Laser Femto giây được biết đến để cắt hầu hết mọi vật liệu và chúng được sử dụng trong quá trình xử lý và sản xuất màn hình, chất bán dẫn và các linh kiện điện tử hoặc bộ phận tùy chỉnh khác. Trên thực tế, vi gia công laser femto giây chính xác hơn và giảm thiểu tác động nhiệt lên vật liệu, dẫn đến các bộ phận có chất lượng cao hơn. nhóm Biên độ đã làm việc trong nhiều năm trên một ứng dụng cho laser femto giây: xử lý thủy tinh.
Laser femto giây có thể cải thiện việc cắt kính như thế nào?
Đặc điểm nổi bật của thủy tinh là tính chất cứng và giòn của nó, điều này đặt ra một thách thức lớn trong quá trình xử lý. Các kỹ thuật cắt kính cơ khí truyền thống như cắt bánh xe kim cương, phun cát hoặc tia nước cắt không chính xác, thiếu sự đều đặn ở các cạnh và có ứng suất dư lớn và không đối xứng trong quá trình cắt, dẫn đến các vết nứt nhỏ, bụi và mảnh vụn trên kính các cạnh của kính được xử lý theo cách này. Đối với nhiều ứng dụng, các vết nứt nhỏ do phoi và ứng suất cục bộ gây ra sẽ gây ra lỗi thiết bị, do đó phải thực hiện mài và đánh bóng cạnh sau khi gia công để gia cố các cạnh nhằm đạt được chất lượng chấp nhận được. Ngoài ra, quá trình gia công bánh dao cơ học cũng cần một số chất phụ trợ để hỗ trợ cắt, có thể dính vào mép thành phẩm và cần xử lý như làm sạch bằng nước hoặc làm sạch bằng siêu âm. Các quy trình xử lý tiếp theo và năng suất thấp sẽ làm tăng giá thành của thành phẩm thủy tinh.
Ngoài ra, khi tấm kính đơn được làm mỏng đến mức micron (kính UTG), các phương pháp cắt cơ học truyền thống này sẽ không còn được áp dụng. Ưu điểm độc đáo của laze cực nhanh giúp có thể xử lý các vật liệu thủy tinh cứng, giòn và siêu mỏng này, đồng thời laze femto giây với các thông số phù hợp có thể cắt hiệu quả với số lượng cạnh rất hạn chế trong một lần chạy. Điều này đúng ngay cả đối với kính dày và laser femto giây cung cấp giải pháp thay thế cho các kỹ thuật cắt kính khác.
Cắt kính bằng laser Femtosecond: Nó hoạt động như thế nào?
Các xung laze cực ngắn kết hợp với chùm tia giống Bezier có thể được sử dụng để xử lý thủy tinh. Chùm Bessel có eo chùm mỏng hơn và độ sâu tiêu cự dài hơn chùm Gaussian và có thể đồng thời hấp thụ năng lượng của các xung cực ngắn dọc theo toàn bộ độ dày của kính. Việc sử dụng Pulse Bursts cho phép tia laser hấp thụ thủy tinh hiệu quả hơn và tạo ra các vết nứt cần thiết để cắt xuyên qua kính từ trên xuống dưới. Ví dụ, tia laser femto giây với chùm tia giống như Bessel này có thể được sử dụng để cắt kính theo quỹ đạo thẳng hoặc cong.
Nhóm ứng dụng Biên độ đã phát triển một quy trình dựa trên tia laser femto giây để kiểm soát chính xác hướng của vết nứt và quang học xử lý kính đi kèm, đồng thời sử dụng khả năng tạo vết nứt mở rộng để cải thiện hiệu quả xử lý của quy trình cắt kính. Quá trình này có thể được sử dụng để cắt kính mỏng và siêu mỏng (<200μm), thick glass (>2mm) và thậm chí là kính nhiều lớp hoặc nhiều loại vật liệu trong suốt giòn dễ tách rời với độ nhám bề mặt thấp (<1μm) and no chips and chipping.
Đặc điểm chính của quy trình là năng lượng laser femto giây được thủy tinh hấp thụ tạo ra một vết nứt mở rộng vượt xa kích thước của điểm va chạm thực tế. Tính năng này tăng tốc đáng kể thời gian xử lý và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng laser. Đối với một loạt các loại kính và độ dày (<1 mm nanolaminate glass, for example), the use of sub-picosecond or femtosecond pulses can produce longer extended cracks for more efficient processing. For cutting thin glass, cutting speeds in excess of ~1 m/s along a straight line and in excess of 100 mm/s for curved parts can be achieved with laser power of only 10 W. For ultra-thin glass, cutting energy of no more than 40 μJ can result in a chipped edge of less than 1 μm.
The process can also be used to cut thick glass or multilayer glass (>1 mm) trong một lần. các nghiên cứu thử nghiệm do nhóm quy trình Biên độ thực hiện đã chỉ ra rằng tham số xử lý hiệu quả nhất là tạo ra chuỗi xung (Burst) gồm 4 đến 6 xung với sự phân bố năng lượng xung con phẳng. Kết hợp với một số cấu hình quang học nhất định, kính dày hơn 2 mm có thể được xử lý trong một lần chạy. Đối với nghiên cứu này, một tia laser Amplitude Tangor đã được sử dụng, được trang bị tính năng Femtoburst™️, cho phép người dùng lập trình các biên độ xung phụ riêng lẻ trong mẫu chùm để điều chỉnh chính xác sự phân bố năng lượng chùm nhằm nghiên cứu chi tiết về sự hấp thụ năng lượng vật liệu tùy chỉnh .
Cắt kính bằng laser femtosecond dành cho ai?
Quy trình này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như các nhà sản xuất màn hình thiết bị di động sử dụng kính mỏng hơn hoặc kính nhiều lớp (ví dụ: LCD) và trong các thiết bị điện tử tiêu dùng thường sử dụng kính phủ và thường phải được xử lý với các góc cong, đường viền hình dạng và vết cắt, và các đặc tính xử lý xung ngắn của các xung femto giây có thể làm giảm vùng ảnh hưởng nhiệt của lớp phủ một cách hiệu quả. Nhiều phương pháp cơ học hoặc laser khác không thể cung cấp mức độ chính xác và chất lượng cần thiết cho các sản phẩm đó. Công nghệ của chúng tôi cũng có thể được sử dụng để cắt kính dày hơn cho ngành y tế hoặc thậm chí là kính cường lực để bảo vệ màn hình hoặc ngành công nghiệp ô tô.
Ngoài ra, với sự phát triển của công nghệ kính xuyên lỗ (TGV) trong những năm gần đây, sẽ là hướng và xu hướng sử dụng đế kính xuyên lỗ trong bo mạch bộ điều hợp gói tích hợp 3D, MEMS và Mini LED/Micro LED, v.v. Ngoài ra, cũng có nhu cầu đặc biệt đối với các loại lỗ có tỷ lệ độ sâu trên đường kính cao trong truyền thông quang học, điện tử tiêu dùng, chip sinh học, v.v. Trong công nghệ TGV, mô-đun xử lý chùm tia Bessel là một công cụ không thể thiếu, sử dụng công nghệ này có thể đạt được micron hoặc thậm chí sub-micron, siêu 250,000 trên mỗi cm vuông mật độ cực cao qua lỗ, do đó quá trình xử lý lỗ xuyên thủy tinh dày đặc và tốc độ cao cần 1. lỗ siêu nhỏ giữa quá trình xử lý laser không thể xuất hiện trong ứng suất nhiệt do vết nứt vi mô gây ra, 2. khoảng cách giữa các lỗ phải được kiểm soát chính xác. Laser Femto giây cung cấp độ rộng xung hẹp để kiểm soát quá trình bẻ khóa vi mô (<350fs) while providing an excellent solution to precisely control the position accuracy of the trigger pulse on the material using the FemtoTrig® feature developed by Amplitude's technical team, synchronized with the oscillator clock (fosc:40Mhz, jitter. 25ns) to achieve higher machining position accuracy (100m/ s, Position Error: 2.5um) while maintaining a constant single pulse energy (RMS <1% energy fluctuation) for high speed pulse machining.
