強化玻璃基板的刻劃方法及刻劃裝置的制作方法

專利名稱：強化玻璃基板的刻劃方法及刻劃裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于強化玻璃制的玻璃基板的刻劃方法及刻劃裝置。在此，所謂的“強化玻璃”，是以下述方式制造的玻璃，即在制造工藝中藉由離子(1n)交換造成的化學處理，在玻璃基板的基板表面層(距基板表面的深度為5μπι 50 μ m程度)形成殘留壓縮應力的壓縮應力層且在基板內部殘留伸張應力。強化玻璃的特征，具有因壓縮應力層的影響而對外力難以裂開的性質，但相反地，具有一旦在基板表面產生龜裂且進展至存在殘留伸張應力的基板內部，在下次反而會讓龜裂容易加深滲透的性質。
背景技術：
·在一般分斷玻璃基板的加工被采用的方法，是首先在基板表面形成有限深度的刻劃線，接著，從基板的內側沿著刻劃線藉由使用裂斷桿(break bar)或裂斷棍(break roll)按壓而裂斷。在前者的形成刻劃線的步驟，藉由使圓盤狀的刀輪(cutter wheel)(也稱刻劃輪(scribing wheel))對基板表面壓接轉動以進行刻劃的方法被知悉,例如在專利文獻I等被揭示。圖10，表示使玻璃制的基板M(母基板)分斷成為各個作為制品的單位基板之時，被采取并實行的交叉刻劃加工。首先，對基板M的表面，使用刀輪形成X方向的刻劃線S1,接著，形成與X方向交叉的Y方向刻劃線S2。如此，在X-Y方向形成交叉的多條刻劃線后，基板M被送入裂斷裝置，藉由沿著各刻劃線從內面側折斷，而被分斷為單位基板。此外，在使用刀輪刻劃玻璃基板的方法中，有“外切”和“內切”法。根據基板的種類或用途，以能夠選擇性地分別使用外切和內切的刻劃裝置已被揭示(參照專利文獻2)。前者的外切，如圖11(a)所示，是以刀輪的最下端下降到較基板M的表面(上面)略為下方的狀態，設定其在基板M的一側端部的外側位置(刻劃開始位置P1)。接著，從設定的位置使其水平移動，碰觸并穿越基板M端部，進一步地以既定的刻劃壓按壓，并同時以水平移動刀輪的方式進行刻劃。采用外切法，在基板M端部不會發生刀輪滑移的問題，因為形成的刻劃線是到達基板M的端部，在下一步驟的裂斷便能容易且正確地被進行。在另一方面，因為刀前端碰觸基板M端部，在基版M端部產生劃痕，因基板M內部的伸張應力的影響，恐有從端部被全切(full-cut)之虞,此外,刀輪也因和邊緣部分的碰觸而容易消耗。后者的內切法，如圖11(b)所示，在距基板M的端緣2mm IOmm程度的內側(刻劃開始位置Ql)使刀輪從上方下降，以既定的刻劃壓抵接基板M，以按壓并同時使刀輪水平移動的方式進行刻劃。采用內切法，因刀輪和基板M端部的邊緣部分未碰觸，不需擔心在基板M端部產生劃痕，關于刀前端的消耗與外切法相比也較能夠抑制。但，從基板M端部到刻劃開始位置Q1，因為未形成刻劃線，若與外切法比較，有較難以裂斷的傾向。此外，使刀輪從與基板M抵接狀態往水平方向移動時，會有刀前端的切入不良而滑移，無法刻劃的情形。如上所述，外切和內切因為各有其優缺點，故根據基板的種類或用途，適當地選擇使用外切和內切。專利文獻1:日本專利第3074143號公報專利文獻2:日本特開2009-208237號公報

發明內容
近年，被使用在手機等的保護玻璃(cover glass)等的玻璃制品之中，期待使用被稱為所謂的強化玻璃(也稱化學強化玻璃)的玻璃。如上所述，強化玻璃是以在基板表面層殘留壓縮應力的方式而被制造，如此獲得的玻璃，盡管玻璃的板厚薄，也難以裂開。因此，使用強化玻璃，能夠制造出薄又輕且堅固的保護玻璃為其優點。另一方面，要作為保護玻璃，從大面積的母基板切割出所要的大小、所要的形狀的單位制品的加工是必要的。但是，對強化玻璃采用外切而形成刻劃線的情況，在基板端部與刀前端碰觸之際，一旦較表面壓縮應力層深被刻劃，受到基板內部的殘留伸張應力的影響，恐怕將發生一次就被完全分斷的不佳情況。因此，在強化玻璃，被認為采用內切的刻劃方法較外切好。但是，即使采用內切法刻劃，在已使刀前端抵接時，因為強化玻璃的故，受基板表面層的殘留壓縮應力的影響，刀前端難以切入基板表面，朝基板的刀前端的穩定性非常差，因而產生滑移，會無法刻劃。因此，反而產生使刻劃加工困難的問題。如上所述，對于強化玻璃，有別于對一直以來被使用的鈉玻璃基板的刻劃加工，無論采用外切或是內切，完好地形成刻劃線是有其困難的。此傾向，以基板表面的壓縮應力層厚且殘留應力大的基板較為 顯著。因此，本發明的目的在于，提供一種新的強化玻璃基板的刻劃方法及刻劃裝置，所要解決的技術問題是使其即使是對加工困難的強化玻璃制的玻璃基板，也能夠采用內切法確實地形成刻劃線，非常適于實用。本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種強化玻璃基板的刻劃方法，是對在基板表面形成有壓縮應力層的強化玻璃基板形成刻劃線，其由下述步驟構成:(a)在進入較基板的一端緣內側的位置，使具有點狀尖端或線狀尖端的之刻劃構件對基板由上方下降并碰觸而形成碰觸痕，藉此剝離基板表面的壓縮應力層，形成該碰觸痕作為刻劃的起點的觸發(trigger)槽的剝離步驟；以及(b)藉由使刀輪抵接該觸發槽并壓接轉動，形成刻劃線的刻劃步驟。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。前述的強化玻璃基板的刻劃方法，其中刻劃構件是使用前端削尖的尖刀(pointer)(例如鉆石尖刀、超硬合金制尖刀等)，或是在前端形成直線刀面的固定刀(例如超硬合金制的直線刀面刀具等)也可，類似刀輪的旋轉刀也可。采用尖刀能形成點狀的碰觸痕，采用固定刀能夠形成對應刀面前端長度的線狀的碰觸痕。此外，使用刀輪能夠形成沿著輪子的棱線的線狀碰觸痕。另外，刀輪也能兼用于下一步驟的刻劃的刀輪。
前述的強化玻璃基板的刻劃方法，其中在剝離步驟，藉由使刻劃構件從碰觸痕水平移動，擴張、擴大成Imm 3mm的長度的觸發槽也可。藉由使刻劃構件從碰觸痕水平移動，能擴張觸發槽，藉此，易于對位的故，在下一步驟的刻劃之際的觸發槽的使用變得容易。前述的強化玻璃基板的刻劃方法，其中以碰觸痕的深度較壓縮應力層的厚度為小的方式，使刻劃構件碰觸為佳。壓縮應力層的厚度(通常5μπι至50μπι程度)的資訊，因能預先從基板制造商知悉，由預備實驗取得碰觸壓和碰觸痕的深度的關系，參照壓縮應力層的厚度資訊，調整到適切的碰觸壓，以碰觸痕較壓縮應力層的厚度淺讓刻劃構件碰觸。因此，能夠僅有壓縮層被剝離，確實地防止誤差而裂斷的不當情形發生。本發明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種刻劃裝置，用于對在基板表面形成有壓縮應力層的強化玻璃基板形成刻劃線，其具備:具有用以在基板形成碰觸痕的點狀尖端或線狀尖端的刻劃構件、用于從該碰觸痕沿著刻劃預定線轉動的刀輪、使該刻劃構件及該刀輪升降的升降機構、進行升降機構的控制的控制部。該控制部是以下述方式進行控制，即由該刻劃構件形成碰觸痕時，使該刻劃構件下降碰觸基板，并在碰觸后上升以從基板離開，在轉動刀輪時使該刀輪下降，維持抵接并進行壓接轉動。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。前述的刻劃裝置，其中該刻劃構件，是前端削尖的尖刀，或是在前端形成直線刀面的固定刀也可。前述的刻劃裝置，其中該刀輪也可被兼用于當作該刻劃構件。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方案，本發明強化玻璃基板的刻劃方法及刻劃裝置至少具有下列優點及有益效果:本發明的刻劃方法，從進入基板的一端緣的內側位置，進行“內切”之際，首先，使刻劃構件對著基板從上方下降 ，碰觸而形成碰觸痕。使用的刻劃構件的抵接部分，若是點狀的尖端，會形成點狀微小的碰觸痕；若是線狀的尖端，會形成線狀的微小碰觸痕。碰觸時在表面施加的壓力，藉由預先采用相同材質的虛擬基板達到最佳化，不會因碰觸時的壓力過大而突發地裂斷，此外，不會因太過微弱而無法形成碰觸痕，因此能夠確實地形成碰觸痕。藉由碰觸痕的形成，因為能夠剝離基板表面的壓縮應力層，碰觸痕的部分作為刻劃的起點即觸發槽。因此，在所形成的觸發槽，藉由使刀輪與之抵接，施加既定的刻劃壓并轉動，能夠不滑移地形成刻劃線。根據本發明，至此為止使用刀輪采用內切法對刻劃線形成有困難的強化玻璃，在尖端未滑移，且基板未被裂斷的情況下，能夠形成有限深度的刻劃線。綜上所述，本發明是有關于一種強化玻璃基板的刻劃方法及刻劃裝置，提供對即使是加工困難的強化玻璃制的玻璃基板，也能夠采用內切確實地形成刻劃線。該刻劃方法藉由下述步驟進行刻劃，即在已進入較基板M的一端緣內側的位置，使具有點狀尖端或線狀尖端的鉆石尖刀11對基板M從上方下降并碰觸形成碰觸痕，藉此剝離基板M表面的壓縮應力層，形成該碰觸痕作為刻劃的起點的觸發槽T1的剝離步驟，以及藉由使刀輪12抵接觸發槽、壓接轉動形成刻劃線S的刻劃步驟。本發明在技術上有顯著的進步，具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是表示用于實施本發明的刻劃方法的刻劃裝置的一實施例的主視圖。圖2是表示圖1的鉆石尖刀的一例子的放大圖。圖3是表示圖1的刀輪的一例子的主視圖及左視圖。圖4是表示圖1的刻劃裝置進行的刻劃方法的順序的示意圖。圖5是表示用于實施本發明的刻劃方法的刻劃裝置的另一實施例的主視圖。圖6是表示在圖5的固定刀的主視圖及側視圖。圖7是表示圖5的刻劃裝置進行的刻劃方法的順序的示意圖。圖8是表示用于實施本發明的刻劃方法的刻劃裝置的再一實施例的主視圖。圖9是表示圖8的刻劃裝置進行的刻劃方法的順序的俯視圖。圖10是表不母基板的交叉刻劃加工的不意圖。圖11是表示刀輪進行的現有習知的刻劃方法的示意圖。M:基板S:刻劃線V T2, T3:碰觸痕(觸發槽) 10a、IOb:升降機構11:鉆石尖刀12:刀輪13:固定刀20:控制部
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的強化玻璃基板的刻劃方法及刻劃裝置其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特征及其功效，詳細說明如后。(實施形態I)圖1是表示用于實施本發明的刻劃方法之際的刻劃裝置的一實施例子的主視圖。在刻劃裝置SC1，使用鉆石尖刀作為刻劃構件。 刻劃裝置SCl，具備有:保持強化玻璃基板M于上面，并具有水平方向的旋轉機構的平臺4 ;保持此平臺4使其可以朝一方向(垂直紙面方向)移動的軌道5 ;在平臺4的上方朝與軌道5正交的方向(圖1的左右方向)架設的導引桿6 (guide bar)。在此導引桿6，具備:能夠向水平方向移動而設置的2個刻劃頭7a、7b ;在刻劃頭7a、7b的下端安裝成能夠藉由升降機構10a、10b升降的保持具8a、8b (holder)。在此,在一方的保持具8a，安裝為了形成碰觸痕的刻劃構件的鉆石尖刀11，在另一方的保持具Sb安裝刀輪12。圖2是表示圖1的鉆石尖刀11的一例子的放大圖。鉆石尖刀11，在一端形成圓錐形狀的圓柱桿Ila的前端，固定著前端已被削尖的鉆石片11b，用以藉由使此鉆石片Ilb與強化玻璃基板M相碰觸形成點狀的碰觸痕。圖3是表示圖1的刀輪12的一例子的主視圖及左視圖。在直徑2mm 6mm程度的超硬合金制的圓盤12a形成棱線12b以作為刀前端。另外，在本實施例中，使用在棱線無形成槽的無槽輪(也稱常規輪(normal wheel)),但使用在棱線形成有槽的附槽輪(例如三星鉆石工業股份有限公司制的APIO (注冊商標)刀輪)也可。因此，刻劃裝置SCl的動作，是藉由以所謂的電腦構成的控制部20而被控制。在上述升降機構10a、10b的升降的控制，保持具8a使鉆石尖刀11下降形成碰觸痕時，進行以快速的動作下降并在碰觸后馬上上升的控制。一方面，保持具Sb使刀輪12下降，壓接于基板上并同時轉動時，是以未留下碰觸痕的方式緩慢地下降抵接，進行維持抵接狀態的控制。接下來，說明使用此刻劃裝置SCl的刻劃方法。首先，如圖4(a) (C)所示，在假設于基板M的刻劃預定線上，進入較基板M的一端緣內側(例如3mm的內側)的部位，鉆石尖刀11以預先由預備實驗獲得的碰觸壓，以由上在玻璃基板M的表面輕輕地敲打的方式下降，之后，藉由上升形成點狀的碰觸痕1\。因為此碰觸痕在下一步驟用以作為·刻劃的起點，也稱作“觸發槽T/’。使碰觸痕T1變大時，如之后的圖4(d)所示，使鉆石尖刀11再次抵接碰觸痕T1，往刻劃預定線的方向水平移動擴張，成為長度Imm 3mm程度的觸發槽T/。藉由形成已擴張的觸發槽T/，易于與刀輪12的刀前端相吻合。接著，如圖4(e)所示，使刀輪12下降抵接形成觸發槽T/的位置，如圖4(f)所示，藉由沿著刻劃預定線壓接并轉動，形成刻劃線S。即，藉由上述的內切的手法形成刻劃線S。刀輪12，因為能切入已預先形成的觸發槽T/，能夠無滑移地形成刻劃線S。(實施形態2)圖5是表示用于實施本發明的刻劃方法的刻劃裝置的另一實施例子的主視圖。另夕卜，關于與圖1相同的部分藉由標示相同符號，省略說明。在此刻劃裝置SC2，使用直線刀面的固定刀13作為刻劃構件。圖6(a)是固定刀13的主視圖，圖6(b)是固定刀13的側視圖。固定刀13，在超硬合金的桿件13a的一側端,形成直線刀面13b。直線刀面13b的刀面前端長度a為Imm 3mm, 一旦使刀面前端與基板M碰觸，形成刀面前端長度a的直線狀的碰觸痕T2 (參照圖7)。另外，使直線刀面13b的刀面前端長度a變短，與上述實施形態I同樣，藉由以碰觸后抵接直線刀面13b的刀面前端的狀態水平移動擴張碰觸痕，使其成為Imm 3mm也可。如此形成的碰觸痕T2，成為觸發槽T2。首先，如圖7 (a) (C)所示，在假設在基板M的刻劃預定線上，在進入較基板M的一端緣內例的部位，使固定刀面13由上下降并輕輕地敲打玻璃基板M的表面，隨后藉由上升，形成直線狀之碰觸痕T2 (觸發槽T2)。在此形成長度2mm程度的觸發槽T2。接著，如圖7 (d)所示，使刀輪12下降至形成觸發槽T2的位置并抵接，如圖7 (e)所示，藉由沿著刻劃預定線壓接并轉動，形成刻劃線S。即，藉由上述內切的手法形成刻劃線
S。刀輪12，因為能切入預先形成的觸發槽T2,因此能無滑移地形成刻劃線S。(實施形態3)圖8是表示用于實施本發明的方法的刻劃裝置的再一實施例的主視圖。另外，關于與圖1相同的部分藉由標示相同符號，省略說明。在此刻劃裝置SC3，使用以圖3所示的刀輪12作為刻劃構件。即，作為形成碰觸痕的刻劃構件，兼用刀輪12。因此，在導引桿6，僅使用圖1的刻劃頭7b，未安裝圖1的刻劃頭7a，以及安裝于此的升降機構10a、保持具8a、刻劃構件11、13 (參照圖1、5)。接著，說明使用此刻劃裝置SC3的刻劃方法。首先，如圖9(a) (C)所示，在假設于基板M的刻劃預定線上，進入較基板M的一端緣的內側的部位，使刀輪12由上下降并輕輕地敲打玻璃基板M的表面，隨后藉由上升，形成對應棱線的線狀的碰觸痕T3 (觸發槽T3)。藉此用以形成長度2mm程度的觸發槽T3。接著，如圖9 (d)所示，使刀輪12再次下降與已形成觸發槽T3的位置抵接，如圖9(e)所示，藉由沿著刻劃預定線壓接并轉動，形成刻劃線S。即，藉由上述內切的手法形成刻劃線S。刀輪12，因能切入預先形成的觸發槽T3,能無滑移地形成刻劃線S。在以上的實施形態中，已藉由形成一刻劃線的例子說明，也能夠適用于平行地形成多條，或形成與XY方向交叉的刻劃線的場合。再者，在上述實施形態，刀輪12使用無槽輪，但用附槽輪也可。藉由使用附槽輪能更進一步地使切入變佳。在上述實施形態，形成碰觸痕即觸發槽，設置碰觸痕的位置因為在基板的端緣附近，若此部分作為端材區域，在最后作為端材并廢棄，因為在制品不會留有碰觸痕，使得不會發生碰觸痕造成的問題。此外，在本發明為了達成其目的，在無偏離申請專利范圍的范圍內，可做適宜修正、變更。本發明的刻劃方法，能夠利用于刻劃強化玻璃基板的情形。以上所述，僅是 本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種強化玻璃基板的刻劃方法，是對在基板表面形成有壓縮應力層的強化玻璃基板形成刻劃線，其特征在于其包括以下步驟: (a)剝離步驟，在進入較該基板的一端緣內側的位置，使具有點狀尖端或線狀尖端的刻劃構件對該基板由上方下降并碰觸而形成碰觸痕，藉此剝離基板表面的壓縮應力層，形成該碰觸痕作為刻劃的起點的觸發槽；以及 (b)刻劃步驟，藉由使刀輪抵接該觸發槽并壓接轉動，形成刻劃線。
2.根據權利要求1所述的強化玻璃基板的刻劃方法，其特征在于其中，該刻劃構件，是前端已削尖的尖刀，或者，在前端形成直線刀面的固定刀。
3.根據權利要求1所述的強化玻璃基板的刻劃方法，其特征在于其中，該刻劃構件是刀輪。
4.根據權利要求1所述的強化玻璃基板的刻劃方法，其特征在于其中，在該剝離步驟，藉由使該刻劃構件從該碰觸痕水平地移動，擴大為Imm 3mm的長度的觸發槽。
5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的強化玻璃基板的刻劃方法，其特征在于其中，以碰觸痕的深度較壓縮應力層的厚度小的方式使刻劃構件碰觸。
6.一種刻劃裝置，用于對在基板表面形成有壓縮應力層的強化玻璃基板形成刻劃線，其特征在于其包括: 刻劃構件，具有用以在基板形成碰觸痕的點狀尖端或線狀尖端； 刀輪，用于從該碰觸痕沿著刻劃預定線轉動； 升降機構，使該刻劃構件及該刀輪升降；以及 控制部，進行升降機構的控制； 該控制部是以下述方式進行控制，即藉由該刻劃構件形成碰觸痕時，使該刻劃構件下降與基板碰觸，并在碰觸后上升以從基板離開，在轉動刀輪時，使該刀輪下降，維持抵接并進行壓接轉動。
7.根據權利要求6所述的刻劃裝置，其特征在于其中，該刻劃構件，是前端已削尖的尖刀，或者，在前端形成直線刀面的固定刀。
8.根據權利要求6所述的刻劃裝置，其特征在于其中，該刀輪被兼用為該刻劃構件。
全文摘要
本發明是有關于一種強化玻璃基板的刻劃方法及刻劃裝置，提供對即使是加工困難的強化玻璃制的玻璃基板，也能夠采用內切確實地形成刻劃線。該刻劃方法藉由下述步驟進行刻劃，即在已進入較基板M的一端緣內側的位置，使具有點狀尖端或線狀尖端的刻劃構件11對基板M從上方下降并碰觸形成碰觸痕，藉此剝離基板M表面的壓縮應力層，形成該碰觸痕作為刻劃的起點的觸發槽T1的剝離步驟，以及藉由使刀輪12抵接觸發槽、壓接轉動形成刻劃線S的刻劃步驟。
文檔編號C03B33/02GK103086594SQ20121036207
公開日2013年5月8日 申請日期2012年9月20日 優先權日2011年11月2日
發明者高松生芳, 辜志弘, 森亮 申請人:三星鉆石工業股份有限公司