TW201617295A - 使用於玻璃基材之蝕刻溶液 - Google Patents

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Abstract

本文揭示適合用於蝕刻玻璃基材之溶液。該等溶液可包括：(a)約20.1至約25重量%的氫氟酸；(b)約7至約10.5重量%的一有機羧酸；(c)0至約10重量%的硝酸；及(d)約54.5至約72.9重量%的水；其中該重量%係基於該蝕刻溶液之總重量。

Description

使用於玻璃基材之蝕刻溶液
此發明關於可用於蝕刻玻璃基材的溶液。
強化玻璃係一種玻璃類型，相較於普通玻璃，其藉由經控制的熱或化學處理加工以增加其強度。由於其安全性及強度，強化玻璃係使用在各種要求嚴格的應用，包括電子裝置、大眾運輸工具的窗戶、淋浴門、建築玻璃門和玻璃桌、冰箱托盤、作為防彈玻璃的組分、用於潛水面具，以及各種類型的盤子和炊具。強化玻璃可經工程化為具有薄、輕且耐衝擊性的組合，以用作電子裝置(包括液晶顯示器、手持裝置、平板電腦、行動電話、便攜式媒體播放器、及筆記型電腦顯示器)的蓋玻璃(cover glass)。
大尺寸的強化玻璃基材必須切割成小尺寸以符合目標應用，且一經強化則不能重工(rework)。機械切割係切割強化玻璃最常見的方式。但機械切割之產率因為強化玻璃切割時容易破裂而過低，且強化玻璃的切割邊緣將有微裂紋。在切割邊緣的微裂紋減低了玻璃強度且在拋光切割邊緣或施加壓力於玻璃表面時造成玻璃破裂。
化學蝕刻是一種將大尺寸強化玻璃切割成小片的可行選項，其將一部分的玻璃覆蓋保護膜，其餘部分則暴露於蝕刻溶液。氫氟酸(HF)是目前用於玻璃化學蝕刻的化學品之一；然而，在應用中有一些嚴重的問題。舉例而言，低濃度的HF造成緩慢的蝕刻速率、尖銳的切割邊緣(亦稱為邊緣角度)及過度側邊蝕刻(見圖1)，此不利於電子裝置製造。較高濃度的HF造成蝕刻速率增加，但亦造成熱釋放增加及不良的蝕刻製程控制。
美國專利申請案第2010/0239818號揭示一種紋理化矽基材的方法及生產其之蝕刻方法。該揭示方法包含a)以包含羥乙酸的一蝕刻溶液接觸該基材；b)從而蝕刻該基材的一表面；c)在該基材之該表面形成破裂；及d)移除該蝕刻溶液以獲得一經紋理化的基材。該揭示方法所請求的是將用於製造光伏打及電子產品之數十微米厚的矽基材紋理化，而非請求用於切割數百微米厚的玻璃基材。
美國專利第8,043,525號揭示一種濕式蝕刻溶液，其包括氟化氫(0.1至10重量%)、氟化銨(0.1至10重量%)、有機酸(30至50重量%)、醇(30至50重量%)及水。該揭示之濕式蝕刻溶液對於用在半導體裝置和顯示裝置之金屬矽化物表現出改進的氧化物選擇性，其主要目的係選擇性地蝕刻金屬矽化物和摻雜磷的矽玻璃，並不適用於切割強化玻璃。
共同擁有的中國專利申請案第103693855號揭示一種用於切割玻璃基材的方法，其使用包含10.1至20重量%之HF、5至20重量%之羥乙酸、0至30重量%之硝酸、及其餘為水之一溶液。
總之，儘管有各種用於切割強化玻璃之方法，但仍然有更高蝕刻速率、增加邊緣角度、減少側邊蝕刻且無過量熱產生之切割玻璃基材的需求。本發明滿足此需求。
本發明提供一種玻璃蝕刻溶液，其包含：(a)約20.1重量%至約25重量%的氫氟酸；(b)約7重量%至約10.5重量%的一有機羧酸；(c)0至約10重量%的硝酸；及(d)約54.5重量%至約72.9重量%的水；其中該重量%係基於該蝕刻溶液之總重量，且前提是該蝕刻溶液基本上不含氟化銨。
本發明的各種其它特徵、態樣、和優點參照以下說明、實例和所附的申請專利範圍將更為明顯易見。
隨附的圖式係併入並構成說明書的一部分。圖式連同上面所給的一般說明和下面所給的例示性實施例和方法的詳細說明係用於解釋本發明的原理。在該等圖式中：圖1係化學蝕刻的玻璃橫斷面代表圖，其顯示側邊蝕刻及邊緣角度。
圖2係以圖案化保護膜部分覆蓋玻璃基材之圖式。
若未特別指明，本文所提及的所有公開文獻、專利申請案、專利及其他參考文獻，係為了所有目的全部明確地以引用方式納入本文之中，如同其等已完整提出。
除非另有定義，本文所用之所有技術與科學用語均與本發明所屬技術領域具有通常知識者所通常理解的意義相同。如發生矛盾，則以本說明書(包括定義)為準。
除非另行指出，否則所有百分比、份數、比例等均按重量計。
如本文中所使用，用語「生產自(produced from)」係同義為「包含(comprising)」。如本文中所使用，用語「包含(comprises/comprising)」、「包括(includes/including)」、「具有(has/having)」、「含有(contains/containing)」或其任何其他變型係意欲涵蓋非排他性的涵括。例如，包含元件列表的組合物、製程、方法、物件、或設備不一定僅限於那些元件，而是可以包括其他未明確列出的元件或為該組合物、製程、方法、物件、或設備固有的元件。
連接詞「由......組成(consisting of)」排除任何未指明的元件、步驟或成分。假使在請求項中，該詞會使請求項不包括列舉材料以外的材料，但原本與該等材料相關的雜質除外。當該詞「由......組成(consisting of)」出現在申請專利範圍主體的子句而非緊接著前言，其只限制在該子句中提到的元件；其他元件整體來說不會從申請專利範圍被排除。
連接詞「主要由...組成(consisting essentially of)」係用以界定除了字面討論的材料、步驟、特徵、組分、或元件以外還包括材料、步驟、特徵、組分、或元件的組合物、方法、或設備，前提是這些額外的材料、步驟、特徵、組分、或元件不會實質影響請求保護的發明之基本和新穎特徵。用語「主要由......組成(consisting essentially of)」居於「包含(comprising)」與「由......組成(consisting of)」之間的中間地帶。
連接詞「基本上無(essentially no)」組分或「基本上不含(essentially free)」組分係指基於本發明之蝕刻溶液的總重量，該蝕刻溶液應含有少於1重量%、或少於0.1重量%、或少於0.01重量%、或零重量百分比的該組分。
用語「包含(comprising)」係意欲包括以用語「主要由......組成(consisting essentially of)」及「由......組成(consisting of)」涵蓋之實施例。相同地，用語「主要由......組成(consisting essentially of)」係意欲包括以用語「由......組成(consisting of)」涵蓋之實施例。
當一量、濃度或其他值或參數係給定為一範圍、較佳範圍或一較佳上下限值的列表時，無論該等範圍是否分別揭露，均應理解為具體揭露由任何上限或較佳值與任何下限或較佳值之任何數對所形成之全部範圍。例如，當給出「1至5」的範圍，該給出的範圍應被解釋為包括範圍「1至4」、「1至3」、「1至2」、「1至2及4至5」、「1 至3及5」等類似範圍。凡在本文中給出某一數值之範圍，該範圍旨在包括其端點以及位於該範圍內的所有整數和分數，除非另有所指。
當使用用語「大約(about)」描述一數值或一範圍之端點時，應了解到該揭露內容係包括該指稱之特定值或端點。
再者，除非有明確相反陳述，否則「或(or)」係指涵括性的「或」而非排他性的「或」。例如，以下任何一種情況均滿足條件A「或」B：A為真(或存在)且B為假(或不存在)、A為假(或不存在)且B為真(或存在)、以及A和B皆為真(或存在)。
同時，在本發明之元件或組分之前的不定冠詞「一」在關於該元件或組分的出現數量(即出現次數)方面意為非限制性。因此「一」應理解為包括一或至少一，且該元件或組分的單數詞形亦包括複數，除非該數目顯然是指單數。
本發明之實施方式中所述的本發明實施例包括本文所述的任何其他實施例，彼等可以任何方式組合，且該等實施例中對變數的描述關於本發明之蝕刻溶液及其方法或用途。
本文中之材料、方法及實例僅係說明性質，除非特別說明，否則非意欲為限制本發明。雖然可使用本文所述之方法及材料的類似或均等物來實施或測試本發明，但在此說明合適的方法及材料。
本發明在此詳細描述。本發明提供一種玻璃蝕刻溶液，其包含：(a)約20.1重量%至約25重量%的氫氟酸；(b)約7重量%至約10.5重量%的一有機羧酸； (c)0至約10重量%的硝酸；及(d)約54.5重量%至約72.9重量%的水；其中該重量%係基於該蝕刻溶液之總重量，且前提是該蝕刻溶液基本上不含氟化銨。
本發明亦有關於一種用於切割一玻璃基材的方法，其包含：(i)提供一玻璃基材；(ii)以一保護膜覆蓋該玻璃基材；(iii)圖案化該保護膜以獲得一部分覆蓋的玻璃基材，其中該部分覆蓋的玻璃基材包括一遮蔽區及一暴露區；(iv)以約10℃至約90℃之一蝕刻溶液接觸該部分覆蓋的玻璃基材約1分鐘至約120分鐘；(v)以水沖洗該接觸的玻璃基材；(vi)乾燥該經沖洗的玻璃基材；及(vii)自步驟(vi)之該玻璃基材移除該保護膜，其中步驟(iv)的該蝕刻溶液包含：(a)約20.1重量%至約25重量%的氫氟酸；(b)約7重量%至約10.5重量%的有機羧酸；(c)0至約10重量%的硝酸；及(d)約54.5重量%至約72.9重量%的水；其中該重量%係基於該蝕刻溶液之總重量，且前提是該蝕刻溶液基本上不含氟化銨。
可使用本發明之玻璃蝕刻溶液切割的玻璃基材實例包括以下組成：約55%至79%之二氧化矽(SiO2)、0至約14.2%之氧化鈉(Na2O)、約2.5%至7%之氧化鎂(MgO)、0至約10%之石灰(CaO)、約0.4%至16%之鋁礬土(Al2O3)、0至約12%之氧化硼(B2O3)、0至約1.5%之氧化鋅(ZnO)、0至約6.0%之氧化鋇(BaO)及約12%之氧化鉀(K2O)。玻璃基材較佳可選自鈉-鈣-矽玻璃、矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、氟矽酸鹽玻璃、磷矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼-磷-矽酸鹽玻璃、ZBLAN玻璃、及鉛玻璃。
玻璃基材可藉由所屬技術領域中具有通常知識者熟悉的方法予以強化或回火，諸如經控制的熱或化學處理，參照H.G.Pfaender(1996)“Schott Guide to Glass”,Chapman and Hall。此種藉由強化或回火方法處理的玻璃基材一般被稱為強化玻璃或回火玻璃(本文中可互換地使用)。本發明的強化或回火方法可為經控制的熱或化學處理，其製程條件為所屬技術領域中具有通常知識者所知。該玻璃表面上的壓縮應力係大於65MPa。本發明亦可用於蝕刻非強化玻璃。
玻璃基材可為任何形狀、尺寸、及厚度。玻璃基材可為矩形或正方形。玻璃基材上可具有單層或多層電子組件。玻璃基材較佳為平面玻璃板。玻璃基材可由單層或多層玻璃組成。玻璃基材的厚度依據其應用有所不同。單層玻璃板的厚度較佳約300μm至約2000μm，多層玻璃板的厚度較佳約900μm至約6000μm。
在進行與蝕刻溶液接觸之切割前，玻璃基材可先以保護膜覆蓋。接著圖案化該保護膜以獲得一部分覆蓋的玻璃基材，其中該部分覆蓋的玻璃基材包括一遮蔽區及一暴露區。未覆蓋保護膜的暴露區將接觸該蝕刻溶液且將被切割。在大多數的應用中，未覆蓋保護膜的暴露區係小於覆蓋保護膜的遮蔽區。
本發明使用的保護膜係以抗HF的聚合材料製備。用於保護膜之該等聚合材料的實例包括但不限於聚四氟乙烯(PTFE)、聚醯亞胺(PI)、聚(氯乙烯)(PVC)、聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚丙烯(PP)、全氟磺酸聚合物(PFSA，亦稱為四氟乙烯-全氟-3,6-二氧雜-4-甲基-7-辛烯磺酸共聚物)、或聚乙烯(PE)。保護膜的厚度可自約0.01mm至約0.8mm。
在一實施例中，本發明使用的保護膜為PTFE膜，例如，由E.I.du Pont de Nemours Co.以商標名TEFLON®所販售的PTFE膜。
本發明使用的保護膜可藉由塗布製程黏著至玻璃基材的兩側，該塗布製程包括但不限於塗布、層壓、或鑄製等等。此外，一側上具有黏著劑的保護膜可藉由層壓機或用手附著在玻璃基材的兩側；該黏著劑存在於該保護膜和該玻璃基材之間。較佳地，該黏著劑為抗HF，亦即其不與HF反應或不會被HF降解。此等黏著劑的實例包括但不限於橡膠、聚胺甲酸酯、聚丙烯酸酯、聚環氧化物、或其摻合物。較佳地，本發明使用的黏著劑可以一或多種有機溶劑去除，諸如甲醇、乙醇、丙酮、或甲苯等等。
不管藉由塗布或黏著劑附著，該保護膜應緊密地黏著在玻璃基材上，而且保護膜和玻璃基材之間沒有任何氣泡，以避免蝕刻溶液滲透進不欲蝕刻的區域。
接著圖案化該保護膜以獲得一部分覆蓋的玻璃基材，其中該部分覆蓋的玻璃基材包括被保護膜覆蓋的遮蔽區及將被蝕刻的暴露區。保護膜係藉由切割及移除暴露區上的保護膜、或藉由微影製程予以圖案化。保護膜可藉由刀、滾筒刀片、雷射切割/雕刻機或CNC電漿切割機切割。暴露區可被稱為遮蔽區之間的間隙。間隙寬度一般至少0.1mm，較佳為至少0.3mm，更佳的是至少0.5mm。選擇性地，黏著劑殘留可以一或多種溶劑(諸如甲醇、乙醇、丙酮、或甲苯等等)予以去除。為了得到最佳切割結果，包括遮蔽區與暴露區的圖案化保護膜較佳為對稱且對齊於玻璃基材的兩側。
本發明的方法中所使用的玻璃基材可依照圖案化保護膜的圖案切割成任何類型的形狀。例如，玻璃基材可被切割為矩形、正方形、圓形、彎曲形及特殊角度(見圖2)。玻璃基材可被切割成具有任何類型孔洞的任何類型形狀，例如，具有圓形孔洞的矩形基材或具有矩形孔洞的圓形基材。
在本發明的方法中，前述的部分覆蓋玻璃基材之切開係藉由接觸蝕刻溶液一段足夠長的時間以蝕刻溶解暴露區的玻璃基材。接觸的方法包括所屬領域中具有通常知識者所熟知的浸沒、浸漬、噴灑或其他方法。舉例而言，浸沒部分覆蓋的玻璃基材於含有蝕刻溶液的槽中或噴灑蝕刻溶液於部分覆蓋的玻璃基材上。接觸時間可依照蝕 刻溶液的濃度、接觸方法及玻璃基材的厚度予以調整。一般而言，接觸時間自約1分鐘至約120分鐘不等。接觸溫度可在不改變其他參數下增加以節省接觸時間。考量蝕刻溶液的沸點及操作安全性，該接觸溫度一般係自約10℃至約90℃，且較佳係自室溫至約50℃，其中本發明的室溫依照地理區域可自15℃至25℃不等。
在一實施例中，本發明使用的接觸方法包括浸沒、浸漬、或噴灑。
在噴灑方法之實例中，根據上述步驟所獲得之部分覆蓋玻璃基材可直接放置在滾筒上；或若該玻璃基材係小尺寸(包括切割前或切割後)，則可放置於具有網孔的托座上且接著將該托座放置於滾筒上。將蝕刻溶液以噴灑系統自滾筒上方和下方噴灑到部分覆蓋的玻璃基材上。蝕刻溶液之溫度係約10℃至約90℃，較佳是室溫至約50℃。噴灑時間自約1分鐘至約120分鐘不等。
在接觸蝕刻溶液後，經常會用水充分地沖洗該經切割之玻璃基材至少0.5分鐘。該水可為去離子水。沖洗用水之溫度可自約10℃至約90℃，較佳是自室溫至約50℃。
最後及選擇性地，乾燥該經沖洗的玻璃基材。本發明之方法所使用的乾燥方法係藉由所屬領域具有通常知識者所熟悉的任何方法完成，包括例如熱乾燥(烘箱乾燥)、風乾、強風乾燥、和風扇乾燥。在一實施例中，本發明之方法所使用的乾燥方法係烘箱乾燥或風乾(例如空氣刀)至少0.5分鐘，較佳為以空氣刀乾燥約1分鐘至約 10分鐘。用於乾燥玻璃基材之溫度可自約10℃至約200℃至少0.5分鐘，較佳是自室溫至約120℃。
在乾燥後，該保護膜可用手或用剝離溶液自該經切割之玻璃基材去除。若有需要，黏著劑殘留可以一或多種溶劑去除，諸如甲醇、乙醇、丙酮、或甲苯等等。
本發明所得到的經切割玻璃未呈現以機械切割裝置切割所呈現的玻璃微裂紋。此外，當相較於以先前技術之蝕刻溶液所蝕刻的玻璃，該得到的玻璃具有減少之側邊蝕刻及增加之邊緣角度。
本發明的蝕刻溶液係藉由組合氫氟酸、有機羧酸、選擇性地硝酸及水製備。該蝕刻溶液包含：(a)約20.1重量%至約25重量%的氫氟酸；(b)約7重量%至約10.5重量%的一有機羧酸；(c)0至約10重量%的硝酸；及(d)約54.5重量%至約72.9重量%的水；其中該重量%係基於該蝕刻溶液之總重量，且前提是該蝕刻溶液基本上不含氟化銨。
可使用任何合適的有機羧酸；然而，較佳的有機羧酸包含α-羥基酸，較佳為檸檬酸或羥乙酸，且特別較佳的是羥乙酸。其他合適的有機羧酸包含選自於草酸、乳酸、及丙二酸之材料。
氫氟酸(HF)(CAS號碼：7664-39-3)係市售的水溶液，例如40重量%或49重量%的水溶液，其可購自ECHO Chemical Co.Ltd.(Taiwan)或Sinopharm Chemical Reagent Co.Ltd.(China)。
在本發明的蝕刻溶液中，HF的量係約20.1重量%至約25重量%、較佳為約20.2重量%至約23重量%，其中該重量%係基於蝕刻溶液的總重量。
羥乙酸(GA)(CAS號碼：79-14-1)可為98%或更高純度之化學品或其水溶液，例如由E.I.du Pont de Nemours and Company,Wilmington,DE,USA所銷售之GA水溶液。
在本發明的蝕刻溶液中，有機羧酸(較佳為羥乙酸)的量係約7重量%至約10.5重量%、較佳為約10.5重量%，其中該重量%係基於蝕刻溶液的總重量。
硝酸(HNO3)(CAS號碼：7697-37-2)可為高純度的發煙硝酸或其水溶液，例如70重量%硝酸的水溶液，其可購自ECHO Chemical Co.Ltd.(Taiwan)或Sinopharm Chemical Reagent Co.Ltd.(China)。
在本發明的蝕刻溶液中，硝酸的量係自約0重量%至約10重量%、較佳為約5重量%，其中該重量%係基於蝕刻溶液的總重量。
本發明之蝕刻溶液所使用的所有化學品及其水溶液皆係市售品。當製備蝕刻溶液時，添加酸性組分的順序並非關鍵，但為了安全考量，應將酸性組分添加至水(d)。
在一實施例中，本發明之蝕刻溶液中的酸含量如下：氫氟酸約20.1重量%至約25重量%、羥乙酸約7重量%至約10.5重量%、及硝酸約0至約10重量%。
在第二實施例中，本發明之方法可使用的蝕刻溶液中的酸含量如下：氫氟酸約20.2重量%至約23重量%、羥乙酸約7重量%至約10.5重量%、及硝酸約0重量%至約10重量%。
在第三實施例中，本發明之方法可使用的蝕刻溶液中的酸含量如下：氫氟酸約20.2重量%至約23重量%、羥乙酸約10.5重量%、及硝酸約5重量%。
本文中所述之酸性組分例如氫氟酸、羥乙酸、及硝酸的重量百分比係指純酸而非該酸性組分的水含量。進一步，本發明之蝕刻溶液中的水(d)之重量百分比係指經添加作為剩餘部分以補足該蝕刻溶液的總重量百分比之水，加上該蝕刻溶液之其他組分(a)至(c)(例如氫氟酸水溶液、羥乙酸水溶液及硝酸水溶液)中所包括之任何水。在所有如上定義的實施例中，蝕刻溶液基本上不含氟化銨。
本發明之方法所生產的玻璃基材可用作電子裝置(包括液晶顯示器、手持裝置、平板電腦、行動電話、便攜式媒體播放器、及筆記型電腦顯示器)的蓋玻璃(cover glass)。
本發明提供一種用於切割一玻璃基材的無微裂紋方法，該等微裂紋係呈現於經由機械切割裝置所切割的玻璃上。以本發明之方法切割的玻璃基材相較於以先前技術的蝕刻溶液所切割的玻璃基材具有三個主要好處。第一，本發明之方法具有增加的蝕刻速率而不顯著增加熱釋放且無不良的蝕刻製程控制。第二，本發明之方法產出減少側邊蝕刻的玻璃基材。第三，本發明之方法產出增加邊緣角度的玻璃基材。
實例 測試方法及材料 實例1至3與比較實例1至4使用的材料
玻璃基材：強化鈉鈣玻璃及強化鋁矽酸鹽玻璃。
氫氟酸(HF)：CAS號碼：7664-39-3，49重量%(購自ECHO Chemical Co.Ltd.,Taiwan)。
羥乙酸(GA)：CAS號碼：79-14-1，水溶液(購自The Chemours Company,Wilmington,DE,USA)。
硝酸：CAS號碼：7697-37-2，具有70重量%硝酸之水溶液(購自：ECHO Chemical Co.Ltd.(China))。
保護膜係一側上有丙烯酸類黏著劑之聚四氟乙烯(PTFE)膠帶。該膠帶的厚度係0.1mm(購自3M,St.Paul,MN,USA)。
蝕刻溶液之製備
七種蝕刻溶液(比較實例1、2、3、及4與實例1、2、及3)係藉由混合氫氟酸、羥乙酸、硝酸及水製備。蝕刻溶液之組成係列於表1，以最終溶液中各別氫氟酸、羥乙酸、及硝酸的重量百分比表示，其餘為水。
測試方法1：蝕刻速率測試程序-噴灑
玻璃基材係直接放置於噴灑系統的滾筒上。將每個實例及比較實例的蝕刻溶液以噴灑系統自滾筒上方和下方噴灑到玻璃基材上。蝕刻溶液的溫度係約35℃。未完全切割的玻璃基材在接觸約20分鐘後予以取出，接著以去離子水充分沖洗至少約0.5分鐘。沖洗用水的溫度係約35℃。經沖洗的玻璃藉由空氣刀乾燥約5分鐘。乾燥空氣的溫度係約70℃。
每個玻璃基材之厚度係藉由測微計進行測量以測定相對於各自初始厚度的厚度差異。厚度差異係轉換為以μm/min表示之蝕刻速率且列於表2及表3。
表3鈉鈣玻璃的蝕刻速率
測試方法2：側邊蝕刻及邊緣角度測量
玻璃基材的兩側在接觸蝕刻溶液前係以一側上有丙烯酸類黏著劑之PTFE保護膜藉由層壓機予以覆蓋。保護膜係經雷射切割以形成圖案。保護膜的圖案係對稱且兩側對齊。暴露區上的保護膜係經手動剝離，使將被蝕刻的區域暴露出來。暴露區上所有的黏著劑殘留係以乙醇去除。在所有實例及比較實例中，圖案化後所獲得的部分覆蓋玻璃基材具有兩種不同寬度的間隙-1.5mm及0.9mm(見圖2中的圖案A)。
將部分覆蓋的玻璃基材置於滾筒上。每個比較實例1及2，與實例1、2、及3進行數個測試回合(見表4及表5)。表4及表5記錄每個實例及比較實例之平均蝕刻間隙與側邊蝕刻。邊緣角度係蝕刻表面相較於未蝕刻表面之角度測量。側邊蝕刻係自暴露基材的邊緣(即側視圖的頂點)至未暴露基材的邊緣之距離的測量值。若兩側的側邊蝕刻不同，將較大值記錄為側邊蝕刻(見圖1)。
在每一測試回合中，蝕刻溶液係以噴灑系統自滾筒上方和下方噴灑到玻璃基材上。蝕刻溶液的溫度係約35℃。切割後的玻璃 基材係以去離子水充分沖洗約0.5分鐘。沖洗用水的溫度係約35℃。經沖洗的玻璃基材藉由空氣刀乾燥約2分鐘。乾燥空氣的溫度係約70℃。根據測試方法1所測定的蝕刻速率來調整切開玻璃基材的蝕刻時間。
經切割之玻璃基材的橫斷面影像係由顯微鏡拍攝(Olympus，型號：BX-RLA2，軟體：影像測量工具)，以測量並記錄側邊蝕刻及蝕刻角度且列於表4及表5。結果如下表4及表5所示。
雖然本發明已經在典型的實施例中說明及描述，其並非意欲限制本發明於所示的細節，因為在不脫離本發明的精神下進行各 種修飾和替換是可能的。因此，本文所揭示的本發明之修飾及均等物可由所屬技術領域中具有通常知識者不需使用常規實驗以外的技術即可發生，且所有此類修飾及均等物被認為是在由以下申請專利範圍所定義之本發明的精神和範圍內。
實例4至7使用的材料
氫氟酸(HF)：CAS號碼7664-39-3，49%(購自Honeywell)
羥乙酸(GA)：CAS號碼79-14-1，70%(購自The Chemours Company)
硝酸(NA)：CAS號碼7697-37-2，67%
檸檬酸(CA)：CAS號碼5949-29-1，99%(EMD Millipore)
草酸(OA)：CAS號碼6153-56-6，99.8%(購自EMD Millipore)
乳酸(LA)：CAS號碼7732-18-5，88%(購自Acros Organics)
蝕刻溶液之製備
蝕刻溶液之組成係列於表6，以最終溶液中各別氫氟酸、羥乙酸、硝酸、檸檬酸、草酸及乳酸的重量百分比表示，其餘為水。
測試方法1：蝕刻速率測試程序-噴灑
玻璃基材係直接放置於噴灑系統的滾筒上。將每個實例的蝕刻溶液以噴灑系統自滾筒上方和下方噴灑到玻璃基材上。蝕刻溶液的溫度係約30℃。未完全切割的玻璃基材在接觸約20分鐘後予以取出，接著以去離子水充分沖洗至少約0.5分鐘。沖洗用水的溫度係約30℃。經沖洗的玻璃藉由空氣刀乾燥約5分鐘。乾燥空氣的溫度係約70℃。
每個玻璃基材之厚度係藉由測微計進行測量以測定相對於各自初始厚度的厚度差異。厚度差異係轉換為以μm/min表示之蝕刻速率且列於表7。
測試方法2：側邊蝕刻及邊緣角度測量
玻璃基材的兩側在接觸蝕刻溶液前係以一側上有丙烯酸類黏著劑之PTFE保護膜藉由層壓機予以覆蓋。保護膜係經雷射切割以形成圖案。保護膜的圖案係對稱且兩側對齊。暴露區上的保護膜係經手動剝離，使將被蝕刻的區域暴露出來。暴露區上所有的黏著劑殘 留係以乙醇去除。在所有實例中，圖案化後所獲得的部分覆蓋玻璃基材具有兩種不同寬度的間隙-1.5mm及0.9mm(見圖2中的圖案A)。
將部分覆蓋的玻璃基材置於滾筒上。每個實例4至7進行數個測試回合(見表8)。表8記錄每個實例之平均蝕刻間隙與側邊蝕刻。邊緣角度係蝕刻表面相較於未蝕刻表面所形成之角度。側邊蝕刻係自暴露基材的邊緣(即側視圖的頂點)至未暴露基材的邊緣之距離的測量值。若兩側的側邊蝕刻不同，將較大值記錄為側邊蝕刻(見圖1)。
在每一測試回合中，蝕刻溶液係以噴灑系統自滾筒上方和下方噴灑到玻璃基材上。蝕刻溶液的溫度係約30℃。切割後的玻璃基材係以去離子水充分沖洗約0.5分鐘。沖洗用水的溫度係約30℃。經沖洗的玻璃基材藉由空氣刀乾燥約2分鐘。乾燥空氣的溫度係約70℃。根據測試方法1所測定的蝕刻速率來調整切開玻璃基材的蝕刻時間。
經切割之玻璃基材的橫斷面影像係由顯微鏡拍攝(Olympus，型號：BX-RLA2，軟體：影像測量工具)，以測量並記錄側邊蝕刻及蝕刻角度且列於表8。
由實例4至7可知，減少的側邊蝕刻及增加的邊緣角度使得有機羧酸的使用極具價值。即使在高濃度HF下，蝕刻仍大幅提高至每分鐘90微米的蝕刻速率。

Claims (12)

  1. 一種蝕刻溶液，其包含：(a)約20.1重量%至約25重量%的氫氟酸；(b)約7重量%至約10.5重量%的一有機羧酸；(c)0至約10重量%的硝酸；及(d)約54.5重量%至約72.9重量%的水；其中該重量%係基於該蝕刻溶液之總重量，且前提是該蝕刻溶液基本上不含氟化銨。
  2. 如請求項1之蝕刻溶液，其中該蝕刻溶液包含約20.2重量%至約23重量%的該氫氟酸。
  3. 如請求項1之蝕刻溶液，其中該蝕刻溶液包含約10.5重量%的該有機羧酸。
  4. 如請求項1之蝕刻溶液，其中該蝕刻溶液包含約5重量%的該硝酸。
  5. 如請求項1之蝕刻溶液，其中該有機羧酸包含一α-羥基酸。
  6. 如請求項5之蝕刻溶液，其中該α-羥基酸包含選自由檸檬酸及羥乙酸所組成之群組的一材料。
  7. 如請求項6之蝕刻溶液，其中該α-羥基酸包含羥乙酸。
  8. 如請求項1之蝕刻溶液，其中該有機羧酸包含選自由草酸、檸檬酸、丙二酸、乳酸、及羥乙酸所組成之群組的一材料。
  9. 一種蝕刻溶液，其包含：(a)約20.1重量%至約25重量%的氫氟酸； (b)約7重量%至約10.5重量%的羥乙酸；(c)0至約10重量%的硝酸；及(d)約54.5重量%至約72.9重量%的水；其中該重量%係基於該蝕刻溶液之總重量。
  10. 如請求項9之蝕刻溶液，其中該蝕刻溶液包含約20.2重量%至約23重量%的該氫氟酸。
  11. 如請求項9之蝕刻溶液，其中該蝕刻溶液包含約10.5重量%的該羥乙酸。
  12. 如請求項9之蝕刻溶液，其中該蝕刻溶液包含約5重量%的該硝酸。
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