分离强化玻璃基材的方法技术

对具有压缩表面层和内拉伸层的强化玻璃基材进行分离的方法包括以下步骤：使激光束沿着从强化玻璃基材的第一边缘到强化玻璃基材第二边缘的预期分离线在强化玻璃基材的表面上平移。所述方法还包括：使强化玻璃基材内受控制的整体裂缝基本沿着预期分离线从第二边缘向后扩展到第一边缘。在强化玻璃基材表面上形成划线使得强化玻璃基材沿着划线自分离。可以在强化玻璃基材内产生残留应力区域，使得整体裂缝沿着预期分离线从位于第二边缘的退出缺陷向后拓展到第一边缘，从而分离强化玻璃基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据35 U.S.C.§ 119，要求2010年8月31日提交的美国临时申请系列第61/378，536号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。背景领域本专利技术一般地涉及，更具体地涉及无需应用机械作用力激光。
技术介绍
薄玻璃基板在消费电子设备和其他领域中具有许多应用。例如，玻璃基才可作为盖板，用于结合在移动电话、显示设备(如电视和计算机显示器)及其它各种电子设备中的IXD和LED显示器。这种设备中使用的盖板可这样形成:用各种激光切割技术，将大玻璃基材裁切或分离成许多较小的玻璃基材。例如，可以使用划线-折断技术分离玻璃基材。但是，当采用划线-折断技术分离强化玻璃基材如离子交换玻璃时，会发生不受控制的整体分离而非形成划线。相比于划线-折断方法，不可控分离通常导致较差边缘特性。此外，随着大强化玻璃基材板母料的尺寸增加，所述划线-折断方法的可靠性进一步下降，因为可能难以精确地施加所需的机械作用力，使板沿着划线破裂。在处理和破裂过程中，大的强化玻璃基材板都可能会倾向于落粒和/或形成不受控的裂缝。因此，需要分离强化玻璃基材的替代方法。 概述在一个实施方式中，对具有压缩表面层和内拉伸层的强化玻璃基材进行分离的方法包括以下步骤:使激光束沿着从强化玻璃基材的第一边缘到强化玻璃基材第二边缘的预期分离线在强化玻璃基材的表面上平移。所述方法还包括:使强化玻璃基材内受控制的整体裂缝基本沿着预期分离线从第二边缘向后扩展到第一边缘。 在另一个实施方式中，将具有压缩表面层和内拉伸层的强化玻璃基材自分离成两个或更多个玻璃制品的方法包括以下步骤:形成通过压缩表面层并以部分暴露内拉伸层的起始缺陷。所述起始缺陷偏离强化玻璃基材的第一边缘，并垂直于预期分离线。所述方法还包括:向强化玻璃基材位于第一边缘和起始缺陷之间的屏蔽区域施加激光屏蔽，并通过在强化玻璃基材表面使激光束和冷却射流从强化玻璃基材的第一边缘平移到第二边缘产生沿着预期分离线穿过压缩表面层的划线。划线由激光裂口限定，激光屏蔽防止激光束入射到强化玻璃基材的屏蔽区域中的表面上。随着激光束穿过强化玻璃基材的第二边缘，整体裂缝从第二边缘沿着划线扩展到起始缺陷，其中所述激光束和冷却射流的操作使得紧接第二边缘的激光裂口的深度足以在第二边缘处产生整体裂缝。在另一个实施方式中，产生整体裂缝使得具有压缩表面层和内拉伸层的强化玻璃基材分离成两个或更多个玻璃制品的方法包括以下步骤:形成通过压缩表面层并以部分暴露内拉伸层的退出缺陷。所述退出缺陷位于强化玻璃基材的第二边缘。所述方法还包括使激光束在强化玻璃基材的表面上沿着预期分离线从强化玻璃基材的第一边缘平移到强化玻璃基材的第二边缘，从而在强化玻璃基材内沿着预期分离线产生残余应力区。随着激光束入射到退出缺陷上，整体裂缝基本沿着预期分离线从第二边缘扩展到第一边缘。在以下详细描述中给出了本专利技术方法的其他特征和优点，其中部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本专利技术而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。附图简要说明附图说明图1是根据本文所示和描述的至少一个实施方式，远离边缘缺陷(off-edgedefect)、激光屏蔽、入射到强化玻璃基材上的椭圆形激光束斑和冷却射流的冷却斑的透视示意图；图2是根据本文所示和所述的至少一个实施方式的图1中的激光束、激光屏蔽、冷却射流和强化玻璃基材的截面示意图；图3是根据本文所示和所述的至少一个实施方式，椭圆形束斑和冷却斑的相对位置不意图；图4是根据本文所示和所述的至少一个实施方式，划刻裂口和裂口前端的截面示意图； 图5A是根据本文所示和所述的至少一个实施方式，完整的划刻裂口的透视示意图；图5B是根据本文所示和所述的至少一个实施方式，通过自分离分开的强化玻璃基材的透视不意图；图6是根据本文所示和描述的至少一个实施方式，入射到强化玻璃基材上的椭圆形激光束斑和冷却射流的冷却斑以及退出边缘缺陷的透视图；以及图7是根据本文所示和所述的至少一个实施方式，通过受控整体分离分开的强化玻璃基材的透视示意图。优选实施方式详述下面详细参考用来分离化学强化玻璃基板的各种实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。如本文所述，通常包括以下步骤:使强化玻璃基材沿预期分离线弱化，然后使整体裂缝沿着预期分离的弱化线向后扩展。可以使激光束在强化玻璃基材的表面上沿着预期分离线从第一边缘平移到第二边缘，以产生弱化区域。激光束相对于强化玻璃基材的平移会在玻璃基材内沿着预期分离线形成起始划线，或者产生应力区域。然后当激光束沿着最小阻力路径穿过第二边缘时，整体裂缝沿着预期分离线从第二边缘向后扩展到第一边缘。整体裂缝会沿着激光束所产生的起始划线或者应力区域扩展。本专利技术的实施方式可采用激光屏蔽、远离边缘起始缺陷和/或退出边缘缺陷以产生整体裂缝。本文将更详细地描述分离强化玻璃基材的各种实施方式。首先参考图1-5B，示意性地示出了用于分离强化玻璃基材100的系统和方法的一个实施方式。通常，图1-5B所示方法可以称作分离强化玻璃基材的自分离方法。常通过划线-折断技术分离各种基材，其中首先在基材表面上形成浅划线，然后施加机械作用力将基材折断成一块或多块。参考图1-5B所述的方法涉及自分离划线-折断技术，因为无需机械作用力来分离强化玻璃基材，原因在于所述强化玻璃基材在完全(或者基本完全)形成划线之后分离(即强化玻璃基材的自分离)。强化玻璃基材100具有第一表面130、第二表面132、边缘(例如，第一边缘114和第二边缘116)，厚度为h。应理解所述强化玻璃基材可以具有其他形状，如圆形。还应理解，为了便于图示，图中强化玻璃基材100的厚度h是夸大的。可以通过离子交换过程对强化玻璃基材100进行化学强化，在所述强化玻璃基材内产生压缩表面层111和内拉伸层115。玻璃基板可用各种玻璃组合物形成，所述玻璃组合物包括但不限于硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃。强化玻璃基材100可以是能分离成较小块的较大板材，以制造小的强化玻璃制品，例如用于消费电子设备的玻璃保护板。在化学强化过程中，玻璃基材可以进行例如离子交换强化过程，该过程包括将玻璃基材100浸没在KNO3熔融盐浴中一段时间(例如，8小时)。离子交换强化过程会形成强化玻璃基材100，其在两个深入的压缩表面层111中的压缩应力增加，在内拉伸层115中的拉伸应力增加。图1-5B所示的系统通常包含施加到强化玻璃基材100的第一边缘114的激光屏蔽，沿着预期分离线104加热强化玻璃基材100的激光源150，引导冷却射流105的喷嘴160，所述冷却射流105用于沿着预期分离线104对被加热的强化玻璃基材100表面进行骤冷(图2)。由于施加了束斑102和通过冷却射流105产生的冷却斑106导致强化玻璃基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.31 US 61/378,5361.种分离具有压缩表面层和内拉伸层的强化玻璃基材的方法,所述方法包括: 使激光束沿着从强化玻璃基材的第一边缘到强化玻璃基材第二边缘的预期分离线在强化玻璃基材的表面上平移；以及 使强化玻璃基材内受控制的整体裂缝基本沿着预期分离线从第二边缘向后扩展到第一边缘。2.权利要求1所述的方法，该方法还包括: 形成穿过压缩表面层以部分暴露内拉伸层的起始缺陷，所述起始缺陷偏离强化玻璃基材的第一边缘，并垂直于预期分离线； 防止激光束入射到强化玻璃基材的屏蔽区域中的强化玻璃基材表面上，该屏蔽区域位于第一边缘和起始缺陷之间；以及 向强化玻璃基材表面上施加紧接激光束的冷却射流，其中: 产生沿着预期分离线的穿过压缩表面层的划线，所述划线由部分穿透进入到内拉伸层中的激光裂口限定 ；以及 操作激光束和冷却射流使得紧接第二边缘的激光裂口的深度足以在第二边缘处产生受控制的整体裂缝。3.权利要求1所述的方法，该方法还包括在平移激光束之前形成穿过压缩表面层以部分暴露内拉伸层的退出缺陷，所述退出缺陷位于强化玻璃基材的第二边缘处并平行于预期分离线，其中: 所述激光束沿着所述预期分离线在强化玻璃基材内产生残留应力区域；以及 当激光束入射到退出缺陷上时产生受控制的整体裂缝。4.种将具有压缩表面层和内拉伸层的强化玻璃基材自分离成两个或更多个玻璃制品的方法，所述方法包括: 形成穿过压缩表面层以部分暴露内拉伸层的起始缺陷，所述起始缺陷偏离强化玻璃基材的第一边缘，并垂直于预期分离线； 向位于第一边缘和起始缺陷之间的强化玻璃基材的屏蔽区域施加激光屏蔽； 通过使激光束和冷却射流在强化玻璃基材表面上从强化玻璃基材的第一边缘平移到第二边缘以沿着预期分离线产生穿过压缩表面层的划线，其中所述划线由激光裂口限定，所述激光屏蔽防止激光束入射到屏蔽区域中的强化玻璃基材表面上；以及 随着激光束穿过强化玻璃基材的第二边缘，整体裂缝从第二边缘沿着划线扩展到起始缺陷，其中所述激光束和冷却射流的操作使得紧接第二边缘的激光裂口的深度足以在第二边缘处产生整体裂缝。5.权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴华，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：