CN102218608A - 用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置及方法，高频率短脉冲激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端依次布置有45度全反射镜，45度全反射镜的输出端依次布置有动态聚焦镜和扫描场镜，扫描场镜正对于工作平台，工作平台的一侧安装有吹气装置，工作平台的另一侧安装有集尘装置。采用优化的光路聚焦系统和高频率的脉冲激光器，对不可视区域导电薄膜材料进行蚀刻，得到较细较稳定的线宽，且不损伤基底。

Description

用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种激光微加工设备，尤其涉及一种用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置及其方法。

背景技术

由于IT产业(小型cell)及电视(大型cell)等不同用途的电子产品持续增长需求，对于玻璃基底或PET基底的不可视区域上导电薄膜蚀刻有较高刻蚀功能性要求。具体体现在蚀刻导电薄膜厚度在200nm～30um范围内变化时，可以制造出稳定的较小线宽、功能完好的导电膜层线条要求。

传统的导电膜层线条功能的实现是运用丝网印刷方式，不可视区域导电薄膜材料印刷宽度最细只能达到100um，且良品率较低，线性不均匀，更换不同批次产品较为繁琐，需要用化学药水清洗，绷网张力值较小，成本亦较高，产生的废气液严重影响环境，成品材料耐磨性、耐化学药品性较差，易老化发脆。该印刷方式工序复杂、生产中需要较多耗材，产线需要较多人力维护，存在较大的局限性，丝网印刷不可视区域导电薄膜材料引脚的线性不良成为导致显示器和触摸屏失效的重要因素，这些不良品都是对已经接近成品的电子材料一种重要浪费。

不可视区域导电薄膜材料的激光蚀刻方法可以避免这些问题的出现，而且激光具有非接触、无污染环境、易控制等特性，使其成为当代不可视区域导电薄膜材料线宽控制的重要应用热点，并且逐渐会在工业中得到广泛的应用。首先，不可视区域导电薄膜材料系由高纯度的金属的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料。不可视区域导电薄膜材料对其组成物质要求十分严格，其品质的高低、含量的多少，以及形状、大小对不可视区域导电薄膜材料性能都有着密切关系。用激光器蚀刻不可视区域导电薄膜材料可以达到较稳定的线宽，使不可视区域导电薄膜材料的线宽最细可以达到20um，可以使未来触摸屏不可视区域更小，激光刻蚀时可以方便的更换蚀刻图形，无废弃物产生，可大量节省研发成本及缩短产品开发周期。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置，特点是：高频率短脉冲激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端依次布置有45度全反射镜，45度全反射镜的输出端依次布置有动态聚焦镜和扫描场镜，扫描场镜正对于工作平台，所述工作平台的一侧安装有吹气装置，所述工作平台的另一侧安装有集尘装置。

进一步地，上述的用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置，其特征在于：所述高频率短脉冲激光器是波长为266nm～1064nm、脉宽在100ps～50ns、频率在10KHz～200KHz的激光器。

上述装置用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的方法，高频率短脉冲激光器发出的激光经光闸控制开关光，光闸控制激光光束后经过扩束镜对光束进行同轴扩束，改善光束传播的发散角使光路准直，扩束后的光束到达45度全反射镜，光路垂直改向，继而到达动态聚焦镜和振镜，扫描图形转化为数字信号，图形转化在工作平台上的加工材料上，蚀刻产生的粉尘由吹气装置中吹入集尘装置中。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明通过不同波长的高频率的脉冲激光器作为激光源，对不同触摸屏产品中不可视区域导电薄膜材料进行激光蚀刻，使不可视区域的薄膜材料在高频率的短脉冲激光器的作用下气化而达到蚀除的目的，通过高精度动态聚焦镜和振镜配合，一次性实现蚀刻范围500mm×500mm，产生的粉尘经过吹气系统和大流量积尘系统集尘，从而加工出无污染、线性稳定、功能完好的触摸屏电子产品。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明的结构示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

具体实施方式

本发明提供一种激光蚀刻触摸屏上不可视区域导电薄膜材料的设备和方法，采用高频率的短脉冲激光器，加工的材料为高导电率的导电薄膜材料，激光经过动态聚焦镜和振镜，在整个500mm×500mm不可视区域导电薄膜材料范围内实现聚焦，不可视区域内导电薄膜材料吸收具有高峰值功率的脉冲式激光气化，从而达到蚀刻效果。

如图1所示，用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置，高频率短脉冲激光器1的输出端布置有光闸2，高频率短脉冲激光器1是波长为266nm～1064nm、脉宽在100ps～50ns、频率在10KHz～200KHz的激光器，光闸2的输出端设置有扩束镜3，扩束镜3的输出端依次布置有45度全反射镜4，45度全反射镜4的输出端依次布置有动态聚焦镜5和扫描场镜6，扫描场镜6正对于工作平台10，工作平台10的一侧安装有吹气装置7，工作平台10的另一侧安装有集尘装置9。

上述装置用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜，加工前激光焦点聚焦位于不可视区域导电薄膜材料的上表面，高频率短脉冲激光器1发出的激光经光闸2控制开关光，光闸2控制激光光束后经过扩束镜3对光束进行同轴扩束，一方面改善光束传播的发散角，达到光路准直的目的，另外一方面，对激光光束同轴扩束，使得聚焦后光斑更小，从而实现激光稳定刻蚀的目的；扩束后的光束到达45度全反射镜4，光路垂直改向，继而到达动态聚焦镜5和振镜6，动态聚焦镜可以使焦点都聚焦在同一焦平面上，可以有效避免大幅面扫描时产生的边缘离焦现象；扫描图形转化为数字信号，图形转化在工作平台10上的加工材料8上，蚀刻产生的粉尘由吹气装置(7)产生向右的气流，由集尘装置(9)吸气收集粉尘，加工过程稳定。控制系统根据加工图的识别和导入之后，使用高速振镜的大幅面扫描，一次性加工产品，大大提高加工效率；在蚀刻的同时吹气和集尘装置打开，吹气角度根据振镜扫描角度和激光焦距计算得来，使其在特定的吹气角度下配合大流量集尘器达到最佳集尘效果；吹气装置7产生离子风，使其产生向右的气流，通过集尘装置9将加工产品产生的粉尘带走。

脉冲激光经过扩束镜准直扩束后，通过动态聚焦镜聚焦，再经过振镜，实现一次性加工范围为500mm×500mm以内高精度、高速扫描。将蚀刻图形导入加工软件中，将图形分为对位图层和加工图层；将PET基底或者玻璃基底的不可视区域导电薄膜材料放置平面度精度较高吸附平台上，放置产品后真空吸附打开，确保产品在加工过程中不移位；激光按照设计图形进行蚀刻，在蚀刻的同时打开吹气和积尘系统，确保蚀刻产生的粉尘全部吸入集尘系统中，以提高高频率脉冲激光器蚀刻不可视区域导电薄膜材料的工艺重复性和稳定性。其中，蚀刻材料为不可视区域导电薄膜材料，蚀刻基底为玻璃基底或者PET基底，也可以是双面强化玻璃和单面强化玻璃。

本发明通过不同波长的高频率的脉冲激光器作为激光源，对不同触摸屏产品中不可视区域导电薄膜材料进行激光蚀刻，使不可视区域的薄膜材料在高频率的短脉冲激光器的作用下气化而达到蚀除的目的，通过高精度动态聚焦镜和振镜配合，一次性实现蚀刻范围500mm×500mm，产生的粉尘由吹气装置产生向右的气流，由集尘装置吸气收集粉尘，从而加工出无污染、线性稳定、功能完好的触摸屏电子产品。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置，其特征在于：高频率短脉冲激光器(1)的输出端布置有光闸(2)，光闸(2)的输出端设置有扩束镜(3)，扩束镜(3)的输出端依次布置有45度全反射镜(4)，45度全反射镜(4)的输出端依次布置有动态聚焦镜(5)和扫描场镜(6)，扫描场镜(6)正对于工作平台(10)，所述工作平台(10)的一侧安装有吹气装置(7)，所述工作平台(10)的另一侧安装有集尘装置(9)。

2.根据权利要求1所述的用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的装置，其特征在于：所述高频率短脉冲激光器(1)是波长为266nm～1064nm、脉宽在100ps～50ns、频率在10KHz～200KHz的激光器。

3.利用权利要求1所述装置用于刻蚀触摸屏上不可视区域导电薄膜的方法，其特征在于：高频率短脉冲激光器(1)发出的激光经光闸(2)控制开关光，光闸(2)控制激光光束后经过扩束镜(3)对光束进行同轴扩束，改善光束传播的发散角使光路准直，扩束后的光束到达45度全反射镜(4)，光路垂直改向，继而到达动态聚焦镜(5)和振镜(6)，扫描图形转化为数字信号，图形转化在工作平台(10)上的加工材料(8)上，蚀刻产生的粉尘由吹气装置(7)产生气流，由集尘装置(9)吸气收集粉尘。

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