CN219143868U - 一种导电薄膜喷淋刻蚀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了喷淋刻蚀技术领域中的一种导电薄膜喷淋刻蚀装置，包括刻蚀液供料组件和刻蚀液雾化喷淋组件，刻蚀液供料组件用于制备及存储刻蚀液，其出料端设有调节液体流量的刻蚀液计量泵，刻蚀液雾化喷淋组件包括用于对刻蚀液进行雾化的雾化器、用于对刻蚀液进行喷淋的喷淋腔，雾化器与刻蚀液供料组件连接，位于喷淋腔内的喷淋口通过管道与雾化器连接，用于将雾化后的刻蚀液喷淋至穿过喷淋腔的导电薄膜的表面。本实用新型采用喷淋雾化的方式，对薄膜的表面进行刻蚀，可以避免喷淋刻蚀时对导电薄膜的基层造成损伤，并且刻蚀的效果更加均匀、可控。

Description

一种导电薄膜喷淋刻蚀装置

技术领域

本实用新型涉及喷淋刻蚀技术领域，具体来说，是涉及一种导电薄膜喷淋刻蚀装置。

背景技术

高分子薄膜是以有机高分子聚合物为材料制成的薄膜，其中纳米级的功能性薄膜已广泛应用于日常的消费电子之中，手机显示屏表面的ITO导电膜，以及各种光学镜头表面的增透和增反膜等。现有的纳米高分子薄膜通常采用溅射的方式沉积于硅或玻璃等基底，并且在生产过程中需要对薄膜进行刻蚀，同时要求对基底材料的损伤越低越好，其中激光刻蚀是一种常用的手段。

但是激光刻蚀加工过程中伴随的热效应容易对基底材料产生损伤，同时激光刻蚀区域两侧的薄膜容易出现裂纹，激光刻蚀容易导致较高的废品率。

为此，也有一种采用酸液喷淋刻蚀的方式。现有的喷淋刻蚀技术中，喷淋液的用量多少难以控制，导致喷淋效果不统一，刻蚀后薄膜产品的质量较差。例如授权公告号为CN217616431 U的实用新型专利公开了一种柔性薄膜湿法刻蚀装置，其刻蚀腔体中设有第一悬浮辊，第一悬浮辊上设有刻蚀液喷淋孔，该第一悬浮辊连通刻蚀液供液机构，刻蚀液供液机构向第一悬浮辊提供用于刻蚀柔性薄膜的刻蚀液，该刻蚀液在第一悬浮辊中通过刻蚀液喷淋孔对外喷淋。在此机构中刻蚀液通过第一悬浮辊实现喷淋操作，但是此方式中喷淋出的刻蚀液多为液滴、液流等状态，液滴、液流的液体量难以控制，液滴、液流用量较多容易损伤基膜，影响了刻蚀效果，甚至是产品质量。

以上问题，值得解决。

实用新型内容

为了克服现有的技术的喷淋刻蚀方式中，喷淋位置的喷淋液用量难以控制，用量较多容易咋成基膜损伤的缺陷，本实用新型提供一种导电薄膜喷淋刻蚀装置。

本实用新型技术方案如下所述：

一种导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，包括：

刻蚀液供料组件，其用于制备及存储刻蚀液，所述刻蚀液供料组件的出料端设有调节液体流量的刻蚀液计量泵；

及刻蚀液雾化喷淋组件，所述刻蚀液雾化喷淋组件包括用于对刻蚀液进行雾化的雾化器、用于对刻蚀液进行喷淋的喷淋腔，所述雾化器与所述刻蚀液供料组件连接，位于所述喷淋腔内的喷淋口通过管道与所述雾化器连接，用于将雾化后的刻蚀液喷淋至穿过所述喷淋腔的导电薄膜的表面。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述刻蚀液供料组件包括刻蚀液制作组件，其包括多个原料储罐和预混罐每个原料储罐的出料口均设有对应的原料计量泵，所述原料储罐的出料端与所述预混罐的进料端连接，且所述预混罐内设有搅拌装置。

进一步的，所述原料储罐包括氧化剂储罐、酸储罐、纯水储罐，所述氧化剂储罐、酸储罐、纯水储罐均与所述预混罐连接，所述氧化剂储罐的出料端设置有用于调节氧化剂流量的氧化剂计量泵，所述酸储罐的出料端设置有用于调节酸液流量的酸计量泵，所述纯水储罐的出料端设置有用于调节纯水流量的纯水计量泵。

进一步的，所述预混罐的出料端设有控制预混罐内液体流出的第一阀门、调节预混罐内液体流量的液体泵。

进一步的，所述刻蚀液供料组件还包括刻蚀液贮存组件，所述刻蚀液贮存组件包括刻蚀液储罐，所述刻蚀液储罐与所述预混罐的出料端连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述喷淋腔包括侧面呈C字形的腔室，所述喷淋口分布于所述腔室的顶部内侧和/或底部内侧。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述刻蚀液雾化喷淋组件还包括提供压缩空气的空压机，所述空压机与所述雾化器连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述喷淋腔的下侧设有用于收集所述喷淋腔流下的刻蚀液的刻蚀液收集槽。

进一步的，所述刻蚀液收集槽的上侧还设有清洗组件，所述清洗组件位于所述喷淋腔的出膜端。

进一步的，所述刻蚀液收集槽连接有离子浓度在线检测装置，所述离子浓度在线检测装置包括伸入所述刻蚀液收集槽内的离子选择性电极。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果如下：

（1）本实用新型通过雾化器、管道、喷淋腔将雾化后的刻蚀液喷淋到薄膜表面，通过采用喷淋雾化的方式，对导电薄膜的表面进行喷淋刻蚀，保证导电薄膜表面刻蚀的均匀性，同时不易对基层造成损伤。

（2）本实用新型中的刻蚀液储罐和雾化器的连接处设置有调节刻蚀液液体流量的刻蚀液计量泵，刻蚀液计量泵对刻蚀液的流量大小进行控制，进而控制雾化器的出雾量，出雾量的大小可以控制刻蚀孔洞的深浅，进而保证刻蚀效果可控。

（3）本实用新型还可以采用空压机压缩空气，使雾化后的刻蚀液，通过为雾化后的气体提供动力，让雾化后的刻蚀液通过管道，并且从喷淋口有力喷出，直接对铜层上与喷淋口相应的位置进行刻蚀。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型部分结构的主视图；

图3为本实用新型部分结构的右视图。

在图中，各个附图标记如下：

1、刻蚀液制作组件；

11、氧化剂储罐；111、氧化剂计量泵；12、酸储罐；121、酸计量泵；13、纯水储罐；131、纯水计量泵；14、预混罐；141、搅拌装置；15、第一阀门；16、液体泵；

2、刻蚀液贮存组件；

21、刻蚀液储罐；22、第二阀门；23、刻蚀液计量泵；

3、刻蚀液雾化喷淋组件；

31、雾化器；32、管道；33、喷淋腔；331、腔室；3311、喷淋口；34、空压机；

4、清洗组件；

41、清洗喷头；

5、刻蚀液收集槽；

51、溢流管；

6、离子选择性电极；

7、导电薄膜；

8、放卷机构；

9、收卷机构；

10、导向辊。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1至图3所示，本实用新型为了克服现有的技术的喷淋刻蚀方式中，喷淋位置的喷淋液用量难以控制，用量较多容易咋成基膜损伤的缺陷，提出了一种导电薄膜喷淋刻蚀装置，其通过将喷淋液体进行雾化并且喷出，对经过该装置的导电薄膜7进行喷淋刻蚀，可以避免刻蚀时对基层产生损伤，并且保证了刻蚀孔洞的质量。

该导电薄膜7在生产过程中，导电薄膜7经由放卷机构8放卷，并经过中部多个导向辊10进行导向，穿过该导电薄膜喷淋刻蚀装置后形成刻蚀的薄膜产品，后收卷于末端的收卷机构9。以复合集流体为例，其包括了基层及位于基层两侧表面的金属层（铜层、铝层或者其他金属层）。以金属层是铜为例：复合集流体应用于锂离子电池时，需要将活性材料涂覆至铜层表面，为了提高铜层与活性材料的结合力，可以在铜层表面刻蚀孔洞，活性材料会进入孔洞内。故该导电薄膜喷淋刻蚀装置用于在该复合集流体表面进行喷淋，以形成用于容纳活性材料的孔洞。

该导电薄膜喷淋刻蚀装置，包括刻蚀液供料组件及刻蚀液雾化喷淋组件3，刻蚀液供料组件用于制备及存储刻蚀液，刻蚀液雾化喷淋组件3用于对经过的导电薄膜7进行喷淋刻蚀。

1、刻蚀液供料组件

刻蚀液供料组件的出料端设有调节液体流量的刻蚀液计量泵23，用于对向刻蚀液雾化喷淋组件3供料的刻蚀液进行计量并提供动力。

在具体实现过程中，刻蚀液供料组件包括用于制作刻蚀液的刻蚀液制作组件1。刻蚀液制作组件1包括多个原料储罐和预混罐14每个原料储罐的出料口均设有对应的原料计量泵，原料储罐的出料端与预混罐14的进料端连接，且预混罐14内设有搅拌装置141。各个原料储罐提供制作刻蚀液的原料，并通过对应的原料计量泵进行计量，各个原料在预混罐14中进行混合，并通过搅拌装置141进行充分搅拌。

在本实施例中，原料储罐包括氧化剂储罐11、酸储罐12、纯水储罐13，氧化剂储罐11、酸储罐12、纯水储罐13均与预混罐14连接，氧化剂储罐11的出料端设置有用于调节氧化剂流量的氧化剂计量泵111，酸储罐12的出料端设置有用于调节酸液流量的酸计量泵121，纯水储罐13的出料端设置有用于调节纯水流量的纯水计量泵131，通过各个原料计量泵刻蚀实现对应原料的流量控制，进而实现对刻蚀液进行配置。

另外，为了实现对预混罐14内刻蚀液的存储，本实施例中的预混罐14的出料端设有控制预混罐14内液体流出的第一阀门15、调节预混罐14内液体流量的液体泵16。通过第一阀门15实现对预混罐14流出的刻蚀液进行阀控，通过液体泵16对预混罐14中的刻蚀液提供动力并泵出。

本实施例中的刻蚀液供料组件还包括用于对预混罐14流出的刻蚀液进行暂存的刻蚀液贮存组件2，刻蚀液贮存组件2包括刻蚀液储罐21，刻蚀液储罐21与预混罐14的出料端连接。具体的，刻蚀液计量泵23位于刻蚀液储罐21的出料端，同时，刻蚀液储罐21的出料端还设有控制刻蚀液储罐21内液体流出的第二阀门22，通过第二阀门22实现刻蚀液贮存组件2流出刻蚀液的控制。

2、刻蚀液雾化喷淋组件3

刻蚀液雾化喷淋组件3包括用于对刻蚀液进行雾化的雾化器31、用于对刻蚀液进行喷淋的喷淋腔33，雾化器31与刻蚀液供料组件连接，位于喷淋腔33内的喷淋口3311通过管道32与雾化器31连接，用于将雾化后的刻蚀液喷淋至穿过喷淋腔33的导电薄膜7的表面。

在实现过程中，雾化器31将刻蚀液雾化形成小液滴，成雾状的刻蚀液从管道32和喷淋口3311喷在导电薄膜7上，刻蚀液与导电薄膜7进行反应，使导电薄膜7上产生一个个孔。

在本实施例中，喷淋腔33包括侧面呈C字形的腔室331，喷淋口3311分布于腔室331的顶部内侧和/或底部内侧：当喷淋口3311位于腔室331的顶部内侧时，对经过的导电薄膜7的上表面进行刻蚀；当喷淋口3311位于腔室331的底部内侧时，对经过的导电薄膜7的下表面进行刻蚀；当喷淋口3311同时位于腔室331的顶部内侧和底部内侧时，对经过的导电薄膜7的上下表面进行刻蚀。

刻蚀液雾化喷淋组件3还包括提供压缩空气的空压机34，空压机34与雾化器31连接。空压机34设置的目的是压缩空气，使刻蚀液雾化，并且为雾化后的气体提供动力，让雾化后的刻蚀液通过管道32，并且从喷淋口3311有力喷出，直接对铜层上与喷淋口3311相应的位置进行刻蚀。

3、清洗及回收组件

喷淋腔33的下侧设有用于收集喷淋腔33流下的刻蚀液的刻蚀液收集槽5。

为了对导电薄膜7表面残留的刻蚀液进行清洗，刻蚀液收集槽5的上侧还设有清洗组件4，清洗组件4位于喷淋腔33的出膜端。具体的，清洗组件4包括清洗喷头41，清洗喷头41喷出的清洗液会将刻蚀液与被刻蚀掉的材料进行反应后得到的产物冲洗掉，产物包括离子（可以是铜离子或铝离子，或者其他的金属离子）。清洗液可以采用纯水清洗液或者为其他不与薄膜导电薄膜7和产物发生反应的液体。

清洗喷头41与喷淋口3311位于导电薄膜7的同一侧：若喷淋口3311位于导电薄膜7的上侧，则清洗喷头41同样位于导电薄膜7的上侧；若喷淋口3311位于导电薄膜7的下侧，则清洗喷头41同样位于导电薄膜7的下侧；若喷淋口3311位于导电薄膜7的上侧和下侧，则清洗喷头41同样位于导电薄膜7的上侧和下侧。

在一个实施例中，喷淋口3311可以为规律的阵列排布（例如一排或者多排）；在另一个实施例中，喷淋口3311还可以不规则排布。

为了实现多余刻蚀液的回收（同样包含清洗液的回收），刻蚀液收集槽5一侧设置有溢流管51，当刻蚀液收集槽5内的液位到达一定高度时从溢流管51流出并收集，溢流管51设置的作用是保证刻蚀液收集槽5内的液体的体积不变。在一个优选实施例中，溢流管51距离刻蚀液收集槽5顶部的距离为50毫米。

具体使用的过程为：刻蚀液储罐21内贮存的刻蚀液通过第二阀门22的开合和刻蚀液计量泵23的控制刻蚀液进入雾化器31，雾化器31使刻蚀液化成小液滴，成雾状进入管道32，继而进入喷淋腔33设置的腔室331内，从腔室331表面设置的喷淋口3311喷射到导电薄膜7表面；刻蚀液与被刻蚀掉的材料进行反应得到的产物，被带到后端的清洗喷头41处，清洗喷头41喷出的清洗液会将这些产物冲洗掉。

4、离子浓度在线检测装置

刻蚀液收集槽5连接有离子浓度在线检测装置，离子浓度在线检测装置包括伸入刻蚀液收集槽5内的离子选择性电极6。根据离子浓度在线检测装置得到的离子浓度的测量值，可以得知刻蚀深浅（离子浓度的在线检测方法为业内人员已知，故不再详述）。开始检测时，清洗喷头41的出液量不变、刻蚀液计量泵23的流量不变，以保证检测结果更加准确。清洗液里面不含有与薄膜材料相对应的离子，以免影响离子浓度在线检测机构的结果。

在具体实现过程中：收集槽没有装满的时候，离子浓度在线检测装置就可以开始检测；收集槽具有溢流管51，随着有液体从溢流管51出来后，收集槽里面的液体的体积一定，此时采用离子浓度在线检测机构，可以得到准确的测量结果。

离子浓度在线检测装置与控制主机（图中未示出）连接，控制主机还与各个原料计量泵、刻蚀液计量泵23、雾化器31、喷淋口3311等结构连接。离子浓度在线检测装置检测后，得到离子浓度，反馈至控制主机，进而通过控制主机实现各个计量泵等装置的调节。在其他实施例中，还可以采用人工观察离子浓度在线检测装置的检测结果，进而手动控制各个计量泵等装置。具体实现方式不做具体限定。

调节过程具体包括：如果浓度较预设值大，则一方面可以控制增大放卷机构8和收卷机构9的速度，另一方面可以控制减小刻蚀液计量泵23的流量；如果浓度较预设值小，则一方面可以控制减小放卷机构8和收卷机构9的速度，另一方面可以控制增大刻蚀液计量泵23的流量。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，包括：

刻蚀液供料组件，其用于制备及存储刻蚀液，所述刻蚀液供料组件的出料端设有调节液体流量的刻蚀液计量泵；

及刻蚀液雾化喷淋组件，所述刻蚀液雾化喷淋组件包括用于对刻蚀液进行雾化的雾化器、用于对刻蚀液进行喷淋的喷淋腔，所述雾化器与所述刻蚀液供料组件连接，位于所述喷淋腔内的喷淋口通过管道与所述雾化器连接，用于将雾化后的刻蚀液喷淋至穿过所述喷淋腔的导电薄膜的表面。

2.根据权利要求1所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀液供料组件包括刻蚀液制作组件，其包括多个原料储罐和预混罐每个原料储罐的出料口均设有对应的原料计量泵，所述原料储罐的出料端与所述预混罐的进料端连接，且所述预混罐内设有搅拌装置。

3.根据权利要求2所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述原料储罐包括氧化剂储罐、酸储罐、纯水储罐，所述氧化剂储罐、酸储罐、纯水储罐均与所述预混罐连接，所述氧化剂储罐的出料端设置有用于调节氧化剂流量的氧化剂计量泵，所述酸储罐的出料端设置有用于调节酸液流量的酸计量泵，所述纯水储罐的出料端设置有用于调节纯水流量的纯水计量泵。

4.根据权利要求2所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述预混罐的出料端设有控制预混罐内液体流出的第一阀门、调节预混罐内液体流量的液体泵。

5.根据权利要求2所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀液供料组件还包括刻蚀液贮存组件，所述刻蚀液贮存组件包括刻蚀液储罐，所述刻蚀液储罐与所述预混罐的出料端连接。

6.根据权利要求1所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述喷淋腔包括侧面呈C字形的腔室，所述喷淋口分布于所述腔室的顶部内侧和/或底部内侧。

7.根据权利要求1所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀液雾化喷淋组件还包括提供压缩空气的空压机，所述空压机与所述雾化器连接。

8.根据权利要求1所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述喷淋腔的下侧设有用于收集所述喷淋腔流下的刻蚀液的刻蚀液收集槽。

9.根据权利要求8所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀液收集槽的上侧还设有清洗组件，所述清洗组件位于所述喷淋腔的出膜端。

10.根据权利要求8所述的导电薄膜喷淋刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀液收集槽连接有离子浓度在线检测装置，所述离子浓度在线检测装置包括伸入所述刻蚀液收集槽内的离子选择性电极。

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