玻璃切割难点是什么？传统工艺与改良型工艺对
发布时间：2020-08-26 10:33
智能手机的出现大大改变了人们的生活方式，而人们生活水平不断提高也对智能手机提出了更高要求：除了系统、硬件等功能配置不断升级外，手机外观也成为各手机厂商角力的重点。在外观材料的革新过程中，玻璃材料凭借造型多变、抗冲击性好、成本可控等诸多优点而受到厂家欢迎，并在手机上获得越来越广泛的应用，包括手机前盖板、后盖板、摄像头盖板、滤光片、指纹识别片、三棱镜等。
尽管玻璃材料有着诸多优点，但其易碎的特点为加工过程带来不少难题，如容易出现裂纹、边缘毛糙等。此外，听筒、前置摄像头、指纹片等位置的异型切割也对加工工艺提出了更高要求。如何解决玻璃材料的加工难题、提升产品良率，成为业内共同的目标，推动玻璃切割技术的创新迫在眉睫。
玻璃切割是平板显示及智能电子行业中高度关注的一个话题，其关键技术是如何同时实现高产出率、低残余热效应及良好的切割面质量，且切割过程必须节约能源且节省材料。短脉冲激光切割是目前的主流方向。事实上，超短脉冲激光能够让玻璃内部产生非线性的吸收。在特定的照射条件下，这个内部修正可以实现良好的玻璃切割质量。效果最好的无疑是使用贝塞尔光束进行。准直高斯光束通过平凸锥透镜形成近似贝塞尔光束的环形光束。它们用于产生可随着距离增加直径，但又保持一致环形厚度的非衍射环形光束。
传统的玻璃切割工艺：刀轮切割和CNC研磨切割。刀轮切割的玻璃崩边大、边缘粗糙，对玻璃的强度会大幅影响。而且刀轮切割的玻璃良率较低，材料利用率较低，切割完后还需进行复杂工序的后处理。刀轮进行异型切割时速度及精度会大幅下降，有些异型全面屏因转角太小，根本无法用刀轮切割。CNC较刀轮的精度高，精度≤30μm，崩边比刀轮小，约40μm，缺点是速度慢。
近年来超快激光器（或称超短脉冲激光）取得了飞速发展，尤其是在玻璃切割的应用上取得了非常优异的表现。超快激光器是指输出激光的脉冲宽度在皮秒（10-12秒）级别、或小于皮秒级别的脉冲激光器，具备极高的峰值功率。对玻璃等透明材料而言，当超高峰值功率的激光被聚焦在透明材料内部时，材料内部由光传播造成的非线性极化改变了光的传播特性，使光束出现自聚焦现象（波前聚焦）。由于超快激光的峰值功率极高，使脉冲在玻璃内不断重复聚焦，在不发散的状态下一路向下传输到材料内部，直至激光的能量不足以继续支持发生自聚焦现象。至此，激光传输过的地方留下了如同丝线般的轨迹（直径只有数个微米），将这些丝线连起来，对其施加应力，玻璃便会自行沿着丝线裂开。
这是玻璃被激光改性过的结果，改性后的玻璃与原本的性质不同。而这样的加工方式也确保了加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响，从而做到了加工的“超精细”。此外，非接触式加工也可避免传统机加方式切割容易发生崩边、裂纹等问题，具有精度高、不产生微裂纹、破碎或碎片问题、边缘抗破裂性高、无需冲洗、打磨、抛光等二次制造成本等优点，降低成本的同时大幅提高了工件良率及加工效率。
