CN205384441U - 薄膜光罩、贴合与曝光辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄膜光罩、贴合与曝光辅助装置，运用贴合辅具将薄膜光罩压合至具有一光阻层的曲面基板上，使薄膜光罩曲面化，再将贴合辅具、薄膜光罩、曲面基板的暂时结构送至曝光机，即可于曲面基板上制作出符合曲面要求的高精度彩色光阻图案。

Description

薄膜光罩、贴合与曝光辅助装置

技术领域

本实用新型关于一种光罩，特别关于一种薄膜光罩、贴合与曝光辅助装置。

背景技术

目前，智能型装置如智能型手机、智能型手表、智能型医疗器材等，都搭配有大荧幕让使用者观看荧幕上的信息。这些具有大荧幕的装置，除了功能强大外，逐渐都走向个性化、美观的造型设计，包括外观、形状、色彩等。这些都必须通过令人激赏的外壳设计与制造来实现。而目前，曲面化的外壳造型，特别吸引人，也逐渐成为智能型装置的未来潮流。

目前，对于智能型装置的曲面化外壳的图案制作，有以下几种工法：第一种公法：转印技术。通过预先制作的平面图样，再转印到目标的曲面。此种工法的加工成本低，但加工速度慢、材料成本高，且线路分辨率差。第二种工法：喷墨+激光雕刻。通过喷墨方法将颜料喷至目标的曲面，再通过激光雕刻的方式将图案刻出。此种工法加工成本高且加工速度慢，设备成本也很高，材料成本也高，优点是，线路分辨率高，可达20μm(微米)。

因此，如何能开发出同时具备加工成本低、加工速度快、材料成本低、线路分辨率高的多重优点，并且，可在曲面外壳、立体外壳上制作出彩色图案之方法，成为智能型装置厂商所希求的发展方向。其中一种技术为运用彩色光阻层的技术，也就是，将彩色光阻层涂布在曲面外壳上后，再运用光蚀刻的方式蚀刻出图案。不过，此等曲面外壳如何能用光罩来实现蚀刻，成为此项工艺发展的发展重点。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种薄膜光罩、贴合与曝光辅助装置，运用一贴合辅具将薄膜光罩贴合于曲面基板上，并让薄膜光罩曲面化，而能让曲面基板制作出曲面图案。

本实用新型提供的薄膜光罩，用以贴合于一曲面基板，使该曲面基板可制作出一光阻层，该薄膜光罩包含：

一薄膜基材，由一挠性材料构成；及

一薄膜光罩层，形成于该薄膜基材上，该薄膜光罩层构成一图案，该图案可视，该薄膜光罩层贴合于该曲面基板的该光阻层处；

其中，该薄膜基材的厚度介于1-100微米之间，该薄膜光罩层介于10-3000纳米之间。

较佳地，该挠性材料为PET。

所述，上述薄膜光罩，更包含：

多个定位孔，形成于该薄膜基材上，通过一贴合治具使该薄膜基材定位，以与该曲面基板进行准确对位。

本实用新型还提供一种用于上述薄膜光罩的贴合辅具，用以于该薄膜光罩贴合于该曲面基板时，辅助该薄膜光罩压合于该曲面基板，并作为该薄膜光罩与一曝光机的界面，包含：

一软性板材，由一高透光的弹性材料构成，可穿透300至500纳米的光，可产生形变，并于该薄膜光罩贴合于该曲面基板时，受一外力而产生形变使该薄膜光罩紧密贴合于该曲面基板的该光阻层处，使该薄膜光罩曲面化。

较佳地，该高透光的弹性材料选自硅胶、硅油包覆软性外层、硅有机材料和含氟有机材料。

较佳地，该软性板材的底部制作为与该曲面基板相符的曲面。

本实用新型还提供一种贴合与曝光辅助装置，可使一曲面基板形成具有一曲面图案的一光阻层，包含：

一薄膜光罩，包含：

一薄膜基材，由一挠性材料构成，该薄膜基材上配置有多个定位孔，由一贴合治具，借由该些定位孔使该薄膜基材定位，以与一曲面基板进行准确对位；及

一薄膜光罩层，形成于该薄膜基材上，该薄膜光罩层构成一图案，该图案可视；及

其中，该薄膜基材的厚度介于1-100微米之间，该薄膜光罩层介于10-3000纳米之间；

一软性板材，由可产生形变的一高透光的弹性材料构成，可穿透300至500纳米的光，并于该薄膜光罩贴合于该曲面基板的该光阻层时，受一外力而产生形变使该薄膜光罩紧密贴合于该曲面基板的该光阻层处，使该薄膜光罩曲面化；

其中，该软性板材、该薄膜光罩层和该曲面基板依序堆栈后，共同置于一曝光机进行曝光，以使该光阻层形成该图案。

较佳地，该薄膜光罩更包含：

多个定位孔，形成于该薄膜基材上，通过一贴合治具使该薄膜基材定位，以与该曲面基板进行准确对位。

较佳地，该高透光的弹性材料选自硅胶、硅油包覆软性外层、硅有机材料和含氟有机材料。

较佳地，该软性板材的底部制作为与该曲面基板相符的曲面。

本实用新型还提供一种贴合与曝光辅助装置，可使一曲面基板形成具有一曲面图案的一光阻层，包含：

一薄膜光罩，包含：

一薄膜基材，由一挠性材料构成，该薄膜基材上配置有多个定位孔，由一贴合治具，借由该些定位孔使该薄膜基材定位，以与该曲面基板进行准确对位；及

一薄膜光罩层，形成于该薄膜基材上，该薄膜光罩层构成一图案，该图案可视；及

其中，该薄膜基材的厚度介于1-100微米之间，该薄膜光罩层介于10-3000纳米之间；

一硬式板材，预先制作为与该曲面基板相符的曲面，并于该薄膜光罩贴合于该曲面基板时，压合该薄膜光罩使该薄膜光罩紧密贴合于该曲面基板的该光阻层处，而使该薄膜光罩曲面化；

其中，贴合有该薄膜光罩层的该曲面基板，置于一曝光机进行曝光，以使该光阻层形成该图案。

较佳地，该挠性材料为PET。

运用本实用新型的装置，可让运用光阻技术制作的曲面型外壳图案能达到真正量产，且质量与精度提高，良率提高的技术功效。

附图说明

图1A-1D是本实用新型的将一薄膜光罩贴合于一曲面基板的方法的多个实施例流程图。

图2A-2B是欲运用本实用新型的技术制作的曲面外壳的正视图与剖面图。

图3A、3B为本实用新型的运用在正型光阻的薄膜光罩的正视图与剖面图的一实施例。

图4A、4B为本实用新型的运用在负型光阻的薄膜光罩的正视图与剖面图的一实施例。

图5A、5B为本实用新型运用的贴合治具的一实施例。

图6A为本实用新型的贴合辅具的一实施例的上视图，图6B为图6A沿A-A剖面的剖视图，图6C为异于图6B的另一实施例，图6D为异于图6B的另一实施例。

图7A-7E为图1B的实施例的剖面流程示意图的一实施例。

图8A-8E为图1B的实施例的剖面流程示意图的又一实施例。

图9A-9E为图1B的实施例的剖面流程示意图的再一实施例。

图10A为本实用新型的贴合辅具的另一实施例的上视图，图10B为图10A沿A-A剖面的剖视图。

图11A-11E为图1D的实施例的剖面流程示意图的一实施例。

附图标记说明：

1曲面外壳；

10曲面基板；

20彩色光阻层；

20A正型光阻层；

20B负型光阻层；

30A、30B薄膜光罩；

31镂空区块；

32、35薄膜光罩层；

34定位孔；

39薄膜基材；

40A、40B、40C贴合辅具；

41底部；

42第一曲面侧部；

43第二曲面侧部；

50贴合治具；

51对位榫；

60贴合辅具；

61底部；

62第一曲面侧边；

63第二曲面侧边；

64支撑肋；

80紫外光；

步骤101：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩和一贴合辅具。

步骤102：将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

步骤103：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

步骤111：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩和一贴合辅具，该贴合辅具为软性材质。

步骤112：将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

步骤113：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

步骤114：进行真空处理，以移除该薄膜光罩与该曲面基板之间的空气。

步骤121：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩、一贴合辅具，该贴合辅具为刚性材料。

步骤122：将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

步骤123：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

步骤124：进行真空处理，以移除该薄膜光罩与该曲面基板之间的空气。

步骤125：移除该贴合辅具。

步骤131：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩、一贴合辅具，该贴合辅具为刚性材料。

步骤132：将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

步骤133：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

步骤134：移除该贴合辅具。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

根据本实用新型的实施例，本实用新型运用一软性或硬性的贴合辅具将薄膜光罩贴合于曲面基板上，让薄膜光罩曲面化而紧密贴合于曲面基板上，即可运用此包含了薄膜光罩的曲面基板进行微影制程，进而制作出曲面图案。接下来，请先参考图1A~1D，其说明了本实用新型的将一薄膜光罩贴合于一曲面基板的方法的几个实施例。

首先，请参考图1A，其为实用新型的将一薄膜光罩贴合于一曲面基板的方法的一实施例流程图，包含：

步骤101：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩、一贴合辅具。

步骤102：将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

步骤103：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

图1A的实施例，后续将搭配第3A-7E图的实施例一并说明。

首先，请参考图1B，其为实用新型的将一薄膜光罩贴合于一曲面基板的方法的一实施例流程图，包含：

步骤111：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩、一贴合辅具，该贴合辅具为软性材质。

步骤112：将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

步骤113：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

步骤114：进行真空处理，以移除该薄膜光罩与该曲面基板之间的空气。

图1B的实施例，运用了软性材质作为贴合辅具的材料，例如，具有压合黏性的硅胶，或者其他的软性多孔材料的辅具等，来协助薄膜光罩贴合于具彩色光阻层之曲面基板。此外，图1B的实施例中，运用真空处理的方式，让贴合后的薄膜光罩与曲面基板之间的空气移除后，即可让薄膜光罩与曲面基板更加紧密贴合。最后，由于硅胶等具有压合黏性的材质，可紧密贴合于薄膜光罩上而形成贴合辅具、薄膜光罩、曲面基板等的三层结构，此三层结构可用于微影制程。此外，选择贴合辅具的材料的折射率大于空气的折射率，让贴合辅具参与微影制程，可提高光入射至曲面基板的准直性，让曝光的效果更好。

接着，请先参考图2A、2B，其为欲运用本实用新型的技术制作的曲面外壳1，图2B为图2A沿A-A剖面的剖面图，可以发现，曲面基板10上有已经制作好曲面图案的彩色光阻层20。然而，此曲面图案的制作，却困难重重。传统的网印方式，准度不佳，导致分辨率差，无法符合目前消费性电子产品的高分辨率要求。然而，只要通过本实用新型的技术，即可提供高准确度的曲面化的薄膜光罩，进而制作出完美贴合于曲面基板10的彩色光阻层上的薄膜光罩，再进行微影制程，即可实现图2A的高分辨率的曲面图案。

以下，将搭配图3A-7E的实施例一并说明本实用新型的贴合装置与方法。本实用新型运用薄膜光罩、贴合辅具、贴合治具等来进行薄膜光罩的紧密、准确的贴合。

图3A、3B，其为运用在正型光阻的薄膜光罩，而图4A、4B则为运用在负型光阻的薄膜光罩，两者的图案恰好相反。图3B为图3A沿A-A剖面线的剖面示意图，图4B则为图4A沿A-A剖面线的剖面示意图。

在图3A、3B的薄膜光罩30A中，包含了薄膜基材39及形成于其上的薄膜光罩层32。在第4A、4B图的薄膜光罩30A中，包含了薄膜基材39及形成于其上的薄膜光罩层35。其中，薄膜基材39由一挠性材料构成，例如，PET等，而薄膜光罩层32则形成于薄膜基材39上，并构成可视的图案。此薄膜光罩层32、35用于贴合于曲面基板的彩色光阻层上。其中，薄膜基材30的厚度介于1-100微米之间，而薄膜光罩层32、35的厚度介于10-3000纳米之间。薄膜光罩层32、35为金属材料为基底所制作，当厚度介于10-3000微米之间时，其可挠性大，适合运用于曲面基板上。此外，在薄膜基材39上，则配置有多个定位孔34，以利后续的薄膜能准确定位而贴合于曲面基板上。

接着，请参考图5A、5B，其为贴合治具50的一实施例，其有搭配薄膜光罩30A、30B的多个对位孔34的对位榫51，可准确夹持住薄膜光罩30A、30B，使其准确对位。

接着，请参考图6A，其为本实用新型的贴合辅具的一实施例的上视图，图6B则为图6A沿A-A剖面的剖视图，图6C则为异于图6B的另一实施例。在图6A、6B的实施例中，贴合辅具40A事先搭配曲面基板10的形状预先制作为与其相符的形状，以加快贴合的速度，而构成底部41、第一曲面侧部42、第二曲面侧部43。图6C的实施例，则仅以单一材料直接制作为平面的贴合辅具40B。图6D的实施例，同样以单一材料直接制作为具曲面底部的贴合辅具40C。除了单一材料外，运用硅胶、硅油包覆软性外层材料、硅有机材料、含氟有机材料等来制作成不同形状的辅具，借以形成良好的形变体，即可辅助薄膜光罩贴合至曲面基板上。

由以上的多个实施例可知，贴合辅具的形状若以高透光的弹性材料构成(如300n-500nm光可穿透)，为较佳；若以曲面基板的曲面构造而预先制作出与其相符的曲面底部更佳。采用高透光的材料，可让后续曝光显影制程的准直性提高，进而提高曝光的分辨率。

接下来，请参考图7A-7E，其说明了图1B的实施例的剖面流程，其为运用图6A、6B的贴合治具40A以及正型光阻层20A用的薄膜光罩30A。

首先，在图7A中，贴合治具50将薄膜光罩30A夹持住后，与具有正型光阻层20A的曲面基板10对位，并通过贴合辅具40A准备进行压合。此即步骤111、112所提的：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩和一贴合辅具，该贴合辅具为软性材质；将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

接着，在图7B-7C，可见到贴合辅具40A逐渐压合的过程中，薄膜光罩30A逐渐产生形变，并且贴合于曲面基板10上。此时，曲面基板10上的正型光阻层20A与薄膜光罩30A的薄膜光罩层32贴合在一起，并且，薄膜光罩30A的镂空区块31当中因空气而形成支撑。此即步骤113所提的：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

接着，进行步骤114所提的：进行真空处理，以移除该薄膜光罩与该曲面基板之间的空气。此即图7D所示，真空处理后，原先于图7C中的镂空区块31，以及薄膜光罩层32与正型光阻层20A之间的空气将被抽离。而属于软性材质的贴合辅具40A也将因空气被抽离而产生形变，如图7D所示者。此一形变属于瞬时，但却可使贴合辅具40A、薄膜光罩30A、正型光阻层20A形成良好的紧密贴合，将有利于后续的微影制程。

接下来，将贴合治具50移除后，即可以曝光机，通过紫外光80进行微影制程，如图7E所示。

同样的，图8A-8E则为运用负型光阻层20B的实施例，其对应地采用了可运用于负型光阻的薄膜光罩30B。其具体流程与图7A-7E的实施例说明相同，于此不多加赘述。两实施例的差异在于，在图7D与图8D，比较可发现，两者产生形变的位置不同，因为，图7D的薄膜光罩层30A与第8D图的薄膜光罩层30B的位置不同，而由于贴合辅具40A的软性所致，会于空气被抽离后所产生的压力而形变，因而适应性地产生对应的形变。

接下来，请参考图9A-9E的实施例，其为运用了另一种贴合辅具40B的实施例。贴合辅具40B未进行事先的形状调整，而单纯的采用平面的结构。然而，由于其材质的关系，并不会影响实质的结果。同样地，由于贴合辅具40B的软性材质的特性，会于贴合的过程中产生对应的形变，进而辅助薄膜光罩30A能紧密地与曲面基板10贴合。

此外，贴合辅具，也可采用外部是固态硅胶，内部包裹着液态硅胶的型态，同样可产生所需的对应形变。其他非硅胶材质的软性材料，例如，许多的高透光的弹性材料，也可采用。

前面的数个实施例，说明了以软性材质制作贴合辅具的材料的实施例，接下来，将说明以硬性材料制作贴合辅具的实施例。

首先，请先参考图1C，其为本实用新型的另一个方法流程实施例，采用贴合辅具为刚性材料，包含：

步骤121：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩和一贴合辅具，该贴合辅具为刚性材料。

步骤122：将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

步骤123：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

步骤124：进行真空处理，以移除该薄膜光罩与该曲面基板之间的空气。

步骤125：移除该贴合辅具。

接着，请先参考图1D，其为本实用新型的另一个方法流程实施例，采用贴合辅具为刚性材料，包含：

步骤131：提供一具彩色光阻层的曲面基板、一薄膜光罩和一贴合辅具，该贴合辅具为刚性材料。

步骤132：将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

步骤133：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

步骤134：移除该贴合辅具。

接着，请参考图10A-10B、11A-11E。贴合辅具60采用刚性材料，并预先制作为符合曲面基板10的形状，如图10B所示，贴合辅具60包括了底部61、第一曲面侧边62、第二曲面侧边63、支撑肋64。由于刚性材料制作的贴合辅具60较不具弹性，因此，需要支撑肋64来协助定位。而在贴合辅具60的底面，也就是会接触到薄膜光罩的部位，可形成一层弹性薄膜，以加强贴合的效果。

请参考图11A-11E，整个贴合流程，即如图1C、1D的流程。图11A即说明了，步骤121-122、131-132：提供一具彩色光阻层之曲面基板、一薄膜光罩、一贴合辅具，该贴合辅具为刚性材料；将该薄膜光罩置于该曲面基板与该贴合辅具之间。

图11B-11C即说明了步骤123、133：运用该贴合辅具将该薄膜光罩压合至该曲面基板。

图11D即说明了步骤125、134：移除该贴合辅具。步骤124则未绘出。若进行真空抽除，同样可让薄膜基材39产生形变，而贴合于正型光阻层20A上。

从以上说明可知，运用本实用新型的装置与方法，可以准确地进行对位、让运用光阻技术制作的曲面型外壳图案能达到真正量产，且质量与精度提高，良率提高的技术功效。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种薄膜光罩，贴合于一曲面基板，其特征在于，该薄膜光罩包含：

一薄膜基材，由一挠性材料构成；及

一薄膜光罩层，形成于该薄膜基材上，该薄膜光罩层构成一图案，该图案可视，该薄膜光罩层贴合于该曲面基板的光阻层处；

其中，该薄膜基材的厚度介于1-100微米之间，该薄膜光罩层介于10-3000纳米之间。

2.如权利要求1所述的薄膜光罩，其特征在于，该挠性材料为PET。

3.如权利要求1所述的薄膜光罩，其特征在于，更包含：

多个定位孔，形成于该薄膜基材上。

4.一种贴合与曝光辅助装置，其特征在于，包含：

一薄膜光罩，包含：

一薄膜基材，由一挠性材料构成，该薄膜基材上配置有多个定位孔，由一贴合治具，借由该些定位孔使该薄膜基材定位，以与一曲面基板进行准确对位；及

一薄膜光罩层，形成于该薄膜基材上，该薄膜光罩层构成一图案，该图案可视；及

其中，该薄膜基材的厚度介于1-100微米之间，该薄膜光罩层介于10-3000纳米之间；

一软性板材；

其中，该软性板材、该薄膜光罩层和该曲面基板依序堆栈。

5.如权利要求4所述的贴合与曝光辅助装置，其特征在于，该薄膜光罩更包含：

多个定位孔，形成于该薄膜基材上。

6.如权利要求4所述的贴合与曝光辅助装置，其特征在于，该软性板材的底部为与该曲面基板相符的曲面。

7.一种可使一曲面基板形成具有一曲面图案的一光阻层的贴合与曝光辅助装置，其特征在于，包含：

一薄膜光罩，包含：

一薄膜基材，由一挠性材料构成，该薄膜基材上配置有多个定位孔；及

一薄膜光罩层，形成于该薄膜基材上，该薄膜光罩层构成一图案，该图案可视；及

其中，该薄膜基材的厚度介于1-100微米之间，该薄膜光罩层介于10-3000纳米之间；

一硬式板材，为与该曲面基板相符的曲面。

8.如权利要求7所述的贴合与曝光辅助装置，其特征在于，该挠性材料为PET。