专利名称：切割方法和切割装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及切割方法和切割装置。
背景技术：
作为被加工板(玻璃板等脆性板)的代表性的切割方法，已知有这样的方法在被加工板的表面上加工出切割线之后，施加弯曲应力，从而沿着切割线将被加工板割断。该方法存在在加工切割线时会产生切屑的问题。为解决该问题，人们研究了不加工切割线，而是通过对被加工板的表面照射红外光，使其照射位置沿着被加工板表面的预定切割线移动来切割被加工板的方法。在该方法中，在激光的照射位置上，激光的一部分作为热量由被加工板吸收，温度 变得比周围高，因此，因热膨胀而产生压缩应力。作为其反作用，在激光的照射位置的移动方向后方，在与预定切割线正交的方向上产生拉伸应力，可将被加工板切断。因此，被加工板的切割速度是根据激光的照射位置的移动速度决定的。然而，在其移动速度过快时，无法对被加工板施加切割所需的热量，因此，切割速度存在限制。因此，近年来，为提高切割速度，例如像日本专利特开2009 - 84133号公报所记载的那样，人们提出了使用加热器来对预定切割线附近进行预热的方法。
发明内容
发明所要解决的技术问题然而，切割所需的热量是由被加工板的物性(例如热膨胀系数、杨氏模量、破坏韧性)和尺寸形状(例如厚度)等确定的。在从激光获得切割所需的热量时，激光的宽度越小，就需要使激光的功率密度越高。然而，激光的功率密度过高时，在激光的照射位置上，过热而软化的部分会以使热应力缓和的方式作粘性流动，因此，无法切割被加工板。特别是玻璃板，由于其软化温度比其它被加工板(例如硅基板和陶瓷板)的软化温度低，因此容易造成问题。因此，为了对被加工板施加切割所需的热量,而将激光的宽度设定成相对较宽的宽度。这样对较宽的区域进行加热时，加热效率和切割精度较差。特别是在对被加工板的边缘附近进行切割时等情况下，预定切割线两侧的刚性不同，即，在预定切割线的两侧中，边缘侧的刚性要比相反侧的刚性低，因此，切割会朝边缘侧弯曲，切割精度容易变差。另外，在日本专利特开2009 — 84133号公报的方法中，为提高切割速度，使用加热器来对预定切割线附近进行预热，因此，需要准备与预定切割线的尺寸形状相适应的加热器。因此，很难应对预定切割线的设计变更。另外，在日本专利特开2009 — 84133号公报的方法中，由于被加工板的预热位置不移动，因此加热效率较差。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能提高加热效率和切割精度并能容易地应对预定切割线的设计变更的切割方法和切割装置。
解决技术问题用的技术方案为解决上述目的，本发明的切割方法通过在被加工板的表面上将第一加热光和第二加热光分别照射至第一照射区域和第二照射区域，使该第一照射区域和第二照射区域沿着所述表面的预定切割线相对于所述被加工板作相对移动，来切割所述被加工板，其特征是，与所述第一照射区域的移动方向正交的方向上的第一照射区域的宽度比与所述第二照射区域的移动方向正交的方向上的第二照射区域的宽度小，并且，使所述第一照射区域与先行的所述第二照射区域联动地移动。另外，为解决上述目的，本发明的切割装置具备支承被加工板的工作台，照射到所述被加工板的表面上的第一加热光和第二加热光的光源，和对所述表面上的所述第一加热光和第二加热光各自的第一照射区域和第二照射区域进行控制的控制装置，所述控制装置通过使所述第一照射区域和第二照射区域沿着所述表面的预定切割线相对于所述被加工板作相对移动，来切割所述被加工板，其特征是，还具备以使所述第一照射区域的与该第一照射区域的移动方向正交的方向上的宽度比所述第二照射区域的与该第二照射区域的移动方向正交的方向上的宽度小的方式将所述第一加热光和第二加热光照射至所述表 面的装置，和使所述第一照射区域与先行的所述第二照射区域联动地移动的控制装置。发明效果根据本发明，可提供一种能提高加热效率和切割精度，并能容易地应对预定切割线的设计变更的切割方法和切割装置。
图I是本发明实施方式I的切割装置的侧视图。图2是图I的切割装置的主要部分的侧视图。图3是使用图I的切割装置的切割方法的说明图。图4是本发明实施方式2的切割方法的说明图。图5是本发明实施方式3的切割方法的说明图。图6是本发明实施方式4的切割装置的主要部分的侧视图。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明不受后述的实施方式限制，可在不脱离本发明范围的情况下对后述的实施方式进行各种变形和替换。例如，在后述的实施方式中，作为被加工板，使用了玻璃板，但也可使用硅基板或陶瓷板等来代替玻璃板。(实施方式I)图I是本发明实施方式I的切割装置的侧视图。图2是图I的切割装置的主要部分的侧视图。图3是使用图I的切割装置的切割方法的说明图。如图I和图2所示，切割装置20具备支承玻璃板10的工作台30 ;被照射到玻璃板10的表面11上的第一加热光43和第二加热光44各自的第一光源41和第二光源42 ；以及对在玻璃板10的表面11上的第一加热光43和第二加热光44各自的第一照射区域100和第二照射区域200 (参照图3)进行控制的控制装置50。
在该切割装置20中，如图3所示，通过控制装置50使第一照射区域100和第二照射区域200沿着表面11的预定切割线12移动来切割玻璃板10。另外，在玻璃板10的表面11上没有预先设置切割线。工作台30对玻璃板10的背面13进行支承。工作台30既可对玻璃板10的整个背面13进行支承，也可对背面13的一部分进行支承。玻璃板10既可被吸附固定于工作台30，也可被粘附固定于工作台30。工作台30例如是XY工作台，并与驱动装置32连接。驱动装置32可采用一般的结构，例如可用致动器(日文々★二二一夕)等构成。在控制装置50的控制下，驱动装置32使工作台30相对于第一光源41和第二光源42等朝向面内方向移动，从而使玻璃板10的表面11上的第一加热光43和第二加热光44的第一照射区域100和第二照射区域200移动。
第一光源41是在控制装置50的控制下射出第一加热光43的光源。本发明中的加热光是指通过朝玻璃板照射而使玻璃板发热的光。例如，包括紫外光、可见光、红外光等。由于波长过短时光子能量增大，构成玻璃的分子的键发生化学性分解(光分解)而使能量转换成热量的比例减少，因此优选加热光的波长为250nm以上。另外，对于波长较长的情况，虽然在原理上不存在界限，但考虑到可实现性，优选波长为IlOOOnm以下。对第一光源41没有特别的限定，可使用加热光的激光振荡器或红外线加热器(IR加热器)等。在使用红外线加热器时，为缩小加热光的照射区域，也可并用反射板等。作为激光振荡器，可使用例如紫外激光器(波长355nm)、绿光激光器(波长532nm)、半导体激光器(DDL)(波长:808nm、940nm、975nm)、光纤激光器(FBL)(波长:1060 IlOOnm)、Nd:YAG 激光器(波长1064nm)、Ho:YAG 激光器(波长2080nm)、Er:YAG激光器(波长2940nm)、CO2激光器(波长10600nm)等。在第一光源41与工作台30之间设有第一光学系统61。第一光学系统61是将从第一光源41射出的第一加热光43照射至玻璃板10的表面11的光学系统。第一光学系统61具有使第一加热光43聚焦的第一聚焦透镜63。另外，也可具有使第一加热光43的光强度分布变得均匀的第一均化器65。第一均化器65设在第一光源41与第一聚焦透镜63之间。第一加热光43在从第一光源41射出后，经由第一光学系统61射入玻璃板10的表面11。第一加热光43在射入玻璃板10后，一部分作为热量被玻璃板10吸收，其余部分则透过玻璃板10。一般而言，在将玻璃板表面上的加热光的射入强度设为Ici (单位W)，将距玻璃板表面的射入距离设为Z(单位cm)时，在射入距离Z的位置上的加热光的强度I可用下式表不。· I = I0X exp ( — α XZ)此处，α是被称作吸收系数(单位/cm)的常数，其取决于加热光的波长和玻璃板的组成。与第一加热光43相对应的玻璃板10的吸收系数α I可根据玻璃板10的厚度等适当设定，在车用窗玻璃的情况下，优选例如50/cm以下。另外,优选O. 2/cm以上。在板厚较薄的情况下，例如对于LCD用玻璃基板等，即使是100/cm以上的CO2激光器也可以用。
吸收系数α I过小时，射入玻璃板10的第一加热光43的大部分会透过玻璃板10。其结果是，第一加热光43施加给玻璃板10的热量过少，因而很难切割玻璃板10。另一方面，吸收系数α I过大时，射入玻璃板10的第一加热光43的大部分会在玻璃板10的表面11附近作为热量而被吸收。其结果是，因玻璃的热传导率一般较低而导致玻璃板10内部的温度无法充分升高。因此，无法在玻璃板10的内部产生足够的拉伸应力，切割面的质量差。例如，如图2所不,第一加热光43的光轴45与玻璃板10的表面11垂直交叉。由此，在从玻璃板10的厚度方向观察时，玻璃板10的表面11和背面13上的第一加热光43的第一照射区域的重心(即中心)重叠，因而容易控制热应力分布。另外，在玻璃板10的表面11上，第一加热光43的第一照射区域的形状既可以是圆形或椭圆形，也可以是矩形，没有限制。特别地，在将第一照射区域的外周圆的半径设为R时，优选第一照射区域的形状 的圆度为O. 5R以下。圆度为O. 5R以下时，沿曲线切割时的预定切割线的法线方向上的第一照射区域的宽度变化变小，因此，曲线的切割精度提高，即使在预定切割线的曲率半径较小时，也能高精度地切割。更优选圆度为O. 3R以下。进一步优选圆度为O. 2R以下。第二光源42是在控制装置50的控制下射出第二加热光44的光源。对第二光源42没有特别的限定，与第一光源41 一样，可使用加热光的激光振荡器或红外线加热器(IR加热器)等。在第二光源42与工作台30之间设有第二光学系统62。第二光学系统62是将从第二光源42射出的第二加热光44照射至玻璃板10的表面11的光学系统。第二光学系统62与第一光学系统61 —样，具有使第二加热光44聚焦的第二聚焦透镜64。另外，也可具有使第二加热光44的光强度分布变得均匀的第二均化器66。第二均化器66设在第二光源42与第二聚焦透镜64之间。第二加热光44在从第二光源42射出后，经由第二光学系统62射入玻璃板10的表面11。第二加热光44在射入玻璃板10后，一部分作为热量被玻璃板10吸收，其余部分则透过玻璃板10。与第二加热光44相对应的玻璃板10的吸收系数α 2可根据玻璃板10的厚度等适当设定，与吸收系数α I—样，在车用窗玻璃的情况下，优选例如50/cm以下。另外，优选
O.2/cm以上。在板厚较薄的情况下，例如对于LCD用玻璃基板等，即使是100/cm以上的CO2激光也可以用。例如，如图2所示，第二加热光44的光轴46倾斜地与玻璃板10的表面11交叉，并配置在与玻璃板10的表面11垂直的规定面内。若使第二加热光44朝向所述规定面的面内方向移动，则在从玻璃板10的厚度方向观察时，玻璃板10的表面11和背面13上的第二加热光44的重心(即中心)的轨迹会重叠，因而容易控制热应力分布。另外，在玻璃板10的表面11上，第二加热光44的形状既可以是圆形或椭圆形，也可以是矩形，没有特别的限定。在玻璃板10的表面11上，第二加热光44的第二照射区域200可相对于第一加热光43的第一照射区域100作相对移动。具体而言，例如，第二光源42和第二光学系统62构造成能利用驱动装置33进行移动。该驱动装置33可采用一般的结构，例如可用致动器等构成。在控制装置50的控制下，驱动装置33使第二光源42和第二光学系统62相对于工作台30移动，从而使第二照射区域200相对于第一照射区域100作相对移动。另外，也可用手动方式代替驱动装置33来使第二光源42和第二光学系统62移动。控制装置50用微型计算机等构成。控制装置50对第一光源41和第二光源42、驱动装置32、33等进行控制，从而对玻璃板10的表面11上的第一照射区域100和第二照射区域200进行控制。控制装置50对下面所说明的切割装置20的各种动作进行控制。接着，根据图3对使用上述结构的切割装置20的切割方法进行说明。对玻璃板10没有特别的限定，例如可以是建筑用窗玻璃、车用窗玻璃、液晶显示器(IXD)用玻璃基板等。
建筑用窗玻璃和车用窗玻璃所使用的玻璃是钠钙玻璃，以氧化物基准的质量％表示，含有 SiO2 65 75%、A1203 0 3%、Ca0 5 15%、Mg0 0 15%、Na20 :10 20%、K2O 0 3%、Li20 0 5%、Fe203 0 3%、Ti02 0 5%、Ce02 0 3%、Ba0 0 5%、SrO 0 5%、B2O3 0 5%、Zn0 0 5%、ZrO2 0 5%、SnO2 0 3%、S03 0 O. 5%。在建筑用窗玻璃的情况下，Fe2O3含量为O. 1%左右。另一方面，在车用窗玻璃(例如热线吸收性和/或紫外线吸收性的玻璃板)的情况下，Fe2O3含量为O. 5%左右。这样，车用窗玻璃的Fe2O3含量比建筑用窗玻璃的Fe2O3多，因此，车用窗玻璃的吸收系数α有升高的倾向。LCD用玻璃基板所使用的玻璃是无碱性玻璃，以氧化物基准的质量％表示，含有SiO2 39 70%、Α1203 3 25%、Β203 1 20%、Mg0 :0 10%、Ca0 :0 17%、Sr0 :0 20%、Ba0:0 30%。与建筑用窗玻璃、车用窗玻璃相比，该IXD用玻璃基板的吸收系数α有降低的倾向。表I示出了各玻璃的代表性的吸收系数α。[表 I]
建筑用窗玻璃车用窗玻璃LCD用玻璃基板
的吸收系数·:++αιι.· 的吸收系数(.cm_ 的吸收系数·. cm·
波长808nm^
的激光05J---------------------------------------
波长1070nm
的激光__1701
Λβ Τ°ηη 100以上_丨00以上100以上在切割玻璃板10时，首先使载有玻璃板10的工作台30移动来进行位置对齐。接着，对玻璃板10的表面11的预定切割线12的起点大致同时地照射第一加热光43和第二加热光44。在预定切割线12的起点，也可预先设置作为切割的基点的刻痕。然后，使第一照射区域100和第二照射区域200沿着预定切割线12移动来切割玻璃板10。本实施方式中，在玻璃板10的表面11上，与第一照射区域100的移动方向正交的方向上的第一照射区域100的宽度Wl (参照图3)被设定成比与第二照射区域200的移动方向正交的方向上的第二照射区域200的宽度W2(参照图3)小。另外，使第一照射区域100与先行的第二照射区域200联动地移动。此处，“先行的”是指第二照射区域200的前端202 (在实施方式2中是202A，在实施方式3中是202B)位于比第一照射区域100的前端102 (在实施方式2中是102A，在实施方式3中是102B)更靠移动方向前方的位置。另外，不必在整条预定切割线12上均采用上述方式，例如，在预定切割线12的起点附近和终点附近，第一照射区域100也可不与第二照射区域200联动。另外，只要宽度窄的第一照射区域100能经过在宽度广的第二照射区域200的影响下被预热的区域，对第一照射区域100和第二照射区域200的位置关系就没有特别的限定。例如，第一照射区域100和第二照射区域200既可以局部重叠，也可以相互分离。另外，第一照射区域100和第二照射区域200的位置关系在切割时既可以变动，也可以不变动。例如，如图3所示，第一照射区域100和第二照射区域200以其中心(即重心)101、201同心的方式移动。此时，中心101、201在预定切割线12上移动。这样，在使宽度窄的第一照射区域100与先行的宽度广的第二照射区域200联动 地移动时，在宽度窄的第一照射区域100中，温度变得比周围高，因此，因热膨胀而产生压缩应力。作为其反作用，在宽度窄的第一照射区域100的移动方向后方，在与预定切割线12正交的方向上产生拉伸应力，从而切割玻璃板10。因此，宽度窄的第一照射区域100成为实际的切割位置，因而能提高切割精度。该效果在对玻璃板10的边缘附近进行切割时等预定切割线12两侧的刚性不同的情况下特别显著。与预定切割线12左右的刚性差异相比，因加热光的照射而产生的热应力占主导地位，从而能获得较高的切割精度。另外，由于在第一照射区域100附近产生急剧变化的温度梯度，因此能以较少的热量进行切割。因此，在切割速度相同的情况下，能抑制第一光源41和第二光源42的输出。另外，在第一光源41和第二光源42的输出相同的情况下,能加快切割速度。还有，由于通过使第一照射区域100和第二照射区域200沿着预定切割线12移动来切割玻璃板10，因此容易应对预定切割线12的设计变更。接着，对第一加热光43和第二加热光44的优选条件进行说明。第一加热光43在单位时间内施加给玻璃板10的热量Ql (下面称为“第一热量Q1”)(单位W)与第二加热光44在单位时间内施加给玻璃板10的热量Q2(下面称为“第二热量Q2”)(单位W)的热量比Q1/Q2为O. 6以上时较好。热量比Q1/Q2为O. 6以上时，第一加热光43的影响占主导地位，因此，能提高切割精度。第一热量Ql和第二热量Q2可根据第一照射区域100和第二照射区域200的移动速度等进行设定，被设定成避免在第一照射区域100和第二照射区域200中玻璃变得过热而软化。具体而言，第一照射区域100和第二照射区域200中的玻璃的温度被设定成比玻璃的退火点低的温度。玻璃的退火点是玻璃的粘度达到IO12Pa · s时的温度。退火点随玻璃的组成等而定，例如，车用窗玻璃所使用的钠钙玻璃的退火点约为550°C。退火点也称作15分钟缓和温度，在15分钟以内应变的95%可被缓和。在本实施方式中，第一照射区域100和第二照射区域200中的玻璃的温度被设定成比退火点低的温度，因此，能抑制玻璃以缓和热应力的方式作粘性流动，能切割玻璃板IOo另外，第一照射区域100的宽度Wl是根据玻璃板10的物性和尺寸形状、预定切割线12的尺寸形状等决定的，例如在车用窗玻璃的情况下，优选O. 4mm以上。宽度Wl过小时，很难施加足够的热量以能够在将第一照射区域100中的玻璃的温度保持在比退火点低的温度的状态下进行切割。另一方面，宽度Wl过大时，可能成为切割位置的区域变宽，很难以良好的精度进行切割。因此，优选将宽度Wl设成玻璃板10的板厚以下。在车用窗玻璃时，一般为5mm以下。还有，优选第一加热光43的宽度Wl (下面称为“第一照射宽度W1”)与第二加热光44的宽度W2(下面称为“第二照射宽度W2”)的宽度比W1/W2为O. 2以下。宽度比Wl/W2为O. 2以下时，第一加热光43的影响占主导地位，因此，能提高切割精度。另外，第一照射宽度W1、第二照射宽度W2是指过第一照射区域100和第二照射区域200各自重心的在预定切割线的法线方向上的宽度。
不过，在切割玻璃板10时，需要使玻璃板10正反两侧的温度在局部上升至规定值以上。因此，以使玻璃板10正反面的温差消失的方式对玻璃板10照射第一加热光43时，加热效率良好。因此，第一加热光43以使玻璃板10的表面11上的功率密度Dl (单位W/mm2)与玻璃板10的背面13上的功率密度D2(单位W/mm2)的功率密度比D1/D2达到O. 8 I. 2的方式进行聚焦时较好。功率密度比D1/D2处在该范围内时，能缩小玻璃板10正反面的温差。另外，在本实施方式中，为使玻璃板10的表面11上的第一照射区域100和第二照射区域200移动而使工作台30侧移动，但本发明并不局限于此。例如，既可以使第一光源41和第二光源42侧移动，也可以使两侧都移动。另外，在本实施方式中，为切割玻璃板10而利用了第一加热光43和第二加热光44，但也可利用第三加热光，对加热光的数量没有限制。另外,在本实施方式中，为切割玻璃板10而从相同的表面侧照射第一加热光43和第二加热光44,但也可从背面侧照射第一加热光43和第二加热光44中的某一方。另外，在本实施方式中，作为第一加热光43和第二加热光44的光源,使用了第一光源41和第二光源42，但也可只使用一个光源，在这种情况下，只需将从一个光源射出的加热光分岔后照射至玻璃板10即可。(实施方式2)图4是本发明实施方式2的切割方法的说明图。在本实施方式中，玻璃板IOA在直线状的预定切割线12A的左右具有非对称的形状。预定切割线12A两侧的宽度LI、L2 (L2 > LI)不同，特别是在宽度LI十分狭窄的情况下，预定切割线12A两侧的刚性不同。在这种情况下，在玻璃板IOA的表面IlA的规定区域中，宽度广的第二照射区域200A偏向预定切割线12A的一侧时较好。例如，宽度广的第二照射区域200A的中心(重心)201A相对于预定切割线12A朝一侧偏离时较好。偏离位置根据玻璃板IOA的边缘14A与预定切割线12A的位置关系进行设定，例如根据宽度LI、L2进行设定。另外，上述偏离位置被设定在预定切割线12A两侧中刚性较大的一侧，例如设定在预定切割线12A两侧中宽度较宽的一侧。更具体而言，在如图所示L2> LI的情况下，相对于预定切割线12A朝宽度较宽的L2侧偏离预先设定的量。在览度LI〈览度L2的情况下，偏尚星T可根据览度LI进彳丁设定，览度LI越小，可设定得越大。例如，可根据从预定切割线12A的法线方向上的预定切割线12A到玻璃板IOA的边缘14A为止的距离、即预定切割线12A两侧的玻璃板IOA的宽度LI、L2，并利用下式进行设定。· (W2/5) XK ^ T ^ W2· K = (L2 - LI)/(LI + L2)另外，在宽度L2十分宽的情况下，可只根据宽度LI进行设定。还有，在系数K为某一阈值以下的宽度的情况下，玻璃板IOA的边缘14A的影响较小，因此，即使T = O也可 以。所述阈值可根据玻璃板IOA的热传导率等进行设定。例如在车用窗玻璃的情况下，在其阈值K为O. I以上、特别是O. 2以上时，优选使宽度广的第二照射区域200A的中心(重心)201A相对于预定切割线12A朝一侧(即L2方向侧)偏离。另外，在图示的例子中，对将图的右方设为LI、将左方设为L2的情况进行了说明，但也可将左方设为LI并将右方设为L2,或者将上下方向中的任一方设为LI并将另一方设为L2,对上述方向没有限制。例如，如图4所示，第一照射区域和第二照射区域100A、200A在各自的中心101A、201A偏心的状态下移动。此时，中心IOlA在预定切割线12A上移动。另一方面，中心201A在相对于中心IOlA朝与预定切割线12A正交的方向偏心的状态下移动。这样，在预定切割线12A两侧的刚性不同的情况下，当宽度广的第二照射区域200A偏向预定切割线12A的一侧(即L2方向侧)时，因热应力而产生将朝切割边缘14A侧的弯曲走向朝相反侧矫正的力，从而能沿着预定切割线12A进行切割。另一方面，宽度窄的第一照射区域100A的中心IOlA在预定切割线12A上移动。因此，与实施方式I 一样，能获得较高的切割精度。只要第一照射区域100A能成为实际的切割位置，即使中心IOlA朝预定切割线12A的一侧稍微偏离也可以。为使宽度广的第二照射区域200A的中心(重心)201A偏离预定切割线12A，例如可设置能使第二光源42相对于第一光源41在XY轴上移动，从而使宽度广的第二照射区域200A的中心(重心)201A偏离宽度窄的第一照射区域100A的中心IOlA的偏移装置。或者，也可设置通过第二光源42以第一光源41作为转轴进行转动来使宽度广的第二照射区域200A的中心(重心)201A与预定切割线12A的距离变化的偏移装置。另外，本发明并不局限于这些手段。(实施方式3)图5是本发明实施方式3的切割方法的说明图。在图5中，用点划线示出了第二照射区域200B的中心(重心)201B的轨迹。在本实施方式中，玻璃板IOB相对于预定切割线12B在左右具有非对称的形状。预定切割线12B只由曲线状部分122B形成，在预定切割线12B的两侧刚性不同。曲线状部分122B的起点及终点与玻璃板IOB的边缘14B相交。在这种情况下，在玻璃板IOB的表面IlB上，宽度广的第二照射区域200B相对于预定切割线12B偏向一侧时较好。例如，第二照射区域200B的中心201B相对于预定切割线12B朝一侧(图中预定切割线12B的外侧)偏离时较好。
偏离位置根据玻璃板IOB的边缘14B与预定切割线12B的位置关系、预定切割线12B的曲线状部分122B的尺寸、形状进行设定，例如根据曲线状部分122B的曲率半径进行设定。另外，上述偏离位置被设定在预定切割线12B两侧中刚性较大的一侧，例如相对于曲线状部分122B被设定在径向外侧(即曲线状部分的圆弧的外侧，曲线状部分的法线的方向)。偏离量T可与实施方式2同样地进行设定。即，可根据从预定切割线12B的法线方向上的预定切割线12B到玻璃板IOB的边缘14B为止的距离、也就是预定切割线12B两侧的玻璃板IOB的宽度进行设定。另外，上述偏离量T的最大值可根据曲线状部分122B的曲率半径进行设定，曲率半径越小，可设定得越大。这是因为即使预定切割线的内侧和外侧各自的加热宽度相同，累计加热量在预定切割线的左右也不相同的缘故。另外，在曲率半径为阈值以上的情况下，曲线状部分122B的影响较小，因此，即使T = O也可以。所述阈值可根据玻璃板IOB的预定切割线左右的累计加热量等进行设定。 例如，如图5所示，第一照射区域和第二照射区域100B、200B在各自的中心101B、201B偏心的状态下移动。此时，中心IOlB在预定切割线12B上移动。另一方面，中心201B在相对于中心IOlB朝预定切割线12B的法线方向偏心的状态下移动。更具体而言，中心201B从曲线状部分122B的起点到中间点相对于预定切割线12B逐渐朝径向外侧(即曲线状部分122B的圆弧的外侧方向)变位。另外，中心201B从曲线状部分122B的中间点到终点相对于预定切割线12B逐渐朝径向内侧变位。另外，在曲线状部分122B的起点和终点处，中心201B处在预定切割线12B上，与中心IOlB重叠。这样，在预定切割线12B两侧的刚性不同的情况下，当宽度广的第二照射区域200B相对于预定切割线12B偏向一侧(即相对于预定切割线偏向刚性较高的一侧)时，因热应力而产生将切割的弯曲走向朝相反侧矫正的力，从而能沿着预定切割线12B进行切割。另一方面，宽度窄的第一照射区域100B的中心IOlB在预定切割线12B上移动。因此，与实施方式I 一样，能获得较高的切割精度。只要第一照射区域100B能成为实际的切割位置，即使中心IOlB朝预定切割线12B的一侧稍微偏离也可以。另外，在本实施方式中，预定切割线12B只由曲线状部分122B形成，但本发明并不局限于此。例如，除了曲线状部分122B之外，预定切割线12B还可包含直线状部分。(实施方式4)图6是本发明实施方式4的切割装置的第一加热光系统和第二加热光系统部分的主要部分的侧视图。在图6中，对与图I及图2相同的结构标注相同的符号并省略其说明。本实施方式的切割装置20A具有使第一加热光43和第二加热光44的光轴45、46与玻璃板10的表面11垂直交叉的光学系统70。光学系统70例如由使第一加热光43透过、并将波长与第一加热光43的波长不同的第二加热光44反射的二向色反射镜等构成。该光学系统70设置在第一聚焦透镜63及第二聚焦透镜64与工作台30之间。另外，虽然本实施方式的二向色反射镜是使第一加热光43透过并将第二加热光44反射，但在图6中也可将第一加热光43和第二加热光44彼此互换，从而将第一加热光43反射并使第二加热光44透过。这样,使第一加热光43和第二加热光44的光轴45、46与玻璃板10的表面11垂直交叉。由此，在从玻璃板10的厚度方向观察时，玻璃板10的表面11和背面13上的第一加热光43和第二加热光44的中心重叠，因而容易控制热应力分布。实施例下面，利用实施例等来具体说明本发明，但本发明不局限于这些例子。(例I 例 2)
在例I中，利用图3所示的方法来切割玻璃板。作为玻璃板，使用IOOmmX IOOmmX 3. 5mm(纵向尺寸X横向尺寸X板厚)的车辆窗玻璃用的玻璃板。该玻璃板的退火点约为550°C。将预定切割线设为与玻璃板的一条边平行的直线状，并将预定切割线两侧的宽度LI、L2(参照图4)分别设为20mm、80mm。另外，在预定切割线的起点没有设
置刻痕。第一光源使用FBL (波长1070nm)，第二光源使用DDL (波长808nm)。与第一加热光相对应的玻璃板的吸收系数α I为2. 7,与第二加热光相对应的玻璃板的吸收系数α 2为1.9。将玻璃板的表面上的第一加热光的第一照射区域的形状设为圆形,将光斑直径设为Φ0. 7mm，并将第二加热光的第二照射区域的形状设为圆形，将光斑直径设为Φ4πιπι。第一照射区域的宽度(光斑直径)Wl与第二照射区域的宽度(光斑直径)W2的宽度比W1/W2为O. 18。一边以使这些光斑呈同心圆状的方式使第二照射区域先行移动，一边使第一照射区域和第二照射区域各自的中心以IOmm/秒的速度在预定切割线上移动。通过使第一热量Ql和第二热量Q2最优化，能在第一热量Ql为14W、第二热量Q2为16W、合计热量Ql + Q2为30W、(Q1/Q2)为O. 88的条件下将玻璃板切断。此时的第一光源的输出为25W，第二光源的输出为35W，合计输出为60W。另外，在玻璃板的表面上，实际的切割线与预定切割线一致。此处，利用下式，根据第一光源的输出PO(单位W)、与第一加热光相对应的玻璃板的吸收系数α I (单位/cm)、玻璃板的厚度H(单位cm)、反射率Rl近似地算出第一热量Ql0· (Ql = (I — Rl) XP0X (I — exp ( — a IXH))对于第二热量Q2也同样。在例2中，除了没有使用第一加热光以外，与例I同样地切割玻璃板，但在第二热量Q2不足49. 5W的条件下无法切断玻璃板。另外，在第二热量Q2为49. 5W的条件下，在玻璃板的表面上，实际的切割线与预定切割线的最大偏离宽度为I. 5_。此时的第二光源的输出为IlOff0在表2中汇总了上述试验的条件和结果。[表2]
权利要求
1.一种切割方法,其通过在被加工板的表面上将第一加热光和第二加热光分别照射至第一照射区域和第二照射区域，使该第一照射区域和第二照射区域沿着所述表面的预定切割线相对于所述被加工板作相对移动，来切割所述被加工板，其特征在于， 与所述第一照射区域的移动方向正交的方向上的第一照射区域的宽度比与所述第二照射区域的移动方向正交的方向上的第二照射区域的宽度小，并且，使所述第一照射区域与先行的所述第二照射区域联动地移动。
2.如权利要求I所述的切割方法，其特征在于，所述第二照射区域以其重心相对于所述预定切割线偏向所述预定切割线的两侧中刚性较大的一侧的方式移动。
3.如权利要求I或2所述的切割方法，其特征在于，所述预定切割线位于被加工板的远离中央区域的侧部，所述第二照射区域以其重心相对于所述预定切割线偏向被加工板的中央区域侧的方式移动。
4.如权利要求I 3中任一项所述的切割方法，其特征在于，所述预定切割线包含曲线状部分，在对该曲线状部分进行切割时，所述第二照射区域以其重心相对于所述曲线状部分偏向与矢径方向相反的一侧的方式移动。
5.如权利要求I 4中任一项所述的切割方法，其特征在于，在将所述第一照射区域的外周圆的半径设为R时，所述第一照射区域的形状的圆度为O. 5R以下。
6.如权利要求I 5中任一项所述的切割方法,其特征在于，所述第一加热光在单位时间内施加给所述被加工板的热量Ql与所述第二加热光在单位时间内施加给所述被加工板的热量Q2的热量比Q1/Q2为O. 6以上。
7.如权利要求I 6中任一项所述的切割方法，其特征在于，所述第一照射区域的所述宽度为O. 4mm以上。
8.如权利要求I 7中任一项所述的切割方法，其特征在于，所述第一照射区域的所述宽度Wl与所述第二照射区域的所述宽度W2的宽度比W1/W2为O. 2以下。
9.如权利要求I 8中任一项所述的切割方法，其特征在于，与所述第一加热光相对应的所述被加工板的吸收系数为50/cm以下。
10.如权利要求I 9中任一项所述的切割方法,其特征在于,与所述第一加热光相对应的所述被加工板的吸收系数为O. 2/cm以上。
11.如权利要求I 10中任一项所述的切割方法,其特征在于,将所述第一加热光聚焦，以使所述被加工板的表面处的功率密度Dl与所述被加工板的背面处的功率密度D2的功率密度比D1/D2达到O. 8 I. 2。
12.如权利要求I 11中任一项所述的切割方法，其特征在于，所述被加工板是玻璃板。
13.如权利要求I 12中任一项所述的切割方法,其特征在于，所述第一加热光和第二加热光分别是红外光。
14.一种切割装置，其具备支承被加工板的工作台，照射到所述被加工板的表面上的第一加热光和第二加热光的光源，和对所述表面上的所述第一加热光和第二加热光各自的第一照射区域和第二照射区域进行控制的控制装置，所述控制装置通过使所述第一照射区域和第二照射区域沿着所述表面的预定切割线相对于所述被加工板作相对移动，来切割所述被加工板，其特征在于，还具备以使所述第一照射区域的与该第一照射区域的移动方向正交的方向上的宽度比所述第二照射区域的与该第二照射区域的移动方向正交的方向上的宽度小的方式将所述第一加热光和第二加热光照射至所述表面的装置，和 使所述第一照射区域与先行的所述第二照射区域联动地移动的控制装置。
15.如权利要求14所述的切割装置，其特征在于，所述第一加热光和第二加热光分别是红外光。
全文摘要
本发明提供一种能提高加热效率和切割精度并能容易地应对预定切割线的设计变更的切割方法和切割装置。在本发明的切割方法中，对被加工板(10)的表面(11)照射第一加热光(43)和第二加热光(44)，并使该照射区域(100、200)沿着表面(11)的预定切割线(12)移动来切割被加工板(10)，其中，在表面(11)的规定区域中，与第一加热光(43)的移动方向正交的方向上的宽度(W1)被设定成比与第二加热光(44)的移动方向正交的方向上的宽度(W2)小，并且，使第一加热光(43)的照射区域(100)与先行的第二加热光(44)的照射区域(200)联动地移动。藉此，能提高加热效率和切割精度，并能容易地应对预定切割线的设计变更。
文档编号B23K26/06GK102883850SQ201180023309
公开日2013年1月16日 申请日期2011年5月13日 优先权日2010年5月14日
发明者斋藤勲 申请人:旭硝子株式会社