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解決方案

Manz 激光改性切割技術(shù)—實現(xiàn)無暇玻璃切割邊緣

星之球科技 來源:《印制電路世界》2015-12-22 我要評論(0 )   

「M-Cut」是Manz新開發(fā)的工藝,可利用激光沿厚度方向線性聚焦和切割玻璃基板,將其分割為各種不同幾何形狀,不但可提升邊緣質(zhì)量和強度,也能在生產(chǎn)工藝提高生產(chǎn)效率。


[M-Cut] 是Manz新開發(fā)的工藝,可利用激光沿厚度方向線性聚焦和切割玻璃基板,將其分割為各種不同幾何形狀,不但可提升邊緣質(zhì)量和強度,也能在生產(chǎn)工藝提高生產(chǎn)效率。

只要兩微米直徑的光斑,就能完成一切的切割和鉆孔作業(yè)。當然大家都知道,新型M-Cut激光切割工藝使用薄如發(fā)絲的材料改性功能,搭配超短的脈沖皮秒激光,就像是穿孔一樣,切割硬度超高的防刮玻璃,厚度最厚可達2微米。激光工藝技術(shù)持續(xù)演進發(fā)展,下個階段的技術(shù)適用于電子行業(yè)工藝中所需處理目前的所有脆性材料。其中特別適合的項目為化學及熱強化玻璃,而應用于藍寶石的情形也日漸增加,用以制造平板計算機、智能型手機和穿戴式裝置所需的顯示器或相機的蓋板玻璃。
M-Cut激光切割工藝能夠以直線方式「穿透」材料,直徑只有2微米。

M-Cut的意思是改性切割(modificationcut),是潔凈斷面的基礎工藝:以類似穿孔的方式修改基板。工藝采用適中的能量輸入,非常溫和的處理加工的基板。這是因為使用了修改的光束源,有別于之前的超短脈沖激光。其中設置特別調(diào)整的光學系統(tǒng),能夠縱向聚焦形成線性的切割痕跡(影像1)。產(chǎn)生的切割界面粗糙度低于0.5微米(影像2)。這樣就不必針對邊緣進行昂貴的研磨作業(yè)。

藍寶石切割截面粗糙度達到令人驚艷的0.38µm。

因此M-Cut非常適合作為替代方案,取代使用微秒等級短脈沖激光的「熱」激光束切割,避免玻璃基板在邊緣切割時融化。新工藝也展現(xiàn)更優(yōu)異的質(zhì)量,超越「冷」燒蝕的基底分割?!咐洹篃g也是以皮秒等級的超短脈沖激光進行作業(yè),材料在作業(yè)時會局部氣化。這可能造成材料出現(xiàn)輕微的變色或崩邊。

玻璃是電子業(yè)的高科技材料

玻璃作為電子應用材料,不僅要堅硬耐磨,對彈性及柔軟的需求也日漸增加,并且?guī)缀跻欢ㄐ枰邆湎喈旍`敏度的觸控功能,例如觸控顯示器。激光工藝的創(chuàng)新可說是先決條件,以便在符合成本效益及高質(zhì)量的情況下制造這類顯示器,并將技術(shù)推向量產(chǎn)市場。其中最主要的原因,就是要處理終端行動裝置所使用的材料,需要非常高規(guī)格的設備。

因此顯示器基板需要進行化學強化,不過通常要先切割最大2.2×2.5公尺的大塊玻璃,才能進行強化。舉例來說,在強化之后以機械切割具有外和內(nèi)輪廓的顯示器,或是智能型手機的相機蓋板玻璃,一直都是一項困難挑戰(zhàn):機具磨損嚴重,且切割邊緣必須進行昂貴的研磨作業(yè)。此外,切割工藝可能造成微小破裂,影響玻璃基板的抗裂度。因此要先切割玻璃,然后再使用化學藥劑強化,導致工藝效率不彰。

即使在第一代激光切割工藝問世之后,仍然保留此項工藝,因為這樣的激光切割工藝仍然不適合切割已經(jīng)強化的材料。另一方面,M-Cut可以先硬化大型玻璃基板,然后再進行高質(zhì)量切割。這樣可以讓材料非常穩(wěn)定,不會在切割期間破裂。由于化學強化玻璃本身具有特定的內(nèi)部壓力,只要穿透材料就能達到完美的切割效果,并于作業(yè)之后輕松分離切割的個別玻璃。藍寶石并沒有這樣的內(nèi)部壓力,因此顯示器制造商需要第二個步驟,才能將切割的輪廓與材料分離。

蓋板玻璃、鏡頭和顯示器:M-Cut激光切割工藝在工件幾何方面沒有限制。

 M-Cut就像是彈性的激光口袋折刀

新型激光切割工藝可制作許多不同的幾何形狀(影像3)。其中甚至包括「切割轉(zhuǎn)角」90度。系統(tǒng)是以XY軸為依據(jù)而不是掃描儀,也就是說沒有掃描區(qū)域限制切割輪廓的大小。材料使用率非常高:兩個切割的幾何形狀之間,只需要留下0.5厘米的空間。未來甚至只要切割一次,就可以同時切出兩個幾何形狀的邊緣。四頭M-Cut系統(tǒng)不僅能切割相機的蓋板玻璃,也能切割直徑僅一厘米的相機鏡頭,即使是橢圓形或矩形也沒問題。由于不需要移除材料,因此生產(chǎn)時不需要粉塵收集系統(tǒng)。適合加工的材料種類非常多元。用戶享有充分彈性,能夠每天更換生產(chǎn),只要變更激光加工參數(shù)即可。

M-Cut激光切割工藝概觀:

切割速度高達每秒1公尺(例如切割0.5mm厚的玻璃);非常高的邊緣質(zhì)量,粗糙度低于0.5µm;不需要拋光;

玻璃不會產(chǎn)生崩邊,沒有微小破裂;

沒有切割機具磨損問題;

切割后玻璃的抗裂度提升四倍,對終端行動裝置用戶特別有利;

提升生產(chǎn)量;

可處理更多元的材料及幾何形狀

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Manz激光切割藍寶石切割
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