包括微電子和顯示面板制造領(lǐng)域在內(nèi)的眾多產(chǎn)品都需要用到纖薄的、具有脆弱機(jī)械特性的或熱敏感的材料。

出于三個(gè)主要原因，激光已廣泛用于加工（切割、打標(biāo)、焊接等）這些類型的材料。

首先，與任何其他技術(shù)相比，激光可以制作出更小、更精確的特征。

其次，激光不會(huì)對(duì)工件施加機(jī)械力，因此不會(huì)引入任何應(yīng)力或造成任何破損的機(jī)會(huì)。

最后，如果使用得當(dāng)，可以限制激光在加工過(guò)程中對(duì)零件的加熱程度。這很重要，因?yàn)闊崃繒?huì)損壞部件或以某種方式改變其物理特性。

熱門話題

隨著制造商不斷超越極限，以持續(xù)提高的吞吐率生產(chǎn)更加復(fù)雜的部件，熱損傷問(wèn)題變得越來(lái)越重要。手機(jī)顯示面板的生產(chǎn)就是這樣一個(gè)典型案例。這些顯示面板通�；�于柔性 OLED 模組。為了生產(chǎn)它們，需要在一個(gè)大基板上制作多個(gè)顯示面板，并在最后階段切割出一個(gè)個(gè)單獨(dú)的手機(jī)顯示面板。

這些切口的形狀可能非常復(fù)雜，有圓角、按鍵凹槽以及相機(jī)和其他傳感器的孔。此外，絕對(duì)至關(guān)重要的是，切割過(guò)程不能過(guò)度加熱部件，否則可能會(huì)影響顯示效果（如變色）甚至降低功能性。

由于這同一問(wèn)題會(huì)影響非常多的應(yīng)用，因此激光器制造商一直在開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。幾年前工業(yè)超快脈沖（USP）激光器的成功開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了一次重要的突破。它們會(huì)非常短暫地爆發(fā)出一束光，以至于在大部分熱量有時(shí)間傳導(dǎo)到零件之前，零件上的材料就會(huì)被蒸發(fā)。 

曲線難題

但是，對(duì)于一些要求非常嚴(yán)苛和敏感的應(yīng)用，即使是 USP 技術(shù)也需要一些幫助，才能完全避免部件受到熱損傷。為了理解其中的原因，讓我們回到帶有彎角的手機(jī)顯示面板切割案例。 

為此，激光束需要在部件表面描繪出所需切割圖案的軌跡，換句話說(shuō)，光束需要相對(duì)于部件進(jìn)行移動(dòng)，以便切割出想要的形狀。這可以通過(guò)在機(jī)動(dòng)平臺(tái)上移動(dòng)部件來(lái)完成，或者，通過(guò)使用掃描鏡移動(dòng)激光束來(lái)完成（或二者相結(jié)合）。

無(wú)論哪一種方式，制造光束運(yùn)動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)都有質(zhì)量。 而且，這意味著它不能立即停止或啟動(dòng)。為了改變方向，它必須加速或減速。因此，當(dāng)光束到達(dá)切割圖案中的彎曲部分時(shí)，將減速進(jìn)入曲線，然后重新加速離開(kāi)曲線。就像汽車在彎路上行駛一樣。

那又如何呢？ 激光會(huì)產(chǎn)生一系列光脈沖。而且，不管它們是前面提到的超短脈沖還是更長(zhǎng)的脈沖都沒(méi)有關(guān)系。無(wú)論哪一種，它們的時(shí)間間隔通常都是均勻的，例如，每百萬(wàn)分之一秒一個(gè)脈沖（是的，它們就是如此之快，甚至更快�。�。 

但是，請(qǐng)看一下當(dāng)激光以固定重復(fù)頻率產(chǎn)生脈沖時(shí)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)穿過(guò)曲線會(huì)發(fā)生什么。由于光束運(yùn)動(dòng)減慢，然后重新加速以穿過(guò)曲線，因此，與切割直線部分時(shí)相比，脈沖在部件的曲線部分彼此靠得更近。這意味著激光此時(shí)會(huì)將更多熱量泵入部件中。這可不是什么好事。

使用以固定脈沖頻率運(yùn)行的脈沖激光器，當(dāng)激光束減速以切割彎曲部分時(shí)，脈沖在空間上間隔會(huì)更近。這會(huì)導(dǎo)致一些不良的熱量堆積。無(wú)論切割路徑的形狀如何，PulseEQ 都能保持恒定的脈沖空間間隔和脈沖能量。

PulseEQ 有多酷？

從概念上講，這種解決方案非常簡(jiǎn)單。只需在切割過(guò)程中調(diào)整激光脈沖頻率，以便每個(gè)脈沖擊中工件的位置始終保持相同的物理空間間隔，而不論光束相對(duì)于表面移動(dòng)的速度有多快。

當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)生活中能做到這樣并不簡(jiǎn)單。原因之一是，當(dāng)您降低 USP 激光器上的脈沖重復(fù)頻率時(shí)，脈沖能量呈指數(shù)增加。此外，您還需要一個(gè)控制系統(tǒng)，能夠時(shí)刻準(zhǔn)確地告知激光器光束在部件表面的移動(dòng)速度。然后，需要調(diào)整激光脈沖速率與之匹配。

使用 USP 激光在銅和液晶聚合物（LCP）層壓薄膜材料上進(jìn)行彎曲切割，該層壓薄膜材料是一種可用于5G手機(jī)天線的材料組合。如果沒(méi)有 PulseEQ，由于激光束會(huì)在彎曲部分減速，這里會(huì)發(fā)生一定的碳化。PulseEQ 完全消除了這個(gè)問(wèn)題。

而且，這些正是 PulseEQ 能夠完成的任務(wù)。有很多技術(shù)可以使其發(fā)揮作用，而且既精確又可靠。但是，歸根結(jié)底，無(wú)論激光器以何種重復(fù)頻率運(yùn)行，PulseEQ 都能將脈沖能量穩(wěn)定地保持在所需的水平。此外，它還可以使激光重復(fù)頻率與部件運(yùn)動(dòng)相匹配。因此，無(wú)論掃描圖案和掃描速度如何，工作表面的激光切割功率始終保持不變。這使激光能夠執(zhí)行非常精確和苛刻的加工任務(wù)，而不會(huì)對(duì)部件產(chǎn)生任何熱損傷。

 由于 PulseEQ 可以幫助相干激光器在如此之多的不同應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)盡可能好的結(jié)果，因此我們已將其裝備于所有工業(yè) USP 和納秒激光器上。

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