CN103304146A

CN103304146A - 一种ogs玻璃化学二次强化的蚀刻方法

Info

Publication number: CN103304146A
Application number: CN2013102246529A
Authority: CN
Inventors: 陈启燊
Original assignee: HUIZHOU TRUST INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: HUIZHOU TRUST INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明涉及一种OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，包括将正面和背面贴附了耐酸膜的OGS玻璃片置入装有蚀刻酸液的蚀刻槽内蚀刻6-15min，蚀刻槽的温度为30-35摄氏度；蚀刻酸液由氢氟酸溶液、辅助酸液、水按照4-5：1.5-2.5:3-4的体积比混合而成；辅助酸液为硝酸溶液或硫酸溶液或盐酸溶液中的一种或多种混合；氢氟酸溶液的质量浓度为40%，硝酸溶液的质量浓度为68%，硫酸溶液的质量浓度为86%，盐酸溶液的质量浓度为31%；蚀刻过程中对蚀刻酸液进行鼓泡,鼓泡量为50-150L/min。本发明能避免OGS玻璃因蚀刻不良引起的边缘不齐、产生锯齿现象，提升玻璃强度和避免因边缘BM脱落、ITO电路被腐蚀造成外观不良的问题，能有效消除玻璃边缘的微裂痕，增加机械抗压力大幅，有效提升OGS玻璃强度和良率。

Description

一种OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法

技术领域

本发明涉及OGS触摸屏的化学蚀刻技术领域，具体涉及一种能有效提升OGS玻璃强度和良率的化学蚀刻方法。

背景技术

OGS玻璃化学二次强化工艺是手机或平板电脑触摸屏生产中的必要工艺,其中化学蚀刻则是OGS玻璃化学二次强化中的重要工序,其机理是采用氢氟酸溶液与玻璃基材边缘发生反应，使OGS玻璃产品边缘的微裂纹消失，从而达到提高玻璃强度的目的。为了避免酸液对玻璃表面的ITO电路或者油墨造成腐蚀，导致ITO断路或者油墨脱落而引起电功能或者外观不良，OGS玻璃产品正面与背面均采用耐酸膜进行保护。基于耐酸膜的存在，化学蚀刻的蚀刻程度将对OGS玻璃的品质产生重大影响。当化学蚀刻过久时，OGS玻璃过蚀造成边缘不齐或锯齿等现象造成强度降低，或者ITO电路被腐蚀、边缘BM脱落造成外观不良等问题，而若化学蚀刻不足则裂痕无法消除，无法达到机械抗压力增加的目的。因此，化学工艺的蚀刻程度是否得到良好管控，将直接影响OGS玻璃的化学蚀刻良率和蚀刻后玻璃的强度。对于本领域技术人员而言，如何良好管控化学二次化强制程的蚀刻程度以提升OGS玻璃的化学二次强化良率，是一门重要的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，采用本蚀刻方法本发明能避免OGS玻璃因蚀刻不良引起的边缘不齐、产生锯齿现象，提升玻璃强度和避免因边缘BM脱落、ITO电路被腐蚀造成外观不良的问题，能有效消除玻璃边缘的微裂痕，增加机械抗压力大幅，有效提升OGS玻璃强度和良率。

为解决上述技术问题，发明提供的技术方案是：一种OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，包括将正面和背面贴附了耐酸膜的OGS玻璃片置入装有蚀刻酸液的蚀刻槽内蚀刻6-15min，所述蚀刻槽的温度为30-35摄氏度；所述蚀刻酸液由氢氟酸溶液、辅助酸液、水按照4-5：1.5-2.5:3-4的体积比混合而成；所述辅助酸液为硝酸溶液或硫酸溶液或盐酸溶液中的一种或多种混合；所述氢氟酸溶液的质量浓度为40%，所述硝酸溶液的质量浓度为68%，所述硫酸溶液的质量浓度为86%，所述盐酸溶液的质量浓度为31%；蚀刻过程中对蚀刻酸液进行鼓泡,鼓泡量为50-150L/min。

本发明中,通过对蚀刻时间、蚀刻温度以及蚀刻酸液成分及其配比的合理设置，本发明能避免OGS玻璃因蚀刻不良引起的边缘不齐、产生锯齿现象，提升玻璃强度和避免因边缘BM脱落、ITO电路被腐蚀造成外观不良的问题，能有效消除玻璃边缘的微裂痕，增加机械抗压力大幅，有效提升OGS玻璃强度和良率，满足客户的需求。

发明人通过研究发现，在加入氢氟酸溶液的基础上，加入盐酸、硫酸、或者硝酸溶液或者其混合溶液，一方面能使溶液的酸性增加，从而加快蚀刻的速度，降低蚀刻的时间，提高效率；另一方面由于不同的酸性溶液的不同化学性质，将协同发挥互补、优化作用。例如硫酸跟钠钙玻璃中的CaO发生反应，生成微溶于水的CaSO4,从而蚀刻可能导致不均，而硝酸及盐酸溶液将可以克服硫酸溶液的缺点；浓盐酸的挥发性较强，单用盐酸溶液进行蚀刻将因其挥发性难于操作，影响蚀刻效果，而加入硫酸和硝酸则可以克服该问题。

发明人通过研究发现，在蚀刻过程中对蚀刻酸液进行鼓泡，能够及时有效消除蚀刻过程产生的玻璃粉，避免玻璃粉吸附在玻璃边缘导致蚀刻不均；发明人经过研究得知，鼓泡量宜控制在50-150L/min范围内；鼓泡太少时，玻璃粉去除不迅速，将产生蚀刻不良；当鼓泡量太大，将影响酸液与板面的接触，影响蚀刻效率。

本发明人经过研究发现，优选采用质量浓度为40%的氢氟酸溶液，优选采用质量浓度为的68%硝酸溶液，优选采用质量浓度为的86%硫酸溶液，优选采用质量浓度为31%的盐酸溶液能够取得最佳的效果。这是因为以上浓度的酸液，能保证具有蚀刻时需要的酸性，又不至于对板面产生侵蚀，另外，由于以上浓度的酸液为工业上常用浓度，使用时无需对酸液浓度重新配置，有利于降低操作难度。

发明人经过研究发现，在蚀刻过程中对蚀刻量进行精确控制，有利进一步提高蚀刻良率。发明人研究得知，将对OGS玻璃单边的蚀刻量控制在0.1mm-0.2mm之间，优选为0.15mm。对蚀刻量的控制是指在CNC后，对玻璃尺寸与蚀刻后玻璃尺寸的差值进行精确控制，也即蚀刻过程中对玻璃的蚀刻去除量。因一般切割、CNC工艺后玻璃边缘的微裂纹在100-150μm，若蚀刻量太少，微裂纹根本去除不完全，玻璃的强度提升幅度小；若蚀刻量太大，则相应的蚀刻时间增多，增加蚀刻不良的几率，产能也降低。

进一步优选的，所述鼓泡量优选为120L/min。

作为进一步优选，所述蚀刻时间优选为10min,所述温度优选为32摄氏度。所述氢氟酸溶液、辅助酸液、水的体积比优选为5:1.8:3.2。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对蚀刻时间、蚀刻温度以及蚀刻酸液成分及其配比的合理设置，能有效避免OGS因蚀刻不良引起边缘不齐、产生锯齿等现象而造成玻璃强度降低，或者边缘BM脱落、ITO电路被腐蚀的问题而造成外观不良，又能有效消除玻璃边缘的微裂痕，达到机械抗压力大幅增加的目的，从而有效提升OGS玻璃的强度和良率，满足了客户的需求。

具体实施方式

本发明的OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，包括将正面和背面贴附了耐酸膜的OGS玻璃片置入装有蚀刻酸液的蚀刻槽内蚀刻6-15min，所述蚀刻槽的温度为30-35摄氏度；所述蚀刻酸液由氢氟酸溶液、辅助酸液、水按照4-5：1.5-2.5:3-4的体积比混合而成；所述辅助酸液为硝酸溶液或硫酸溶液或盐酸溶液中的一种或多种混合；所述氢氟酸溶液的质量浓度为40%，所述硝酸溶液的质量浓度为68%，所述硫酸溶液的质量浓度为86%，所述盐酸溶液的质量浓度为31%；蚀刻过程中对蚀刻酸液进行鼓泡,鼓泡量为50-150L/min。

本发明中,通过对蚀刻时间、蚀刻温度以及蚀刻酸液成分及其配比的合理设置，能有效避免OGS因蚀刻不良引起边缘不齐、产生锯齿等现象而造成玻璃强度降低，或者边缘BM脱落、ITO电路被腐蚀的问题而造成外观不良，又能有效消除玻璃边缘的微裂痕，达到机械抗压力大幅增加的目的，从而有效提升OGS玻璃的强度和良率，满足了客户的需求。

发明人通过研究发现，在加入氢氟酸溶液的基础上，加入盐酸、硫酸、或者硝酸溶液或者其混合溶液，一方面能使溶液的酸性增加，从而加快蚀刻的速度，降低蚀刻的时间，提高效率；另一方面由于不同的酸性溶液的不同化学性质，将协同发挥互补、优化作用。例如硫酸跟钠钙玻璃中的CaO发生反应，生成微溶于水的CaSO4,从而蚀刻可能导致不均，而硝酸及盐酸溶液将可以客户硫酸溶液的缺点；浓盐酸的挥发性较强，单用盐酸溶液进行蚀刻将因其挥发性难于操作，影响蚀刻效果，而加入硫酸和硝酸则可以克服该问题。

本发明人经过研究发现，优选采用质量浓度为40%的氢氟酸溶液，优选采用质量浓度为的68%硝酸溶液，优选采用质量浓度为的86%硫酸溶液，优选采用质量浓度为31%的盐酸溶液能够取得最佳的效果。这是因为以上浓度的酸液，能保证具有蚀刻时需要的酸性，又不至于对板面产生侵蚀，另外，由于以上浓度的酸液为工业用常用浓度，使用时无需对酸液浓度重新配置，有利于降低操作难度。

进一步优选的，所述鼓泡量优选为120L/min。

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明进行进一步详细描述。

实施例1

采用本发明OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法对智能手机触控屏的OGS玻璃（3.97寸，厚度为1.1mm的OGS玻璃10PCS）进行蚀刻。具体操作如下：

配置蚀刻酸液，蚀刻酸液由氢氟酸溶液、辅助酸液、水按照4：1.5:3的体积比混合而成；其中辅助酸液为硝酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液混合；氢氟酸溶液的质量浓度为40%，硝酸溶液的质量浓度为68%，硫酸溶液的质量浓度为86%，盐酸溶液的质量浓度为31%。

将配置好的蚀刻酸液盛入蚀刻槽，再将正面和背面贴附了耐酸膜的OGS玻璃片置入装有蚀刻酸液的蚀刻槽内蚀刻10min，蚀刻时将蚀刻槽的温度控制为32摄氏度；蚀刻过程中对蚀刻酸液进行鼓泡,鼓泡量为120L/min。

在蚀刻过程中对蚀刻量进行精确控制，有利进一步提高蚀刻良率。本实施例中，将对OGS玻璃单边的蚀刻量控制在0.15mm，经四杆静压强度测试这10PCS的强度有9PCS分别为475MPa、501MPa、495MPa、520MPa、583MPa、499MPa、468MPa、511MPa、504MPa，其中1PCS为373MPa，根据强度大于450MPa和外观无蚀刻不良、锯齿、油墨脱落、ITO电路被刻蚀、针孔为良品的判定标准，蚀刻良率为90%。

实施例2

采用本发明OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法对平板电脑触控屏的OGS玻璃进行蚀刻（3.97寸，厚度为1.1mm的OGS玻璃10PCS）。具体操作如下：

配置蚀刻酸液，蚀刻酸液由氢氟酸溶液、辅助酸液、水按照5:1.8:3.2的体积比混合而成；其中辅助酸液为硝酸溶液、硫酸溶液混合；氢氟酸溶液的质量浓度为40%，硝酸溶液的质量浓度为68%，硫酸溶液的质量浓度为86%，。

将配置好的蚀刻酸液盛入蚀刻槽，再将正面和背面贴附了耐酸膜的OGS玻璃片置入装有蚀刻酸液的蚀刻槽内蚀刻6min，蚀刻时将蚀刻槽的温度控制为35摄氏度；蚀刻过程中对蚀刻酸液进行鼓泡,鼓泡量为50L/min。

在蚀刻过程中对蚀刻量进行精确控制，有利进一步提高蚀刻良率。本实施例中，将对OGS玻璃单边的蚀刻量控制在0.2mm。经四杆静压强度测试这10PCS的强度有9PCS分别为495MPa、508MPa、499MPa、500MPa、545MPa、487MPa、455MPa、502MPa、其中2PCS为373MPa和394MPa，根据强度大于450MPa和外观无蚀刻不良、锯齿、油墨脱落、ITO电路被刻蚀、针孔为良品的判定标准，蚀刻良率为80%。

实施例3

采用本发明OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法对电子书触控屏的OGS玻璃进行蚀刻（3.97寸，厚度为1.1mm的OGS玻璃10PCS）。具体操作如下：

配置蚀刻酸液，蚀刻酸液由氢氟酸溶液、辅助酸液、水按照5：2.5:4的体积比混合而成；其中辅助酸液为硝酸溶液、盐酸溶液混合；氢氟酸溶液的质量浓度为40%，硝酸溶液的质量浓度为68%，盐酸溶液的质量浓度为31%。

将配置好的蚀刻酸液盛入蚀刻槽，再将正面和背面贴附了耐酸膜的OGS玻璃片置入装有蚀刻酸液的蚀刻槽内蚀刻8min，蚀刻时将蚀刻槽的温度控制为30摄氏度；蚀刻过程中对蚀刻酸液进行鼓泡,鼓泡量为150L/min。

在蚀刻过程中对蚀刻量进行精确控制，有利进一步提高蚀刻良率。本实施例中，将对OGS玻璃单边的蚀刻量控制在0.1mm。经四杆静压强度测试这10PCS的强度有9PCS分别为477MPa、502MPa、503MPa、525MPa、511MPa、459MPa、466MPa、508MPa、其中2PCS为353MPa和386MPa，根据强度大于450MPa和外观无蚀刻不良、锯齿、油墨脱落、ITO电路被刻蚀、针孔为良品的判定标准，蚀刻良率为80%。

上述实施例是本发明的优选实施方式，除此之外，本发明还可以有其他实现方式。也就是说，在没有脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换也应落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，包括将正面和背面贴附了耐酸膜的OGS玻璃片置入装有蚀刻酸液的蚀刻槽内蚀刻6-15min，所述蚀刻槽的温度为30-35摄氏度；所述蚀刻酸液由氢氟酸溶液、辅助酸液、水按照4-5：1.5-2.5:3-4的体积比混合而成；所述辅助酸液为硝酸溶液或硫酸溶液或盐酸溶液中的一种或多种混合；所述氢氟酸溶液的质量浓度为40%，所述硝酸溶液的质量浓度为68%，所述硫酸溶液的质量浓度为86%，所述盐酸溶液的质量浓度为31%；蚀刻过程中对蚀刻酸液进行鼓泡,鼓泡量为50-150L/min。

2.根据权利要求1所述的OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，其特征在于：对OGS玻璃单边的蚀刻量控制在0.1mm-0.2mm之间。

3.根据权利要求2所述的OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，其特征在于：所述蚀刻量为0.15mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，其特征在于：所述鼓泡量为120L/min。

5.根据权利要求1或2或3所述的OGS玻璃化学二次强化的蚀刻方法，其特征在于：所述蚀刻时间为10min,所述温度优选为32摄氏度；所述氢氟酸溶液、辅助酸液、水的体积比优选为5:1.8:3.2。