TW201436968A - 用於分離工件之方法及裝置 - Google Patents

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acoustic
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Haibin Zhang
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Qian Xu
Hisashi Matsumoto
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Abstract

本發明為用於執行方法之裝置,且該方法包括以步驟:提供一工件,使該工件之一外表面的一部分與一聲耦合劑接觸,以使得該聲耦合劑與該外表面的該部分之間的一界面至少大體上連續橫越該外表面的該部分,及使一裂紋傳播穿過該工件。該界面處之該聲耦合劑的一部分具有相對於聲能之一聲阻抗,該聲阻抗大於400 kg.m-2.s-1。

Description

用於分離工件之方法及裝置 【相關申請案之交互参考】
本申請案為非臨時申請案,其主張2012年9月24日申請之美國專利臨時申請案序列號第61/704,968號之權益,該美國專利臨時申請案之內容以全文引用方式納入本文以達所有目的。
本發明之實施例大體而言係關於用於分離工件之方法及裝置,且更具體而言,係關於用於將工件分離成具有不同大小、幾何形狀等之單元件之方法。
可能難以沿所要分離路徑不對稱地切割或分離脆性工件。例如,當工件之一側比另一側更接近於所要分離路徑時,傳播穿過工件之裂紋趨於不合需要地改變方向而遠離該路徑。此現象在由化學強化玻璃形成之工件中尤其顯著,該等工件可具有高達1 GPa之壓縮表面應力。為避免此問題,通常僅將工件進行對稱分離(亦即,藉由將材料分隔為兩個均等件,且必要時繼而將所形成之工件對半分隔)。然而,藉由此方法分離工件可不合理地對最終形成的工件之大小及形狀以及分離製程自身造成限制。
本發明的一態樣為一種方法,其包括:提供一工件,其具 有一外表面;在該工件內界定一分離路徑;沿該分離路徑分離該工件,以使得聲能在該分離期間於該工件內產生,且朝向該外表面的一部分傳輸;以及在該分離期間,使該外表面的該部分與一聲耦合劑接觸,以使得在該聲耦合劑與該外表面的該部分之間的一界面至少大體上連續橫越該外表面的該部分,其中該界面處之該聲耦合劑的一部分具有相對於該聲能之一聲阻抗,該聲阻抗大於400 kg.m-2.s-1
本發明的另一態樣為一種方法,其包括:提供一工件,其具有一外表面;使該外表面的一部分與一聲耦合劑接觸,以使得該聲耦合劑與該外表面的該部分之間的一界面至少大體上連續橫越該外表面之該部分;以及使一裂紋傳播穿過與該聲耦合劑接觸的該工件,其中該界面處之該聲耦合劑的一部分具有相對於聲能之一聲阻抗,該聲阻抗大於400 kg.m-2.s-1
本發明的另一態樣為一種方法,其包括:提供一工件,其具有一外表面;使該外表面的一部分與一聲耦合劑接觸,該聲耦合劑包括選自由一液體、一凝膠、一彈性體化合物、一黏合劑及一油脂組成之群的至少一種材料;以及使一裂紋傳播穿過與該聲耦合劑接觸的該工件。
本發明的另一態樣為一種根據前述方法所形成的製品。
本發明的另一態樣為一種裝置,其包括:一工件支撐件,其係組配來支撐一工件,該工件具有一外表面;一工件分離系統,其係組配來分離由該工件支撐件支撐之一工件,以使得聲能在該工件內產生,且朝向該外表面的一部分傳輸;以及一聲耦合劑,其係組配來聲學地接觸該外表面的該部分。
100‧‧‧工件
102‧‧‧第一主表面區
104a‧‧‧邊緣表面區
104b‧‧‧邊緣表面區
106a‧‧‧邊緣表面區
106b‧‧‧邊緣表面區
108‧‧‧分離路徑
200‧‧‧裂紋
200a‧‧‧裂紋尖端
300a‧‧‧單元件
300b‧‧‧單元件
500‧‧‧分離路徑
600‧‧‧聲耦合劑
700a‧‧‧單元件
700b‧‧‧單元件
800‧‧‧工件分離裝置
802‧‧‧工件分離系統
804‧‧‧工件支撐件
806‧‧‧擋壩
圖1至圖3示意地例示當對稱地分離工件時影響裂紋於工件內沿界定分離路徑之合乎需要傳播的機制。
圖4及圖5示意地例示當不對稱地分離工件時影響裂紋於工件內沿偏離界定分離路徑的實際分離路徑之不合需要傳播的機制。
圖6及圖7示意地例示根據一實施例之不對稱地分離工件之方法。
圖8示意地例示用於不對稱地分離工件之裝置的一實施例。
以下文參照隨附圖式更全面地描述本發明之實施例,圖中展示本發明之示例性實施例。然而,此等實施例可以許多不同的形式實行,且不應理解為限於本文所闡述之實施例。實情為,提供此等實施例使得本揭示案將透徹及完整且將向熟習此項技術者完全傳達本發明之範疇。在圖式中,為明確起見,可將各層、區、組件之形狀、大小及相對大小加以誇示。除非另外指出,否則值的範圍在被陳述時包括該範圍之上限及下限以及上下限之間的任何子範圍。
參照圖1,工件100包括外表面,該外表面具有第一主表面區102、與第一主表面區102相對之第二主表面區(未圖示)及自第一主表面區102延伸至第二主表面區的一或多個邊緣表面區。然而,如示範性所示,工件100包括第一對相對邊緣表面區104a及104b及第二對相對邊緣表面區106a及106b。出於本文中論述之目的,第一對相對邊緣表面區104a及104b之間的距離可表徵為工件100之長度(L),且第二對相對邊緣表面區 106a及106b之間的距離可表徵為工件100之寬度(W)。一般而言,工件100之長度L可大於或等於工件100之寬度W。在一實施例中,工件100之長度L可在20 mm至1000 mm之範圍內(或可小於20 mm或大於1000 mm)。
在所例示之實施例中,第一主表面區102及第二主表面區兩者為大體上平坦且彼此平行的。因此,自第一主表面區102及第二主表面區之距離可界定工件100之厚度。在一實施例中,工件之厚度在200 μm至10 mm之範圍內。然而,在另一實施例中,工件之厚度可小於200 μm或大於10 mm。在又一實施例中,第一主表面區102及第二主表面區可大體上不為平坦的,可彼此不平行,或其組合。
一般而言,工件100係由脆性材料形成,該脆性材料諸如藍寶石、矽、陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷,或類似材料或其組合。在一實施例中,工件100係提供為玻璃片(例如,熱強化玻璃、化學強化玻璃或未強化玻璃)。玻璃片可由任何玻璃組合物形成,諸如鈉鈣玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鈉鋁矽酸鹽玻璃、鈣鋁矽酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、氟化物玻璃、硫屬玻璃、塊狀金屬玻璃或類似物或其組合。當玻璃片受強化時,第一主表面區102及第二主表面區中之每一者可受壓縮應力,而玻璃片內部中之一區域處於張力狀態,以便補償第一主表面區102及第二主表面區處的表面壓縮。因此,強化玻璃片的特徵可為包括一對壓縮區(亦即,其中玻璃處於壓縮狀態之區域),該等壓縮區自第一主表面區102及第二主表面區延伸且由中央張力區(亦即,其中玻璃處於張力狀態之區域)分開。將壓縮區之厚度稱為「層深度」(DOL)。
一般而言,第一主表面區102及第二主表面區中之每一者 處的表面壓縮均可在69 MPa至1 GPa之範圍內。然而,在其他實施例中,第一主表面區102或第二主表面區中之任何一者處的表面壓縮均可小於69 MPa或大於1 GPa。一般而言,DOL可在20 μm至100 μm之範圍內。然而,在其他實施例中,DOL可小於20 μm或大於100 μm。可由下式來測定片材之張力區內的最大張應力:
CS為第一主表面區102及第二主表面區處之前述表面壓縮,t為玻璃片之厚度(以毫米mm表示),DOL為壓縮區之層厚度(以mm表示),且CT為玻璃片內之最大中央張力(以MPa表示)。
已示範性地描述能夠根據本發明之實施例分離之工件100,現將描述分離工件100之示範性實施例。在實行此等方法之後,可沿諸如分離路徑108之所要分離路徑分離工件100。如示範性所例示,分離路徑108在第一對邊緣表面區104a及104b之間(例如,在點A與點B之間)完整地沿直線延伸。然而,在其他實施例中,所要分離路徑可沿曲線延伸,可與邊緣表面區104a及104b中之一或兩者間隔開,或其組合。如示範性所例示,分離路徑108平行於第二對邊緣表面區106a及106b,以使得分離路徑108與邊緣表面區(例如,邊緣表面區106b)間隔距離D,其中D為W之大致一半。然而,在其他實施例中,分離路徑並非平行於邊緣表面區106a或邊緣表面區106b。進一步如以下更詳細地論述,分離路徑108與諸如邊緣表面區106a及106b之邊緣區間隔開的距離可小於W之一半(例如,在W的約1%至約40%之範圍內)。
在一實施例中,可藉由首先界定分離路徑108來沿分離路 徑108分離工件100。分離路徑108表示工件100內之一區域,該區域具有一或多個與工件100中剩餘本體之性質不同的性質(例如,缺陷密度、應力狀態、溫度、組成等)。性質差異足夠顯著來引導或以其他方式影響裂紋(一旦起始)將傳播穿過工件100之路徑。然而一般而言,分離路徑108可藉由以下操作來界定:對第一主表面區及第二主表面區中之一或兩者的一部分機械地劃線,化學蝕刻第一主表面區及第二主表面區中之一或兩者的一部分,加熱第一主表面區及第二主表面區中之一或兩者的一部分,冷卻第一主表面區及第二主表面區中之一或兩者的一部分,使工件100經受彎曲力矩,改質工件100內部內之材料(例如,如國際專利公開案第WO 2012/006736 A2號中所述,該案以引用方式納入本文)。
在一實施例中,分離路徑108可藉由執行如以下任一者中所述之一或多個製程來界定:2012年2月28日申請之美國臨時申請案第61/604,380號、2012年2月28日申請之美國臨時申請案第61/604,416號、2011年9月22日公開之美國專利申請公開案第2011/0226832 A1號、2011年6月2日公開之美國專利申請公開案第2011/0127244 A1號、2011年3月3日公開之美國專利申請公開案第2011/0049765 A1號、2006年1月31日頒予之美國專利第6,992,026號、1998年10月27日頒予之美國專利第5,826,772號,所有專利以全文引用方式納入本文。在一實施例中,分離路徑108可藉由將雷射能量導向至工件100的一部分上(例如,以誘發工件100內之材料的汽化、電離、剝蝕、加熱,或類似者或其組合)來界定。
在一實施例中,雷射能量可具有在100 nm至11 μm範圍內的一或多個光波長(例如,266 nm、523 nm、532 nm、543 nm、780 nm、800 nm、 1064 nm,、1550 nm、10.6 μm等)。例如,雷射能量可具有在100 nm至11 μm範圍內的一或多個光波長(例如,266 nm、523 nm、532 nm、543 nm、780 nm、800 nm、1064 nm、1550 nm、10.6 μm等),此取決於形成工件100之材料。在另一實例中,雷射能量可呈至少一個光脈衝之形式,該光脈衝具有在10 fs至500 ns之範圍內(或小於10 fs或大於500 ns)的脈沖持續時間及在10 Hz至100 MHz之範圍內(或小於10 Hz或大於100 MHz)的脈衝重複率。
參照圖2,工件100可藉由首先在工件100內形成起始缺陷且隨後使裂紋自起始缺陷傳播穿過工件100而沿分離路徑108加以分離。要瞭解的是,分離製程可在界定分離路徑108時起始,或可在已界定分離路徑108之後起始。在一些實施例中,起始缺陷可為一或多個裂紋、凹槽、位錯、晶粒邊界、空隙、發色中心,或類似物或其組合。
一般而言,起始缺陷可藉由以下操作來界定:在點A處或附近之位置處對工件100的一部分(例如,在第一主表面區102、第二主表面區、邊緣表面區104b處,或類似位置或其組合)機械地劃線,化學蝕刻工件100的一部分(例如,在第一主表面區102、第二主表面區、邊緣表面區104b處,或類似位置或其組合),在點A處或附近之位置處加熱工件100的一部分(例如,在第一主表面區102、第二主表面區、邊緣表面區104b處,或類似位置或其組合),在點A處或附近之位置處冷卻工件100的一部分(例如,在第一主表面區102、第二主表面區、邊緣表面區104b處,或其類似位置或組合),在點A處或附近之位置處使工件100的一部分(例如,在第一主表面區102、第二主表面區、邊緣表面區104b處,或類似位置或其組合)經受彎曲力矩,在點A處或附近之位置處改質工件100內部內之材料(例如,如 國際專利公開案第WO 2012/006736 A2號中所述,該案以引用方式納入本文),或類似者或其組合。在一實施例中,起始缺陷可藉由將雷射能量施加至工件的一部分上來形成。在此實施例中,在形成起始缺陷中使用之雷射能量可具有與在界定分離路徑108中使用之雷射能量特徵相同或不同的特徵(例如,波長、脈沖持續時間、脈衝重複率,或類似特徵或其組合)。
在一實施例中,起始缺陷經組配以使得具有大體自第一主表面區102延伸至第二主表面區之裂紋尖端200a的裂紋(諸如裂紋200)在形成起始缺陷之後立即傳播穿過工件100(例如,沿自所要開始點A至所要終點B之所要分離路徑傳播,如圖1中所示)。例如,在工件為強化玻璃片之實施例中,起始缺陷可提供為凹槽或裂紋,該凹槽或裂紋自第一主表面102或第二主表面延伸充分接近於(或進入)張力區以建立具有最大張應力之局部區,該局部區建立裂紋200。
在另一實施例中,起始缺陷係組配來在起始缺陷處或附近之位置處加熱工件100,在起始缺陷處或附近之位置處冷卻工件100,在起始缺陷處或附近之位置處彎曲工件100,在起始缺陷處或附近之位置處機械地衝擊工件100,或類似者或其組合之後,使得如裂紋200之裂紋傳播穿過工件100(例如,沿自所要開始點A至所要終點B之所要分離路徑傳播,如圖1中所示)。例如,在工件為未強化玻璃片之實施例中,起始缺陷可提供為盲裂紋,該盲裂紋部分地延伸穿過工件100之厚度。隨後,可藉由後續加熱(或藉由冷卻接著加熱)盲裂紋來形成且傳播裂紋200,進而形成全身裂紋。參見例如2002年12月3日頒予之美國專利第6,489,588號,該美國專利以全文引用方式納入本文。在使裂紋200沿所要分離路徑(例如,自所要 開始點A至所要終點B,如圖1中所示)傳播之後,可將工件100分離成單元件,諸如,如圖3中所示之單元件300a及300b。
雖然以上相對於圖1至圖3所述之工件分離製程在D為W之大致一半時充分適用,但本發明人已發現上述工件分離製程在D小於W之大致一半時並不充分適用。例如,本發明人已判定,當D為W之大致一半時,裂紋200之裂紋尖端200a至少大體上沿所要分離路徑108行進,以便至少大體上到達所要終點B。然而,當D小於W之大致一半時,裂紋尖端200a可在其行進穿過工件100時改變方向而偏離分離路徑108。取決於諸如工件100之長度L及D比W之大致一半小多少之因素,裂紋尖端200a可傳播穿過工件100以到達邊緣表面區104a上不合需要地遠離所要終點B之一位置,或甚至可到達諸如邊緣表面區106b之邊緣表面區上的一位置。例如且參照圖4,分離路徑108可以如同以上相對於圖1所述之方式來界定,但可沿直線延伸,平行於邊緣表面區106b且與邊緣表面區106b間隔距離D,該距離在W的約1%至約40%之範圍內。更廣泛而言,圖4中所示之分離路徑108例示一個實例,其中分離路徑108的一部分與分離路徑108之第一側上的邊緣表面區(亦即,邊緣表面區106b)的第一部分之間的最小距離不同於分離路徑108的該部分與分離路徑108之第二側上的邊緣表面區(亦即,邊緣表面區106a)的第二部分之間的最小距離。如圖5中所示,在形成起始缺陷且自起始缺陷傳播裂紋200之後,裂紋尖端200a可沿分離路徑108傳播一定距離,但隨後沿諸如分離路徑500之非所要分離路徑改變方向而偏離且在非所要終點(例如,位於邊緣表面區106b之非所要終點C)處終止。因此,可能難以以合乎需要及可控制之方式將工件100不對稱地分隔成具 有不同大小、幾何形狀等之單元件。
雖然不希望受任何特定理論的約束,但本發明人咸信在裂紋尖端200a處(亦即,當裂紋200傳播穿過工件100時)產生之聲能係於垂直於裂紋200傳播方向之一或多個方向上傳輸。如本文中所使用,術語「聲能」代表在裂紋200傳播穿過工件200時工件100中之材料於裂紋尖端200a處開裂之後,在工件100內產生之機械振動。因此,咸信相對於圖4及圖5所述之現象可主要為聲能與邊緣表面區(或其部分)之間的交互作用之結果,該聲能係在裂紋200沿分離路徑108傳播時自裂紋尖端200a傳輸穿過工件100,且該邊緣表面區(或其部分)相對而言接近於分離路徑108且位於所傳輸聲能之路徑中。
鑒於以上內容,根據一實施例,上述工件分離製程可進一步包括使工件100的至少一部分與聲耦合劑聲學地接觸以便形成能量傳輸界面之製程,該能量傳輸界面至少大體上連續以便使在裂紋尖端200a處產生之聲能能夠傳輸出工件100。出於本文論述之目的,「至少大體上連續」的能量傳輸界面可為連續或不連續的。然而,若能量傳輸界面為不連續的,則聲耦合劑與工件100之間的任何間隙應充分小,以便不引起聲能返回至工件100中的任何顯著反射。
一般而言,能量傳輸界面處之聲耦合劑的聲阻抗將大於在20℃及1 atm下之空氣的聲阻抗(亦即,大於400 kg.m-2.s-1)。此外,能量傳輸界面處之聲耦合劑的聲阻抗可經選擇以使得能量傳輸界面處之反射係數R小於0.98,小於0.95,小於0.9,小於0.85,小於0.8,小於0.5,或甚至小於0.3。出於論述之目的,可如下計算R:
其中Z1為工件100之聲阻抗,Z2為能量傳輸界面處之聲耦合劑的聲阻抗。一般而言,能量傳輸界面處之聲耦合劑的聲阻抗(亦即,Z2)可小於或等於工件之聲阻抗(亦即,Z1)。在一實施例中,Z2(當在20℃及1 atm下量測時)可在1.(106)kg.m-2.s-1至20.(106)kg.m-2.s-1之範圍內。然而,在其他實施例中,上述界面處之聲耦合劑的部分之聲阻抗可大於工件100之聲阻抗。
聲耦合劑可包括一或多種材料,諸如液體(例如,水、油(例如SAE 20)、矽油、甘油、丙二醇、乙二醇,或類似物或其組合),凝膠(例如,甘油、蜂蜜,或類似物或其組合),油脂(例如,褐色油脂、矽油脂、石油膠,或類似物或其組合),彈性體化合物(例如,聚矽氧或類似物),黏合劑(例如,聚矽氧黏合劑、熱熔膠、氰基丙烯酸酯、牙用黏固劑、蠟珠,或類似物或其組合),或類似物或其組合。當工件100之外表面相對平滑時,基於液體的聲耦合劑通常為適合的,當工件100之外表面相對粗糙時,凝膠及油脂通常為適合的。若可能,則期望清潔工件100之外表面以移除可在工件100與聲耦合劑之間的界面處捕獲空氣之微塵及其他粒子。
參照圖6,可在界定分離路徑108之前、期間或之後使如以上示範性所述之聲耦合劑中的一或多者與外表面工件100接觸,該或該等聲耦合劑在本文中共同地且按屬類簡稱為聲耦合劑600。雖然圖6將聲耦合劑600例示為接觸邊緣表面區104a、104b及106b,但要瞭解的是,聲耦合劑600可僅接觸邊緣表面區106b。雖然圖6將聲耦合劑600例示為沿分離路徑108之完整長度接觸邊緣表面區106b,但要瞭解的是,聲耦合劑600可僅接觸邊緣表面區106b的一部分。在所例示之實施例中,聲耦合劑600 係例示為接觸第一主表面區104a的一部分。然而,要瞭解的是,聲耦合劑600可接觸第一主表面102的任何其他部分或第一主表面102的全部。類似地,聲耦合劑600可能接觸第二主表面區的任何部分或全部。在使裂紋200沿所要分離路徑(例如,自所要開始點A至所要終點B,如圖6中所示)傳播之後,可將工件100不對稱地分離成單元件,諸如,如圖7中所示之單元件700a及700b。諸如單元件700a及700b之所得單元件可具有不同的大小、幾何形狀等。在將工件100分離成單元件700a及700b之後,可藉由任何適合方法(例如,藉由以諸如水之溶劑洗滌,此取決於聲耦合劑之材料)將聲耦合劑600自單元件中之一或多者移除。
已示範性地描述工件分離製程之示範性實施例,現將參照圖8描述用於分離工件100之裝置的示範性實施例。
參照圖8,諸如工件分離裝置800之工件分離裝置可包括:工件分離系統802,其係組配來根據以上論述之實施例中之一或多者來分離上述工件100;工件支撐件804,其係組配來支撐工件100;以及上述聲耦合劑600,其係組配來聲學地接觸工件100。
在聲耦合劑600為液體、凝膠、油脂或類似物之實施例中,裝置800可進一步包括擋壩806,其係組配來保持聲耦合劑600的至少一部分(例如,以防止聲耦合劑600不合需要地溢出或以其他方式流出工件100)。雖然圖8將第一主表面區102例示為未由聲耦合劑600接觸,但第一主表面區102可由聲耦合劑600接觸。在一實施例中,工件100可浸沒於聲耦合劑600內,以使得第一主表面區102、邊緣表面區中之一或多者及視需要第二主表面區均由聲耦合劑600(例如,提供為任何適合的液體)接觸。
在一實施例中,工件100可藉由以下來引入裝置800:首先將工件100安置於工件支撐件804上以使得第一主表面區102背朝工件支撐件804且第二主表面區面向工件支撐件804,且繼而使外表面的一部分與聲耦合劑600接觸(例如,第一主表面區102、邊緣表面區中之一或多者,或類似者或其組合)。然而,在另一實施例中,可首先將聲耦合劑600安置於工件支撐件804上(例如,以便藉由擋壩806保持),且隨後可將工件100安置於工件支撐件804上,以使得聲耦合劑600安置於工件100與工件支撐件804之間。在又一實施例中,可首先將聲耦合劑600安置於工件100上,且隨後可將聲耦合劑600接觸之工件100安置於工件支撐件804上。
前述內容係對本發明之實施例的說明且不應解釋為對其之限制。雖然已描述本發明之少數示例性實施例,但是熟習此項技術者將容易瞭解的是,在實質上不脫離本發明之新穎教示及優點的情況下,示例性實施例可能存在許多的修改。鑒於前述內容,應瞭解,前述內容係對本發明的說明及不應解釋為限於本發明所揭示之特定示例性實施例,且對所揭示之示例性實施例以及其他實施例之修改意欲包括在隨附的申請專利範圍之範疇內。本發明係由以下申請專利範圍界定,其中包括申請專利範圍之等效物。
100‧‧‧工件
102‧‧‧第一主表面區
600‧‧‧聲耦合劑
800‧‧‧工件分離裝置
802‧‧‧工件分離系統
804‧‧‧工件支撐件
806‧‧‧擋壩

Claims (62)

  1. 一種方法,其包括:提供一工件,其具有一外表面;在該工件內界定一分離路徑;沿該分離路徑分離該工件,以使得聲能在該分離期間於該工件內產生,且朝向該外表面的一部分傳輸;以及在該分離期間,使該外表面的該部分與一聲耦合劑接觸,以使得在該聲耦合劑與該外表面的該部分之間的一界面至少大體上連續橫越該外表面的該部分,其中該界面處之該聲耦合劑的一部分具有相對於該聲能之一聲阻抗,該聲阻抗大於400 kg.m-2.s-1
  2. 一種方法,其包括:提供一工件,其具有一外表面;使該外表面的一部分與一聲耦合劑接觸,以使得該聲耦合劑與該外表面的該部分之間的一界面至少大體上連續橫越該外表面之該部分;以及使一裂紋傳播穿過與該聲耦合劑接觸的該工件,其中該界面處之該聲耦合劑的一部分具有相對於聲能之一聲阻抗,該聲阻抗大於400 kg.m-2.s-1
  3. 一種方法,其包括:提供一工件,其具有一外表面;使該外表面的一部分與一聲耦合劑接觸,該聲耦合劑包括選自由一 液體、一凝膠、一彈性體化合物、一黏合劑及一油脂組成之群的至少一種材料;以及使一裂紋傳播穿過與該聲耦合劑接觸的該工件。
  4. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中工件具有大於200 μm之一厚度。
  5. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該工件具有小於10 mm之一厚度。
  6. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該工件包括一脆性材料。
  7. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該脆性材料包括藍寶石。
  8. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該脆性材料包括矽。
  9. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該脆性材料包括一陶瓷。
  10. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該工件包括一玻璃片。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該玻璃片包括熱強化玻璃。
  12. 如申請專利範圍第10項中任一項之方法,其中該玻璃片包括化學強化玻璃。
  13. 如申請專利範圍第10項中任一項之方法,其中該外表面的一第一部分受壓縮應力。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該外表面的該第一部分係以大於69 MPa之一應力受壓縮應力。
  15. 如申請專利範圍第13項中任一項之方法,其中該外表面的該第一部分係以大於100 MPa之一應力受壓縮應力。
  16. 如申請專利範圍第13項中任一項之方法,其中該外表面的該第一部分係 以大於600 MPa之一應力受壓縮應力。
  17. 如申請專利範圍第13項中任一項之方法,其中該玻璃片包括一壓縮應力區,該壓縮應力區自該外表面的該第一部分延伸至該玻璃片的內部中,其中該壓縮應力區之一厚度大於20 μm。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法,其中該壓縮應力區之該厚度大於40 μm。
  19. 如申請專利範圍第17項中任一項之方法,其中該壓縮應力區之該厚度大於50 μm。
  20. 如申請專利範圍第17項中任一項之方法,其中該壓縮應力區之該厚度大於100 μm。
  21. 如申請專利範圍第13項中任一項之方法,其中該外表面中與該第一部分相對的一第二部分受壓縮應力。
  22. 如申請專利範圍第10項中任一項之方法,其中該玻璃片之一內部區處於一張力狀態中。
  23. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中界定該分離路徑包括對該工件之該外表面的一部分機械地劃線。
  24. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中界定該分離路徑包括將雷射能量導向至該工件的一部分上。
  25. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中界定該分離路徑包括加熱該工件之該外表面的一部分。
  26. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中界定該分離路徑包括冷卻該工件之該外表面的一部分。
  27. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中界定該分離路徑包括使該 工件經受一彎曲力矩。
  28. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中界定該分離路徑包括化學蝕刻該工件之該外表面的一部分。
  29. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中界定該分離路徑包括改質該工件之一內部內的材料。
  30. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該工件之該外表面包括一大體上平坦的第一主表面區、與該第一主表面區相對之一大體上平坦的第二主表面區,及自該第一主表面區延伸至該第二主表面區的一邊緣表面區,且該分離路徑的一部分與該分離路徑之一第一側上的該邊緣表面區的一第一部分之間的一最小距離不同於該分離路徑的該部分與該分離路徑之一第二側上的該邊緣表面區的一第二部分之間的一最小距離。
  31. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中沿該分離路徑分離該工件包括在該工件內形成一起始缺陷。
  32. 如申請專利範圍第30項之方法,其中形成該起始缺陷包括對該工件的一部分機械地劃線。
  33. 如申請專利範圍第31項中任一項之方法,其中形成該起始缺陷包括將雷射能量導向至該工件的一部分上。
  34. 如申請專利範圍第31項中任一項之方法,其中形成該起始缺陷包括加熱該工件的一部分。
  35. 如申請專利範圍第31項中任一項之方法,其中形成該起始缺陷包括冷卻該工件的一部分。
  36. 如申請專利範圍第31項中任一項之方法,其中形成該起始缺陷包括化學蝕刻該工件的一部分。
  37. 如申請專利範圍第31項中任一項之方法,其中該起始缺陷包括一裂紋、一凹槽、一位錯、一晶粒邊界、一空隙及一發色中心之至少一者。
  38. 如申請專利範圍第31項中任一項之方法,其中沿該分離路徑分離該工件進一步包括使一裂紋自該起始缺陷傳播穿過該工件。
  39. 如申請專利範圍第31項中任一項之方法,其中沿該分離路徑分離該工件進一步包括使一裂紋傳播穿過該工件。
  40. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中沿該分離路徑分離該工件進一步包括不對稱地分隔該工件。
  41. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該工件之該外表面包括一大體上平坦的第一主表面區、與該第一主表面區相對之一大體上平坦的第二主表面區,及自該第一主表面區延伸至該第二主表面區的一邊緣表面區,且使該外表面的該部分與一聲耦合劑接觸包括使該聲耦合劑與該邊緣表面區的一區域接觸。
  42. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該工件之該外表面包括一大體上平坦的第一主表面區、與該第一主表面區相對之一大體上平坦的第二主表面區,及自該第一主表面區延伸至該第二主表面區的一邊緣表面區,且使該外表面的該部分與一聲耦合劑接觸包括使該聲耦合劑與選自由該第一主表面區及該第二主表面區組成之群之至少一者的一區域接觸。
  43. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該工件之該外表面包括一第一主表面區、與該第一主表面區相對之一第二主表面區,及自該第一主表面區延伸至該第二主表面區的一邊緣表面區,提供該工件包括將該工件安置於一工件支撐件上,以使得該第一主表面區背朝該工件支撐件,且該第二主表面區面向該工件支撐件,且使該外表面的該部分與該聲耦合劑接觸包括使該聲耦合劑與選自由該第一主表面區、該第二主表面區及該邊緣表面區組成之群之至少一者的一區域接觸。
  44. 如申請專利範圍第43項之方法,其進一步包括提供該工件及該聲耦合劑,以使得該聲耦合劑係安置於該工件支撐件與該工件之間。
  45. 如申請專利範圍第43項中任一項之方法,其進一步包括將該工件安置於該工件支撐件上,且此後使該外表面的該部分與該聲耦合劑接觸。
  46. 如申請專利範圍第43項中任一項之方法,其進一步包括使該外表面的該部分與該聲耦合劑接觸,且此後將該工件安置於該工件支撐件上。
  47. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分之該聲阻抗大於1.(106)kg.m-2.s-1
  48. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分之該聲阻抗大於5.(106)kg.m-2.s-1
  49. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分之該聲阻抗大於10.(106)kg.m-2.s-1
  50. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的 該部分之該聲阻抗小於20.(106)kg.m-2.s-1
  51. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分之該聲阻抗小於1.(106)kg.m-2.s-1
  52. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分包括一液體。
  53. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分包括一凝膠。
  54. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分包括一油脂。
  55. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分包括一彈性體化合物。
  56. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其中該界面處之該聲耦合劑的該部分包括一黏合劑。
  57. 如申請專利範圍第1項中任一項之方法,其進一步包括使該外表面的該部分與該聲耦合劑接觸,同時界定該分離路徑。
  58. 一種製品,其係根據如申請專利範圍第1項中任一項之方法形成。
  59. 一種裝置,其包括:一工件支撐件,其係組配來支撐一工件,該工件具有一外表面;一工件分離系統,其係組配來分離由該工件支撐件支撐之一工件,以使得聲能在該工件內產生,且朝向該外表面的一部分傳輸;以及一聲耦合劑,其係組配來聲學地接觸該外表面的該部分。
  60. 如申請專利範圍第59項之裝置,其中該工件分離系統係組配來執行如申 請專利範圍第1項中任一項之方法。
  61. 如申請專利範圍第59項中任一項之裝置,其中該聲耦合劑包括選自由一液體、一凝膠、一彈性體化合物、一黏合劑及一油脂組成之群的至少一種材料。
  62. 如申請專利範圍第59項中任一項之裝置,其進一步包括一擋壩,其耦接至該工件支撐件,該擋壩係組配來保持該聲耦合劑的至少一部分。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11111170B2 (en) 2016-05-06 2021-09-07 Corning Incorporated Laser cutting and removal of contoured shapes from transparent substrates
US11130701B2 (en) 2016-09-30 2021-09-28 Corning Incorporated Apparatuses and methods for laser processing transparent workpieces using non-axisymmetric beam spots
US11148225B2 (en) 2013-12-17 2021-10-19 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom
US11186060B2 (en) 2015-07-10 2021-11-30 Corning Incorporated Methods of continuous fabrication of holes in flexible substrate sheets and products relating to the same
US11542190B2 (en) 2016-10-24 2023-01-03 Corning Incorporated Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
US11648623B2 (en) 2014-07-14 2023-05-16 Corning Incorporated Systems and methods for processing transparent materials using adjustable laser beam focal lines
US11697178B2 (en) 2014-07-08 2023-07-11 Corning Incorporated Methods and apparatuses for laser processing materials
US11713271B2 (en) 2013-03-21 2023-08-01 Corning Laser Technologies GmbH Device and method for cutting out contours from planar substrates by means of laser
US11773004B2 (en) 2015-03-24 2023-10-03 Corning Incorporated Laser cutting and processing of display glass compositions

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT13206U1 (de) * 2012-07-17 2013-08-15 Lisec Maschb Gmbh Verfahren und Anordnung zum Teilen von Flachglas
WO2015004835A1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-15 川崎重工業株式会社 脆性材料の板材の分断方法及び分断装置
KR101484091B1 (ko) * 2013-11-04 2015-01-19 코닝정밀소재 주식회사 강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치
JP7466829B2 (ja) * 2020-02-06 2024-04-15 日本電気硝子株式会社 ガラス板の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4391168A (en) * 1980-07-10 1983-07-05 Gerber Garment Technology, Inc. Method for cutting sheet material with a cutting wheel
AU2001261402A1 (en) * 2000-05-11 2001-11-20 Ptg Precision Technology Center Limited Llc System for cutting brittle materials
US20040079208A1 (en) * 2002-10-25 2004-04-29 Raymedica, Inc. Ultrasonic cutting system with protective sheet
JP2007038620A (ja) * 2005-08-03 2007-02-15 Kazumasa Onishi 円盤状ブレード及び切断装置
WO2011038902A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Picodrill Sa A method of cutting a substrate and a device for cutting

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11713271B2 (en) 2013-03-21 2023-08-01 Corning Laser Technologies GmbH Device and method for cutting out contours from planar substrates by means of laser
US11148225B2 (en) 2013-12-17 2021-10-19 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
US11697178B2 (en) 2014-07-08 2023-07-11 Corning Incorporated Methods and apparatuses for laser processing materials
US11648623B2 (en) 2014-07-14 2023-05-16 Corning Incorporated Systems and methods for processing transparent materials using adjustable laser beam focal lines
US11773004B2 (en) 2015-03-24 2023-10-03 Corning Incorporated Laser cutting and processing of display glass compositions
US11186060B2 (en) 2015-07-10 2021-11-30 Corning Incorporated Methods of continuous fabrication of holes in flexible substrate sheets and products relating to the same
US11111170B2 (en) 2016-05-06 2021-09-07 Corning Incorporated Laser cutting and removal of contoured shapes from transparent substrates
US11130701B2 (en) 2016-09-30 2021-09-28 Corning Incorporated Apparatuses and methods for laser processing transparent workpieces using non-axisymmetric beam spots
US11542190B2 (en) 2016-10-24 2023-01-03 Corning Incorporated Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates

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US20140084040A1 (en) 2014-03-27

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