TWI507371B - 切割方法及切割設備 - Google Patents

Description

切割方法及切割設備

本發明係關於一種切割方法及切割設備，特別關於一種切割一玻璃基板之切割方法及切割設備。

目前玻璃基板廣泛運用在電子產品之各種零件中，如螢幕、外殼等。在製造過程中，玻璃基板均需切割為較小尺寸之玻璃基板以配合各式裝置之應用，尤其，為適應最終產品使用之需要，許多玻璃基板表面必須經過強化處理，使得切割製程更加困難、良率不易提升。因此，如何切割玻璃基板避免缺陷產生，並使玻璃基板沿預定切割線***，為此一業界之重要課題。

請參考圖1A及1B，玻璃基板1包含一第一表面11及與第一表面11相對之一第二表面12。習知切割方法自玻璃基板1之邊緣14向內進刀以沿一第一預定切割線311於第一表面11上刻劃玻璃基板1，以形成一第一刻劃開口321。然而，於切割設備的切割頭391自玻璃基板1之邊緣14外部向內進刀時會碰撞玻璃基板1之邊緣14，而使得切割頭391發生切割壓力不穩定及震動，進而造成玻璃基板1之邊緣14缺陷(如圖1B所示)、切割頭391於玻璃基板1刻劃形成之第一刻劃開口321不完整而有時刻劃過深或過淺(如圖1B所示)及龜裂不受控制地、未大致沿預定切割線發展(如圖1A所示)等諸多缺陷。

請參考圖2，於需要將玻璃基板1沿複數相互相交之不同預定切 割線刻劃玻璃基板1之情況下，習知切割方法首先沿複數第一預定切割線311自邊緣14於第一表面11上刻劃玻璃基板1，以形成複數第一刻劃開口321(如圖1A及1B所示)，此時玻璃基板尚未分斷；爾後沿複數與第一預定切割線311相交之第二預定切割線312於相同之第一表面11上刻劃玻璃基板1，以形成複數第二刻劃開口，進而沿第一刻劃開口321及第二刻劃開口分斷玻璃基板以形成玻璃產品。然而，習知切割方法在刻劃第二預定切割線312時將經過第一預定切割線311，因此，切割頭必須橫越過沿著第一預定切割線311刻劃形成之第一刻劃開口321，此將使切割頭391在刻劃第二預定切割線312時於第一預定切割線311與第二預定切割線312之交點313發生切割壓力不穩定、切割頭391撞擊第一刻劃開口321而震動，而使得交點313附近發生缺陷、刻劃不完整及龜裂不受控制地發展而產生諸多缺陷(類似於圖1A及1B所示切割頭391撞擊玻璃基板1之邊緣14之情況)。

有鑑於此，如何於刻劃一玻璃基板時避免發生撞擊現象及刻劃不完整，而避免玻璃產品之缺陷產生，實為本發明所屬技術領域亟待解決之課題。

本發明之一目的在於提供一種切割一玻璃基板形成複數玻璃產品之切割方法及切割設備，其可避免在刻劃玻璃基板時發生撞擊現象及刻劃不完整，而減少於分斷形成玻璃產品時產生缺陷。其中，玻璃基板包含一第一表面及與第一表面相對之一第二表面。

為達上述目的，本發明切割方法包含以下步驟：(a)沿一第一預定切割線於第一表面上刻劃玻璃基板，以形成一第一刻劃開口；(b)沿一第二預定切割線於第二表面上刻劃玻璃基板，以形成一第二刻劃開口，其中當第二預定切割線正投影至第一表面時，第二預定切割線與第一預定切割線相交；及(c)沿第一刻劃開口分斷玻璃基板，及沿 第二刻劃開口分斷玻璃基板，以形成玻璃產品。

為達上述目的，本發明切割設備包含一第一切割頭、一第二切割頭及一分斷裝置。第一切割頭用以沿一第一預定切割線於第一表面上刻劃玻璃基板，以形成一第一刻劃開口。第二切割頭用以沿一第二預定切割線於第二表面上刻劃玻璃基板，以形成一第二刻劃開口。當第二預定切割線正投影至第一表面時，第二預定切割線與第一預定切割線相交。分斷裝置用以沿於第一表面上之第一刻劃開口及沿於第二表面上之第二刻劃開口分斷玻璃基板，以形成玻璃產品。

1‧‧‧玻璃基板

101‧‧‧拉伸層

102‧‧‧壓縮層

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

14‧‧‧邊緣

311‧‧‧第一預定切割線

312‧‧‧第二預定切割線

313‧‧‧交點

321‧‧‧第一刻劃開口

391‧‧‧切割頭

511‧‧‧第一預定切割線

512‧‧‧第二預定切割線

521‧‧‧第一刻劃開口

522‧‧‧第二刻劃開口

531‧‧‧第一初始位置

532‧‧‧第二初始位置

541‧‧‧第一初始缺口

542‧‧‧第二初始缺口

591‧‧‧第一切割頭

592‧‧‧第二切割頭

D‧‧‧深度

D‧‧‧深度

t‧‧‧厚度

圖1A係習知切割方法自玻璃基板邊緣刻劃玻璃基板之一立體示意圖；圖1B係習知切割方法自玻璃基板邊緣刻劃玻璃基板之沿實際刻劃開口之一剖面示意圖；圖2係習知切割方法沿複數相交預定切割線刻劃玻璃基板之一示意圖；圖3係本發明切割方法及切割設備沿複數預定切割線刻劃玻璃基板之一示意圖；圖4A至4C係本發明切割方法及切割設備先形成第一初始缺口後再刻劃形成第一刻劃開口之示意圖；及圖5A至5C係本發明切割方法及切割設備先形成第二初始缺口後再刻劃形成第二刻劃開口之示意圖。

請參考圖3，玻璃基板1包含一第一表面11及與第一表面11相對之一第二表面12。本發明切割玻璃基板以形成複數玻璃產品之切割方法包含以下步驟。步驟(a)：沿一第一預定切割線511於第一表面11上刻劃玻璃基板1，以形成一第一刻劃開口521(如圖4C所示)。步驟(b)： 沿一第二預定切割線512於第二表面12上刻劃玻璃基板1，以形成一第二刻劃開口522(如圖5C所示)。其中，當第二預定切割線512正投影至第一表面時11，第二預定切割線512之投影線與第一預定切割線511相交。步驟(c)：沿第一刻劃開口521分斷玻璃基板1，及沿第二刻劃開口522分斷玻璃基板1，以形成複數玻璃產品。如圖3所示，就一般實施例而言，當第二預定切割線512正投影至第一表面11時，第二預定切割線512與第一預定切割線511垂直，然此不必然構成對本發明實施方式之限制。於步驟(c)中，可使用例如彎曲玻璃基板1等之習知分斷方法分斷玻璃基板1，以形成複數玻璃產品。

請參考圖3。步驟(a)中可沿複數第一預定切割線511於第一表面11上刻劃玻璃基板1，以形成複數第一刻劃開口521。步驟(b)係可沿複數第二預定切割線512於第二表面12上刻劃玻璃基板1，以形成複數第二刻劃開口522，並且當第二預定切割線512正投影至第一表面11時，複數第二預定切割線512之投影線與複數第一預定切割線511相交。

藉此，本發明之切割方法可避免習知切割方法在刻劃第二預定切割線312時橫越過沿第一預定切割線311刻劃形成之第一刻劃開口321，故不會發生於第一預定切割線311與第二預定切割線312之交點313處發生切割壓力不穩定、切割頭391撞擊已刻劃處而震動，造成交點313附近刻劃不完整及龜裂不受控制地發展而產生諸多缺陷。

本發明可進一步以如下方式實施：請參考圖4A至4C，步驟(a)中，於開始刻劃玻璃基板時，係離開玻璃基板1之所有邊緣14一段距離，於第一表面11上第一預定切割線511之如圖4A所示之一第一初始位置531形成如圖4C所示之一第一初始缺口541，然後如圖4B所示於第一表面11上自第一初始缺口541沿第一預定切割線511刻劃玻璃基板1以形成如圖4C所示之第一刻劃開口521。

請參考圖5A至5C，步驟(b)中，於開始刻劃玻璃基板之第二表面12時，係離開玻璃基板1之所有邊緣14，於第二表面12上第二預定切割線512之如圖5A所示之一第二初始位置532形成如圖5C所示之一第二初始缺口542，並如圖5B所示於第二表面12上自第二初始缺口542沿第二預定切割線512刻劃玻璃基板1以形成如圖5C所示之第二刻劃開口522。

藉此，本發明之切割方法可避免習知切割方法自玻璃基板1之邊緣14外部向內進刀刻劃玻璃基板1時，切割頭391碰撞玻璃基板1之邊緣14，而使得切割頭391發生切割壓力不穩定及震動，進而造成玻璃基板1之邊緣14缺陷、切割頭391刻劃玻璃基板1不完整及龜裂不受控制地發展等諸多缺陷。

請參考圖4C及5C，當玻璃基板1係一強化玻璃基板時，玻璃基板1包含一拉伸層101及形成於拉伸層101上並界定第一表面11及第二表面12之二壓縮層102。拉伸層101具有拉伸內應力，而壓縮層102具有壓縮內應力並具有一厚度t。此時，步驟(a)及步驟(b)所形成之第一初始缺口541及第二初始缺口542之一深度d小於壓縮層102之厚度t，以防止於形成第一初始缺口541及第二初始缺口542後，龜裂立即在拉伸層101中延展進而造成玻璃基板1未沿第一預定切割線511或第二預定切割線512***或其他缺陷。再者，第一刻劃開口521及第二刻劃開口522之一深度D則大於壓縮層102之厚度t，而部分進入拉伸層102，以利分斷作業時龜裂沿第一刻劃開口521及第二刻劃開口522發展。

於步驟(a)及步驟(b)中，本發明之切割方法可以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成第一初始缺口541及第二初始缺口542，並且可以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成第一刻劃開口521及第二刻劃開口522。

請參考圖3，本發明切割設備包含一第一切割頭591、一第二切 割頭592及一分斷裝置(圖未示，可使用例如藉由沿著預定切割線彎曲玻璃基板1使其分斷等習知之分斷裝置)。第一切割頭591用以沿一第一預定切割線511於第一表面11上刻劃玻璃基板1，以形成如圖4C所示之一第一刻劃開口521。第二切割頭592用以沿一第二預定切割線512於第二表面12上刻劃玻璃基板1，以形成如圖5C所示之一第二刻劃開口522。其中，當第二預定切割線512正投影至第一表面11時，第二預定切割線512之投影線與第一預定切割線511相交。如圖3所示，一般而言當第二預定切割線512正投影至第一表面11時，第二預定切割線512與第一預定切割線511垂直。分斷裝置用以沿於第一表面11上之第一刻劃開口521及沿於第二表面11上之第二刻劃開口522分斷玻璃基板1，以形成玻璃產品。

如圖3所示，第一切割頭591可沿複數第一預定切割線511於第一表面11上刻劃玻璃基板1，以形成複數第一刻劃開口521，而第二切割頭592可沿複數第二預定切割線512於第二表面12上刻劃玻璃基板1，以形成複數第二刻劃開口522，並且當複數第二預定切割線512正投影至第一表面11時，複數第二預定切割線512之投影線與複數第一預定切割線511相交。

請參考圖4A至4C，第一切割頭591可離開玻璃基板1之所有邊緣14一段距離，於第一表面11上第一預定切割線511之如圖4A所示之一第一初始位置531形成如圖4C所示之一第一初始缺口541，並如圖4B所示於第一表面11上自第一初始缺口541沿第一預定切割線511刻劃玻璃基板1以形成如圖4C所示之第一刻劃開口521。

請參考圖5A至5C，第二切割頭592可離開玻璃基板1之所有邊緣14一段距離，於第二表面12上第二預定切割線512之如圖5A所示之一第二初始位置532形成如圖5C所示之一第二初始缺口542，並如圖5B所示於第二表面12上自第二初始缺口542沿第二預定切割線512刻劃玻 璃基板1以形成如圖5C所示之第二刻劃開口522。

請參考圖4C及5C，當玻璃基板1係一強化玻璃基板時，玻璃基板1包含一拉伸層101及形成於拉伸層101上並界定第一表面11及第二表面12之二壓縮層102。拉伸層101具有拉伸內應力，而壓縮層102具有壓縮內應力並具有一厚度t。此時，第一切割頭591及第二切割頭592所刻劃形成之第一初始缺口541及第二初始缺口542之一深度d小於壓縮層102之厚度t，以防止形成第一初始缺口541及第二初始缺口542後，龜裂在拉伸層101中延展，進而造成玻璃基板1未沿第一預定切割線511或第二預定切割線512***或其他缺陷。再者，第一切割頭591及第二切割頭592所刻劃形成之第一刻劃開口521及第二刻劃開口522之一深度D則大於壓縮層102之厚度t，而部分進入拉伸層102，以利龜裂沿第一刻劃開口521及第二刻劃開口522發展。

本發明切割設備之第一切割頭591及第二切割頭592可以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成第一初始缺口541及第二初始缺口542，亦可以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成第一刻劃開口521及第二刻劃開口522。

藉此，使用本發明之切割方法及切割設備可避免習知切割方法在切割時發生切割刀頭或雷射頭等因橫越先前已刻劃之開口，產生撞擊、聚焦點不一致等現象而造成切割壓力或施加於基板之能量不穩定、震動等，進而產生刻劃不完整及玻璃產品之諸多缺陷。

1‧‧‧玻璃基板

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

14‧‧‧邊緣

511‧‧‧第一預定切割線

512‧‧‧第二預定切割線

591‧‧‧第一切割頭

592‧‧‧第二切割頭

Claims (16)

1. 一種切割一玻璃基板之切割方法，用以形成複數玻璃產品，其中該玻璃基板包含一第一表面及與該第一表面相對之一第二表面，該切割方法包含以下步驟：(a)沿一第一預定切割線於該第一表面上刻劃該玻璃基板，以形成一第一刻劃開口；(b)沿一第二預定切割線於該第二表面上刻劃該玻璃基板，以形成一第二刻劃開口，其中當該第二預定切割線正投影至該第一表面時，該第二預定切割線之投影線與該第一預定切割線相交；及(c)沿於該第一表面上之該第一刻劃開口分斷該玻璃基板，及沿於該第二表面上之該第二刻劃開口分斷該玻璃基板，以形成該等玻璃產品。
2. 如請求項1所述之切割方法，其中：步驟(a)係離開該玻璃基板之所有邊緣，於該第一表面上該第一預定切割線之一第一初始位置形成一第一初始缺口，並於該第一表面上自該第一初始缺口沿該第一預定切割線刻劃該玻璃基板以形成該第一刻劃開口；並且步驟(b)係離開該玻璃基板之所有邊緣，於該第二表面上該第二預定切割線之一第二初始位置形成一第二初始缺口，並於該第二表面上自該第二初始缺口沿該第二預定切割線刻劃該玻璃基板以形成該第二刻劃開口。
3. 如請求項2所述之切割方法，其中該玻璃基板係一強化玻璃基板，並包含一拉伸層及形成於該拉伸層上並界定該第一表面及該第二表面之二壓縮層，該拉伸層具有拉伸內應力，該等壓縮 層具有壓縮內應力並具有一厚度，並且該第一初始缺口及該第二初始缺口之一深度小於該等壓縮層之該厚度。
4. 如請求項3所述之切割方法，其中該第一刻劃開口及該第二刻劃開口之一深度大於該等壓縮層之該厚度，而部分進入該拉伸層。
5. 如請求項2所述之切割方法，其中當該第二預定切割線正投影至該第一表面時，該第二預定切割線與該第一預定切割線垂直。
6. 如請求項2所述之切割方法，其中步驟(a)係沿複數該第一預定切割線於該第一表面上刻劃該玻璃基板，以形成複數該第一刻劃開口，步驟(b)係沿複數該第二預定切割線於該第二表面上刻劃該玻璃基板，以形成複數該第二刻劃開口，並且當該等第二預定切割線正投影至該第一表面時，該等第二預定切割線之投影線與該等第一預定切割線相交。
7. 如請求項2所述之切割方法，其中步驟(a)及步驟(b)係以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成該第一初始缺口及該第二初始缺口。
8. 如請求項2所述之切割方法，其中步驟(a)及步驟(b)係以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成該第一刻劃開口及該第二刻劃開口。
9. 一種切割一玻璃基板之切割設備，其用以形成複數玻璃產品，其中該玻璃基板包含一第一表面及與該第一表面相對之一第二表面，該切割設備包含：一第一切割頭，用以沿一第一預定切割線於該第一表面上刻劃該玻璃基板，以形成一第一刻劃開口；一第二切割頭，用以沿一第二預定切割線於該第二表面上刻劃該玻璃基板，以形成一第二刻劃開口，其中當該第二預定切 割線正投影至該第一表面時，該第二預定切割線之投影線與該第一預定切割線相交；及一分斷裝置，用以沿於該第一表面上之該第一刻劃開口及沿於該第二表面上之該第二刻劃開口分斷該玻璃基板，以形成該等玻璃產品。
10. 如請求項9所述之切割設備，其中：該第一切割頭離開該玻璃基板之所有邊緣，於該第一表面上該第一預定切割線之一第一初始位置形成一第一初始缺口，並於該第一表面上自該第一初始缺口沿該第一預定切割線刻劃該玻璃基板以形成該第一刻劃開口；並且該第二切割頭離開該玻璃基板之所有邊緣，於該第二表面上該第二預定切割線之一第二初始位置形成一第二初始缺口，並於該第二表面上自該第二初始缺口沿該第二預定切割線刻劃該玻璃基板以形成該第二刻劃開口。
11. 如請求項10所述之切割設備，其中該玻璃基板係一強化玻璃基板，並包含一拉伸層及形成於該拉伸層上並界定該第一表面及該第二表面之二壓縮層，該拉伸層具有拉伸內應力，該等壓縮層具有壓縮內應力並具有一厚度，並且該第一初始缺口及該第二初始缺口之一深度小於該等壓縮層之該厚度。
12. 如請求項11所述之切割設備，其中該第一刻劃開口及該第二刻劃開口之一深度大於該等壓縮層之該厚度，而部分進入該拉伸層。
13. 如請求項10所述之切割設備，其中當該第二預定切割線正投影至該第一表面時，該第二預定切割線與該第一預定切割線垂直。
14. 如請求項10所述之切割設備，其中該第一切割頭沿複數該第一 預定切割線於該第一表面上刻劃該玻璃基板，以形成複數該第一刻劃開口，該第二切割頭沿複數該第二預定切割線於該第二表面上刻劃該玻璃基板，以形成複數該第二刻劃開口，並且當該等第二預定切割線正投影至該第一表面時，該等第二預定切割線之投影線與該等第一預定切割線相交。
15. 如請求項10所述之切割設備，其中該第一切割頭及該第二切割頭以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成該第一初始缺口及該第二初始缺口。
16. 如請求項10所述之切割設備，其中該第一切割頭及該第二切割頭係以一雷射照射、一研磨石研磨、一鑽石刀刻劃或一切割輪切割以形成該第一刻劃開口及該第二刻劃開口。