CN111285612B - 高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置及旋转蚀刻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置及旋转蚀刻方法，装置包括：夹具，用于装载玻璃基板；篮具，用于固定若干个装载有玻璃基板的夹具；CST托盘，用于安装篮具，能够大幅移动和小幅摆动并且能够控制篮具旋转；蚀刻设备，具有能够在CST托盘顶部或者两侧喷射蚀刻液的蚀刻区和能够在CST托盘顶部或者两侧喷射清洗液的清洗区。方法采用上述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置进行高精度超薄玻璃的蚀刻，高精度超薄玻璃的厚度为0.03～0.1mm、厚度偏差为玻璃厚度的±5％。本发明可确保玻璃基板所有面的蚀刻条件达到同一，提高厚度精密度并改善表面品质的旋转蚀刻装置及旋转蚀刻方法。
Description
技术领域
本发明涉及超薄玻璃制备的技术领域，更具体地讲，涉及一种高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置及旋转蚀刻方法。
背景技术
可折叠手机的盖板玻璃需要用到极薄的Ultra thin Glass(简称为UTG，该材料解决了当前的盖板材料CPI存在的问题)，Ultra thin Glass类产品要求精密的玻璃厚度和表面品质。目前市面上可以购买到0.07mm的玻璃，但价格很贵，比它更薄的玻璃是没有销售的。
所以，实际中是将0.2～0.4mm的厚玻璃减薄成0.03～0.07mm的超薄型玻璃来使用。原先制造薄玻璃使用的工艺，是先将玻璃基板固定在篮具，将篮具只按照进行方向的左右移动进行蚀刻。这时由于玻璃基板的厚度较厚，当玻璃蚀刻量增多时，由从上往下流动的溶液和因蚀刻溶液的喷射压力偏差造成的各区域蚀刻条件不同，最终导致厚度偏差增高、表面品质低下等缺点。
所以，需要制定出能够让玻璃表面的所有区域都在同一条件并改善表面品质和厚度精密度的解决方案。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种可确保玻璃基板所有面的蚀刻条件达到同一，提高厚度精密度并改善表面品质的旋转蚀刻装置及旋转蚀刻方法。
本发明的一方面提供了一种高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置，所述旋转蚀刻装置包括：
夹具，用于装载玻璃基板；
篮具，用于固定若干个装载有玻璃基板的夹具；
CST托盘，用于安装篮具，能够大幅移动和小幅摆动并且能够控制篮具旋转；
蚀刻设备，具有能够在CST托盘顶部或者两侧喷射蚀刻液的蚀刻区和能够在CST托盘顶部或者两侧喷射清洗液的清洗区。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置的一个实施例，所述夹具为具有低柔软度的板形态，厚度为2～3mm。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置的一个实施例，所述篮具具有多个夹具插入槽并且具有夹具位置锁定结构，所述夹具在篮具中能够暴露所装载玻璃基板的所有区域。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置的一个实施例，所述CST托盘具有安装篮具的可旋转固定框和驱动组件，驱动组件驱动可旋转固定框的转动，所述篮具在CST托盘的可旋转固定框中能够随着可旋转固定框的转动而转动，其中，所述可旋转固定框具有篮具位置锁定结构。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置的一个实施例，所述CST托盘能够在蚀刻区与清洗区之间横向大幅移动，所述CST托盘还能够在蚀刻区或清洗区内横向小幅摆动且摆动幅度为10～300mm，其中，所述驱动组件驱动所述CST托盘的移动和摆动。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置的一个实施例，所述夹具、篮具、CST托盘以及蚀刻设备的材质均为耐酸性的PC、PE或PVC材质，驱动组件被密封保护。
本发明的另一方面提供了一种高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法，采用上述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置进行高精度超薄玻璃的蚀刻，其中，所述高精度超薄玻璃的厚度为0.03～0.1mm、厚度偏差为玻璃厚度的±5％。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法的一个实施例，将若干个装载有玻璃基板的夹具装在篮具中并固定，再将篮具安装到CST托盘上并固定，将装好篮具的CST托盘在蚀刻设备的蚀刻区以间隔旋转篮具的方式进行玻璃基板的蚀刻，蚀刻结束后移动CST托盘至清洗区以持续旋转篮具的方式进行玻璃的清洗，随后取出篮具进行中和清洗并取出夹具进行最终清洗，得到高精度超薄玻璃。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法的一个实施例，所述夹具和玻璃基板的表面基本平行于蚀刻液或清洗液的喷射方向，所述篮具旋转的中心轴垂直于夹具和玻璃基板的表面；所述CST托盘能够在蚀刻区与清洗区之间横向大幅移动，所述CST托盘还能够在蚀刻区或清洗区内横向小幅摆动且摆动幅度为10～300mm。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法的一个实施例，所述间隔旋转篮具的方式为将总蚀刻时间t分为4n份且每份子时间段为t/4n，其中，t为时间且n为大于或等于1的正整数，从初始位置开始以相同的方向在每份子时间段开始时旋转90度进行该份子时间段的蚀刻直至完成蚀刻；所述持续旋转篮具的方式为在喷射清洗液期间持续旋转篮具并在停止喷射清洗液之后继续旋转2～5分钟。
根据本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法的一个实施例，所述高精度超薄玻璃适用于可折叠手机或可卷曲手机中可折叠或可卷曲的盖板玻璃、可弯曲的OLED照明中的盖板玻璃、提升指纹识别性能的盖板玻璃以及OLED、TFT-LCD、micro-LED的屏幕面板。
本发明在制造0.03～0.1mm厚度的极薄玻璃时通过化学蚀刻过程中旋转玻璃基板来改善表面品质和厚度偏差的方法，此方法适用于可折叠手机或可卷曲手机可折叠或可卷曲的盖板玻璃、可弯曲的OLED照明以及能提高指纹识别性能的盖板玻璃以及制造OLED、TFT-LCD、micro-LED屏幕面板的基板等玻璃的蚀刻。根据上述目的，本发明不同于将玻璃仅向左右移动进行蚀刻的诸多方法，在蚀刻工艺中使用以旋转玻璃为特征的设备和组件，可以减少因蚀刻溶液的流动及不同区域的压力差而造成的表面质量下降和厚度偏差等问题。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置的整体结构示意图(未示出蚀刻设备)。
图2示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置中夹具和篮具的结构示意图。
图3a示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置在蚀刻时篮具的旋转方式示意图，图3b示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置在清洗时篮具的旋转方式示意图。
图4示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法的工艺说明示意图，
附图标记说明：
#1-蚀刻液或者清洗液；#2-CST托盘；#3-篮具；#4-玻璃基板；#5-夹具。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明旨在让玻璃基板所有面的蚀刻条件达到同一，从而消除由从上而下喷射的溶液流动造成的上下品质偏差和因喷射压力偏差导致的左右品质偏差等问题。
在下文中，先对本发明的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置进行详细说明。
图1示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置的整体结构示意图(未示出蚀刻设备)。
如图1所示，根据本发明的示例性实施例，为了能将玻璃基板蚀刻得更加均匀，本发明高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置包括夹具#5、篮具#3、CST托盘 #2和蚀刻设备，通过各组件的配合实现高精度蚀刻。
图2示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置中夹具和篮具的结构示意图。
如图2所示，根据本发明，夹具#5用于装载玻璃基板。因为玻璃基板#4 固定在夹具后不能移动，夹具#5优选为具有低柔软度的板形态，厚度为2～3mm 为最佳。固定方式可以为把玻璃基板#4放在夹具#5上后用胶布固定玻璃基板的四角或者把玻璃基板用粘合剂粘到夹具上。
篮具#3用于固定若干个装载有玻璃基板#4的夹具#5，进而固定玻璃基板 #4。优选地，篮具#3具有多个夹具插入槽并且具有夹具位置锁定结构，夹具#5 在篮具#3中能够暴露所装载玻璃基板的所有区域以保证玻璃基板的所有区域均能够在后续加工过程中暴露，旋转时从顶端或两侧喷出的蚀刻溶液也可以喷射到玻璃基板的所有区域。夹具位置锁定结构能够防止夹具#5从篮具#3分离或者流动并确保玻璃基板的位置固定，具体可以采用现有技术中已有的锁定结构。
CST托盘#2用于安装篮具#3以在蚀刻设备内对玻璃基板#4进行相关加工工艺，CST托盘#2能够大幅移动和小幅摆动并且能够控制篮具#3旋转。蚀刻设备具有能够在CST托盘顶部或者两侧喷射蚀刻液#1的蚀刻区和能够在CST 托盘顶部或者两侧喷射清洗液#1的清洗区。本发明适用于从顶部喷射的Top Spray方法和从侧面喷射的Side Spray方式，可通过不同结构的蚀刻设备来实现。
其中CST托盘#2的大幅移动能够实现蚀刻区至清洗区的移动，CST托盘 #2的小幅移动能够在喷射区中横向移动，抵消由喷射喷嘴的压力和流量差异引起的偏差。CST托盘#2控制篮具#3按设定的时间旋转以能够实现本发明特定的旋转蚀刻，具体方法将在后文详细说明。
如图1所示，CST托盘#2优选地具有安装篮具#3的可旋转固定框和驱动组件(未示出)，驱动组件驱动可旋转固定框的转动，篮具#3安装在CST托盘 #2的可旋转固定框中并且能够随着可旋转固定框的转动而转动。其中，可旋转固定框具有篮具位置锁定结构以防止篮具#3从可旋转固定框分离及因流动发生晃动。篮具位置锁定结构应有一键固定功能为最佳，因为玻璃基板在完成蚀刻工艺后需尽快进行清洗，但如果使用螺丝等固定件进行固定则费时较多还可能发生污点。
CST托盘#2的主要作用在于安装篮具#3并移送至蚀刻设备内部以及使之可以旋转。为了让安装篮具的可旋转固定框可以旋转，优选地以垂直于夹具#5 和玻璃基板#4表面的中心轴做旋转轴，并通过驱动组件的旋转使篮具#3根据设定的旋转角度和时间来旋转。由此，一方面CST托盘#2能够在蚀刻区与清洗区之间横向大幅移动实现蚀刻工艺和清洗工艺的切换，另一方面CST托盘 #2还能够在蚀刻区或清洗区内横向小幅摆动且摆动幅度为10～300mm实现蚀刻时的微调，其中，驱动组件也驱动CST托盘#2的移动。
为了避免腐蚀，夹具#5、篮具#3、CST托盘#2以及蚀刻设备的材质均为耐酸性的PC、PE或PVC材质，CST托盘#2的驱动组件则被密封保护以防止其被腐蚀。
接下来结合上述装置进行高精度超薄玻璃旋转蚀刻方法的说明。
本发明的高精度超薄玻璃旋转蚀刻方法采用上述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置进行高精度超薄玻璃的蚀刻。其中，制备得到高精度超薄玻璃的厚度为0.03～0.1mm、厚度偏差为玻璃厚度的±5％，可以适用于可折叠手机或可卷曲手机中可折叠或可卷曲的盖板玻璃、可弯曲的OLED照明中的盖板玻璃、提升指纹识别性能的盖板玻璃以及OLED、TFT-LCD、micro-LED的屏幕面板。
具体地，将若干个装载有玻璃基板#4的夹具#5装在篮具#3中并固定，再将篮具#3安装到CST托盘#2上并固定，将装好篮具#3的CST托盘#2在蚀刻设备的蚀刻区以间隔旋转篮具的方式进行玻璃基板的蚀刻，蚀刻结束后移动 CST托盘至清洗区以持续旋转篮具的方式进行玻璃的清洗，随后取出篮具进行中和清洗并取出夹具进行最终清洗，得到高精度超薄玻璃。
根据本发明，夹具#5和玻璃基板#4的表面基本平行于蚀刻液或清洗液的喷射方向，篮具#3旋转的中心轴垂直于夹具#5和玻璃基板#4的表面。并且， CST托盘#2能够在蚀刻区与清洗区之间横向大幅移动，CST托盘#2还能够在蚀刻区或清洗区内横向小幅摆动且摆动幅度为10～300mm。
图3a示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置在蚀刻时篮具的旋转方式示意图，图3b示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置在清洗时篮具的旋转方式示意图。
如图3a所示，本发明的间隔旋转篮具的方式可以以0～360度范围内的任意角度和时间进行分配并实施，即在总蚀刻时间内间隔进行旋转实现使每个角度下的蚀刻条件达到统一。
更优选的方式为：将总蚀刻时间t分为4n份且每份子时间段为t/4n，其中， t为时间且n为大于或等于1的正整数，从初始位置开始以相同的方向在每份子时间段开始时旋转90度进行该份子时间段的蚀刻直至完成蚀刻。例如，当 n＝1时，假设总蚀刻时间为1小时，则总蚀刻时间分为4份且每份子时间段为 1/4小时即15分钟，初始位置时开始喷射蚀刻液进行蚀刻，15分钟后顺时针或逆时针旋转篮具90度继续进行蚀刻，30分钟后同方向继续旋转篮具90度进行蚀刻(相对于初始位置已旋转180度)，以此类推直至完成总蚀刻时间的蚀刻。
如图3b所示，本发明持续旋转篮具#3的方式为在喷射清洗液期间持续旋转篮具#3并在停止喷射清洗液之后继续旋转2～5分钟。持续旋转可以有效去除可能残留在玻璃基板上的蚀刻溶液，防止因酸性溶液长时间残留造成的表面污点并提升产品品质。清洗液停止喷射后继续旋转篮具#3可以通过旋转力剥离并甩出玻璃基板#4上的溶液，从蚀刻设备中卸载CST托盘等时可以最大限度的减少残留在玻璃基板上的清洗液并改善作业环境。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例：
图4示出了根据本发明示例性实施例的高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法的工艺说明示意图，
如图4所示，将固定了若干个夹具(装置有玻璃基板)的篮具装入CST 托盘的可旋转固定框内，在从顶部喷射蚀刻液或清洗液的蚀刻区或清洗区内进行旋转，从而将玻璃基板蚀刻至0.1mm以下并制造出高精度超薄玻璃，该超薄玻璃适用于可折叠手机、可卷曲手机、OLED照明的盖板玻璃以及OLED、 TFT、MicroLED的基板制造。
首先，将附有需要蚀刻的玻璃基板#4的夹具#5插入篮具#3并锁定夹具以防止夹具从篮具分离或者流出。再将篮具装在CST托盘的可旋转固定框并锁定篮具以防止篮具从框体分离及因流动发生晃动。
然后，将装有篮具的CST托盘移动至蚀刻设备内，开始喷射蚀刻液，控制CST托盘在蚀刻溶液的喷射区横向摆动以抵消由喷嘴的压力和流量差异引起的偏差，同时使篮具按设定的时间间隔旋转进行蚀刻。
当蚀刻结束后将CST托盘移动至喷射清洗液的清洗领域并横向摆动，同时CST托盘持续360度旋转，完全中和掉可能残留在玻璃基板的蚀刻溶液。清洗液停止喷射后，继续旋转篮具5分钟以通过旋转力剥离玻璃基板上的溶液。
蚀刻工艺和清洗工艺结束后，从蚀刻设备取出CST托盘并解除锁定，分离篮具并放入中和槽，中和槽中盛有40度以下的弱碱性溶液，可完全中和掉可能残留在玻璃基板和篮具的蚀刻液。从中和槽取出篮具，解除锁定后将夹具(附有已完成薄蚀刻工艺的玻璃)从篮具分离并进行最终清洗，得到最终产品。
经检测，制备得到高精度超薄玻璃的厚度为0.03～0.1mm、厚度偏差为玻璃厚度的±5％。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (11)
1.一种高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置，其特征在于，所述旋转蚀刻装置包括：
夹具，用于装载玻璃基板并且所述夹具为具有低柔软度的板形态；
篮具，用于固定若干个装载有玻璃基板的夹具；
CST托盘，用于安装篮具，能够大幅移动和小幅摆动并且能够控制篮具旋转；
蚀刻设备，具有能够在CST托盘顶部或者两侧喷射蚀刻液的蚀刻区和能够在CST托盘顶部或者两侧喷射清洗液的清洗区。
2.根据权利要求1所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置，其特征在于，所述夹具的厚度为2～3mm。
3.根据权利要求1所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置，其特征在于，所述篮具具有多个夹具插入槽并且具有夹具位置锁定结构，所述夹具在篮具中能够暴露所装载玻璃基板的所有区域。
4.根据权利要求1所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置，其特征在于，所述CST托盘具有安装篮具的可旋转固定框和驱动组件，驱动组件驱动可旋转固定框的转动，所述篮具在CST托盘的可旋转固定框中能够随着可旋转固定框的转动而转动，其中，所述可旋转固定框具有篮具位置锁定结构。
5.根据权利要求4所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置，其特征在于，所述CST托盘能够在蚀刻区与清洗区之间横向大幅移动，所述CST托盘还能够在蚀刻区或清洗区内横向小幅摆动且摆动幅度为10～300mm，其中，所述驱动组件驱动所述CST托盘的移动和摆动。
6.根据权利要求4所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置，其特征在于，所述夹具、篮具、CST托盘以及蚀刻设备的材质均为耐酸性的PC、PE或PVC材质，驱动组件被密封保护。
7.一种高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻装置进行高精度超薄玻璃的蚀刻，其中，所述高精度超薄玻璃的厚度为0.03～0.1mm、厚度偏差为玻璃厚度的±5％。
8.根据权利要求7所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法，其特征在于，将若干个装载有玻璃基板的夹具装在篮具中并固定，再将篮具安装到CST托盘上并固定，将装好篮具的CST托盘在蚀刻设备的蚀刻区以间隔旋转篮具的方式进行玻璃基板的蚀刻，蚀刻结束后移动CST托盘至清洗区以持续旋转篮具的方式进行玻璃的清洗，随后取出篮具进行中和清洗并取出夹具进行最终清洗，得到高精度超薄玻璃。
9.根据权利要求8所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法，其特征在于，所述夹具和玻璃基板的表面基本平行于蚀刻液或清洗液的喷射方向，所述篮具旋转的中心轴垂直于夹具和玻璃基板的表面；所述CST托盘能够在蚀刻区与清洗区之间横向大幅移动，所述CST托盘还能够在蚀刻区或清洗区内横向小幅摆动且摆动幅度为10～300mm。
10.根据权利要求8所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法，其特征在于，所述间隔旋转篮具的方式为将总蚀刻时间t分为4n份且每份子时间段为t/4n，其中，t为时间且n为大于或等于1的正整数，从初始位置开始以相同的方向在每份子时间段开始时旋转90度进行该份子时间段的蚀刻直至完成蚀刻；所述持续旋转篮具的方式为在喷射清洗液期间持续旋转篮具并在停止喷射清洗液之后继续旋转2～5分钟。
11.根据权利要求7所述高精度超薄玻璃的旋转蚀刻方法，其特征在于，所述高精度超薄玻璃适用于可折叠手机或可卷曲手机中可折叠或可卷曲的盖板玻璃、可弯曲的OLED照明中的盖板玻璃、提升指纹识别性能的盖板玻璃以及OLED、TFT-LCD、micro-LED的屏幕面板。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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