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超快激光中外竞争,性价比时代来临!

日期:2019-03-22    来源:http://beyondlaser.com/

随着三星、华为两大手机业巨擘各自推出折叠屏手机,万众期待的OLED柔性屏终于出现在聚光灯下,并成为业内关注的焦点。而与之息息相关的超快激光加工技术也一下成为了行业热点。

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因为以电流驱动有机薄膜本身来发光的OLED屏幕响应速度快,厚度低(小于1.5mm)。所以用来支撑整个OLED的基板对厚度有相当严格的标准,必须实现超薄化才能满足OLED柔性屏的需求。此外,OLED封装需要隔绝氧气和水汽,对密封的精密度也有相当高的要求。在对精度提出如此高要求的形势下,超快激光加工技术成为最好的选择。

一、超快激光原理

超快激光可以将光能集中在皮秒至飞秒的时间间隔内,并将光聚焦到比头发直径还要小的超细微空间区域,使得电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高出数倍,同时,激光能量集中在如此短的时间内,会获得巨大的单脉冲能量和极高的峰值功率,高功率密度的激光脉冲能轻易地剥离外层电子,使电子脱离原子的束缚,形成等离子体。

由于激光与材料相互作用的时间极短,等离子体还没来得及将能量传递给周围材料,就已经从材料表面被烧蚀掉,能在很大程度上避免长脉宽、低强度激光造成材料熔化与持续蒸发现象(热影响),确保了加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响,大大提高了加工质量。超快激光加工也因此被称为“冷加工”。

超快激光与传统激光对比图.jpg

此外,激光的非接触式加工也可避免传统机加方式切割容易发生崩边、裂纹等问题,具有精度高、不产生微裂纹、破碎或碎片问题、边缘抗破裂性高、边缘保持了光学性能、无需冲洗、打磨、抛光等二次制造成本等优点,降低成本的同时大幅提高了工件良率及加工效率。

二、当前产业现状简介

超快激光加工材料种类丰富,包括金属、半导体、钻石、蓝宝石、陶瓷、聚合物、复合材料和树脂、光阻材料、薄膜、ITO膜、玻璃、太阳能电池片等等。广泛的适用性也为超快激光产业带来了巨大的市场容量,同时,伴随着电子产品更新节奏加快,超快激光技术也获得了更多的表现机会,超快激光器、精密激光加工设备也由此获得长足发展。

据OFweek研究中心数据显示,全球工业激光器收入从2012年的23.4亿美元增加至2017年的46.8亿美元,近三年的市场规模增长率分别为10.6%、24.2%和28.6%。其中超快脉冲激光器占比约为24%,预计2020年,全球超快脉冲激光器市场规模有望突破15亿美元。

2013-2017年全球激光器市场规模及增长率柱状图.jpg

国内的超快激光研究起步较晚,但近年来政府、科研机构及企业加强了对超快激光的重视程度,正在追赶国际先进水平。

三、超快激光的选择

同为超快激光,与飞秒激光相比,皮秒激光不需要为了放大而展宽和压缩脉冲,因此皮秒激光器的设计相对简单,成本效益更高,性能更可靠,并且已足以胜任当前市面上高精度、无应力的微细加工。因此当前皮秒激光器是超快激光加工的主流光源。

超越激光飞秒设备(右侧).jpg

超越激光皮秒激光设备的激光脉宽小于10皮秒,碳化范围极小,基本看不到碳化现象。

因为皮秒的重复频率可达兆赫兹,振镜速度达到3000mm/s,速度可比纳米激光提高1.5-2倍。

皮秒进行加工时采用小单脉冲能量,可以实现高频加工、精雕细作,加工面更加精细光滑。

超越激光皮秒激光设备通过了广泛的环境检验测试,可靠性极高。在全天候运转的情况下,功率和光束指向稳定性极为出众,其高精确度和重复性十分适合要求严苛的应用领域,如覆盖膜(CVL)、柔性板(FPC)、软硬结合板(RF)和薄多层板的切割成形,以及开窗和揭盖;还可用于切割各种基材,如陶瓷、硅片、铝箔、铁氟龙、玻璃等。

超快激光设备.png

在以往国内外企业的竞争中,国产品牌往往主打性价比优势,以相对国外设备比较低廉的价格却稳定的性能迅速抢占市场,相信这次与国外品牌再一次的市场对垒,国内同行们将戮力同心,将超快激光推入步入性价比时代。

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