北京时刻01月26日音讯，我国触摸屏网讯， 在电子产品寻求轻浮的趋势下，做为要害资料的玻璃基板亦朝向薄型化及可挠性方针跨进。因为玻璃具有硬脆的物理特性，因而研究机构已开宣布雷射玻璃切开制程与边际强化技能，以保证玻璃切开时不会损害基板，且切开后也能消除边际缺点。

　　在电子产品寻求轻浮的趋势下，做为要害资料的玻璃基板亦朝向薄型化以及可挠性方针跨进。因为玻璃具有硬脆的物理特性，因而切开时怎么不损害玻璃基板以及切开后怎么消除玻璃边际缺点，一直是各界竭力打破部分。本文将针对现有雷射玻璃切开制程与雷射强化边际技能，以及业界现在开发之雷射相关技能进行深化的讨论。

　　近年来各项电子设备的液晶显现(LCD)与触控面板(Touch Panel)等，均朝向薄型化以及可挠性的方针跨进。为到达薄型化方针，玻璃基板厚度由1.1毫米(mm)逐步削减至今天遍及的0.4毫米，未来更朝向0.2及0.1毫米的厚度开展；在可挠性软性电子方面，为到达具有可挠曲、耐冲击以及易于带着等特性，塑胶资料成为现在最佳的基材之一。本来业界预期塑胶资料将逐步替代玻璃基板，可是因为塑胶资料无法承受高温的制程，约束其使用的或许性，因而关于到达终究可挠式电子产品而言，现在仍有很大的应战。

　　2012年世界玻璃基板厂康宁(Corning)、旭硝子显现玻璃(Asahi)、日本电气硝子(NEG)与首德(SCHOTT)等皆已连续成功开展及出产厚度低于0.1毫米之超薄玻璃(Ultra-thin Glass)，打破玻璃不行弯折的特性约束，加以玻璃优异的光学特性、温度与几许尺度的稳定性，使玻璃基板再度充溢激烈竞争力。

　　超薄玻璃基板在很少缺点与超薄厚度下，虽具有适当程度的挠曲才干，但仍具有玻璃硬脆之物性，在处理过程中简单因形变与应力作用，发生缺点或使已存在的缺点延伸、扩展，最终导致基板决裂。因而，在进行制程转化过程中，超薄玻璃可挠基板有必要具有满足的机械力学牢靠度与对冲击的耐受性，并要求在移载传输过程中不易发生破片，才干保证制作的出产良率，所以怎么进步超薄玻璃的机械强度要求，将是未来超薄玻璃真实使用时最重要的要害技能。

　　玻璃通过机械或雷射切开后，会在玻璃边际构成微裂缝(Micro-crack)，而微裂缝的存在将使得玻璃边际有强壮的内应力存在，因而在制程转化过程中，有或许因为人为处理或不妥的外力影响，形成微裂纹生长而发生破片，因而低损害的玻璃切开技能以及切开后削减乃至消除损害之磨边技能均是制程重要成功要害。

　　传统玻璃切开是以轮刀直接机械加工到达所欲切开的尺度，可是轮刀切开最大的问题在于刀具的损耗，特别面临具有高硬度之强化玻璃的切开，刀具损耗尤为严峻；除此之外，机械式的切开办法会发生机械应力，从而形成边际破损，而且跟着基板厚度越来越薄，切开时所形成的各式裂纹快速增多，严峻影响切开制程的质量及良率，因而切开后均须调配后续磨边，以削减边际裂纹；不过当厚度达0.2毫米以下之超薄玻璃时，因为资料相对软弱，使用机械来切开或磨边的办法，将跟着力气施予的作用规模过于狭小而难以有用操控，因而须逐步导入雷射制程来处理相关问题。

　　常见用于玻璃切开的雷射源品种有CO2雷射、UV雷射以及超快(Ultrafast)雷射，其特性比较如表1；其间，现在量产干流是CO2雷射，而超快雷射切开尽管质量佳，可是本钱相对昂扬，现在已有部分业者开端导入量产使用。

　　CO2雷射切开技能为切开边际质量佳，且设备本钱低，因而业界承受度较高，可是其有必要要以机械或其他办法先于边际制作一初始裂纹，始可到达切开作用，且其作用原理是以冷热裂纹加上裂片办法切开，加工途径不易使用于异形(如弧形等)切开，有必要调配较长的磨边时刻将弧角润饰出来，且在非对称切开时途径会有偏移的现象，是其待改进的部分。

　　UV雷射与超快雷射在加工机制，均归于以光化学作用机制来进行资料的削除切开，且可直接进行异形的轨道加工，其加工质量决定于资料累积的热能，因而超快雷射的加工作用较奈秒雷射加工作用佳，由图1之加工成果剖面图能够显着调查到作用的差异，UV雷射(图1(b))切开之边际质量显着较CO2雷射(图1(a))与超快雷射(图1(c))之成果差。

　　图1 不同雷射切开玻璃之成果：(a)CO2雷射、(b)UV雷射、(c)超快雷射

　　如前段所述，雷射切开尽管质量较轮刀切开佳，但调查其剖面仍可调查到显着的缺点，此缺点则会进步之后使用时决裂的或许性，因而不论是传统轮刀切开或是各式的雷射切开技能，于切开完成后，均会调配后续的磨边技能以削减边际的缺点，藉以下降后续使用时破片的机率。现在业界玻璃磨边技能以机械磨边机为主，机械磨边机是选用砂轮对玻璃边际进行加工，可是因为玻璃自身硬度高，且归于高脆性资料，机械磨边时适当消耗时刻，一起亦会使砂轮快速磨损，添加制程本钱；别的，当玻璃基板薄型化至超薄玻璃尺度时，尽管超薄玻璃具有适当程度的挠曲才干，但仍具有玻璃硬脆之物性，在处理过程中易因为形变与应力作用，发生缺点或使已存在的缺点延伸、扩展，最终导致基板决裂，因而无法以机械磨边之办法对其进行加工。

　　有鉴于此，世界各大玻璃厂均测验研制各种玻璃边际缺点补强技能。为对超薄玻璃边际进行强化，康宁提出以填充物添补边际缺点以按捺缺点沿着基材边际发生，并维护边际的曲折强度，首要是使用聚矽氧(Silicone)与环氧树脂(Epoxy)等资料，掩盖在玻璃的边际处，待其固化后可到达补强作用，因为补强后并非资料自身无缺点，补强程度有限；日本Asahi则提出将具缺点的部分从头熔融的概念来到达强化作用，制程办法是将切开后之玻璃边际缺点部分以热效应激烈的CO2雷射对其进行照耀，一起以冷却气体送风到达操控温度的作用，使边际缺点熔融后再固化从头成型，藉由资料自身消融而去除缺点到达强化作用，虽可去除缺点，可是边际部分仍会残留强壮的应力，影响强化程度。

　　在消除边际缺点的部分，不同于康宁的修补以及Asahi的熔融概念，工研院南分院积层制作与雷射使用中心开宣布直接将最外层缺点部分进行边际修补(Edge Healing)的技能，亦即使用雷射直接照耀边际缺点处，透过雷射能量促进边际缺点部分脱离玻璃本体，移除缺点的玻璃之基板边际即出现一完美外表，如图2所示，分别为UV雷射切开后之剖面(图2(a))以及将UV雷射切开之试片进行雷射处理后之成果(图2(b))，雷射处理后之玻璃基板出现一完美润滑外表，以显微镜扩大无显着缺点，分别对雷射处理前后之试片进行弯折测验，如图3所示，可调查到其弯折半径显着进步，约可达15毫米以下，核算后可得到雷射处理前后弯折强度由约100MPa增强至350MPa以上，首要在于此制程直接去除了切开制程中的缺点部分，保存玻璃基板自身完好结构，因而可得到高强度之玻璃基板。

　　图2 (a)UV雷射切开后之剖面；(b)切开后之试片以雷射处理后之剖面，右上图为边际之扩大图。

　　图3 雷射处理前后玻璃基板弯折测验，(a)雷射处理前；(b)雷射处理后。

　　工研院南分院积层制作与雷射使用中心现在开发之雷射复合切开与边际修补制程技能，除直线加工外，亦可直接进行异形的轨道加工，且一起可将边际缺点部分修补，使边际出现润滑的外表描摹，并经由弯折测验可得到薄玻璃基板弯折半径达15毫米以下。

　　未来薄型玻璃的使用将逐步导入才智手持式产品，世界各玻璃大厂与面板相关业者亦活跃找寻进步玻璃基板强度的处理办法，削减后续使用时玻璃基板损坏的机率，有助于进步制程良率。使用雷射进行复合式的切开磨边技能已经是未来的趋势，将替代传统机械式磨边技能，除此之外，雷射非触摸加工的优势将更有时机整合卷轴式(Roll to Roll)出产线，亦可为国内面板制作业者供给更有用益的出产计划。