CN102152000A - 双面透明导电膜图形激光制作工艺 - Google Patents

双面透明导电膜图形激光制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明是提供一种双面透明导电膜图形激光制作工艺，其特征在于：①预设双面透明导电膜的上层导电膜激光蚀刻图形和下层导电膜激光蚀刻图形；②将要蚀刻的双面透明导电膜放置在激光蚀刻设备的工作平台上；③调整激光聚焦镜与双面透明导电膜之间距离，使激光聚焦点位于下层导电膜的上表面；④蚀刻下层导电膜激光蚀刻图形；⑤调整激光聚焦镜与双面透明导电膜之间距离，使激光聚焦点位于上层导电膜的上表面；⑥蚀刻上层导电膜激光蚀刻图形。本发明的双面透明导电膜图形激光制作工艺，能提高双面透明导电膜图形激光制作的成品率，生产率高。

Description

双面透明导电膜图形激光制作工艺
技术领域
本发明涉及透明导电膜图形激光制作方法，特别是涉及一种双面透明导电膜图形激光制作工艺。
背景技术
透明导电膜如氧化铟锡(ITO)、二氧化锡、氧化镓-氧化锌及氧化铟-氧化铈等广泛应用于触摸屏、液晶显示器(LCD)、光伏电池、特殊窗口和光电器件中的透明电极和电路制备，这些透明导电膜具有导电和透光双重特性。
透明导电膜电极和电路图形制备的传统方法采用化学蚀刻工艺。化学蚀刻工艺根据使用的原料不同分为蚀刻膏、抗蚀油墨和光刻胶三种。蚀刻膏工艺是直接在产品电极图形区域外印制蚀刻膏蚀刻导电膜，等反应完全后，用溶剂清洗干净蚀刻膏，留下所需的电极图形。这种工艺适合线宽和线距要求在0.2mm以上的光电产品，如低档TN显示器、电阻式触摸屏、按键式电容屏或光伏电池等。抗蚀油墨工艺是在产品电极图形区域内印制阻蚀油墨将透明导电膜保护起来，然后把产品浸入化学蚀刻液中，让电极图形区域外部分导电膜与化学蚀刻液完全反应后，再把阻蚀油墨从产品电极图形表面剥离下来，形成产品电极图形。这种工艺的线宽和线距可做到0.08mm，适合PCB线路板、薄膜开关、电阻式触摸屏和光伏电池的生产。在线宽线距要求在0.07mm以下的产品生产过程中如电容屏和多点触摸屏的生产，以上两种化学蚀刻工艺就很难达到要求了，这时就需要一种更为精细的化学蚀刻方式，光刻胶工艺：光刻胶涂覆-光刻胶预烘-图形曝光-图形显影-光刻胶固化-化学刻蚀-光刻胶剥离。但光刻胶工艺设备昂贵，操作和维护非常复杂，良品率不高。
透明导电膜激光蚀刻工艺是在激光技术、机械加工技术和控制技术发展到一定水平后发展起来的，与传统的化学蚀刻工艺相比，其在加工质量、生产效率、生产成本和环保方面有着明显的优势。
由于激光有很高的功率密度和方向稳定性，用激光蚀刻工艺制作透明导电膜电极和电路图形线宽和线距可达0.05mm以下。激光加工是非接触性加工，对产品表面处理要求不高，产品表面更容易得到保护，产品品质更能得到保证。由于不用使用化学原料和消耗水资源，更符合环境保护要求。因此与传统的透明导电膜化学刻蚀工艺相比，激光蚀刻工艺具有很多的优势。特别是，基于激光的加工提供了更高的产能，降低了工艺的复杂程度，减少生产成本，提高了加工灵活性以及达到较小尺度的能力，避免了湿化学物质及其带来的安全性和环境污染问题。
公开号为CN101450419A的专利公开了一种ITO薄膜激光蚀刻设备及蚀刻方法，包括机架、工控机、显示系统、激光发生器、切割头、吸附盘、X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统，所述工控机、激光发生器、显示系统和Z轴运动系统都安装在机架上，所述切割头安装在Z轴运动系统上，所述吸附盘固定在X轴运动系统上，位于Y轴运动系统的上方，所述X轴运动系统安装在Y轴运动系统上，并交叉呈十字状，Y轴运动系统固定安装在机架上。该蚀刻方法包括：预设激光蚀刻图形；将被蚀刻产品放置在激光蚀刻设备的工作台上，并进行定位；根据所述预设的激光蚀刻图形控制激光蚀刻设备对被蚀刻产品进行蚀刻。该发明对ITO薄膜的刻线效率高、线性好。
对于透明基板单面导电膜图形，用公开号为CN101450419A的专利提供ITO薄膜激光蚀刻设备及蚀刻方法，只要把单面导电膜朝上放置，根据预设的激光蚀刻图形控制激光蚀刻设备对被蚀刻产品进行蚀刻即可。但是，对于透明基板双面透明导电膜图形的加工，是先刻蚀朝上一面的导电膜图形，再将整个透明板翻转使另一面导电膜朝上，对另一面导电膜加工，双面透明导电膜由透明基板、上层导电膜和下层导电膜组成，其上层导电膜和下层导电膜也是透明的，在蚀刻一面图形时往往损伤另一面导电膜，还由于双面的图形往往都有对位要求，对于线宽和线距0.05mm以下的精密双面对位蚀刻，在蚀刻完一面后翻面蚀刻另一面时由于定位和畸变，这种畸变一般是非对称的，所以在翻面蚀刻后往往无法精密对准，成品率低，加工生产率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种双面透明导电膜图形激光制作工艺，使用该工艺能提高双面透明导电膜图形激光制作的成品率，生产率高。
为了达到上述目的，本发明的双面透明导电膜图形激光制作工艺，其特征在于：
①、预设双面透明导电膜的上层导电膜激光蚀刻图形和下层导电膜激光蚀刻图形；
②、将要蚀刻的双面透明导电膜放置在激光蚀刻设备的工作平台上；
③、调整激光聚焦镜与双面透明导电膜之间距离，使激光聚焦点位于下层导电膜的上表面；
④、蚀刻下层导电膜激光蚀刻图形；
⑤、调整激光聚焦镜与双面透明导电膜之间距离，使激光聚焦点位于上层导电膜的上表面；
⑥、蚀刻上层导电膜激光蚀刻图形。
因为在蚀刻下层导电膜图形和上层导电膜图形时，双面透明导电膜在工作平台上位置没有变动，避免了双面透明导电膜翻转蚀刻的对位误差；同时，也避免了在蚀刻完一面后翻面蚀刻另一面时聚焦镜局部畸变，使产品的成品率提高；在加工下层导电膜图形和上层导电膜图形时不需要翻面和重新定位，生产效率高。
所述的双面透明导电膜图形激光制作工艺，其特征在于：在蚀刻下层导电膜激光蚀刻图形时，激光聚焦点位于下层导电膜的上表面下方，也是就使下层导电膜的上表面处于负离焦位置，因为激光在其焦点附近一定区域内能量密度高，也就是焦深，而激光光束或工作平台移动，使焦深形成一个平面层，即焦深区域，在此区域内其激光能量密度都能蚀刻导电膜，激光聚焦点位于下层导电膜的上表面下方，这样在保证能蚀刻下层导电膜的前堤下，使激光通过上层导电膜时光密度尽量小，不致于对上层导电膜造成损伤。
所述的双面透明导电膜图形激光制作工艺，其特征在于：在蚀刻上层导电膜激光蚀刻图形时，激光聚焦点位于上层导电膜的上表面上方，也是就使上层导电膜的上表面处于正离焦位置，激光聚焦点位于上层导电膜的上表面上方，这样在保证能蚀刻上层导电膜的前堤下，不致于对其下方的下层导电膜造成损伤。
所述的激光蚀刻设备包括工作平台或激光头移动的激光蚀刻机，也包括采用f-theta聚焦镜激光蚀刻机。
所述的工作平台为吸附平台，其内部为的空腔，上面表设置多个与空腔连通的小孔，吸附平台的侧面或下部开有与空腔相连通的多个通孔，其中，至少有一个通孔与真空装置或抽风装置连接。真空装置或抽风装置把双面透明导电膜吸附于吸附平台，使双面透明导电膜平展于吸附平台上，保证蚀刻质量。
本发明的双面透明导电膜图形激光制作工艺，能提高双面透明导电膜图形激光制作的成品率，生产率高。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是激光焦深区域的示意图。
图3是激光焦点落在上层导电膜上表面的示意图。
图4是在负离焦状态下蚀刻下层导电膜的示意图。
图5是在正离焦状态下蚀刻上层导电膜的示意图。
具体实施方式
图2标记的说明：激光光束1，激光聚焦点2，焦深区域3。
图3标记的说明：双面透明导电膜4，上层导电膜5，透明基板6，下层导电膜7。
参见图3，本发明的双面透明导电膜图形激光制作工艺的实施例所加工的双面透明导电膜4由透明基板6、上层导电膜5和下层导电膜7组成，加工步骤如下(参见图1)：
①、预设双面透明导电膜4的上层导电膜5激光蚀刻图形和下层导电膜7激光蚀刻图形；
②、将要蚀刻的双面透明导电膜4放置在激光蚀刻设备的工作平台上；
③、调整激光聚焦镜与双面透明导电膜4之间距离，使激光聚焦点2位于下层导电膜7的上表面；
④、参见图4，蚀刻下层导电膜7激光蚀刻图形，在蚀刻下层导电膜7激光蚀刻图形时，激光聚焦点2位于下层导电膜7的上表面下方，也是就使下层导电膜7的上表面处于负离焦位置，因为激光在其焦点附近一定区域内能量密度高，也就是焦深，而激光光束1或工作平台移动，使焦深形成一个平面层，即焦深区域3(参见图2)，在此区域内其激光能量密度都能蚀刻导电膜，激光聚焦点2位于下层导电膜7的上表面下方，这样在保证能蚀刻下层导电膜7的前堤下，使激光通过上层导电膜5时光密度尽量小，不致于对上层导电膜5造成损伤。
⑤、调整激光聚焦镜与双面透明导电膜4之间距离，使激光聚焦点2位于上层导电膜5的上表面；
⑥、参见图5，蚀刻上层导电膜5激光蚀刻图形，在蚀刻上层导电膜5激光蚀刻图形时，激光聚焦点2位于上层导电膜5的上表面上方，也是就使上层导电膜5的上表面处于正离焦位置，激光聚焦点2位于上层导电膜5的上表面上方，这样在保证能蚀刻上层导电膜5的前堤下，不致于对其下方的下层导电膜7造成损伤。
因为在蚀刻下层导电膜7图形和上层导电膜5图形时，双面透明导电膜4在工作平台上位置没有变动，避免了双面透明导电膜4翻转蚀刻的对位误差；同时，也避免了在蚀刻完一面后翻面蚀刻另一面时聚焦镜局部畸变，使产品的成品率提高；在加工下层导电膜7图形和上层导电膜5图形时不需要翻面和重新定位，生产效率高。
本发明的双面透明导电膜图形激光制作工艺适用于工作平台或激光头移动的激光蚀刻机，也适用于采用f-theta聚焦镜激光蚀刻机。
工作平台为吸附平台，其内部为的空腔，上面表设置多个与空腔连通的小孔，吸附平台的侧面或下部开有与空腔相连通的多个通孔，其中，至少有一个通孔与真空装置或抽风装置连接。真空装置或抽风装置把双面透明导电膜4吸附于吸附平台，使双面透明导电膜4平展于吸附平台上，保证蚀刻质量。
本发明的双面透明导电膜图形激光制作工艺，能提高双面透明导电膜5图形激光制作的成品率，生产率高，它的推广应用，对提高双面透明导电膜4的加工质量、搞高劳动生产率和降低生产成本有着积极的意义。

Claims (3)

1.透明导电膜图形激光制作工艺，其特征在于：
①、预设双面透明导电膜的上层导电膜激光蚀刻图形和下层导电膜激光蚀刻图形；
②、将要蚀刻的双面透明导电膜放置在激光蚀刻设备的工作平台上；
③、调整激光聚焦镜与双面透明导电膜之间距离，使激光聚焦点位于下层导电膜的上表面；
④、蚀刻下层导电膜激光蚀刻图形；
⑤、调整激光聚焦镜与双面透明导电膜之间距离，使激光聚焦点位于上层导电膜的上表面；
⑥、蚀刻上层导电膜激光蚀刻图形。
2.根据权利要求1所述的双面透明导电膜图形激光制作工艺，其特征在于：在蚀刻下层导电膜激光蚀刻图形时，激光聚焦点位于下层导电膜的上表面下方。
3.根据权利要求1或2所述的双面透明导电膜图形激光制作工艺，其特征在于：在蚀刻上层导电膜激光蚀刻图形时，激光聚焦点位于上层导电膜的上表面上方。
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