CN201638003U - 用于面板电路制作的雷射直写装置 - Google Patents

Abstract

一种用于面板电路制作的雷射直写装置，用以加工包含基板及位于基板上的至少一金属薄膜区域的面板。雷射直写装置包含雷射模块、运动平台及加工平台。雷射模块用以产生均匀且质量良好的激光束。运动平台承载雷射模块，用以沿第一方向及垂直于第一方向的第二方向移动雷射模块。加工平台位于运动平台之下，承载具至少一金属薄膜区域的面板，使金属薄膜区域接受激光束聚焦照射直接蚀刻金属薄膜部分，加工平台漫射通过面板的激光束以避免伤害面板的基板。

Description

用于面板电路制作的雷射直写装置

技术领域

本发明涉及一种雷射直写装置，特别是一种用于面板电路制作的雷射直写装置。

背景技术

近年来光电产业蓬勃发展，触控面板及电浆面板成为光电产业主要产品其中之一。触控技术可分为电阻式、电容式等技术，其中透明导电玻璃及透明导电膜为其关键组件，因玻璃不具导电性，因此需在玻璃或其它透明绝缘材质的基材上镀一层透明导电薄膜，并在透明导电薄膜上制作金属电极以感应透明导电薄膜因触碰产生的电压变化而得知触碰位置。如图1所示，为一触控面板a10的示意图，包含可视区a12及非视区a14，非视区a14为面板外框遮盖处，金属电极a16位于非视区a14中，使得使用者于外观上看不到金属电极a16等电路连接，由于目前产品往窄缘化发展，因此金属电极a16电路也被要求愈来愈精细化。

在电浆面板制程中，于玻璃基材上镀一层透明导电薄膜，将导电薄膜制成特殊图案电路成为透明电极，因面板使用时产生大量热能会使透明电极的阻值上升，因此在透明电极上制作金属电极以增加导电度，另为避免金属电极造成发光的阻碍，金属电极导线必须做得相当纤细。

目前金属电极的制程主要为采用蚀刻制程或网版印刷制程，电浆面板的蚀刻制程系于透明电极上依序镀上铬、铜及铬三层金属，再以湿式蚀刻制程将金属蚀刻成所需图样；触控面板的网版印刷制程则将银电极浆料透过具所需图样的网版印刷在透明电极上。另外仍有以网版印刷方式将银电极浆料制作成感旋光性的浆料，以印刷的方式将此材料整面印刷至附有透明电极的玻璃基板上面，再以黄光制程将银电极浆料蚀刻成所需的图案。

然而，不论是蚀刻或网版印刷皆有精度的瓶颈，在电极电路要求愈来愈精细的情况下，常会造成导线间短路、精度不良或粗细不一致的问题。再者，为管控质量，于蚀刻制程或网版印刷制程后，需以目视或仪器检测是否有导线短路，再佐以雷射划线技术将溢越线距的金属部分移除，以修复短路导线，势必增加人力、物力及制程复杂度。

发明内容

有鉴于此，本创作提出一种用于面板电路制作的雷射直写装置，用以加工包含基板及位于基板上的至少一金属薄膜区域的面板，可直接在具金属薄膜上以雷射划线技术刻划出电路，由于雷射划线的精度高，可解决蚀刻或网版印刷精度不良的问题，亦可免除后续检测修补的程序。

本创作提出的雷射直写装置包含雷射模块、运动平台及加工平台。

雷射模块包含雷射光源、监控单元及输出单元。雷射光源用以产生第一激光束，监控单元用以接收并调校第一激光束而输出第二激光束，输出单元连接于监控单元，接收并聚焦第二激光束而后输出第三激光束。

运动平台承载雷射模块，用以沿第一方向及垂直于第一方向的第二方向移动雷射模块。

加工平台位于雷射模块下方，承载具至少一金属薄膜区域的面板，使金属薄膜区域接受第三激光束聚焦照射直接蚀刻金属部分，加工平台漫射通过面板的第三激光束以避免伤害面板的基板。

有关本创作的较佳实施例及其功效，兹配合附图说明如后。

附图说明

图1为一种公知触控面板的示意图。

图2为本创作的示意图。

图3为本创作的雷射模块的示意图。

图4为本创作的加工面板的示意图。

图5为本创作的加工平台的示意图。

符号说明

a10：触控面板                  a12：可视区

a14：非视区                    a16：金属电极

20：雷射模块                   22：雷射光源

24：监控单元                   241：第一光曲路器

242：雷射光闸                  243：第一分光镜

244：光谱仪                    245：雷射功率衰减器

246：第二分光镜                247：光功率计

248：第二光曲路器              249：光束整形器

250：准直扩束器                251：第三光曲路器

252：第三分光镜                253：第四光曲路器

254：光束轮廓分析仪            26：输出单元

261：第四分光镜                262：伸缩光束管

263：校正模块                  2632：线性可调底座

2634：光束质量增强器           2636：聚焦镜组

264：音圈马达                  265：喷嘴

266：对位视觉模块              2661：第一旁轴摄影机

2662：滤光片                   2663：第二旁轴摄影机

2664：色差校正镜组             2665：同轴摄影机

30：运动平台                   40：加工平台

42：透明平板                   44：金属平板

50：面板                       52：基板

54：金属薄膜区域               60：第一激光束

61：第二激光束                 62：第三激光束

63：第一反射光束               64：第一横向偏移光束

65第二反射光束                 66：第二横向偏移光束

67：第三横向偏移光束           70：主机

72：显示器                     X：第一方向

Y：第二方向                    Z：第三方向

具体实施方式

以下举出具体实施例以详细说明本创作的内容，并以图示作为辅助说明。说明中提及的符号系参照图标符号。

请参照图2及图3，是本创作的示意图。本创作提出的雷射直写装置包含雷射模块20、运动平台30及加工平台40，用以加工包含基板52及位于基板52上的至少一金属薄膜区域54的面板50(如图4所示)。

雷射模块20包含雷射光源22、监控单元24及输出单元26。雷射光源22用以产生第一激光束60，监控单元24用以接收、监测第一激光束60的特性，并调校第一激光束60而输出第二激光束61，输出单元26连接于监控单元24，接收并聚焦第二激光束61而后输出第三激光束62。于此，雷射光源22产生的第一激光束60实质上为532nm波长的绿光雷射。

监控单元24包含第一光曲路器241、雷射光闸242、第一分光镜243、光谱仪244、雷射功率衰减器245、第二分光镜246、光功率计247、第二光曲路器248、光束整形器249、准直扩束器250、第三光曲路器251、第三分光镜252、第四光曲路器253及光束轮廓分析仪254。第一光曲路器241接收第一激光束60，用以将第一激光束60位移90度至雷射光闸242，雷射光闸242于电源开启时才使第一激光束60通过雷射光闸242至第一分光镜243，第一分光镜243分光第一激光束60为90度角偏移的第一反射光束63及与原行进方向相同的第一横向偏移光束64。光谱仪244接收第一横向偏移光束64并分析其光谱，雷射功率衰减器245接收第一反射光束63并控制其功率后输出至第二分光镜246，第二分光镜246分光第一反射光束63为90度角偏移的第二反射光束65及与原行进方向相同的第二横向偏移光束66。光功率计247接收第二反射光束65并分析其功率，第二光曲路器248接收第二横向偏移光束66并将的90度位移至光束整形器249，光束整形器249接收第二横向偏移光束66，用以将第二横向偏移光束66的高斯能量分布转为平顶式(top-flat)能量分布后输出，准直扩束器250接收经光束整形器249的第二横向偏移光束66，并校准其行进方向及直径后输出至第三光曲路器251，第三光曲路器251将第二横向偏移光束66位移90度至第三分光镜252，第三分光镜252分光第二横向偏移光束66为90度角偏移的第二激光束61及与原行进方向相同的第三横向偏移光束67。第四光曲路器253接收第三横向偏移光束67并将的90度位移至光束轮廓分析仪254，光束轮廓分析仪254用以分析第三横向偏移光束67，并提供实时的光参数上下限范围作为质量管控，当光参数超出范围时发出警告，使输出光的质量得到管控并可对于雷射加工设定的参数提出记录与更正警讯。

输出单元26包含第四分光镜261、伸缩光束管262、校正模块263、音圈马达264、喷嘴265及对位视觉模块266。第四分光镜261接收来自监控单元24的第二激光束61，并将第二激光束61偏移90度角，沿垂直于第一方向X与第二方向Y的第三方向Z输出第二激光束61。伸缩光束管262的一端连接于第四分光镜261，使第四分光镜261输出的第二激光束61通过伸缩光束管262至校正模块263，校正模块263连接于伸缩光束管262的另一端，用以接收并聚焦经过伸缩光束管262的第二激光束61。音圈马达264连接于校正模块263上，用以微调校正模块263沿第三方向Z移动，藉以调整第三激光束62打在面板50的深度，以准确蚀刻面板50的金属薄膜区域54。喷嘴265连接于校正模块263，接收经校正模块263的第二激光束61，输出第三激光束62。对位视觉模块266连接于第四分光镜261的与伸缩光束管262相对侧，用以观测并辅助定位第三激光束62输出的位置。

校正模块263包含线性可调底座2632、光束质量增强器2634及聚焦镜组2636。线性可调底座2632一端与伸缩光束管262连接，另一端与光束质量增强器2634连接，线性可调底座2632用以微调第三激光束62的光斑打在面板50的深度，光束质量增强器2634用以圆极化第二激光束61，以形成均匀的光斑，聚焦镜组2636与光束质量增强器2634连接，用以聚焦第二激光束61。

对位视觉模块266包含第一旁轴摄影机2661、滤光片2662、第二旁轴摄影机2663、色差校正镜组2664及同轴摄影机2665。第一旁轴摄影机2661连接于第四分光镜261，并与伸缩光束管262相对，用以辅助精密定位第三激光束62输出的位置，滤光片2662连接于第一旁轴摄影机2661，用以滤除非532nm波长的光，第二旁轴摄影机2663连接于滤光片2662，用以辅助精密定位第三激光束62输出的位置，色差校正镜组2664连接于第二旁轴摄影机2663，用以修正第二旁轴摄影机对第三激光束62感光位置的误差，同轴摄影机2665与色差校正镜组2664连接，用以观看第三激光束62。

在此，本创作提出的雷射直写装置更包含主机70与显示器72。主机70与对位视觉模块266的第一旁轴摄影机2661与第二旁轴摄影机663相连接，用以判别第一旁轴摄影机2661与第二旁轴摄影机2663撷取的影像。显示器72与对位视觉模块266的同轴摄影机2665连接，用以显示同轴摄影机2665撷取到的画面。

运动平台30承载雷射模块20，用以沿第一方向X及垂直于第一方向X的第二方向Y移动雷射模块20，使其可依欲刻划金属薄膜区域54的图样移动雷射模块20。以本创作的较佳实施例而言，运动平台30为龙门平台。

加工平台40包含透明平板42与金属平板44。加工平台40位于雷射模块20之下，承载具至少一金属薄膜区域54的面板50，使金属薄膜区域54接受第三激光束62聚焦照射直接蚀刻部分金属，加工平台40漫射通过面板50的第三激光束62以避免伤害面板50的基板52(如图5所示)。在此，加工平台40的透明平板42材质可为硬度较玻璃低的光学压克力或高分子材质，用以使透射面板50的第三激光束62经金属平板44漫射于透明平板42中，使免于伤害面板50的基板52，但本创作非以此为限。

本创作以精密的双轴运动平台与可精密调整聚焦光斑位置的雷射光进行三轴精密定位，用以精确制作面板的电路，并透过漫射的加工平台，保护面板免于雷射光的损害，可解决蚀刻或网版印刷精度不良的问题，亦可免除后续检测修补的程序。

虽然本创作的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本创作，任何熟悉此技术人员，在不脱离本创作的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本创作的范畴内，因此本创作的保护范围当根据权利要求所界定的内容为准。

Claims (10)

1.一种用于面板电路制作的雷射直写装置，用以加工一面板，其特征在于，该面板包含一基板及位于该基板上的至少一金属薄膜区域，该雷射直写装置包含：

一雷射模块，包含：

一雷射光源，用以产生一第一激光束；

一监控单元，用以接收该第一激光束，调校该第一激光束而输出一第二激光束；及

一输出单元，连接于该监控单元，接收该第二激光束，聚焦该第二激光束后输出一第三激光束；

一运动平台，承载该雷射模块，用以沿一第一方向及垂直于该第一方向的一第二方向移动该雷射模块；及

一加工平台，位于该雷射模块下方，承载该面板，使该金属薄膜区域接受该第三激光束聚焦照射直接蚀刻金属部分，该加工平台漫射通过该面板的该第三激光束以避免伤害该基板。

2.根据权利要求1的雷射直写装置，其特征在于，该雷射光源产生的该第一激光束为532nm波长的绿光雷射。

3.根据权利要求1的雷射直写装置，其特征在于，该监控单元包含：

一第一光曲路器，接收该第一激光束，用以将该第一激光束90度位移；

一雷射光闸，接收经该第一光曲路器90度位移的该第一激光束，并使该第一激光束于电源开启时通过；

一第一分光镜，分光通过该雷射光闸的该第一激光束为90度角偏移的一第一反射光束及与原行进方向相同的一第一横向偏移光束；

一光谱仪，接收该第一横向偏移光束，用以分析该第一激光束的光谱；

一雷射功率衰减器，接收该第一反射光束，用以控制该第一反射光束的功率；

一第二分光镜，分光通过该雷射功率衰减器的该第一反射光束为90度角偏移的一第二反射光束及与原行进方向相同的一第二横向偏移光束；

一光功率计，接收该第二反射光束，用以分析该第二反射光束的功率；

一第二光曲路器，用以将该第二横向偏移光束90度位移；

一光束整形器，接收经该第二光曲路器90度位移的该第二横向偏移光束，用以将该第二横向偏移光束的高斯能量分布转为平顶式能量分布；

一准直扩束器，接收经光束整形器的该第二横向偏移光束，用以校准该第二横向偏移光束行进方向及调整该第二横向偏移光束的直径；

一第三光曲路器，用以将经该准直扩束器的该第二横向偏移光束90度位移；

一第三分光镜，分光通过该第三光曲路器的该第二横向偏移光束为90度角偏移的该第二激光束及与原行进方向相同的一第三横向偏移光束；

一第四光曲路器，用以将该第三横向偏移光束90度位移；及

一光束轮廓分析仪，接收该第四光曲路器90度位移的该第三横向偏移光束，用以分析该第三横向偏移光束，当光参数超出预设范围时发出警告。

4.根据权利要求1的雷射直写装置，其中该输出单元包含：

一第四分光镜，接收该监控单元中的该第三分光镜输出的该第二激光束，用以将该第二激光束90度角偏移，沿垂直于该第一方向与该第二方向的一第三方向输出该第二激光束；

一伸缩光束管，其一端连接于该第四分光镜，使由该第四分光镜90度角偏移的该第二激光束通过；

一校正模块，连接于该伸缩光束管的另一端，接收经过该伸缩光束管的该第二激光束，用以聚焦该第二激光束；

一音圈马达，连接于该校正模块上，用以微调该校正模块沿该第三方向移动；

一喷嘴，连接于该校正模块，接收经该校正模块的该第二激光束，输出该第三激光束；及

一对位视觉模块，连接于该第四分光镜的与该伸缩光束管相对侧，用以观测并辅助定位该第三激光束输出的位置。

5.根据权利要求4的雷射直写装置，其特征在于，该校正模块包含：

一线性可调底座，与该伸缩光束管连接；

一光束质量增强器，与该线性可调底座连接，用以圆极化该第二激光束；及

一聚焦镜组，用以聚焦该第二激光束。

6.根据权利要求4的雷射直写装置，其特征在于，该对位视觉模块包含：

一第一旁轴摄影机，连接于该第四分光镜，并与该伸缩光束管相对，用以辅助精密定位该第三激光束输出的位置；

一滤光片，连接于该第一旁轴摄影机，用以使532nm波长的光通过该滤光片；

一第二旁轴摄影机，连接于该滤光片，用以辅助精密定位该第三激光束输出的位置；

一色差校正镜组，连接于该第二旁轴摄影机，用以修正摄影机对该第三激光束感光位置的误差；及

一同轴摄影机，连接于该色差校正镜组，用以观看该第三激光束。

7.根据权利要求6的雷射直写装置，其特征在于，还包含一主机，与该对位视觉模块的该第一旁轴摄影机与该第二旁轴摄影机相连接，用以判别该第一旁轴摄影机与该第二旁轴摄影机撷取的影像。

8.根据权利要求6的雷射直写装置，其特征在于，还包含一显示器，与该对位视觉模块的该同轴摄影机连接，用以显示该同轴摄影机撷取到的画面。

9.根据权利要求1的雷射直写装置，其特征在于，该加工平台包含：

一光学压克力平板，其硬度较玻璃的硬度低；及

一金属平板，用以使透射该面板的该第三激光束漫射于该光学压克力平板中。

10.根据权利要求1的雷射直写装置，其特征在于，该加工平台包含：

一高分子材质平板，其硬度较玻璃的硬度低；及

一金属平板，用以使透射该面板的该第三激光束漫射于该高分子材质平板中。

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