JP2014043363A - Reinforced glass member working method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス層の上に形成された強化層を有する強化ガラス部材を加工するための強化ガラス部材加工方法に関する。 The present invention relates to a tempered glass member processing method for processing a tempered glass member having a tempered layer formed on a glass layer.
ガラス部材を加工するための従来の技術として、例えば、特許文献1に記載のガラス基板面取り方法が知られている。このガラス基板面取方法では、ガラス基板の稜線部付近に局所的にレーザ光を照射することにより、局所的熱膨張に伴う熱応力によってクラックを生じさせる。そして、ガラス基板の稜線部に沿ってレーザ光を走査することにより、稜線部に沿ってクラックを成長させ、ガラス基板から稜線部を剥離する。
As a conventional technique for processing a glass member, for example, a glass substrate chamfering method described in
ところで、現在、例えばスマートフォンといった携帯端末やディスプレイ等への強化ガラス部材の利用が期待されている。それに伴って、現在、強化ガラス部材の加工の要求が高まっている。強化ガラス部材は、通常のガラスからなるガラス層と、そのガラス層の上に形成され圧縮応力を保持する強化層とを有している。このため、強化ガラス部材は、従来の工具切削等により強化層を切削して加工しようとすると、強化層の圧縮応力によって破損が生じるおそれがあり、加工が困難であった。 By the way, at present, the use of tempered glass members for mobile terminals such as smartphones and displays is expected. In connection with it, the request | requirement of the process of a tempered glass member is increasing now. The tempered glass member has a glass layer made of ordinary glass and a tempered layer that is formed on the glass layer and holds compressive stress. For this reason, when trying to process the tempered glass member by cutting the tempered layer by conventional tool cutting or the like, the tempered glass member may be damaged due to the compressive stress of the tempered layer, which makes it difficult to process.
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、強化層の圧縮応力に起因した破損を抑制しつつ容易に強化ガラス部材を加工可能な強化ガラス部材加工方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it is a subject to provide the tempered glass member processing method which can process a tempered glass member easily, suppressing the damage resulting from the compressive stress of a reinforced layer. And
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、加工対象物にレーザ光を照射することによりその加工対象物の一部分を剥離する技術が、強化ガラスに対して適用可能であることを見出した。本発明は、本発明者らがそのような知見に基づいて更なる研究を重ねた結果になされたものである。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors can apply a technique for peeling a part of the processing object by irradiating the processing object with laser light to tempered glass. I found out. The present invention has been made as a result of further studies by the present inventors based on such findings.
すなわち、本発明に係る強化ガラス部材加工方法は、ガラス層とガラス層の上に形成され表面を含む第1強化層とを有し、加工予定ラインが設定された強化ガラス部材を用意する第1工程と、加工予定ラインに沿って第1強化層にレーザ光を照射することにより、加工予定ラインに沿って部分的にガラス層から第1強化層を剥離し、加工予定ラインに沿って表面側にガラス層を露出する第2工程と、を備えることを特徴とする。 That is, the tempered glass member processing method according to the present invention is a first method of preparing a tempered glass member having a glass layer and a first tempered layer formed on the glass layer and including the surface, and having a planned processing line set. By irradiating the first reinforcing layer with the laser beam along the process and the planned processing line, the first reinforcing layer is partially peeled from the glass layer along the planned processing line, and the surface side along the planned processing line. And a second step of exposing the glass layer.
この強化ガラス部材加工方法においては、まず、ガラス層の上に形成せれた第1強化層を有する強化ガラス部材を用意する。そして、加工予定ラインに沿って第1強化層にレーザ光を照射することにより、加工予定ラインに沿って第1強化層を剥離してガラス層を露出させる。このように、加工予定ラインに沿って第1強化層を剥離してガラス層を露出させれば、露出したガラス層に対して従来の工具切削やレーザスクライブ等を用いて加工を行うことが可能となる。よって、この強化ガラス部材加工方法によれば、強化層の圧縮応力に起因した破損を抑制しつつ容易に強化ガラス部材の加工が可能となる。 In this tempered glass member processing method, first, a tempered glass member having a first tempered layer formed on a glass layer is prepared. Then, by irradiating the first reinforcing layer with the laser beam along the planned processing line, the first reinforcing layer is peeled along the planned processing line to expose the glass layer. In this way, if the first reinforcing layer is peeled along the planned processing line to expose the glass layer, the exposed glass layer can be processed using conventional tool cutting, laser scribing, or the like. It becomes. Therefore, according to this method for processing a tempered glass member, it is possible to easily process the tempered glass member while suppressing breakage due to the compressive stress of the tempered layer.
本発明に係る強化ガラス部材加工方法においては、強化ガラス部材は、ガラス層の上に形成され裏面を含む第2強化層を有し、加工予定ラインに沿って第2強化層にレーザ光を照射することにより、加工予定ラインに沿って部分的にガラス層から第2強化層を剥離し、加工予定ラインに沿って裏面側にガラス層を露出する第3工程をさらに備えることができる。このように、表面及び裏面に強化層が形成されている場合には、それぞれの強化層を部分的に剥離してガラス層を露出させることが効果的である。 In the tempered glass member processing method according to the present invention, the tempered glass member has a second tempered layer formed on the glass layer and including the back surface, and irradiates the second tempered layer with laser light along the planned processing line. By doing, it can further comprise the 3rd process which exfoliates a 2nd reinforcement layer from a glass layer partially along a process schedule line, and exposes a glass layer to the back side along a process schedule line. Thus, when the reinforcement layer is formed in the surface and the back surface, it is effective to peel each reinforcement layer partially and to expose a glass layer.
本発明に係る強化ガラス部材加工方法においては、加工予定ラインは、強化ガラス部材の一端から他端まで延在しており、加工予定ラインに沿って露出したガラス層を加工して強化ガラス部材を切断する第4工程をさらに備えることができる。この場合、破損を抑制しつつ強化ガラス部材を切断することができる。 In the tempered glass member processing method according to the present invention, the planned processing line extends from one end of the tempered glass member to the other end, and the tempered glass member is processed by processing the glass layer exposed along the planned processing line. A fourth step of cutting may further be provided. In this case, the tempered glass member can be cut while suppressing breakage.
本発明に係る強化ガラス部材加工方法においては、加工予定ラインに沿って露出したガラス層を切削することにより強化ガラス部材に溝又は貫通孔を形成する第5工程をさらに備えることができる。この場合、破損を抑制しつつ強化ガラス部材に溝又は貫通孔を形成することができる。 The tempered glass member processing method according to the present invention may further include a fifth step of forming a groove or a through hole in the tempered glass member by cutting the glass layer exposed along the planned processing line. In this case, a groove or a through hole can be formed in the tempered glass member while preventing breakage.
本発明によれば、強化層の圧縮応力に起因した破損を抑制しつつ容易に強化ガラス部材を加工可能な強化ガラス部材加工方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the tempered glass member processing method which can process a tempered glass member easily can be provided, suppressing the damage resulting from the compressive stress of a reinforced layer.
以下、本発明の一実施形態に係る強化ガラス部材加工方法ついて、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a tempered glass member processing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態に係る強化ガラス部材加工方法では、まず、図1に示されるように、加工対象物としての強化ガラス部材1を用意する(第1工程)。強化ガラス部材1は、矩形板状を呈しており、表面3及び裏面4を有している。強化ガラス部材1には、加工予定ライン5が設定されている。加工予定ライン5は、ここでは、強化ガラス部材1の一端から他端まで直線状に延在する仮想線であるが、強化ガラス部材1の加工の態様に応じて任意の形状に設定することができる。また、加工予定ライン5は、仮想線に限らず、強化ガラス部材1の表面3や裏面4等に実際に引かれた線であってもよい。
In the tempered glass member processing method according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 1, a
強化ガラス部材1は、通常のガラスからなるガラス層(母材ガラス)10と、ガラス層10の上に形成された強化層(第1強化層)11及び強化層(第2強化層)12とを有している。強化層11及び強化層12は、圧縮応力を保持している。強化層11は、強化ガラス部材1の表面3を含む。強化層12は、強化ガラス部材1の裏面4を含む。したがって、強化層11と強化層12とは、ガラス層10を挟んで互いに対向している。強化層11及び強化層12の厚さは、それぞれ、例えば50μm程度である。なお、強化ガラス部材1においては、その側面を含むようにガラス層10の上に強化層が形成されていてもよい。
The
このような強化ガラス部材1は、例えば、通常のガラス部材をカリウム溶液に浸けこんで、外表面のナトリウムイオンとカリウムイオンとを置換することにより、その外表面に圧縮応力層(強化層)を形成することよって製造することができる(化学強化法)。
Such a
続く工程では、図2及び図3に示されるように、加工予定ライン5に沿って強化層11にレーザ光L1を照射することにより、加工予定ライン5に沿って部分的にガラス層10から強化層11を剥離(除去)し、加工予定ライン5に沿って表面3側にガラス層10を露出させる(第2工程)。この工程について詳細に説明する。
In the subsequent process, as shown in FIGS. 2 and 3, the reinforcing
この工程では、図2に示されるように、強化ガラス部材1の表面3をレーザ光L1の入射面とする。そして、レーザ光L1のビームスポットSPを、表面3(強化層11)に位置させつつ強化ガラス部材1の一端から他端にわたって加工予定ライン5に沿って相対移動させる(すなわち、強化層11に対して矢印A方向にレーザ光L1を走査する)。これにより、図2の(b)に示されるように、レーザ光L1のビームスポットSPの移動に伴って、加工予定ライン5に沿って部分的にガラス層10から強化層11(及びガラス層10の一部)がめくり上がるようにして剥離される。
In this step, as shown in FIG. 2, the
強化層11の剥離は、レーザ光L1の照射で強化ガラス部材1が加熱され、その加熱によって生じるせん断力に応じてビームスポットSPの移動方向(レーザ光L1の走査方向)に連続的に強化ガラス部材1に亀裂が生じ、その後に、強化ガラス部材1の表面3が自然空冷により収縮することによって生じるものと考えられる。このような強化層11の剥離により、図3に示されるように、強化ガラス部材1の一端から他端にわたって加工予定ライン5に沿うように表面3に溝13が形成され、表面3側にガラス層10が露出する。なお、図3の(b)は、図3の(a)のIII−III線に沿っての強化ガラス部材の断面図である。
The tempered
続く工程では、上記工程と同様にして、加工予定ライン5に沿って強化層12にレーザ光L1を照射することにより、加工予定ライン5に沿って部分的にガラス層10から強化層12(及びガラス層10の一部)を剥離し、加工予定ライン5に沿って裏面4側にガラス層10を露出させる(第3工程)。これにより、図4に示されるように、強化ガラス部材1の一端から他端にわたって加工予定ライン5に沿うように裏面4に溝14が形成され、裏面4側にもガラス層10が露出する。
In the subsequent step, the reinforcing
なお、図4の(b)は、図4の(a)のIV−IV線に沿っての強化ガラス部材の断面図である。また、表面3側及び裏面4側におけるガラス層10の露出位置(すなわち、溝13及び溝14の位置)は、強化ガラス部材1の厚さ方向(すなわち、表面3及び裏面4に垂直な方向)について互いに対応した位置となる。また、レーザ光L1の光源としては、例えばCO2レーザを用いることができる。レーザ光L1の照射条件は、強化ガラス部材1の厚さ方向について、溝13及び溝14がガラス層10に達するように設定される。
4B is a cross-sectional view of the tempered glass member taken along the line IV-IV in FIG. Further, the exposed position of the
続く工程では、加工予定ライン5に沿って露出したガラス層10に所定の加工を施し、加工予定ライン5に沿って強化ガラス部材1を切断する(第4工程)。この工程においては、すでに加工予定ライン5に沿ってガラス層10が露出しているので、従来のガラスを切断するための任意の技術(例えば工具切削やレーザスクライブ等)を適用することができるが、本実施形態においては、次のようにして強化ガラス部材1を切断する。
In the subsequent process, the
すなわち、この工程においては、図5の(a)に示されるように、強化ガラス部材1にレーザ光L2を照射して、強化ガラス部材1の内部に改質領域7を形成する。より具体的には、ガラス層10の露出した部分(溝13又は溝14の内面部分)をレーザ光L2の入射部とし、ガラス層10の内部にレーザ光L2の集光点Pを位置させる。そして、強化ガラス部材1の一端から他端にわたって加工予定ライン5に沿うようにレーザ光L2の集光点Pを相対移動させることにより、加工予定ライン5に沿って改質領域7を形成する。その後、改質領域7から生じた割れ8を溝13及び溝14まで伸展させることにより、図5の(b)に示されるように強化ガラス部材1を切断する。
That is, in this step, as shown in FIG. 5A, the tempered
なお、このとき形成される改質領域7は、溶融処理領域(一旦溶融後に再固化した領域、溶融状態にある領域、及び溶融状態から再固化する途中の状態にある領域の少なくとも一つを含む領域を意味する)やクラック領域等を含む。また、レーザ光L2がパルスレーザ光である場合には、改質領域7は、1パルスのショット(つまり1パルスのレーザ照射:レーザショット)によって形成される改質スポットの集合として構成される。また、改質領域7は、改質スポットから延びる複数の亀裂を含む場合がある。
The reformed
以上説明したように、本実施形態に係る強化ガラス部材加工方法においては、まず、ガラス層10の上に形成された強化層11,12を有する強化ガラス部材1を用意する。そして、加工予定ライン5に沿って強化層11,12にレーザ光L1を照射することにより、加工予定ライン5に沿って強化層11,12(及びガラス層10の一部)を剥離してガラス層10を露出させる。
As described above, in the tempered glass member processing method according to the present embodiment, first, the tempered
このように、加工予定ライン5に沿って強化層11,12を剥離してガラス層10を露出させれば、露出したガラス層10に対して従来の工具切削やレーザスクライブ、或いは上述したレーザ加工方法等を用いて加工(ここでは切断)を行うことができる。よって、この強化ガラス部材加工方法によれば、強化層11の圧縮応力に起因した破損を抑制しつつ容易に強化ガラス部材1を切断することができる。
As described above, if the reinforcing
以上の実施形態は、本発明に係る強化ガラス部材加工方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る強化ガラス部材加工方法は、上述したものに限定されない。本発明に係る強化ガラス部材加工方法は、特許請求の範囲に記した各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したものを任意に変更することができる。 The above embodiment demonstrates one Embodiment of the tempered glass member processing method which concerns on this invention. Therefore, the tempered glass member processing method according to the present invention is not limited to the above-described method. In the method for processing a tempered glass member according to the present invention, the above-described method can be arbitrarily changed without changing the gist of each claim described in the claims.
例えば、上記実施形態においては、強化ガラス部材1を切断する場合について説明したが、本発明に係る強化ガラス部材加工方法はこれに限定されず、強化ガラス部材1に溝や貫通孔を形成する場合についても適用することができる。その場合には、図6の(a)に示されるように、まず、強化ガラス部材1に対して、溝形成や貫通孔形成のための加工領域ARを設定する。
For example, in the said embodiment, although the case where the tempered
ここでは、加工領域ARは、強化ガラス部材1の外周部から所定距離内側に位置し、矩形状を呈している。加工領域ARの位置・形状については、所望する加工の態様に応じて任意に設定することができる。また、ここでは、加工予定ライン5は、加工予定ライン5に沿ってレーザ光L1を照射したときに、レーザ光L1のビームスポットSPが加工領域ARの全体に及ぶように、加工領域AR内において蛇行するように設定されている。
Here, the processing area AR is located inside a predetermined distance from the outer peripheral portion of the tempered
続いて、上記実施形態で説明したように、加工予定ライン5に沿って強化層11にレーザ光L1を照射することにより、加工予定ライン5に沿って部分的に強化層11(及びガラス層10の一部)を剥離する。これにより、図6の(b)に示されるように加工領域ARに対応した形状に溝15が形成され、ガラス層10が露出する。
Subsequently, as described in the above embodiment, the reinforcing
その後は、加工予定ライン5に沿って(すなわち、加工領域ARに対応した形状で)露出したガラス層10を切削することにより、図7の(a)に示されるように、表面3側に開放された溝16を強化ガラス部材1に形成する、或いは、図7の(b)に示されるように、表面3と裏面4とを連通する貫通孔17を強化ガラス部材1に形成する(第5工程)。この工程では、すでに加工領域ARに応じた形状でガラス層10が露出しているので、例えば工具切削やレーザスクライブ等の任意の従来の技術を利用することができる。
Thereafter, the exposed
なお、強化ガラス部材1に貫通孔17を形成する場合には、加工予定ライン5に沿って強化層12にレーザ光L1を照射し、加工予定ライン5に沿って部分的に強化層12(及びガラス層10の一部)を剥離して、加工領域ARに対応した形状でガラス層10を露出させておくことが望ましい。
When the through
以上のように、レーザ光L1の照射によって強化層11(及び強化層12)を剥離してガラス層10を露出させれば、従来の工具切削やレーザスクライブ等によってガラス層10を切削することが可能となるので、強化層の圧縮応力に起因した破損を抑制しつつ容易に強化ガラス部材に溝16や貫通孔17を形成することができる。
As described above, if the
なお、上記実施形態においては、強化ガラス部材1は、ガラス層10の両側に強化層(強化層11,12)が形成されているものとしたが、強化ガラス部材1は、ガラス層10の一方の側のみに強化層が形成されているものであってもよい。また、強化ガラス部材1は、矩形板状に限らず、任意の形状のものを利用することができる。
In the above embodiment, the tempered
1…強化ガラス部材、3…表面、4…裏面、5…加工予定ライン、10…ガラス層、11…強化層、12…強化層、16…溝、17…貫通孔、L1…レーザ光。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記加工予定ラインに沿って前記第1強化層にレーザ光を照射することにより、前記加工予定ラインに沿って部分的に前記ガラス層から前記第1強化層を剥離し、前記加工予定ラインに沿って前記表面側に前記ガラス層を露出する第2工程と、
を備えることを特徴とする強化ガラス部材加工方法。 A first step of preparing a tempered glass member having a glass layer and a first tempered layer formed on the glass layer and including a surface;
By irradiating the first reinforcing layer with the laser beam along the planned processing line, the first reinforcing layer is partially peeled from the glass layer along the planned processing line, and along the processing planned line. A second step of exposing the glass layer on the surface side,
A tempered glass member processing method comprising:
前記加工予定ラインに沿って前記第2強化層にレーザ光を照射することにより、前記加工予定ラインに沿って部分的に前記ガラス層から前記第2強化層を剥離し、前記加工予定ラインに沿って前記裏面側に前記ガラス層を露出する第3工程をさらに備える、ことを特徴とする請求項1に記載の強化ガラス部材加工方法。 The tempered glass member has a second tempered layer formed on the glass layer and including a back surface,
By irradiating the second reinforcing layer with the laser beam along the planned processing line, the second reinforcing layer is partially peeled from the glass layer along the planned processing line, and along the planned processing line. The tempered glass member processing method according to claim 1, further comprising a third step of exposing the glass layer on the back surface side.
前記加工予定ラインに沿って露出した前記ガラス層を加工して前記強化ガラス部材を切断する第4工程をさらに備える、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の強化ガラス部材加工方法。 The processing planned line extends from one end of the tempered glass member to the other end,
The tempered glass member processing method according to claim 1, further comprising a fourth step of processing the glass layer exposed along the planned processing line and cutting the tempered glass member.
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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