聯(lián)系人：燕先生
用皮秒脈沖激光器進行精密玻璃加工用皮秒脈沖激光器進行精密玻璃加工
幾個世紀以來，玻璃的加工工藝主要有機械法劃片和斷裂、磨削和切割。盡管微電子技術(shù)逐步發(fā)展，但這些古老的技術(shù)仍然在玻璃加工技術(shù)中占主導(dǎo)地位。隨著高功率激光器在20 世紀60年代出現(xiàn)，玻璃切割很快就成為它的一個應(yīng)用市場。盡管開發(fā)出許多創(chuàng)新的技術(shù)，但激光系統(tǒng)相對較高的復(fù)雜性和成本拖慢了它在該市場工業(yè)化的腳步。本世紀初，化學(xué)強化玻璃的普及給傳統(tǒng)切割技術(shù)帶來了更嚴苛的挑戰(zhàn)，從而使得激光加入到更公平的競爭中來。結(jié)果顯而易見：和玻璃深加工相關(guān)的新型激光器和激光技術(shù)呈現(xiàn)出爆炸式發(fā)展。有些技術(shù)例如ESI的Diamond Blaze技術(shù)可以實現(xiàn)非常快速的線切割，并且質(zhì)量非常高。然而，在如今的微電子市場，弧形轉(zhuǎn)角、內(nèi)弧形的“Home”按鈕、揚聲器孔等部件需要的是不同的技術(shù)。例如， Eolite公司開發(fā)的一個專有工藝可以實現(xiàn)高化學(xué)強化玻璃的內(nèi)弧形和外弧形的線切割，良品率很高。空氣噴射的壓力或者甚至只憑重力就可以移除被切除的部位，并且切割邊緣的質(zhì)量非常高，能減少或去掉后處理的步驟。
化學(xué)強化玻璃：結(jié)構(gòu)
化學(xué)強化玻璃起源于20世紀6 0 年代，由康寧（Corning）開發(fā)，命名為“Chemcor”，可以應(yīng)用于汽車、航空航天和制藥行業(yè)，但是顯然并未成為業(yè)內(nèi)的主流。不過，在本世紀初，該項技術(shù)煥發(fā)了新的活力，改進產(chǎn)品被命名為“大猩猩玻璃”（Gorilla Glass），并迅速成為用于智能手機和平板電腦面板的主流材質(zhì)。截止到2013年5月底，估計超過15億臺售出的設(shè)備使用了大猩猩玻璃。
生產(chǎn)大猩猩玻璃的工藝仍然利用了生產(chǎn)Chemcor 玻璃的基礎(chǔ)原理。將鈉玻璃浸入堿性溶液，使得玻璃中的鈉離子與溶液中的鉀離子交換。正如圖1所示， 因為鉀離子大于鈉離子，使得玻璃表面具有更大的殘余壓應(yīng)力。該壓應(yīng)力反過來又可以阻止裂紋的產(chǎn)生，從而限制了任何裂紋末端的應(yīng)力，可以減少瑕疵的誘發(fā)和蔓延。最終使得該玻璃的抗損壞性比未強化的玻璃高出很多倍，可以耐受智能手機日常使用中遇到的應(yīng)力和應(yīng)變。
這種表面壓應(yīng)力可以顯著提高玻璃的力學(xué)性能，但是強化玻璃的強度也會呈下降趨勢，上海激光打標擁有這種技術(shù)，這樣的話如果采用傳統(tǒng)的劃片和鋸切工藝會帶來更多問題。不夸張地說，通過傳統(tǒng)的方法來切割最高強度的玻璃是不可能實現(xiàn)的。雖然化學(xué)強化讓玻璃變得結(jié)實，但是也讓它難以用機械法切割。首先，為了切開一種材料，劃痕會非常深，作用力也必須非常高。同時，一旦劃痕深入到中間的拉應(yīng)力區(qū)域，拉應(yīng)力作用于裂紋尖端，使得裂紋迅速自發(fā)地在中心的拉應(yīng)力層進行無序擴展。由此在中心層產(chǎn)生的不可控和不規(guī)則的裂紋擴展通常會破壞整個部件。所以需要一種新的切割方法。
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