CN110429053B - 一种具有活动盖板的湿蚀刻设备及湿蚀刻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有活动盖板的湿蚀刻设备，包括蚀刻箱体，蚀刻箱体的内腔中由下至上依次设置有工件传送组件、喷淋组件，喷淋组件与蚀刻箱体顶面之间设置有活动盖板组件，活动盖板组件包括两平行的输送辊、张紧设置在输送辊外的输送带、位于蚀刻箱体外且与输送辊连接的辊旋转驱动件、阵列分布于输送带上的若干个通孔和位于输送带下方且沿输送带带宽方向设置的扁平状吹风喷嘴，扁平状吹风喷嘴的出风方向与输送带的输送方向夹角为95～120°；输送辊的两端具有高度差，和/或位于输送辊顶端和底端的输送带层之间设置有扁平风刀，扁平风刀的出风口倾斜向下并朝向输送带。通过输送带和扁平状吹风喷嘴，改善滴落和喷射至工件蚀刻面的蚀刻液浓度差导致的蚀刻不均问题。

Description

一种具有活动盖板的湿蚀刻设备及湿蚀刻方法
技术领域
本发明涉及湿法蚀刻设备技术领域，具体涉及一种具有活动盖板的湿蚀刻设备及湿蚀刻方法。
背景技术
湿法刻蚀是通过化学刻蚀液和被刻蚀物质之间的化学反应将被刻蚀物质剥离下来的刻蚀方法。大多数湿法刻蚀是不容易控制的各向同性刻蚀。湿蚀刻的特点在于适应性强，表面均匀性好、对硅片损伤少，几乎适用于所有的金属、玻璃、塑料等材料。
液晶显示面板的制作过程中广泛的使用到湿蚀刻制程，湿蚀刻所用蚀刻液通常采用溅射、液化、雾化等方式落至工件的蚀刻表面，蚀刻设备的盖板上不可避免地附着蚀刻液。工件持续进料、蚀刻、出料，蚀刻液中各组分的浓度发生变化，即盖板上滴落的蚀刻液组分浓度与实际喷撒到工件表面的蚀刻液组分浓度存在差异，容易导致工件局部蚀刻不均。传统的处理方法包括定期维护保养，冲洗蚀刻槽体盖板并用无尘布擦拭，上述传统方法的缺陷在于：第一，保养工作量大；第二，蚀刻液通常具有强酸强碱性或者强氧化性，保养工作中需要特别注意作业安全。
改进的技术方案如CN109166809A中所述的，通过驱动件带动多个刮片器对蚀刻设备的盖板进行刮拭处理，并通过液体吸收装置快速吸收蚀刻液。进一步优选的，刮片器、传动机构中的曲柄、连杆、摆杆、铰链、蜗杆即涡轮均为铁氟龙、聚丙烯或者可溶性聚四氟乙烯材质，改进的技术方案结构复杂，传动机构多，不仅增加了杂质引入蚀刻设备内腔的风险，还会导致蚀刻设备整体高度增加，影响蚀刻设备中蚀刻液喷洒组件、扁平状吹风喷嘴等的设置。ITO、IZO的显示电极的加工方法中的草酸ITO蚀刻液经长期使用后，还会在蚀刻设备中形成草酸铟结晶。上述改进方案中的传动机构复杂，草酸铟结晶的清洗工作量大。
因此，有必要对现有技术中的蚀刻设备进行结构改进。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有活动盖板的湿蚀刻设备，利用输送带作为活动盖板，溅射到下层输送带外表面的蚀刻液经由输送带内表面导出至输送带侧边并流出，有效改善蚀刻液滴落至工件蚀刻面的问题。
为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种具有活动盖板的湿蚀刻设备，包括蚀刻箱体，所述蚀刻箱体的内腔中由下至上依次设置有工件传送组件、喷淋组件，其特征在于，
喷淋组件与蚀刻箱体顶面之间设置有活动盖板组件，所述活动盖板组件包括两平行的输送辊、张紧设置在所述输送辊外的输送带、位于蚀刻箱体外且与所述输送辊连接的辊旋转驱动件、阵列分布于输送带上的若干个通孔和位于输送带下方且沿输送带带宽方向设置的扁平状吹风喷嘴，所述扁平状吹风喷嘴的出风方向与输送带的输送方向夹角为95～120°；所述输送辊的两端具有高度差，和/或位于输送辊顶端和底端的输送带层之间设置有扁平风刀，扁平风刀的出风口倾斜向下并朝向输送带。
优选的技术方案为，还包括耐腐蚀风机，耐腐蚀风机的出风口与所述扁平状吹风喷嘴连通，或者耐腐蚀风机的出风口与所述扁平状吹风喷嘴以及扁平风刀连通，耐腐蚀风机的进风口与所述蚀刻箱体的内腔连通。
优选的技术方案为，所述输送带为外表面经亲水改性的聚四氟乙烯片材，所述输送带的外表面设置有凹槽，所述凹槽与所述通孔的孔口相连接，所述凹槽的延伸方向与输送带的带长延伸方向一致。
优选的技术方案为，所述通孔的中心轴与所述扁平状吹风喷嘴的出风方向一致。
优选的技术方案为，所述通孔为锥台状通孔，位于所述输送带外表面的通孔孔口尺寸大于位于所述输送带内表面的通孔孔口尺寸。
优选的技术方案为，所述输送带的内表面设置有导流槽，所述导流槽与位于所述输送带内表面的通孔孔口相邻设置，导流槽的延伸方向与输送带的带宽方向一致。
优选的技术方案为，所述通孔在输送带上呈沿带宽方向的若干排分布，成排通孔沿所述输送带的带长延伸方向依次设置，相邻排中的通孔错位设置。
优选的技术方案为，所述蚀刻箱体的侧壁上密封连接有引流条，所述引流条顶部设置有引流槽，或者引流条与所述蚀刻箱体的侧壁组合形成敞口的引流槽，所述输送带的一侧边与所述蚀刻箱体的侧壁间隙配合，所述引流槽对应设置在输送带于蚀刻箱体侧壁的间隙下方，蚀刻箱体的侧壁上还设置有出液口，所述出液口与所述蚀刻箱体外的蚀刻液储槽或者回收罐连通。
本发明的目的之二在于提供一种湿蚀刻方法，其特征在于，基于上述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，包括以下步骤：喷淋组件向工件喷射蚀刻液前，启动辊旋转驱动件、扁平状吹风喷嘴，或者启动辊旋转驱动件、扁平状吹风喷嘴和扁平风刀。
优选的技术方案为，还包括以下步骤：喷淋组件停止向工件喷射蚀刻液后，关闭辊旋转驱动件、扁平状吹风喷嘴，或者关闭辊旋转驱动件、扁平状吹风喷嘴和扁平风刀。
本发明的优点和有益效果在于：
该具有活动盖板的湿蚀刻设备中包含输送带和扁平状吹风喷嘴，输送辊之间的输送带包括上层输送带和下层输送带，附着在下层输送带底部表面上的蚀刻液经过扁平状吹风喷嘴时，出风将蚀刻液经由通孔吹至输送带的内表面，倾斜的输送带内表面和/或扁平风刀将蚀刻液吹离输送带，落至蚀刻箱体中；
该具有活动盖板的湿蚀刻设备组成合理，通过输送带和扁平状吹风喷嘴的配合作用，有助于改善滴落和喷射至工件蚀刻面的蚀刻液浓度差导致的蚀刻不均问题，与现有技术中的盖板刮拭组件相比，结构简单，设备维护难度低。
附图说明
图1是实施例1具有活动盖板的湿蚀刻设备的结构示意图；
图2是实施例1中输送带与扁平状吹风喷嘴的结构示意图；
图3是实施例2具有活动盖板的湿蚀刻设备的结构示意图；
图4是实施例2中输送带与扁平状吹风喷嘴的结构示意图；
图5是实施例2中输送带的结构示意图；
图6是实施例3具有活动盖板的湿蚀刻设备的结构示意图；
图中：1、蚀刻箱体；2、工件传送组件；3、喷淋组件；4、活动盖板组件；41、输送辊；42、输送带；43、辊旋转驱动件；44、通孔；45、扁平状吹风喷嘴；46、扁平风刀；5、耐腐蚀风机；6、引流条；7、引流槽；8、出液口；9、蚀刻液储槽；a、凹槽；b、导流槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
蚀刻箱体
现有技术中需要保证蚀刻在洁净空间中进行，因此蚀刻箱体的顶端通过排气管与空气净化组件连通。现有技术人员公知，扁平状吹风喷嘴的进风口需要与气源相通，进一步的，上述气源经过净化处理的空气或者惰性气体，上述气源为市售气源，或者为经过鼓风得到的气源，视蚀刻液的性能以及蚀刻条件确定。
扁平状吹风喷嘴
扁平状吹风喷嘴的作用在于将附着在输送带底部表面上的蚀刻液经由通孔吹至输送带的内表面上方。
优选的，扁平状吹风喷嘴的长度等于或者略大于输送带的带宽。扁平状吹风喷嘴的数量包括但不限于一个，扁平状吹风喷嘴的数量根据输送带上蚀刻液的溅射量和工件行程长短具体确定，进一步的，输送带上蚀刻液的溅射量大，和/或工件行程长，则扁平状吹风喷嘴的数量趋多设置。扁平状吹风喷嘴的出风口宽度过小，蚀刻液滴落量增加，因此扁平状吹风喷嘴的出风口趋宽控制。扁平状吹风喷嘴的出风方向与输送带的输送方向夹角为95～120°，上述夹角过大，会增加被喷嘴吹离输送带直接掉落至蚀刻腔体或者工件表面的蚀刻液量。
扁平风刀
扁平风刀的作用在于将输送带内表面上方的蚀刻液经由输送带的侧边吹离。扁平风刀固定设置在输送带的上层和下层之间，或者设置在输送带的下层侧边上方。扁平风刀的出风口宽度无特别限定。
导流槽
导流槽的作用在于形成容纳蚀刻液的凹陷部，与内表面为平面状的输送带相比，导流槽与扁平风刀配合，经由输送带侧边流出的蚀刻液量增加，经由通孔回落的蚀刻液量减少。
输送带
输送带的内表面是指输送带与输送辊相接触的带面，与内表面相对的，能够溅射到蚀刻液的带面为外表面。针对水性蚀刻液，输送带的外表面具有一定的亲水性，还需要具有良好的化学稳定性。优选的，输送带的材质为表面经过亲水处理的聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯。亲水处理的方法包括但不限于现有的等离子处理、辐照等接枝手段，以不与蚀刻液反应或则不污染蚀刻液为宜。为了增加水滴在输送带表面的附着力，优选的，输送带表面为凹凸不平的麻面。
凹槽的作用在于配合扁平状吹风喷嘴，将蚀刻液导流至通孔中。
通孔
进一步的，通孔为锥台状，确保蚀刻液尽可能多的通过通孔至输送带的内表面上方，降低蚀刻液经通孔回流至输送带底部表面进而滴落的几率。锥台状通孔中尺寸较大的孔口位于输送带的外表面，尺寸较小的孔口位于输送带的内表面。
引流槽
经过扁平状吹风喷嘴和扁平风刀吹扫落至引流槽中的蚀刻液与向工件表面喷洒的蚀刻液之间存在浓度差，优选的方案是回收吹扫落至引流槽中的蚀刻液，上述蚀刻液的转移路径为：经引流槽和出液口，流至蚀刻液储槽中，与蚀刻液储槽中的存量蚀刻液混合后，再次经过管道输送至喷淋组件，循环喷洒湿法蚀刻。
活动盖板组件不仅可以实现蚀刻过程中防滴落的技术效果，还可以作为蚀刻箱体清洗过程中的辅助机构，活动盖板组件的清洗和干燥处理更趋方便快捷。
工件传送组件和喷淋组件为现有技术，没有特别的限制，达到工件传输和喷淋的效果即可，包括但不限于CN107699893A和CN 106086890 A所述的相应结构。
实施例1
如图1-2所示，实施例1具有活动盖板的湿蚀刻设备包括蚀刻箱体1，蚀刻箱体1的内腔中由下至上依次设置有工件传送组件2、喷淋组件3，喷淋组件3与蚀刻箱体1顶面之间设置有活动盖板组件4，活动盖板组件4包括两平行的输送辊41、张紧设置在输送辊41外的输送带42、位于蚀刻箱体1外且与输送辊41连接的辊旋转驱动件43、阵列分布于输送带42上的若干个通孔44和位于输送带42下方且沿输送带42带宽方向设置的扁平状吹风喷嘴45，扁平状吹风喷嘴45的出风方向与输送带42的输送方向夹角为105°；输送辊41为水平状，位于输送辊41顶端和底端的输送带42层之间设置有扁平风刀46，扁平风刀46的出风口倾斜向下并朝向输送带42。
实施例1中的气源为市售气源，实施例1中通孔44的轴向与输送辊41之间的输送带所在平面相垂直。
作为等效替代，输送辊41的两端具有高度差，即输送带42的两侧边之间存在高度差，即输送带42的上层和下层均为倾斜平面，便于输送带42内表面的蚀刻液及时掉落。
实施例1中，蚀刻液储槽9设置在蚀刻箱体1外，蚀刻液储槽9与喷淋组件3连接。
实施例2
如图3-5所示，实施例2基于实施例1，区别有两点，第一在于气源，第二在于输送带42的具体结构。
具有活动盖板的湿蚀刻设备还包括耐腐蚀风机5，耐腐蚀风机5的出风口与耐腐蚀风机的出风口与扁平状吹风喷嘴45以及扁平风刀46连通，耐腐蚀风机5的进风口与蚀刻箱体1的内腔连通。
输送带42为聚四氟乙烯片材，输送带42的外表面设置有凹槽a，凹槽a与通孔44的孔口相连接，凹槽a的延伸方向与输送带42的带长延伸方向一致。
通孔44的中心轴与扁平状吹风喷嘴45的出风方向一致。
通孔44为锥台状通孔，位于输送带42外表面的通孔44孔口尺寸大于位于输送带42内表面的通孔44孔口尺寸。
输送带42的内表面设置有导流槽b，导流槽b与位于输送带42内表面的通孔44孔口相邻设置，导流槽b的延伸方向与输送带42的带宽方向一致。进一步的，输送辊41上也设置有与导流槽b相配合的凹陷部。
通孔44在输送带43上呈沿带宽方向的若干排分布，成排通孔44沿输送带42的带长延伸方向依次设置，相邻排中的通孔44错位设置。
实施例3
如图6所示，实施例3基于实施例2，区别在于，实施例1和2中输送带上导向落下的蚀刻液直接掉落至蚀刻箱体1中，而实施例3中对上述蚀刻液进行回收，具体的回收结构为：蚀刻箱体1的侧壁上密封连接有倾斜状的引流条6，引流条6与蚀刻箱体1的侧壁组合形成敞口的引流槽7，输送带42的一侧边与蚀刻箱体1的侧壁间隙配合，引流槽7对应设置在输送带42于蚀刻箱体1侧壁的间隙下方，蚀刻箱体1的侧壁上还设置有出液口8，出液口8与蚀刻箱体1外的蚀刻液储槽9连通。
作为等效替代，引流槽7设置在引流条6顶部。
实施例1-3中扁平状吹风喷嘴宽度为5mm，出风呈扇形，风嘴与输送带表面的接触面宽度为3cm，通孔直径为8mm，风速为5m/s，扁平状吹风喷嘴的数量为3个，风刀数量为4个，风刀两端首尾相邻，输送带的运行速度为1m/s。
工作时，实施例1-2中输送带42持续输送，蚀刻液溅射在输送带42的底部表面，扁平状吹风喷嘴45的出风将蚀刻液经由通孔44吹至输送带42的内表面，扁平风刀46的出风将输送带内表面的蚀刻液吹离输送带42，落至蚀刻箱体1中；实施例2中的凹槽a和导流槽b对蚀刻液的转移具有导向作用，实施例3中的引流槽7便于蚀刻液的回收。
对比例
对比例基于实施例1-3，区别在于不包含活动盖板。
以强酸水溶液作为试验酸性溶液，将蚀刻液喷射到试验工件表面，与对比例相比，实施例1-3所得试验工件蚀刻均匀，以单次10片蚀刻试验工件计，工件表面水波纹(mura)量减少30％以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有活动盖板的湿蚀刻设备，包括蚀刻箱体，所述蚀刻箱体的内腔中由下至上依次设置有工件传送组件、喷淋组件，其特征在于，
喷淋组件与蚀刻箱体顶面之间设置有活动盖板组件，所述活动盖板组件包括两平行的输送辊、张紧设置在所述输送辊外的输送带、位于蚀刻箱体外且与所述输送辊连接的辊旋转驱动件、阵列分布于输送带上的若干个通孔和位于输送带下方且沿输送带带宽方向设置的扁平状吹风喷嘴，所述扁平状吹风喷嘴的出风方向与输送带的输送方向夹角为95～120°；所述输送辊的两端具有高度差，和/或位于输送辊顶端和底端的输送带层之间设置有扁平风刀，扁平风刀的出风口倾斜向下并朝向输送带。
2.根据权利要求1所述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，其特征在于，还包括耐腐蚀风机，耐腐蚀风机的出风口与所述扁平状吹风喷嘴连通，或者耐腐蚀风机的出风口与所述扁平状吹风喷嘴以及扁平风刀连通，耐腐蚀风机的进风口与所述蚀刻箱体的内腔连通。
3.根据权利要求1所述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，其特征在于，所述输送带为外表面经亲水改性的聚四氟乙烯片材，所述输送带的外表面设置有凹槽，所述凹槽与所述通孔的孔口相连接，所述凹槽的延伸方向与输送带的带长延伸方向一致。
4.根据权利要求1或2所述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，其特征在于，所述通孔的中心轴与所述扁平状吹风喷嘴的出风方向一致。
5.根据权利要求4所述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，其特征在于，所述通孔为锥台状通孔，位于所述输送带外表面的通孔孔口尺寸大于位于所述输送带内表面的通孔孔口尺寸。
6.根据权利要求5所述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，其特征在于，所述输送带的内表面设置有导流槽，所述导流槽与位于所述输送带内表面的通孔孔口相邻设置，导流槽的延伸方向与输送带的带宽方向一致。
7.根据权利要求1所述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，其特征在于，所述通孔在输送带上呈沿带宽方向的若干排分布，成排通孔沿所述输送带的带长延伸方向依次设置，相邻排中的通孔错位设置。
8.根据权利要求1所述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，其特征在于，所述蚀刻箱体的侧壁上密封连接有引流条，所述引流条顶部设置有引流槽，或者引流条与所述蚀刻箱体的侧壁组合形成敞口的引流槽，所述输送带的一侧边与所述蚀刻箱体的侧壁间隙配合，所述引流槽对应设置在输送带于蚀刻箱体侧壁的间隙下方，蚀刻箱体的侧壁上还设置有出液口，所述出液口与所述蚀刻箱体外的蚀刻液储槽或者回收罐连通。
9.一种湿蚀刻方法，其特征在于，基于权利要求1至8中任意一项所述的具有活动盖板的湿蚀刻设备，包括以下步骤：喷淋组件向工件喷射蚀刻液前，启动辊旋转驱动件、扁平状吹风喷嘴，或者启动辊旋转驱动件、扁平状吹风喷嘴和扁平风刀。
10.根据权利要求9所述的湿蚀刻方法，其特征在于，还包括以下步骤：喷淋组件停止向工件喷射蚀刻液后，关闭辊旋转驱动件、扁平状吹风喷嘴，或者关闭辊旋转驱动件、扁平状吹风喷嘴和扁平风刀。
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