TWI466836B - 製造構件的方法 - Google Patents

製造構件的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI466836B
TWI466836B TW97106750A TW97106750A TWI466836B TW I466836 B TWI466836 B TW I466836B TW 97106750 A TW97106750 A TW 97106750A TW 97106750 A TW97106750 A TW 97106750A TW I466836 B TWI466836 B TW I466836B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
energy
line
introduction
controlled
energy introduction
Prior art date
Application number
TW97106750A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200918474A (en
Inventor
Claus Peter Kluge
Alexander Dohn
Michael Hemerle
Original Assignee
Ceramtec Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceramtec Ag filed Critical Ceramtec Ag
Publication of TW200918474A publication Critical patent/TW200918474A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI466836B publication Critical patent/TWI466836B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/09—Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/091—Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T225/00—Severing by tearing or breaking
    • Y10T225/10—Methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Description

製造構件的方法
本發明關於申請專利範圍第1項的一種製造構件的方法，其中在該構件的至少一表面側用下述方式產生一條切斷線或將斷裂線：首先在一道熱的處理或程序步驟中藉著引入能量而將該切斷線或將斷裂線局部加熱然後用一種冷媒驟然冷卻，使得在該構件中由於溫度變換而沿該切斷線或將斷裂線產生一道所要達成的裂痕或材料變弱部。
在德專利DE 103 27 360 A1提到了一種方法，其中在一陶瓷的至少一表面上施覆一金屬區域，且在施覆此至少一金屬區域之後，將該金屬－陶瓷基質沿著至少一條切斷或將斷裂線在一道熱處理或程序步驟中藉著引入能量而加熱，然後利用一冷媒急遽冷卻，使得在該金屬－陶瓷基質中由於此種溫度變更而沿著該切斷線或將斷裂線形成裂痕或材料變弱部。
此方法的缺點為：沿著該切斷線或將斷裂線往往不能形成(或只能不充分地形成)裂痕或材料變弱部。此外，在系列使用條件下，該斷裂力的散布寬度(Streubreite)不足。
本發明的目的在將上述那種方法改革，使得在所有情 況下能達成所要之裂痕形成與材料變弱部。
這種目的係利用申請專利範圍第1項的特點達成。
依本發明，沿該切斷線或將斷裂線在各位置將能量不對稱地引入，其中隔適當地短的時間間隔將該切斷線及將斷裂線的各位置施以至少二次相同強度或不同強度的能量引入作業，且因此使能量的分佈配合所要之裂縫形成或材料變弱的作用。
如此在所有的情況下都能有想要的裂縫形成或材料變弱部造成的作用。
出乎意料地，事實顯示，在所要造成之切斷線或將斷裂線的各位置首先需要引入較多能量，如此造成一種表面裂開。然後可藉著引入較少的能量產生該所要造成之切斷線或將斷裂線的深度。
舉例而言，構件可由陶瓷、玻璃或陶質(Porzellan)構成。基本上所要改質之構件其構成材料係能吸收所選用之能量種類者，俾確保所要達到的加熱的效率。
陶瓷構件可設計成平狀或呈三度空間式的物體形式。
舉例而言，陶瓷構件可設以金屬，或金屬、聚合物的組合。
不對稱的能量引入作用可藉著不同的程序步驟達成。
該能量引入作用的變換宜呈連續方式或分段式進行。如此配合所使用的材料，所造成能量引入作用和造成的切斷線或將斷裂位置的特性的協調要好得多。
茲配合圖式說明本發明。
依本發明，能量係利用一雷射或一紅外線源(例如一紅外線燈)加入。
在一第一實施例中能量係經一透鏡或面鏡系統或透鏡面鏡系統的組合引入，藉著調整該透鏡或面鏡系統控制能量引入作用。
在一第二實施例中，能量係利用至少二個雷射或紅外線源引入，因此至少使用一種雙光束程序。
在一本發明的實施例中，能量引入作用藉著改變能量引入作用的頻率及/或波長而控制。
在另一本發明的實施例中，將一光罩放到所要造成的切斷線或將斷裂線上，且能量引入作用藉著變換或移動該光罩而控制。
在又一本發明的實施例中，在該構件上至少一區域施覆一種材料，其吸收能力和該構件本身的材料相同或不同，且能量引入作用利用該層的吸收能力控制。
在再一本發明的實施例中，能量引入作用利用該構件之該所要造成的切斷線或將斷裂線以及該能源之間之相同或不同之變化的距離而控制。
一本發明的設計的特徵在於：能量引入作用由一側或數側作用到該基質上。
另一本發明的特點在：至少一個所用的能源的能量引入作用係呈對稱方式或不對稱方式分佈或對稱和不對稱的 娋合方式分佈。其優點在於：藉著將能量引入作用或焦點斑的幾何形狀依標的變更，可在能量引入的位置將施以能量的構件作所要的改變。在圖1~圖3顯示地形等高線(等能量線，單位為%)形式的不同之能量引入作用的等高線圖。
這種構件可利用切斷、鑽孔、開細孔、熔接、燒蝕(Ablation)等作處理。
圖1~圖3係不同能量引入作用的等能量線圖。

Claims (11)

  1. 一種製造構件的方法，其中在該構件的至少一表面側用下述方式產生一條切斷線或將斷裂線：首先在一道熱的處理或程序步驟中藉著引入能量而將該切斷線或將斷裂線局部加熱然後用一種冷媒驟然冷卻，使得在該構件中由於溫度變換而沿該切斷線或將斷裂線產生一道所要達成的裂痕或材料變弱部，其特徵在：沿該切斷線或將斷裂線在各位置將能量不對稱地引入，其中隔適當地短的時間間隔將該切斷線及將斷裂線的各位置施以至少二次不同強度的能量引入作業，且因此使能量的分佈配合所要之裂縫形成或材料變弱的作用，其中在所要造成之切斷線或將斷裂線的各位置先將較多的能量加入，如此造成表斷裂，然後將較少的能量加入，而使該些位置的較深之處造成斷裂。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：該能量引入作用的變換係呈連續方式或分段式。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該能量係利用雷射或一紅外線源引入者。
  4. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該能量引入作用係利用一透鏡或面鏡系統或透鏡/面鏡系統的組合而達成，並藉調整該透鏡或面鏡系統而控制能量引入作用。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該能量引入作用利用至少二個雷射裝置或紅外線源實 施，如此至少使用一種雙光束程序。
  6. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：該能量引入作用藉改變能量引入的頻率及/或波長而控制。
  7. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：將一光罩放到所要產生的切斷線或將斷裂線上，且將能量引入作用藉著將光罩改變或移動而作控制。
  8. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：在該構件上將至少一區域用一種材料施覆，該材料的吸收能力與構件本身的材料相同或不同，且利用該施覆之層的吸收能力控制能量引入作用。
  9. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：藉著該構件之所要造成的切斷線或斷裂線與能量之間的相同的或不同的變化的距離而控制能量引入作用。
  10. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：用一側或由數側將能量引入到該基質上。
  11. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：將至少一種所用之能源的能量引入作用作對稱分佈或作不對稱分佈或作對稱與不對稱分佈的組合。
TW97106750A 2007-02-28 2008-02-27 製造構件的方法 TWI466836B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007010126 2007-02-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200918474A TW200918474A (en) 2009-05-01
TWI466836B true TWI466836B (zh) 2015-01-01

Family

ID=39494536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW97106750A TWI466836B (zh) 2007-02-28 2008-02-27 製造構件的方法

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20100320249A1 (zh)
EP (1) EP2131994B1 (zh)
JP (1) JP5675110B2 (zh)
CN (1) CN101678510B (zh)
DE (1) DE102008000418A1 (zh)
DK (1) DK2131994T3 (zh)
ES (1) ES2436775T3 (zh)
PL (1) PL2131994T3 (zh)
PT (1) PT2131994E (zh)
SI (1) SI2131994T1 (zh)
TW (1) TWI466836B (zh)
WO (1) WO2008104560A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012103176B3 (de) * 2012-04-12 2013-05-29 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Einbringen von Trennrissen in ein Substrat
EP3299112A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-28 Etxe-Tar, S.A. Method of and system for welding using an energy beam scanned repeatedly in two dimensions
DE102020105650A1 (de) 2020-03-03 2021-09-09 Frank Carsten Herzog Strahllenkeinrichtung zum Lenken wenigstens eines Energiestrahls entlang einer Oberfläche

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420678B1 (en) * 1998-12-01 2002-07-16 Brian L. Hoekstra Method for separating non-metallic substrates
TW542763B (en) * 2001-07-16 2003-07-21 Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd Scribing device for fragile material substrate

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3709414A (en) * 1970-09-15 1973-01-09 Ppg Industries Inc Directional control for thermal severing of glass
DE3145278C2 (de) * 1981-11-14 1985-02-14 Schott-Zwiesel-Glaswerke Ag, 8372 Zwiesel Verfahren zum berührungslosen Abtragen von Material von der Oberfläche eines Glasgegenstandes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JP3217385B2 (ja) * 1991-02-21 2001-10-09 株式会社小坂研究所 ガラスパネルの割断方法
RU2024441C1 (ru) * 1992-04-02 1994-12-15 Владимир Степанович Кондратенко Способ резки неметаллических материалов
MY120533A (en) * 1997-04-14 2005-11-30 Schott Ag Method and apparatus for cutting through a flat workpiece made of brittle material, especially glass.
BE1011208A4 (fr) * 1997-06-11 1999-06-01 Cuvelier Georges Procede de decalottage de pieces en verre.
JP3204307B2 (ja) * 1998-03-20 2001-09-04 日本電気株式会社 レーザ照射方法およびレーザ照射装置
US6489588B1 (en) * 1999-11-24 2002-12-03 Applied Photonics, Inc. Method and apparatus for separating non-metallic materials
JP2002153984A (ja) * 2000-11-22 2002-05-28 Seiko Epson Corp 基板分割方法及びこれを用いた液晶装置の製造方法
RU2206525C2 (ru) * 2001-07-25 2003-06-20 Кондратенко Владимир Степанович Способ резки хрупких неметаллических материалов
TW568809B (en) * 2001-09-21 2004-01-01 Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd Method for scribing substrate of brittle material and scriber
KR100497820B1 (ko) * 2003-01-06 2005-07-01 로체 시스템즈(주) 유리판절단장치
JP4633335B2 (ja) * 2003-02-12 2011-02-16 株式会社ディスコ レーザ加工装置およびレーザ加工方法
WO2004083133A2 (en) * 2003-03-21 2004-09-30 Rorze Systems Corporation Apparatus for cutting glass plate
DE10327360B4 (de) * 2003-06-16 2012-05-24 Curamik Electronics Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Keramik-Metall-Substrates
JP2005212364A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Shibaura Mechatronics Corp 脆性材料の割断加工システム及びその方法
WO2006002168A1 (en) * 2004-06-21 2006-01-05 Applied Photonics, Inc. Device, system and method for cutting, cleaving or separating a substrate material
BRPI0515667A (pt) * 2004-10-01 2008-07-29 Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd método de inscrição para material frágil e equipamento de inscrição
DE102005013783B4 (de) * 2005-03-22 2007-08-16 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Verfahren zum Trennen von spröden Materialien mittels Laser mit unsymmetrischer Strahlungsdichteverteilung
JP4908936B2 (ja) * 2005-06-30 2012-04-04 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2007099587A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Kyoto Seisakusho Co Ltd 脆性材料の割断加工方法
TWI400167B (zh) * 2006-05-23 2013-07-01 Ceramtec Ag 在一工作物中作出變弱部的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420678B1 (en) * 1998-12-01 2002-07-16 Brian L. Hoekstra Method for separating non-metallic substrates
TW542763B (en) * 2001-07-16 2003-07-21 Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd Scribing device for fragile material substrate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
T *

Also Published As

Publication number Publication date
SI2131994T1 (sl) 2014-03-31
ES2436775T3 (es) 2014-01-07
PT2131994E (pt) 2013-11-29
DK2131994T3 (da) 2013-12-02
EP2131994B1 (de) 2013-08-28
DE102008000418A1 (de) 2008-09-04
WO2008104560A1 (de) 2008-09-04
TW200918474A (en) 2009-05-01
US20100320249A1 (en) 2010-12-23
EP2131994A1 (de) 2009-12-16
JP2010520083A (ja) 2010-06-10
CN101678510B (zh) 2013-10-30
JP5675110B2 (ja) 2015-02-25
PL2131994T3 (pl) 2014-03-31
CN101678510A (zh) 2010-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hanon et al. Experimental and theoretical investigation of the drilling of alumina ceramic using Nd: YAG pulsed laser
Chen et al. Parametric studies on pulsed near ultraviolet frequency tripled Nd: YAG laser micromachining of sapphire and silicon
JP5432285B2 (ja) 面取りした端部を有する形状にガラスをレーザ加工する方法
JP5525491B2 (ja) レーザスコアリングにおける亀裂深さの制御
US6211488B1 (en) Method and apparatus for separating non-metallic substrates utilizing a laser initiated scribe
US6420678B1 (en) Method for separating non-metallic substrates
TW200948525A (en) Thermal stress cut-off method for brittle material
JP2006263819A (ja) 非対称の放射線密度分布を有するレーザによる脆性材料を分断するための方法
CN101506112A (zh) 具有减小的残余应力的对玻璃片进行热边缘精整的方法和设备
KR20180055797A (ko) 특정 출력 밀도 및/또는 특정 펄스 지속시간을 갖는 레이저를 이용한, 표면의 레이저 흑색화, 장치 및, 그의 방법
JP2005212364A5 (zh)
TW201514109A (zh) 自載體分離玻璃片的方法
WO2003008352B1 (en) Device and method for scribing fragile material substrate
TWI466836B (zh) 製造構件的方法
Chen et al. Laser micromachining of the materials using in microfluidics by high precision pulsed near and mid-ultraviolet Nd: YAG lasers
JP2008183599A (ja) 高脆性非金属材料製の被加工物の加工方法及びその装置
AU2014309466A1 (en) Method for blunting sharp edges of glass objects
Zheng et al. Studies of CO2 laser peeling of glass substrates
JP2004035315A5 (zh)
Yao et al. The characterization of the hole-contour and plume ejection in the laser drilling with various inclination angles
Choi et al. Thermal cleavage on glass by a laser-induced plume
JP2003010991A5 (zh)
Knowles et al. Laser micro-milling of ceramics, dielectrics and metals using nanosecond and picosecond lasers
JP2008246808A (ja) 高脆性非金属材料製の被加工物の加工方法及びその装置
KR101274602B1 (ko) 레이저를 이용한 유리기판 완전 절단 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees