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[今日特写]蓝宝石精美切割托起盛雄激光大发展的科技春天

激光制造网LaserfairCom2022-07-04 14:43:59

盛雄,盛世科技领先,雄心成就未来。东莞市盛雄激光设备有限公司专业致力于工业激光技术的研发、应用及加工,特别是近几年来在蓝宝石完美切割方面取得了突破性的进展,成为激光微加工系统专家。

蓝宝石、玻璃和陶瓷三种超高硬度的脆性材料,由于其具有十分稳定的电学性质和化学性质,良好的形状保持率及不易受温度变化产生变形等优质属性,例如组成触控显示屏视窗保护玻璃,手机摄像头保护镜片,光电器件的陶瓷基板及手机外壳的保护背板、物理操作件或指纹识别传感器的绝缘保护片,半导体器件的蓝宝石基板等都大量的使用到蓝宝石、玻璃和陶瓷作为基材。

移动智能终端产品结构件大量使用蓝宝石,玻璃、陶瓷这些超高硬度的脆性材料,其成型加工过程中涉及到钻孔,切割、开槽、划片等各种微细加工技术,由于蓝宝石、玻璃、陶瓷材料的易碎,超硬和对热影响敏感易产生裂纹的材料特性,基本上达到了传统机械铣、钻、磨等机械加工制造工艺的极限。


在加工这些材料时刃具磨损非常快,并且易碎、易裂,良率不容易管控,需要多个加工环节和高超的技术人员操作才能得到合格的加工质量和较高的产品良率,这就给蓝宝石、玻璃、陶瓷这些超硬的脆性材料在批量加工制造过程中造成了很多的难题。



东莞市盛雄激光设备有限公司利用皮秒脉冲激光在工业激光微细加工应用方面的众多优势——(1)高峰值功率,完全气化的冷加工方式;(2)高重复频率,具备了高速加工的产能;(3)聚焦后最小可达到10微米的光斑直径,轻松实现各种精密钻孔 切割 开槽加工,完美的解决了玻璃、蓝宝石和陶瓷三种超硬的脆性材料结构的各种成型加工难题,得到了行业的广泛认可。


到目前为止,中国一线品牌的手机厂商和智能穿戴设备厂商所用到的蓝宝石镜头保护盖、视窗保护片、指纹识别传感器的蓝宝石/陶瓷保护盖板,几乎都是采用盛雄激光皮秒激光微细加工系统加工。


据最早接触触控显示行业的激光加工设备龙头企业之一的东莞市盛雄激光设备有限公司总经理陶雄兵介绍:皮秒激光是最新的一种超短脉冲,高重复频率和高峰值功率的第四代工业激光加工技术,因为最短10ps的脉冲宽度,使激光在加工过程中,跟传统的加工技术相比几乎没有热影响区,高达兆瓦级的瞬时峰值功率瞬间可气化任何材料,并且是非接触性加工,所以无机械应力产生,能加工的固体材料范围选择性很广,包括大量应用于智能移动终端领域,在可见光和近红外光区透明的材料—蓝宝石、玻璃、陶瓷、硅晶圆等无机材料。


随着移动智能终端产品不断朝着轻薄化和精细化方向发展,其结构件需要进行很多的微细加工来保证产品微米级的精度,并且要求加工过程中尽可能的保持结构件的原始强度,避免对材料造成热损伤。换句话说,微细加工的目的就是获得精细、干净的切口,而且热影响区最小,不产生对材料的基础特性发生变化。


用超短脉冲皮秒激光进行微细切割、钻孔或者划片,因为皮秒激光具有非常高的瞬时峰值功率(兆瓦及以上),提供出来的高能量密度能够通过多光子吸收,激发材料中的电子,直接破坏原子键来达到材料消融效果,并且超短脉冲皮秒激光由于脉冲宽度非常窄,几乎没有热传导时间,加工过程中残余热效应带来的大部分热量会直接被消融原子带走,基本不会生成热影响区,所以几乎可称为冷加工方式。


皮秒激光加工还有一个优点是可加工的材料范围非常广泛,包括几种宽禁带材料(例如玻璃和某些聚合物)。其中355nm波长紫外皮秒激光器在高精度和最小热影响区方面有着最佳的表现,1064nm红外和532nm绿光可见光皮秒激光器能提供更大的输出功率,带来更高的加工速度,具体选用哪种波长的皮秒激光器可根据具体加工精度和效率要求进行选型。


盛雄激光作为国内皮秒激光微细加工系统领域的技术先驱者之一,凭着多年手机行业零部件工业激光加工设备系统开发的经验和敏锐的市场嗅觉和洞察力,基于在手机触摸屏激光蚀刻机行业的成功推广,从2012年年底就开始着手研究皮秒激光微细加工技术的工艺研究和探索,通过2年多时间的工艺技术积累和系统集成技术的不断自我完善和成熟。



盛雄激光的皮秒激光微细加工系统的产品口碑和市场占有率都非常高,得到了国内一线智能手机品牌零部件供应商高度认可,目前主要将皮秒激光加工应用聚焦在高硬度、高脆性、易碎 超薄材料的手机零部件进行切割、钻孔、开槽、表面装饰图文无感烧蚀成形等加工工序上,具体产品应用比如手机摄像头的蓝宝石保护片切割加工;


指纹识别模组的蓝宝石保护盖板切割加工,智能手表蓝宝石表镜异形切割 开槽,陶瓷手机背板或金属手机外壳后盖音量孔高速钻孔,手机后盖外壳上采用的带有装饰图文、品牌LOGO、认证标识的陶瓷背板和金属背板的无感图文烧蚀加工等。



如果采用传统的CNC机械加工方式的话,面对智能手机行业动则百万级的产品出货数量很难有较高的效率和良率保证,而盛雄激光的皮秒激光微细加工设备所具有的高精度,高效率,低耗材成本优势正是为了解决这些高硬度脆性材料的加工难题设计的。


由于盛雄激光的皮秒加工设备在加工成型过程中,不会产生机械挤压力和热应力,加工物料在传输过程中也采用了机械手自动上下料机构、柔性真空吸附方式,整个加工过程中纯机械自动化方式自动加工,无需依赖人工操作所以能够加工传统机械物理加工方式难以加工的材料,并解决了超硬、超脆、超薄材料的仿形加工和异形加工等行业难题。


盛雄激光目前在东莞松山湖拥有5000多平方米研发及生产基地,100多名专业工程技术人员从事皮秒激光微细加工工艺应用研究和系统集成测试工作,为了更好更科学的找出各种材料在皮秒激光加工过程中的合理工艺参数,盛雄激光配备了英国雷尼绍激光干涉仪(两台)、日本基恩士3D激光显微镜、美国泰克高频示波器、金相显微镜、二次元影像测量仪(多台)等精密检测设备进行数据采集和分析。


盛雄激光始终坚信真正高端的激光设备一定是经得起数据检验的,只有拥有一流的检测仪器,采集到设备性能的各个关键数据进行分析量化和改善,才能制造出性能一流的精密激光微细加工系统。


盛雄激光通过8年不间断的资金投入和技术积累,目前拥有17项实用新型专利,3项发明专利,包括精密激光微细加工桶枕形软件校正发明专利、ITO激光蚀刻和皮秒激光高速钻孔发明专利等。


目前盛雄激光的研发费用占了销售收入12%比例,每年投入1500多万元进行各种最新激光微细加工工艺和整机设备的研究与开发。


盛雄激光目前在手机零配件产业链的激光加工应用中,2012年到2014成功完成了触摸屏激光蚀刻机的市场推广、总共累计销售量达500台左右,2013年到2014年完成了指纹识别、摄像头蓝宝石或陶瓷保护片、背板及基板切割与加工、HDI多层线路板高速激光钻孔等工艺应用及成套设备量产开发。


目前正在进行手机芯片的硅晶圆激光划片切割工艺应用与系统集成开发工作,2015年会大力拓展半导体芯片封装测试市场,因为国家从2014年底开始大力发展自主半导体芯片产业,相信不久的将来会有良好的应用前景。


盛雄激光从2008年创立至今业务重心一直是围绕整个手机零配件全产业链进行精密激光微细钻孔、切割、划片、开槽、刻蚀加工工艺应用,只要材料成型加工过程中能需要用到切割、钻孔、划片、开槽、刻蚀工艺都是盛雄激光的未来重点研究和发展方向。


相信:蓝宝石完美切割将托起盛雄激光大发展的科技春天。



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