很多人都有这样的经历:砰的一声，手机掉在地上，屏幕碎了。为什么屏幕容易碎？因为屏幕的这些玻璃盖都是脆性材料(延伸率5%)，经不起碰撞。既然不允许碰撞，这些材料是怎么处理的？

从大家熟悉的手机摄像头保护套、玻璃后盖，到汽车后视镜、仪表盖、光学镜头，再到有机发光二极管柔性屏、高精度医疗植入设备...在3C、5G、医疗、传感器封装、汽车电子等前沿行业，玻璃、蓝宝石、陶瓷等新兴材料的应用正朝着“更硬”、“更脆”的方向发展。

激光加工技术是加工金刚石和硬脆材料的首选

在金刚石和硬脆材料的后期产品成型中，传统的加工方法已经无法加工或达到所要求的高精度和高分辨率。是激光的“三大特性”:能量的时空振幅和频率的精确可控性、加工材料的普适性和能量成本的持续降低。目前，激光精密加工技术已经成为金刚石和硬脆材料加工的首选。

然而，目前我国在金刚石和硬脆材料的激光精密加工领域，设备主要依赖进口，尤其是高端超硬成型工具的激光磨刀机几乎全部被西方国家垄断。因此，加工速度快、切割质量高、运行稳定的国产激光精密加工设备受到了国内各人造金刚石和硬脆材料生产厂家的广泛期待。

激光加工金刚石和硬脆材料的原理

激光加工用激光束代替传统的机械加工，具有精度高、切割速度快、不受切割图形形状限制、加工成本低等特点。激光束由聚焦透镜聚焦，然后照射在工件表面上。激光的高能量密度使工件被聚焦光斑照射的区域瞬间汽化或熔化，同时通过辅助喷吹将渣粉吹掉，可以形成光滑的狭缝。由于加工头在工作时不需要与被加工材料直接接触，所以不容易划伤工件表面，一般也不需要后续加工。

激光制造技术是基于激光与材料的物理相互作用，通过对材料的气化、烧蚀和改性来实现对材料的加工效果。如今，激光加工已经迅速进入各行各业。目前主要是金属材料加工，占整个激光加工应用的80%以上。相应的铁、铜、铝合金为硬质材料，激光加工效果好，易于应用于激光加工。对于一些常见的金属激光切割焊接应用，可能只需要解决相应的光功率，对加工的研究要求并不严格。

事实上，高端制造领域使用了很多非金属材料，如软材料、热塑性材料、热敏材料、陶瓷材料、半导体材料、玻璃等脆性材料。如果要对这些材料进行激光加工，对光束特性、烧蚀程度、材料损伤控制的要求都很严格。需要微纳米级的超精细加工。普通的红外激光往往难以达到这种效果，紫外激光是一个合适的选择。

紫外激光在玻璃加工上的应用

玻璃是生活中广泛使用的材料。从水杯、酒杯、容器到玻璃首饰，玻璃上的图案制作往往是个难题。传统的处理方法会导致玻璃破损率很高。紫外激光非常适合在玻璃表面打标和制作图案，可以实现超精细生产。紫外激光打标弥补了过去加工精度低、绘图困难、损伤工件、污染环境等缺点。以其独特的加工优势成为玻璃制品加工的新宠，被酒杯、工艺礼品等行业列为必备加工工具。

陶瓷材料广泛应用于建筑、器皿、装饰品等。陶瓷广泛应用于电子产品和设备中。手机厂商推出了陶瓷后盖、陶瓷插件、陶瓷基板、陶瓷封装底座、指纹识别系统陶瓷盖板等。广泛应用于移动通信、光通信和电子产品领域。这些陶瓷元件制作精细，紫外激光切割是目前最理想的选择。

紫外激光晶圆切割:蓝宝石衬底表面较硬，普通刀盘难以切割，磨损大，成品率低，切割路径大于30μmm，减少使用面积，降低产品成品率。在蓝宝石和白光LED产业的带动下，蓝宝石衬底晶圆切割需求大幅增加，对提高产能和成品合格率提出了更高的要求。紫外激光切割硅片可以实现高精度切割、平滑切割，大大提高成品率。

应时切割是工业中的一个难题。在传统的加工方法中，常用“金刚石锯片”，也采用“硬打”的加工方法。应时易碎且难以加工，而金刚石锯片是消耗品。

紫外激光具有0.02mm的超高精度，完全可以保证精确切割的要求。面对应时切割，精确控制功率可以使切割表面非常光滑，速度比手工加工快得多。所有参数均可全数字显示，不同参数可通过电脑精确调整，更加直观准确，上手难度远低于手工切割。

紫外激光加工技术在硅晶圆中的应用

短波长（-nm）准分子和紫外DPSS激光的应用已经提高了裸片的成品率，并且证明了激光工艺比传统金刚石划片工艺更具优越性。紫外激光工艺的切口（在划片时材料损失的部分）比其他技术的更窄。再加上前端工艺的应用，紫外激光工艺增加了单位晶圆上所分裂出的合格裸片的数量。

紫外激光切割硅晶圆过程，通常是将整个大块的硅晶圆制作成分成6/8/12/18寸等多规格晶圆，再将晶圆中的晶片切割成一个个小片，再封装到半导体元器件中。这个工艺制程就需要用到紫外激光切割机，主要是利用物镜作为光斑聚焦镜，通过高密度高能量光束来对晶圆进行划片。