激光加持 5G和柔性显示行业“复工复产”更快一步

2020-02-28 13:36

随着 5G 与柔性屏时代的到来，越来越多基于玻璃材料的元器件正逐渐应用于消费类电子产品中，高质量玻璃切割及焊接工艺面临着极大挑战。

玻璃外形加工

传统的玻璃切割工艺已无法满足现阶段玻璃后续加工及成品安全性的要求，如切割边缘留下的微裂纹使玻璃很容易破裂，同时后续镀膜工艺以及运输中造成的震动和形变是无法避免的。近年来超短脉冲激光的不断普及，有效地降低了手机等智能终端玻璃盖板加工的风险。

柔性屏时代的到来，使手机外型设计进入了一个新的时代。屏幕保护盖板的选材对于显示器件的良好表现极为重要，可满足一定弯折需求的超薄 UTG 玻璃为设计者提供了一个良好的材料选择。已公布的超薄 UTG 玻璃一般厚度为 70?m ～ 200?m，通快公司位于斯图加特的应用实验室中，应用工程师 Myriam Kaiser 敏锐的发现使用现有的超短脉冲光束整形镜组无法良好满足客户对于 UTG 量产加工的需求，在经过对整形镜头内光路的重新设计后，使用通快公司新一代 Top Cleave 切割 UTG 玻璃，不仅在裂片工艺中可满足量产，而且切割边缘质量及切割截面粗糙度均有显著提升。新 Top Cleave 的设计极为紧凑，整套镜头仅约一支圆珠笔长。

切割边缘的SEM 图像

新 Top Cleave 切割镜头

玻璃焊接

使用传统的粘胶工艺不仅需要额外的粘结剂，而且此类粘结剂在长期使用后将不可避免地面临老化失效的风险。玻璃的特有物理属性使得相关焊接技术难点极高：玻璃是脆性材料，相对金属具有较低的热导率，受热后由于内应力的变化极易碎裂，而飞秒激光束焊接可有效避免碎裂风险。“使用可灵活调制脉冲的超快激光器是必要的。”通快应用工程师 Elke Kaiser 说。

玻璃对于从紫外到近红外的光束均透明，对光束能量的吸收仅发生在能量密度极高的状态下，高能量密度点位于下层玻璃的激光焦点附近。由数千个超短激光脉冲在数毫秒内从下向上产生熔池。基于特殊光束整形的焊接头，对于热输入的精确掌握、最佳脉冲输入频率及能量控制可确保玻璃实现良好焊接。通快公司已将此技术导入光纤保护帽的量产中，使用飞秒激光焊接工艺可实现的拉拔力为传统工艺的两倍以上。

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通快公司光纤保护帽使用飞秒激光焊接工艺生产

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通快公司光纤保护帽侧视图

随着更灵活多变的电子产品设计元素不断出现，玻璃焊接与切割工艺将出现更多应用场景，考虑到客户对于切割和焊接光路兼容性与镜头替换性需求，通快公司新推出的 Top Weld 使用与新 Top Cleave 同样的外观设计，搭配最新推出的脉宽 350fs～20ps 可调，最高频率可达 2MHz 的 TruMicro 2000 系列超短脉冲激光器，为客户带来更优质的加工体验。

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