[發明專利]一種激光切割玻璃的方法

無效

• 申請號: 200910108997.1
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101613181A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 高云峰;楊錦彬;劉義軍;李斌;張善基;賀建明
• 申請（專利權）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司
• 主分類號: C03B33/09
• 分類號: C03B33/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種激光切割玻璃的方法。

【背景技術】

傳統的機械切割法的最大的缺點是需要對加工后的邊緣進行再處理，及其所帶來的產量低下問題。

在機械切割中，用砂輪或機械輪在玻璃上進行刻劃，產生沿著切割方向的切向張力，從而使玻璃沿著劃痕裂開。這種方法所切割的邊緣不平滑、有微小裂痕，材料上殘存不對稱邊緣應力，及殘留碎屑等。對于很多應用，碎屑和局部應力所造成的微小裂痕將造成器件的失靈，所以必須進行切后邊緣打磨并且/或者拋光，甚至進行熱處理，以強化邊緣。另外，機械輪加工中還需要輔助劑輔助切割，輔助劑也有可能粘在成品邊緣，需要過水清洗或超聲波清洗等后續處理。后續處理工序以及低成品率(發生不確定的裂痕)等都將增加成品玻璃制品的造價。

激光產生后，出現了現有應用綠激光或紫外激光通過在玻璃表面劃淺槽然后重復掃描來切斷的方法，此種方法效率極低。

【發明內容】

本發明涉及一種用激光設備對玻璃進行切割的方法，其利用特殊處理后的光路和工藝，對玻璃進行切割，得到切割面平整的產品。

本發明所采用的技術方案是：一種激光切割玻璃的方法，包括如下步驟：

(A)激光焦點設置在玻璃的下表面；

(B)利用激光束在玻璃內部形成一個切割面；

(C)隨著加工面的上升，整個激光束的焦點相對于加工玻璃同樣上升。

其中，上述步驟(B)，激光束的焦點的能量超過玻璃的破壞閾值，玻璃吸收激光能量產生高溫，玻璃爆裂出小點，通過運動系統運動產生多個爆裂點組成切割面。

其中，所采用的激光為波長為355nm的調Q脈沖紫外激光器、或者波長為532nm的調Q脈沖綠光激光器。

其中，所述方法是用于直線及大半徑曲線的切割。

本發明通過激光焦點在玻璃內部產生一個爆裂點，焦點的能量超過玻璃的破壞閾值，玻璃吸收激光能量產生高溫，玻璃爆裂出小點，小點通過運動系統組成切割面，從而得到玻璃的快速高質量的切割。

【附圖說明】

圖1為本發明激光切割玻璃所使用裝置的示意圖；

圖2為本發明激光切割玻璃過程中激光掃描狀態的示意圖；

圖3為本發明加工過程中激光焦點隨著加工的進行其位置的變化的示意圖。

【具體實施方式】

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的描述。

本發明激光切割玻璃的方法，采用波長為355nm的調Q脈沖紫外激光器或波長為532nm的調Q脈沖綠光激光器，加工材料對紫外激光或綠激光的吸收率較低容易穿透的玻璃，或類似玻璃的透明、易碎、硬質材料，且本方法是用于直線及大半徑曲線的切割。但在焦點附近激光的能量密度極大，很容易超過材料的破壞閾值使材料吸收足夠的能量使材料產生微小的爆裂點。激光器選擇激光的脈沖單點能量大，脈寬窄的激光器，如此可以有較大的峰值功率，比較容易超過材料的加工閾值。

圖1本發明激光切割玻璃所使用裝置的示意圖，加工前激光焦點位于玻璃10的下表面，激光器(圖未示)發出的激光經過擴束鏡的擴束后到達振鏡30，通過兩片振鏡30后通過聚焦鏡40聚焦在玻璃10的下表面。

圖2為本發明激光切割玻璃過程中激光掃描狀態的示意圖，控制系統發出指令控制振鏡30運動，激光20的焦點21隨之運動，形成加工的輪廓線22，輪廓線22為系統內設定好的圖形。

首先要調整振鏡的掃描速度，其掃描速度為：

掃描速度＝點間距×激光頻率

點間距比激光在玻璃內部產生的爆裂點直徑稍大，可以設置為0.03mm到0.1mm。

同時要控制激光的單點能量，使其能量略大于玻璃的破壞閾值，從而產生的爆裂點最小，爆裂點的尺寸越小其切割面越平整。

激光在玻璃10的下表面產生一個切割輪廓圖后，系統控制振鏡沿圖1中Z軸50上升，其上升的距離為上文中的點間距大小。激光再次掃描，在前次產生的輪廓上方會產生由爆裂點組成的新輪廓(如圖3)。如此重復以上的過程，直至爆裂點組成的輪廓到達玻璃的上表面。玻璃內部就形成了一個爆裂點組成的切割面，沿此切割面很容易將玻璃分離開來，得到良好的切割效果。

此種方法可以加工同玻璃類似性質的透明、易碎、硬質材料，且加工高效高品質。