电子玻璃激光加工类型及原理

电子玻璃激光加工方式

主要有：激光切割、钻孔、标记、炫彩、焊接几种，其中电子玻璃生产过程中，原片阶段应用较少。本文也主要从电子玻璃深加工阶段去讲解激光应用。

在电子玻璃深加工行业常用加工方式有机械加工与激光加工，激光加工在加工精度品质、成本耗材都具有优势。

玻璃激光切割原理：

采用贝塞尔聚焦头加工，通过贝塞尔光束产生高峰值功率、高峰值功 率密度激光，在玻璃内部聚焦，瞬间气化该区域材料产生一个气化带， 迅速向上下两表面扩散形成裂孔。由无数细小孔点组成切割截面，通 过外部应力断裂实现切割。

玻璃激光切割适用：

光伏压延玻璃、茶色玻璃、微晶玻璃、常规钙钠玻璃、高硼硅玻璃等，但对石英玻璃的切割有厚度限制（主要裂片困难)。切割厚度单刀6mm，可多次叠加36mm，切割效率200-300mm/s，切割崩边量< 10μm，肉眼不可见，μm级。

玻璃激光钻孔原理：

激光玻璃钻孔是将光束聚焦成脉冲能量，利用单个脉冲对玻璃材料逐 点去除。加工中通过振镜控制，激光焦点按照预定设计的路径在玻璃 上快速扫描移动，实现玻璃材料的去除。加工线程由下螺旋至上加工， 激光穿过材料聚焦于材料下表面，由底部开始一层一层的将材料向上 去除，直至激光将材料钻穿 / 切穿。

玻璃激光钻孔适用于：

光伏玻璃钻孔、电子玻璃钻孔、微晶玻璃钻孔、微孔&锥度钻孔、搭配外控旋转轴还可适用于玻璃管的钻孔。孔径0-60mm，可搭配大幅面运动控制，实现更大 孔径，厚度0-12mm钻孔，崩边量<250 μm 肉眼不可见。

玻璃激光标记原理：

普通激光标记(打灰/磨砂）：激光聚焦点的激光能量密度大于使玻璃破坏的临界值（损伤阈值）时进行图形文字的刻蚀，激光打标在展示效果上常规是打灰，呈现出一种磨砂状态。

激光玻璃打黑：将玻璃下方放置一块不锈钢，使其保持紧密连接，将激光聚焦到两者交界面处，激光对不锈钢产生烧蚀，接触面瞬时高温高压，使得不锈钢碳墨颗粒从表秒脱离，并附着于玻璃表面，实现黑色标记。

激光玻璃炫彩：玻璃内部分层改变折射率，形成类光栅结构，在透明硬脆材料内部炫彩标记。

玻璃USP激光焊接原理：

玻璃在红外线中是透明的，因此聚焦的激光束可以直接穿过它，直到聚焦光束变窄并变得集中以致触发“非线性吸收”。这种“非线性吸收”只会发生在具备高峰值功率的超短脉冲激光中，而无法使用其他类型的激光来完成同样的事情。在激光束焦点周围非常小的区域（通常直径小于几十微米）内，玻璃吸收激光并迅速熔化。该聚焦光束沿着所需的焊接路径进行扫描，以完成键合，就像其他形式的激光焊接一样。

目前玻璃焊接工艺，尚未完全成熟或量产，由于玻璃的导热性、及热形变性，导致在激光加工过程中，热量无法有效扩散，从而引起热型变，最终导致焊接缝隙变化或扩大，大大降低焊接良品率，目前Huaray也在该方面做探讨研究。

玻璃激光加工解决方案：

目前国内激光器公司华日，已针对玻璃激光加工市场，推出Sub System系列产品。