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隨著全面屏技術在各大手機廠商旗艦機上的廣泛應用，對于全面屏切角以及異形屏的切割需求也在快速增長。激光切割是非接觸加工，無機械應力破壞，且效率較高，在全面屏切割方面有著巨大的優(yōu)勢。本文將探討利用超快激光對全面屏進行切角的技術。

1 應用背景

全面屏有著優(yōu)異的顯示視覺效果，隨著蘋果、三星、華為、小米等各大手機廠商相繼推出自己的全面屏產品，全面屏已然成為行業(yè)的趨勢。

全面屏通常是指屏占比大于80%的手機屏幕，是窄邊框達到極致的必然結果。傳統(tǒng)的手機屏幕長寬比為16:9，呈長方形，四角均是直角。由于要在機身上放置前置攝像頭、距離傳感器、聽筒等元件，所以屏幕和上下機身邊緣均有一定距離。之前的窄邊框一直在盡力縮窄左右邊框，而避免縮窄上下邊框。縮窄上下邊框需要對整個手機的正面部件全部重新設計，難度很大。并且隨著全面屏手機顯示區(qū)域面積的擴大，顯示區(qū)域的直角與手機邊緣的圓角距離也隨之拉近，近距離很容易造成破損（圖1）。因此為減少碎屏的可能和預留元件空間，將屏幕加工成非直角的異形切割變得十分必要。

圖1：全面屏采用直角容易破損

屏幕切角是根據(jù)不同需要對屏幕進行R角切角、C角切角、L角切角、U型開槽等。其目的主要有兩方面：一方面要在屏幕四角做C角或者R角切角，同時通過加緩沖泡棉等進行邊緣補強，以防止碎屏；另外一方面是需要在屏幕上方做U型開槽，為前置攝像頭、距離傳感器、聽筒等元件預留空間。

2 超快激光切角技術

針對全面屏切割目前主流技術有刀輪切割、CNC研磨及激光切割。其中激光切割具有切割尺寸精度高、切縫不變形、切口無毛刺、切割無錐度、切割速度快、切割良率高且能實現(xiàn)任意圖形切割的優(yōu)點，相對于刀輪切割、CNC研磨有明顯的優(yōu)勢。目前手機全面屏異形切割主要涉及L角、C角、R角、U型槽切割（如圖2）。

圖2：全面屏各種切角示意圖

激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束相對被加工材料的移動，形成切縫。

超快激光是指激光脈沖時間寬度在飛秒或皮秒量級的激光，依靠自身極高的峰值功率，瞬間氣化材料。相比納秒激光或連續(xù)激光，熱效應微乎其微，加工邊緣整齊，非常適用于屏幕的切角。


(a) 內蝕切割	(b) 隱形絲切

圖3：內蝕切割和隱形絲切示意圖

從切割方案角度來看，激光切割分為內蝕切割和隱形絲切（圖3）。內蝕切割利用超短脈沖激光的非線性吸收效應來實現(xiàn)加工，即玻璃中的價帶電子吸收多個光子能量，導致玻璃的價鍵斷裂，宏觀表現(xiàn)為將玻璃材料“打”成微米量級的粉末，粉末因重力的作用脫離玻璃本體，無需裂片裝置，可加工任意形狀，但熱影響區(qū)較大；隱形絲切通過特殊的光學裝置，將激光束壓縮到直徑小、長度大的絲狀光束，玻璃吸收激光能量，形成改質層，因為分子間的作用力，還不能直接分離，需要借助外力進行裂片。隱形絲切能切割直線和部分曲線，熱影響區(qū)小，加工效率高。

3 超快激光全面屏切角設備

針對全面屏激光切角市場，德龍激光相繼推出了AGC10、AGC20、AGC30等設備，配有自動影像定位系統(tǒng)、自動化軸、AOI等，為產品的自動高速切割加工和高品質穩(wěn)定運行提供保障。

圖4：德龍激光AGC30全面屏切角設備

設備使用貝林激光的Amber皮秒紅外激光器（圖5）。Amber激光器采用皮秒光纖激光器種子源配合自由空間固體放大器實現(xiàn)高峰值功率皮秒激光輸出。采用光纖種子源使得Amber激光器相比傳統(tǒng)的固體皮秒激光器具有性能更加穩(wěn)定，體積緊湊，輸出參數(shù)靈活等優(yōu)點，采用固體放大器保證高峰值功率激光輸出，確保了激光器運行穩(wěn)定。種子激光經過高增益多程放大器進行放大，實現(xiàn)1MHz頻率下大于25W高功率皮秒激光輸出，輸出脈沖寬度<15ps，光束質量M²<1.3。

圖5：貝林激光Amber皮秒紅外激光器

AGC系列全面屏切角設備采用隱形絲切方案，具有切割邊緣崩邊小、精度高、無裂紋等優(yōu)點，結構緊湊，布局合理，設備運動機構機能穩(wěn)定，響應快速，使用界面友好，維護便利。設備可支持3.97-8.4英寸屏幕的C角、R角、U型槽等切角類型的加工，采用機械頂針或超聲波進行裂片。加工邊緣崩缺小于10μm，凸緣小于20μm，整體熱影響區(qū)小于80μm，切割邊緣和斷面平滑，典型加工效果如圖6所示。