随着超快激光技术的快速发展,飞秒激光相对于传统激光加工工艺的优势越来越明显。除了常规的激光切割、钻孔应用以外,飞秒激光在玻璃表面涂层去除技术上的应用,也大放异彩,引领行业应用方向。
相比传统纳秒和皮秒加工,飞秒具有更短脉冲、更低热损伤、无内应力、高精度等优点,对玻璃基材几乎无损伤。
根据行业差异,飞秒激光去除玻璃表面涂层的效果要求也有所不同,其中以CIGS太阳能薄膜电池刻蚀和手机玻璃去油墨两方面优势明显。
1.玻璃基板CIGS太阳能薄膜电池刻蚀
CIGS薄膜太阳能电池镀膜后,根据电池板性能和最终封装,需要在指定区域用激光进行刻蚀,从而保证太阳能电池统一完整封装。刻蚀效果对电池的透光率、使用寿命等特性有直接影响。
传统的纳秒激光和皮秒激光,脉冲时间长,热豫弛时间过长,热影响导致去除镀膜时仍然会有一定残留,同时热量对玻璃表面会产生损伤,从而降低了薄膜电池的透光率,并且使用寿命也将降低。
图8 白色为激光刻蚀区域
图9-1 10ps效果,损伤基层镀膜
图9-2 300fs效果,基层无任何损伤
武汉安扬激光技术有限责任公司研发的飞秒工业激光器FemtoYL系列产品,能有效解决上述问题。300fs超窄脉冲宽度,5000kHz超高频率,200μJ高脉冲能量,<1.3光束质量,结合光路整形技术,可达到<10um的聚焦光斑,能使加工产品透光率高达90%以上,极大提高了CIGS太阳能电池转换效率,同时对玻璃基材0损伤,有效提高了产品的合格率和寿命,具有传统激光加工无可比拟的优势。
2.手机玻璃盖板去涂层
玻璃盖板因其高强度、高硬度、对信号无干扰等优势,在手机行业广泛应用。目前手机玻璃盖板的需求已经从单色玻璃发展到了多元化色调玻璃,如华为和苹果系列。通常玻璃前盖采用PVD镀膜工艺,后盖采用丝印工艺,并辅以激光加工去除指定位置的镀膜或油墨。
传统纳秒紫外激光器去除涂层时,边缘锯齿状明显,并且热损伤导致的玻璃强度明显下降,降低盖板的抗冲击性。同时去除存在残留,严重影响了摄像头等功能孔位置的透光性。
图10 应用实例
图11 对基材和边缘无损伤
飞秒工业激光器FemtoYL系列产品,采用超短脉冲激光,结合优秀的光路结构,精确并高效的扫描来去除预设区域的涂层。同时,对玻璃没有任何损伤,无内应力产生,几乎不会降低玻璃强度。
随着超快激光的不断发展和行业需求的不断推进,飞秒激光将会在科研领域,微电子器件,医疗器件,3C电子等更多领域的精密加工应用中,有更广阔的发展空间。
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