手機和其他移動設備的生產(chan) 步驟中,最後階段會(hui) 在顯示屏上貼附玻璃蓋板,並在攝像頭上安裝防護鏡片。為(wei) 了實現經濟高效的生產(chan) ,這些組件必須從(cong) 大幅麵材料上快速切下,同時要確保極高的機械精度。
這種切割所產(chan) 生的表麵粗糙度和殘餘(yu) 應力是重要的評估要素,它們(men) 會(hui) 影響最終組件的抗碎裂性能。碎屑的產(chan) 生也很關(guan) 鍵,因為(wei) 這可能需要額外步驟來進行清除。另一件必須考慮的事情,是要避免在切割過程中損壞組件上的任何塗層或其他功能膜層。
基於(yu) 成絲(si) 技術的超短脈衝(chong) (USP)激光器切割工藝可滿足所有這些要求。但具體(ti) 的實施方式取決(jue) 於(yu) 工藝指標和生產(chan) 經濟性。關(guan) 鍵因素包括鏡片材料和厚度、切割長度和形狀,以及必要的產(chan) 出速度。
USP 激光器可用於(yu) 玻璃切割 當今移動設備中使用的大多數玻璃蓋板是經過化學強化的堿鋁矽酸鹽玻璃(如 Gorilla® 玻璃)、經過熱強化的鈉鈣玻璃或類似材料。柔性顯示屏的玻璃蓋板厚度通常約為(wei) 0.5 mm。可折疊顯示屏的玻璃蓋板可以薄至 30 µm。 要決(jue) 定如何在此類組件上應用成絲(si) 切割工藝,首先要考慮的是激光重複頻率。這是因為(wei) 在成絲(si) 切割中,激光束在組件表麵上移動,每個(ge) 脈衝(chong) (或脈衝(chong) 串)都會(hui) 產(chan) 生一根細絲(si) ,即一個(ge) 貫穿玻璃的孔。其目標是要在玻璃上生成一係列間距均勻的穿孔(間距通常約為(wei) 50 µm)。隨後,在穿孔處產(chan) 生應力以將這些孔轉變為(wei) 連續裂紋。這將使組件分離。通常,該分離工藝使用 Coherent 高意公司的 CO2 激光器沿穿孔線產(chan) 生高度局域化的熱應力。 對於(yu) 特定間距的打孔,激光重複頻率越高,光斑在玻璃表麵上移動的速度就越快。因此,在顯示屏玻璃蓋板這類大型組件的切割應用來說,如果每束脈衝(chong) 輸出相同能量,Coherent 的 HyperRapid NXT(重複頻率最高 400 kHz)的工藝速度比 Rapid LX(重複頻率最高 90 kHz)快三倍。但 HyperRapid NXT 比 Rapid LX 尺寸更大、價(jia) 格更高。 因此,如果產(chan) 出速度至關(guan) 重要,那麽(me) HyperRapid NXT 是首選。但是在某些情況下,吞吐率或整體(ti) 工藝會(hui) 受到載台移動或光斑轉向的限製。如果這些因素使激光器無法以最高重複頻率運行,那麽(me) HyperRapid NXT 就無法發揮其全部優(you) 勢。在這類情況下,Rapid LX 有可能可以實現完全相同的切割質量和吞吐率。 大多數手機都會(hui) 使用小的圓形藍寶石鏡片保護攝像頭。藍寶石非常堅硬且耐劃傷(shang) 。同時也很昂貴,這就是其應用場景很少的原因。 成絲(si) 工藝可輕鬆切割藍寶石。但是,由於(yu) 這些部件很小而且是圓形的,Rapid LX 通常是非常好的選擇,因為(wei) 它具有較低的重複頻率和較低的成本。要了解具體(ti) 原因,您需要了解有關(guan) 成絲(si) 技術是如何操作的。 要使這種技術發揮作用,激光束必須垂直於(yu) 零件表麵入射。因此,用於(yu) 聚焦的光學係統通常是固定的,而工件則隨載台移動。這種應用中不會(hui) 使用振鏡,因為(wei) 它們(men) 會(hui) 導致光斑在待切割工件的表麵以一定角度入射。 快速切割小的圓形藍寶石鏡片意味著電機必須不斷地加速、減速。零件越小,加速度就越大。當然,電機所能產(chan) 生的加速度是有限的。一般來說,它們(men) 的速度無法匹配 400 kHz 工作頻率的激光器,因此不能以這種頻率產(chan) 生所需間距的細絲(si) 。這意味著激光器不得不以較低的重複頻率運行。這使得 Rapid LX 成為(wei) 優(you) 異的選擇。 Coherent 專(zhuan) 注於(yu) 切割質量 比如,我們(men) 的“標準版” SmartCleave Advanced Classic光學係統可處理厚度最大 1.8 mm 的基板。這涵蓋了大多數顯示屏切割應用。我們(men) 還有一個(ge) 鏡頭(SmartCleave Advanced LongFi)對光斑形狀做專(zhuan) 門優(you) 化,從(cong) 而可以切割厚度最大 3 mm 的工件。不同的工件厚度會(hui) 產(chan) 生不同的切割特性,因此需要對具體(ti) 工藝做折衷權衡。 此外,我們(men) 擁有專(zhuan) 門用於(yu) 切割超薄(< 100 µm)玻璃所必不可少的光學器件,這種玻璃對於(yu) 可折疊顯示屏而言至關(guan) 重要。SmartCleave Advanced Low Damage光學係統可降低聚焦區域內(nei) 的峰值功率密度。這犧牲了製造更長細絲(si) 的能力,但可以在入射端產(chan) 生更小的熱影響區和更平滑的紋理。降低表麵粗糙度對於(yu) 超薄玻璃尤為(wei) 重要,因為(wei) 它會(hui) 直接影響彎曲強度。 如果您查看 USP 激光器製造商的數據規格表,您可能會(hui) 簡單地認為(wei) 更高的功率可以實現更快或更好的工藝效果。但事實並非如此。而且,即使選擇了規格最好的激光器,它也仍然必須以正確的方式聚焦到工件上。您需要選擇擁有多年激光玻璃切割經驗和數百次實際安裝經驗的供應商,才能獲得正確的玻璃切割工藝參數。
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