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Applications 应用天地

玻璃切割

激光切割实现卓越的玻璃切割质量

文/Roland Mayerhofer；Coherent | Rofin
George Oulundsen，Rainer Paetzel；相干公司

这 推动着玻璃制造商改善玻
璃自身的特性、研发更先
进的玻璃涂料，以及改进
玻璃切割工艺，具体而言包括提高切
割精度、加快切割速度、减少对环境
的影响，以及降低切割成本。本文介
绍了玻璃激光切割技术，并探究在某
些应用环境中，激光切割相较于传统
图 1：机械切割玻璃（左图）与激光切割玻璃（右图）比较。很显然，机械切割玻璃存在相当大的残余应
机械加工法的优势。
力，并且切割过程留下了大量碎屑。

传统方法 抛光。另外，加工后可能还必须安排 越来越大，而玻璃机械切割法对切割曲
人们通过各种形式的传统技术切 清洁环节来清除可能对后续流程（例 线边缘的支持度并不高。
割玻璃已有几个世纪之久，通常是先 如电路形成）造成干扰的碎屑（当玻 鉴于当今的玻璃使用趋势，上述
用锋利且坚硬的工具（如金刚石或碳 璃用作微电子制造中的基板时）。 这些局限显得尤为严峻。具体来说，
化物砂轮）刻划玻璃表面，然后施加 对制造商而言，在加工后安排各 目前的市场发展趋势包括 ：制造的零
机械掰断力，让玻璃沿划痕完全分离。 种边缘打磨和清洁环节，无疑会额外增 件精度更高、零件的形状和切口有
在自动式系统中，玻璃分离往往由压 加制造工时和成本。这些环节也可能会 时非常复杂、使用超薄（小于 1mm）
到玻璃上的“闸刀杆”实现。 对环境造成负面影响，包括产生不易处 基板，以及化学强化玻璃开始出现（机
遗憾的是，这种方法有许多缺陷， 理的碎屑，或为了进行清洁需要耗用大 械法尚不支持切割这种玻璃）。
尤其在如今平板显示器（FPD）中越 量水资源。另外，如今对曲线边缘（尤
来越多地采用超薄基板的环境中，这 其是用于便携式设备的 FPD）的需求量 激光切割的优点
些缺陷更加明显。主要缺陷包括 ：刻 目前，用于玻璃切割的激光技术
划工具施加的机械力会让材料产生细 有许多种，并且这些技术的实现方式多
微裂纹、后续掰断步骤会造成小缺口 种多样。不过，所有这些玻璃激光切割
和碎屑，而且切割边缘也不一定与玻 技术的主要优点都有一些类似之处。
璃表面垂直。另外，机械切割会在成 首先，所有激光切割法都采用非
品边缘留下相当大的机械应力。实际 接触式加工工艺，大大避免了细微裂
上，当基板厚度小于 1mm 时，由于 纹和碎屑的问题。其次，激光切割法
玻璃特别容易断裂，这时候已经很难 留在玻璃中的残余应力极小（不同切
使用机械切割法了。为了防止玻璃在 割法的残余应力有所不同），因而切
经受首道切割工序之后出现破裂或断 割边缘的强度更高。这一点非常重要，
裂，可能必须对切割表面进行打磨或 图 2：CO 2 激光器划线示意图。 如果残余应力太大，那么即使在玻璃

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