CN110989292A - 一种基板制备精细纹理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基板制备精细纹理的方法，首先清洗基板吹干，在基板的相应面上涂布光刻胶，涂布后的基板进行烘烤至光刻胶内溶剂完全挥发，再静置让光刻胶与基板氧化交链；将附有光刻胶的基板放在曝光机的工作台上进行曝光；曝光后的基板送进显影机进行显影，取出吹干水份的基板，再静置让光刻胶与基板氧化交链；将显影后的基板进行湿法蚀刻，蚀刻液对无光刻胶保护的基板进行蚀刻，取出基板漂洗，基板上面留下有光刻胶保护纹理图案；将蚀刻后基板上的光刻胶去除，留下基板上精细纹理。本发明采用湿法蚀刻，通过曝光显影蚀刻的方式制作基板精细纹理，工艺简单、合理，易于实现且环保，适合制作10μm及以下的精细纹理，且加工效率和成品良率高。
Description
技术领域
本发明涉及基板制作精细纹理技术领域，尤其是数码产品的装饰基板和微流芯片载玻片的制作。
背景技术
现有技术中，要在基板（如玻璃、陶瓷板）表面上成型出所需要的纹路或图案，通常都是采用激光雕刻或等离子蚀刻方法成型，由于激光雕刻机加工对基板的厚度有要求，所成型的纹路或图案很粗糙，外观无法实现幻彩的效果，且生产效率低。等离子蚀刻方法是基板在黄光环境下制作精细纹理的掩膜图案，再放入等离子蚀刻机用氢氟酸进行刻蚀纹理，才能制作10μm及以下的精细纹理，但等离子蚀刻法需要先在基板上镀一层粘膜层，而粘膜层有毒、不环保，且等离子蚀刻法工艺项目存在投资成本比较庞大，工艺复杂，基板刻蚀纹理的效率慢的等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基板制备精细纹理的方法，很好地解决上述技术问题，加工效率高、成品率高、易于实现。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基板制备精细纹理的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、提供基板，用于制备精细纹理；
（2）、清洗基板，采用刷洗、喷淋或清洗后吹干基板上的水份；
（3）、涂胶：在基板的相应面上涂布光刻胶，涂布后的基板进行烘烤至光刻胶内溶剂完全挥发，在22℃和湿度55%的环境下，再静置6-24小时让光刻胶与基板氧化交链；
（4）、曝光：将附有光刻胶的基板放在曝光机的工作台上，上面覆盖一张有精细纹理铬版，打开UV平行光源，达到曝光能量后关闭光源；UV光通过铬版纹理间隙照到基板上的光刻胶，这部分光刻胶的分子链被切断分解；
（5）、显影：将曝光后的基板送进显影机进行显影，显影液冲洗分解部分的光刻胶，留下没有UV光照到的光刻胶图案，取出吹干水份的基板，再静置6-24小时让光刻胶与基板氧化交链；
（6）、蚀刻：将显影后的基板进行湿法蚀刻，蚀刻液对无光刻胶保护的基板进行蚀刻，控制蚀刻液的温度，到达刻蚀时间后取出基板漂洗，基板上面留下有光刻胶保护纹理图案；
（7）、脱膜：将蚀刻后基板上的光刻胶去除，留下基板上精细纹理。
上述方案进一步是，所述曝光机的UV平行光源平行半角小于1.2度。
上述方案进一步是，所述蚀刻步骤基于蚀刻温度21-26℃和时间2分钟条件下完成。
上述方案进一步是，所述涂胶是通过SLIT刮胶机或Inkjet喷涂机实现。
上述方案进一步是，所述精细纹理是10μm以下的线条。
上述方案进一步是，所述涂胶步骤的涂布后进行烘烤的温度为110℃，静置时间为24小时。
本发明采用湿法蚀刻，通过曝光显影蚀刻的方式制作基板精细纹理，工艺简单、合理，易于实现且环保，适合制作10μm及以下的精细纹理，且加工效率和成品良率高，适合在本领域内推广应用。
具体实施方式：
本发明提供的一种基板制备精细纹理的方法，其包括如下步骤：
（1）、提供基板，用于制备精细纹理，该基板可以是玻璃板、陶瓷板，通过预先设计裁制相应尺寸、形状。
（2）、清洗基板，采用刷洗、喷淋或清洗，如可通过清洗机清洗，去除污染物、颗粒，减少针孔和其它缺陷，以及清洗后吹干基板上的水份，从而提高光刻胶黏附性。
（3）、涂胶：在基板的相应面上涂布光刻胶，涂布后进行烘烤至光刻胶内溶剂完全挥发，在温度22℃和湿度55%的环境下，再静置6-24小时让光刻胶与基板氧化交链；光刻胶优选型号是DR-G7160，涂胶优选地是通过SLIT刮胶机或Inkjet喷涂机实现，以提升涂布光刻胶的均匀性、致密性，涂布后进行烘烤的温度优选为110℃，避免温度过高对光刻胶的破坏，而静置时间优选为24小时，让光刻胶与基板充分氧化交链，使光刻胶不易脱落。
（4）、曝光：将附有光刻胶的基板放在曝光机的工作台上，上面覆盖一张有精细纹理铬版，打开UV平行光源，达到曝光能量后关闭光源；UV光通过铬版纹理间隙照到基板上的光刻胶，这部分光刻胶分子链被切断分解；曝光的UV平行光源优选平行半角小于1.2度，保证光照强度均匀，减少曝光不平衡，这样可更好、更精准地获得曝光纹路。
（5）、显影：将曝光后的基板送进显影机进行显影，显影液冲洗分解部分的光刻胶，留下没有UV光照到的光刻胶图案，取出吹干水份的基板，再静置6-24小时让光刻胶与基板氧化交链，减少显影过程水分对后续蚀刻的影响。
（6）、蚀刻：将显影后的基板进行湿法蚀刻，蚀刻液对无光刻胶保护的基板进行蚀刻，要控制蚀刻液的温度，到达刻蚀时间后取出基板，基板上面留下有光刻胶保护纹理图案；蚀刻步骤基于降温环境下完成，通过冷却系统保证降温稳定、准确，蚀刻的温度环境优选是20±1℃和时间2min，这样可保证光刻胶与基板的位置关系，蚀刻边缘更精准、细腻。
（7）、脱膜：将蚀刻后基板上的光刻胶去除，留下基板上精细纹理，精细纹理是10μm以下的线条。
实施例：基板是玻璃板为例；
基板是玻璃板，蚀刻液配方（按重量比）如下：
优选3号蚀刻液配方，通过预先设计裁制相应尺寸、形状的基板，然后通过清洗机清洗，去除污染物、颗粒，减少针孔和其它缺陷，以及清洗后吹干基板上的水份，从而提高光刻胶黏附性。接着在基板的相应面上涂布光刻胶，光刻胶型号是DR-G7160，涂布后进行烘烤至光刻胶内溶剂完全挥发，在温度22℃和湿度55%的环境下，再静置24小时让光刻胶与基板氧化交链；涂胶是通过SLIT刮胶机实现，按以下涂胶工序参数匹配：
以提升涂布光刻胶的均匀性、致密性，涂布后进行烘烤的温度优选为110℃，避免温度过高对光刻胶的破坏，保证光刻胶与基板充分氧化交链，使光刻胶不易脱落。
然后，将附有光刻胶的基板放在曝光机的工作台上，上面覆盖一张有精细纹理铬版，打开UV平行光源，达到曝光能量后关闭光源。UV光通过铬版纹理间隙照到基板上的光刻胶，这部分光刻胶分子链被切断分解。曝光工艺可采用东莞市友辉光电科技有限公司生产的曝光机，紫外光优选365~420nm，UV平行光源平行半角小于1.2度，保证光照强度均匀，减少曝光不平衡，这样可更好、更精准地获得曝光纹路。
再进行显影，将曝光后的基板送进显影机进行显影，显影液冲洗分解部分的光刻胶，留下没有UV光照到的光刻胶图案，取出吹干水份的基板，再静置24小时让光刻胶与基板氧化交链，减少显影过程水分对后续蚀刻的影响。
接着进行蚀刻：采用上述3号配方的蚀刻液，将显影后的基板进行湿法蚀刻，蚀刻液对无光刻胶保护的基板进行蚀刻，控制蚀刻液的温度，到达刻蚀时间后取出基板漂洗，基板上面留下有光刻胶保护纹理图案；蚀刻的温度环境优选是21℃和时间2min；蚀刻步骤基于降温环境下完成，通过冷却系统保证降温稳定、准确，这样可保证光刻胶与基板的位置关系，蚀刻边缘更精准、细腻。
最后脱膜：将蚀刻后基板上的光刻胶去除，留下基板上精细纹理，精细纹理是10μm以下的线条。
本发明工艺中，烘烤目的是促进光刻胶内溶剂充分地挥发，使涂布在基板上的胶膜干燥，以提高光刻胶在基板上的粘附性和均匀性，以及提高胶膜的耐磨性而不玷污精细纹理铬版。但在烘烤过程中，烘烤温度不宜过高或时间太长，优选地的烘烤温度是110℃，烘烤时间是让光刻胶内溶剂完全挥发即可，可通过监控控制，这样有利于后续的显影加工，避免光刻胶中的树脂分子发生光聚合或交联，减少图形边缘锯齿。烘烤后再静置一定时间让光刻胶与基板氧化交链，可使光刻胶有充足时间与基板氧化交链，增加粘附力，这样在显影时不易脱落，确保光刻图形完整，以制备精细纹理。
在显影过程中，显影液冲洗掉分解部分的光刻胶，留下没有UV光照到的光刻胶图案；显影后光刻胶图案边缘含有少量的水分，这时需要吹干基板上的水份，取出基板再静置一定时间让光刻胶与基板氧化交链，恢复光刻胶与基板的附着性，挥发掉残留光刻胶图案边缘的水分，使胶膜致密坚固，进一步提高胶膜与基板表面的附着力和抗化学腐蚀性，减少蚀刻时所出现的钻蚀和针孔现象，由此保证后续蚀刻工艺的耐蚀性，提升蚀刻效果。
本发明采用湿法蚀刻，通过曝光显影蚀刻的方式制作基板精细纹理，工艺简单、合理，易于实现，适合制作10μm及以下的精细纹理，且加工效率和成品良率高，适合在本领域内推广应用。
Claims (7)
1.一种基板制备精细纹理的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、提供基板，用于制备精细纹理；
（2）、清洗基板，采用刷洗、喷淋或清洗后吹干基板上的水份；
（3）、涂胶：在基板的相应面上涂布光刻胶，涂布后的基板进行烘烤至光刻胶内溶剂完全挥发，在22℃和湿度55%的环境下，再静置6-24小时让光刻胶与基板氧化交链；
（4）、曝光：将附有光刻胶的基板放在曝光机的工作台上，上面覆盖一张有精细纹理铬版，打开UV平行光源，达到曝光能量后关闭光源；UV光通过铬版纹理间隙照到基板上的光刻胶，这部分光刻胶的分子链被切断分解；
（5）、显影：将曝光后的基板送进显影机进行显影，显影液冲洗分解部分的光刻胶，留下没有UV光照到的光刻胶图案，取出吹干水份的基板，再静置6-24小时让光刻胶与基板氧化交链；
（6）、蚀刻：将显影后的基板进行湿法蚀刻，蚀刻液对无光刻胶保护的基板进行蚀刻，控制蚀刻液的温度，到达刻蚀时间后取出基板漂洗，基板上面留下有光刻胶保护纹理图案；
（7）、脱膜：将蚀刻后基板上的光刻胶去除，留下基板上精细纹理。
2.根据权利要求1所述的一种基板制备精细纹理的方法，其特征在于：所述曝光机的UV平行光源平行半角小于1.2度。
3.根据权利要求1所述的一种基板制备精细纹理的方法，其特征在于：所述蚀刻步骤基于蚀刻温度21-26℃和时间2分钟条件下完成。
4.根据权利要求1所述的一种基板制备精细纹理的方法，其特征在于：所述涂胶是通过SLIT刮胶机或Inkjet喷涂机实现。
5.根据权利要求1所述的一种基板制备精细纹理的方法，其特征在于：所述精细纹理是10μm以下的线条。
6.根据权利要求1所述的一种基板制备精细纹理的方法，其特征在于：所述涂胶步骤的涂布后进行烘烤的温度为110℃，静置时间为24小时。
7.根据权利要求1所述的一种基板制备精细纹理的方法，其特征在于：所述显影步骤的显影后进行吹干，静置时间为20-24小时。
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