激光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于各種技術領域，如OLED顯示器、柔性印刷電路板、微電子、醫療器械、電池等?？偟膩碚f，它們具有良好的熱絕緣和電絕緣性能、高強度和耐腐蝕性。聚酰亞胺 (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。憑借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沖擊性而具有吸引力。并且以纖維的形式，具有耐用、防水、防皺的結構。

一般來說，PI和PET都用于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。隨著設備和顯示器變得更輕、“可折疊”和“可卷曲”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，并具有出色的熱絕緣和電絕緣性能。它以具有光滑的表面、低摩擦和不易弄濕而聞名。

它相對昂貴，用于特殊醫療器械和儀器的防水織物和涂層等增值場景。 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/對開電路的優勢在于將激光用于沖壓和穿孔等任務。

為了加工這些材料，激光切割機正迅速取代傳統的機械方法，由于獨有的高強度和小熱效應，激光切割機越來越普遍。根據不同的應用和要求，紅外飛秒和綠光波長激光器已廣泛用于許多應用領域。對于仍然要求較高精度和質量的應用，飛秒紫外激光器是首選。

除了與短脈沖寬度相關的低 HAZ（熱影響區）優勢之外，紫外激光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，脈沖能夠聚焦成更小的光斑，制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激光器的優勢，、 工業應用實驗室的工程師演示了使用高功率飛秒紫外激光器切割 PI、PET 和 PTFE。

它們在以 1 MHz 重復頻率，多次切割 75 μm 厚度 PI 薄膜。加工之后的切口區域“按原樣”成像的顯微鏡照片（未進行加工后清潔）。樣品上入射 40 W 紫外激光時，切割薄膜的有效速度 >300 mm/s。入口側切口圖像表明切割質量極佳，無碎片或 HAZ。出口側圖像表明邊緣略微發黑，這可能是因為后側反射。

同樣，以 1 MHz 重復頻率，多次切割 75 μm 厚度 PET 薄膜的顯微鏡照片。樣品上入射 40 W 平均功率的紫外激光時，切割 PET 薄膜的有效速度 >500 mm/s。圖像表明切割質量出色，無碎片或 HAZ。

出色的質量和高產量表明了激光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設備。