CN202189224U

CN202189224U - 保护层处理装置

Info

Publication number: CN202189224U
Application number: CN2011203104536U
Authority: CN
Inventors: 陈猷仁; 林坤荣
Original assignee: TPK Touch Solutions Xiamen Inc
Current assignee: TPK Touch Solutions Xiamen Inc
Priority date: 2011-08-20
Filing date: 2011-08-20
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2021-08-20

Abstract

本实用新型涉及一种保护层处理方法及其装置，尤其涉及了一种用于触控面板保护层的保护层处理方法及其装置。本实用新型所采用的保护层处理方法包括以下步骤：在基体上形成一保护层；通过一定位系统预先设定一预定图案；以及通过一涂布装置在该保护层的表面上按所述预定图案涂布蚀刻剂，以形成该保护层所需图案。本实用新型采用单步图案形成方法，在保护层上涂布蚀刻剂，通过单一步骤形成所需图案，可简化工序，降低制造成本。本实用新型还通过精密定位系统设定所需要的图案，不需要特别制作成相应的丝网图案，当图案发生改变时亦能快速地切换所需的图案，降低生产成本。

Description

保护层处理装置

技术领域

本实用新型涉及表面加工技术，具体地说是一种保护层处理方法及其装置，尤其涉及触控面板保护层处理方法及其装置。

背景技术

近年来，随着触控技术的不断发展，触控面板已广泛应用于诸如手机、个人数字助理(PDA)、游戏机输入接口、电脑触控屏等各种电子产品中。触控面板与显示面板集成一体，通常包括透明基板及布设于其上的电极层，导电边缘电极及导电线路形成于面板周边的电极层上。所述保护层敷设于电极层及透明基板上。因边缘电极和导电线路的厚度造成保护层的不平坦，在面板边缘高出，造成美感缺陷。而且，触控面板在使用时需与外接电路相贴合，需要将边缘电极和周边的导电线路上的保护层蚀穿，使外接电路与面板上保护层下方的电极层建立电接触。

现有的去除导电边缘电极及导电线路上方的保护层的方法有两种：光蚀刻微影和网印。光蚀刻微影，即光刻，是一种图形复印和化学腐蚀相结合的精密表面加工技术，其目的就是在二氧化硅或金属薄膜上面蚀刻出与掩膜版完全对应的几何图形。光刻是一个复杂的工艺流程，通过一系列生产步骤将表面薄膜的特定部分去除，最终形成一定的图案。如图1所示，一般的光刻工艺的生产步骤包括清洗、涂布光阻层、曝光、显影、烘干、蚀刻及剥膜的过程，其设备所需投资较大、维护费用高，同时还需要大量的化学药剂，导致生产成本高，生产工时长。尤其是，对于大尺寸的触控面板，这些问题就显得尤为严峻，而且容易导致生产良率下降。

网印是孔版印刷的一种主要印刷方法。网版面一般包括通孔与实体两部分。印刷时，将蚀刻膏放置于预设的网版上，蚀刻膏在刮墨刀的挤压下从网版面通孔处漏印至保护层上而形成图案，如图2所示。网印的工艺比较简单，所需设备费用少，制作费用低。然而，所采用的网版不能通用，不同的产品需要不同的图案，针对不同图案需要设计相对应的网版。当所需图案发生改变时，需要更换相应图案的网版。另外，对于中、大尺寸的触控面板，其所印刷的保护层尺寸变大时，所使用的网版的尺寸亦变大，印刷时不易控制整个大尺寸网版的张力的一致性，从而也较难保证漏印在承印物上的蚀刻膏的一致性。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本实用新型的目的在于提供一种保护层处理方法，用于触控面板保护层的蚀刻，简化操作工序，降低成本。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种保护层处理方法，包括以下步骤：

S1：在基体上形成一保护层；

S2：通过一定位系统预先设定一预定图案；及

S3：通过一涂布装置在该保护层的表面按所述预定图案涂布蚀刻剂，以形成该保护层所需的图案。

其中，步骤S3进一步包括以下步骤：

S301：提供一涂布装置，收纳有蚀刻剂；及

S302：该涂布装置按照所述预定图案在所述保护层上涂布蚀刻剂，以形成与预定图案一致的蚀刻剂涂布区域。

在保护层表面涂布蚀刻剂之后，该保护层处理方法还包括步骤S4：清洗，去除涂布区域内的保护层材料及蚀刻剂。

所述保护层以二氧化硅制成。所述蚀刻剂是膏状蚀刻剂，即为蚀刻膏。

所述蚀刻膏为氟化氢铵，化学式为NH₄HF₂，经由所述涂布装置涂布于所述保护层上。

所述涂布装置包括至少一个注射器，所述注射器内装纳蚀刻剂；压力装置，提供压力给所述注射器，用以挤出所述注射器内的蚀刻剂；及控制单元，控制所述压力装置的工作状态及调整压力大小。

本实用新型的目的还在于提供一种保护层处理装置，采用压力涂布的方法将蚀刻膏涂布于保护层表面进行蚀刻，可精确定位和形成所要蚀刻的图案，简化生产工序。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种保护层处理装置，包括

涂布装置，提供蚀刻剂涂布于保护层表面；

定位系统，与所述涂布装置相接，并按一预定图案控制所述涂布装置的运动速度和移动方向，以在保护层表面涂布蚀刻剂来形成保护层所需的图案。

至少一个注射器，所述注射器内装纳蚀刻剂，并按照所述定位系统设定的预定图案在保护层表面涂布蚀刻剂以形成保护层所需的图案；

压力装置，提供压力给所述注射器，用以挤出所述注射器内的蚀刻剂；及

控制单元，控制所述压力装置的工作状态及调整压力大小。

所述定位系统是精密定位系统，其定位精度(偏移)≤20μm，所述定位系统包括位移传感器、控制器、驱动电机、机械手臂和摄像机，所述位移传感器连接于所述控制器，用于感测所述机械手臂的位置，并将机械手臂的位置信息传输至所述控制器；所述控制器连接于外部计算机，并接收所述位移传感器所传输的位置信息，并按照计算机预设的预定图案控制所述驱动电机的运作；所述驱动电机接收所述控制器的控制信号，驱动所述机械手臂执行位移动作；所述摄像机连接并受控于所述控制器，用于辨识保护层的初始位置。其中，所述摄像机为CCD摄像机。所述机械手臂采用线性导轨和滚珠螺杆所构成，并由X-Y-Z三轴方向的驱动电机驱动所述机械手臂的运动。所述压力装置包括高压装置及多个压力开关。

所述保护层处理装置还设有用于存放蚀刻剂的贮藏箱，所述注射器设有进料口，所述进料口与所述贮藏箱相连通。

本实用新型采用单步图案形成方法，在保护层上涂布蚀刻剂，通过单一步骤形成所需图案，可简化工序，降低制造成本。另外，本实用新型通过精密定位系统设定所需要的图案，不需要特别制作成相应的丝网图案，当图案发生改变时亦能快速地切换所需的图案，降低生产成本。

附图说明

图1是现有的光蚀刻微影的流程图；

图2是现有的丝网印刷的装置结构示意图；

图3是一种触控面板的截面示意图；

图4是本实用新型应用于触控面板的加工平面示意图；

图5是本实用新型保护层处理方法的流程图；

图6是本实用新型精密定位系统的原理框图；

图7是本实用新型保护层处理装置的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图3所示，一种触控面板10，包括基板11、导电层12以及覆盖于导电层12之上的保护层13。导电层12具有图案化的电极结构(图未示)，导电层12通过导电线路121连接至外部，以与导电线路121上方保护层13的蚀刻区域131相对应。如图4所示，多个触控面板10分布于同一个加工件100上，待完成保护层13的图案处理之后，再切割得到单个触控面板10。在生产时，根据所制作的触控面板10的尺寸大小，确定在同一加工件100上排布的触控面板10的数量。在所述的加工件100上设有至少两个定位标101，通常采用“十字星”设于所述加工件100两端的对角位置。

如图5所示，所述保护层13的处理方法包括以下步骤：

S1：在基板11上设有电极层12，该电极层12以透明导电材料制成，再在所述电极层12上形成一保护层13，如图3所示；

S2：通过一精密定位系统20(如图6所示)预先设定一预定图案，该预定图案形状如图4所示，由加工件100上每一触控面板10的导电线路121上方的蚀刻区域131构成；

S3：通过一涂布装置30(如图7所示)在该保护层13的表面按所述预定图案涂布蚀刻剂，以形成该保护层13所需的图案。本实施例中采用以下步骤：

S301：提供一涂布装置30(如图7所示)，收纳有蚀刻膏；

S302：涂布装置30按照预定图案在所述保护层13上涂布蚀刻膏，以形成与预定图案一致的蚀刻剂涂布区域，即该涂布区域对应于保护层13的蚀刻区域131。

其中，所述保护层13以二氧化硅制成，所述蚀刻膏采用氟化氢铵(NH₄HF₂)经由所述涂布装置30涂布于所述保护层13上，发生化学反应，其反应的化学方程式为：

SiO₂+6NH₄HF₂→H₂(SiF₆)+6NH₄F+2H₂O

在保护层表面涂布蚀刻剂之后，该保护层处理方法还包括步骤S4：清洗，去除涂布区域内的保护层材料及蚀刻剂，待上述化学反应完全后，将蚀刻膏涂布区域内的氟化铵等材料去除。

所述精密定位系统20，如图6所示，包括控制器201、驱动电机202、CCD摄像机203、位移传感器204和机械手臂205。其中，所述位移传感器204连接于所述控制器201，用于感测所述机械手臂205的位置，并将机械手臂205的位置信息传输至所述控制器201；所述控制器201连接于外部PC机200，并接收所述位移传感器204所传输的位置信息，并按照PC机200预设的预定图案控制所述驱动电机202的运作；所述驱动电机202接收所述控制器201的控制信号，驱动所述机械手臂205执行位移动作；所述CCD摄像机203连接并受控于所述控制器201，可辨识加工件100上的定位图案，以确定保护层13的起始位置。该精密定位系统20的精度(偏移)≤20μm。

所述机械手臂205采用高刚性的线性导轨和滚珠螺杆所构成，并由X-Y-Z三轴方向的驱动电机202共同驱动所述机械手臂205的运动，在本实施例中所述机械手臂205采用Class100或1000无尘手臂，无尘手臂可移动至PC机所设定的图案位置。

一种保护层处理装置，如图7所示，将精密定位系统20和涂布装置30结合成一体，用于触控面板的保护层处理，以在其表面去除一部分材料形成一定图案。其中，所述的涂布装置30，包括多个注射器301及其配套的注射头302。每个注射器301内装有蚀刻剂膏，注射器301和注射头302的数量根据加工件100上的触控面板10数量而定。所述精密定位系统20与注射器301相接，并控制所述注射器301和注射头302的运动速度和移动方向；压力装置，包括高压装置303及多个压力开关304，高压装置303通过压力开关304提供压力给注射器301，注射器301内的蚀刻膏在高压装置303的压力作用下从所述注射头302被挤出；控制单元305，与所述压力装置的高压装置303相接，控制所述高压装置303的工作状态及调整压力大小。

其中，所述压力开关304可采用电磁阀。所述电磁阀连接所述高压装置303并受控于所述控制单元305的控制。电磁阀包括电磁线圈及阀门，通过电磁线圈产生电磁力来驱动阀门的开闭动作，以进行流体控制。所述涂布装置30还设有用于存放蚀刻膏的贮藏箱306。所述注射器301设有进料口，并与所述贮藏箱306相连通。

所述注射器301及注射头302的运动速度为300-450mm/sec，所述蚀刻膏的粘度为11-28Pa*s，压力装置的压力范围(以压强表示)为4-7Kgf/cm²(60-100psi)。其中，所述注射器301及注射头302的运动速度与所述压力装置的压力成正比关系，压力越大，运动速度越大。从而通过运动速度和压力的设定来保证蚀刻膏涂布的一致性。

在生产时，可制作不同尺寸大小的触控面板10，往往根据其尺寸大小在同一加工件100上排布多个触控面板10同时加工。加工时，在所述的加工件100上设有至少两个定位标101，通常采用“十字星”如图4所示，设于所述加工件100两端的对角位置。所述CCD摄像机203通过该定位标101来确定初始位置和所要在加工件100上加工的图案位置。所述精密定位系统20先借由CCD摄像机203辨识出加工件100的定位标101(即十字星)影像后，通过无尘手臂带动注射器301移动至PC机所设定的图案位置。

所述精密定位系统20通过机械手臂205带动注射器301移动，而所要蚀刻的加工件100通过真空系统固定不动吸附在精密定位系统20的操作平台上。当然，另一种方式还可以是精密定位系统20带动加工件100移动，而装有蚀刻膏的注射器301位置固定不动，其内蚀刻膏以一定速度被挤出，涂布于运动的加工件100上。

本实用新型的保护层处理装置中的涂布装置30，因其注射器301、注射头302、贮藏箱306以及连接贮藏箱306与注射器301之间的管道均会直接接触蚀刻膏，因而都需要采用防蚀刻材料，使其对蚀刻膏具有抗腐蚀作用。

本实用新型通过精密定位系统可以在保护层表面按照预定图案涂布蚀刻剂，蚀刻剂对保护层有蚀刻作用，并形成一定的图案。通过采用涂布装置选择性地去除部分目标层，不需要通过涂布、曝光、显影和去除工序而进行蚀刻保护层，简化了生产工序，提高生产效率，降低了生产成本。同时，本实用新型可通过精密定位系统设定和改变所需要的图案，不需要特别制作成相应的丝网图案，当图案发生改变时亦能快速地切换所需的图案，无需更换任何装置或部件，降低生产成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims

1.一种保护层处理装置，其特征在于：包括：

涂布装置，以在保护层表面涂布蚀刻剂；

2.根据权利要求1所述的保护层处理装置，其特征在于：所述涂布装置包括至少一个注射器，所述注射器内装纳蚀刻剂，并按照所述定位系统设定的预定图案在保护层表面涂布蚀刻剂以形成保护层所需的图案；

控制单元，控制所述压力装置的工作状态及调整压力大小。

3.根据权利要求2所述的保护层处理装置，其特征在于：所述注射器还包括注射头，所述蚀刻剂在压力装置的作用下从注射头挤出。

4.根据权利要求2所述的保护层处理装置，其特征在于：所述压力装置包括高压装置及多个压力开关。

5.根据权利要求4所述的保护层处理装置，其特征在于：所述高压装置的压力范围是4-7Kgf/cm²。

6.根据权利要求2所述的保护层处理装置，其特征在于：所述涂布装置还设有用于存放蚀刻剂的贮藏箱，所述注射器设有进料口，所述进料口与所述贮藏箱相连通。

7.根据权利要求1所述的保护层处理装置，其特征在于：所述定位系统包括位移传感器、控制器、驱动电机、机械手臂和摄像机，所述位移传感器连接于所述控制器，用于感测所述机械手臂的位置，并将机械手臂的位置信息传输至所述控制器；所述控制器连接于外部计算机，并接收所述位移传感器所传输的位置信息，并按照计算机中的图案设定一预定图案，从而控制所述驱动电机的运作；所述驱动电机接收所述控制器的控制信号，驱动所述机械手臂执行位移动作；所述摄像机连接并受控于所述控制器，用于确定保护层的起始位置。

8.根据权利要求7所述的保护层处理装置，其特征在于：所述机械手臂采用线性导轨和滚珠螺杆所构成，并由X-Y-Z三轴方向的驱动电机驱动所述机械手臂的运动。