隨著全球品牌大廠將觸控功能導入智能型手機、平板等手持裝置蔚為風潮，全球觸控面板市場需求進入快速爆發期。由于智能型手機不斷追求體積、外型的時尚化，使得觸控屏幕呈現持續輕薄化的趨勢，特別是傳聞iPhone6使用藍寶石屏，預計將帶動其他手機廠商對藍寶石的大范圍應用。然而，逐漸輕薄化的脆性材料卻給切割技術帶來了更大的挑戰。
挑戰即機遇。經過十多年的產業耕耘，盛雄激光已經在激光切割領域具備深厚的技術沉淀，特別是在脆性材料切割上獨具眾多的成功經驗。近日，在深圳平板顯示行業協會主辦的切割培訓論壇上，本刊記者有幸采訪東莞市盛雄激光設備有限公司（以下簡稱盛雄激光）總經理陶湧謀，請他詳細介紹盛雄激光超快皮秒激光切割機以及其他設備與技術。
輕薄化、窄邊框脆性加工帶動激光切割技術發展
近年來，消費電子產品輕薄化成為時尚的訴求，這給觸控面板切割帶來了新的挑戰。陶湧謀介紹，玻璃、藍寶石和陶瓷是普遍應用于微加工技術和精細加工的材料。這些材料優質的屬性對很多產品來說是不可或缺的：玻璃用來制作智能手機的顯示屏，顯示屏有著鋼化的外殼；陶瓷堅硬，化學性質穩定，可用來制作電子零部件和電路基板，以及電氣絕緣體。藍寶石極其堅硬，耐劃傷，適合用于半導體和LED技術。但玻璃、陶瓷和藍寶石有個共同點就是很難加工。由于它們易碎而且都是非常堅硬的材料，它們挑戰著銑、鉆、磨等傳統制造工藝的極限，但是這種挑戰卻給強大的超短脈沖激光器贏得了更多機會。
據介紹，經過十多年的技術耕耘，盛雄激光實現了從一個設備小廠向國內先進的精密激光切割設備生產商的華麗轉變，也打造了很多激光切割的精粹技術。盛雄激光專注于工業激光技術應用及超快窄脈寬飛秒皮秒激光精密微切割、微鉆孔設備等產品的研發、生產、銷售、服務于一體的高新科技技術企業。超窄邊框被看作是更具有未來感和科技感，同時更加簡練的造型也符合現代的審美觀，但對切割技術提出了很高的要求。“激光切割是人才和技術資源的集合體，具有速度快、切割熱影響區小、切縫窄、切口沒有機械應力、加工精度高、經濟省時等特點，是目前最有效的切割方式之一。”陶湧謀介紹，“激光切割屬于物理切割，可以做精細加工，不會引起材料分子的改變，加上在切割過程中材料的充分氣化，幾乎沒有殘渣，省去了清洗、酸洗等環節，效率高、耗料低，所以激光切割幾乎可以切割任何硬脆性材料。”
近幾年來，中國大陸平板顯示產業得到快速發展，可以說玻璃基材反映了社會的需求。面對這種產業發展趨勢，盛雄激光加大了精密激光切割技術的研發，使其在輕薄化產品切割上獨具優勢。對于曲面加工技術，陶湧謀表示這是激光切割行業夢寐以求的技術，理論上也是可以解決的問題，但是技術仍處于“實驗室”階段，存在成本過高的問題，未來需解決商業化應用的問題。但他相信，通過業內的不斷努力，仍然可以實現這一目標的。
在觸控面板切割上，陶湧謀表示，激光切割在玻璃基材切割上具有切割速度快、崩邊小的特點，目前在觸控面板領域已經開始大范圍應用。
專注產品研發和原始技術創新
多年來，日韓平板觸控產業發展較早，相關的技術儲備雄厚，與產業相對應的設備也研發較早。然而，中國大陸在這些方面的研發比較滯后，且一直受制于日韓設備廠商。陶湧謀認為，隨著中國大陸FPD產業的迅速崛起，特別是廣大中國大陸設備廠商的不懈努力，將推動激光設備國產化的實現，為中國大陸設備市場贏得新的發展契機。
一直以來，盛雄激光十分專注產品的研發和原始技術創新，超快皮秒激光微細加工系統就是其得意之作。陶湧謀介紹，激光設備最為核心的部分一般都是激光器以及軟件運動控制系統這兩大部分，在這方面，盛雄激光通過向德國廠商定制最為適合陶瓷基板切割的激光器作為高品質保證。
據介紹，盛雄激光皮秒激光微加工系統采用全球領先的德國140W高功率紅外和綠光雙波段輸出皮秒固體激光器，完全的實現高精度和高效率、高硬度脆性材料微細加工，能適合任何對熱敏感和高硬度易碎材料的鉆孔、切割、刻劃加工。整機的核心控制系統采用盛雄激光自主研發的“StrongSmart”多軸激光控制軟件，支持CCD視覺定位，XYZ三軸運動平臺同時聯動，同時還支持激光光學部分振鏡掃描系統的三軸加工。由于皮秒激光加工時脈寬特別窄，激光頻率特別高，超高的峰值功率，幾乎沒有熱傳導產生，所以加工對熱影響比較敏感的材料時無任何熱影響和應力產生。皮秒激光加工屬于目前激光行業最有前景的第四代精密的冷加工方式，是激光行業未來發展的趨勢，可以適用強化玻璃、超薄金屬片、陶瓷基片、藍寶石基片等所有材料的微孔鉆孔及精細切割加工。目前主流的應用有相機保護鏡頭及手機Home鍵、智能手機蓋板切割，高檔鐘表行業精密齒輪部件的切割鉆孔，半導體微電子行業電路刻劃和切割。
談到激光設備的成本時，“激光設備目前成本相對是比較高的，但這是由激光設備價值所決定的。”陶湧謀表示，“目前脆性材料用傳統的工藝加工是比較難的，很難實現精細加工，這就使得耗材成本很高，最終成本也還是比較高的。”但他也表示，對于切割精度要求比較低的企業來說，也可以使用成本相對較低的設備。
對于光纖激光切割，陶湧謀表示，“目前光纖激光切割技術是比較成熟，而且設備價格也比較低。但是它存在熱傳導效果不太好、加工效率低的問題，必須用惰性氣體冷卻，否則就會出現崩邊的現象，而這就必然增加了切割成本。”
專業聚焦成就企業未來發展
目前iPhone6藍寶石保護玻璃被業內炒得火熱，很多人預計其他手機廠商將會跟風生產。然而，陶湧謀認為，“藍寶石作為玻璃的替代，目前制造成本相當高昂，主要將集中在小尺寸智能手機保護玻璃應用上，因此不會大范圍的應用。盡管如此，藍寶石保護材料的應用將會推動激光設備在平板觸控市場的發展，這對盛雄激光來說，也是一個很好的機會。”
近幾年來，LED封裝結構和工藝的不斷創新，使用多顆芯片集成的COB封裝以其較低的成本及技術優勢，得到越來越多企業的重視。同時也對封裝器件的散熱性能提出了更高要求，而陶瓷以其高導熱性開始被越來越多廠家所關注。陶湧謀介紹，陶瓷基板需求的快速增長，催生的是陶瓷基板廠商對高效率、高良率以及高性價比的激光微切割、鉆孔和劃片設備的潛在需求。而盛雄激光針對COB封裝發展趨勢，特別推出了LED陶瓷基板激光切割、劃片、鉆孔機。
據介紹，激光切割陶瓷或鉆孔是利用200-500W連續激光器通過光學整形和聚焦，讓激光在焦點部分形成線寬僅為40um的高能量密度的激光束，瞬間峰值功率高達幾十千瓦，對陶瓷基板或金屬薄板表面進行局部照射，使陶瓷或金屬材料表面在極短時間內材料迅速氣化和剝離，從而形成材料去除達到切割和鉆孔的目的。
“陶瓷基板加工、成型、切割、劃線一體化完成，必須使用高精密度激光設備才行。”陶湧謀表示，“新型的激光加工設備在產能、良率上都非常高，帶來的效率提升能給很多陶瓷基板廠商帶來翻倍的生產規模效應。”
采訪最后，陶湧謀談到盛雄激光的產品設計理念：“盛雄激光始終堅信真正的高端產品賣的是性能和儀器可以檢測到的數據，而不是只會開論壇式的賣概念和空談。我們的產品必須要效果精細化、細節卓越化、品質耐用化，制造標準化和簡單化，體積小型化和便攜化，價格廉價化。”
對于企業未來發展，陶湧謀表示，“如同激光聚焦效應，盛雄激光將專注于激光設備與技術的研發，為客戶提供最智能化、人性化、高性價比的產品。”
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