手機(jī)和其他移動設(shè)備的生產(chǎn)步驟中，最后階段會在顯示屏上貼附玻璃蓋板，并在攝像頭上安裝防護(hù)鏡片。為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)，這些組件必須從大幅面材料上快速切下，同時要確保極高的機(jī)械精度。 

這種切割所產(chǎn)生的表面粗糙度和殘余應(yīng)力是重要的評估要素，它們會影響最終組件的抗碎裂性能。碎屑的產(chǎn)生也很關(guān)鍵，因?yàn)檫@可能需要額外步驟來進(jìn)行清除。另一件必須考慮的事情，是要避免在切割過程中損壞組件上的任何涂層或其他功能膜層。

基于成絲技術(shù)的超短脈沖（USP）激光器切割工藝可滿足所有這些要求。但具體的實(shí)施方式取決于工藝指標(biāo)和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵因素包括鏡片材料和厚度、切割長度和形狀，以及必要的產(chǎn)出速度。

USP 激光器可用于玻璃切割

當(dāng)今移動設(shè)備中使用的大多數(shù)玻璃蓋板是經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的堿鋁硅酸鹽玻璃（如 Gorilla® 玻璃）、經(jīng)過熱強(qiáng)化的鈉鈣玻璃或類似材料。柔性顯示屏的玻璃蓋板厚度通常約為 0.5 mm。可折疊顯示屏的玻璃蓋板可以薄至 30 µm。

要決定如何在此類組件上應(yīng)用成絲切割工藝，首先要考慮的是激光重復(fù)頻率。這是因?yàn)樵诔山z切割中，激光束在組件表面上移動，每個脈沖（或脈沖串）都會產(chǎn)生一根細(xì)絲，即一個貫穿玻璃的孔。其目標(biāo)是要在玻璃上生成一系列間距均勻的穿孔（間距通常約為 50 µm）。隨后，在穿孔處產(chǎn)生應(yīng)力以將這些孔轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)裂紋。這將使組件分離。通常，該分離工藝使用 Coherent 高意公司的 CO2 激光器沿穿孔線產(chǎn)生高度局域化的熱應(yīng)力。

對于特定間距的打孔，激光重復(fù)頻率越高，光斑在玻璃表面上移動的速度就越快。因此，在顯示屏玻璃蓋板這類大型組件的切割應(yīng)用來說，如果每束脈沖輸出相同能量，Coherent 的 HyperRapid NXT（重復(fù)頻率最高 400 kHz）的工藝速度比 Rapid LX（重復(fù)頻率最高 90 kHz）快三倍。但 HyperRapid NXT 比 Rapid LX 尺寸更大、價格更高。

因此，如果產(chǎn)出速度至關(guān)重要，那么 HyperRapid NXT 是首選。但是在某些情況下，吞吐率或整體工藝會受到載臺移動或光斑轉(zhuǎn)向的限制。如果這些因素使激光器無法以最高重復(fù)頻率運(yùn)行，那么 HyperRapid NXT 就無法發(fā)揮其全部優(yōu)勢。在這類情況下，Rapid LX 有可能可以實(shí)現(xiàn)完全相同的切割質(zhì)量和吞吐率。

藍(lán)寶石切割    

大多數(shù)手機(jī)都會使用小的圓形藍(lán)寶石鏡片保護(hù)攝像頭。藍(lán)寶石非常堅硬且耐劃傷。同時也很昂貴，這就是其應(yīng)用場景很少的原因。 

成絲工藝可輕松切割藍(lán)寶石。但是，由于這些部件很小而且是圓形的，Rapid LX 通常是非常好的選擇，因?yàn)樗�具有較低的重復(fù)頻率和較低的成本。要了解具體原因，您需要了解有關(guān)成絲技術(shù)是如何操作的。 

要使這種技術(shù)發(fā)揮作用，激光束必須垂直于零件表面入射。因此，用于聚焦的光學(xué)系統(tǒng)通常是固定的，而工件則隨載臺移動。這種應(yīng)用中不會使用振鏡，因?yàn)樗鼈儠��?dǎo)致光斑在待切割工件的表面以一定角度入射。

快速切割小的圓形藍(lán)寶石鏡片意味著電機(jī)必須不斷地加速、減速。零件越小，加速度就越大。當(dāng)然，電機(jī)所能產(chǎn)生的加速度是有限的。一般來說，它們的速度無法匹配 400 kHz 工作頻率的激光器，因此不能以這種頻率產(chǎn)生所需間距的細(xì)絲。這意味著激光器不得不以較低的重復(fù)頻率運(yùn)行。這使得 Rapid LX 成為優(yōu)異的選擇。

Coherent 專注于切割質(zhì)量

用于成絲切割的光學(xué)系統(tǒng)與激光源一樣重要。Coherent 開發(fā)了一系列配套的光學(xué)系統(tǒng)，每一種都能給不同的應(yīng)用帶來出色的工藝效果。 

比如，我們的“標(biāo)準(zhǔn)版” SmartCleave Advanced Classic光學(xué)系統(tǒng)可處理厚度最大 1.8 mm 的基板。這涵蓋了大多數(shù)顯示屏切割應(yīng)用。我們還有一個鏡頭（SmartCleave Advanced LongFi）對光斑形狀做專門優(yōu)化，從而可以切割厚度最大 3 mm 的工件。不同的工件厚度會產(chǎn)生不同的切割特性，因此需要對具體工藝做折衷權(quán)衡。 

此外，我們擁有專門用于切割超�。�< 100 µm）玻璃所必不可少的光學(xué)器件，這種玻璃對于可折疊顯示屏而言至關(guān)重要。SmartCleave Advanced Low Damage光學(xué)系統(tǒng)可降低聚焦區(qū)域內(nèi)的峰值功率密度。這犧牲了制造更長細(xì)絲的能力，但可以在入射端產(chǎn)生更小的熱影響區(qū)和更平滑的紋理。降低表面粗糙度對于超薄玻璃尤為重要，因?yàn)樗鼤�直接影響彎曲�?qiáng)度。 

如果您查看 USP 激光器制造商的數(shù)據(jù)規(guī)格表，您可能會簡單地認(rèn)為更高的功率可以實(shí)現(xiàn)更快或更好的工藝效果。但事實(shí)并非如此。而且，即使選擇了規(guī)格最好的激光器，它也仍然必須以正確的方式聚焦到工件上。您需要選擇擁有多年激光玻璃切割經(jīng)驗(yàn)和數(shù)百次實(shí)際安裝經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商，才能獲得正確的玻璃切割工藝參數(shù)。

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