经改变应力带200内最大经改变应力的某个阈值内的经改变应力的区之间的距离。在一些实施例中，该阈值可为最大经改变应力的至少5％、经改变应力的至少10％、最大经改变应力的至少20％、最大经改变应力的至少30％、至少最大经改变应力的至少40％、最大经改变应力的至少50％、最大经改变应力的至少60％或小于最大经改变应力的5％。应了解，w1可受基板100被加热、冷却、弯曲或类似的方式的影响。
参照第2B图，压缩区110a及110b的位于经改变应力带200内的部分在本文分别称为经改变压缩区110a'及110b'，张力区110c的位于经改变应力带200内的一部分在本文中称为经改变张力区110c'。如第3图及第4图所示，形成经改变应力带200导致压缩区110a及110b中的应力自初步压缩应力CS(1)(参见第3图)改变至经改变压缩应力CS(2)(参见第4图)。同样地，形成经改变应力带200导致张力区110c中的应力自初步张应力CT(1)(参见第3图)改变至经改变张应力CT(2)(参见第4图)。通常，CS(2)大于CS(1)且CT(2)大于CT(1)。在一些实施例中，CS(2)可大于CS(1)至少5％、大于CS(1)至少10％、大于CS(1)至少20％、大于CS(1)至少30％、大于CS(1)至少40％、大于CS(1)至少50％、大于CS(1)至少100％、大于CS(1)5％以下或大于CS(1)100％以上。同样地，CT(2)可大于CT(1)至少5％、大于CT(1)至少10％、大于CT(1)至少20％、大于CT(1)至少30％、大于CT(1)至少40％、大于CT(1)至少50％、大于CT(1)至少100％、大于CT(1)5％以下或大于CT(1)100％以上。
当借由加热基板100形成经改变应力带200时，基板100可经加热以使得第一主表面102及/或第二主表面104(各自在本文中一般地称为基板100的「主表面」)加热至小于基板100的玻璃转变温度的温度。在一些实施例中，基板的主表面加热至基板100的玻璃转变温度的至少70％、基板100的玻璃转变温度的至少80％或基板100的玻璃转变温度的至少90％的温度。在一实施例中，基板100的主表面加热至约650℃的温度。基板100可借由以下来加热：定向激光束202于基板100上，将加热器(例如，白炽灯、陶器加热器、石英加热器、石英钨加热器、碳加热器、燃气加热器、半导体加热器、微加热器、加热器核或类似物或其组合)热接近地定位于基板100，或类似者或其组合。
在所例示实施例中，将激光束202定向于基板100上。然而在其他实施例中，可将一个以上的激光束202定向于基板100上。例如，该等激光束中的至少两者可定向于基板100的同一主表面上、定向于基板100的不同主表面上或其组合。当定向一个以上的激光束于基板100上时，该等光束中的至少两者可定向于基板100上沿垂线于、倾斜于或平行于引导路径112的方向对准的位置处。
在所例示实施例中，使激光束202相对于基板100(例如，介于第1A图中例示的点A与点B之间)沿引导路径112扫描至少一次。通常，光束202可以大于或等于1m/s的扫描速率沿引导路径112的两点之间加以扫描。在另一实施例中，光束202是以大于2m/s的扫描速率沿引导路径112的两点之间加以扫描。然而要了解，光束202亦可以小于1m/s的扫描速率沿引导路径112的两点之间加以扫描。如所例示，点A位于第一主表面102会合边缘表面106b的边缘处，且点B位于第一主表面102会合边缘表面106b的边缘处。要了解，点中之一或两者皆可位于不同于所例示者的位置处。例如，点B可位于边缘106a处。取决于基板100上借由光束202产生的光斑204的尺寸及形状以及其他因素，光束202可相对于基板100为静止的。
通常，激光束202是沿光径定向于基板上，以便光束202穿过第一表面102且之后穿过第二表面104。激光束202内的光具有适于为强化玻璃基板100赋予热能的至少一波长，以使得激光能量经强烈吸收而穿过玻璃厚度h，进而加热基板100。例如，光束202内的光可包括具有大于2μm的波长的红外光。在一实施例中，光束202可借由CO2激光源产生且具有约9.4μm至约10.6μm的波长；或借由CO激光源产生且具有约5μm至约6μm的波长；借由HF激光源产生且具有约2.6μm至约3.0μm的波长；或借由铒YAG激光产生且具有约2.9μm的波长。在一实施例中，产生光束202的激光源可为以连续波模式操作的DC电流激光源。在另一实施例中，产生光束202的激光源可提供为RF激发的激光源，其能够以约5kHz至约200kHz范围内的脉冲模式来操作。操作任何激光源的功率可取决于基板100的厚度、基板100的表面积及类似物。取决于光束202内的光的波长，激光源可在数十瓦特至数百瓦特或数千瓦特的范围内的功率下操作。
通常，光束202的参数(本文亦称为「光束参数」)，诸如上述波长、脉冲持续时间、重复速率及功率，以及其他参数，诸如光斑尺寸、光斑强度、积分通量或类似参数或其组合，皆可经选择以使得光束202于第一主表面102处的光斑204具有强度及积分通量，其足以避免基板100的不合需要的过热(其可引起基板100的第一主表面102处切除或汽化)。在一实施例中，光斑204可具有椭圆形，其长径约50mm而短径约5mm。然而要了解，光斑204可具有任何尺寸且可以任何形状来提供(例如，环形、线形、正方形、梯形或类似形状或其组合)。
可借由调整一或多个加热参数、冷却参数、弯曲参数及/或上述光束参数来调整经改变应力带参数，诸如宽度w1、经改变应力带内的最大经改变应力、沿基板100的厚度方向的最大经改变应力的位置及类似者。示范性加热参数包括对基板100加热的温度、基板100的所加热的面积、任何冷却机构连同加热的使用，或类似参数或其组合。
第5图及第6图为例示沿如第2图所示的经改变应力带来分离基板的制程的一实施例的横截面视图。
在一实施例中，上述经改变应力带参数可经选择以确保阻止基板100沿经改变应力带200自发地分离。在此实施例中，可执行一或多种额外制程以在形成经改变应力带200之后于基板100内部形成通气裂纹。该通气裂纹的宽度、深度、尺寸等等可经选择及/或调整(例如，基于一或多个额外制程的参数来选择及/或调整)以确保基板100可于形成通气裂纹后沿引导路径112分离。因此，通气裂纹及经改变应力带200可经配置以使得基板100可于形成通气裂纹后沿引导路径112分离。通气裂纹可以任何方式形成。例如，通气裂纹可由以下形成：于基板100上的激光辐射、机械地冲击基板100、化学腐蚀基板100、冷却基板100或类似者或其组合。
当借由定向激光辐射于基板100上来形成通气裂纹时，激光辐射可具有大于100nm的至少一波长。在一实施例中，激光辐射可具有小于11μm的至少一波长。例如，激光辐射可具有小于3000nm的至少一波长。在另一实施例中，激光辐射具有选自由以下组成的群的至少一波长：266nm、523nm、532nm、543nm、780nm、800nm、1064nm、1550nm、10.6μm或类似波长。在一实施例中，该激光辐射可定向至经改变应力带200中，经改变应力带200外部，或其组合。类似地，该激光辐射可定向于基板100的主表面的边缘处或远离该主表面的边缘。在一实施例中，激光辐射可具有位于基板100外部或至少部分地与基板100的任何部分重合的束腰。在另一实施例中，用于形成通气裂纹的激光辐射可如2012年2月28日申请的标题为「METHOD AND APPARATUS FORSEPARATION OF STRENGTHENED GLASS AND ARTICLES PRODUCEDTHEREBY」的美国临时申请案第61/604，380号(代理人案号第E129:P1号)示范性所述来提供，该美国临时申请案的内容以引用的方式并入本文。当借由机械地冲击基板100来形成通气裂纹时，基板100的一部分可借由任何适合的方法(例如，借由撞击、研磨、切割或类似方法或其组合)移除。当借由化学腐蚀基板100来形成通气裂纹时，基板100的一部分可于接触蚀刻剂(例如，干蚀刻剂、湿蚀刻剂或类似物或其组合)之后移除。当借由冷却基板100来形成通气裂纹时，基板100的一部分可与散热片(例如，可操作以喷射冷却剂于基板上的喷嘴，或类似物或其组合)接触。
在其他实施例中，通气裂纹可表征为：由移除基板100的一部分来形成。参照第5图，根据一实施例的通气裂纹可由移除基板100的一部分形成，以便沿引导路径112形成一起始沟槽，诸如起始沟槽500。因此，起始沟槽500可与经改变应力带200对准。然而在另一实施例中，起始沟槽500可与引导路径112间隔分开，以便不与经改变应力带200对准。在此实施例中，起始沟槽500仍足够接近于引导路径112以便起始一裂纹，该裂纹可传播至经改变应力带200。起始沟槽500的宽度可大于、小于或等于经改变应力带200的宽度w1。如示范性所例示，起始沟槽500的长度(例如沿第1A图所示的引导路径112来量测)小于经改变应力带200的长度(例如，亦沿引导路径112来量测)。然而在其他实施例中，起始沟槽500的长度可等于或大于经改变应力带200的长度。
如示范性所例示，起始沟槽500延伸至深度d4，以使得下表面502延伸至经改变张力区110c'中。然而在另一实施例中，起始沟槽500可几乎延伸至经改变张力区110c'或延伸至经改变压缩区110a'与经改变张力区110c'之间的边界。类似于深度d1，起始沟槽500的深度d4可界定为自形成该起始沟槽的基板100的实体表面(例如第一主表面102，如示范性所例示)至起始沟槽500的下表面502的距离。当大于d1时，d4可在大于d15％(或小于5％)至100％(或100％以上)的范围内。当小于d1时，d4可在小于d11％(或小于1％)至90％(或90％以上)的范围内。在一实施例中，上述光束参数、扫描参数、束腰置放参数或类似参数或其组合可经选择以使得d4可为至少20μm、至少30μm、至少40μm、至少50μm、大于50μm、小于20μm，或类似者。在另一实施例中，d4可为约40μm或约50μm。起始沟槽500可由任何所要的方法形成。例如，起始沟槽500可由以下形成：定向激光辐射于基板100上、机械地冲击基板100(例如借由切割、研磨等等)、化学腐蚀基板100或类似者或其组合。
在形成通气裂纹后，通气裂纹自发地沿经改变应力带200传播以沿引导路径112分离基板100。例如，且参照第6图，通气裂纹的前缘600可沿箭头602所指示的方向沿经改变应力带200传播。参考数字604标识基板100的一部分的新边缘表面，其已沿引导路径112分离。在裂纹600沿经改变应力带200的长度传播之后，基板100完全分离成强化玻璃物品(本文亦称为「物品」)。因为基板100加热至低于基板的玻璃转变温度的一点，所以不会于物品中产生表面损伤。因此，物品的强度可至少大体上得以维持。
虽然上文论述的制程描述在形成经改变应力带200之后形成通气裂纹，但是要了解，制程可反向∶经改变应力带200可在形成通气裂纹之后形成。在此实施例中，通气裂纹可经形成以使得阻止基板100自发地分离直至经改变应力带200形成为止。
借由本文示范性所述的制程产生的强化玻璃物品可用作保护盖板(如本文所用，术语「盖板」包括窗户或类似物)以用于显示器及触控屏幕应用，诸如但不限于可携式通讯及娱乐设备，诸如电话、音乐播放器、视讯播放器或类似物；及用作用于信息相关终端机(IT)(例如，便携计算机、膝上型计算机等等)设备的显示屏幕；以及用于其他应用。要了解，如上示范性所述的物品可使用任何所要装置来形成。第7图示意地例示装置的一实施例，该装置经配置以执行就第2图至第6图而言来示范性地描述的制程。
参照第7图，诸如装置700的装置可分离诸如基板100的强化玻璃基板。装置700可包括工件定位***及应力改变***。
通常，工件支撑***经配置以支撑基板100，以使得第一表面102面朝应力改变***且使得借由应力改变***产生的激光束202可定位于如上就第2B图而言来示范性地描述的基板100上。如示范性所例示，工件支撑***可包括经配置以支撑基板100的支撑构件，诸如卡盘702；及经配置以移动该卡盘702的可移动平台704。发明人现已发现裂纹600沿行引导路径112的紧密度有时可得以改良，当引导路径112延伸通向的边缘表面远离卡盘702时(亦即，当第二主表面104的邻接边缘表面106a及106b的部分与卡盘702间隔分开时)。因此，卡盘702可经配置以仅接触基板100的第二主表面104的一部分(例如，如所例示)。例如，卡盘702可支撑基板100，以使得第一主表面102及第二主表面104的邻接边缘表面106a及106b的部分(亦即，引导路径延伸通向的边缘表面)与卡盘702间隔分开。然而在其他实施例中，卡盘702可接触第二主表面104的整体。通常，可移动平台704经配置以相对于应力改变***横向地移动卡盘702。因此，可移动平台704可经操作来引起基板100上借由激光束202产生的光斑(例如上述光斑204)相对于基板100加以扫描。
在所例示实施例中，应力改变***包括激光***，其经配置以沿光径定向激光束202。如示范性所例示，激光***可包括激光706，其经配置以产生激光束702a；及可选光学总成708，其经配置以聚焦光束702a以产生束腰(其可位于基板100外部)。光学总成708可包括透镜且可沿由箭头708a所指示的方向移动来改变光束202的束腰相对于基板100的位置(例如沿z轴)。激光***可进一步包括光束改变***710，其经配置以将光束202的束腰相对于基板100及工件支撑***横向地移动。在一实施例中，光束改变***710可包括电流计、快速导引镜、声光偏转器、电光偏转器、多边形扫描镜或类似物或其组合。因此，光束改变***710可经操作以使光束202相对于基板100加以扫描，如以上就第2B图而言所论述。另外或替代地，光束改变***710可包括一或多个透镜，其经配置以将光束702a成形成线形光束、椭圆形光束或类似物或其组合。
虽然应力改变***已于上文如包括上述激光***来描述，但是要了解，应力改变***可包括其他组件，如该激光***的附加物或该激光***的替代物。例如，应力改变***可包括偏置构件(未示出)，其可操作以对基板100施压，以便于基板100内产生弯曲力矩。该偏置构件可例如包括杆、梁、销或类似物或其组合。在另一实例中，应力改变***可包括热源，其可操作以加热基板100的一部分。热源可例如包括白炽灯、陶器加热器、石英加热器、石英钨加热器、碳加热器、燃气加热器、半导体加热器、微加热器、加热器核或类似物或其组合。
装置700可进一步包括控制器712，其以可通讯方式耦接至应力改变***的一或多个组件、耦接至工件支撑***的一或多个组件或其组合。控制器可包括处理器714及存储器716。处理器714可经配置以执行借由存储器716储存的指令，以便控制应力改变***、工件支撑***或其组合中至少一组件的操作，以便可执行如上就第1图至第6图而言来示范性地描述的实施例。
通常，处理器714可包括定义各种控制功能的运算逻辑(未示出)，且可呈专用硬件形式，诸如固线式状态机、执行可程序化指令的处理器及/或呈如熟习此项技术者将思及的不同形式。运算逻辑可包括数字电路、模拟电路、软件或此等类型中任何类型的混合组合。在一实施例中，处理器714包括可程序化微控器微处理器或其他处理器，该等其他处理器可包括一或多个经布置以根据运算逻辑来执行储存于存储器716中的指令的处理单元。存储器716可包括一或多种类型，包括半导体、磁性及/或光学种类，及/或可为依电性及/或非依电性种类。在一实施例中，存储器716储存可借由运算逻辑执行的指令。或者或另外，存储器716可储存借由运算逻辑调处的数据。在一布置中，运算逻辑及内存皆包括于控制器/处理器形式的运算逻辑中，该运算逻辑管理且控制装置700的任何组件的操作态样，尽管在其他布置中，其可为独立的。
在一实施例中，控制器712可控制应力改变***及工件定位***中一者或两者的操作以使用激光706形成起始沟槽500。在另一实施例中，控制器712可控制应力改变***、工件定位***及通气裂纹起始***中至少一者的操作以形成起始沟槽500。
在一实施例中，诸如通气裂纹起始***718的通气裂纹起始***可包括于装置700内部。通气裂纹起始***718可包括通气裂纹起始设备720，其可操作以形成上述起始沟槽400。通气裂纹起始设备720可耦接至定位总成722(例如，双轴机器人)，该定位总成经配置以移动通气裂纹起始设备720(例如，沿借由箭头718a及718b中一者或两者所指示的方向移动)。通气裂纹起始设备720可包括砂轮、切刀、激光源、蚀刻剂喷嘴、散热片或类似物或其组合。在一实施例中，散热片可提供为被动型散热片(例如，其借由使热耗散至空气中来冷却基板100)，或提供为主动型散热片(例如，其可操作以自出口或喷嘴喷射液体及/或气态冷却剂于基板100上)。可喷射于基板100上的示范性液体及气体包括空气、氦、氮或类似物或其组合。通气裂纹可借由于已经形成缺陷的一区域使用散热片冷却基板100而形成。该缺陷可以任何方式形成，且在一实施例中可使用切刀形成。
在另一实施例中，另一通气裂纹起始***可包括诸如激光724的激光，其可操作来产生光束且定向该光束至上述激光***中，从而促进起始沟槽500的形成。在又一实施例中，另一通气裂纹起始***可包括辅助激光***，其经配置以产生激光束726，该激光束足以如上示范性所述形成起始沟槽500。因此，辅助激光***可包括激光728，其可操作以产生光束728a；光学总成730(例如透镜)，其经配置以聚焦该聚焦光束728a以便定向聚焦光束726至基板100。
前文说明本发明的实施例，且不欲解释为本发明的限制。虽然已描述本发明的少数示例实施例，但熟习此项技术者将易了解，在实质上不脱离本发明的新颖教示内容及优点的情况下，可能在示例实施例中进行许多修改。因此，所有此等修改意欲包括在如申请专利范围所界定的本发明的范畴内。因此，应理解，前文说明本发明且不欲解释为将本发明限于所揭示的本发明的特定示例实施例，并且对所揭示的示例实施例以及其他实施例的修改皆欲包括在附加申请专利范围的范畴内。本发明借由以下申请专利范围来界定，其中包括该申请专利范围的等效物。

Claims (22)

1.一种方法，其包括∶
提供一基板，该基板具有一第一主表面、一位于该基板的内部中的张力区及介于该第一主表面与该张力区之间的一压缩区，其中该基板的一第一部分具有一初步应力；
形成沿该基板内的一引导路径延伸的一经改变应力带，以使得该基板的该第一部分位于该经改变应力带内，其中该基板中于该经改变应力带内部的该部分具有不同于该初步应力的一经改变应力；及
在形成该经改变应力带之后，于该第一主表面中形成一通气裂纹，
其中该通气裂纹及该经改变应力带经配置以使得该基板可于形成该通气裂纹后沿该引导路径分离。
2.如权利要求1所述的方法，其中该基板的该部分配置于该张力区内。
3.如权利要求1所述的方法，其中该基板的该部分配置于该压缩区内。
4.如权利要求1所述的方法，其中该初步应力为一拉应力。
5.如权利要求4所述的方法，其中该经改变应力为一拉应力，其量值大于该初步拉应力。
6.如权利要求1所述的方法，其中该基板包括与该第一主表面相对的一第二主表面及自该第一主表面延伸至该第二主表面的一边缘表面，其中该引导路径延伸至该边缘表面且其中形成该通气裂纹包括∶
使该第一主表面及该第二主表面的至少一者与经配置以支撑该基板的支撑构件接触，其中该第一主表面及该第二主表面的至少一者的邻接该边缘表面的一部分与该支撑构件间隔分开；及
于借由该支撑构件支撑的该基板内形成该通气裂纹。
7.如权利要求1所述的方法，其中该基板为一强化玻璃基板。
8.如权利要求1所述的方法，其中该基板具有大于200μm的厚度。
9.如权利要求1所述的方法，其中该强化玻璃基板具有小于10mm的厚度。
10.如权利要求1所述的方法，其中形成该经改变应力带包括加热该基板。
11.如权利要求10所述的方法，其中该基板为一强度玻璃基板且其中加热该基板包括加热该基板的该第一主表面至小于该基板的玻璃转变温度的温度。
12.如权利要求10所述的方法，其中该基板为一强度玻璃基板且其中加热该基板包括加热该基板的与该第一主表面相对的一第二主表面至小于该基板的玻璃转变温度的温度。
13.如权利要求10所述的方法，其中该基板为一强度玻璃基板且其中加热该基板包括加热该基板至超过该基板的该玻璃转变温度的70％的温度。
14.如权利要求10所述的方法，其中加热该基板包括引导至少一激光束至该基板上。
15.如权利要求14所述的方法，其中引导该至少一激光束至该基板上包括沿该引导路径扫描该至少一激光束。
16.如权利要求1所述的方法，其中该引导路径的至少一部分沿一直线延伸。
17.如权利要求1所述的方法，其中该引导路径的至少一部分沿一曲线延伸。
18.如权利要求1所述的方法，其中形成该通气裂纹包括选自由以下组成的群组的至少一者：导引一激光辐射至该基板上、机械地冲击该基板及冷却该基板。
19.一种方法，其包括∶
提供一基板，该基板具有第一主表面、与该第一主表面相对的一第二主表面、自该第一主表面延伸至该第二主表面的一边缘表面、该基板的一内部中的一张力区及介于该第一主表面与该张力区之间的一压缩区，其中该基板的一部分具有一初步应力；
使该第一主表面及该第二主表面的至少一者与经配置以支撑该基板的支撑构件接触，其中该第一主表面及该第二主表面的至少一者的邻接该边缘表面的一部分与该支撑构件间隔分开；
于该第一主表面中形成一通气裂纹，其中该通气裂纹与延伸至该边缘表面的一引导路径对准；
在形成该通气裂纹之后，形成沿该基板内的该引导路径延伸的一经改变应力带，以使得该基板的该部分位于该经改变应力带内，其中该基板中于该经改变应力带内部的该部分具有不同于该初步应力的一经改变应力；及
其中该通气裂纹及该经改变应力带经配置以使得该基板可于形成该经改变应力带后沿该引导路径分离。
20.一种装置，其用于分离一基板，该基板具有一第一主表面、一位于该基板的内部中的张力区及介于该第一主表面与该张力区之间的一压缩区，其中该基板的一部分具有一初步应力，该装置包括∶
一应力改变***，其经配置以形成沿该基板内的一引导路径延伸的经改变应力带，以使得该基板的该部分位于该经改变应力带内且具有不同于该初步应力的一经改变应力；
一通气裂纹起始***，其经配置以于该第一主表面中形成一通气裂纹；及
一控制器，其耦接至该应力改变***及该通气裂纹起始***，该控制器包括∶
一处理器，其经配置以执行指令来控制该应力改变***及该通气裂纹起始***，以便∶
形成沿该引导路径延伸的该经改变应力带且于该第一主表面中形成该通气裂纹，以使得该基板可沿该引导路径分离；及
一存储器，其经配置以储存该等指令。
21.如权利要求20所述的装置，其中该基板进一步具有与该第一主表面相对的一第二主表面及自该第一主表面延伸至该第二主表面的一边缘表面，其中该装置进一步包括∶
一工件支撑***，其经配置以支撑该基板，其中该工件支撑***包括一支撑构件，其经配置以接触该第一主表面及该第二主表面的至少一者，以使得该第一主表面及该第二主表面的至少一者的邻接该边缘表面的一部分与该支撑构件间隔分开。
22.一种制品，其包括借由根据如权利要求1所述的方法分离一玻璃基板而生产的一强化玻璃块。
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