摘要

手機屏液晶線路的斷路與短路故障嚴重影響顯示性能，傳統修復方法存在精度不足與二次損傷風險。激光修復技術通過精確調控能量密度，對短路單元實施選擇性切割，對斷路單元進行熔融連接，實現微米級線路的無損修復。本文從激光與材料的相互作用機制出發，解析基于納秒 / 皮秒脈沖激光的切割熔接原理，為手機屏高良率修復提供理論支撐。

引言

隨著手機屏向高分辨率（如 4K）和柔性化發展，線路密度已達 400PPI 以上，對應線路寬度 < 5μm。ITO 導電膜或金屬布線的斷路、短路缺陷占面板失效原因的 62%。傳統機械修復（如 FIB）效率低且成本高昂，而激光修復憑借非接觸、熱影響區小（<5μm）的優勢，將修復良率從傳統方法的 60% 提升至 90% 以上。其核心在于利用激光的高能量密度特性，實現對納米級材料的精準改性。

激光修復的材料作用機制

短路缺陷的激光切割原理

當手機屏線路因異物附著或光刻污染發生短路時，激光切割通過以下機制實現隔離：

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

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

2. 斷路缺陷的激光熔接原理

針對線路斷裂（如 ITO 膜裂紋），激光熔接通過熱傳導與深熔焊機制重建通路：

能量閾值調控：以 20ns 脈寬的 532nm 綠光激光為例，當能量密度達到 25mJ 時，斷點處金屬（如銅熔點 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構，電導率恢復至原始線路的 90% 以上。

動態過程控制：通過調整掃描速度（10-50mm/s）控制熔接長度，100μm 以內的斷裂可通過單次脈沖完成修復，且熔接處電阻值≤10Ω，與原始線路差異 < 5%。

修復工藝的精準實現

缺陷定位與參數優化

AI 視覺檢測：利用高分辨率工業相機（分辨率≥1μm）結合 CNN 算法，對短路點的電阻異常（<1Ω）或斷路處的熱斑（溫度差> 10℃）進行亞微米級定位，誤差 < 1μm。

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

2. 典型工藝參數示例

討論

激光修復的核心挑戰在于能量 - 尺度的精準匹配：對于手機屏中 200nm 厚的 Al 布線，需將激光光斑控制在 5μm 以內，同時能量波動≤5% 才能避免過熔或熔接不充分。未來結合飛秒激光的 “冷加工” 特性（熱影響區 < 1μm），有望實現柔性屏 PI 基板上的線路修復，進一步拓展應用場景。

顯示面板激光修復設備：精密修復解決方案

新啟航水冷激光修復設備搭載NW激光器，整合精密光學系統、鐳射加工/觀測專用顯微鏡及光學物鏡，構建起高精度修復核心架構。設備采用X/Y軸自動精細調節、Z軸半自動智能調節模式，搭配大理石精密光學基礎載物平臺，以卓越的穩定性和操控性，實現對工件特定材質層短路缺陷的精準修補，展現出強大且專業的鐳射修復能力。

一、多元適配的應用場景

本設備專為TFT-LCD系列液晶面板修復設計，可覆蓋15.6寸至120寸全尺寸范圍，精準攻克LCD面板常見不良現象。無論是惱人的亮點、暗點，還是復雜的斷半線、豎彩線、豎彩黑線、單豎黑線、雙豎黑線及橫網等缺陷，都能通過先進的鐳射修復技術快速處理，為液晶面板品質提升提供可靠保障。

二、智能協同的先進控制系統

設備采用前沿多線程技術、COM技術，深度融合運動算法與圖像視覺算法，實現電機驅動系統、激光控制系統、圖像識別系統的高效聯動。憑借微米級精準控制能力，可快速、準確鎖定產品缺陷點。此外，設備提供全自動四孔鼻輪調焦功能，并支持選配四孔電動鼻輪，滿足多樣化使用需求。同時，簡潔直觀的操作界面設計，大幅降低操作人員的學習成本與使用門檻。

三、靈活高效的高兼容性軟件系統

針對不同型號激光控制器通訊協議的差異，本設備軟件系統進行深度優化。通過將多種激光器通訊協議集成于同一軟件，操作人員僅需通過簡單的軟件選項，即可激活當前使用的激光器。這種設計使激光器對操作者完全透明，讓操作人員專注于工藝與功能實現，無需關注激光器具體型號差異，顯著提升工作效率與便捷性。

審核編輯 黃宇