Femtosaniye lazerlerin hemen hemen her malzemeyi kestiği bilinmektedir ve ekranların, yarı iletkenlerin ve diğer elektronik bileşenlerin veya özel parçaların işlenmesinde ve üretiminde kullanılırlar. Aslında, femtosaniye lazer mikro işleme daha hassastır ve malzeme üzerindeki termal etkiyi en aza indirerek daha kaliteli parçalar sağlar. Amplitude ekibi, femtosaniye lazerler için tek bir uygulama üzerinde yıllarca çalıştı: cam işleme.
Femtosaniye lazerler cam kesimini nasıl iyileştirebilir?
Camın ayırt edici özelliği, önemli bir işleme zorluğu oluşturan sert ve kırılgan yapısıdır. Elmas çarkla kesme, kum püskürtme veya su jeti işlemleri gibi geleneksel mekanik cam kesme teknikleri kesin olmayan şekilde keser, kenarlarda düzensizlik olmaz ve kesme işlemi sırasında büyük ve asimetrik kalıntı kenar gerilimlerine sahip olur ve bu da camda mikro çatlaklara, toza ve birikintilere neden olur. cam kenarları bu şekilde işlenir. Birçok uygulama için, talaşların ve lokalize gerilimlerin neden olduğu küçük çatlaklar, cihazın arızalanmasına neden olur ve bu nedenle, kabul edilebilir bir kalite elde etmek için kenarları güçlendirmek amacıyla geçiş sonrası kenar taşlama ve cilalama yapılmalıdır. Ek olarak, mekanik bıçak çarkı işleme, kesme işlemine yardımcı olması için bitmiş kenara yapışabilecek ve suyla temizleme veya ultrasonik temizleme gibi işlem gerektirebilecek bazı yardımcı maddeler gerektirir. Sonraki arıtma süreçleri ve düşük verim, bitmiş cam ürünün maliyetini artıracaktır.
Ayrıca tek parça cam mikron mertebesinde inceltildiğinde (UTG cam) bu geleneksel mekanik kesme yöntemleri uygulanamaz hale gelir. Ultra hızlı lazerlerin benzersiz avantajları, bu sert, kırılgan ve ultra ince cam malzemeleri işlemeyi mümkün kılar ve uygun parametrelere sahip bir femtosaniye lazer, tek geçişte çok sınırlı sayıda kenarla etkili bir şekilde kesebilir. Bu, kalın cam için bile geçerlidir ve femtosaniye lazerler, diğer cam kesme tekniklerine bir alternatif sunar.
Femtosaniye lazer cam kesimi: Nasıl çalışır?
Bezier benzeri bir ışınla birleştirilmiş ultra kısa lazer darbeleri, cam işleme için kullanılabilir. Bessel ışını, Gauss ışınından daha ince bir ışın beline ve daha uzun odak derinliğine sahiptir ve aynı anda camın tüm kalınlığı boyunca ultra kısa darbelerin enerjisini emebilir. Darbe Patlamalarının kullanılması, camın lazer tarafından daha verimli bir şekilde emilmesini sağlar ve camı yukarıdan aşağıya kesmek için gereken çatlaklara neden olur. Bessel benzeri bir ışına sahip bu femtosaniye lazer, örneğin camı düz veya kavisli yörüngelerde kesmek için kullanılabilir.
Genlik uygulamaları ekibi, kırılma yönünü ve beraberindeki cam işleme optiklerini hassas bir şekilde kontrol etmek ve cam kesme işleminin işleme verimliliğini artırmak için genişletilmiş kırılma oluşturmayı kullanmak için femtosaniye lazer tabanlı bir süreç geliştirdi. İşlem, ince ve ultra ince camları kesmek için kullanılabilir (<200μm), thick glass (>2mm) ve hatta çok katmanlı cam veya düşük yüzey pürüzlülüğüne (<1μm) and no chips and chipping.
Sürecin temel özelliği, cam tarafından emilen femtosaniye lazer enerjisinin, gerçek çarpma noktasının boyutunu çok aşan uzun bir çatlak oluşturmasıdır. Bu özellik, işlem süresini önemli ölçüde hızlandırır ve lazer gücü kullanımının verimliliğini artırır. Çeşitli cam türleri ve kalınlıkları için (<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) tek geçişte. Genlik işlem ekibi tarafından gerçekleştirilen deneysel çalışmalar, en verimli işleme parametresinin, düz bir alt darbe enerji dağılımı ile 4 ila 6 darbelik bir darbe dizisi (Burst) oluşturmak olduğunu göstermiştir. Belirli optik konfigürasyonlarla kombinasyon halinde, 2 mm'den kalın cam tek geçişte işlenebilir. Bu çalışma için, özelleştirilmiş malzeme enerji emiliminin ayrıntılı bir çalışması için patlama enerji dağılımını tam olarak modüle etmek üzere kullanıcının patlama modelindeki bireysel alt darbe genliklerini programlamasına olanak tanıyan Femtoburst ™️ özelliği ile donatılmış bir Genlik Tangor lazeri kullanıldı. .
Femtosaniye lazer cam kesimi kimler içindir?
Bu işlem, daha ince cam veya çok katmanlı cam (örn. LCD) kullanan mobil cihaz ekranı üreticileri gibi çeşitli uygulamalarda ve kaplamalı camın sıklıkla kullanıldığı ve genellikle kavisli köşelerle, konturlu olarak işlenmesi gereken tüketici elektroniğinde kullanılabilir. şekiller ve kesimler ve femtosaniye darbelerin kısa darbe işleme özellikleri, kaplanmış katmanın ısıdan etkilenen bölgesini etkili bir şekilde azaltabilir. Birçok mekanik veya diğer lazer yöntemleri, bu tür ürünler için gereken hassasiyet ve kalite düzeyini sağlayamaz. Teknolojimiz ayrıca medikal endüstrisi için daha kalın camları veya hatta ekran koruması veya otomotiv endüstrisi için temperli camı kesmek için kullanılabilir.
Ek olarak, son yıllarda cam delik teknolojisinin (TGV) gelişmesiyle birlikte, 3D entegre paket adaptör kartları, MEMS ve Mini LED/Mikro LED vb. Ek olarak, optik iletişim, tüketici elektroniği, biyo-çipler vb. alanlardaki yüksek derinlik-çap oranlı delik tiplerine yönelik özel bir talep de vardır. mikron veya hatta mikron altı, süper 250, 000 santimetrekare başına ultra yüksek yoğunluklu geçiş deliği, bu nedenle yoğun ve yüksek hızlı cam geçiş deliği işleme gerektirir 1. lazer işleme arasında mikro delik olamaz mikro çatlakların neden olduğu ısıl gerilmelerde ortaya çıkar, 2. delik aralığı hassas bir şekilde kontrol edilmelidir. Femtosaniye lazerler, mikro çatlamayı kontrol etmek için dar bir darbe genişliği sunar (<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.
