摘要

手機(jī)屏液晶線路的斷路與短路故障嚴(yán)重影響顯示性能，傳統(tǒng)修復(fù)方法存在精度不足與二次損傷風(fēng)險(xiǎn)。激光修復(fù)技術(shù)通過(guò)精確調(diào)控能量密度，對(duì)短路單元實(shí)施選擇性切割，對(duì)斷路單元進(jìn)行熔融連接，實(shí)現(xiàn)微米級(jí)線路的無(wú)損修復(fù)。本文從激光與材料的相互作用機(jī)制出發(fā)，解析基于納秒 / 皮秒脈沖激光的切割熔接原理，為手機(jī)屏高良率修復(fù)提供理論支撐。

引言

隨著手機(jī)屏向高分辨率（如 4K）和柔性化發(fā)展，線路密度已達(dá) 400PPI 以上，對(duì)應(yīng)線路寬度 < 5μm。ITO 導(dǎo)電膜或金屬布線的斷路、短路缺陷占面板失效原因的 62%。傳統(tǒng)機(jī)械修復(fù)（如 FIB）效率低且成本高昂，而激光修復(fù)憑借非接觸、熱影響區(qū)小（<5μm）的優(yōu)勢(shì)，將修復(fù)良率從傳統(tǒng)方法的 60% 提升至 90% 以上。其核心在于利用激光的高能量密度特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)納米級(jí)材料的精準(zhǔn)改性。

激光修復(fù)的材料作用機(jī)制

短路缺陷的激光切割原理

當(dāng)手機(jī)屏線路因異物附著或光刻污染發(fā)生短路時(shí)，激光切割通過(guò)以下機(jī)制實(shí)現(xiàn)隔離：

能量選擇性吸收：采用 1064nm 紅外皮秒激光（脈寬 10^-12 秒），其波長(zhǎng)與 ITO 導(dǎo)電膜的吸收光譜高度匹配，功率密度達(dá) 5×10^7W/cm2 時(shí)，短路處材料瞬間汽化（汽化熱 3267kJ/kg），而玻璃基板（軟化點(diǎn) 500℃）因熱擴(kuò)散效應(yīng)幾乎不受影響。

熱影響區(qū)控制：配合氮?dú)廨o助吹掃，一方面冷卻切割區(qū)域抑制氧化，另一方面吹走熔渣，將熱影響區(qū)控制在光斑直徑（3-10μm）的 1/10 以內(nèi)，避免相鄰線路熱損傷。

2. 斷路缺陷的激光熔接原理

針對(duì)線路斷裂（如 ITO 膜裂紋），激光熔接通過(guò)熱傳導(dǎo)與深熔焊機(jī)制重建通路：

能量閾值調(diào)控：以 20ns 脈寬的 532nm 綠光激光為例，當(dāng)能量密度達(dá)到 25mJ 時(shí)，斷點(diǎn)處金屬（如銅熔點(diǎn) 1083℃）迅速熔融形成熔池，冷卻后在表面張力作用下凝固為柱狀晶結(jié)構(gòu)，電導(dǎo)率恢復(fù)至原始線路的 90% 以上。

動(dòng)態(tài)過(guò)程控制：通過(guò)調(diào)整掃描速度（10-50mm/s）控制熔接長(zhǎng)度，100μm 以內(nèi)的斷裂可通過(guò)單次脈沖完成修復(fù)，且熔接處電阻值≤10Ω，與原始線路差異 < 5%。

修復(fù)工藝的精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)

缺陷定位與參數(shù)優(yōu)化

AI 視覺檢測(cè)：利用高分辨率工業(yè)相機(jī)（分辨率≥1μm）結(jié)合 CNN 算法，對(duì)短路點(diǎn)的電阻異常（<1Ω）或斷路處的熱斑（溫度差> 10℃）進(jìn)行亞微米級(jí)定位，誤差 < 1μm。

參數(shù)調(diào)制策略：短路切割采用高頻率（10kHz）、低能量（20mJ）模式，逐點(diǎn)掃描去除短路橋接；斷路熔接則用低頻率（1kHz）、高能量（40mJ），確保熔池充分融合。

2. 典型工藝參數(shù)示例

討論

激光修復(fù)的核心挑戰(zhàn)在于能量 - 尺度的精準(zhǔn)匹配：對(duì)于手機(jī)屏中 200nm 厚的 Al 布線，需將激光光斑控制在 5μm 以內(nèi)，同時(shí)能量波動(dòng)≤5% 才能避免過(guò)熔或熔接不充分。未來(lái)結(jié)合飛秒激光的 “冷加工” 特性（熱影響區(qū) < 1μm），有望實(shí)現(xiàn)柔性屏 PI 基板上的線路修復(fù)，進(jìn)一步拓展應(yīng)用場(chǎng)景。

顯示面板激光修復(fù)設(shè)備：精密修復(fù)解決方案

新啟航水冷激光修復(fù)設(shè)備搭載NW激光器，整合精密光學(xué)系統(tǒng)、鐳射加工/觀測(cè)專用顯微鏡及光學(xué)物鏡，構(gòu)建起高精度修復(fù)核心架構(gòu)。設(shè)備采用X/Y軸自動(dòng)精細(xì)調(diào)節(jié)、Z軸半自動(dòng)智能調(diào)節(jié)模式，搭配大理石精密光學(xué)基礎(chǔ)載物平臺(tái)，以卓越的穩(wěn)定性和操控性，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件特定材質(zhì)層短路缺陷的精準(zhǔn)修補(bǔ)，展現(xiàn)出強(qiáng)大且專業(yè)的鐳射修復(fù)能力。

一、多元適配的應(yīng)用場(chǎng)景

本設(shè)備專為TFT-LCD系列液晶面板修復(fù)設(shè)計(jì)，可覆蓋15.6寸至120寸全尺寸范圍，精準(zhǔn)攻克LCD面板常見不良現(xiàn)象。無(wú)論是惱人的亮點(diǎn)、暗點(diǎn)，還是復(fù)雜的斷半線、豎彩線、豎彩黑線、單豎黑線、雙豎黑線及橫網(wǎng)等缺陷，都能通過(guò)先進(jìn)的鐳射修復(fù)技術(shù)快速處理，為液晶面板品質(zhì)提升提供可靠保障。

二、智能協(xié)同的先進(jìn)控制系統(tǒng)

設(shè)備采用前沿多線程技術(shù)、COM技術(shù)，深度融合運(yùn)動(dòng)算法與圖像視覺算法，實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)的高效聯(lián)動(dòng)。憑借微米級(jí)精準(zhǔn)控制能力，可快速、準(zhǔn)確鎖定產(chǎn)品缺陷點(diǎn)。此外，設(shè)備提供全自動(dòng)四孔鼻輪調(diào)焦功能，并支持選配四孔電動(dòng)鼻輪，滿足多樣化使用需求。同時(shí)，簡(jiǎn)潔直觀的操作界面設(shè)計(jì)，大幅降低操作人員的學(xué)習(xí)成本與使用門檻。

三、靈活高效的高兼容性軟件系統(tǒng)

針對(duì)不同型號(hào)激光控制器通訊協(xié)議的差異，本設(shè)備軟件系統(tǒng)進(jìn)行深度優(yōu)化。通過(guò)將多種激光器通訊協(xié)議集成于同一軟件，操作人員僅需通過(guò)簡(jiǎn)單的軟件選項(xiàng)，即可激活當(dāng)前使用的激光器。這種設(shè)計(jì)使激光器對(duì)操作者完全透明，讓操作人員專注于工藝與功能實(shí)現(xiàn)，無(wú)需關(guān)注激光器具體型號(hào)差異，顯著提升工作效率與便捷性。

審核編輯 黃宇