脆性工件的切割方法及切割装置制造方法及图纸

一种脆性工件的切割方法及切割装置，该切割装置具备：CO2激光振荡器（4），其发射激光（La、Lb）；扫描机构，其使液晶显示器用玻璃（W）移动，使激光（La、Lb）在液晶显示器用玻璃（W）的表面上进行扫描；控制器（31、32），其使CO2激光振荡器（4）及扫描机构动作，使激光（La、Lb）在液晶显示器用玻璃（W）的表面上扫描并进行切割，且使激光（Lb）沿通过扫描而已切割的液晶显示器用玻璃（W）的切割线（Wa）进行再次扫描，使切割面再次熔化，控制器（31、32）将后扫描的后激光（Lb）的光束直径控制在先扫描的先激光（La）的光束直径以上，并将后激光（Lb）的输出控制在先激光（La）的输出以下。能够实现作业时间的缩短并得到几乎不需要精加工的切割面，在进行具有内角的形状的开孔加工时，可在内角形成无裂纹的孔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在对例如液晶显示器用玻璃等的由脆性材料构成的脆性工件进行切割、或对脆性工件实施开孔加工时所使用的脆性工件的切割方法及切割装置。
技术介绍
目前，作为上述的脆性工件的切割方法，例如有专利文献I中公开的脆性材料的切割方法。该脆性材料的切割方法如下进行切割，从表面侧照射激光，使焦点与脆性材料的背面乃至其附近内部对准，使脆性材料的背面产生裂纹，接着，对产生了该裂纹的部位再次照射激光进行加热，由此，使上述裂纹从背面成长直到表面。专利文献I :(日本)特开2005 — 179154号公报上述的脆性材料的切割方法中，由于在切割时不需要用于指定切割的开始位置而弄出伤痕或形成易于分割材料的划线，因此，能够缩短加工时间。但是，该脆性材料的切割方法中，由于通过激光的第二次照射使由第一次的激光照射而产生的裂纹沿材料厚度方向成长，因此，不能否定在切割面可能会产生微小的裂纹或变形，并且例如在对脆性材料开设方孔的情况下，具有可能在内角产生意想不到的裂纹的问题，解决这些问题成为目前的课题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述现有课题而创立的，其目的在于，提供一种能够实现作业时间的缩短，并且得到几乎不需要精加工的切割面，而且，在进行具有矩形状或星形状等内角的形状的开孔加工时，可在内角形成无裂纹的孔的脆性材料的切割方法及切割装置。本专利技术提供一种脆性工件的切割方法，对液晶显示器用玻璃等的由脆性材料构成的脆性工件进行切割，对所述脆性工件的表面照射激光，使所述激光以描绘直线或曲线等所希望的切割线的方式进行扫描，从而对该脆性工件进行切割，接着，使以光束直径为所述激光的光束直径以上且输出为所述激光的输出以下的激光沿所述切割线扫描，使切割面再次熔化(本专利技术第一方面)。另外，本专利技术提供一种脆性工件的切割装置，对液晶显示器用玻璃等的由脆性材料构成的脆性工件进行切割，具备激光振荡器，其发射激光；扫描机构，其使从该激光振荡器发射的激光的光轴及所述脆性工件相对地移动，并使所述激光在脆性工件的表面上进行扫描；控制部，其使所述激光振荡器及所述扫描机构动作，并使所述激光在脆性工件的表面上以描绘所希望的切割线的方式进行扫描，从而对该脆性工件进行切割，并且，使激光沿通过该扫描而已切割的所述脆性工件的切割线再次进行扫描，使切割面再次熔化，所述控制部将后扫描的后激光的光束直径控制在先扫描的先激光的光束直径以上，并且将后扫描的所述后激光的输出控制在先扫描的所述先激光的输出以下(本专利技术第二方面)。优选的构成为，具备发射所述先激光的先激光振荡器和发射所述后激光的后激光振荡器，所述控制部进行如下的控制，即、使所述先激光振荡器及所述扫描机构动作，并使所述先激光在脆性工件的表面上以描绘所希望的切割线的方式进行扫描，从而对该脆性工件进行切割，并且，使所述后激光振荡器及所述扫描机构动作，并使来自所述后激光振荡器的后激光沿通过所述先激光的扫描而已切割的所述脆性工件的切割线进行扫描，使切割面再次熔化(本专利技术第三方面)。本专利技术的脆性工件的切割方法及切割装置用于例如作为脆性工件厚度为O. 1_、 IOOmmX IOOmm的液晶显示器用玻璃的切割或方孔、圆孔等的开孔加工。此时，激光振荡器的激光介质能够使用例如CO2或Yb :玻璃纤维，为了阻止热量输入过多引起的裂纹的产生，优选在使用CO2激光振荡器的情况下将输出抑制在18W左右，在使用Yb :玻璃纤维激光振荡器的情况下将输出抑制在30W左右。另外，作为激光输出方式，除了能够采用连续振荡之外，还可以采用正态脉冲振荡、或例如脉冲宽度为飞母托秒的Q开关脉冲振荡。另外，本专利技术的脆性工件的切割方法及切割装置中，在切割脆性工件的情况下，从设于激光筒的气体供给口对脆性工件的切割部分喷出作为辅助气体的中心保护气体并进行切割，但该中心保护气体优选使用可提高切割性能的氩、氦、氮等惰性气体。另外，本专利技术的脆性工件的切割方法及切割装置中，优选对脆性工件的切割部分喷出同样作为辅助气体的辅助保护气体，该辅助保护气体的种类、供给量、供给角度可根据切割要求和切割规格在加工现场适当确定。这样，当对脆性工件的切割部分喷出辅助保护气体并进行切割时，脆性工件的照射激光的表面侧的切割质量提高。另外，本专利技术的脆性工件的切割方法及切割装置中，优选在支承脆性工件的夹具的形状上想办法，而且使用阻止浮渣(熔化金属)附着在切割面的浮渣消除用的辅助气体。具体而言，优选在夹具上设置沿着直线或曲线等切割线的槽，同时对该槽供给浮渣消除用的辅助气体，此时，如果脆性工件的厚度为例如约100 μ m，则优选在切割线与夹具的槽的边缘之间设置20 μ m左右的余隙，另外，如果脆性工件的厚度为例如约50 μ m,则优选在切割线与夹具的槽的边缘之间设置15 μ m左右的余隙。这样，当在夹具上设置沿着切割线的槽，且对该槽供给浮渣消除用的辅助气体时， 脆性工件的背面侧的切割质量提高。本专利技术的脆性工件的切割方法及切割装置中，在例如采用CO2作为激光振荡器的激光介质，且通过连续振荡产生的激光开设方孔的情况下，首先，在液晶显示器用玻璃的表面上使18W以下的激光以所希望的方孔形状进行扫描而开孔。接着，以输出为与该切割时相同的18W以下的输出且光束直径为该切割时以上的光束直径的激光沿方孔的边缘扫描进行再次熔化。这样，本专利技术的脆性工件的切割方法及切割装置中，由于沿通过第一次激光的扫描而形成的方孔的边缘使激光再次扫描，对方孔的边缘进行再次熔化，因此，即使在第一次激光扫描的加工时在方孔的边缘(特别是内角)产生微小的裂纹或变形，这些裂纹或变形可以通过第二次激光扫描的再次熔化而消除，因此，几乎不需要精加工，可在内角形成无裂纹的方孔。本专利技术的脆性工件的切割方法及脆性工件的切割装置中，由于沿通过第一次激光的扫描而形成的切割面使激光再次扫描，对该切割面进行再次熔化，因此，能够实现作业时间的缩短，并且得到几乎不需要精加工的切割面(加工面)，并且在进行具有矩形状或星形状等内角的形状的开孔加工时，带来可在内角形成无裂纹的孔的非常优异的效果。另外，本专利技术的脆性工件的切割装置中，其构成具备发射先激光的先激光振荡器及发射后激光的后激光振汤器，因此，可以使来自后激光振汤器的后激光追随先激光进打扫描，其结果带来可实现更进一步缩短作业时间的非常优异的效果。附图说明图I是本专利技术一实施例的脆性工件的切割装置的整体立体说明图；图2是图I所示的脆性工件的切割装置的正面说明图；图3是图I所示的脆性工件的切割装置的侧面说明图；图4是表示在图I的脆性工件的切割装置的加工工作台上安装工件的要领的立体说明图；图5是表示在图4的加工工作台上安装工件的状态的立体说明图；图6是图I所示的脆性工件的切割装置进行的工件切割要领说明图；图7是利用图I所示的脆性工件的切割装置切割工件时的辅助气体的供给要领说明图；图8是利用图I所示的脆性工件的切割装置切割的工件的剖面图像；图9是利用同图I所示的脆性工件的切割装置实施开方孔加工的工件的平面10是利用同图I所示的脆性工件的切割装置实施开圆孔加工的工件的平面图像。符号说明I脆性工件的切割装置ACO2激光振荡器10加工工作台(夹具；扫描机构)IIX方向导向件(扫描机构)12Y方向导向件(扫描机构)31激光控制器(控制部)32加工工作台控制器(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大胁桂，松坂文夫，
申请(专利权)人：株式会社IHI检查计测，
类型：发明
国别省市：