【導(dǎo)讀】智能手機的出現(xiàn)大大改變了人們的生活方式，而人們生活水平不斷提高也對智能手機提出了更高要求：除了系統(tǒng)、硬件等功能配置不斷升級外，手機外觀也成為各手機廠商角力的重點。
智能手機的出現(xiàn)大大改變了人們的生活方式，而人們生活水平不斷提高也對智能手機提出了更高要求：除了系統(tǒng)、硬件等功能配置不斷升級外，手機外觀也成為各手機廠商角力的重點。在外觀材料的革新過程中，玻璃材料憑借造型多變、抗沖擊性好、成本可控等諸多優(yōu)點而受到廠家歡迎，并在手機上獲得越來越廣泛的應(yīng)用，包括手機前蓋板、后蓋板、攝像頭蓋板、濾光片、指紋識別片、三棱鏡等。
盡管玻璃材料有著諸多優(yōu)點，但其易碎的特點為加工過程帶來不少難題，如容易出現(xiàn)裂紋、邊緣毛糙等。此外，聽筒、前置攝像頭、指紋片等位置的異型切割也對加工工藝提出了更高要求。如何解決玻璃材料的加工難題、提升產(chǎn)品良率，成為業(yè)內(nèi)共同的目標，推動玻璃切割技術(shù)的創(chuàng)新迫在眉睫。
玻璃切割工藝對比
傳統(tǒng)的玻璃切割工藝包括刀輪切割和CNC研磨切割。刀輪切割的玻璃崩邊大、邊緣粗糙，對玻璃的強度會大幅影響。而且刀輪切割的玻璃良率較低，材料利用率較低，切割完后還需進行復(fù)雜工序的后處理。刀輪進行異型切割時速度及精度會大幅下降，有些異型全面屏因轉(zhuǎn)角太小，根本無法用刀輪切割。CNC較刀輪的精度高，精度≤30μm，崩邊比刀輪小，約40μm，缺點是速度慢。
隨著激光技術(shù)的發(fā)展，玻璃切割中也出現(xiàn)了激光的身影。激光切割的速度快，精度高，切口沒有毛刺而且不受形狀限制，崩邊一般小于80μm。
傳統(tǒng)激光切割玻璃為消融機理，利用聚焦后的高能量密度的激光將玻璃融化甚至氣化，高壓的輔助氣體則將殘余的熔渣吹除。由于玻璃易碎，高重疊率的光斑會累積過度的熱在玻璃上，使玻璃龜裂，因此激光無法使用高重疊率的光斑進行一次切割，通常使用振鏡進行高速掃描，將玻璃一層一層去除，一般的切割速度小于1mm/s。
各類加工工藝對比
圖片來源：OFweek激光網(wǎng)
近年來超快激光（或稱超短脈沖激光）取得了飛速發(fā)展，尤其是在玻璃切割的應(yīng)用上取得了非常優(yōu)異的表現(xiàn)。英諾激光便開發(fā)出專為脆性材料加工的定制化模組，搭配英諾激光的超快激光器，能將脆性材料切得更好、更快，使成本更進一步下降。
定制激光模組（脆性材料切割模組）
圖片來源：英諾激光
超快激光加工原理
眾所周知，超快激光器是指輸出激光的脈沖寬度在皮秒（10-12秒）級別、或小于皮秒級別的脈沖激光器，具備極高的峰值功率。
對玻璃等透明材料而言，當超高峰值功率的激光被聚焦在透明材料內(nèi)部時，材料內(nèi)部由光傳播造成的非線性極化改變了光的傳播特性，使光束出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象（波前聚焦）。由于超快激光的峰值功率極高，使脈沖在玻璃內(nèi)不斷重復(fù)聚焦，在不發(fā)散的狀態(tài)下一路向下傳輸?shù)讲牧蟽?nèi)部，直至激光的能量不足以繼續(xù)支持發(fā)生自聚焦現(xiàn)象。至此，激光傳輸過的地方留下了如同絲線般的軌跡（直徑只有數(shù)個微米），將這些絲線連起來，對其施加應(yīng)力，玻璃便會自行沿著絲線裂開。
這是玻璃被激光改性過的結(jié)果，改性后的玻璃與原本的性質(zhì)不同。而這樣的加工方式也確保了加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響，從而做到了加工的“超精細”。
此外，非接觸式加工也可避免傳統(tǒng)機加方式切割容易發(fā)生崩邊、裂紋等問題，具有精度高、不產(chǎn)生微裂紋、破碎或碎片問題、邊緣抗破裂性高、無需沖洗、打磨、拋光等二次制造成本等優(yōu)點，降低成本的同時大幅提高了工件良率及加工效率。
超快激光加工玻璃的難點
英諾激光的脆性材料切割模組便是利用超快激光在材料內(nèi)部的自聚焦現(xiàn)象進行切割、鉆孔，但應(yīng)用超快激光進行自聚集也存在一定難點。例如，使用高斯光束自聚焦成絲，至多只有一兩百微米的長度，而且成絲的強度、粗細不均勻，呈一端粗一端細。這便無法確保激光作用于材料時成絲的穩(wěn)定性。
英諾激光通過光束整形解決了這一難點。一方面，英諾激光自主開發(fā)的脆性材料切割模組通過空間分布的光束整形，將原本聚焦為一點的高斯光束變成沿軸線的線型聚焦光束，在很長的一個范圍內(nèi)都有不錯的聚焦效果。而AOPICO皮秒系列（紅外激光器）則通過特殊的運行模式，將脈沖在時間上進行光束整形。兩種光束整形的共同作用，實現(xiàn)了自聚焦的效果極大化。
AOPICO皮秒系列（紅外皮秒激光器）
圖片來源：英諾激光
整形后的成絲長度可達5mm以內(nèi)，且粗細均勻，適合玻璃切割、鉆孔。由于成絲長度長，可完全覆蓋手機用的薄玻璃厚度，只需一次掃描即可完成整個切割輪廓的改性。視不同曲線而定，激光切割的速度可從數(shù)十毫米每秒到一米每秒，切割速度是傳統(tǒng)激光消融的數(shù)十倍以上。
加工案例展示
英諾激光脆性材料切割模組搭配英諾激光的皮秒激光器，可以進行幾乎無錐度的切割及鉆孔，而且可以進行任意形狀的切割，滿足異型全面屏的各種加工需求。可加工的玻璃種類也更多，過去被認為無法加工的強化玻璃也可以加工。部分加工案例如下（以下圖片均由英諾激光提供）：
攝像頭蓋板玻璃 T0.55 mm
康寧玻璃 T3 mm
霧面玻璃 T2 mm
藍寶石 T0.3 mm
全面屏TFT玻璃 T0.25 mm（雙層）
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