玻璃切割難點是什么？傳統(tǒng)工藝與改良型工藝對
發(fā)布時間：2020-08-26 10:33
智能手機的出現(xiàn)大大改變了人們的生活方式，而人們生活水平不斷提高也對智能手機提出了更高要求：除了系統(tǒng)、硬件等功能配置不斷升級外，手機外觀也成為各手機廠商角力的重點。在外觀材料的革新過程中，玻璃材料憑借造型多變、抗沖擊性好、成本可控等諸多優(yōu)點而受到廠家歡迎，并在手機上獲得越來越廣泛的應(yīng)用，包括手機前蓋板、后蓋板、攝像頭蓋板、濾光片、指紋識別片、三棱鏡等。
盡管玻璃材料有著諸多優(yōu)點，但其易碎的特點為加工過程帶來不少難題，如容易出現(xiàn)裂紋、邊緣毛糙等。此外，聽筒、前置攝像頭、指紋片等位置的異型切割也對加工工藝提出了更高要求。如何解決玻璃材料的加工難題、提升產(chǎn)品良率，成為業(yè)內(nèi)共同的目標，推動玻璃切割技術(shù)的創(chuàng)新迫在眉睫。
玻璃切割是平板顯示及智能電子行業(yè)中高度關(guān)注的一個話題，其關(guān)鍵技術(shù)是如何同時實現(xiàn)高產(chǎn)出率、低殘余熱效應(yīng)及良好的切割面質(zhì)量，且切割過程必須節(jié)約能源且節(jié)省材料。短脈沖激光切割是目前的主流方向。事實上，超短脈沖激光能夠讓玻璃內(nèi)部產(chǎn)生非線性的吸收。在特定的照射條件下，這個內(nèi)部修正可以實現(xiàn)良好的玻璃切割質(zhì)量。效果最好的無疑是使用貝塞爾光束進行。準直高斯光束通過平凸錐透鏡形成近似貝塞爾光束的環(huán)形光束。它們用于產(chǎn)生可隨著距離增加直徑，但又保持一致環(huán)形厚度的非衍射環(huán)形光束。
傳統(tǒng)的玻璃切割工藝：刀輪切割和CNC研磨切割。刀輪切割的玻璃崩邊大、邊緣粗糙，對玻璃的強度會大幅影響。而且刀輪切割的玻璃良率較低，材料利用率較低，切割完后還需進行復雜工序的后處理。刀輪進行異型切割時速度及精度會大幅下降，有些異型全面屏因轉(zhuǎn)角太小，根本無法用刀輪切割。CNC較刀輪的精度高，精度≤30μm，崩邊比刀輪小，約40μm，缺點是速度慢。
近年來超快激光器（或稱超短脈沖激光）取得了飛速發(fā)展，尤其是在玻璃切割的應(yīng)用上取得了非常優(yōu)異的表現(xiàn)。超快激光器是指輸出激光的脈沖寬度在皮秒（10-12秒）級別、或小于皮秒級別的脈沖激光器，具備極高的峰值功率。對玻璃等透明材料而言，當超高峰值功率的激光被聚焦在透明材料內(nèi)部時，材料內(nèi)部由光傳播造成的非線性極化改變了光的傳播特性，使光束出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象（波前聚焦）。由于超快激光的峰值功率極高，使脈沖在玻璃內(nèi)不斷重復聚焦，在不發(fā)散的狀態(tài)下一路向下傳輸?shù)讲牧蟽?nèi)部，直至激光的能量不足以繼續(xù)支持發(fā)生自聚焦現(xiàn)象。至此，激光傳輸過的地方留下了如同絲線般的軌跡（直徑只有數(shù)個微米），將這些絲線連起來，對其施加應(yīng)力，玻璃便會自行沿著絲線裂開。
這是玻璃被激光改性過的結(jié)果，改性后的玻璃與原本的性質(zhì)不同。而這樣的加工方式也確保了加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響，從而做到了加工的“超精細”。此外，非接觸式加工也可避免傳統(tǒng)機加方式切割容易發(fā)生崩邊、裂紋等問題，具有精度高、不產(chǎn)生微裂紋、破碎或碎片問題、邊緣抗破裂性高、無需沖洗、打磨、拋光等二次制造成本等優(yōu)點，降低成本的同時大幅提高了工件良率及加工效率。
