隨著近幾年電子產品（手機、筆記本電腦、平板）和車載玻璃（特別是電動汽車）的不斷大幅度的更新?lián)Q代，對與玻璃采用激光切割的方式也越來越多，今天在這里簡要的梳理一下我們常見的幾種激光切割方式。

其實激光切割玻璃的大規(guī)模普及應用，應該追溯到5年前蘋果的指紋識別蓋板（home鍵）和攝像頭蓋板的應用，材質使用的是藍寶石材質，然后再普及至國產手機的一部分指紋識別蓋板，藍寶石或者陶瓷材質，再然后藍寶石熱度下降之后，國產手機創(chuàng)新性的用鋼化玻璃完美的替代了藍寶石材質，使得成本得以大幅度的下降和普及。

最早期的藍寶石玻璃切割，通常采用的是光纖激光器+切割頭的傳統(tǒng)方式來進行切割，比較適合大片切中片（圓形或者方形）的一個工藝流程，中片開出來后，再用紅外皮秒激光器+振鏡的一個切割方式來進行激光切割小片，這種方式基本上持續(xù)了2年時間，當然，這種制程工藝同樣適用與陶瓷（氧化鋯陶瓷）激光切割一個工藝制程，而陶瓷的開中片工藝，也同樣可以采用CO2激光器+切割頭的一個搭配組合，但是，中片切小片，同樣也是采用的紅外皮秒激光器+振鏡的切割方式。此為傳統(tǒng)的激光表切工藝。

激光表切的工藝，類似激光打標機的一個工作原理，就是在精密激光切割的軟件內，畫出來指定型號規(guī)格的圖形，根據皮秒激光器的最小線寬，來一層一層剝離掉藍寶石或者陶瓷表面的材料，從而形成相應的切割道，直致產品完全切透，也叫激光剝離，再用治具把小片吸取出來即可。

這種表切的制程工藝相對成熟，因為皮秒激光器的頻率調節(jié)范圍廣，單點能量高，所以可以輕松的剝離掉產品，最小線寬足夠小，所以，崩邊量可以控制在20-30μm以內，基本可以滿足小片產品的工藝制程。但是，此種表切的工藝，范圍不能做大，目前常規(guī)的應用在60mm*60mm范圍之內，再往上去的范圍的話，受限與目前紅外皮秒激光器100瓦激光能量的限制條件和遠心鏡頭的工作范圍的條件限制，未發(fā)現(xiàn)市場上有更大范圍的工作區(qū)域。

其實，還有一個重要因素就是，50瓦以上的紅外皮秒激光器，進口都是受限的，基本上都是來自德國通快或者美國相干公司等一些國外公司，特別是100瓦的紅外皮秒激光器，我們國內廠商要拿到這種高功率的紅外皮秒激光器，因為貿易壁壘和技術壁壘的原因，價格高，交期基本上都在3個月左右，這個是對我們國內激光行業(yè)來說是個大問題，咱們國內就算買人家的激光器有問題點，也無權維修和維護。技不如人，就需要更加努力學習，好在國內已經在低功率的紅外皮秒激光器上出現(xiàn)了國產替代（＜50瓦皮秒激光器），距離皮秒激光器的普及應用，將有深刻的意義。

下圖這家伙可不便宜，而且還得小心點伺候著，得需要恒溫空調房，過段時間還得給它用藥水清洗清洗，老金貴了，關鍵這玩意老外還不一定樂意賣給你。

另外，紅外皮秒激光器行業(yè)內普遍使用的是雙工位操作，就是把一臺激光器進行光路的分光后，分別使用2套振鏡和2套鏡頭，2套治具，輪流切割，這樣可以大幅度的提高效率，同時，也是自動化上下料的一個必然步驟。

為什么還說受限與鏡頭的范圍內，根本的原因就是：當用大鏡頭的時候，范圍大了，但是，分配到激光單點的能量就相對弱了很多，造成用大鏡頭無法剝離材料的情況，現(xiàn)在目前使用最多的就是100瓦紅外皮秒激光器和50瓦紅外皮秒激光器，也是條件受限的一個原因。

采用紅外皮秒激光器+振鏡的方式進行表切工藝，因為是用鏡頭聚焦激光，就自然而然的必然存在一個角度的問題點，行業(yè)內稱之為錐度的問題點，0.3mm的藍寶石為例，采用此種表切的激光切割工藝，一般錐度能控制在13°已經很好。

隨著大家對皮秒激光器的應用了解，我們在應用的過程中發(fā)現(xiàn)了一個非常有意義的一個技術，行業(yè)內稱之為貝塞爾光束，也有叫一刀切技術，這個工藝其實可以嚴格定義為表切和隱切中間的一種柱狀切割工藝，目前還未有一個明確的名稱，就我個人而言，是偏向與是一種隱切的工藝。

為何我個人認為是一種隱切工藝呢？因為貝塞爾光束的核心工藝原理還是在透明材料中間形成一種很小局部的熱熔現(xiàn)象，而且目前我們已知的皮秒激光器內，也只有紅外皮秒能產生貝塞爾光束現(xiàn)象，而綠光皮秒和紫外皮秒激光器，均無法形成貝塞爾光束的效應。

而行業(yè)內稱之為表切和隱切中間的一種柱狀切割工藝，其實就是利用了紅外皮秒的一種熱熔現(xiàn)象，表切工藝的核心就是從材料表面進行一層一層剝離，隱切工藝的核心就是在材料中間層面進行定向的爆破點，而貝塞爾光束是在材料中間層面進行熱熔，是即兼顧了表切工藝也兼顧了隱切工藝，現(xiàn)在就看大家如何去定義它了？

有了此技術之后，我們對與玻璃、藍寶石、硅等透明材料的激光切割就又多了一種選擇，僅限透光材料，在此再次明確一下：貝塞爾光束切割，僅限透光材料。

而貝塞爾光束激光切割機的切割方式是配備的激光切割頭，這樣無論是平臺移動還是激光切割頭移動，都極大的方便了激光切割任意圖形，由于此類加工方式在材料內部的切割，且激光能量的一個高斯分布狀態(tài)，我們完全可以在切割過程中的0錐度和極小的崩邊量（行業(yè)內一般為＜10μm），這樣就大大的改善了表切工藝的工藝痛點。我們用貝塞爾光束激光切割機切割完材料之后，可以輕松的用裂片機對材料進行裂片，或者在玻璃加工過程中的一個氫氟酸浸泡工藝的一個應用，這樣大大的優(yōu)化了工藝制程。另外一個極大的優(yōu)勢就是，采用此類加工工藝，不會存在激光表切工藝的粉塵污染，無需進行清洗工藝。

常見的貝賽爾激光切割機的工藝流程為：1、貝塞爾激光切割中片——裂片——成品包裝，常用于藍寶石切割工藝；2、貝塞爾激光切割中片——鋼化——氫氟酸浸泡——裂片——成品包裝，常用于鋼化玻璃切割工藝；

下面我們再簡要的說一下激光的隱切工藝，隱切，顧名思議就是隱形切割，也就是激光在材料中間層定向的進行縱向爆破點，從而形成一個材料中間的切割道，再用裂片機在切割道進行裂片即可。因為激光聚焦在材料中間層，所以稱之為激光隱切。當然，也有叫激光改質的。

激光隱形切割是運用多光子吸收的光學損傷現(xiàn)象來完成切割，當激光掃描在透明材料中間位置時，聚焦在材料內部的激光強度迅速增強材料即被加工，從而在材料內部形成一個改質層（也有叫SD 層），使材料由結構緊湊、結合緊密的不易于分斷的整體改變成結合松散、易于分斷的脆整體（有的叫打破分子鍵），所以有的叫激光改質，再用裂片機將透明材料裂開即可。

目前我們常用的激光隱切工藝，主要是濾光片、晶圓、LED襯底、SiC等材料，激光隱形切割的更多應用范圍，還需要我們去進行更廣泛的拓展，目前在半導體應用領域是主流。由于激光隱形切割在材料中間層的原理，所以，應用也是只能在透明材料領域，另外，超過1mm厚度的透明材料，因為需要在材料內部形成縱向的切割道，必須使用多次切割的一個工作，所以，太厚的材料，我們目前不建議使用激光隱切工藝。

激光改質層或者SD層，會延縱向進行一個微應力，但是，這個定向爆破點，也一定會產生橫向的微應力，為了避免橫向的微應力，目前在激光隱切工藝上，很少用到高功率的激光器，我們常規(guī)的應用就是幾瓦的一個超快激光器的應用。

另外，激光隱切工藝的一個在材料中間產生縱向應力的特點，所以，我們必須加裂片工藝才能將材料裂開，所以，目前的激光隱切工藝都是切割的直線或者放射線，想切任意圖形，不是滿足不了切割，而是無法進行裂片。目前受限領域也在此。

而激光隱切目前的最重要領域就是半導體行業(yè)領域，傳統(tǒng)的是用DISCO的刀輪劃片，隨著先進封裝領域的進步，刀輪劃片的切割道至少在40μm以上，且無可避免的會對芯片產生粉塵污染，而且刀輪切割的崩邊也較大（通常＞50μm），且需要不斷的用水循環(huán)來冷切金剛刀，只能進行濕式制程，且金剛刀價格也不菲，耗材嚴重，根本無法滿足現(xiàn)如今的先進半導體制程。

而激光隱形切割，則完美的解決了如上問題，全干式制程，無需清洗，切割道控制在幾個μm以內，崩邊也控制在幾個μm以內，速度是傳統(tǒng)刀輪切割的20倍以上，這就是技術的完美替代。美中不足的就是采用激光隱切工藝，無法滿足厚片制程，1mm以上的就不要考慮激光隱切了，另外，激光隱切工藝對材料表面的粗糙度也有一定的要求，粗糙度越高，越會對激光隱切產生漫反射，粗糙度越低，越對激光隱切越有利。下圖粗糙度Ra＜0.07μm與Ra＞0.07μm硅片切割后的Si片切割效果對比，請仔細看右面粗糙度大的效果，是不是特別差。

所以，在未來的先進半導體領域，激光隱形切割將大行其道，最大化的利用材料的產出比。

綜上所述，我們對常規(guī)脆性材料的激光切割，主要分為3大類：激光表切、激光隱切、貝塞爾光束激光切割。

激光表切的工藝，我們可以理解為激光打標機的原理，只是更換成了皮秒激光器或者飛秒激光器而已，還有必須加振鏡，一層一層掃下去的材料，有一定的錐度和崩邊（錐度一般＜13°，且視材料厚度來定，崩邊一般＜30μm）；

激光隱切和貝塞爾光束激光切割，都是針對透明材料領域，激光隱切一般用低功率的紅外皮秒激光器，采用隱切是激光打點在材料內部，形成一個定向的縱向爆破點，從而形成縱向的應變力，加裂片后可以輕松裂開，此工藝可以做到0錐度和極小的崩邊量（通常＜5μm）；

貝塞爾光束激光切割也是針對透明材料領域，則用高功率的紅外皮秒激光器，且只有紅外皮秒激光器在透明材料上能產生貝塞爾光束的柱狀分布，激光聚焦在材料中間層，通過熱熔的一種方式，形成縱向和橫向的爆破點，從而改變材料的分子鍵，或者叫打破材料的分子鍵，也是必須加裂片工藝才能裂開，可以實現(xiàn)0錐度切割，且崩邊控制量也很好（通常＜10μm）,需要增加裂片工藝。

不同點就是激光隱切只能切割直線或者拋物線，貝塞爾光束激光切割則可以切割任意圖形，只是這2種激光切割的應用領域和裂片工藝有所區(qū)別而已。