Laser femtosaat diketahui memotong hampir semua bahan, dan ia digunakan dalam pemprosesan dan pembuatan paparan, semikonduktor dan komponen elektronik atau bahagian tersuai lain. Malah, pemesinan laser femtosecond adalah lebih tepat dan meminimumkan kesan haba pada bahan, menghasilkan bahagian yang lebih berkualiti. pasukan Amplitud telah bekerja selama bertahun-tahun pada satu aplikasi untuk laser femtosaat: pemprosesan kaca.
Bagaimanakah laser femtosaat boleh meningkatkan pemotongan kaca?
Ciri yang membezakan kaca ialah sifatnya yang keras dan rapuh, yang menimbulkan cabaran pemprosesan yang ketara. Teknik pemotongan kaca mekanikal tradisional seperti pemotongan roda berlian, letupan pasir atau proses pancutan air dipotong dengan tidak tepat, kekurangan ketetapan di tepi, dan mempunyai tegasan tepi yang besar dan tidak simetri semasa proses pemotongan, mengakibatkan retakan mikro, habuk dan serpihan pada tepi kaca diproses dengan cara ini. Untuk kebanyakan aplikasi, keretakan kecil yang disebabkan oleh cip dan tegasan setempat akan menyebabkan kegagalan peranti, dan dengan itu pengisaran dan penggilap tepi pasca lulus mesti dilakukan untuk mengukuhkan tepi untuk mencapai kualiti yang boleh diterima. Selain itu, pemprosesan roda pisau mekanikal juga memerlukan beberapa ejen tambahan untuk membantu dalam pemotongan, yang mungkin melekat pada tepi siap dan memerlukan rawatan seperti pembersihan air atau pembersihan ultrasonik. Proses rawatan seterusnya dan kadar hasil yang rendah akan meningkatkan kos produk kaca siap.
Di samping itu, apabila sekeping kaca ditipiskan ke paras mikron (kaca UTG), kaedah pemotongan mekanikal tradisional ini tidak akan digunakan lagi. Kelebihan unik laser ultrafast memungkinkan untuk memproses bahan kaca yang keras, rapuh dan ultra nipis ini, dan laser femtosaat dengan parameter yang sesuai boleh memotong dengan cekap dengan bilangan tepi yang sangat terhad dalam satu laluan [1]. Ini benar walaupun untuk kaca tebal, di mana laser femtosaat menawarkan alternatif kepada teknik pemotongan kaca lain.
Pemotongan kaca laser femtosecond: Bagaimanakah ia berfungsi?
Denyutan laser ultrashort digabungkan dengan pancaran seperti Bezier boleh digunakan untuk pemprosesan kaca. Rasuk Bessel mempunyai pinggang rasuk yang lebih nipis dan kedalaman fokus yang lebih panjang daripada rasuk Gaussian, dan mampu menyerap tenaga denyutan ultrashort secara serentak di sepanjang keseluruhan ketebalan kaca. Penggunaan Pulse Bursts membolehkan kaca mengalami penyerapan laser yang lebih cekap dan mengakibatkan rekahan yang diperlukan untuk memotong kaca dari atas ke bawah. Menggunakan laser femtosaat ini dengan pancaran seperti Bessel, sebagai contoh, pemotongan kaca boleh dilakukan tanpa mengira sama ada trajektori lurus atau melengkung.
Pasukan aplikasi Amplitud telah membangunkan proses berasaskan laser femtosaat untuk mengawal dengan tepat arah patah dan optik pemprosesan kaca yang disertakan, dan menggunakan penjanaan patah lanjutan untuk meningkatkan kecekapan pemprosesan proses pemotongan kaca. Proses ini boleh digunakan untuk memotong kaca nipis dan ultra nipis (<200μm), thick glass (>1mm) atau kaca berbilang lapisan atau pelbagai bahan lutsinar rapuh yang mudah dipisahkan dengan kekasaran permukaan yang rendah (<1μm) and no chips and chipping.
Ciri utama proses ini ialah tenaga laser femtosaat yang diserap oleh kaca menghasilkan retakan lanjutan yang jauh melebihi saiz titik hentaman sebenar. Ciri ini mempercepatkan masa pemprosesan dengan ketara dan meningkatkan kecekapan penggunaan kuasa laser. Untuk pelbagai jenis kaca dan ketebalan (<1 mm nanolaminate glass, for example), the use of sub-picosecond or femtosecond pulses can produce longer extended cracks for more efficient processing. For cutting thin glass, cutting speeds of more than ~1 m/s along a straight line and more than 100 mm/s for curved parts can be achieved with a laser power of only 10 W. For ultra-thin glass, cutting energies of less than 30 uJ can yield cut edges with chipping of less than 0.5 um. The process can also be used to cut thick glass or multiple layers of glass (>1 mm) dalam satu laluan.
Kajian eksperimen yang dijalankan oleh pasukan proses Amplitud telah menunjukkan bahawa parameter pemprosesan yang paling cekap adalah untuk menghasilkan letusan 4 hingga 6 nadi dengan taburan tenaga rata bagi sub-nadi. Dalam kombinasi dengan konfigurasi optik tertentu ketebalan kaca 3 mm boleh diproses dalam satu laluan. Untuk kajian ini, laser Amplitud Tangor telah digunakan, dilengkapi dengan fungsi Femtoburst ™️, yang membolehkan pengguna memprogramkan amplitud sub-nadi individu dalam corak letusan untuk memodulasi dengan tepat pengagihan tenaga letusan untuk kajian terperinci tentang penyerapan tenaga bahan. dengan cara yang disesuaikan.
Untuk siapa pemotongan kaca laser femtosecond?
Proses ini boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi seperti pengeluar paparan peranti mudah alih, yang menggunakan kaca nipis atau kaca berbilang lapisan, dan dalam elektronik pengguna di mana kaca bersalut sering digunakan dan mesti selalu diproses dengan sudut melengkung, bentuk berkontur dan potongan. , dan di mana ciri pemprosesan nadi pendek denyutan femtosaat boleh mengurangkan zon terjejas haba lapisan salutan dengan berkesan. Banyak kaedah laser mekanikal atau lain-lain tidak dapat memberikan tahap ketepatan dan kualiti yang diperlukan untuk produk tersebut. Teknologi kami juga boleh digunakan untuk memotong kaca tebal untuk industri perubatan atau kaca terbaja untuk perlindungan skrin atau industri automotif.
Di samping itu, dengan pembangunan teknologi kaca melalui lubang (TGV) dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ia akan menjadi arah dan trend untuk menggunakan substrat lubang melalui kaca dalam papan penyesuai pakej bersepadu 3D, MEMS dan LED Mini/LED Mikro, dsb. Di samping itu, terdapat juga permintaan khas untuk jenis lubang nisbah kedalaman-ke-diameter yang tinggi dalam komunikasi optik, elektronik pengguna, bio-cip, dll. Dalam teknologi TGV, modul pemprosesan rasuk Bessel adalah alat yang sangat diperlukan, menggunakan teknologi ini boleh mencapai mikron atau sub-mikron, super 250,000 setiap sentimeter persegi lubang telus ultra-tinggi, pemprosesan lubang telus kaca yang padat dan berkelajuan tinggi memerlukan 1. lubang mikro antara pemprosesan laser tidak boleh muncul dalam tegasan haba yang disebabkan oleh retakan mikro, 2. jarak lubang mesti dikawal dengan tepat. Laser femtosaat menawarkan lebar nadi yang sempit untuk mengawal keretakan mikro (<350fs) while providing an excellent solution to precisely control the position accuracy of the trigger pulse on the material using the FemtoTrig® feature developed by Amplitude's technical team, synchronized with the oscillator clock (fosc:40Mhz, jitter. 25ns) to achieve higher machining position accuracy (100m/ s, Position Error: 2.5um) while maintaining a constant single pulse energy (<4% energy fluctuation) for high speed pulse machining.
Pasukan teknikal dan proses Amplitude membangun dan menambah baik kaedah pemprosesan laser femtosecond dengan menggabungkan dan mendedahkan sifat dalaman bahan secara berterusan, dan dengan menyesuaikan modul optik yang sepadan dan penyelesaian laser untuk mendapatkan hasil pemprosesan bahan laser berkualiti tinggi. Makmal aplikasi di Suzhou, China boleh menyediakan pelanggan dengan ujian pemprosesan sampel untuk mengesahkan kebolehlaksanaan teknologi, dan juga menyediakan pelanggan dan rakan kongsi dengan pembangunan kolaboratif teknologi aplikasi laser femtosaat dan latihan praktikal mengenai pemprosesan laser femtosecond. Dengan membuka kerjasama secara aktif dengan universiti dan institusi penyelidikan China, kami berhasrat untuk membangunkan lebih ramai bakat tempatan.
