智慧型手機的出現大大改變了人們的生活方式，而人們生活水準不斷提高也對智慧型手機提出了更高要求：除了系統、硬體等功能配置不斷升級外，手機外觀也成為各手機廠商角力的重點。在外觀材料的革新過程中，玻璃材質憑藉著造型多變、抗衝擊性好、成本可控等諸多優點而受到廠家歡迎，並在手機上獲得越來越廣泛的應用，包括手機前蓋板、後蓋板、相機蓋板、濾光片、指紋辨識片、三稜鏡等。

儘管玻璃材質有著許多優點，但其易碎的特點為加工過程帶來不少難題，如容易出現裂痕、邊緣毛糙等。此外，聽筒、前置相機、指紋片等位置的異型切割也對加工流程提出了更高要求。如何解決玻璃材質的加工難題、提升產品良率，成為業界共同的目標，推動玻璃切割技術的創新迫在眉睫。

玻璃切割製程對比

傳統的玻璃切割製程包括刀輪切割和CNC研磨切割。刀輪切割的玻璃崩邊大、邊緣粗糙，對玻璃的強度會大幅影響。且刀輪切割的玻璃良率較低，材料利用率較低，切割後需進行複雜工序的後處理。刀輪進行異型切割時速度及精度會大幅下降，有些異型全面屏因轉角太小，根本無法用刀輪切割。 CNC較刀輪的精度高，精度≤30μm，崩邊比刀輪小，約40μm，缺點是速度慢。

隨著雷射技術的發展，玻璃切割也出現了雷射的身影。雷射切割的速度快，精度高，切口沒有毛邊且不受形狀限制，崩邊一般小於80μm。

傳統雷射切割玻璃為消融機制，利用聚焦後的高能量密度的雷射將玻璃融化甚至氣化，高壓的輔助氣體則將殘餘的熔渣吹除。由於玻璃易碎，高重疊率的光斑會累積過度的熱在玻璃上，使玻璃龜裂，因此雷射無法使用高重疊率的光斑進行一次切割，通常使用振鏡進行高速掃描，將玻璃一層一層去除，一般的切割速度小於1mm/s。

近年來超快雷射（或稱為超短脈衝雷射）取得了快速發展，尤其是在玻璃切割的應用上取得了非常優異的表現。超鋒科技便開發出專為脆性材料加工的客製化模組，搭配超鋒科技雷射的超快雷射器，能將脆性材料切得更好、更快，使成本更進一步下降。

超快雷射加工原理

眾所周知，超快雷射是指輸出雷射的脈衝寬度在皮秒（10 -12秒）等級、或小於皮秒等級的脈衝雷射，具備極高的峰值功率。

對玻璃等透明材料而言，當超高峰值功率的雷射被聚焦在透明材料內部時，材料內部由光傳播造成的非線性極化改變了光的傳播特性，使光束出現自聚焦現象（波前聚焦）。由於超快雷射的峰值功率極高，使脈衝在玻璃內不斷重複聚焦，在不發散的狀態下一路向下傳輸到材料內部，直至雷射的能量不足以繼續支持發生自聚焦現象。至此，雷射傳輸過的地方留下瞭如同絲線般的軌跡（直徑只有數個微米），將這些絲線連起來，對其施加應力，玻璃便會自行沿著絲線裂開。

這是玻璃被雷射改性過的結果，改質後的玻璃與原本的性質不同。而這樣的加工方式也確保了加工過程中不會對所涉及的空間範圍的周圍材料造成影響，從而做到了加工的「超精細」。

此外，非接觸式加工也可避免傳統機加方式切割容易發生崩邊、裂紋等問題，具有精度高、不產生微裂紋、破碎或碎片問題、邊緣抗破裂性高、無需沖洗、打磨、拋光等二次製造成本等優點，降低成本的同時大幅提高了工件良率及加工效率。

超快雷射加工玻璃的困難點

超鋒科技雷射的脆性材料切割模組便是利用超快雷射在材料內部的自聚焦現象進行切割、鑽孔，但應用超快雷射進行自聚集也存在一定難點。例如，使用高斯光束自聚焦成絲，至多只有一兩百微米的長度，而且成絲的強度、粗細不均勻，呈一端粗一端細。這便無法確保雷射作用於材料時成絲的穩定性。

超鋒雷射透過光束整形解決了這個困難。一方面，超鋒雷射自主開發的脆性材料切割模組透過空間分佈的光束整形，將原本聚焦為一點的高斯光束變成沿軸線的線型聚焦光束，在很長的一個範圍內都有不錯的聚焦效果。而AOPICO皮秒系列（紅外線雷射）則透過特殊的運作模式，將脈衝在時間上進行光束整形。兩種光束整形的共同作用，實現了自聚焦的效果極大化。

整形後的成絲長度可達5mm以內，且粗細均勻，適合玻璃切割、鑽孔。由於成絲長度長，可完全覆蓋手機用的薄玻璃厚度，只需一次掃描即可完成整個切割輪廓的改質。視不同曲線而定，雷射切割的速度可從數十毫米每秒到一公尺每秒，切割速度是傳統雷射消融的數十倍以上。

加工案例展示雷射脆性材料切割模組搭配超鋒科技雷射的皮秒雷射器，可以進行幾乎無錐度的切割及鑽孔，而且可以進行任意形狀的切割，滿足異型全面屏的各種加工需求。可加工的玻璃種類也更多，過去被認為無法加工的強化玻璃也可以加工。部分加工案例如下（以下圖片皆由超鋒科技雷射提供）：

攝影機蓋板玻璃 T0.55 mm



康寧玻璃 T3 mm



霧面玻璃 T2 mm



藍寶石 T0.3 mm



全面屏TFT玻璃 T0.25 mm（雙層）