鐳射切割機的聚合物薄膜高質量切割工藝介紹

聚合物越來越多地應用於各種技術領域✘₪，如OLED顯示器↟╃₪◕、柔性印刷電路板↟╃₪◕、微電子↟╃₪◕、醫療器械↟╃₪◕、電池等│•·。總的來說✘₪，它們具有良好的熱絕緣和電絕緣效能↟╃₪◕、高強度和耐腐蝕性│•·。聚醯亞胺 (PI)↟╃₪◕、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和聚四氟乙烯 (PTFE) 是在許多應用中使用的三種聚合物✘₪，聚四氟乙烯具有眾所周知的商品名 Teflon│•·。憑藉出色的機械強度和良好的耐化學性和耐熱性✘₪，PI 繼續引領柔性印刷電路板 (FPCB) 市場✘₪，成為當前法規中穩定的介電材料│•·。另一方面✘₪，PET 是一種用途廣泛的多功能聚合物✘₪，從醫療器械到食品包裝│•·。當用作基體材料時✘₪，PET 因其出色的強度重量比和整體抗衝擊性而具有吸引力│•·。並且以纖維的形式✘₪，具有耐用↟╃₪◕、防水↟╃₪◕、防皺的結構│•·。

一般來說✘₪，PI和PET都用於OLED顯示行業✘₪，這兩種材料都很常見│•·。目前✘₪，所有顯示器都使用從幾微米厚的薄膜到幾十微米或更厚的板│•·。隨著裝置和顯示器變得更輕↟╃₪◕、“可摺疊”和“可捲曲”而不僅僅是“彎曲”或“柔性”✘₪，整體厚度可能會減小│•·。

此外✘₪，PTFE 是另一種多功能聚合物✘₪，可抵抗幾乎所有工業化學品和溶劑✘₪，並具有出色的熱絕緣和電絕緣效能│•·。它以具有光滑的表面↟╃₪◕、低摩擦和不易弄溼而聞名│•·。

它相對昂貴✘₪，用於特殊醫療器械和儀器的防水織物和塗層等增值場景│•·。 PTFE 是射頻/微波和超快電路的最佳絕緣體✘₪，因為它具有低且穩定的介電常數以及上述的熱穩定性和化學穩定性│•·。柔性箔/對開電路的優勢在於將鐳射用於衝壓和穿孔等任務│•·。

為了加工這些材料✘₪，鐳射切割機正迅速取代傳統的機械方法✘₪，由於獨有的高強度和小熱效應✘₪，鐳射切割機越來越普遍│•·。根據不同的應用和要求✘₪，紅外飛秒和綠光波長鐳射器已廣泛用於許多應用領域│•·。對於仍然要求較高精度和質量的應用✘₪，飛秒紫外鐳射器是首選│•·。

除了與短脈衝寬度相關的低 HAZ（熱影響區）優勢之外✘₪，紫外鐳射器的短波長還能實現更高的吸收✘₪，從而提高產量✘₪，尤其是高帶隙材料的產量│•·。此外✘₪，脈衝能夠聚焦成更小的光斑✘₪，製造更小更精密的結構│•·。

為了驗證在加工聚合物材料時使用飛秒紫外鐳射器的優勢✘₪，↟╃₪◕、 工業應用實驗室的工程師演示了使用高功率飛秒紫外鐳射器切割 PI↟╃₪◕、PET 和 PTFE│•·。

它們在以 1 MHz 重複頻率✘₪，多次切割 75 µm 厚度 PI 薄膜│•·。加工之後的切口區域“按原樣”成像的顯微鏡照片（未進行加工後清潔）│•·。樣品上入射 40 W 紫外鐳射時✘₪，切割薄膜的有效速度 >300 mm/s│•·。入口側切口影象表明切割質量極佳✘₪，無碎片或 HAZ│•·。出口側影象表明邊緣略微發黑✘₪，這可能是因為後側反射│•·。

同樣✘₪，以 1 MHz 重複頻率✘₪，多次切割 75 µm 厚度 PET 薄膜的顯微鏡照片│•·。樣品上入射 40 W 平均功率的紫外鐳射時✘₪，切割 PET 薄膜的有效速度 >500 mm/s│•·。影象表明切割質量出色✘₪，無碎片或 HAZ│•·。

出色的質量和高產量表明瞭鐳射切割機在切割聚合物方面的潛力✘₪，使其成為加工聚合物的理想選擇✘₪，尤其適合加工先進的顯示器和微電子裝置│•·。