工件切斷方法和工件切斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過熱應(yīng)力切斷工件的工件切斷方法和工件切斷裝置。
[0002]本發(fā)明基于2012年11月19日在日本申請的特愿2012-253024號而主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003]一直以來，在切斷板狀玻璃作為工件時，作為前處理，公知一種在進行在工件表面上形成槽的劃線加工之后，通過彎曲加工使應(yīng)力集中在槽處從而切斷的方法。另外，近年，普及一種通過離子交換等化學(xué)處理在表面維持壓縮應(yīng)力而形成強度增強的強化層并使強度提高的強化玻璃。由于在強化玻璃的強化層上難以形成刻痕，因而與未形成強化層的玻璃相比，難以對強化玻璃施加劃線加工。
[0004]因此，例如，在專利文獻I中記載的切斷處理中，首先，通過刀具等在形成強化層的工件表面的一端形成初期裂縫。然后，通過以工件表面的初期裂縫作為起點連續(xù)地進行激光的照射和薄霧等導(dǎo)致的冷卻，使裂縫從初期裂縫沿著激光照射區(qū)域的軌跡在工件表面的面方向上進展。另外，在專利文獻2中記載的切斷處理中，預(yù)先通過劃片等在形成強化層的工件表面上形成切斷預(yù)定槽，對該切斷預(yù)定槽進行激光的照射和冷卻從而切斷工件。
[0005]在專利文獻3至5中也公開了這樣的通過對工件連續(xù)地進行激光的照射和冷卻而在工件上產(chǎn)生裂縫，沿著裂縫切斷工件的方向。
[0006]在先技術(shù)文獻專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-171810號專利文獻2:日本特開2012-31018號專利文獻3:日本特開2007-76077號專利文獻4:日本特開2002-346782號專利文獻5:日本特開2005-212364號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
如在專利文獻I和專利文獻2中所記載的，如果在工件上借助刀具和切片等機械地施加應(yīng)力而形成初期裂縫和切斷預(yù)定槽，那么由于從初期裂縫和切斷預(yù)定槽產(chǎn)生無數(shù)的裂紋，因而工件的品質(zhì)劣化。并且，除劃線槽之外，以用于產(chǎn)生初期裂縫、切斷預(yù)定槽的加工時間程度，間歇時間降低。
[0008]另外，包括專利文獻I和專利文獻2，在以現(xiàn)有技術(shù)的劃線加工作為前提的工件的切斷處理中，存在劃線槽的痕跡殘留于切斷面上的情況。而且，在產(chǎn)生劃線槽之后，存在對工件施加彎曲加工的必要，這也使間歇時間降低。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供能夠迅速切斷工件并且抑制切斷部分上的品質(zhì)的劣化的工件切斷方法和工件切斷裝置。
[0010]用于解決課題的方案
為了解決上述課題，本發(fā)明的第一方式涉及的工件切斷方法是在工件的厚度方向上切斷作用有壓縮應(yīng)力的強化層層疊于非強化層的表面的工件的工件切斷方法，包括:在與上述厚度方向垂直的方向上連續(xù)地加熱強化層的表面，向強化層和非強化層傳遞熱的工序；對加熱后的工件表面噴射冷卻介質(zhì)，在非強化層中的與強化層的邊界部分，使非強化層的破壞應(yīng)力以上的熱應(yīng)力產(chǎn)生的工序。
[0011]另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的第二方式涉及的工件切斷方法是在工件的厚度方向上切斷作用有壓縮應(yīng)力的強化層層疊于非強化層的表面的工件的工件切斷方法，包括:在與上述厚度方向垂直的方向上連續(xù)地加熱強化層的表面，向強化層和非強化層傳遞熱的工序；對加熱后的工件表面噴射冷卻介質(zhì)，在非強化層中的與強化層的邊界部分，在上述厚度方向上使裂縫產(chǎn)生的工序。
[0012]另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的第三方式涉及的工件切斷方法是在工件的厚度方向上切斷作用有壓縮應(yīng)力的強化層層疊于非強化層的表面的工件的工件切斷方法，包括:在與上述厚度方向垂直的方向上連續(xù)地加熱強化層的表面，向強化層和非強化層傳遞熱的工序；對加熱后的工件表面噴射冷卻介質(zhì)的工序；以及在加熱強化層的表面的工序和對加熱后的工件表面噴射冷卻介質(zhì)的工序的結(jié)束后，在工件上從這些工序的結(jié)束位置朝向開始位置使裂縫產(chǎn)生的工序。
[0013]在上述第一至第三方式中，在加熱強化層的表面的工序中，加熱處理的開始位置和結(jié)束位置也可處于工件的表面與側(cè)面的邊界處。
[0014]并且，在加熱強化層的表面的工序中，也可從加熱處理的開始位置至結(jié)束位置直線狀地加熱工件。
[0015]另外，在上述第一至第三方式中，在加熱強化層的表面的工序中，也可照射激光而加熱。
[0016]在該情況下，激光也可為以二氧化碳作為介質(zhì)而形成的。
[0017]并且，在加熱強化層的表面的工序中，也可對工件表面的相同部位多次照射激光。在該情況下，先照射的激光一方也可比后照射激光在到達工件表面時具有的每單位面積的能量高。
[0018]另外，在上述第一或第三方式中，在加熱強化層的表面的工序之前，也可進一步包括從工件的背面以均等的壓力支撐工件的工序。
[0019]另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的第四方式涉及的工件切斷裝置是在工件的厚度方向上切斷作用有壓縮應(yīng)力的強化層層疊于非強化層的表面的工件的工件切斷裝置，其具備:加熱部，在與上述厚度方向垂直的方向上連續(xù)地加熱強化層的表面，向強化層和非強化層傳遞熱；和冷卻部，對加熱后的工件表面噴射冷卻介質(zhì)，在非強化層中的與強化層的邊界部分，使非強化層的破壞應(yīng)力以上的熱應(yīng)力產(chǎn)生。
[0020]另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的第五方式涉及的工件切斷裝置是在工件的厚度方向上切斷作用有壓縮應(yīng)力的強化層層疊于非強化層的表面的工件的工件切斷裝置，具備:加熱部，在與上述厚度方向垂直的方向上連續(xù)地加熱強化層的表面，向強化層和非強化層傳遞熱；和冷卻部，對加熱后的工件表面噴射冷卻介質(zhì)。而且，加熱部的加熱和冷卻部的冷卻的結(jié)束位置確定為使得，在這些加熱和冷卻的結(jié)束后的工件上，從上述結(jié)束位置朝向加熱和冷卻的開始位置使裂縫產(chǎn)生。
[0021]發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠迅速切斷工件，并且抑制切斷部分的品質(zhì)的劣化。
【附圖說明】
[0022]圖1是用于說明作為工件的強化玻璃的圖。
[0023]圖2是工件切斷裝置的概略立體圖。
[0024]圖3是用于說明工件切斷處理的流程的流程圖。
[0025]圖4A是用于說明熱應(yīng)力作用于工件的原理的圖。
[0026]圖4B是用于說明熱應(yīng)力作用于工件的原理的圖。
[0027]圖4C用于說明熱應(yīng)力作用于工件的原理。
[0028]圖4D是用于說明熱應(yīng)力作用于工件的原理的圖。
[0029]圖5A是用于說明工件中的激光的照射區(qū)域的圖。
[0030]圖5B是用于說明工件中的激光的照射區(qū)域的圖。
[0031]圖6是示出作用于工件的應(yīng)力分布的示例的圖。
[0032]圖7A是用于說明在工件上產(chǎn)生的裂縫的進展的方向的圖。
[0033]圖7B是用于說明在工件上產(chǎn)生的裂縫的進展的方向的圖。
[0034]圖7C是用于說明在工件上產(chǎn)生的裂縫的進展的方向的圖。
[0035]圖8A是用于說明在強化層內(nèi)產(chǎn)生永久變形的原理的圖。
[0036]圖8B是用于說明在強化層內(nèi)產(chǎn)生永久變形的原理的圖。
[0037]圖8C是用于說明在強化層內(nèi)產(chǎn)生永久變形的原理的圖。
[0038]圖9是示出工件的端部的形狀的示例的圖。
[0039]圖1OA是用于說明切斷工件的次序的示例的圖。
[0040]圖1OB是用于說明切斷工件的次序的示例的圖。
[0041]圖1OC是用于說明切斷工件的次序的示例的圖。
[0042]圖1OD是用于說明切斷工件的次序的示例的圖。
【具體實施方式】
[0043]下面，參照附圖，詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。涉及的實施方式所示的尺寸、材料、其它具體的數(shù)值等僅僅是為了使本發(fā)明的理解容易的示例，除非特別說明的情況下，不限制本發(fā)明。并且，在本說明書和附圖中，關(guān)于具有實質(zhì)上相同的作用、構(gòu)成的要素，通過標注相同的符號而省略重復(fù)說明，另外，與本發(fā)明無直接關(guān)系的要素省略圖示。
[0044]圖1是用于說明強化玻璃的工件W的圖，示出與工件W的厚度方向平行的剖面圖。在本實施方式中，工件W由例如強化玻璃的板材(基板)等構(gòu)成。
[0045]在工件W的表面上，施加將玻璃中的堿性離子交換成離子半徑更大的堿的離子交換處理，從而形成作用有壓縮應(yīng)力的強化層LI。S卩，工件W的作用有壓縮應(yīng)力的強化層LI層疊于非強化層L2的表面。在此，