[發明專利]硬脆材料平板打孔裝置及方法

有效

• 申請號: 201310335385.2
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN104339271A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 江朝宗;康祿坤
• 申請（專利權）人: 海納微加工股份有限公司
• 主分類號: B24C3/02
• 分類號: B24C3/02;B24C9/00;B24C1/04
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司 12203
• 代理人: 鄭永康

技術領域

本發明是關于一種硬脆材料平板打孔裝置及方法，特別是應用于硬脆材料平板工件精密打孔，以及具有保護膠膜包覆與自工件上、下面同時噴砂蝕刻打孔的裝置及方法。

背景技術

現有玻璃、藍寶石、硅晶圓、陶瓷、復合材料等硬脆材料的平板打孔加工，需以數字控制的銑床(即CNC銑床)利用鑲有磨料的鉆針，高速旋轉(通常轉速高達20,000～200,000RPM)，以磨削方式鉆孔，由于此種磨削方式所佐倚靠的是鉆頭和工件間的磨擦及相對運動，而理論上鉆頭中心不論轉速高低并無切削力，切削力離鉆頭中心線越遠越高，但鉆頭直徑又常受限于工件要開孔的孔徑可能會被要求非常精密微小，例如：特別適用于顯示器及手機等觸控面板和保護外蓋玻璃面板，以及顯示器、手機用的保護玻璃(Cover?Glass)上所需開設直徑小至1毫米(mm)的小孔，因此鉆孔速度緩慢，且易因鉆頭進給(Feed)不當而致鉆頭斷刀或造成工件破裂的問題不斷產生，對于上述昂貴的玻璃、藍寶石、硅晶圓、陶瓷、復合材料等硬脆材料而言，將造成微加工過程中的額外材料損失。

而其它利用化學蝕刻法于上述現有硬脆材料平板上進行打孔加工，則因制程復雜，且需使用高危險性的氫氟酸(HF，Hydrofluoric?acid)進行蝕刻處理，具有劇毒且成本高，尚需后續昂貴廢水、廢氣處理設備與程序，不符產業利用的經濟效益，而不適用于上述的硬脆材料平板表面打孔的應用。

又如現有以激光方式鉆孔，則由于激光設備昂貴，且以激光能量灼燒工件鉆孔后的孔壁品質不佳，其崩角過大(通常大于100um)，且另有激光系統維護成本高等諸多問題，而不符產業利用的經濟價值，也是造成激光鉆孔加工未能普及的原因。

除此之外，另有以現有的超音波設備進行該硬脆材料平板打孔的方式，則因研磨針頭制作成本高，且小于2厘米(mm)小孔徑研磨針頭制作不易，損耗速度快，亦不適用于上述現有的硬脆材料平板生產在線的量產加工制程。

在相關的先前專利文獻方面，如中國臺灣專利公報第M360759號「具雙軸的玻璃磨邊機」新型專利案，則揭示上述現有以高速硬式鉆頭對玻璃加工的機械及技術，同樣地，存在上述的高速硬式鉆頭鉆孔速度緩慢、鉆頭斷刀或工件破裂的問題與缺點。

再如中國臺灣專利公報第478042號「減少侵蝕及凹陷之高產量銅化學機械研磨」發明專利案，則揭示典型現有化學蝕刻工件研磨加工的方式與技術，同樣地，會產生如上述現有化學蝕刻處理，需使用如抑制劑類具劇毒與成本高的化學助劑，高危險性與高污染，且需后續昂貴廢水、廢氣處理設備與程序，不符產業利用的安全、環保與經濟效益。

另外，又如中國臺灣專利公報第I350562號「激光加工品之制造方法及在該制造方法中使用之激光加工用黏著片」發明專利案，則揭示上述典型現有以激光鉆孔加工工件的方法與技術，同樣地，該激光加工方法仍會產生如上述現有激光鉆孔加工的孔壁質量不佳，崩角過大，以及，設備維護成本高等不利產業利用的因素與缺點。

除此之外，如中國臺灣專利公報第M444889號「可控制鉆孔壓力之配重裝置」新型專利案及第I364335號「玻璃加工裝置及其加工方法」發明專利案等兩專利前案，均揭示典型以超音波振蕩方式進行如玻璃工件的鉆孔或切削加工，同樣存在如上現有以超音波鉆孔加工的研磨針頭制作成本高、針頭制作不易及耗損速度快的問題與缺點。

發明內容

本發明所要解決的主要技術問題在于，克服現有技術存在的以鉆頭刀具研磨、化學蝕刻、激光打孔及超音波鉆孔設備及方法積存已久的問題與缺點，而提供一種硬脆材料平板打孔裝置及方法，其是以包覆保護膠膜及上、下面同步噴砂方式進行如玻璃、藍寶石、硅晶圓、陶瓷、復合材料等硬脆材料平板工件打孔加工，不需鉆頭刀具、化學藥品、昂貴激光系統及耗損速度快的針頭。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種硬脆材料平板打孔裝置，包括一進退料單元、一貼膜單元、一對固定單元及一對加工模具單元，其中，該進退料單元供至少一硬脆材料平板的工件水平往返移動，該貼膜單元設于該工件水平往返移動路徑上，且供該工件加工部位上、下面包覆一保護膠膜，該固定單元設于貼膜單元后端的上、下方，以使保護膠膜平壓貼合，該加工模具單元設于該固定單元后端的上、下方，以分別固定夾持及平貼接觸于該工件加工部位上、下面，并同時進行噴砂蝕刻打孔，為一可對硬脆材料平板上、下面同時打孔加工的裝置。

本發明更進一步提供一種硬脆材料平板打孔方法，其步驟包括：

(A)工件進料操作，借一進退料單元載動一硬脆材料平板的工件作水平往返移動；