電子玻璃激光加工類型及原理

電子玻璃激光加工方式

主要有：激光切割、鉆孔、標記、炫彩、焊接幾種，其中電子玻璃生產(chǎn)過程中，原片階段應用較少。本文也主要從電子玻璃深加工階段去講解激光應用。

在電子玻璃深加工行業(yè)常用加工方式有機械加工與激光加工，激光加工在加工精度品質(zhì)、成本耗材都具有優(yōu)勢。

玻璃激光切割原理：

采用貝塞爾聚焦頭加工，通過貝塞爾光束產(chǎn)生高峰值功率、高峰值功 率密度激光，在玻璃內(nèi)部聚焦，瞬間氣化該區(qū)域材料產(chǎn)生一個氣化帶， 迅速向上下兩表面擴散形成裂孔。由無數(shù)細小孔點組成切割截面，通 過外部應力斷裂實現(xiàn)切割。

玻璃激光切割適用：

光伏壓延玻璃、茶色玻璃、微晶玻璃、常規(guī)鈣鈉玻璃、高硼硅玻璃等，但對石英玻璃的切割有厚度限制（主要裂片困難)。切割厚度單刀6mm，可多次疊加36mm，切割效率200-300mm/s，切割崩邊量< 10μm，肉眼不可見，μm級。

玻璃激光鉆孔原理：

激光玻璃鉆孔是將光束聚焦成脈沖能量，利用單個脈沖對玻璃材料逐 點去除。加工中通過振鏡控制，激光焦點按照預定設計的路徑在玻璃 上快速掃描移動，實現(xiàn)玻璃材料的去除。加工線程由下螺旋至上加工， 激光穿過材料聚焦于材料下表面，由底部開始一層一層的將材料向上 去除，直至激光將材料鉆穿 / 切穿。

玻璃激光鉆孔適用于：

光伏玻璃鉆孔、電子玻璃鉆孔、微晶玻璃鉆孔、微孔&錐度鉆孔、搭配外控旋轉軸還可適用于玻璃管的鉆孔?？讖?-60mm，可搭配大幅面運動控制，實現(xiàn)更大 孔徑，厚度0-12mm鉆孔，崩邊量<250 μm 肉眼不可見。

玻璃激光標記原理：

普通激光標記(打灰/磨砂）：激光聚焦點的激光能量密度大于使玻璃破壞的臨界值（損傷閾值）時進行圖形文字的刻蝕，激光打標在展示效果上常規(guī)是打灰，呈現(xiàn)出一種磨砂狀態(tài)。

激光玻璃打黑：將玻璃下方放置一塊不銹鋼，使其保持緊密連接，將激光聚焦到兩者交界面處，激光對不銹鋼產(chǎn)生燒蝕，接觸面瞬時高溫高壓，使得不銹鋼碳墨顆粒從表秒脫離，并附著于玻璃表面，實現(xiàn)黑色標記。

激光玻璃炫彩：玻璃內(nèi)部分層改變折射率，形成類光柵結構，在透明硬脆材料內(nèi)部炫彩標記。

玻璃USP激光焊接原理：

玻璃在紅外線中是透明的，因此聚焦的激光束可以直接穿過它，直到聚焦光束變窄并變得集中以致觸發(fā)“非線性吸收”。這種“非線性吸收”只會發(fā)生在具備高峰值功率的超短脈沖激光中，而無法使用其他類型的激光來完成同樣的事情。在激光束焦點周圍非常小的區(qū)域（通常直徑小于幾十微米）內(nèi)，玻璃吸收激光并迅速熔化。該聚焦光束沿著所需的焊接路徑進行掃描，以完成鍵合，就像其他形式的激光焊接一樣。

目前玻璃焊接工藝，尚未完全成熟或量產(chǎn)，由于玻璃的導熱性、及熱形變性，導致在激光加工過程中，熱量無法有效擴散，從而引起熱型變，最終導致焊接縫隙變化或擴大，大大降低焊接良品率，目前Huaray也在該方面做探討研究。

玻璃激光加工解決方案：

目前國內(nèi)激光器公司華日，已針對玻璃激光加工市場，推出Sub System系列產(chǎn)品。