[发明专利]用于激光加工具有倒角边缘的玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明主要技术内容的领域是有关于对玻璃或者类似玻璃物体的激光加工。特别是关于激光加工出一物体，而该物体连接其顶部表面或底部表面的一边缘上或者是激光加诸该物体的一特征(feature)上具有一倒角(chamfer)。更特别是关于在单一生产动作下以激光加工出具有倒角的玻璃或者类似玻璃的物体。

背景技术

对于在玻璃或者是诸如蓝宝石、陶瓷或玻璃陶瓷之类似玻璃的物体上以激光加工出倒角的特征是有其必要的，因为在边缘加入倒角使得该边缘较为安全，关键在于手持之时比较不会造成割伤或划伤，使其难以碎开或断裂，而实质上使该边缘更加坚固。当需要具有倒角的边缘时，现有的方法并不能在单一生产动作下制做出具有倒角边缘的物体。产生倒角边缘的现有方法包括在单一动作中产生一诸如切穿(through cut)或槽刻(trench)的特征，继而在一或多个后续步骤中产生一倒角。

倒角是在一由二个相邻表面形成的边缘上所建立的一斜面。此等表面通常以大约呈直角的角度相连于上述的边缘，但亦可能以其他角度相连。图1显示一不具有倒角的物体10的剖面示意图。此例中，其通过自顶部表面20至底部表面22加工该物体以形成侧边24、26。注意顶部表面20和底部表面22的边缘12、14、16及18与上述的侧边24、26相连。

图2显示同一物体10，但倒角32、34被加入顶部表面20与侧边24、26相连的边缘上。顶部表面倒角32、34之外，应注意其亦可以在底部表面22与侧边24、26相连的边缘18、16上产生倒角。除了图2所示的纯粹斜面式倒角之外，有时候需要的是圆形的倒角。图3显示同一物体10，其在顶部表面20与侧边24、26相连处加入圆形的倒角52、54。

玻璃切割传统上是以机械式锯开的方式达成，其在玻璃上划线而后继以机械式的切断处理步骤。近年来，激光技术被采用来进行玻璃的切割，基本上其使用激光做为局部的热源，有时辅以冷却性的喷嘴，以沿着激光束通过时描划出的轨迹产生压力及微裂力(microcrack)而切割玻璃。如此造成的压力及微裂力可能本身即足以使玻璃沿着预期的轨迹断裂并分离，或者亦可能需要一后续的断裂步骤以分割该玻璃。仅使用激光而未搭配冷却源的现有技术包括MLBA(Multiple Laser Beam Absorption，多重激光束吸收)切割技术，如美国专利申请案2007/0039932利用无压力组件固定以对由易碎材料制成的组件进行分割加工处理的装置(Device for Separative Machining of Components made Form Brittle Material With Stress-Free Component Mounting)以及2007/0170162用于切穿半导体材料的方法及装置(Method and Device for Cutting Through Semiconductor Materials)中所述，其运用近红外线(IR)激光源配合一对反射镜以将玻璃中沿着分割路径的光子能量总吸收量最大化，致使其产生足够的热压力以分割部件而无须施加额外的力量。然而此技术需要一初始的机械切槽(notch)做为一预裂点(pre-crack)。激光产生的压力将使得该初始裂点扩大而造成分离。切割玻璃或者其他易碎材质的另一方法提出于美国专利案5,609,284分割非金属材料的方法(Method of Splitting Non-Metallic Materials)，其使用一CO₂源以加热玻璃，接着使用一冷却喷剂以产生压力使其沿切割路径开始微裂，而后施用一机械断裂步骤以分离玻璃。此等方法皆未提及在产生的边缘上形成一倒角。