CN202123319U - 用于刻蚀电子产品上银浆的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于刻蚀电子产品上银浆的装置，高频率短脉冲激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端依次布置有1/2波片和格兰棱镜，格兰棱镜的输出端布置有45度全反射镜，45度全反射镜的输出端依次布置有振镜和扫描场镜，扫描场镜正对于四轴吸附平台，四轴吸附平台上安装有同轴吹吸气集尘系统，四轴吸附平台对角位置分别安装有CCD对位观察系统。采用高频率红外脉冲激光器作为激光源，通过对角线CCD抓靶加工材料的靶标位置，确定加工图形与平台上的样品位置一一对应，对不同触摸屏产品中不可视区域银浆或者铜薄膜或钼铝钼层进行蚀刻，使不可视区域的薄膜材料在高频率短脉冲红外激光器作用下气化而达到蚀除目的。

Description

用于刻蚀电子产品上银浆的装置

技术领域

本实用新型涉及一种红外短脉冲激光刻蚀电子产品上银浆、铜层或者钼铝钼层的装置。

背景技术

由于手机触摸屏、平板电脑等触控电子产品持续增长需求，对于玻璃基底或PET基底的银浆蚀刻有较高刻蚀功能性要求。具体体现在蚀刻银浆厚度在200nm～30um范围内变化时，可以制造出稳定的较小线宽、功能完好的银浆线条。

银浆系由高纯度的(99.9％)金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料。导电银浆对其组成物质要求十分严格，其品质的高低、含量的多少，以及形状、大小对银浆性能都有着密切关系。

传统的银浆线条功能的实现是应用丝网印刷方式，这种方法印刷银浆宽度最细只能达到80um，且良品率较低，线性不均匀，更换不同批次产品较为繁琐，需要用化学药水清洗，污染环境；绷网张力值较小，成品材料耐磨性、耐化学药品性较差，易老化发脆。这种印刷方式工序复杂、生产中需要较多耗材，产线需要较多人力维护，局限性较大，丝网印刷银浆引脚的线性不良成为导致显示器和触摸屏失效的重要因素。

银浆的激光蚀刻可以避免这些问题的出现，而且激光具有非接触、无污染环境、易控制等特性，使其成为当代银浆线刻蚀宽控制的重要应用热点，并且逐渐会在工业中得到广泛的应用。经过试验研究，用红外激光器蚀刻银浆可以达到较稳定的线宽，使银浆的线宽最细可以达到20um，可以使未来触摸屏不可视区域更小，生产时可以方便的更换蚀刻图形，无废弃物产生，可大量节省研发成本，缩短产品开发周期。高精度控制系统，特殊机构设计，能进行高效率蚀刻，快速、平稳、重覆性高，能确保加工的稳定度与精密度，大幅提升良率。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于刻蚀电子产品上银浆的装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

用于刻蚀电子产品上银浆的装置，特点是：高频率短脉冲激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端依次布置有1/2波片和格兰棱镜，格兰棱镜的输出端布置有45度全反射镜，45度全反射镜连接功率实时反馈探测探头，45度全反射镜的输出端依次布置有振镜和扫描场镜，扫描场镜正对于四轴吸附平台，所述四轴吸附平台上安装有同轴吹吸气集尘系统，所述四轴吸附平台的对角位置分别安装有CCD对位观察系统。

进一步地，上述的用于刻蚀电子产品上银浆的装置，所述高频率短脉冲激光器是波长为1000nm～1100nm、脉宽在100ps～50ns、频率在10KHz～200KHz的激光器。

本实用新型技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

采用高频率的红外脉冲激光器作为激光源，通过对角线CCD抓靶加工材料的靶标位置，确定加工图形与平台上的样品位置一一对应，对不同触摸屏产品中不可视区域银浆或者铜薄膜或者钼铝钼层进行激光蚀刻，使不可视区域的薄膜材料在高频率的短脉冲红外激光器的作用下气化而达到蚀除的目的。通过高速扫描振镜结合大幅面扫描场镜，一次性将样品扫描完毕，从而实现高精度、高效率的银浆刻蚀，以得到较细较稳定的线宽，且不损伤基底。产生的粉尘在经过特制的吹气系统和大流量积尘系统集尘，加工无污染，线性稳定。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型的光路系统示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

具体实施方式

本实用新型高频率红外脉冲激光蚀刻触摸屏上不可视区域薄膜材料的方法，采用高频率的红外短脉冲激光器，加工的材料为高导电率的银浆、铜或者钼铝钼等材料，激光聚焦在电子产品的不可视区域上，银浆、铜或者钼铝钼层吸收激光，从而达到蚀刻效果。

如图1所示，用于刻蚀电子产品上银浆的装置，高频率短脉冲激光器1是波长为1000nm～1100nm、脉宽在100ps～50ns、频率在10KHz～200KHz的激光器，高频率短脉冲激光器1的输出端布置有光闸2，光闸2的输出端设置有扩束镜3，扩束镜3的输出端依次布置有1/2波片12和格兰棱镜4，格兰棱镜4的输出端布置有45度全反射镜5，45度全反射镜5连接功率实时反馈探测探头13，45度全反射镜5的输出端依次布置有振镜6和扫描场镜11，扫描场镜11正对于四轴吸附平台10，四轴吸附平台10上安装有同轴吹吸气集尘系统7，四轴吸附平台10的对角位置分别安装有CCD对位观察系统9，四轴吸附平台10连接运动控制系统14。

上述装置用于刻蚀电子产品上银浆时，将蚀刻图形导入加工软件中，将图形单元分为对位图层和加工图层；将PET基底或者玻璃基底的银浆放置平面度精度较高四轴吸附平台上，放置产品后真空吸附打开，确保产品在加工过程中不移位；高频率短脉冲激光器1发出的激光由光闸2控制开关光，激光光束经光闸2后由扩束镜3对光束进行同轴扩束，一方面改善光束传播的发散角，达到光路准直的目的，另外一方面，对激光光束同轴扩束，使得聚焦后光斑更小，从而实现激光稳定刻蚀的目的；经扩束镜3扩束准直后光束到达1/2波片12和格兰棱镜4，光束可以实现一定范围内功率可调，继而，光束到达45度全反射镜5，光路垂直改向，到达振镜6和扫描场镜11，聚焦光斑在20um～80um范围内，实现将扫描图形转化为数字信号，将图形转化在四轴吸附平台10上的需要刻蚀的加工材料8上，加工材料8放在高平面精度的四轴吸附平台10上后，通过真空吸附，固定样品，四轴吸附平台对角位置的CCD对位观察系统9将导入的定位标拍摄并抓取靶标，使加工图形与四轴吸附平台10上的样品位置一一对应，然后控制系统13开始加工；此时，蚀刻产生的粉尘由同轴吹吸气集尘系统7吸入，吃气管道和吸气管道工作，使得加工过程稳定。蚀刻好110mm×110mm以内单元后，四轴吸附平台10移动下一个单元，再开始加工，如此反复，完成整个加工幅面的刻蚀。

激光经过扩束镜准直扩束后，通过小焦距的远心场镜聚焦，使聚焦光斑在20um～80um范围内，实现振镜一次性加工范围为110mm×110mm以内高精度、高速扫描；将蚀刻图形导入加工软件中，将图形分为对位图层和加工图层；将PET基底或者玻璃基底的银浆放置平面度精度较高吸附平台上，放置产品后真空吸附打开，确保产品在加工过程中不移位；进行CCD定位；CCD自动抓靶，只需第一次在软件中建立模板，将导入的图形的对位图层靶标位置与平台坐标中样品靶标位置一一设置对应，后续同一批次产品直接自动抓靶即可完成定位；激光按照设计图形进行蚀刻，在蚀刻的同时打开吹气和积尘系统，确保蚀刻产生的粉尘全部吸入集尘系统中，以提高高频率的脉冲激光器蚀刻银浆的工艺重复性和稳定性；激光蚀刻好110mm×110mm以内单元后，平台移动下一个单元，红外激光再开始加工，如此反复，最终实现整个加工幅面的刻蚀。

控制系统根据加工图的识别和导入之后，根据CCD对位装置，移动对角CCD，使得材料的靶标位置在软件图形中显现，配合高平面精度的四轴吸附平台进行大幅面蚀刻图形的刻蚀，吹气角度是根据振镜扫描角度和激光焦距计算得来，使其在特定的吹起角度下配合大流量集尘器达到最佳集尘效果。蚀刻材料为银浆或铜、钼铝钼等导电材料，蚀刻基底为玻璃基底或者PET基底。通过高速扫描振镜结合大幅面扫描场镜，一次性将样品扫描完毕，从而实现高精度、高效率的银浆刻蚀，以得到较细较稳定的线宽，且不损伤基底。

本实用新型通过使用高频率的红外脉冲激光器作为激光源，通过对角线CCD抓靶加工材料的靶标位置，确定加工图形与平台上的样品位置一一对应，对不同触摸屏产品中不可视区域银浆或者铜薄膜或者钼铝钼层进行激光蚀刻，使不可视区域的薄膜材料在高频率的短脉冲红外激光器的作用下气化而达到蚀除的目的。产生的粉尘在经过特制的吹气系统和大流量积尘系统集尘，加工出无污染、线性稳定、功能完好的触摸屏电子产品。

需要理解到的是：以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.用于刻蚀电子产品上银浆的装置，其特征在于：高频率短脉冲激光器(1)的输出端布置有光闸(2)，光闸(2)的输出端设置有扩束镜(3)，扩束镜(3)的输出端依次布置有1/2波片(12)和格兰棱镜(4)，格兰棱镜(4)的输出端布置有45度全反射镜(5)，45度全反射镜(5)连接功率实时反馈探测探头(13)，45度全反射镜(5)的输出端依次布置有振镜(6)和扫描场镜(11)，扫描场镜(11)正对于四轴吸附平台(10)，所述四轴吸附平台(10)上安装有同轴吹吸气集尘系统(7)，所述四轴吸附平台(10)的对角位置分别安装有CCD对位观察系统(9)。

2.根据权利要求1所述的用于刻蚀电子产品上银浆的装置，其特征在于：所述高频率短脉冲激光器(1)是波长为1000nm～1100nm、脉宽在100ps～50ns、频率在10KHz～200KHz的激光器。

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