聯(lián)系人：燕先生
用皮秒脈沖激光器進(jìn)行精密玻璃加工用皮秒脈沖激光器進(jìn)行精密玻璃加工
幾個世紀(jì)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(jì)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(jì)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(yán)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?？焖俚木€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?？諝鈬娚涞膲毫蛘呱踔林粦{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(jì)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(jì)初，該項技術(shù)煥發(fā)了新的活力，改進(jìn)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(biāo)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(jìn)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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