这些过程需要细致的一致性和稳定能力来实现预期的结果。聚四氟乙烯(PTFE),特别是玻璃填充的PTFE G400变体,慢慢的变成了激光工艺流程中支撑基材的不可或缺的材料。
聚四氟乙烯(PTFE),俗称特氟龙(Teflon),是一种含氟聚合物,以其优异的耐化学性、低摩擦系数和高温稳定性而闻名。这些特性使PTFE成为各种工业应用的理想选择(见图1)。当PTFE用玻璃纤维、青铜、碳纤维或熔融二氧化硅等填料增强时,它获得了额外的机械强度和尺寸稳定性。
玻璃填充PTFE G400是一种特殊的变体,将玻璃纤维纳入PTFE基体,以提高其强度和稳定能力。由于以下四个关键特性,这种复合材料很适合在激光工艺流程中支撑玻璃和硅基板:
机械强度和稳定能力。玻璃纤维的加入大幅度的提升了其机械强度。这种增强确保了材料能支持基材而不变形,并保持激光加工所需的精确对准。
耐高温。激光加工,特别是纳秒和皮秒激光技术,在聚焦时会产生大量的热量。材料的耐高温性能确保其在超短脉冲激光加工的一般平均功率和峰值功率条件下保持稳定,不降解。
化学惰性。PTFE具有固有的化学惰性,这在某种程度上预示着它不会与基材或激光工艺流程中产生的任何残留物发生反应。这一特性对于保持基材的完整性和清洁度至关重要。
摩擦系数低。材料的低摩擦系数允许基材的平稳处理和定位,从而最大限度地减少在设置和加工阶段损坏的风险。
聚四氟乙烯的突出特点之一是其伪亮白色外观。它提供了基板和背景之间的鲜明对比,这大幅度的提升了机器视觉检测和校准阶段的可视性。在激光加工中,基材的精确对准是保证激光束以正确的位置和角度与材料相互作用的关键。
它提供的高对比度使操作员能快速有效地实现精确的手动和自动机器视觉校准,由此减少了设置时间并提高了吞吐量。
纳秒和皮秒激光器在极短的维持的时间内提供高能脉冲,可以精确地修饰玻璃基板的表面或烧蚀硅,对周围材料的热损伤最小。但这些工艺的成功在很大程度上依赖于基板的稳定性和支持。当纳入夹具或线的机械强度和耐热性,确保基板保持安全到位。这种精确的定位需要激光束实现期望的贝塞尔光束结构或铣削通过烧蚀。
碳纤维。这提供了优异的机械强度和导电性,很适合需要强大的支撑和导电性的应用。
不同类型的玻璃(包括熔融石英)。提高尺寸稳定性,减少热膨胀。熔融二氧化硅具备优秀能力的抗热震性能,适合高温应用。
这些不同填料的可用性使PTFE G400能够针对各种激光加工环境进行定制,以确保最佳性能和耐用性。
PTFE G400提供的增强可视性,精确对准和稳定支撑的组合对于玻璃和硅基板的高效和可重复激光加工至关重要(见图4)。可重复性是工业制造的重要的条件,在大型生产运行中需要一致的质量和性能。PTFE G400通过确保每个基板在相同的条件下加工,在定位或对准方面的变化最小,有助于实现这一目标。这种一致性转化为更高的产量和减少的浪费,并最后导致成本节约和生产力的提高。
由于这些原因,玻璃填充PTFE G400的使用改变了玻璃和硅衬底的激光加工:
其独特的性能,包括机械强度、耐高温、化学惰性和低摩擦系数,使其成为纳秒和皮秒激光结构和烧蚀过程中支撑衬底的理想材料。
其明亮的白色外观提高了能见度,并有助于基材的精确对准,这对于高效和可重复的激光加工至关重要。
各种填料的可用性,如青铜,碳纤维和不一样的玻璃,允许定制,以满足特定的应用需求。
随着激光加工技术的慢慢的提升,材料的作用将仍然是必不可少的,以确保制造的精度、质量和可重复性的最高标准。