通快(中國(guó))有限公司激光技術(shù)部供稿
如今,超短脈沖激光器已經(jīng)在電子工業(yè)中被用于分離透明材料。超短脈沖激光器搭配新研發(fā)的 TOP Cleave 加工頭,切割速度可達(dá) 1 米/秒。新型、高性能的 TruMicro 5080超短脈沖激光器搭配TOP Cleave甚至能切割毫米厚的玻璃。
TOP Cleave 加工頭
使用激光來(lái)加工玻璃,這個(gè)想法在最初看似有些荒謬,因?yàn)椴A峭腹獾牟牧?。固體激光器發(fā)出的光,通常為紅外光,不容易被玻璃吸收。但在使用皮秒和飛秒級(jí)別的超短脈沖激光器時(shí),加工玻璃變得輕而易舉。脈沖光子巨大的時(shí)間和空間密度,通過(guò)多光子吸收原理,使透明材料也能吸收光的能量,這使得激光能夠加工合成的藍(lán)寶石和玻璃。
TOP Cleave 加工頭是使玻璃材料改性的渦輪增壓器
全新的超短脈沖激光切割技術(shù)已逐漸代替了傳統(tǒng)的燒蝕切割方式,被用來(lái)切割薄的、硬化的玻璃,如智能手機(jī)屏幕。材料改性是激光進(jìn)行切割的關(guān)鍵點(diǎn)。超短脈沖激光束聚焦在玻璃內(nèi),它們能沿著所需的切割線修改一個(gè)非常狹窄的區(qū)域。修改區(qū)域內(nèi)張力提升,可以受控制地使玻璃沿著修改區(qū)域分離。切割表面光滑如鏡,無(wú)論是切直線還是曲線,都可以精確到百分之一毫米。通快在今年慕尼黑激光展上全新發(fā)布的這款激光加工頭 —— TOP Cleave,可以使加工速度提高一百倍。光束沿光束軸均勻分散激光強(qiáng)度,這樣,焦點(diǎn)長(zhǎng)度就會(huì)被拉伸,焦點(diǎn)就會(huì)變成焦點(diǎn)線。激光脈沖將不再僅僅用于掃描玻璃,而是在一個(gè)刀路中修改材料性質(zhì),完整地分離內(nèi)部和表面。根據(jù)不同的脈沖能量,這種玻璃可能高達(dá)700微米厚。TruMicro 系列高功率激光器可以達(dá)到1000毫米/秒的切割速度,是不配備TOP Cleave 激光器速度的100倍。
TruMicro 系列激光器搭配TOP Cleave 切割玻璃
TruMicro 5080 分離1毫米厚的玻璃
TruMicro 5080 是TruMicro 系列激光器的最新升級(jí)版,它能夠提供最高1000千赫的重復(fù)頻率以及最大500微焦的脈沖能量,是一款工業(yè)級(jí)別的超短脈沖激光器。該激光器能夠產(chǎn)生超過(guò)150瓦的平均功率,這使它在每一個(gè)應(yīng)用中都表現(xiàn)出眾。TOP Cleave 加工頭能夠沿著聚焦線散布高能量,因此,可以通過(guò)改性技術(shù)來(lái)分離厚度超過(guò)1毫米的玻璃。
TruMicro 5080 還擁有飛秒版本。這是第一款能夠產(chǎn)生綠光飛秒脈沖的工業(yè)級(jí)別激光器。雖然飛秒激光器擁有高脈沖強(qiáng)度,但是,它帶到工件表面的熱量還是比使用皮秒激光器時(shí)少。這使它非常適合于金屬材料的精細(xì)加工以及某些熱敏感的特殊薄膜加工。綠光可以在一個(gè)非常小的點(diǎn)聚焦。綠光輻射的瑞利長(zhǎng)度比起紅光更大,因而能夠聚焦得更深。這使得TruMicro 5080 非常適合精密鉆孔,比如噴油嘴鉆孔。
TruMicro 5080的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是非常易于集成到工業(yè)生產(chǎn)中,并且能夠安置到設(shè)備內(nèi)部。同時(shí),維修也能在安裝設(shè)備里進(jìn)行,這就消除了后續(xù)光束路徑重新調(diào)整的麻煩。所有維護(hù)以及更新需要的元件,比如光纜、冷卻設(shè)備、電子元件以及加工頭都能夠輕松獲得。這大大降低了激光器的停機(jī)時(shí)間,提高了經(jīng)濟(jì)效益。
激光剝離柔性屏幕
TruMicro還有另一個(gè)應(yīng)用:激光剝離柔性屏幕。在未來(lái),曲面、可彎曲的屏幕將會(huì)大行其道,特別是用于“wearable”—— 可以穿戴在身上的智能產(chǎn)品,例如,眼鏡或者腕帶。為了制造出這樣的屏幕,電子領(lǐng)域的制造商們開始用聚酰亞胺覆蓋在玻璃的背面。風(fēng)干的塑料形成了一個(gè)柔性的基板。有機(jī)發(fā)光二極管(OLEDs)將在這聚酰亞胺基板上生成。一旦實(shí)現(xiàn)了這項(xiàng)技術(shù),柔性顯示屏將從背板中分離出來(lái)。為了做到這點(diǎn),一束激光從后面通過(guò)背板玻璃打在聚酰亞胺膜的表面上。聚酰亞胺膜的表面會(huì)變熱,當(dāng)失去附著力,它就會(huì)從背板上脫落。敏感器件在加工過(guò)程中完全不會(huì)受到影響。
通快在2015年慕尼黑展上全球首發(fā)了TruMicro 7370固體激光器。與正常的準(zhǔn)分子激光相比,該激光光束需要的維護(hù)率低,運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),降低了生產(chǎn)成本。短脈沖使得加工更加高效,一個(gè)單脈沖可以加工更大的表面區(qū)域。TruMicro 7370在加工中表現(xiàn)得非常精密、可靠。這得益于它穩(wěn)定的脈沖能量以及持續(xù)、間隔時(shí)間相同的脈沖 —— 通快特別的同步技術(shù)能確保,該技術(shù)為整個(gè)過(guò)程提供更好的穩(wěn)定性。
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