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

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

最早期的藍(lán)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(jìn)行切割，比較適合大片切中片（圓形或者方形）的一個(gè)工藝流程，中片開出來后，再用紅外皮秒激光器+振鏡的一個(gè)切割方式來進(jìn)行激光切割小片，這種方式基本上持續(xù)了2年時(shí)間，當(dāng)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(gè)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(gè)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(biāo)機(jī)的一個(gè)工作原理，就是在精密激光切割的軟件內(nèi)，畫出來指定型號(hào)規(guī)格的圖形，根據(jù)皮秒激光器的最小線寬，來一層一層剝離掉藍(lán)寶石或者陶瓷表面的材料，從而形成相應(yīng)的切割道，直致產(chǎn)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(duì)成熟，因?yàn)槠っ爰す馄鞯念l率調(diào)節(jié)范圍廣，單點(diǎn)能量高，所以可以輕松的剝離掉產(chǎn)品，最小線寬足夠小，所以，崩邊量可以控制在20-30μm以內(nèi)，基本可以滿足小片產(chǎn)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(yīng)用在60mm*60mm范圍之內(nèi)，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(yuǎn)心鏡頭的工作范圍的條件限制，未發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上有更大范圍的工作區(qū)域。

其實(shí)，還有一個(gè)重要因素就是，50瓦以上的紅外皮秒激光器，進(jìn)口都是受限的，基本上都是來自德國(guó)通快或者美國(guó)相干公司等一些國(guó)外公司，特別是100瓦的紅外皮秒激光器，我們國(guó)內(nèi)廠商要拿到這種高功率的紅外皮秒激光器，因?yàn)橘Q(mào)易壁壘和技術(shù)壁壘的原因，價(jià)格高，交期基本上都在3個(gè)月左右，這個(gè)是對(duì)我們國(guó)內(nèi)激光行業(yè)來說是個(gè)大問題，咱們國(guó)內(nèi)就算買人家的激光器有問題點(diǎn)，也無權(quán)維修和維護(hù)。技不如人，就需要更加努力學(xué)習(xí)，好在國(guó)內(nèi)已經(jīng)在低功率的紅外皮秒激光器上出現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代（＜50瓦皮秒激光器），距離皮秒激光器的普及應(yīng)用，將有深刻的意義。

下圖這家伙可不便宜，而且還得小心點(diǎn)伺候著，得需要恒溫空調(diào)房，過段時(shí)間還得給它用藥水清洗清洗，老金貴了，關(guān)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(nèi)普遍使用的是雙工位操作，就是把一臺(tái)激光器進(jìn)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(shí)，也是自動(dòng)化上下料的一個(gè)必然步驟。

為什么還說受限與鏡頭的范圍內(nèi)，根本的原因就是：當(dāng)用大鏡頭的時(shí)候，范圍大了，但是，分配到激光單點(diǎn)的能量就相對(duì)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(gè)原因。

采用紅外皮秒激光器+振鏡的方式進(jìn)行表切工藝，因?yàn)槭怯苗R頭聚焦激光，就自然而然的必然存在一個(gè)角度的問題點(diǎn)，行業(yè)內(nèi)稱之為錐度的問題點(diǎn)，0.3mm的藍(lán)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(jīng)很好。

隨著大家對(duì)皮秒激光器的應(yīng)用了解，我們?cè)趹?yīng)用的過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常有意義的一個(gè)技術(shù)，行業(yè)內(nèi)稱之為貝塞爾光束，也有叫一刀切技術(shù)，這個(gè)工藝其實(shí)可以嚴(yán)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(gè)明確的名稱，就我個(gè)人而言，是偏向與是一種隱切的工藝。

為何我個(gè)人認(rèn)為是一種隱切工藝呢？因?yàn)樨惾麪柟馐暮诵墓に囋磉€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(nèi)，也只有紅外皮秒能產(chǎn)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(yīng)。

而行業(yè)內(nèi)稱之為表切和隱切中間的一種柱狀切割工藝，其實(shí)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(jìn)行一層一層剝離，隱切工藝的核心就是在材料中間層面進(jìn)行定向的爆破點(diǎn)，而貝塞爾光束是在材料中間層面進(jìn)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(shù)之后，我們對(duì)與玻璃、藍(lán)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(jī)的切割方式是配備的激光切割頭，這樣無論是平臺(tái)移動(dòng)還是激光切割頭移動(dòng)，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(nèi)部的切割，且激光能量的一個(gè)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(nèi)一般為＜10μm），這樣就大大的改善了表切工藝的工藝痛點(diǎn)。我們用貝塞爾光束激光切割機(jī)切割完材料之后，可以輕松的用裂片機(jī)對(duì)材料進(jìn)行裂片，或者在玻璃加工過程中的一個(gè)氫氟酸浸泡工藝的一個(gè)應(yīng)用，這樣大大的優(yōu)化了工藝制程。另外一個(gè)極大的優(yōu)勢(shì)就是，采用此類加工工藝，不會(huì)存在激光表切工藝的粉塵污染，無需進(jìn)行清洗工藝。

常見的貝賽爾激光切割機(jī)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(lán)寶石切割工藝；2、貝塞爾激光切割中片——鋼化——?dú)浞峤荨哑善钒b，常用于鋼化玻璃切割工藝；

下面我們?cè)俸?jiǎn)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(jìn)行縱向爆破點(diǎn)，從而形成一個(gè)材料中間的切割道，再用裂片機(jī)在切割道進(jìn)行裂片即可。因?yàn)榧す饩劢乖诓牧现虚g層，所以稱之為激光隱切。當(dāng)然，也有叫激光改質(zhì)的。

激光隱形切割是運(yùn)用多光子吸收的光學(xué)損傷現(xiàn)象來完成切割，當(dāng)激光掃描在透明材料中間位置時(shí)，聚焦在材料內(nèi)部的激光強(qiáng)度迅速增強(qiáng)材料即被加工，從而在材料內(nèi)部形成一個(gè)改質(zhì)層（也有叫SD 層），使材料由結(jié)構(gòu)緊湊、結(jié)合緊密的不易于分?jǐn)嗟恼w改變成結(jié)合松散、易于分?jǐn)嗟拇嗾w（有的叫打破分子鍵），所以有的叫激光改質(zhì)，再用裂片機(jī)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(yīng)用范圍，還需要我們?nèi)ミM(jìn)行更廣泛的拓展，目前在半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域是主流。由于激光隱形切割在材料中間層的原理，所以，應(yīng)用也是只能在透明材料領(lǐng)域，另外，超過1mm厚度的透明材料，因?yàn)樾枰诓牧蟽?nèi)部形成縱向的切割道，必須使用多次切割的一個(gè)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(zhì)層或者SD層，會(huì)延縱向進(jìn)行一個(gè)微應(yīng)力，但是，這個(gè)定向爆破點(diǎn)，也一定會(huì)產(chǎn)生橫向的微應(yīng)力，為了避免橫向的微應(yīng)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(yīng)用就是幾瓦的一個(gè)超快激光器的應(yīng)用。

另外，激光隱切工藝的一個(gè)在材料中間產(chǎn)生縱向應(yīng)力的特點(diǎn)，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(jìn)行裂片。目前受限領(lǐng)域也在此。

而激光隱切目前的最重要領(lǐng)域就是半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的是用DISCO的刀輪劃片，隨著先進(jìn)封裝領(lǐng)域的進(jìn)步，刀輪劃片的切割道至少在40μm以上，且無可避免的會(huì)對(duì)芯片產(chǎn)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(jìn)行濕式制程，且金剛刀價(jià)格也不菲，耗材嚴(yán)重，根本無法滿足現(xiàn)如今的先進(jìn)半導(dǎo)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(gè)μm以內(nèi)，崩邊也控制在幾個(gè)μm以內(nèi)，速度是傳統(tǒng)刀輪切割的20倍以上，這就是技術(shù)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(duì)材料表面的粗糙度也有一定的要求，粗糙度越高，越會(huì)對(duì)激光隱切產(chǎn)生漫反射，粗糙度越低，越對(duì)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(duì)比，請(qǐng)仔細(xì)看右面粗糙度大的效果，是不是特別差。

所以，在未來的先進(jìn)半導(dǎo)體領(lǐng)域，激光隱形切割將大行其道，最大化的利用材料的產(chǎn)出比。

綜上所述，我們對(duì)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(biāo)機(jī)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(duì)透明材料領(lǐng)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(diǎn)在材料內(nèi)部，形成一個(gè)定向的縱向爆破點(diǎn)，從而形成縱向的應(yīng)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(duì)透明材料領(lǐng)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(chǎn)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(diǎn)，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(shí)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(diǎn)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(yīng)用領(lǐng)域和裂片工藝有所區(qū)別而已。