藍(lán)寶石、玻璃和陶瓷三種超高硬度的脆性材料，由于其具有十分穩(wěn)定的電學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，良好的形狀保持率及不易受溫度變化產(chǎn)生變形等優(yōu)質(zhì)屬性，成為目前移動(dòng)智能終端產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域不可或缺的理想材料。
例如組成觸控顯示屏視窗保護(hù)玻璃，手機(jī)攝像頭保護(hù)鏡片，光電器件的陶瓷基板及手機(jī)外殼的保護(hù)背板、物理操作件或指紋識(shí)別傳感器的絕緣保護(hù)片；半導(dǎo)體器件的藍(lán)寶石基板等都大量的使用到藍(lán)寶石、玻璃和陶瓷作為基材。
移動(dòng)智能終端產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件大量使用藍(lán)寶石，玻璃、陶瓷這些超高硬度的脆性材料，其成型加工過(guò)程中涉及到鉆孔，切割、開(kāi)槽、劃片等各種微細(xì)加工技術(shù)，由于藍(lán)寶石、玻璃、陶瓷材料的易碎，超硬和對(duì)熱影響敏感易產(chǎn)生裂紋的材料特性，基本上達(dá)到了傳統(tǒng)機(jī)械銑、鉆、磨等機(jī)械加工制造工藝的極限。
在加工這些材料時(shí)刃具磨損非?？?，并且易碎、易裂，良率不容易管控，需要多個(gè)加工環(huán)節(jié)和高超的技術(shù)人員操作才能得到合格的加工質(zhì)量和較高的產(chǎn)品良率，這就給藍(lán)寶石、玻璃、陶瓷這些超硬的脆性材料在批量加工制造過(guò)程中造成了很多的難題。
東莞市盛雄激光設(shè)備有限公司利用皮秒脈沖激光在工業(yè)激光微細(xì)加工應(yīng)用方面的眾多優(yōu)勢(shì)——（1）高峰值功率，完全氣化的冷加工方式；（2）高重復(fù)頻率，具備了高速加工的產(chǎn)能；（3）聚焦后最小可達(dá)到10微米的光斑直徑，輕松實(shí)現(xiàn)各種精密鉆孔切割開(kāi)槽加工，完美的解決了玻璃、藍(lán)寶石和陶瓷三種超硬的脆性材料結(jié)構(gòu)的各種成型加工難題，得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)可。
到目前為止，中國(guó)一線品牌的手機(jī)廠商和智能穿戴設(shè)備廠商所用到的藍(lán)寶石鏡頭保護(hù)蓋、視窗保護(hù)片、指紋識(shí)別傳感器的藍(lán)寶石/陶瓷保護(hù)蓋板，幾乎都是采用盛雄激光皮秒激光微細(xì)加工系統(tǒng)加工。
為了深入了解皮秒激光加工技術(shù)在移動(dòng)智能終端產(chǎn)品上的應(yīng)用，手機(jī)報(bào)星播客微信專(zhuān)欄李星走訪了觸控顯示行業(yè)的激光加工設(shè)備龍頭企業(yè)東莞市盛雄激光設(shè)備有限公司，總經(jīng)理陶雄兵詳細(xì)介紹了皮秒激光加工技術(shù)在移動(dòng)智能終端產(chǎn)品領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
手機(jī)報(bào)：請(qǐng)?zhí)湛偨庹f(shuō)一下皮秒激光加工的特點(diǎn)？
陶雄兵：皮秒激光是最新的一種超短脈沖，高重復(fù)頻率和高峰值功率的第四代工業(yè)激光加工技術(shù)，因?yàn)樽疃?0ps的脈沖寬度，使激光在加工過(guò)程中，跟傳統(tǒng)的加工技術(shù)相比幾乎沒(méi)有熱影響區(qū)，高達(dá)兆瓦級(jí)的瞬時(shí)峰值功率瞬間可氣化任何材料，并且是非接觸性加工，所以無(wú)機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生，能加工的固體材料范圍選擇性很廣，包括大量應(yīng)用于智能移動(dòng)終端領(lǐng)域，在可見(jiàn)光和近紅外光區(qū)透明的材料—藍(lán)寶石、玻璃、陶瓷、硅晶圓等無(wú)機(jī)材料。
隨著移動(dòng)智能終端產(chǎn)品不斷朝著輕薄化和精細(xì)化方向發(fā)展，其結(jié)構(gòu)件需要進(jìn)行很多的微細(xì)加工來(lái)保證產(chǎn)品微米級(jí)的精度，并且要求加工過(guò)程中盡可能的保持結(jié)構(gòu)件的原始強(qiáng)度，避免對(duì)材料造成熱損傷。換句話說(shuō)，微細(xì)加工的目的就是獲得精細(xì)、干凈的切口，而且熱影響區(qū)最小，不產(chǎn)生對(duì)材料的基礎(chǔ)特性發(fā)生變化。
用超短脈沖皮秒激光進(jìn)行微細(xì)切割、鉆孔或者劃片，因?yàn)槠っ爰す饩哂蟹浅８叩乃矔r(shí)峰值功率（兆瓦及以上），提供出來(lái)的高能量密度能夠通過(guò)多光子吸收，激發(fā)材料中的電子，直接破壞原子鍵來(lái)達(dá)到材料消融效果，并且超短脈沖皮秒激光由于脈沖寬度非常窄，幾乎沒(méi)有熱傳導(dǎo)時(shí)間，加工過(guò)程中殘余熱效應(yīng)帶來(lái)的大部分熱量會(huì)直接被消融原子帶走，基本不會(huì)生成熱影響區(qū)，所以幾乎可稱為冷加工方式。
皮秒激光加工還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可加工的材料范圍非常廣泛，包括幾種寬禁帶材料（例如玻璃和某些聚合物）。其中355nm波長(zhǎng)紫外皮秒激光器在高精度和最小熱影響區(qū)方面有著最佳的表現(xiàn)，1064nm紅外和532nm綠光可見(jiàn)光皮秒激光器能提供更大的輸出功率，帶來(lái)更高的加工速度，具體選用哪種波長(zhǎng)的皮秒激光器可根據(jù)具體加工精度和效率要求進(jìn)行選型。
手機(jī)報(bào)：請(qǐng)?zhí)湛偩唧w介紹下盛雄激光的設(shè)備主要用在手機(jī)終端產(chǎn)品的哪些工序上？
陶雄兵：盛雄激光作為國(guó)內(nèi)皮秒激光微細(xì)加工系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)先驅(qū)者，憑著多年手機(jī)行業(yè)零部件工業(yè)激光加工設(shè)備系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和敏銳的市場(chǎng)嗅覺(jué)和洞察力，基于在手機(jī)觸摸屏激光蝕刻機(jī)行業(yè)的成功推廣，我們盛雄激光從2012年年底就開(kāi)始著手研究皮秒激光微細(xì)加工技術(shù)的工藝研究和探索，通過(guò)2年多時(shí)間的工藝技術(shù)積累和系統(tǒng)集成技術(shù)的不斷自我完善和成熟。
我們盛雄激光的皮秒激光微細(xì)加工系統(tǒng)的產(chǎn)品口碑和市場(chǎng)占有率都非常高，得到了國(guó)內(nèi)一線智能手機(jī)品牌零部件供應(yīng)商高度認(rèn)可，目前主要將皮秒激光加工應(yīng)用聚焦在高硬度、高脆性、易碎超薄材料的手機(jī)零部件進(jìn)行切割、鉆孔、開(kāi)槽、表面裝飾圖文無(wú)感燒蝕成形等加工工序上，具體產(chǎn)品應(yīng)用比如手機(jī)攝像頭的藍(lán)寶石保護(hù)片切割加工；
指紋識(shí)別模組的藍(lán)寶石保護(hù)蓋板切割加工，智能手表藍(lán)寶石表鏡異形切割開(kāi)槽，陶瓷手機(jī)背板或金屬手機(jī)外殼后蓋音量孔高速鉆孔，手機(jī)后蓋外殼上采用的帶有裝飾圖文、品牌LOGO、認(rèn)證標(biāo)識(shí)的陶瓷背板和金屬背板的無(wú)感圖文燒蝕加工等。
上面這些零部件產(chǎn)品，如果采用傳統(tǒng)的CNC機(jī)械加工方式的話，面對(duì)智能手機(jī)行業(yè)動(dòng)則百萬(wàn)級(jí)的產(chǎn)品出貨數(shù)量很難有較高的效率和良率保證，而盛雄激光的皮秒激光微細(xì)加工設(shè)備所具有的高精度，高效率，低耗材成本優(yōu)勢(shì)正是為了解決這些高硬度脆性材料的加工難題設(shè)計(jì)的。
由于盛雄激光的皮秒加工設(shè)備在加工成型過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械擠壓力和熱應(yīng)力，加工物料在傳輸過(guò)程中也采用了機(jī)械手自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)、柔性真空吸附方式，整個(gè)加工過(guò)程中純機(jī)械自動(dòng)化方式自動(dòng)加工，無(wú)需依賴人工操作所以能夠加工傳統(tǒng)機(jī)械物理加工方式難以加工的材料，并解決了超硬、超脆、超薄材料的仿形加工和異形加工等行業(yè)難題。
手機(jī)報(bào)：陶總能否介紹下盛雄激光為生產(chǎn)皮秒激光加工設(shè)備方面都進(jìn)行了哪些投入？
陶雄兵：盛雄激光目前在東莞松山湖擁有5000多平方米研發(fā)及生產(chǎn)基地，100多名專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員從事皮秒激光微細(xì)加工工藝應(yīng)用研究和系統(tǒng)集成測(cè)試工作，為了更好更科學(xué)的找出各種材料在皮秒激光加工過(guò)程中的合理工藝參數(shù)，盛雄激光配備了英國(guó)雷尼紹激光干涉儀（兩臺(tái)）、日本基恩士3D激光顯微鏡、美國(guó)泰克高頻示波器、金相顯微鏡、二次元影像測(cè)量?jī)x（多臺(tái))等精密檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。
盛雄激光始終堅(jiān)信真正高端的激光設(shè)備一定是經(jīng)得起數(shù)據(jù)檢驗(yàn)的，只有擁有一流的檢測(cè)儀器，采集到設(shè)備性能的各個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行分析量化和改善，才能制造出性能一流的精密激光微細(xì)加工系統(tǒng)。
盛雄激光通過(guò)8年不間斷的資金投入和技術(shù)積累，目前擁有17項(xiàng)用新型專(zhuān)利，3項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，包括精密激光微細(xì)加工桶枕形軟件校正發(fā)明專(zhuān)利、ITO激光蝕刻和皮秒激光高速鉆孔發(fā)明專(zhuān)利等。
盛雄激光的研發(fā)費(fèi)用占了銷(xiāo)售收入12%比例，每年投入1500多萬(wàn)元進(jìn)行各種最新激光微細(xì)
加工工藝和整機(jī)設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)。
手機(jī)報(bào)：盛雄激光的下一步業(yè)務(wù)方向會(huì)切入哪個(gè)市場(chǎng)？
陶雄兵：盛雄激光目前在手機(jī)零配件產(chǎn)業(yè)鏈的激光加工應(yīng)用中，2012年到2014成功完成了觸摸屏激光蝕刻機(jī)的市場(chǎng)推廣、總共累計(jì)銷(xiāo)售量達(dá)500臺(tái)左右，2013年到2014年完成了指紋識(shí)別、攝像頭藍(lán)寶石或陶瓷保護(hù)片、背板及基板切割與加工、HDI多層線路板高速激光鉆孔等工藝應(yīng)用及成套設(shè)備量產(chǎn)開(kāi)發(fā)。
目前正在進(jìn)行手機(jī)芯片的硅晶圓激光劃片切割工藝應(yīng)用與系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)工作，2015年會(huì)大力拓展半導(dǎo)體芯片封裝測(cè)試市場(chǎng)，因?yàn)閲?guó)家從2014年底開(kāi)始大力發(fā)展自主半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)，相信不久的將來(lái)會(huì)有良好的應(yīng)用前景。
盛雄激光從2008年創(chuàng)立至今業(yè)務(wù)重心一直是圍繞整個(gè)手機(jī)零配件全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行精密激光微細(xì)鉆孔、切割、劃片、開(kāi)槽、刻蝕加工工藝應(yīng)用，只要材料材料成型加工過(guò)程中能需要用到切割、鉆孔、劃片、開(kāi)槽、刻蝕工藝都是盛雄激光的未來(lái)重點(diǎn)研究和發(fā)展方向。
