脆性材料基板的割断方法、装置及车辆用窗玻璃
阅读：196发布：2023-03-12
专利汇可以提供脆性材料基板的割断方法、装置及车辆用窗玻璃专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种不使装置复杂化就能够通过自动机械生产来割断所期望的平面形状的脆性材料 基板 的脆性材料基板的割断方法及利用该割断方法获得的车辆用窗玻璃、以及脆性材料基板的割断装置。脆性材料基板的割断方法具有：第1工序，其用于在脆性材料基板(G)的表面(G1)上形成划线(L2)；第2工序，其用于使激光在脆性材料基板(G)的表面(G1)上的照射 位置 (A)沿划线(L2)相对移动并在比照射位置(A)靠移动方向前方的位置处割断脆性材料基板(G)。，下面是脆性材料基板的割断方法、装置及车辆用窗玻璃专利的具体信息内容。
1.一种脆性材料基板的割断方法，其是使激光聚光并照射在脆性材料基板上来割断该脆性材料基板的方法，其中，该割断方法具有：
第1工序，其用于在上述脆性材料基板的表面上形成划线；
第2工序，其用于使激光在上述脆性材料基板的表面上的照射位置沿上述划线相对移动并在比上述照射位置靠移动方向前方的位置处割断上述脆性材料基板。
2.根据权利要求1所述的脆性材料基板的割断方法，其中，
上述划线包含1个或多个直线状部分和1个或多个曲线状部分，
上述曲线状部分为具有1个或多个曲率的弧状，
在使上述照射位置沿弧状部分相对移动时，使上述照射位置从上述弧状部分的起点向中间点移动的过程中朝向曲率半径的径向外侧逐渐位移，使上述照射位置从上述弧状部分的上述中间点向终点移动的过程中朝向径向内侧逐渐位移。
3.根据权利要求1所述的脆性材料基板的割断方法，其中，
上述划线包含1个或多个曲线状部分，上述曲线状部分为具有1个或多个曲率的弧状，在使上述照射位置沿弧状部分相对移动时，使上述照射位置从上述弧状部分的起点向中间点移动的过程中朝向曲率半径的径向外侧逐渐位移，使上述照射位置从上述弧状部分的上述中间点向终点移动的过程中朝向径向内侧逐渐位移。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的脆性材料基板的割断方法，其中，上述激光向上述脆性材料基板聚光，上述激光的一部分透过上述脆性材料基板，上述激光的另一部分作为热量被上述脆性材料基板吸收。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的脆性材料基板的割断方法，其中，上述脆性材料基板为玻璃板。
6.根据权利要求4所述的脆性材料基板的割断方法，其中，
作为上述激光，使用具有795～1030nm范围内的规定的特定波长的1个或多个波长的激光，作为上述脆性材料基板，使用钠钙玻璃板。
7.根据权利要求6所述的脆性材料基板的割断方法，其中，
作为上述激光，使用半导体激光。
8.根据权利要求4～7中任一项所述的脆性材料基板的割断方法，其中，上述激光的聚光角度在与上述照射位置的移动方向正交的截面上为10°～34°。
9.根据权利要求4～8中任一项所述的脆性材料基板的割断方法，其中，上述激光在上述脆性材料基板的表面上的与上述照射位置的移动方向正交的方向的尺寸为2～10mm。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的脆性材料基板的割断方法，其中，在上述第1工序中，利用划线器形成划线。
11.根据权利要求1～9中任一项所述的脆性材料基板的割断方法，其中，在上述第1工序中，使用激光形成划线。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的脆性材料基板的割断方法，其中，上述脆性材料基板的厚度为1～6mm。
13.一种车辆用窗玻璃，其中，该车辆用窗玻璃是利用权利要求12所述的脆性材料基板的割断方法割断玻璃板而获得的。
14.一种脆性材料基板的割断装置，其用于对脆性材料基板照射激光并利用热应力割断该脆性材料基板，其中，该割断装置具有：
载物台，其用于支承上述脆性材料基板；
激光振荡器，其用于发出上述激光；
光学系统，其用于使从上述激光振荡器发出的上述激光向上述脆性材料基板聚光；
驱动机构，其用于使上述载物台与上述激光振荡器及上述光学系统相对移动；
控制部件，其用于控制上述激光振荡器的输出及上述驱动机构的输出；
该脆性材料基板的割断装置构成为使激光在预先在表面上形成有划线的上述脆性材料基板的表面上的照射位置沿上述划线相对移动，在比上述照射位置靠移动方向前方的位置处割断上述脆性材料基板。
15.根据权利要求14所述的脆性材料基板的割断装置，其中，
上述脆性材料基板的割断装置具有加工头，该加工头具有划线装置和激光振荡器。
16.根据权利要求14或15所述的脆性材料基板的割断装置，其中，
上述划线包含曲线状部分，
上述控制部件在使上述照射位置沿上述划线相对移动时，根据上述划线的形状，使上述照射位置沿与上述划线正交的方向相对位移。
17.根据权利要求14～16中任一项所述的脆性材料基板的割断装置，其中，上述激光振荡器发出795～1030nm波长范围内的规定的特定波长的1个或多个波长的激光。
18.根据权利要求14～17中任一项所述的脆性材料基板的割断装置，其中，上述脆性材料基板为玻璃板。
19.根据权利要求14～18中任一项所述的脆性材料基板的割断装置，其中，上述脆性材料基板为厚度1～6mm的钠钙玻璃板。
脆性材料基板的割断方法、装置及车辆用窗玻璃
技术领域
[0001] 本发明是一种照射激光来割断脆性材料基板的方法。具体来说，涉及使激光在脆性材料基板的表面上的照射位置沿划线相对移动并割断脆性材料基板的脆性材料基板的割断方法及利用该割断方法获得的车辆用窗玻璃、以及脆性材料基板的割断装置。
背景技术
[0002] 以往以来，公知有在脆性材料基板的表面上形成划线、使对脆性材料基板的表面照射激光时的激光的照射位置沿划线相对移动、利用冷却装置使被激光加热的区域冷却并割断脆性材料基板的方法(例如参照专利文献1)。
[0003] 另一方面，在在脆性材料基板的表面上形成划线并施加弯曲应力来割断基板的以往的弯折切断法中，存在有难以割断的形状。例如，当要割断以玻璃板的外周向内侧刨削的方式弯曲的形状(所谓的内曲球形状)时，由于该内曲球形状的曲率、深度、宽度等，有时不能够在线连续地进行自动机械的弯折切断生产。因此，获得这些割断加工较难的内曲球形状的基板的方法，如果不依赖于在设置在自动机械的生产线之外的非生产线上由具有熟练技能的操作者进行的手动操作的割断，就不能够进行大量的生产。
[0004] 当利用激光来割断脆性材料基板时，即使割断线(割断预定线)为直线状且使激光在基板表面上的照射中心在沿着割断预定线的划线上相对移动，其割断线或割断面也未必左右对称。认为这是因为在使激光在基板表面上的照射中心在划线上相对移动时，由于受到基板的温度履历的影响、残留应力、距割断位置的端部的距离等的影响而丧失了对称性。其结果，难以获得使脆性材料基板稳定的割断面的质量。
[0005] 而且，当割断线为曲线状时，获得割断位置精度、垂直性等所期望的截面质量的割断面进一步变难。能够预想到这是因为基板的温度履历等分别给割断所带来的影响变得更复杂，其控制变难。
[0006] 采用上述专利文献1所述的方法，当割断线为曲线状时，由于使激光在基板表面上的照射位置从划线的曲率中心朝向边缘(即，朝向曲率半径的径向外侧)偏移，因此能够提高割断面的质量。
[0007] 专利文献1：日本特许3027768号公报
[0008] 但是，在上述专利文献1所述的方法中，由于对被激光加热的区域进行冷却，因此需要冷却装置，割断装置变复杂。另外，由于对被激光加热的区域进行冷却并割断基板，因此在比照射位置靠移动方向后方的位置处割断基板。
[0009] 当在比照射位置靠后方的位置处进行割断时，在用于产生热应力的加热-冷却中存在有时滞，因此加热部位的范围扩大且应力的产生范围也变宽。其结果，割断位置精度、截面质量降低。另外，为了在加热-冷却中缩短时滞，最好使冷却装置与激光装置的位置相接近。但是，当要制作像加热-冷却装置通过同一轨迹那样的装置时，也存在由于装置彼此的空间干涉而导致割断装置的头部难以小型化且难以应对曲率小的割断这样的问题。
[0010] 另外，上述专利文献1所述的方法公开了根据割断速度、曲率半径、电子束光点尺寸及基板的厚度来设定偏移值。但是，专利文献1所述的发明是在比照射位置靠移动方向后方的位置处割断基板。即，专利文献1所述的方法没有说明在比照射位置靠移动方向前方的位置处割断基板的情况。
发明内容
[0011] 本发明就是鉴于上述课题而做成的，其目的在于提供不使装置复杂化就能够通过自动机械生产来割断所期望的平面形状的脆性材料基板的脆性材料基板的割断方法及利用该割断方法获得的车辆用窗玻璃、以及脆性材料基板的割断装置。另外，其目的在于提供一种所割断的玻璃板的截面质量优良的脆性材料基板的割断方法。
[0012] 为了解决上述目的，本发明的脆性材料基板的割断方法，其是使激光聚光并照射在脆性材料基板上来割断该脆性材料基板的割断方法，其中，该割断方法按照下述顺序具有：第1工序，其用于在脆性材料基板的表面上形成划线；第2工序，其使激光在上述脆性材料基板的表面上的照射位置沿上述划线相对移动并在比上述照射位置靠移动方向前方的位置处割断上述脆性材料基板。
[0013] 另外，本发明的车辆用窗玻璃是利用本发明的脆性材料基板的割断方法割断玻璃板而获得的。
[0014] 另外，本发明的脆性材料基板的割断装置，预先在脆性材料基板的表面上形成划线，使激光在上述脆性材料基板的表面上的照射位置沿上述划线相对移动并在比上述照射位置靠移动方向前方的位置处割断上述脆性材料基板，其中，该装置具有：
[0015] 载物台，其用于支承上述脆性材料基板；
[0016] 振荡器，其用于发出上述激光；
[0017] 光学系统，其用于使从上述振荡器发出的上述激光向上述脆性材料基板聚光；
[0018] 驱动机构，其用于使上述载物台与上述振荡器及上述光学系统相对移动；
[0019] 控制部件，其用于控制上述振荡器的输出及上述驱动机构的输出。
[0020] 采用本发明，可实现不使装置复杂化就能够通过自动机械生产来割断期望的平面形状的脆性材料基板的脆性材料基板的割断方法及利用该割断方法获得的车辆用窗玻璃、以及脆性材料基板的割断装置。另外，能够实现所割断的玻璃板的截面质量优良的脆性材料基板的割断方法。
[0021] 另外，自动机械的生产不仅是完全自动化并编入工厂等的生产工序中的生产方法，只要是主要使用自动机械并能够工业化进行的生产即可。例如，也包含操作者补充完成工序的一部分而同时进行的半自动机械生产或者从用传送带等连续地机械生产的生产线上抽出进行的机械生产等。附图说明
[0022] 图1是表示本发明的割断装置10的一实施方式的概略图。
[0023] 图2是表示激光照射基板表面G1的状态的一个例子的图。
[0024] 图3是表示激光照射基板表面G1的状态的另一个例子的图。
[0025] 图4是表示使激光的照射位置A沿划线L2的曲线状部分L2-2相对移动的状态的一个例子的示意图。
[0026] 图5是表示实施例1～3及比较例1中的、割断面的基板表面G1侧与基板背面G2侧的位置偏移的图。
[0027] 图6是表示实施例4及比较例2中的、割断面的基板表面G1侧与基板背面G2侧的位置偏移的图。
具体实施方式
[0028] 以下，参照附图来对用于实施本发明的最佳方式进行说明。另外，在各图中，X方向、Y方向及Z方向分别表示脆性材料基板G的宽度方向、长度方向、厚度方向。
[0029] 图1是表示本发明的脆性材料基板的割断装置10的一实施方式的概略图。
[0030] 图1的(A)表示利用割断装置10所实现的割断方法的第1工序，图1的(B)表示利用割断装置10所实现的割断方法的第2工序。在图1的(B)中，A表示激光在脆性材料基板G的表面G1上的照射位置，B表示在脆性材料基板G的表面G1上的割断的顶端位置。
[0031] 割断装置10为了沿割断线L1割断基板G，首先，如图1的(A)所示，在基板表面G1上沿着割断线L1形成划线L2。接着，如图1的(B)所示，使激光在基板表面G1上的照射位置A沿划线L2相对移动并利用热应力割断基板G。
[0032] 如图1所示，割断装置10具有支承脆性材料基板G的载物台20、对脆性材料基板G进行加工的加工头30、使载物台20与加工头30相对移动的驱动机构40、控制部件50。
[0034] 基板G的厚度能够根据脆性材料基板G的用途而适当地设定。例如，如果是车辆用途，则优选为1～6mm。当厚度变薄时，风冷回火热处理变难，当小于1mm时，难以获得车辆用途所需的充分的强度。当厚度为6mm以上时，重量过重。
[0035] 载物台20具有支承脆性材料基板G的背面G2的支承面22。载物台20既可以支承基板背面G2的整个面，也可以支承基板背面G2的一部分。基板G可以吸附固定在支承面22上，也可以粘接固定在支承面22上。
[0036] 加工头30在载物台20的上方待机，相对于载物台20(即基板G)沿X方向、Y方向、Z方向移动。在该加工头30中嵌入有划线器32、激光振荡器34、光学系统36。
[0037] 如上所述，通过使在一个加工头中具有划线器32、激光振荡器34及聚光用的光学系统36的激光装置一体化并进行安装，割断装置10能够变简单化、小型化且在成本方面也是有利的。另一方面，也能够将具有划线器32、激光振荡器34及聚光用的光学系统36的激光装置分离并分别安装在不同的加工头上。当分离地安装时，能够延长生产节拍时间，而且通过同一轨迹的控制变得容易，并且划线L2与激光照射位置A的有目的的偏离(偏移)控制变得容易。
[0038] 划线器32用于在脆性材料基板G上形成划线L2。划线L2是通过将划线器32的顶端按压在基板表面G1上并进行划线而形成。另外，本实施方式的划线L2示出了使用划线器32来形成的例子。但是，也可以使用激光通过热应力来形成划线L2，在形成划线L2的方法上并没有限制。
[0039] 划线器32的顶端例如用金刚石或超硬合金形成。划线器32以不误伤基板表面G1的方式容纳于加工头30的外筒的内部，根据需要也可以向加工头30的外筒的外部突出。
[0040] 割断装置10沿划线L2照射激光，以划线L2为起点使龟裂扩展来割断基板G。
[0041] 激光振荡器34是发出激光的构件。当作为基板G割断钠钙玻璃板时，激光振荡器34优选使用发出具有795～1030nm范围内的规定的特定波长的1个或多个激光的高输出且高效率的半导体激光振荡器。例如，优选使用无Al且长寿命的InGaAsP类半导体激光振荡器(波长：808nm、940nm)。具有795～1030nm波长范围内的特定波长的激光的一部分透过玻璃板G，另一部分作为热量被玻璃板G吸收，剩余的部分被玻璃板G反射。即，795～
1030nm波长范围内的激光由于激光的透过率及吸收率是充分的，因此能够使热应力分布最优化。
1030nm波长范围内的激光由于激光的透过率及吸收率是充分的，因此能够使热应力分布最优化。
[0042] 另外，当采用本发明的激光割断时，与以往的弯曲应力的割断方法不同，由于用热应力割断，因此应割断的脆性材料基板不会在空间内移动。因此，在割断时截面彼此不会相摩擦。其结果，能够减少割断时的玻璃屑(碎玻璃)的产生量，而且，能够提高割断面的质量。
[0044] 根据上述，当激光的波长较长时，半导体激光振荡器的例如100W以上的高输出激光振荡器的制作变得困难。而且，在较长的波长中(例如波长10.6μm，CO2)，在钠钙玻璃板G的表面G1上的吸收增加。在5微米以上时，大致100％被表面吸收，就不能用激光对玻璃板的内部直接进行加热。
[0045] 另外，当激光的大部分在钠钙玻璃板G的表面G1附近作为热量被吸收时，由于一般玻璃的导热率较低，因此基板表面G1、即划线L2过热。由此，以划线L2形成时的细小的裂纹为起点，龟裂也沿面内侧向(X方向、Y方向)扩展。其结果，割断时的玻璃屑的量增多，割断面的质量降低。
[0046] 另一方面，当激光的波长较短时，激光的透过率增高，因此难以获得割断所需的充分的热应力。
[0047] 另外，激光的输出能够根据单位体积×单位时间的照射量能量适当地设定。当割断钠钙玻璃时，作为割断对象物的钠钙玻璃的照射部分的温度必须为应变点以下的温度。因此，优选为50～300℃。当输出较低时，难以获得割断所需的充分的热应力。
[0048] 从激光振荡器34发出的激光借助聚光透镜等的光学系统36朝向基板G聚光，照射基板表面G1。
[0049] 图2是表示激光照射基板表面G1的状态的一个例子的图，(A)是立体图，(B)是与照射位置A的移动方向正交的剖视图。图3是表示激光照射基板表面G1的状态的另一个例子的图，(A)是立体图，(B)是与照射位置A的移动方向正交的剖视图。在图2、图3中，F表示激光的聚光位置。
[0050] 在图2所示的例子中，激光的截面为圆形，沿激光的光轴呈同心圆状聚光。激光的截面形状以与照射位置A的移动方向正交的方向的尺寸为W的方式沿激光的光轴发生变化。
[0051] 在图3所示的例子中，激光的截面为矩形，沿激光的光轴聚光。激光的截面形状以使与照射位置A的移动方向正交的方向的尺寸为W的方式沿激光的光轴发生变化。与照射位置A的移动方向平行的方向的尺寸V沿激光的光轴大致恒定。
[0052] 如图2及图3所示，激光的聚光位置F例如能以基板表面G1为基准位于与基板背面G2相同的一侧。另外，也能以基板表面G1为基准位于与基板背面G2相反的一侧。
[0053] 激光的聚光角度α(参照图2、图3)在与照射位置A的移动方向正交的截面上优选为10°～34°。
[0054] 当聚光角度α超过34°时，激光的截面形状沿光轴较大地变化。其结果，基板表面G1与基板背面G2上的热应力差过大，割断面的质量降低。另外，由于激光的截面形状沿光轴较大地变化，因此聚光位置F的误差给热应力分布带来的影响过大，割断面的质量不稳定。
[0055] 另一方面，当聚光角度α小于10°时，基板表面G1与基板背面G2上的热应力差过小，割断面的质量降低。
[0056] 另外，优选激光在基板表面G1上的与照射位置A的移动方向正交的方向的尺寸W(参照图2、图3)为2～10mm。
[0057] 当基板表面G1上的尺寸W小于2mm时，划线L2过热。其结果，龟裂也沿与划线L2正交的面内侧向(X方向、Y方向)扩展，割断面的质量降低。另外，照射位置A的误差给热应力分布带来的影响增大，割断面的质量不稳定。
[0058] 另一方面，当基板表面G1上的尺寸W超过10mm时，不需要的部分被加热。其结果，产生了不需要的热应力且割断面的质量降低。另外，由于热量分散，因此在划线L2上所产生的拉伸应力减小，难以获得割断所需的充分的热应力。
[0059] 加工头30在驱动机构40的驱动下而相对于载物台20沿X方向、Y方向、Z方向相对移动。为了实现上述功能，也可以预先固定用于支承基板G的载物台20并利用驱动机构40使加工头30相对移动。另外，也可以预先固定加工头30并利用驱动机构40使用于支承基板G的载物台20相对移动。驱动机构40只要是公知的结构即可，例如包含向X方向、Y方向、Z方向引导加工头30的XYZ导轨和驱动加工头30的驱动器而构成。
[0060] 这样，在本实施方式中，在基板表面G1上形成划线L2，使激光在基板表面G1上的照射位置A沿划线L2相对移动。通过由微型计算机构成的控制部件50来实现激光振荡器34的输出控制、驱动机构40的输出控制。
[0062] 接着，参照图1说明本实施方式的脆性材料基板的割断方法。
[0063] 首先，基板G被载置在载物台20上，加工头30移动至基板G的与割断线L1的开始端相对的位置处。接着，加工头30开始下降。之后，加工头30的划线器32下降，用规定压力按压基板表面G1。而且，如图1的(A)所示，以规定速度划出划线L2。
[0064] 接着，加工头30及划线器32上升，加工头30再次移动至与划线L2的开始端相对的位置处。接着，加工头30开始下降。
[0065] 之后，当加工头30相对于基板表面G1接近至规定距离处时，从激光振荡器34发出激光。从激光振荡器34发出的激光被光学系统36聚光，照射划线L2的开始端。
[0067] 另一方面，在照射区域的周围，由于反作用而产生有拉伸应力。由于该拉伸应力，以划线L2为起点使龟裂扩展并开始割断。另外，由于以划线L2为起点使龟裂扩展并进行割断，因此割断面的基板表面G1侧与划线L2大致一致。
[0068] 在该状态下，使激光在基板表面G1上的照射位置A沿划线L2移动。这样，基板G在比照射位置A靠移动方向前方的位置处被割断。即，割断的顶端位置B处于比激光的照射位置A靠移动方向前方的位置。
[0069] 当划线L2为直线状时，使激光在基板表面G1上的照射中心在划线L2上移动。这样，在处于比激光的照射位置A靠移动方向前方的割断的顶端位置B附近，拉伸应力相对于划线L2左右对称，其结果，割断面的垂直性、直线性等截面质量提高。
[0070] 然而，如上所述，当划线L2为曲线状时，当使激光在基板表面G1上的照射中心在划线L2上相对移动时，给割断面的质量带来了不良影响。该影响具有与基板表面G1侧相比使割断面的基板背面G2侧向曲率半径的径向外侧偏移的倾向。因而，割断面相对于厚度方向(Z方向)倾斜，割断面的质量降低。
[0071] 因此，在本实施方式中，如图4所示，在使照射位置A沿包含曲线状部分的划线L2相对移动时，根据划线L2的形状，使照射位置A沿与划线L2正交的方向相对位移。由此，能够使热应力分布最优化并提高割断面的质量。
[0072] 在图4所示的例子中，划线L2具有直线状部分L2-1、L2-3和圆弧状的曲线状部分L2-2。在该情况下，在使照射位置A沿圆弧状的曲线状部分L2-2移动时，使其从圆弧状的曲线状部分L2-2的起点向中间点朝向径向外侧逐渐地相对位移。另一方面，使照射位置A从圆弧状的曲线状部分L2-2的中间点向终点朝向径向内侧逐渐地相对位移。在此，“中间点”是指起点与终点之间的位置，不仅是距起点与终点两者等距离的中点，还包含比较靠近起点与终点的任一方的位置。另外，上述径向是指求出圆弧等弧状部分的曲率半径时的半径方向。
[0073] 另外，照射位置A的位移除了根据划线L2的形状进行适当设定之外，也可以根据激光在基板表面G1上的照射位置A的移动速度、激光在基板表面G1上的照射形状、聚光位置F、基板G的厚度、加工速度、加工形状、基板G的物理性质(线热膨胀系数、透过率)来适当地设定。上述位移量被选择成为了沿期望的划线割断且割断面垂直所要求的最佳的热应力分布。
[0074] 如上所述，采用本实施方式，使激光在基板表面G1上的照射位置A沿划线L2相对移动并利用热应力在比照射位置A靠移动方向前方的位置处割断基板G。因此，不需要冷却装置，不使割断装置10复杂化就能够割断基板G。
[0075] 另外，采用本实施方式，在使照射位置A沿包含曲线部分的划线L2相对移动时，根据划线L2的形状，使照射位置A沿与划线L2正交的方向相对位移。由此，能够使热应力分布最优化并提高割断面的质量。另一方面，假设例如当使激光在基板表面G 上的照射中心在划线L2上相对移动时，割断面相对于厚度方向(Z方向)倾斜，割断面的质量降低。
[0076] 实施例
[0077] 以下，通过实施例进一步详细说明本发明。
[0078] (实施例1～4)
[0079] 准备利用浮法所制造的厚度为3.5mm的绿色系钠钙玻璃板(旭硝子公司制造：汽车用玻璃基板)。将该玻璃板G安装在图1所示的载物台20上。接着，用55N的力将划线器32按压在玻璃板表面G1上，以速度200mm/sec划出划线L2。如图4所示，划线L2依次连续地具有第1直线状部分L2-1、1/4圆弧状部分L2-2、第2直线状部分L2-3。表1中示出了各个实施例1～4中的、划线L2的形状。另外，上述1/4圆弧状部分是指成为利用该圆弧画圆时的圆的1/4的部分(以下同)。
[0080] [表1]
[0081]
[0082]
[0083] 接着，向玻璃板G的表面G1照射图3所示的激光，使激光在基板表面G1上的照射位置A沿划线L2以速度100mm/s相对移动并利用热应力割断玻璃板G。具体来说，首先，使激光在基板表面G1上的照射中心在直线状部分L2-1上相对移动。接着，在使激光在基板表面G1上的照射位置A沿1/4圆弧状部分L2-2相对移动时，使照射位置A从1/4圆弧状部分L2-2的起点向中间点朝向径向外侧逐渐地相对位移。接着，使照射位置A从中间点向终点朝向径向内侧逐渐地相对位移。照射位置A的位移量与从起点开始的旋转角β(参照图4)呈比例地发生变化。另外，在1/4圆弧状部分L2-2的起点(β＝0°)及终点(β＝90°)处，使激光在基板表面G1上的照射中心与1/4圆弧状部分L2-2对齐。最后，使激光在基板表面G1上的照射中心在第2直线状部分L2-3上相对移动。
[0084] 表2中示出了各个实施例1～4中的、激光的波长、聚光位置F、输出、基板表面G1上的照射形状(尺寸W×尺寸V)以及照射位置A的最大位移量。另外，在各个表2～5中，“外侧：OUTSIDE-DEFOCUS”是指聚光位置F以基板表面G1为基准处于与基板背面G2(与激光振荡器34)相反的一侧。另一方面，“内侧：INSIDE-DEFOCUS”是指聚光位置F以基板表面G1为基准处于与基板背面G2(与激光振荡器34)相同的一侧。
[0085] [表2]
[0086]
[0087]
[0088] (比较例1～2)
[0089] 在比较例1～2中，除了使激光在基板表面G1上的照射中心在1/4圆弧状部分L2-2上相对移动以外，与实施例1～4相同地形成划线L2，割断玻璃板G。
[0090] 测量实施例1～4及比较例1～2的割断面的位置偏移。沿1/4圆弧状部分L2-2测量割断面的位置偏移。图5及图6中示出了测量结果。在图5及图6中，横轴为从1/4圆弧状部分L2-2的起点开始的旋转角β，纵轴为割断面的基板表面G1侧与基板背面G2侧的径向偏移。径向偏移将基板背面G2侧与基板表面G1侧相比向径向外侧偏移时设为负。另外，在各个实施例1～4及比较例1～2中，割断面的基板表面G1侧与1/4圆弧状部分L2-2大致一致。
[0091] 图5是表示实施例1～3及比较例1中的、割断面的基板表面G1侧与基板背面G2侧的位置偏移的图。图6是表示实施例4及比较例2中的、割断面的基板表面G1侧与基板背面G2侧的位置偏移的图。
[0092] 根据图5及图6可知，在实施例1～4中，由于使照射位置A沿径向逐渐地相对位移，因此径向偏移示出了良好的值。相对于此，可知，在比较例1～2中，由于不使照射位置A沿径向相对位移，因此径向偏移脱离适当的范围。在比较例1～2中，存在割断面的基板背面G2侧向径向外侧偏移的倾向。
[0093] (实施例5～7、比较例3)
[0094] 在实施例5～7及比较例3中，除了在玻璃板表面的中央形成直线状的划线L2以外，与实施例1～4相同地形成划线L2。接着，使用图2所示的激光，用表3所述的条件割断玻璃板。表3中一并示出了割断时的玻璃屑的量及割断面的质量的评价结果。
[0095] 根据表3，在实施例5～7中，由于将基板表面G1上的尺寸W设在2～10mm的范围内，因此割断面的质量良好。相对于此，在比较例3中，基板表面G1上的尺寸W为1mm而过小。因此，划线L2过热，以划线L2形成时的细小的裂纹为起点，龟裂也沿面内侧向(X方向、Y方向)扩展，割断面的质量降低。
[0096] [表3]
[0097]
[0098] (实施例8～14、比较例4～8)
[0099] 在实施例8～14及比较例4～8中，与实施例5～7相同地形成划线L2。接着，使用图2或图3所示的激光，用表4所述的条件割断玻璃板。表4中一并示出了割断时的玻璃屑的量及割断面的质量的评价结果。
[0100] 根据表4，在实施例8～14中，将聚光角度α设在10～34°的范围内。其结果，割断面的质量良好。另一方面，在比较例4～6中，聚光角度α为0°、8°而过小，割断面的质量降低。估计这是因为基板表面G1与基板背面G2上的热应力差过小。另外，在比较例7～8中，聚光角度α为60°而过大，割断面的质量降低。估计这是因为基板表面G1与基板背面G2上的热应力差过大。
[0101] [表4]
[0102]
[0103] (实施例15、比较例9～10)
[0104] 在实施例15及比较例9～10中，与实施例5～7相同地形成划线L2。接着，使用图2或图3所示的激光，用表5所述的条件割断玻璃板。表5中一并示出了割断时的玻璃屑的量及割断面的质量的评价结果。
[0105] 根据表5，在实施例15中，将激光的波长设在780～940nm的范围内。其结果，激光的透过率及吸收率充分，割断面的质量良好。另一方面，在比较例9～10中，激光的波长较长，基板表面G1过热，因此划线L2过热。其结果，以划线L2形成时的细小的裂纹为起点，龟裂也沿面内侧向(X方向、Y方向)扩展。因此，割断时的玻璃屑(碎玻璃)的量增多，割断面的质量降低。
[0106] [表5]
[0107]
[0108] 以上，详细说明了本发明的优选实施例，但是本发明并不限定于上述实施例。在不脱离本发明的范围内，能够对上述实施例施加各种变形及替换。
[0109] 例如，在上述图4中，在使照射位置A沿1/4圆弧状部分L2-2相对移动时，使照射位置A沿1/4圆弧状部分L2-2的径向相对位移，但是本发明并不限于此。例如，也可以在使照射位置A沿第1直线状部分L2-1相对移动时使照射位置A沿与第1直线状部分L2-1正交的方向相对位移。由此，能够使热应力分布最优化并提高割断面的质量。
[0110] 另外，在上述图4中，划线L2具有直线状部分L2-1、L2-3和1/4圆弧状部分L2-2，但是本发明并不限于此。例如，划线L2也可以具有由第1圆弧状部分及第2圆弧状部分构成的S字状部分。当为S字状时，逆向存在两个圆弧状部分。该情况也在使照射位置A沿各个圆弧状部分相对移动时使照射位置A从各个圆弧状部分的起点向中间点朝向径向外侧逐渐地相对位移。接着，从中间点向终点朝向径向内侧逐渐地相对位移。由此，能够使热应力分布最优化并提高割断面的质量。
[0111] 另外，在上述实施例1～4中，在1/4圆弧状部分L2-2的起点及终点处使激光在基板表面G1上的照射中心与1/4圆弧状部分L2-2相一致，但是本发明并不限于此。例如，也可以在1/4圆弧状部分L2-2的起点及终点处使激光在基板表面G1上的照射中心向径向外侧或内侧偏移。
[0112] 另外，在上述图2及图3中，激光的截面为圆形或矩形，但是也可以截面是椭圆形。
[0113] 工业实用性
[0116] 附图标记说明
[0117] 10、脆性材料基板的割断装置；20、载物台；30、加工头；32、划线器；34、激光振荡器；36、光学系统(聚光透镜)；40、驱动机构；50、控制部件。
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