Femtosekundni laser za zaslon sklopivog iPhonea

Apple bi 9. rujna trebao predstaviti svoj prvi sklopivi iPhone. Napraviti telefon koji se može preklopiti jednom ili deset puta nije osobito impresivan tehnološki izazov, no pravi problem nastaje kada isti mehanizam treba raditi stotinama tisuća puta, a da zaslon, staklo i ostale komponente pritom ne popucaju.

Upravo zato proizvodnja sklopivog telefona predstavlja jedan od najzahtjevnijih zadataka u današnjoj potrošačkoj elektronici.

Jedan od mogućih odgovora krije se u tehnologiji femtosekundnih lasera koji „pucaju“ u bilijuntnim djelovima sekunde. Trajanje pojedinog impulsa mjeri se u milijarditim dijelovima milijarditog dijela sekunde.

Drugim riječima, riječ je o impulsima koji traju toliko kratko da materijal može ispariti prije nego što se toplina stigne proširiti na okolinu.

To je velika prednost kod proizvodnje minijaturnih elektroničkih komponenti. Klasičnom obradom toplina se može proširiti izvan područja koje želimo obraditi i oštetiti susjedne dijelove. Kod femtosekundnog lasera taj je problem znatno manji.

Jedan od Appleovih ranijih patenata za sklopivi telefon opisuje posebno obrađeno staklo koje se na području pregiba može stanji­ti na svega 10 do 50 mikrometara.

Takvo staklo nije dovoljno samo napraviti tankim. Mora biti i savršeno obrađeno. Sitna pukotina ili oštećenje nastalo tijekom proizvodnje može s vremenom postati mjesto na kojem će se staklo slomiti nakon stotina tisuća savijanja.

Isto vrijedi za fleksibilni plastični sloj koji se nalazi ispod zaslona. Njegov rub mora biti izrezan iznimno precizno. Ako ostane mikroskopsko oštećenje, ono se može pretvoriti u veću pukotinu nakon višestrukog savijanja.

Tu femtosekundni laser ima jednu veliku prednost jer može rezati i obrađivati materijal uz minimalan prijenos topline.

Sklopivi telefoni koriste ultra-tanko staklo, fleksibilne slojeve zaslona, minijaturne tiskane pločice, keramiku i poluvodičke komponente. Sve ih potrebno je proizvesti s ekstremnom preciznošću. 

„Tržište elektroničkih komponenti neprestano gura proizvodnju sve bliže njezinim granicama. U potrošačkoj elektronici čak i sićušan nedostatak može prerasti u pukotinu zbog koje cijela komponenta postaje neupotrebljiva“, kaže Nikolajus Gavrilinas, suosnivač i direktor litavske tvrtke LITILIT.

Prema njegovim riječima, femtosekundni laseri omogućuju obradu osjetljivih komponenti u neposrednoj blizini aktivne elektronike bez stvaranja toplinskih oštećenja i neželjenih ostataka materijala.

To je posebno važno jer sitne čestice ili oštećenja u elektronici mogu izazvati kratke spojeve i uništiti komponentu.

Femtosekundni laseri nisu namijenjeni samo sklopivim telefonima. Koriste se i u proizvodnji OLED zaslona, kakve danas nalazimo u pametnim telefonima, pametnim satovima i drugim uređajima.

OLED zaslon nije jedan komad materijala. Riječ je o svojevrsnom sendviču sastavljenom od više iznimno tankih slojeva, organskih materijala koji emitiraju svjetlost, elektroničkih sklopova i zaštitnih slojeva.

Problem je u tome što i vrlo mala količina toplinskog oštećenja može uništiti pojedini sloj. Zato se kod proizvodnje OLED panela traži ekstremna preciznost, a femtosekundni laseri jedan su od alata koji to omogućuju.

LITILIT je u lipnju započeo izgradnju nove tvornice femtosekundnih lasera velikog kapaciteta. Proizvodnja bi trebala početi tijekom sljedećih nekoliko mjeseci.

Plan je tijekom prve godine proizvesti oko 1000 lasera, a zatim kapacitet povećati na čak 3000 lasera godišnje. Tvrtka također planira proširiti proizvodnju u druge zemlje u suradnji s međunarodnim partnerima.

LITILIT navodi da njegova arhitektura lasera postiže oko 20 posto učinkovitosti pretvorbe električne energije u optičku energiju, što je, prema tvrtki, konkurentan rezultat u ovoj industriji.

Hoće li Apple koristiti ovu tehnologiju?

Apple bi svoj prvi sklopivi iPhone trebao predstaviti 9. rujna, ali detalji proizvodnog procesa još nisu službeno potvrđeni. Nije poznato ni hoće li upravo femtosekundni laseri biti korišteni za izradu konkretnih komponenti Appleova uređaja.

No jedno je sigurno, ako Apple želi napraviti sklopivi iPhone koji će korisniku godinama izdržati svakodnevno otvaranje i zatvaranje, preciznost proizvodnje bit će jednako važna kao i sam dizajn uređaja. 

Kod običnog telefona mikroskopski proizvodni nedostatak možda nikada nećemo primijetiti, no kod sklopivog telefona isti taj nedostatak može biti tempirana bomba koja će se aktivirati tek nakon nekoliko desetaka tisuća savijanja.