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薄脆性非金属质料的激光加工

作者:马楠远 2018年03月13日 国内新闻
简单来说,创业有四步:一创意、二技术、三产品、四市场。对于停留在‘创意’阶段的团队,你们的难点不在于找钱,而在于找人。”结合自身微软背景及创业经验。

激光作为一种先进的加工工具,曾经越来越普遍地在工业消费中发扬着无足轻重的作用。随着激光技术本身的不时开展完善,其凭仗着在加工质量、加工复杂度、加工效率及清洁环保等优势,不但在不锈钢、铜、合金等各类金属资料加工中取得喜爱,而且也正在玻璃、陶瓷、蓝宝石、半导体硅晶圆、PCB 板等各种非金属资料加工中突显出共同优势。

薄脆性资料的加工应战

在非金属加工范畴,薄脆性资料的激光加工备受关注。随着智能手机、LED 照明、平板电脑、以及可穿戴设备等消费电子产品的不时开展迭代,玻璃、蓝宝石和陶瓷等资料,凭仗着本身具有的共同优质属性而取得了普遍使用,比方坚固的钢化玻璃用作于智能手机的显示屏 ;坚固且化学性质波动的陶瓷用于制造电子零部件衬底和绝缘资料 ;坚固耐划的蓝宝石用于 LED 衬底、手机摄像头维护玻璃、智能手机显示屏、智能手表的盖板玻璃等。

在这些使用中运用的玻璃、蓝宝石或陶瓷等资料,厚度通常较薄,硬度越来越高,十分易碎。而在加工要求上,上述使用通常需求在这些薄脆易碎的资料上施行十分精细的切割、钻孔甚至开槽等加工进程,这使得传统的铣、钻、磨等机械加工工艺面临着极大的应战,由于资料极薄极脆,加工进程中因接触而施加到资料上的任何应力,都能够招致资料碎裂,最终报废。

但是,传统机械加工方式所面临的应战,却为非接触性的激光加工带来了更多时机。

超快激光应对加工应战

玻璃、陶瓷、蓝宝石等薄脆性非金属资料的精细加工,通常运用超快激光。超快激光脉冲继续工夫极短,在纳秒、皮秒甚至是飞秒级别,将过度的激光能量作用在资料外表,经过打断资料的化学键而完成资料去除目的,在这个进程中,激光能量还来不及向加工范围四周传递,加工进程便已完毕,因而发生的热量简直可以疏忽不计,资料不会发生热损伤。

随着这些脆性资料在 LED、智能手机、可穿戴设备等产品中的使用越来越多,努力于这类脆性资料加工的激光器、激光零碎及相关科研机构也不时增多,他们的努力也促进了这类脆性资料激光加工技术的不时开展。以下复杂整理了一些相关方案,希望对读者有一定参考。

(一)汉诺威中心的薄片玻璃钻孔方案

2016 年 12 月初,德国汉诺威激光中心(LZH)和德国巴伐利亚激光中心(BLZ)结合举行了一场主题为“玻璃资料的激光加工”的研讨会,次要讨论激光玻璃加工范畴的最新近一年来,国家加大了对于互联网金融的管理力度,各种管理政策不断出台,不少业内人士对于互联网金融都保持着谨慎看好的态度,但是安方丹却保持了乐观的态度,她认为,互联网金融行业在当前是“风口上的大象”,技术正是这股风的原动力。开展与趋向。

以后,激光玻璃加工范畴的开展疾速,一些创新的加工进程和零碎,正在使薄片、平板和管状玻璃产品的加工不时提高。

图1:应用激光完成薄片强化玻璃的精细钻孔(图片来源:LZH)

研讨会上,汉诺威激光中心由Philipp von Witzendorff 指导的一个研讨团队引见了一种新颖的薄片玻璃钻孔方案,其将单个脉冲与不同的脉冲继续工夫相结合,成功防止了钻孔进程中在玻璃边缘呈现碎片,加工出的外表十分润滑,才能成功化学强化薄片玻璃的钻孔,如用于手机屏中的强化玻璃。

汉诺威激光中心新开发的玻璃钻孔工艺,比水射流方式更具本钱效益,并且还能加工厚度 4mm 的玻璃。汉诺威激光中心在玻璃加工方面的创新,将为消费电子等产品提供有价值的推进力。

(二)万机仪器的皮秒混合光纤激光器IceFyre将改动行业游戏规则?

在玻璃 / 蓝宝石加工方面,万机仪器(MKS Instruments)旗下的光谱物理业务部门(Spectra-Physics)在这方面实力不俗。早在 2015 年 12 月,光谱物理就针对化学强化玻璃、非强化玻璃和蓝宝石的疾速高质量切割使用,推出了 ClearShape 飞秒激光器,其可以到达 1m/s 的切割速度,并且切割边缘无毛边碎屑,边缘粗糙度Ra <0.1μm。