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雷射玻璃焊接實用化

2022.08.04
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超短脈衝雷射器結合精妙的自聚焦技術提供了所需的質量和工藝可靠性，使雷射玻璃焊接應用到批量生產中成為可能。 玻璃獨特而優异的特性使其廣泛應用於生物醫學、微電子等不同領域的各種高科技產品中。 我們以前已經介紹了它給製造商所帶來的挑戰，特別是在大批量、精密玻璃切割領域。 它還帶來了鍵合方面的困難，包括將單個玻璃組件焊接在一起，以及將玻璃焊接到金屬和電晶體等其他資料上。

融為一體

所有用於焊接玻璃的傳統方法都難以為經濟高效的批量生產提供所需的精度、鍵合質量和生產速度。 例如，粘合劑鍵合是一種經濟的方法，但會在零件上殘留膠材，甚至需要脫氣。
介質焊接是將粉末資料放在接觸點處，然後將其熔化以完成鍵合。 無論這種熔化是通過烘箱還是雷射實現，都會有大量熱量被泵入零件中。 這對於微電子設備和許多醫療器械都是一個問題。
離子鍵合是一種巧妙的方法，可提供極高的鍵合强度。 兩片嶄新且極其平坦的玻璃表面被壓在一起，並通過分子鍵真正融合在一起。 但是，要在生產環境中執行此操作並不現實



雷射玻璃焊接

那麼，鐳射焊接呢？ 玻璃有許多非常有用的特性，比如極高的熔點、透明性、脆性和機械剛性，但同時也給鐳射焊接帶來了很多困難。 囙此，用於焊接金屬和其他資料的典型工業雷射器和方法並不適用於玻璃。
就像精密玻璃切割一樣，其秘訣在於使用紅外波長超短脈衝（USP）雷射器。 玻璃在紅外線中是透明的，囙此聚焦的雷射束可以直接穿過它，直到聚焦光束變窄並變得集中以致觸發“非線性吸收”。 這種“非線性吸收”只會發生在具備高峰值功率的超短脈衝鐳射中，而無法使用其他類型的雷射來完成同樣的事情。

所以，在雷射束焦點周圍非常小的區域（通常直徑小於幾十微米）內，玻璃吸收雷射並迅速熔化。 該聚焦光束沿著所需的焊接路徑進行掃描，以完成鍵合，就像其他形式的鐳射焊接一樣。

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