CN101215099B - 平板玻璃基板减薄蚀刻液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种平板玻璃基板减薄蚀刻液，蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5-25％、强酸5-30％、纯水45-90％。本发明平板玻璃基板减薄蚀刻液挥发少、毒性小；蚀刻液利用率高，蚀刻速率快而稳定；废液处理成本和后续处理成本低；蚀刻效果佳，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种平板玻璃减薄蚀刻液，尤其是一种平板显示器和各类显示模块(包括LCD(液晶显示器/屏)、PDP(等离子显示器/屏)、TP(触摸屏)、OLED(有机发光二极管显示屏)等显示产品)的玻璃基板减薄蚀刻液。
背景技术
随着电子技术和显示技术的发展，玻璃基板薄型化作为显示产品薄型化的核心已成为终端显示产品薄型化的前提和动力。目前显示产品玻璃基板的薄型化技术，或称其减薄技术，主要有物理研磨抛光减薄和化学蚀刻减薄两种，而化学蚀刻减薄以其速度快、效率高、投资低等技术优势正逐步成为玻璃基板薄型化的主流技术。以TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)的生产为例，目前玻璃基板原片的主流厚度为0.5mm，也是目前TFT-LCD阵列基板生产工艺所能到达的最薄厚度，不符合终端显示产品薄型化的要求，这也正显示出玻璃基板薄化技术的价值所在。对于将0.5mm(成盒后双面1.0mm)厚的玻璃基板减薄到0.25mm(成盒后双面0.5mm)甚至更薄的工艺技术来说，与物理研磨减薄相比，化学蚀刻减薄的优势就显而易见了。现有的化学蚀刻减薄技术多采用单一氢氟酸作为蚀刻液进行减薄，但这种蚀刻液存在如下缺点：
1、毒性大、易挥发。生产过程中特别是配制时需要采用较高的温度条件和氢氟酸浓度，因而容易挥发出大量氢氟酸气体，毒性大，危险性高。
2、生产过程中蚀刻液的蚀刻速率不稳定且利用率较低。
3、由于蚀刻液的利用率较低，因此废液处理量大，且处理困难，与之相配套的废液处理成本较高。
4、生成物难以去除。氢氟酸与玻璃反应生成大量的白色难溶物，不仅难以从玻璃表面上去除，而且会进一步地附着在设备内、管道上等，造成产品表面效果差、管道堵塞、设备停机等问题，甚至引起安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种平板玻璃基板减薄蚀刻液，有效克服现有技术采用单一氢氟酸蚀刻液带来的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种平板玻璃基板减薄蚀刻液，包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5-25％、强酸5-30％、纯水45-90％。
所述强酸可以为硝酸和磷酸，其中硝酸3-20％、磷酸2-10％，还可以为硝酸和硫酸，其中硝酸2-10％、硫酸3-20％，还可以进一步为硝酸、磷酸和硫酸，其中硝酸1-8％、磷酸1-8％、硫酸3-14％。
本发明提供了一种平板玻璃基板减薄蚀刻液，具有以下优点：
1、蚀刻液挥发少、毒性小。本发明蚀刻液采用了其他毒性较小的酸类来配合氢氟酸发挥作用，使得氢氟酸的浓度和用量大幅度降低，且硫酸、硝酸、磷酸等酸类相对氢氟酸的毒性和挥发性均会小很多，显著提高了蚀刻液的安全性和环保性。
2、蚀刻液利用率高，蚀刻速率快而稳定。由于本发明蚀刻液的挥发少，再加上其他酸类对氢氟酸的辅助作用，使得蚀刻液的利用率有了显著提高，大大延长了蚀刻液的作用寿命；同时本发明蚀刻液相对于单一氢氟酸或其他蚀刻液，在蚀刻液中加入强酸，一方面由于H+的增加使得与玻璃主要成 分SiO2发生反应的活性最高的成分HF2 -络合离子增加，另一方面也由于H+ 对玻璃蚀刻反应有一定的催化作用，再加上其他酸类中诸如NO3 -、SO4 2-、PO4 3-的引入部分改变了反应的生成物(单一氢氟酸反应生成物多为氟化物、氟硅酸盐类等难溶物)，使得反应生成物更容易从玻璃表面去除，因而在相同工艺条件下蚀刻速率可提高2-3微米/分钟；并且由于其他酸类的加入，使得氢氟酸的浓度和用量大幅度降低，蚀刻速率对氢氟酸浓度的敏感性也明显降低，可在±1％浓度偏差内保持相对稳定的蚀刻速率。
3、由于本发明蚀刻液的利用率的提高，因此废液产生量显著减少，且处理较为简单，与之相配套的废液处理成本也大大降低。
4、蚀刻效果更佳。由于其他酸类的加入，改变了玻璃蚀刻后的生成物性质，生成的盐类粘性较小，容易从玻璃表面去除，同时配合特殊的蚀刻液循环和流动系统，极大地改善了蚀刻后平板玻璃基板的表面效果，厚度均匀性可降至1％以下，良品率明显提高，产品抛光等后续处理的比例降低50％以上，大幅度降低了后续处理的投入成本。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5％、硝酸5％、纯水90％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达3微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜1％，可在±2％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在5％左右。
实施例2
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸15％、硝酸10％、纯水75％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达7微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性 ＜2％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在15％左右。
实施例3
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸25％、硝酸30％、纯水45％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达10微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜5％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在10％左右。
实施例4
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5％、磷酸5％、纯水90％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达4微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜1％，可在±2％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在5％左右。
实施例5
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸15％、磷酸15％、纯水70％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达7微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜2％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在15％左右。
实施例6
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸25％、磷酸30％、纯水45％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达9微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜5％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在10％左右。
实施例7
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5％、硫酸5％、纯水90％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达4微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜1％，可在±2％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在5％左右。
实施例8
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸15％、硫酸15％、纯水70％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达7微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜2％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在15％左右。
实施例9
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸25％、硫酸30％、纯水45％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达10微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜5％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在10％左右。
实施例10
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5％、硝酸3％、磷酸2％、纯水90％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达4微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜1％，可在±2％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在5％左右。
实施例11
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸15％、硝酸10％、磷酸10％、纯水65％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达7微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜2％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在15％左右。
实施例12
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸25％、硝酸20％、磷酸10％、纯水45％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达10微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜5％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在10％左右。
实施例13
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5％、硝酸2％、硫酸3％、纯水90％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达4微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜1％，可在±2％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在5％左右。
实施例14
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸15％、硝酸8％、硫酸10％、纯水67％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达7微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜2％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在15％左右。
实施例15
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸25％、硝酸10％、硫酸20％、纯水45％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达10微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜5％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在10％左右。
实施例16
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5％、硝酸1％、磷酸1％、硫酸3％、纯水90％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达4微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜1％，可在±2％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在5％左右。
实施例17
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸12％、硝酸2％、磷酸3％、硫酸10％、纯水73％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达7微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜2％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在15％左右。
实施例18
平板玻璃基板减薄蚀刻液包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸25％、 硝酸8％、磷酸8％、硫酸14％、纯水45％。
在25-30℃下，蚀刻速率可达10微米/分钟左右，蚀刻后厚度均匀性＜5％，可在±1％浓度偏差内保持速率相对稳定，蚀刻液利用率在10％左右。
本发明的平板玻璃基板减薄蚀刻液将TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)的玻璃基板从1.0mm减薄为0.5mm的工艺实现方式如下：
将尺寸大小为300*351mm、厚度为1.000mm的TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)的玻璃基板四周缝隙用耐酸UV封框胶密封，经过蚀刻前表面清洗后，将玻璃基板竖立放置于专用的蚀刻夹具中，浸泡入配制有本发明蚀刻液的蚀刻槽中，同时控制蚀刻液温度在25℃-30℃，经过1小时左右，提出玻璃基板，再经过冲洗、风干等处理即可达到目标玻璃基板的厚度，测量玻璃基板的厚度均匀性小于2％，厚度在0.5mm±0.010mm范围内。
本发明平板玻璃基板减薄蚀刻液应用于玻璃制品的蚀刻减薄处理工艺中，玻璃制品可以是显示产品平板玻璃基板，也可以是LCD(液晶显示器/屏)、PDP(等离子显示器/屏)、TP(触摸屏)、OLED(有机发光二极管显示屏)等显示产品平板玻璃基板之外的其它玻璃制品。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种平板玻璃基板减薄蚀刻液，其特征在于，包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5-25％、强酸5-30％、纯水45-90％；
所述强酸为硝酸和磷酸，其中硝酸3-20％、磷酸2-10％。
2.一种平板玻璃基板减薄蚀刻液，其特征在于，包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5-25％、强酸5-30％、纯水45-90％；
所述强酸为硝酸和硫酸，其中硝酸2-10％、硫酸3-20％。
3.一种平板玻璃基板减薄蚀刻液，其特征在于，包括以下重量百分比的组成成分：氢氟酸5-25％、强酸5-30％、纯水45-90％；
所述强酸为硝酸、磷酸和硫酸，其中硝酸1-8％、磷酸1-8％、硫酸3-14％。
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