專利名稱：激光切割系統(tǒng)及切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光切割系統(tǒng)及切割方法，特別是一種用于切割脆性材料如液晶顯示裝置 (TFT-LCD， Thin Film Transistor Liquid Crystal Display )用玻璃基板的激光切割系統(tǒng)及切割方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，液晶顯示裝置(TFT-LCD)由于其自身的特性已廣泛的應(yīng)用于消費(fèi)領(lǐng)域。液晶顯示裝置通常由兩塊玻璃基板、設(shè)置在兩塊玻璃基板之間的液晶及若干電路組成。液晶可以在電場(chǎng)的影響下改變排列方式來完成顯示動(dòng)作。為了形成不同尺寸的液晶顯示面板，通常需要對(duì)較大的液晶顯示面板用玻璃基板進(jìn)行切割以滿足不同的需求。
如圖l所示， 一種切割脆性材料，如玻璃基板IO的激光切 割系統(tǒng)，其包括劃線工具20、激光產(chǎn)生裝置30及冷卻裝置40。 激光切割系統(tǒng)對(duì)玻璃基板10的切割方向?yàn)榧^A所示。沿著切 割方向A，劃線工具20先行在玻璃基板IO的表面產(chǎn)生預(yù)切割線， 隨即以激光產(chǎn)生裝置30產(chǎn)生的激光光束沿著預(yù)切割線進(jìn)行加熱，再以冷卻裝置40噴出的冷卻液冷卻加熱區(qū)。玻璃基板10 會(huì)因急劇產(chǎn)生的溫度差而產(chǎn)生應(yīng)力的變化，使先前產(chǎn)生的預(yù)切 割線產(chǎn)生裂紋并向下成長，進(jìn)而貫穿整個(gè)玻璃基板10斷面使其完全開裂。
如圖2所示，采用激光切割玻璃基板10的過程中，通常先對(duì)玻璃基板10的一面進(jìn)行切割，依序由玻璃基板10的一邊緣 向中心切割直到另一邊緣。如沿切割方向A進(jìn)行切割，先從玻 璃基板10的一邊緣向中心切割直到另一邊緣以完成第一切割線50 ，然后返回玻璃基板10的初始切割邊緣再完成第二切割線60。這樣就使得在切割過程中無效行程過多，導(dǎo)致切割時(shí)間過長， 切割速度較慢。
有鑒于此，提供 一 種切割速度快的激光切割系統(tǒng)及切割方 法實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
以下將以實(shí)施例說明 一 種用于切割脆性材料基板的激光切 割系統(tǒng)及利用該激光切割系統(tǒng)切割脆性材料基板的切割方法。
一種激光切割系統(tǒng)，其包括用于承載脆性材料基板的個(gè)第 一承載平臺(tái)及一個(gè)第二承載平臺(tái)，一個(gè)激光產(chǎn)生裝置，一個(gè)第 一 冷卻裝置，一個(gè)第二冷卻裝置，一個(gè)第一劃線工具一個(gè)第二劃線工具該第一承敘平臺(tái)和第二承載平臺(tái)均可在一第一方向上及與該第一方向垂直的第二方向上作往復(fù)移動(dòng)。該激光產(chǎn)生裝置設(shè)置在該第一承載平臺(tái)和該第二承載平臺(tái)之間，用以產(chǎn)生激光光束該第一冷卻裝置與第二冷卻裝置沿該第一方向分別設(shè)置在該激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的兩側(cè)，用以噴射冷卻流體。 該第一劃線工具在該第一方向上設(shè)置在該第二冷卻裝置的與激 光產(chǎn)生裝置相對(duì)的 一 側(cè)。該第二劃線工具在該第 一 方向上設(shè)置 在該第 一 冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的 一 側(cè)。
一種利用激光切割系統(tǒng)切割脆性.材料基板的切割方法，該 激光切割系統(tǒng)包括 一 個(gè)第 一 承載平臺(tái)， 一 個(gè)與該第 一 承載平臺(tái) 相對(duì)設(shè)置的第二承載平臺(tái)， 一個(gè)激光產(chǎn)生裝置， 一個(gè)第一冷卻 裝置， 一個(gè)第二冷卻裝置， 一個(gè)第一劃線工具及一個(gè)第二劃線 工具，該第一冷卻裝置與第二冷卻裝置分別設(shè)置在該激光產(chǎn)生 裝置相對(duì)的兩側(cè)，該第 一 劃線工具與該第二劃線工具分別設(shè)置 在該第二冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的一側(cè)與該第一冷卻
裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的 一 側(cè)，該切割方法順次包括以下
步驟驅(qū)動(dòng)第一承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第一承載平臺(tái)上的 第一脆性材料基板沿一第一方向移動(dòng)；利用第一劃線工具，激 光產(chǎn)生裝置及第一冷卻裝置對(duì)該第一脆性材料基板的一第一表面進(jìn)行激光切割以形成切割線；驅(qū)動(dòng)第 一 承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第一承載平臺(tái)上的第一脆性材料基板先沿一與該第一方 向垂直的第二方向移動(dòng)，再沿與該第一方向相反的方向移動(dòng)； 利用第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置及第二冷卻裝置對(duì)該第一脆性材料基板的第一 表面進(jìn)行激光切割以形成切割線；待第 一 脆 性材料基板的第 一 表面切割完畢，對(duì)該第 一 脆性材料基板進(jìn)行翻面操作；驅(qū)動(dòng)第 一 承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第 一 承載平臺(tái)上的第 一 脆性材料基板沿第 一 方向移動(dòng)；利用第 一 劃線工具， 激光產(chǎn)生裝置及第一冷卻裝置對(duì)該第一脆性材料基板的一與該 第 一 方向相對(duì)的第二表面進(jìn)行激光切割以形成切割線；驅(qū)動(dòng)第 一承栽平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第一承栽平臺(tái)上的第一脆性材料基板先沿一與該第一方向垂直的第二方向移動(dòng)，再沿與該第一 方向相反的方向移動(dòng)；利用第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置及第 二冷卻裝置對(duì)該第 一 脆性材料基板的第二表面進(jìn)行激光切割以 形成切割線。
以及，另一種利用激光切割系統(tǒng)切割脆性材料基板的切割 方法，該激光切割系統(tǒng)包括 一 個(gè)第 一 承載平臺(tái)， 一個(gè)與該第一 承載平臺(tái)相對(duì)設(shè)置的第二承載平臺(tái)， 一個(gè)激光產(chǎn)生裝置， 一個(gè) 第一冷卻裝置， 一個(gè)第二冷卻裝置， 一個(gè)第一劃線工具及一個(gè) 第二劃線工具，該第 一 冷卻裝置與第二冷卻裝置分別設(shè)置在該 激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的兩側(cè)，該第 一 劃線工具與該第二劃線工具分別設(shè)置在該第二冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的 一 側(cè)與該 第 一 冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的 一 側(cè)，該切割方法順次包括以下步驟驅(qū)動(dòng)第 一 承栽平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝栽在該第 一 承載平臺(tái)上的第一脆性材料基板在一第一方向上移動(dòng)；利用第一 劃線工具，第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一冷卻裝置及第 二冷卻裝置完成對(duì)該第一脆性材料基板的一第一表面的激光切割；驅(qū)動(dòng)第二承栽平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在該第二承載平臺(tái)上的 第二脆性材料基板在該第 一 方向上移動(dòng)；利用第 一 劃線工具，第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一冷卻裝置及第二冷卻裝置完成對(duì)該第二脆性材料基板的 一 第 一 表面的激光切割，并將該第 一 脆性材料基板翻面；驅(qū)動(dòng)第 一 承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)第 一 脆 性材料基板在該第 一 方向上移動(dòng)；利用第 一 劃線工具，第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一冷卻裝置及第二冷卻裝置完成對(duì) 翻面的第 一 脆性材料基板的激光切割，并將該第二脆性材料基板翻面；驅(qū)動(dòng)第二承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)第二脆性材料基板在該 第一方向上移動(dòng)；利用第一劃線工具，第二劃線工具，激光產(chǎn) 生裝置，第一冷卻裝置及第二冷卻裝置完成對(duì)翻面的第二脆性 材料基板的激光切割。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述激光切割系統(tǒng)在對(duì)脆性材料基板的 一個(gè)表面進(jìn)行切割時(shí)，完成切割線的軌跡是依序由該脆性材料 基板的 一 邊緣向中心切割直到另 一 邊緣，再由結(jié)束切割的邊緣 向中心切割直到初始切割 一 邊纟彖，重復(fù)此切割軌跡完成該表面 上的切割線；這樣便有利于有效的減少無效行程，提升切割速 度。并且，所述激光切割系統(tǒng)還可以利用上述第 一 承載平臺(tái)和 第二承載平臺(tái)完成對(duì)裝載于其上的脆性材料基板進(jìn)行交替切 割，對(duì) 一 個(gè)脆性材料基板的切割可以和翻轉(zhuǎn)或卸載另 一 個(gè)脆性 材料基板同時(shí)進(jìn)行，從而進(jìn)一步提升了切割速度。由此可見， 上述激光切割系統(tǒng)及利用該激光切割系統(tǒng)切割脆性材料基板的 切割方法可提高切割速度。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的 一 種激光切割系統(tǒng)示意圖。
圖2是圖1所示激光切割系統(tǒng)的 一 切割狀態(tài)示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的激光切割系統(tǒng)的示意圖。
圖4是圖3所示激光切割系統(tǒng)的 一 切割狀態(tài)示意圖。
圖5是圖4中對(duì)第 一 脆性材料基板切割第 一 條切割線的一切割狀態(tài)示意圖。
圖6是圖4中對(duì)第一脆性材料基板切割第二條切割線的一切割狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步的詳細(xì)說明。
請(qǐng)參考圖3 ，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于切割脆性材料基板的 激光切割系統(tǒng)100包括一個(gè)第一線性導(dǎo)軌610, —個(gè)第二線性 導(dǎo)軌620， 一個(gè)第三線性導(dǎo)軌500, —個(gè)第一承載平臺(tái)710， 一 個(gè)第二承載平臺(tái)720, —個(gè)激光產(chǎn)生裝置300，第一冷卻裝置410, 第二冷卻裝置420,第一劃線工具210，第二劃線工具220。
該第 一 線性導(dǎo)軌610和第二線性導(dǎo)軌620相互平行，且均 與該第三軌道500相垂直，該第一線性導(dǎo)軌610和第二線性導(dǎo) 軌620均設(shè)置在該第三線性導(dǎo)軌500上且分別位于該第三線性 導(dǎo)軌500的兩端。該第三線性導(dǎo)軌500沿X軸方向延伸，該X 軸方向包括一 XI方向及與該XI方向相反的X2方向。該第一 線性導(dǎo)軌610和第二線性導(dǎo)軌620沿Y軸方向延伸，該Y軸方 向包括一 Yl方向及與該Yl方向相反的Y2方向。該第 一 線性 導(dǎo)軌610和第二線性導(dǎo)軌620均可在第三線性導(dǎo)軌500上沿所 述X軸方向作往復(fù)移動(dòng)。
該第一承載平臺(tái)710設(shè)置在該第一線性導(dǎo)軌610上，且可 在該第一線性導(dǎo)軌610上沿所述Y軸方向作往復(fù)移動(dòng)。該第一 承載平臺(tái)710用于承載一脆性材料基板101。
該第二承載平臺(tái)720設(shè)置在該第二線性導(dǎo)軌620上，且可 在該第二線性導(dǎo)軌620上沿所述Y軸方向作往復(fù)移動(dòng)。該第二 承載平臺(tái)720用于承載一脆性材料基板102。
該激光產(chǎn)生裝置300設(shè)置在該第 一承載平臺(tái)710和該第二 承載平臺(tái)720之間，在本實(shí)施例中，該激光產(chǎn)生裝置300設(shè)置 在第三線性導(dǎo)軌500上方。該激光產(chǎn)生裝置300包括氣體激光 器，例如二氧化碳激光器、 一 氧化碳激光器、氮分子激光器、 惰性氣體激光器等。該激光產(chǎn)生裝置300可產(chǎn)生激光光束，其 波長的選擇與脆性材料基板101， 102的材質(zhì)相關(guān)；當(dāng)脆性材料 基板101, 102的材質(zhì)為玻璃時(shí)，則選用激光光束的波長約為10.6微米的激光產(chǎn)生裝置。
該第 一 冷卻裝置410與第二冷卻裝置420沿所述X軸方'向 分別設(shè)置在與該激光產(chǎn)生裝置300相對(duì)的兩側(cè)，在本實(shí)施例中， 該第一冷卻裝置410與第二冷卻裝置420均設(shè)置在第三線性導(dǎo) 軌500上方。該第一冷卻裝置410與第二冷卻裝置420用以噴 射出冷卻流體以冷卻待加工脆性材料基板101, 102， 如玻璃基 板。該冷卻流體可以是氣體、液體或其混合物。所述氣體可為 空氣、氦氣、氮?dú)?、二氧化碳或其混合物。所述液體可為純水、 酒砵青、丙酮、異丙醇、液態(tài)氮、液態(tài)氦、冷卻油或其混合物。
該第一劃線工具210沿X軸方向設(shè)置在該第二冷卻裝置420 的與激光產(chǎn)生裝置300相對(duì)的 一 側(cè)。該第二劃線工具220沿X 軸方向設(shè)置在該第一冷卻裝置410的與激光產(chǎn)生裝置300相對(duì) 的 一 側(cè)。該第 一 劃線工具210與該第二劃線工具220用于在待 加工脆性材料基板101， 102上形成預(yù)切割線。該第一劃線工具 210與該第二劃線工具220可為可產(chǎn)生激光光束的激光產(chǎn)生裝 置、鉆石刀、刀輪等可在玻璃基板表面產(chǎn)生預(yù)切割線的任意工 具。
所述激光產(chǎn)生裝置300,第一冷卻裝置410，第二冷卻裝置 420，第一劃線工具210及第二劃線工具220在所述X軸方向成 線性排布，且其下方被定義為激光切割工作區(qū)。
請(qǐng)參考圖4、圖5及圖6,本發(fā)明實(shí)施例提供的利用上述激 光切割系統(tǒng)100用于切割脆性材料基板101， 1 02的切割方法， 其可包括以下步驟
(1) 提供脆性材料基板101及102,并將該脆性材料基板101 及102分別裝載在該第一承載平臺(tái)710與該第二承載平臺(tái)720 上。
該脆性材料基板101及102可以為玻璃基板、陶瓷基板、 石英基板、硅晶片(Silicon Wafer)等。
(2) 驅(qū)動(dòng)第 一線性導(dǎo)軌610在第三線性導(dǎo)軌500上移動(dòng)，從 而帶動(dòng)第一承載平臺(tái)710沿XI方向移動(dòng)，使脆性材料基板101移動(dòng)到所定義的激光切割工作區(qū)。
(3) 驅(qū)動(dòng)第一承載平臺(tái)710沿所述Yl或Y2方向移動(dòng)，使脆 性材料基板101上所要形成第一切割線104的位置位于第一劃 線工具210的下方。
(4) 驅(qū)動(dòng)該第 一 線性導(dǎo)軌610沿XI方向移動(dòng)，利用第 一 劃線 工具210自該脆性材料基板101的 一起始邊緣沿X2方向向該第 一脆性材料基板101中心進(jìn)行切割直到一結(jié)束邊緣，從而在該 脆性材料基板101的一第一表面形成第一條預(yù)切割線103(請(qǐng)參 考圖5)。
(5) 激光產(chǎn)生裝置300產(chǎn)生激光光束，如二氧化碳激光光束 對(duì)第一條預(yù)切割線103進(jìn)行加熱，使該脆性材料基板101受熱 膨脹而在其內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力(請(qǐng)參考圖5)。
(6) 第一冷卻裝置410將冷卻流體(圖未示)沿著被加熱的 第一條預(yù)切割線103延伸方向急速以霧狀噴在該脆性材料基板 101上(請(qǐng)參考圖5)。
所述冷卻流體使該脆性材料基板101表面的溫度急速下降， 脆性材料基板101內(nèi)部因溫度急劇變化發(fā)生收縮而產(chǎn)生張應(yīng)力。 此時(shí)，該脆性材料基板101因在短時(shí)間內(nèi)局部發(fā)生急劇應(yīng)力變 化，而使得該脆性材料基板101會(huì)沿著預(yù)切割線103產(chǎn)生裂紋， 裂紋在切割面成長從而形成第 一條切割線104。所形成的第一條 切割線104沿所述X軸方向延伸。
由于激光與冷卻的作用，對(duì)該脆性材料基板101內(nèi)部所產(chǎn) 生的應(yīng)力，可由下列公式表示<formula>complex formula see original document page 14</formula>
其中，a為該脆性材料基板101內(nèi)部所產(chǎn)生的應(yīng)力大小， a為該脆性材料基板101內(nèi)部的熱膨脹系數(shù)，E為該脆性材料基 板101的楊氏系數(shù)，Tl為被激光光束加熱后的該脆性材料基板 101的溫度，T2為被冷卻后的該脆性材料基板101的溫度。
由公式(1)和(2)所示，該脆性材料基板101內(nèi)部的應(yīng)力大小與脆性材料的熱膨脹系數(shù)、楊氏系數(shù)及激光產(chǎn)生裝置300與第 一冷卻裝置410在脆性材料基板101上產(chǎn)生的溫度差成正比。 而且Tl的最大值不得大于該脆性材料基板101的氣化溫度。
當(dāng)加熱和冷卻過程對(duì)該脆性材料基板101所造成的應(yīng)力大 于脆性材料的破裂強(qiáng)度時(shí)，該脆性材料基板101表面將產(chǎn)生裂 紋成長。
(7) 待上述第一切割線104形成后，驅(qū)動(dòng)第一承載平臺(tái)710 沿Yl方向移動(dòng)，進(jìn)而使得脆性材料基板101上所要形成的第二 條切割線104的位置位于第二劃線工具220的下方。
(8) 驅(qū)動(dòng)該第 一線性導(dǎo)軌610在第三線性導(dǎo)軌500上移動(dòng)使 第一承載平臺(tái)710沿X2方向移動(dòng)，以帶動(dòng)脆性材料基板101沿 X2方向移動(dòng)，第二劃線工具220自形成上述第 一條預(yù)切割線103 的結(jié)束邊緣沿XI方向向該脆性材料基板101中心進(jìn)行切割直到 上述第一條預(yù)切割線103的起始邊緣，從而在該脆性材料基板 101第 一表面形成第二條預(yù)切割線103(請(qǐng)參考圖6)。
(9) 激光產(chǎn)生裝置300產(chǎn)生激光光束，如二氧化碳激光光束 對(duì)該第二條預(yù)切割線103位置進(jìn)行加熱，使脆性材料基板101 受熱膨脹而在其內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力(請(qǐng)參考圖6)。
(10) 第二冷卻裝置420將冷卻流體(圖未示)沿著被加熱的 第二條預(yù)切割線103延伸方向急速以霧狀噴在該脆性材料基板 101上(請(qǐng)參考圖6)。
所述冷卻流體使該脆性材料基板101表面的溫度急速下降， 該脆性材料基板101內(nèi)部因溫度急劇變化發(fā)生收縮而產(chǎn)生張應(yīng) 力，而使得該脆性材料基板101會(huì)沿著該第二條預(yù)切割線103 產(chǎn)生裂紋，裂紋在切割面成長從而形成第二條切割線104。所形 成的第二條切割線104沿所述X軸方向延伸。
重復(fù)步驟(3)至(10),以在該脆性材料基板101的第一表面 上形成在所述X軸方向上延伸的切割線104，直到第一表面切割 完畢。
可以理解的是，根據(jù)實(shí)際需要，完成該脆性材料基板101第 一 表面上在所述X軸方向上延伸的切割線1 04后，可將該第 一承載平臺(tái)710旋轉(zhuǎn)90度，重復(fù)上述步驟(2)至(10),完成該脆 性材料基板101第 一 表面上在Y軸方向延伸的切割線1 04 。從而， 完成該脆性材料基板101第一表面上的切割線104。完成該脆性 材料基板101第一表面上的切割線104后，可將該脆性材料基 板101翻面，重復(fù)'上述步驟(2)至(10),以對(duì)該脆性材料基板101 的與第一表面相對(duì)的第二表面進(jìn)行切割用以在該第二表面上形成切割線o
(11) 驅(qū)動(dòng)第一線性導(dǎo)軌610在第三線性導(dǎo)軌500上移動(dòng)使第 一承載平臺(tái)710沿X2方向移動(dòng)，帶動(dòng)脆性材料基板101沿X2 方向移動(dòng)，以將該第 一 承栽平臺(tái)7 1 0移出所定義的激光切割工 作區(qū)。
(12) 驅(qū)動(dòng)第二線性導(dǎo)軌620在第三線性導(dǎo)軌500上移動(dòng)使第 二承載平臺(tái)720沿X2方向移動(dòng)，帶動(dòng)脆性材料基板102沿所述 X2方向移動(dòng)，以將該承載平臺(tái)720移動(dòng)到所定義的激光切割工 作區(qū)。
(13) 在該脆性材料基板102 —第 一表面上形成切割線104。 在該脆性材料基板102第一表面上形成切割線104的步驟與上 述在該脆性材料基板101的第一表面上形成切割線104的步驟 基本相同，在此不再贅述。
(14) 在該脆性材料基板102的第 一表面上形成切割線104的 同時(shí)，將已完成第 一表面切割的脆性材料基板101翻面。
(15) 完成對(duì)該脆性材料基板102第 一表面的切割后，驅(qū)動(dòng)第 二線性導(dǎo)軌620在第三線性導(dǎo)軌500上移動(dòng)使第二承載平臺(tái)720 沿XI方向移動(dòng)，帶動(dòng)脆性材料基板102沿XI方向移動(dòng)，以使 該第二承載平臺(tái)720移出所定義的激光切割工作區(qū)。驅(qū)動(dòng)第一 線性導(dǎo)軌620在第三線性導(dǎo)軌500上移動(dòng)使第一承載平臺(tái)710 沿X1方向移動(dòng)，帶動(dòng)脆性材料基板101沿XI方向移動(dòng)，以使 該第一承載平臺(tái)710移動(dòng)到所定義的激光切割工作區(qū)。完成對(duì) 該脆性材料基板101未切割的表面即與其第 一表面相對(duì)的第二
表面進(jìn)行激光切割。對(duì)脆性材料基板101的第二表面進(jìn)行切割 的步驟與上述對(duì)該脆性材料基板101的第一表面進(jìn)行切割的步
驟基本相同，在此不再贅述。
(16) 在對(duì)該脆性材料基板101第二表面進(jìn)行切割的同時(shí)，將 已完成第一表面切割的脆性材料基板102翻面。
(17) 完成對(duì)該脆性材料基板101的第二表面的切割后，驅(qū)動(dòng) 第一線性導(dǎo)軌610在第三線性導(dǎo)軌500上移動(dòng)使第一承栽平臺(tái) 710沿X2方向移動(dòng)，使脆性材料基板101沿X2方向移動(dòng)，以 使該第一承載平臺(tái)710移出所定義的激光切割工作區(qū)。驅(qū)動(dòng)第 二線性導(dǎo)軌620在第三線性導(dǎo)軌500上移動(dòng)使第二承載平臺(tái)720 沿X2方向移動(dòng)，以帶動(dòng)脆性材料基板102移動(dòng)到所定義的激光 切割工作區(qū)。完成對(duì)該脆性材料基板102的第二表面的切割； 對(duì)該脆性材料基板102的第二表面進(jìn)行切割的步驟與上述對(duì)該 脆性材料基板101的第 一表面進(jìn)行切割的步驟基本相同，在此 不再贅述。
(18) 在該脆性材料基板102的第二表面進(jìn)行切割的同時(shí)，將 切割完畢的該脆性材料基板101從該第 一承載平臺(tái)710上取下， 然后將下 一 個(gè)待切割的脆性材料基板裝載在該第 一 承載平臺(tái) 710上。
另外，根據(jù)實(shí)際的需要，如果不需要對(duì)該脆性材料基板101 的第二表面進(jìn)行切割時(shí)，例如完成該脆性材料基板101第一表 面的切割就可以使其完全分離(Full Body Cut，簡稱FBC)，則可 將切割完畢的該脆性材料基板101從該第 一承載平臺(tái)710上取 下，然后將下 一 個(gè)待切割的脆性材料基板設(shè)置在該第 一 承載平 臺(tái)710上。
重復(fù)上述步驟，可以對(duì)該第一承載平臺(tái)710和第二承載平 臺(tái)720上的脆性材料基板101,102進(jìn)行交替切割，對(duì)其中 一個(gè)脆 性材料基板進(jìn)行切割時(shí)基本不會(huì)影響對(duì)另 一個(gè)脆性材料基板進(jìn) 行翻面或卸載的操作，從而提高了切割效率。
綜上所述，所述激光切割系統(tǒng)100在對(duì)上述脆性材料基板101,102的 一 個(gè)表面進(jìn)〗于切割時(shí)，完成切割線的軌跡是依序由該 脆性材料基板101,102的 一 邊緣向中心切割直到另 一邊緣，再由 結(jié)束切割 一 邊緣向中心切割直到初始切割 一 邊緣，重復(fù)此切割 軌跡完成該表面上的切割線；這樣便有利于有效的減少無效行 程，提升切割速度。并且，所述激光切割系統(tǒng)還可以利用上述 第一承載平臺(tái)710和第二承載平臺(tái)720完成對(duì)裝載于其上的脆 性材料基板進(jìn)行交替切割，對(duì) 一 個(gè)脆性材料基板的切割可以和 翻轉(zhuǎn)或卸栽另一個(gè)脆性材料基板同時(shí)進(jìn)行，從而進(jìn)一步提升了 切割速度。由此可見，上述激光切割系統(tǒng)IOO及利用該激光切 割系統(tǒng)100切割脆性材料基板的切割方法可提高切割速度。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。 故，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要 求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光切割系統(tǒng)，用以切割脆性材料基板，該激光切割系統(tǒng)包括一個(gè)用于承載脆性材料基板的第一承載平臺(tái)，一個(gè)用于在脆性材料基板上形成預(yù)切割線的第一劃線工具，一個(gè)激光產(chǎn)生裝置，一個(gè)第一冷卻裝置，該激光切割系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)與該第一承載平臺(tái)相對(duì)設(shè)置的第二承載平臺(tái)，一個(gè)用于在脆性材料基板上形成預(yù)切割線的第二劃線工具及一個(gè)第二冷卻裝置，該第一承載平臺(tái)和第二承載平臺(tái)均可在一第一方向上及與該第一方向垂直的第二方向上作往復(fù)移動(dòng)；該激光產(chǎn)生裝置設(shè)置在該第一承載平臺(tái)和該第二承載平臺(tái)之間，用以產(chǎn)生激光光束；該第一冷卻裝置與第二冷卻裝置在該第一方向上分別設(shè)置在該激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的兩側(cè)，用以噴射冷卻流體；該第一劃線工具在該第一方向上設(shè)置在該第二冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的一側(cè)；該第二劃線工具在該第一方向上設(shè)置在該第一冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的一側(cè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的激光切割系統(tǒng)，其特征在于該激光切 割系統(tǒng)進(jìn)一步包括在第二方向上延伸且相對(duì)設(shè)置的 一個(gè)第 一線性導(dǎo)軌及一個(gè)第二線性導(dǎo)軌， 一個(gè)在第 一方向.上延伸的 第三線性導(dǎo)軌，該第一線性導(dǎo)軌和第二線性導(dǎo)軌均可在該第 三線性導(dǎo)軌上沿該第一方向作往復(fù)移動(dòng)，該第一承載平臺(tái)與 該第二承載平臺(tái)分別可在該第 一 線性導(dǎo)軌和第二線性導(dǎo)軌 沿第二方向作往復(fù)移動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的激光切割系統(tǒng)，其特征在于該激光產(chǎn) 生裝置包括氣體激光器。
4. 如權(quán)利要求3所述的激光切割系統(tǒng)，其特征在于該氣體激 光器為二氧化碳激光器、 一氧化碳激光器、氮分子激光器或惰性氣體激光器。
5. 如;f又利要求1所述的激光切割系統(tǒng)，其特;f正在于該冷卻流 體是氣體、液體或其混合物。
6. 如權(quán)利要求5所述的激光切割系統(tǒng)，其特征在于所述氣體 為空氣、氦氣、氮?dú)?、二氧化碳或其混合物?br> 7. 如權(quán)利要求5所述的激光切割系統(tǒng)，其特征在于所述液體 為純水、酒精、丙酮、異丙醇、液態(tài)氮、液態(tài)氦、冷卻油或 其混合物。
8. 如權(quán)利要求1所述的激光切割系統(tǒng)，其特征在于該激光產(chǎn) 生裝置，第一冷卻裝置，第二冷卻裝置，第一劃線工具及第 二劃線工具在所述第 一 方向上成線性排布。
9. 一種切割方法，其采用一激光切割系統(tǒng)，用以切割脆性材料 基板，該激光切割系統(tǒng)包括一個(gè)第一承載平臺(tái)， 一個(gè)與該第 一承載平臺(tái)相對(duì)設(shè)置的第二承載平臺(tái)， 一個(gè)激光產(chǎn)生裝置，一個(gè)第一冷卻裝置， 一個(gè)第二冷卻裝置， 一個(gè)第一劃線工具 及一個(gè)第二劃線工具，該第一冷卻裝置與第二冷卻裝置分別設(shè)置在該激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的兩側(cè)，該第一劃線工具與該第 二劃線工具分別設(shè)置在該第二冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置 相對(duì)的 一 側(cè)與該第 一 冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的一 側(cè)，該切割方法順次包括以下步驟A) 驅(qū)動(dòng)第一承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第一承載平臺(tái)上的第 一脆性材料基板沿一第一方向移動(dòng)；B) 利用第一劃線工具，激光產(chǎn)生裝置及第一冷卻裝置對(duì)該第 一脆性材料基板的一第 一表面進(jìn)行激光切割以形成切割線；C) 驅(qū)動(dòng)第一承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第一承載平臺(tái)上的第 一脆性材料基板先沿一與該第一方向垂直的第二方向移動(dòng)， 再沿與該第一方向相反的方向移動(dòng)；D) 利用第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置及第二冷卻裝置對(duì)該第 一脆性材料基板的第 一表面進(jìn)行激光切割以形成切割線；E) 待第一脆性材料基板的第一表面切割完畢，對(duì)該第一脆性材料基板進(jìn)行翻面操作；F) 驅(qū)動(dòng)第一承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第一承載平臺(tái)上的第一脆性材料基板沿第 一方向移動(dòng)；G) 利用第一劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一冷卻裝置對(duì)該第 一脆性材料基板的一與該第一表面相對(duì)的第二表面進(jìn)行激光 切割以形成切割線；H) 驅(qū)動(dòng)第一承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第一承載平臺(tái)上的第 一脆性材料基板先沿 一與該第一方向垂直的第二方向移動(dòng)， 再沿與該第 一 方向相反的方向移動(dòng)；I) 利用第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置及第二冷卻裝置對(duì)該第一脆性材料基板的第二表面進(jìn)行激光切割以形成切割線。
10. 如權(quán)利要求9所述的切割方法，其特征在于步驟B還包括 以下分步驟bl)利用第一劃線工具自該第一脆性材料基板的一起始邊緣 沿第一方向到一結(jié)束邊緣在第一脆性材料基板的第一表面形 成第一預(yù)切割線；b2)利用激光產(chǎn)生裝置沿著第 一 預(yù)切割線加熱該第 一 脆性材 料基板；利用第一冷卻裝置沿著第一預(yù)切割線噴射冷卻流體 在該第 一 脆性材料基板表面以形成切割線。
11. 如權(quán)利要求9所述的切割方法，其特征在于步驟D還包括 以下分步驟dl)利用第二劃線工具自該第一脆性材料基板的一起始邊緣 沿與該第 一 方向相反的方向到 一 結(jié)束邊緣在第 一脆性材料基 板的第 一表面形成第二預(yù)切割線；d2)利用激光產(chǎn)生裝置沿著該第二預(yù)切割線加熱該第 一 脆性 材料基板；d3)利用第二冷卻裝置沿著該第二預(yù)切割線噴射冷卻流體在 該第 一脆性材料基板表面以形成切割線。
12. 如權(quán)利要求9所述的切割方法，其特征在于步驟E之前還 包括步驟l)驅(qū)動(dòng)第二承載平臺(tái)以帶動(dòng)裝栽在第二承載平臺(tái)上的第二 脆性材料基板沿與該第一方向相反方向移動(dòng)； J2)利用第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第二冷卻裝置對(duì)該第 二脆性材料基板的 一 第 一 表面進(jìn)行切割以形成切割線； J3)驅(qū)動(dòng)第二承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在第二承載平臺(tái)上的 第二脆性材料基板先沿第二方向移動(dòng)，再沿該第一方向移動(dòng)； J4)利用第一劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一冷卻裝置對(duì)該第 二脆性材料基板的第 一 表面進(jìn)行激光切割以形成切割線。
13. —種切割方法，其采用一激光切割系統(tǒng)，用以切割脆性材料 基板，該激光切割系統(tǒng)包括一個(gè)第一承載平臺(tái)， 一個(gè)與該第 一承載平臺(tái)相對(duì)設(shè)置的第二承載平臺(tái)， 一個(gè)激光產(chǎn)生裝置，一個(gè)第一冷卻裝置， 一個(gè)第二冷卻裝置， 一個(gè)第一劃線工具 及一個(gè)第二劃線工具，該第一冷卻裝置與第二冷卻裝置分別設(shè)置在該激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的兩側(cè)，該第 一 劃線工具與該第 二劃線工具分別設(shè)置在該第二冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相 對(duì)的一側(cè)與該第 一冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的一側(cè)， 該切割方法順次包括以下步驟A) 驅(qū)動(dòng)第一承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在該第一承載平臺(tái)上的 第一脆性材料基板在一第一方向上移動(dòng)；B) 利用第一劃線工具，第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一 冷卻裝置及第二冷卻裝置完成對(duì)該第一脆性材料基板的一第 一表面的激光切割；C) 驅(qū)動(dòng)第二承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)裝載在該第二承載平臺(tái)上的 第二脆性材料基板在該第 一方向上移動(dòng)；D) 利用第一劃線工具，第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一 冷卻裝置及第二冷卻裝置完成對(duì)該第二脆性材料基板的一第 一表面的激光切割，并將該第一脆性材料基板翻面；E) 驅(qū)動(dòng)第 一 承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)第 一 脆性材料基板在該第一 方向上移動(dòng)；F) 利用第一劃線工具，第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一 冷卻裝置及第二冷卻裝置完成對(duì)翻面的第 一脆性材料基板的 激光切割，并將該第二脆性材料基板翻面；G) 驅(qū)動(dòng)第二承載平臺(tái)移動(dòng)以帶動(dòng)第二脆性材料基板在該第一 方向上移動(dòng)；H)利用第一劃線工具，第二劃線工具，激光產(chǎn)生裝置，第一 冷卻裝置及第二冷卻裝置完成對(duì)翻面的第二脆性材料基板的 、激光切割。
14. 如權(quán)利要求13所述的切割方法，其特征在于步驟B還包 括以下分步驟bl)利用第一劃線工具自該第一脆性材料基板的一起始邊緣 沿第 一 方向到 一 結(jié)束邊緣在第 一脆性材料基板的第 一表面形 成第 一 預(yù)切割線；b2)利用激光產(chǎn)生裝置沿著第 一 預(yù)切割線加熱該第 一 脆性材 料基板；b3)利用第 一 冷卻裝置沿著第 一 預(yù)切割線噴射冷卻流體在該 第 一 脆性材料基板表面以形成切割線；b4)沿一與該第一方向垂直的第二方向移動(dòng)該第一脆性材料 基板；b5)利用第二劃線工具自該上述結(jié)束邊緣沿與該第一方向相 反的方向到上述起始邊緣在第 一脆性材料基板的第一表面形 成第二預(yù)切割線；b6)利用激光產(chǎn)生裝置沿著該第二預(yù)切割線加熱該第 一 脆性 材料基板；b 7)利用第二冷卻裝置沿著該第 一 預(yù)切割線噴射冷卻流體在 該第 一脆性材料基板表面以形成切割線。
15. 如權(quán)利要求13所述的切割方法，其特征在于步驟D還包 括以下分步驟dl)利用第一劃線工具自該第二脆性材料基板的一起始邊緣 沿第一方向到一結(jié)束邊緣在第二脆性材料基板的第一表面形 成第一預(yù)切割線；d2)利用激光產(chǎn)生裝置沿著第 一 預(yù)切割線加熱該第二脆性材 料基板；d 3)利用第 一 冷卻裝置沿著第 一 預(yù)切割線噴射冷卻流體在該 第二脆性材料基板表面以形成切割線；d4)沿 一 與該第 一 方向垂直的第二方向移動(dòng)該第二脆性材料基板；d5)利用第二劃線工具自該上述結(jié)束邊緣沿與該第一方向相 反的方向到上述起始邊緣在第二脆性材料基板的第 一表面形成第二預(yù)切割線；d6)利用激光產(chǎn)生裝置沿著該第二預(yù)切割線加熱該第二脆性 材料基板；d7)利用第二冷卻裝置沿著該第 一 預(yù)切割線噴射冷卻流體在 該第二脆性材料基板表面以形成切割線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光切割系統(tǒng)及利用該激光切割系統(tǒng)切割脆性材料基板的切割方法。該激光切割系統(tǒng)包括用于承載脆性材料基板的一個(gè)第一承載平臺(tái)及一個(gè)第二承載平臺(tái)，其均可在一第一方向上及與該第一方向垂直的第二方向上作往復(fù)移動(dòng)；一個(gè)激光產(chǎn)生裝置，其設(shè)置在該第一承載平臺(tái)和該第二承載平臺(tái)之間，用以產(chǎn)生激光光束；一個(gè)第一冷卻裝置與一個(gè)第二冷卻裝置，其分別設(shè)置在該激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的兩側(cè)，用以噴射冷卻流體；一個(gè)第一劃線工具與一個(gè)第二劃線工具，其分別設(shè)置在該第二冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的一側(cè)與該第一冷卻裝置的與激光產(chǎn)生裝置相對(duì)的一側(cè)，用以在脆性材料基板上形成預(yù)切割線。
文檔編號(hào)B23K26/40GK101200024SQ20061015760
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者傅承祖, 陳獻(xiàn)堂, 黃俊凱 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫半導(dǎo)體工業(yè)股份有限公司