｜雷射掃描技術於手機PET保護膜切割的應用

摘要：雷射加工之應用非常廣，除了在高科技的應用液晶螢幕（LCD, Liquid Crystal Display）修補、太陽能板劃線還有半導體封裝打印（IC Packing Marking）應用之外，也可以應用在傳統鋼板切割、塑膠切割；本研究是把雷射切割應用在智慧型手機（Smart Phone）螢幕保護膜的切割上，取代傳統刀模（knife mold）製作；使用雷射可切割任意的幾何形狀，不受傳統的單一刀膜只能切割單一形狀；在智慧型手機百發齊放的時代，雷射切割的應用不僅可以高效率的產出各式各樣的智慧型手機保護膜，並且可以省下不少的模具費用。

Abstract: The laser process have not only been widely adopted in the high technology industry including LCD repair, solar panels scribing, and semiconductor marking, but also applied in the traditional industry, such as steel cutting, and plastic cutting. This project is aimed to find a new way to cut the smart phone screen protective film, in order to replace the traditional knife mold film production. Compare to the knife mold cutting, laser cutting process can have more flexibility in geometric shape cutting and cost effective, in addition, more suitable for nowaday’s smart phone protective film production.

關鍵詞：雷射、掃描透鏡、振鏡、雷射切割、智慧型手機、保護模

Keywords：Laser, F-Theta Lens, Galvanometer, Laser Cutting, Smart Phone, PET Film

前言
根據DIGITIMES對智慧型手機的市場調查[1]，2011年整體智慧型手機出貨約有4億6仟萬支；預估2012年更可達到6億7仟萬支；相對智慧型手機的配件觸控螢幕保護膜出貨成長也都是以高幅度成長，不過在開發新樣品打樣上，受限於傳統的刀模如圖1，其開發時程太久且費用昂貴，不僅開發成本高且無法及時提供客戶所需之樣品；而另一打樣方式是使用雷射切割樣品，雖然具有彈性可切割任意形狀且打樣迅速，不過雷射切割保護膜的斷面有焦黑與熱熔不良現象，無法達品質要求；上述的這兩種方式都無法滿足生產廠商技的需求，因此造成訂單的大量流失；這對於國內廠商[2]要積極提高3C觸控螢幕保護膜的市占率是一大隱憂，因此開發具有彈性且迅速打樣技術是刻不容緩的事情。

1.1 市場問題分析
最近一兩年是智慧型手機的蓬勃發展時期，而且未來幾乎是每一個月都有新機上市，為了快速滿足快速變遷且多樣式智慧型手機保護膜的需求，開發一款新樣式的保護膜，只有短短的1星期的時間；而傳統刀模開發至少5個工作天，因此根本沒有時間做修正與測試，往往因為時效性的問題失去很多商機，因此為了因應市場快速變化且多樣性，需要有快速開發的新製程與設備，否則就無法搶得先機。

1.2 解決方案
傳統刀模打樣受限於價格昂貴、開發時間長、無法彈性多樣式打樣等缺點無法快速攻占市場；而雷射掃描彈性切割技術就是針對上述刀模打樣的缺點提出的創新解決方案。雷射掃描彈性切割其系統架構如圖3所示[3]，系統是利用X、Y雙振鏡掃描（Scanner），可彈性掃描二維的任意圖案樣式，利用透鏡將雷射光束聚焦在一點上，可迅速切割任意的幾何圖案。這種系統方式即可解決傳統刀模的上述三大缺點。

雖然雷射掃描切割可以大幅改善傳統刀模切割的缺點，但本身仍有一些問題待克服，譬如切斷面的熱熔現象與雷射平台問題，這些問題就是本研究要解決的重要項目，圖4雷射切割斷面熱熔不良現象；後續將一一敘述本研究解決熱熔（HAZ, Head Affected Zone）現象之方法與結果。