激光在顯示器製造中的應用③：玻璃蓋板和鏡片切割

COHERENT 超短脈衝(chong) （USP）雷射和成絲(si) 技術可為(wei) 玻璃和藍寶石切割 帶來出色結果。結合使用先進的光學器件，您可以針對特定加工任務進行精確的工藝優(you) 化。

手機和其他行動裝置的最終生產(chan) 步驟之一是在顯示器上放置一個(ge) 玻璃蓋板，並在鏡頭上安裝防護鏡片。為(wei) 了實現經濟高效的生產(chan) ，這些元件都必須以較高的機械精度從(cong) 大麵幅材料上以最終形狀快速切下。

這種切割產(chan) 生的表麵粗糙度和殘餘(yu) 應力是一個(ge) 重要的考慮因素，因為(wei) 它們(men) 會(hui) 影響最終零件的抗碎裂性能。碎屑也是一個(ge) 考慮因素，因為(wei) 這可能需要額外的清潔步驟來進行清除。另一件重要的事是，要避免在切割過程中損壞元件上的任何塗層或其他功能層。

基於(yu) 成絲(si) 技術的超短脈衝(chong) （USP）雷射切割可滿足所有這些要求。但具體(ti) 的實施方式取決(jue) 於(yu) 工藝細節和生產(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 雷射可用於(yu) 玻璃切割

當今行動裝置中使用的大多數玻璃蓋板都是化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃（如 Gorilla® 玻璃）、熱強化鈉鈣玻璃或類似材料。柔性顯示器的玻璃蓋板厚度通常約為(wei) 0.5 mm。可摺疊顯示器的玻璃蓋板可以薄至 30μm。

要決(jue) 定如何在此類零件上應用成絲(si) 切割，首先要考慮的是雷射重複頻率。這是因為(wei) 在成絲(si) 切 割中，激光束在零件表麵上移動，每個(ge) 脈衝(chong) （或突發脈衝(chong) ）都會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 細絲(si) ：一個(ge) 貫穿玻璃的孔。目標是要在玻璃上生成一係列間距基本均勻的穿孔（間距通常約為(wei) 50μm）。隨後，在穿孔處產(chan) 生應力以將這些孔轉變為(wei) 連續裂紋，這將使零件分離。通常該工藝使用 Coherent 二氧化碳雷射沿穿孔線產(chan) 生高度區域化的熱應力。

雷射重複頻率越高，光束在玻璃表麵上移動的速度就越快，從(cong) 而能夠以特定間距打孔。因此，對於(yu) 切割顯示器玻璃蓋板等大型零件來說，Coherent 的 HyperRapid NXT（重複頻率最高 400 kHz）的工作速度比 Rapid LX（重複頻率最高 90 kHz）快三倍，即使這兩(liang) 種雷射 每脈衝(chong) 輸出相同的能量，但 HyperRapid NXT 比 Rapid LX 更高頻率、速度更快。

因此，如果產(chan) 出速度至關(guan) 重要，則HyperRapid NXT 是首選。但是在某些情況下，產(chan) 量或整體(ti) 工藝會(hui) 受到載台移動或光束轉向的限製。如果這些使雷射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。在這些情況下，Rapid LX 有可能實現完全相同的切割質量和產(chan) 量。

藍寶石切割

大多數手機都會(hui) 使用小的圓形藍寶石鏡片保護鏡頭。藍寶石非常堅硬且耐刮、耐磨。它也很昂貴，這就是為(wei) 什麽(me) 把它做得很小的原因。

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 通常是最 佳選擇，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 術實際操作的其他信息。

要使這種技術發揮作用，激光束進入鏡片時必須垂直於(yu) 零件表麵。因此，聚焦光學器件通常是固定的，而工件則隨載台移動。這種應用中不會(hui) 使用掃描器，因為(wei) 它們(men) 會(hui) 導致光束在要 切割的某些零件的表麵上成一定角度進入。

快速切割小的圓形藍寶石鏡片意味著載台必須不斷地加速、減速。零件越小，加速度就越大。當然，載台所能產(chan) 生的加速度是有限的。一般來說，它們(men) 的速度無法滿足以 400 kHz 工作的雷射的需求，也不能產(chan) 生具有所需間距的細絲(si) 。這意味著雷射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

用於(yu) 成絲(si) 切割的光束傳(chuan) 輸光學器件與(yu) 激光源本身一樣重要。Coherent 開發了自己的一係列聚焦光學器件，每一種都能給不同的應用帶來出色的結果。

例如我們(men) 的“標準”SmartCleave 聚焦光學器件可處理厚度最大1.8 mm 的基板  這涵蓋了大多數顯示器切割應用。我們(men) 還有一個(ge) 鏡頭（ SmartCleave Advanced LongFi）的光束輪廓經過了專(zhuan) 門優(you) 化，可以切割厚度最大3 毫米的零件。這將產(chan) 生不同的切割特性，取決(jue) 於(yu) 確切的零件厚度，因此了解所涉及的權衡非常重要。

此外，在處理薄零件方麵，我們(men) 擁有專(zhuan) 門用於(yu) 切割超薄（ < 1 mm ）玻璃不可少的光學器件,這種玻璃對於(yu) 可摺疊顯示器而言至關(guan) 重要。 SmartCleave 低損傷(shang) 光學器件可降低聚焦區域內(nei) 的峰值功率密度。這犧牲了製造更長細絲(si) 的能力，但會(hui) 在進入側(ce) 產(chan) 生更小的熱影響區和更平滑的紋理。盡可能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表，您可能會(hui) 簡單地認為(wei) 更高的功率會(hui) 產(chan) 生更快或更好的結果。但事實並非如此。而且，即使選擇了最好的雷射，它也仍然必須以正確的方式聚焦到零件上。您需要依靠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配置。