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強(qiáng)化玻璃加工孔的方法及裝置與流程

文檔序號(hào):11719895閱讀:193來源:國知局
強(qiáng)化玻璃加工孔的方法及裝置與流程

本申請涉及強(qiáng)化玻璃加工領(lǐng)域,尤其涉及一種強(qiáng)化玻璃加工孔的方法及裝置。



背景技術(shù):

本部分的描述僅提供與本申請公開相關(guān)的背景信息,而不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

強(qiáng)化玻璃因其具有較佳的機(jī)械性能和耐熱性能而被廣泛應(yīng)用,例如,觸摸式電子設(shè)備的顯示屏和半導(dǎo)體封裝與測試應(yīng)用等。而這些部件的形成通常需要對(duì)強(qiáng)化玻璃采取部分精細(xì)加工,如外形切割、異形圖形切割、鉆孔等。

強(qiáng)化玻璃一般是由普通玻璃經(jīng)退火強(qiáng)化處理,然后加熱到接近軟化點(diǎn)溫度(700攝氏度左右),再進(jìn)行快速均勻的冷卻得到的。經(jīng)上述工藝得到的強(qiáng)化玻璃表面形成有均勻壓應(yīng)力,內(nèi)部形成有張應(yīng)力,從而使強(qiáng)化玻璃的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度較高(強(qiáng)化玻璃的強(qiáng)度約是普通退火玻璃的四倍以上)。然而,亦正是因?yàn)閺?qiáng)化玻璃具有的上述特點(diǎn),若直接對(duì)其進(jìn)行切割或削磨加工,會(huì)因破壞其均勻應(yīng)力而使其碎裂。

現(xiàn)有的加工手段,通常是在普通玻璃退火之前進(jìn)行外形切割、異形圖形切割、鉆孔等操作,之后再進(jìn)行退火,形成所需求的強(qiáng)化玻璃。通過這種加工手段形成的強(qiáng)化玻璃的形狀、材質(zhì)均勻度以及切割形狀位置等容易產(chǎn)生變化,同時(shí)增加了加工成本。目前也有使用激光直接切割,但是對(duì)于孔的激光加工邊緣存在較大玻璃熔邊,同時(shí)由于激光加工區(qū)域和未加工區(qū)域存在一定溫度梯度,進(jìn)而形成熱應(yīng)力和形變,會(huì)致使部份玻璃邊緣存在崩口,產(chǎn)生不可恢復(fù)的裂紋源,影響材料后期使用強(qiáng)度。

應(yīng)該注意,上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明,并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本申請的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

有鑒于此,本申請?zhí)峁┝艘环N強(qiáng)化玻璃加工孔的方法及裝置,以在對(duì)強(qiáng)化玻璃的鉆孔加工時(shí),可以不破壞強(qiáng)化玻璃的均勻應(yīng)力,使強(qiáng)化玻璃保持較佳地形狀。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本申請?zhí)峁┝巳缦碌募夹g(shù)方案。

一種強(qiáng)化玻璃加工孔的方法,包括:

選取強(qiáng)化玻璃的一個(gè)表面作為入射面,第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光照射所述入射面,使所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃內(nèi)部靠近所述入射面的位置處聚焦;基于自聚焦效應(yīng),所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃的內(nèi)部形成間隔的多個(gè)焦點(diǎn);在所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光的能量作用下,所述強(qiáng)化玻璃內(nèi)部對(duì)應(yīng)多個(gè)所述焦點(diǎn)處形成多個(gè)微裂紋,多個(gè)所述微裂紋相間隔;

在所述入射面對(duì)應(yīng)所述微裂紋處注入強(qiáng)堿溶液,所述強(qiáng)堿溶液溶蝕相鄰兩個(gè)所述微裂紋之間的強(qiáng)化玻璃材料,使多個(gè)此時(shí)處于間隔狀態(tài)的所述微裂紋相連接,形成貫穿所述強(qiáng)化玻璃的孔。

優(yōu)選地,在所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光照射所述入射面的步驟中包括:

第一激光器發(fā)出第一超短脈沖激光,第二激光器發(fā)出第一超短脈沖激光;

控制所述第一超短脈沖激光和所述第一超短脈沖激光照射所述入射面的角度,使所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃內(nèi)部靠近所述入射面的位置處聚焦。

優(yōu)選地,所述第一激光器包括如下的任意一種:皮秒激光器、飛秒激光器、亞皮秒激光器;

相應(yīng)地,所述第一超短脈沖激光的脈寬包括如下的任意一種:皮秒、飛秒、亞皮秒。

優(yōu)選地,所述第二激光器包括如下的任意一種:皮秒激光器、飛秒激光器、亞皮秒激光器;

相應(yīng)地,所述第二超短脈沖激光的脈寬包括如下的任意一種:皮秒、飛秒、亞皮秒。

優(yōu)選地,在所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光照射所述入射面的步驟中包括:

激光器發(fā)出超短脈沖激光;

光學(xué)多焦點(diǎn)聚焦裝置將所述超短脈沖激光分割成第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光;

使所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃內(nèi)部靠近所述入射面的位置處聚焦。

優(yōu)選地,在使所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃內(nèi)部靠近所述入射面的位置處聚焦的步驟中,

所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃內(nèi)部靠近所述入射面的位置處聚焦形成起始焦點(diǎn);

相應(yīng)地,所述強(qiáng)化玻璃對(duì)應(yīng)所述起始焦點(diǎn)處形成起始微裂紋,所述起始微裂紋沿所述強(qiáng)化玻璃厚度方向的一端頂接所述入射面。

優(yōu)選地,在第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光照射所述入射面的步驟之前,所述方法還包括:使用壓縮氣體對(duì)所述入射面進(jìn)行吹掃清理操作,以清除所述入射面上的雜質(zhì)。

優(yōu)選地,所述強(qiáng)堿溶液的ph值大于或等于12,所述強(qiáng)堿溶液的溶質(zhì)包括如下的任意一種:氫氧化鉀、氫氧化鈉。

優(yōu)選地,在所述入射面對(duì)應(yīng)所述微裂紋處注入強(qiáng)堿溶液的步驟中,所述強(qiáng)堿溶液對(duì)形成的所述孔的邊緣進(jìn)行溶解打磨,以使所述孔的邊緣光滑。

一種強(qiáng)化玻璃加工孔的裝置,包括:超短脈沖激光源模塊和強(qiáng)堿溶液注入模塊;

選取強(qiáng)化玻璃的一個(gè)表面作為入射面,所述超短脈沖激光源模塊產(chǎn)生的第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光照射所述入射面,使所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃內(nèi)部靠近所述入射面的位置處聚焦;基于自聚焦效應(yīng),所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃的內(nèi)部形成間隔的多個(gè)焦點(diǎn);在所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光的能量作用下,所述強(qiáng)化玻璃對(duì)應(yīng)多個(gè)所述焦點(diǎn)處形成多個(gè)微裂紋,多個(gè)所述微裂紋相間隔;

所述強(qiáng)堿溶液注入模塊在所述入射面對(duì)應(yīng)所述微裂紋處注入強(qiáng)堿溶液,所述強(qiáng)堿溶液溶蝕相鄰兩個(gè)所述微裂紋之間的強(qiáng)化玻璃材料,使多個(gè)此時(shí)處于間隔狀態(tài)的所述微裂紋相連接,形成貫穿所述強(qiáng)化玻璃的孔。

借由以上的技術(shù)方案,本申請的強(qiáng)化玻璃加工孔的方法,利用超短脈沖激光在強(qiáng)化玻璃內(nèi)部的自聚焦效應(yīng),從而可以使第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光能夠在強(qiáng)化玻璃內(nèi)部形成多個(gè)焦點(diǎn);且由于第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光峰值功率極大,從而在第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光的作用下,對(duì)應(yīng)多個(gè)焦點(diǎn)處可以形成微裂紋;同時(shí),結(jié)合化學(xué)腐蝕的方式,向微裂紋中注入的強(qiáng)堿溶液可以溶蝕間隔在微裂紋之間的強(qiáng)化玻璃材料,從而使間隔的多個(gè)微裂紋連接起來,形成貫穿強(qiáng)化玻璃的孔。

由于第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光在強(qiáng)化玻璃內(nèi)部形成的焦點(diǎn)光斑較小,如此,超短脈沖激光和第二超短脈沖激光的能量能夠較佳地作用在焦點(diǎn)附近,從而在強(qiáng)化玻璃中形成的熱應(yīng)力較小,大大降低因熱應(yīng)力而引發(fā)強(qiáng)化玻璃應(yīng)力失衡的現(xiàn)象,如此可以減小殘余應(yīng)力、冷作硬化和熱影響區(qū)對(duì)強(qiáng)化玻璃的影響,使強(qiáng)化玻璃在形成孔之后,仍然能保持較佳地形狀,也可以使形成的孔具有良好的孔壁質(zhì)量。

其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鶕?jù)本文中提供的描述而變得明顯。本發(fā)明內(nèi)容的描述和具體示例僅旨在例示的目的,并非旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的,而不意圖以任何方式來限制本申請公開的范圍。另外,圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的,用于幫助對(duì)本申請的理解,并不是具體限定本申請各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請的教導(dǎo)下,可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實(shí)施本申請。在附圖中:

圖1為本申請實(shí)施方式的強(qiáng)化玻璃加工孔的方法的流程圖;

圖2為超短脈沖激光在強(qiáng)化玻璃中聚焦形成焦點(diǎn)的示意圖;

圖3為強(qiáng)化玻璃內(nèi)部在焦點(diǎn)處聚焦形成微裂紋的示意圖;

圖4為強(qiáng)堿溶液注入微裂紋的示意圖;

圖5為強(qiáng)堿溶液溶解多個(gè)微裂紋之間的強(qiáng)化玻璃后的示意圖;

圖6為強(qiáng)化玻璃中形成孔的示意圖上;

圖7為本申請實(shí)施方式的強(qiáng)化玻璃加工孔的裝置的模塊圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是,當(dāng)一個(gè)零部件被稱為“設(shè)置于”另一個(gè)零部件,它可以直接在另一個(gè)零部件上或者也可以存在居中的零部件。當(dāng)一個(gè)零部件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)零部件,它可以是直接連接到另一個(gè)零部件或者可能同時(shí)存在居中零部件。本文所使用的術(shù)語“豎直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實(shí)施方式。

除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本申請的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的,不是旨在于限制本申請。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請一并參閱圖1至圖6,本申請實(shí)施方式提供了一種強(qiáng)化玻璃加工孔的方法,所述方法可以包括如下步驟:

步驟s10:選取強(qiáng)化玻璃6的一個(gè)表面作為入射面,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2照射所述入射面,使所述第一超短脈沖激光1和所述第二超短脈沖激光2在所述強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部靠近所述入射面的位置處聚焦;基于自聚焦效應(yīng),所述第一超短脈沖激光1和所述第二超短脈沖激光2在所述強(qiáng)化玻璃6的內(nèi)部形成間隔的多個(gè)焦點(diǎn)3;在所述第一超短脈沖激光1和所述第二超短脈沖激光2的能量作用下,所述強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部對(duì)應(yīng)多個(gè)所述焦點(diǎn)3處形成多個(gè)微裂紋4,多個(gè)所述微裂紋4相間隔;

步驟s20:在所述入射面對(duì)應(yīng)所述微裂紋4處注入強(qiáng)堿溶液,所述強(qiáng)堿溶液溶蝕相鄰兩個(gè)所述微裂紋4之間的強(qiáng)化玻璃材料,使多個(gè)此時(shí)處于間隔狀態(tài)的所述微裂紋4相連接,形成貫穿所述強(qiáng)化玻璃6的孔5。

本申請實(shí)施方式的強(qiáng)化玻璃加工孔的方法,利用超短脈沖激光在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的自聚焦效應(yīng),從而可以使第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2能夠在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部形成多個(gè)焦點(diǎn)3;且由于第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2峰值功率極大,從而在第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2的能量作用下,對(duì)應(yīng)多個(gè)焦點(diǎn)3處可以形成微裂紋4;同時(shí),結(jié)合化學(xué)腐蝕的方式,向微裂紋4中注入的強(qiáng)堿溶液可以溶蝕間隔在微裂紋4之間的強(qiáng)化玻璃材料,從而使間隔的多個(gè)微裂紋4連接起來,形成貫穿強(qiáng)化玻璃6的孔5。

在本實(shí)施方式中,由于第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部形成的焦點(diǎn)3光斑較小,如此,超短脈沖激光和第二超短脈沖激光2的能量能夠較佳地作用在焦點(diǎn)3附近,從而在強(qiáng)化玻璃6中形成的熱應(yīng)力較小,大大降低因熱應(yīng)力而引發(fā)強(qiáng)化玻璃6應(yīng)力失衡的現(xiàn)象,如此可以減小殘余應(yīng)力、冷作硬化和熱影響區(qū)對(duì)強(qiáng)化玻璃6的影響,使強(qiáng)化玻璃6在形成孔5之后,仍然能保持較佳地形狀,也可以使形成的孔5具有良好的孔5壁質(zhì)量。

如圖2所示,強(qiáng)化玻璃6沿其厚度方向可以具有相背對(duì)的第一表面61和第二表面62,以及圍設(shè)在第一表面61和第二表面62之間的至少一個(gè)側(cè)表面。例如,當(dāng)強(qiáng)化玻璃6呈圓形板狀時(shí),第一表面61和第二表面62之間具有一個(gè)呈環(huán)形的側(cè)表面;或者,當(dāng)強(qiáng)化玻璃6呈方形板狀時(shí),第一表面61和第二表面62之間具有四個(gè)呈環(huán)形的側(cè)表面。實(shí)際中,可以根據(jù)需要在強(qiáng)化玻璃6上加工的孔5的位置,而適應(yīng)性的調(diào)整作為入射面的表面。

具體的,舉例為,當(dāng)需要在強(qiáng)化玻璃6上加工沿其厚度方向的孔時(shí),可以將第一表面61和第二表面62中的任意一個(gè)作為所述入射面,相應(yīng)地,第一表面61和第二表面62中的另一個(gè)作為出射面;或者,當(dāng)需要在強(qiáng)化玻璃6的側(cè)壁上加工側(cè)孔時(shí),可以將側(cè)表面作為所述入射面。因此,通過上述舉例說明,本申請技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)化玻璃6的任意位置處加工孔,操作較為靈活。

圖2示意性的示出了需要在強(qiáng)化玻璃6上加工沿其厚度方向的孔5,并將第一表面61作為所述入射面。但是應(yīng)當(dāng)理解的是,本申請的保護(hù)范圍不因此示例而受到限制。

在本實(shí)施方式中,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的自聚焦效應(yīng)的原理如下:強(qiáng)化玻璃6受第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2照射時(shí),強(qiáng)化玻璃6的折射率可以發(fā)生與第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2的光強(qiáng)度相關(guān)的變化。當(dāng)?shù)谝怀堂}沖激光1和第二超短脈沖激光2的光強(qiáng)度在強(qiáng)化玻璃6橫截面的分布是高斯形(即鐘形)時(shí),且第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2的光強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下,強(qiáng)化玻璃6的折射率的橫向分布也是高斯形狀的。從而,強(qiáng)化玻璃6能夠會(huì)聚第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2,使第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2的光束在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部發(fā)生會(huì)聚。

基于上述的自聚焦效應(yīng),首先可以產(chǎn)生第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2,使第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2聚焦于強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部靠近入射面的位置處,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在該處聚焦后開始發(fā)散,由于自聚焦效應(yīng)再次聚焦,周而復(fù)始,從而在強(qiáng)化玻璃6的內(nèi)部形成一系列激光聚焦形成的焦點(diǎn)3。隨后,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2射出強(qiáng)化玻璃6并發(fā)散。

在一個(gè)實(shí)施方式中,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2可以分別由兩個(gè)激光器產(chǎn)生并發(fā)出,即第一激光器發(fā)出第一超短脈沖激光1,第二激光器發(fā)出第二超短脈沖激光2,通過控制第一超短脈沖激光1和第一超短脈沖激光1照射入射面的角度,使第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部靠近入射面的位置處聚焦。

在本實(shí)施方式中,第一激光器和第二激光器可以包括如下的任意一種:皮秒激光器、飛秒激光器、亞皮秒激光器;相應(yīng)地,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2的脈寬可以包括如下的任意一種:飛秒、皮秒、亞皮秒。

在本實(shí)施方式中,超短脈沖激光一般是指脈沖時(shí)間寬度小于10-12秒的脈沖激光。其中,皮秒激光器發(fā)出的超短脈沖激光的脈沖時(shí)間寬度為10-12秒量級(jí),飛秒激光器發(fā)出的超短脈沖激光的脈沖時(shí)間寬度為10-15秒量級(jí),亞皮秒激光器發(fā)出的超短脈沖激光的脈沖時(shí)間寬度為10-13秒量級(jí)。

超短脈沖激光的峰值功率如下:

p=e/δτ(1)

其中,

p-峰值功率;

e-脈沖能量;

δτ-指脈沖時(shí)間寬度。

因此可知,超短脈沖激光的峰值功率與脈沖時(shí)間寬度呈反比關(guān)系,因此,超短脈沖激光的峰值功率較大,有利于強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的多個(gè)焦點(diǎn)3處形成微裂紋4。

進(jìn)一步地,由于超短脈沖激光的峰值功率較大,在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的多個(gè)焦點(diǎn)3處的能量較高,可以將強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的多個(gè)焦點(diǎn)3附近的材料氣化,產(chǎn)生等離子體,這樣孔5的加工效率較高,最終得到的孔5的邊緣質(zhì)量較佳,孔5壁較為光滑,不會(huì)在孔5的周圍產(chǎn)生裂紋,熱影響較少,對(duì)強(qiáng)化玻璃材料的損傷也較少。

在另一個(gè)實(shí)施方式中,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2也可以由同一個(gè)激光器發(fā)出的。具體的,激光器發(fā)出超短脈沖激光,由光學(xué)多焦點(diǎn)聚焦裝置將超短脈沖激光分割成第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2;隨后,通過控制第一超短脈沖激光1和第一超短脈沖激光1照射入射面的角度,使第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部靠近入射面的位置處聚焦。

在本實(shí)施方式中,光學(xué)多焦點(diǎn)聚焦裝置可以采用任意合適的現(xiàn)有構(gòu)造,本申請對(duì)此不作限定。

如圖3所示,在一個(gè)實(shí)施方式中,在使第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部靠近入射面的位置處聚焦的步驟中,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部靠近入射面的位置處聚焦形成起始焦點(diǎn)31;相應(yīng)地,強(qiáng)化玻璃6對(duì)應(yīng)起始焦點(diǎn)31處形成起始微裂紋41,起始微裂紋41沿強(qiáng)化玻璃6厚度方向的一端頂接入射面。

在本實(shí)施方式中,通過第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部靠近入射面的位置處聚焦形成起始焦點(diǎn)31,并使強(qiáng)化玻璃6對(duì)應(yīng)起始焦點(diǎn)31處形成一端頂接入射面的起始微裂紋41,從而便于后續(xù)強(qiáng)堿溶液能夠經(jīng)該起始微裂紋41進(jìn)入強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部,完成對(duì)間隔在多個(gè)其他微裂紋4之間的強(qiáng)化玻璃材料的溶解腐蝕,為強(qiáng)化玻璃材料的溶解和腐蝕提供突破口。

圖3示意性的示出了強(qiáng)化玻璃6的上表面為入射面,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部靠近該入射面的位置處聚焦形成焦點(diǎn)3即始焦點(diǎn)31位于多個(gè)其它焦點(diǎn)3的最上端。則該起始焦點(diǎn)31的上端頂接強(qiáng)化玻璃6的上表面,后續(xù)可以在強(qiáng)化玻璃6的上表面對(duì)應(yīng)該起始焦點(diǎn)31的位置處注入強(qiáng)堿溶液,強(qiáng)堿溶液可以通過該起始焦點(diǎn)31進(jìn)入強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部,并逐漸完成對(duì)位于該起始焦點(diǎn)31下方的多個(gè)其它焦點(diǎn)3之間間隔的強(qiáng)化玻璃材料進(jìn)行溶蝕。

通常,所有物質(zhì)均具有一定的吸光性。在某些情況下,當(dāng)強(qiáng)化玻璃6的入射面附著有雜質(zhì)時(shí),入射的第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2可能會(huì)被雜質(zhì)部分或全部被吸收,從而可能導(dǎo)致第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2射入強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的強(qiáng)度發(fā)生衰減;嚴(yán)重時(shí),可能造成第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2無法射入強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部。

因此,在一個(gè)實(shí)施方式中,在第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2照射入射面的步驟之前,方法還可以包括:使用壓縮氣體對(duì)入射面進(jìn)行吹掃清理操作,以清除入射面上的雜質(zhì)。

在本實(shí)施方式中,壓縮氣體可以具有較大的噴射壓強(qiáng),其可以對(duì)強(qiáng)化玻璃6的入射面進(jìn)行吹掃,從而清楚入射面上可能存在雜質(zhì),從而可以盡量避免因雜質(zhì)吸光而導(dǎo)致第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2射入強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的強(qiáng)度發(fā)生衰減,或者,第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2無法射入強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的發(fā)生。

在本申請中,強(qiáng)堿溶液可以與間隔在多個(gè)微裂紋4之間的強(qiáng)化玻璃材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到連接多個(gè)微裂紋4,形成貫穿強(qiáng)化玻璃6的孔5的目的。一般地,強(qiáng)堿溶液與強(qiáng)化玻璃材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速度與強(qiáng)堿溶液的ph值有較大關(guān)系。具體的,強(qiáng)堿溶液與強(qiáng)化玻璃材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速度與強(qiáng)堿溶液的ph值呈正相關(guān)關(guān)系。因此,為了提高強(qiáng)堿溶液與強(qiáng)化玻璃材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速度,應(yīng)適當(dāng)采用ph值較大的強(qiáng)堿溶液。實(shí)踐證明,當(dāng)強(qiáng)堿溶液的ph值大于或等于12時(shí),強(qiáng)堿溶液與強(qiáng)化玻璃材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速度較快,孔5的加工效率得以提高。

此外,強(qiáng)堿溶液的溶質(zhì)對(duì)強(qiáng)堿溶液的ph值有直接影響。一般地,相同濃度的強(qiáng)堿溶液,強(qiáng)堿溶液的溶質(zhì)不同,溶液中對(duì)ph值貢獻(xiàn)的氫氧根離子的濃度可能也不同。因此,為了應(yīng)盡量選用在溶液中電離程度較大的溶質(zhì),例如氫氧化鉀或氫氧化鈉。

本申請實(shí)施方式的強(qiáng)化玻璃加工孔的方法,利用超短脈沖激光在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部的自聚焦效應(yīng),從而可以使第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2能夠在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部形成多個(gè)焦點(diǎn)3;且由于第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2峰值功率極大,從而在第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2的作用下,對(duì)應(yīng)多個(gè)焦點(diǎn)3處可以形成微裂紋4;同時(shí),結(jié)合化學(xué)腐蝕的方式,向微裂紋4中注入的強(qiáng)堿溶液可以溶蝕間隔在微裂紋4之間的強(qiáng)化玻璃材料,從而使間隔的多個(gè)微裂紋4連接起來,形成貫穿強(qiáng)化玻璃6的孔5。

在本實(shí)施方式中,由于第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2在強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部形成的焦點(diǎn)3光斑較小,使第一超短脈沖激光1和第二超短脈沖激光2的能量能夠較佳地作用在焦點(diǎn)3附近,從而在強(qiáng)化玻璃6中形成的熱應(yīng)力較小,大大降低因熱應(yīng)力而引發(fā)強(qiáng)化玻璃6內(nèi)部應(yīng)力失衡的現(xiàn)象,如此進(jìn)一步減小殘余應(yīng)力、冷作硬化和熱影響區(qū)對(duì)強(qiáng)化玻璃6的影響,從而使強(qiáng)化玻璃6在形成孔5之后,仍然能保持較佳地形狀,也可以使形成的孔5具有良好的壁面質(zhì)量。

實(shí)踐證明,利用本申請的強(qiáng)化玻璃加工孔的方法,得到的孔5的壁面光滑,無微小裂紋,對(duì)強(qiáng)化玻璃6的強(qiáng)度影響極小,是一種高效高品質(zhì)的孔的加工方法。

基于同一構(gòu)思,本申請實(shí)施方式還提供了一種強(qiáng)化玻璃加工孔的裝置,如下面的實(shí)施方式所述。由于強(qiáng)化玻璃加工孔的裝置解決問題的原理,以及能夠取得的技術(shù)效果與強(qiáng)化玻璃加工孔的方法相似,因此強(qiáng)化玻璃加工孔的裝置的實(shí)施可以參見上述強(qiáng)化玻璃加工孔的方法的實(shí)施,重復(fù)之處不再贅述。

請參閱圖7,本申請實(shí)施方式還提供了一種強(qiáng)化玻璃加工孔的裝置,其可以包括:超短脈沖激光源模塊10和強(qiáng)堿溶液注入模塊20;選取強(qiáng)化玻璃的一個(gè)表面作為入射面,所述超短脈沖激光源模塊10產(chǎn)生的第一超短脈沖激光和第二超短脈沖激光照射所述入射面,使所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃內(nèi)部靠近所述入射面的位置處聚焦;基于自聚焦效應(yīng),所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光在所述強(qiáng)化玻璃的內(nèi)部形成間隔的多個(gè)焦點(diǎn);在所述第一超短脈沖激光和所述第二超短脈沖激光的能量作用下,所述強(qiáng)化玻璃對(duì)應(yīng)多個(gè)所述焦點(diǎn)處形成多個(gè)微裂紋,多個(gè)所述微裂紋相間隔;所述強(qiáng)堿溶液注入模塊20在所述入射面對(duì)應(yīng)所述微裂紋處注入強(qiáng)堿溶液,所述強(qiáng)堿溶液溶蝕相鄰兩個(gè)所述微裂紋之間的強(qiáng)化玻璃材料,使多個(gè)此時(shí)處于間隔狀態(tài)的所述微裂紋相連接,形成貫穿所述強(qiáng)化玻璃的孔。

本實(shí)施方式提供的強(qiáng)化玻璃加工孔的裝置與本申請強(qiáng)化玻璃加工孔的方法相對(duì)應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)本申請強(qiáng)化玻璃加工孔的裝置方法的技術(shù)效果,在此不再贅述。

在本實(shí)施方式中,超短脈沖激光源模塊10和強(qiáng)堿溶液注入模塊20可采用任意合適的現(xiàn)有構(gòu)造。具體的,舉例為,超短脈沖激光源模塊10可以為皮秒激光器、飛秒激光器、亞皮秒激光器中的任意一種;強(qiáng)堿溶液注入模塊20可以為能夠容置強(qiáng)堿溶液,并將強(qiáng)堿溶液注射出的裝置,例如可以為由不與強(qiáng)堿溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料制成的注射器等。

需要說明的是,在本實(shí)施方式中,為清楚簡要地說明本實(shí)施方式所提供的技術(shù)方案,描述以上裝置時(shí)以功能分為各種模塊分別描述,說明書附圖也進(jìn)行了相應(yīng)簡化。但是應(yīng)該理解,本申請實(shí)施方式在范圍上并不因此而受到限制。

需要說明的是,在本申請的描述中,術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的和區(qū)別類似的對(duì)象,兩者之間并不存在先后順序,也不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外,在本申請的描述中,除非另有說明,“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

本文引用的任何數(shù)字值都包括從下限值到上限值之間以一個(gè)單位遞增的下值和上值的所有值,在任何下值和任何更高值之間存在至少兩個(gè)單位的間隔即可。舉例來說,如果闡述了一個(gè)部件的數(shù)量或過程變量(例如溫度、壓力、時(shí)間等)的值是從1到90,優(yōu)選從21到80,更優(yōu)選從30到70,則目的是為了說明該說明書中也明確地列舉了諸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。對(duì)于小于1的值,適當(dāng)?shù)卣J(rèn)為一個(gè)單位是0.0001、0.001、0.01、0.1。這些僅僅是想要明確表達(dá)的示例,可以認(rèn)為在最低值和最高值之間列舉的數(shù)值的所有可能組合都是以類似方式在該說明書明確地闡述了的。

除非另有說明,所有范圍都包括端點(diǎn)以及端點(diǎn)之間的所有數(shù)字。與范圍一起使用的“大約”或“近似”適合于該范圍的兩個(gè)端點(diǎn)。因而,“大約20到30”旨在覆蓋“大約20到大約30”,至少包括指明的端點(diǎn)。

應(yīng)該理解,以上描述是為了進(jìn)行圖示說明而不是為了進(jìn)行限制。通過閱讀上述描述,在所提供的示例之外的許多實(shí)施方式和許多應(yīng)用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的。因此,本教導(dǎo)的范圍不應(yīng)該參照上述描述來確定,而是應(yīng)該參照前述權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所擁有的等價(jià)物的全部范圍來確定。在前述權(quán)利要求中省略這里公開的主題的任何方面并不是為了放棄該主體內(nèi)容,也不應(yīng)該認(rèn)為申請人沒有將該主題考慮為所公開的申請主題的一部分。

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