[发明专利]激光加工强化玻璃

说明书

技术领域

本揭示内容大致涉及激光处理，且特定而言，涉及用于激光加工强化玻璃的方法及设备。

背景技术

包含携带式计算装置诸如移动电话及平板计算机的现代消费性电子装置例如可具有占据该装置至少一表面的大量部分的玻璃屏幕。由于此等装置可设计成手持，所以玻璃屏幕可能暴露到可能使该玻璃屏幕破损或开裂的大量环境因素。为了减少损坏玻璃屏幕的风险，装置制造商可使用经化学或热加强或回火的玻璃制作屏幕。

发明内容

本文描述用激光处理系统激光加工强化玻璃基板。一种方法包含：将激光的焦点导向至接近强化玻璃薄片的第一表面的第一位置；在焦点处于第一位置时使用激光沿封闭路径从强化玻璃薄片移除材料，从而在沿封闭路径延伸的强化玻璃薄片的第一表面中形成凹槽。该方法亦包含：在形成凹槽之后，将激光的焦点导向至接近强化玻璃薄片的第二表面的第二位置，第二表面与第一表面相对；及形成截口。该截口是通过以下项形成：在焦点处于第二位置时使用激光在第二表面处从强化玻璃基板移除材料层以形成新未覆盖的表面，以及通过在接近由于移除先前层的各新未覆盖表面的位置处重新定位焦点而使用激光在新未覆盖表面开始且在第一表面处结束从该强化玻璃薄片移除至少一额外材料层。该截口与沿封闭路径与凹槽接触的强化玻璃薄片的第一表面相交。

本文描述的一种设备包含内存及处理器。该处理器经组态以执行存储在内存中的指令以进行以下项：将激光的焦点导向至接近强化玻璃薄片的第一表面的第一位置；在焦点处于第一位置时使用激光沿封闭路径从强化玻璃薄片移除材料，从而在沿封闭路径延伸的强化玻璃薄片的第一表面中形成凹槽；在形成凹槽之后，将激光的焦点导向至接近强化玻璃薄片的第二表面的第二位置，该第二表面与该第一表面相对；及形成截口。该截口是通过以下项形成：在焦点处于第二位置时使用激光在第二表面处从强化玻璃基板移除材料层以形成新未覆盖的表面；及通过在接近由于移除先前层的各新未覆盖表面的位置处重新定位焦点而使用激光在新未覆盖表面开始且在第一表面处结束从强化玻璃薄片移除至少一额外材料层。该截口与沿封闭路径与凹槽接触的强化玻璃薄片的第一表面相交。

下文更详细描述此等及其它实施例中的细节及变动。

附图说明

本文的描述参考附图，其中在若干图各处相同参考符号指示相同部件，且其中：

图1是根据本文教示的实施方式的激光加工系统的图；

图2是用于阐释本文使用的术语的玻璃基板的激光加工的图；

图3是根据本文教示的实施方式的玻璃基板的激光加工的图；

图4是根据本文教示的实施方式的激光加工内部特征的玻璃实例的照片；以及

图5A-5D是包含根据本文教示的实施方式的激光加工特征的玻璃的细节的特写照片。

具体实施方式

使用强化玻璃(本文亦称为回火玻璃)具有用于包含携带式计算装置的各种应用的优点，诸如例如移动电话、平板计算机、媒体播放器及膝上型计算机显示器。可通过将玻璃薄片的表面暴露至特定化学品而加强硅基玻璃的基板。例如，将特定类型玻璃浸入钾盐中可造成在该玻璃的表面处以较大钾离子取代钠的程序，导致使在该表面上及在其附近的玻璃的部分压缩且使玻璃薄片的内部处于张力下的变形。

强化玻璃中的压缩区及张力区的存在可造成使用锯子或刀片的传统机械玻璃切割技术遭遇的问题。激光加工可取代用于进行强化玻璃基板的线性切割的传统锯子及刀片，然而由于基板的小弯曲特征形状、截口侧壁锥及开裂的问题，强化玻璃基板中的有效激光加工内部特征可能较困难。

强化玻璃的压缩在玻璃表面处及其附近的区中可超过600MPa。强化玻璃的内部区可在超过90MPa的张力下。例如，700μm厚的强化玻璃基板可具有约40MPA的内部张力，而400μm厚的强化玻璃基板可具有约91MPa的内部张力。

根据本文的教示，一或多个内部特征形成于强化玻璃中。内部特征可界定为在强化玻璃基板中在基板的顶表面与基板的底表面之间移除材料而不到达基板边缘处激光加工的特征。激光加工特征可包含在特征内部中的坯料，该坯料通过激光加工程序而与基板分离且可容易移除以在基板中提供敞开特征。

首先，可在玻璃薄片或基板的第一表面中激光加工浅切口或沟渠。可通过在第一表面处导向激光脉冲光束且沿该表面上的路径移动该激光脉冲光束而在基板的第一或顶表面中形成沟渠。可通过选择适当激光参数且通过将沟渠深度限制至基板表面附近的压缩区而避免基板的非希望的开裂。