北京华诺恒宇光能科技有限公司,成立于2002年,是专注于半导体、印制电路板、陶瓷电容、柔性线路板、LED微精密加工(纳米级)的高科技公司,在精密切割、打孔、微孔加工领域占据一定的市场份额,系高精度制造加工系统的佼佼者。
众所周知,二氧化碳激光器和高功率光纤激光器广泛应用于传统的金属/钣金切割,但北京华诺恒宇激光精密切割事业部的激光切割,主要专注于微观精密加工,因此致力于中小型功率的激光切割,在细微尺度、精密程度和切割质量等方面不断前进和超越,我们的切割效果具有:热影响区域小,度高,边缘质量好,应用材料广等优点。对陶瓷,硅,蓝宝石,薄金属片,玻璃等材料,我们能够进行高质量的精密切割、打孔加工。
激光切割玻璃的主要工艺有两种:一种是熔融切割法,另一种是裂纹控制法。
1)熔融切割法
利用玻璃处在软化的温度下具有较好的塑性和延展性,用聚焦的CO2激光或者紫外激光照射到软化的玻璃表面,激光具有的较高的能量密度会导致玻璃融化,然后用气流吹走熔融的玻璃,产生沟槽,从而实现玻璃的熔融切割。
2)裂纹控制法
这是一种常用的激光切割方法。1、对玻璃表面进行激光加热,较高的能量会使该处的温度急剧升高,表面产生较大的压应力,但该压应力不会使玻璃产生破裂;2、对该区域进行急剧的冷却,一般采用冷却气体或者冷却液,急剧的降温会使玻璃表面产生较大的温度梯度和较大的拉应力,这个拉应力会使玻璃表面沿着预定划线的方向开始破裂,实现玻璃的切割。
选择适宜的激光器,考虑的因素包括波长、输出功率、光束模式、灵活性、费用、可靠性以及是否利于系统集成等。一般来说切割玻璃,通常选用CO2激光器或皮秒激光器等。
CO2激光器发射的激光波长为10.6μm,而玻璃能强烈地吸收波长10.6μm的激光,几乎所有的激光能量都被玻璃表面15μm吸收层所吸收,所以玻璃激光切割系统几乎都配置CO2激光器。
皮秒级超快激光器因极窄的脉宽而展现出极大的优势,利用低热能扩散的特点,在热传导到周边材料前完成材料打断,在脆性材料切割中表现出良好的效果。
超快激光切割玻璃的原理和优势
近年来超快激光(或称超短脉冲激光)取得了飞速发展,尤其在玻璃切割的应用上取得了非常优异的表现。
其原理主要在于超快激光通过聚焦头聚焦获得具有高峰值功率密度的微米级光束,作用在玻璃材料上时,光束中心光强度比边缘低,使得材料中心折射率比边缘变化大,光束中心传播速度比边缘慢,光束出现非线性光学克尔效应来产生自聚焦(波前聚焦),继续提升功率密度,直到达到某个能量阈值,材料产生低密度等离子体,降低材料中心折射率,实现光束散焦。在实际切割玻璃中,优化聚焦系统及焦距,可实现重复性聚焦/散焦过程,形成稳定穿孔。
在外观材料的革新过程中,玻璃材料凭借造型多变、抗冲击性好、成本可控等诸多优点而颇受手机厂商青睐,包括手机前盖板、后盖板、指纹识别片等;在摄像头方面,随着良好的拍摄、感光、深度聚焦等拍照技术需要,三摄四摄开始快速普及,摄像头盖板、滤光片、三棱镜等配件需求急速增加。
尽管玻璃材料有诸多优点,但其易碎的特点为加工过程带来不少难题,如容易出现裂纹、边缘毛糙等。此外,听筒、前置摄像头、指纹片等位置的异型切割也对加工工艺提出了更高要求。