工件切断方法和工件切断装置的制造方法_3

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能量消耗,并且在冷却处理中,迅速地完成喷射部6导致的强化层LI的表面的低温化。
[0073]图6是示出作用于工件W的应力分布的图表。在图6中,横轴示出从工件W的强化层LI的表面起的深度相对工件W的板厚的百分比(沿着工件W的板厚方向的相对深度),纵轴示出作用于工件W的工件W的宽度方向(与工件W的表面平行且与工件W的搬送方向垂直的方向)的应力。在此,以正值示出拉伸方向的应力,以负值示出压缩方向的应力。另夕卜,在图6中,一点划线示出热应力作用之前的初期应力,虚线示出使热应力作用之后的最终的内部应力。
[0074]如图6所示,在初期应力中,在强化层LI上作用有压缩应力,在非强化层L2上作用有拉伸应力,强化层LI和非强化层L2的边界部分的应力几乎变为零。
[0075]另一方面,使热应力作用后的最终的内部应力,在照射激光的图6中左侧(照射激光的工件W的表面侧)的强化层LI和非强化层L2的边界部分上超过非强化层L2的破坏应力σ。这样,非强化层L2从与强化层LI的边界部分切断。
[0076](加热停止判定处理步骤S150)
返回图3,判定激光照射部4导致的多个照射区域A中的任一个是否到达在工件W的强化层LI的表面上的切断的结束位置,在未到达的情况(S150中的否)下,重复加热停止判定步骤S150,在任何一个到达结束位置的情况(S150中的是)下,将处理转移至加热停止处理步骤S160。
[0077](加热停止处理步骤S160)
激光照射部4停止照射区域A到达结束位置的激光的照射,停止工件W的强化层LI的表面的加热。
[0078](全部加热停止判定处理步骤S170)
判定激光照射部4导致的激光的照射是否全部停止,在未停止的情况(S170中的否)下,向加热停止判定处理步骤S150转移处理,在激光照射部4导致的激光的照射全部停止的情况(S170中的是)下,向冷却停止判定处理步骤S180转移处理。
[0079](冷却停止判定处理步骤S180)
判定喷射部6导致的冷却区域B是否到达在工件W的强化层LI的表面上的切断的结束位置(工件W的搬送方向后端部),在未到达的情况(S180中的否)下,重复冷却停止判定步骤S180,如果到达(S180中的是),那么向冷却/搬送停止处理步骤S190转移处理。
[0080](冷却/搬送停止处理步骤S190)
喷射部6停止冷却介质的喷射,在搬送部5将工件W搬送至规定位置后,停止工件W的搬送,向后处理步骤S200转移处理。
[0081](后处理步骤S200)
停止多孔质卡盘3导致的吸引,将工件W从工件切断装置I取出。
[0082]图7A至图7C是用于说明工件W的裂缝的进展的方向的说明图。如图7A所示,伴随着工件W的搬送,非强化层L2的裂缝在厚度方向上进展,并且沿着搬送方向(图中,以空箭头示出)进展。
[0083]而且,通过工件W的搬送,在图7A至图7C中,激光的照射区域A和冷却区域B从工件W的上侧端(始点)移动至下侧端(终点),如图7B所示,非强化层L2的裂缝从始点进展至终点。于是,如图7C所示,在强化层LI中,裂缝逆向地从下侧端(终点)向上侧端(始点)进展。这样,自动地切断工件W。
[0084]本申请发明者从实验发现,在将加热处理和冷却处理在到达工件W的搬送方向的后端部之前停止的情况下,在强化层LI上,裂缝不进展,工件W不被切断。
[0085]在加热和冷却本实施方式的强化层LI的表面的工序(从上述步骤S130至步骤S190)中,对工件W的加热处理和冷却处理的开始位置和结束位置,处于工件W的强化层LI的表面和侧面之间的边界(表面端),即,工件W的两端部。通过涉及的构成,强化层LI的裂缝从端部进展至端部,能够可靠地切断工件W。
[0086]并且,推断在强化层LI中,裂缝逆向地从终点向始点进展的理由是如下所述。
[0087]在以偏光显微镜观察激光的照射和冷却结束后的工件W的表面时,判明了在激光的照射区域A处,工件W的表面稍微突起。这表示在激光的照射区域A中,在强化层LI内产生了永久变形。
[0088]图8A至图8C是用于说明在强化层LI内产生永久变形的原理的图。并且,在这些图中,空箭头示出作用于强化层LI和非强化层L2的应力的方向。
[0089]如图8A所示,如果对工件W照射激光,那么强化层LI的表面被加热而在强化层LI内形成高温域H。另外,与此相伴,在高温域H中的工件W的宽度方向中央部(在图8A中以符号S示出的部分。下面,称为变形部)处,温度超过强化层LI的变形点,强化层LI的流动性变化(软化)。另外,与此相伴,在变形部S处压缩应力下降。
[0090]另一方面,由于在变形部S的周围的强化层LI上作用有常规的压缩应力,因而如图8B所示,变形部S从周围的强化层LI接受压缩应力,在宽度方向上收缩(参照图8B中的从虚线向实线的变化)。另外,与此相伴,变形部S从工件W的表面稍微突起。另一方面,在非强化层L2上作用有拉伸应力。
[0091]如果对工件W的表面喷射冷却介质而将强化层LI的表面冷却,那么如图8C所示,维持了变形部S的收缩。结果,在变形部S内产生永久变形。另外,由于在非强化层L2上作用有拉伸应力,因而变形部S的变形进一步变大。但是,在该状态下,如之前与图4D —起所说明的,即使在非强化层L2上产生裂缝,通过这些作用,在变形部S内累积的变形也不超过变形部S的破坏强度。因而,在变形部S上不产生裂缝。
[0092]另外,作为工件W使用的强化玻璃的端部(表面与侧面的边界)如图9中符号V所示被倒角。即,在工件W的端部处强化层LI变薄,结果,在工件W的端部形成的变形部S的破坏强度也相对降低。因而,如之前在图7B中所示,如果激光的照射区域A和冷却区域B移动至终点(即工件W的端部),那么在工件W的端部处,在变形部S内累积的变形超过变形部S的破坏强度,在变形部S上产生裂缝。
[0093]而且,该裂缝变为起点,累积于变形部S内的变形被释放,在强化层LI上,裂缝逆向地从终点朝向始点进展,工件W被自动地切断。
[0094]另一方面,在对工件W的激光的照射和冷却(下面,称为切断操作)的终点,如果工件W的强化层LI未变薄,那么在变形部S内累积的变形不能超过变形部S的破坏强度,结果,工件W不被自动地切断。在这种情况下,通过在工件W的表面上形成初期裂缝,使切断操作的终点上的强化层LI变薄。
[0095]在下面列举考虑上述的适用本实施方式涉及的工件切断方法和工件切断装置的工件W的切断的实例。
[0096]图1OA至图1OD是举例说明将一片工件W切断成四片小片Wl至W4的情况下的切断顺序的工件W的平面图。工件W是在端部形成倒角V的强化玻璃。
[0097]首先,对工件W,沿着在图1OA中以箭头BI示出的线进行切断操作。在此情况下,在切断操作的终点(图1OA中的E1),工件W的强化层LI通过倒角V而变薄。因而,在切断操作的结束后,从终点El朝向始点,沿着线BI自动地切断工件W,得到小片WA、WB。
[0098]接着,对小片WA、WB,沿着在图1OA中以箭头B2示出的线进行切断操作。在此情况下,在对小片WA的切断操作的终点(图1OA中的E2)上,强化层LI不变薄。因而,存在在切断操作之前,在小片WA的表面上在终点E2处沿着线B2形成初期裂缝Cl的必要。另一方面,由于在对小片WB的切断操作的终点(图1OA中的E3)上形成有倒角V,因而在对小片WB的切断操作时,不需要初期裂缝的形成。
[0099]在终点E2处形成初期裂缝后,通过沿着线B2进行切断操作,在切断操作的结束后,从终点E2、E3沿着线B2朝向始点自动地切断小片WA、WB,得到小片Wl至W4。
[0100]并且,代替在小片WA的终点E2处形成初期裂缝,也可如图1OB所示,在将小片WA从图1OA所示的位置水平地180度反转后,沿着线B2进行切断操作。在此情况下,由于在对小片WA的切断操作的终点(图1OA中的E4)形成有倒角V,因而即使在对小片WA的切断操作时,也不需要初期裂缝的形成。
[0101]或者,如图1OC所示,也可在沿着线BI的工件W的切断后,以得到的小片WA、WB的切断面上的点SI作为起点,沿着与线BI垂直的线B3、B4分别进行切断操作。在此情况下,由于在对小片WA、WB的切断操作的
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