玻璃盖板cover glass切割工艺

玻璃盖板cover glass切割工艺 玻璃盖板(cover glass)切割是其制造工艺当中最为基础又至关重要的 一个环节，切割工艺决定玻璃盖板的形状，精度，甚至产品的强度。一 般用户很难理解切割工艺与玻璃盖板的强度有什么关系，所以有必要稍作 说明:以我们生活当中常见的玻璃刀(实际上是钻石刀轮)切割的玻璃为 例，虽然切割之后我们肉眼看切割边缘非常平直，实则边缘密布非常多的 细小裂纹，这些裂纹在外力作用下会迅速延伸，以致玻璃开裂，这种玻璃 的强度(在工业上一般抗压强度来衡量)就会非常差，无法满足手机等电 子产品的要求。 目前在电子产品中大量应用的玻璃盖板，其规格要求非常严苛，主要表现 在:外形多变，几乎看不到标准矩形的产品，大部分玻璃盖板都带有4个 圆弧，少数有个性的产品会将玻璃盖板为全曲线轮廓;外形精度高， 一般而言都会达到+/-0.05mm的精度要求;厚度越来越薄;强度要求很高， 一般而言，4点弯曲强度要求在500MPa以上。 由于玻璃盖板的要求很高，能应用在工业生产中的切割工艺实际上并不是 很多，以下将就笔者所熟悉的工艺做一些介绍。 1.钻石刀轮切割 作为世界上最坚硬的物质，钻石在工业上被大量应用于玻璃切割工艺当中。其 原理是利用剖面为V型的刀轮接触玻璃表面，在机器作用下施以一定压力， 玻璃受压后产生裂纹，保持适当压力，沿刀轮边缘轨迹方向快速移动，即可 在玻璃上产生均匀裂纹。 钻石刀轮切割的优势在于:a.工艺成熟，目前市场上可轻易找到许多刀轮切割机; b.切割速度快，可达到2m/s。这种工艺的劣势是:a.切割边缘有大量细小裂纹，导致 产品强度差，需要在其后增加抛光工艺去除裂纹;b.切割过程中产生大量玻璃碎 屑，因此机台需要经常清洁，产品通常需清洗避免碎屑刮伤产品表面;c.基本上只 能切割未强化的玻璃;d.不能切割细小孔; 2.CNC切割 结合成熟的精密机械切割CNC机器以及专用磨料技术的CNC玻璃切割机，利用成型磨棒 (在金属棒料上附加钻石粉等磨料)配合CNC机器进行平面图形进给，可以切割出各种 形状的玻璃外形。近年来磨棒制作技术突飞猛进，已可以大量制作钻磨一体，粗精切割一体 的磨轮，实现在同一台机器上利用一支磨棒，同时完成玻璃盖板的外形切割，倒边，钻孔 等外形切割。 CNC切割工艺的优点在于:a.切割范围广，可切割复杂外形及孔，槽特征;b.切割精度高; c.可以切割强化玻璃;d.工艺成熟，国内外有许多设备供应商。此工艺的不足之处是: a.切割表面有细小裂纹，需要抛光;b.切割过程中产生大量玻璃屑，需清洗。 3.激光融熔切割 利用可见光激光或UV激光聚焦在玻璃表面，通过将局部玻璃融熔或汽化达到切割之目的。 这种工艺的优点是:a.切割范围广，因激光可以聚焦到非常细小，作为切割刀具理论上 可切割任意形状，几乎没有限制;b.切割精度高，可满足电子产品的精度要求;c.可以 切割强化玻璃;d.工艺成熟，国内外均有非常多成熟的设备供应商。该工艺的缺点在于: a.切割面有细小裂纹，需后期抛光去除;b.切割过程中产生玻璃碎屑，产品需要清洗; 4.激光热应力切割 二氧化碳可以被玻璃吸收，使玻璃表面发热。利用这一特性，国内外不少设备商已研发出 激光切割玻璃的机器。其切割原理是利用特殊的光路设计，将二氧化碳激光器发出的激光 整形成为特定形状照射在玻璃表面已有的裂纹上，同时在激光附近加装水冷或气冷装置，玻 璃 表面的裂纹经过激光加热和水冷或气冷，瞬间产生热胀冷缩作用使原有的裂纹得以延伸， 配合机器的各轴向进给控制，可以在玻璃上产生连续裂纹，达到切割的目的。 此工艺的优点是:a.切割表面为镜面，几乎没有裂纹。这是热应力激光切割玻璃工艺最为 重要的优势，理论上可以完全不需要再次抛光;b.切割精度高;c.切割过程中几乎不产生 碎屑，因此可以减少或者避免采用清洗工艺。这种工艺的不足之处在于: a.设备较为昂贵,目 前仅少数设备厂商可以提供量产设备;b.切割范围有所局限，目前行业内使用的量 产设备绝大多数仅能做直线切割，仅有个别日系厂商发表利用激光热应力切割方式进行曲线 切割的技术;c.大多数此类设备无法切割强化层深度超过20um的玻璃，目前仅有设备商MDI展示过 用此技术切割的强化层深达50um,且带有圆弧外形的玻璃盖板。