TWI595077B

TWI595077B - 蝕割玻璃基材的方法

Info

Publication number: TWI595077B
Application number: TW102131633A
Authority: TW
Inventors: 呂勇軍; 李泰城
Original assignee: 杜邦股份有限公司
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2017-08-11
Also published as: JP2014070017A; JP6342636B2; CN103693855A; KR102151997B1; KR20140041349A; TW201425538A

Description

蝕割玻璃基材的方法

本發明係關於一種用於蝕割一玻璃基材之方法，其採用一種由氫氟酸、羥乙酸及硝酸(可選)組成的蝕割溶液。

韌化或回火玻璃係一種通過受控熱處理或化學處理加工用以增強其與普通玻璃相比之強度的玻璃。由於其安全性和強度，韌化玻璃被用於各種苛刻應用，包括電子設備、客車車窗、淋浴門、建築玻璃門和桌、冰箱托盤、防彈玻璃、潛水面罩及各種盤碟和炊具之元件。韌化玻璃可針對用作電子設備之玻璃蓋板的薄度、亮度和抗衝擊性進行綜合設計，這些電子設備包括液晶顯示幕、手持設備、平板電腦、行動電話、可擕式媒體播放器和膝上電腦顯示幕。

大尺寸的韌化玻璃基材必須切削成較小尺寸以符合目標應用之要求，且一經韌化便無法再次加工。機械切削係最為普通的玻璃切削方法。機械切削產量低，因為韌化玻璃在切削時容易破碎，且在韌化玻璃之切緣處將產生細微裂紋。切緣處的細微裂紋降低了玻璃的強度，因此，打磨切緣或對表面施壓時會導致破碎。

化學蝕割是一種有前景的可選方案，用以將大尺寸的韌化玻璃切削成小塊面板，某些部分在切削時覆有保護膜，而其餘部分則暴露於蝕割溶液中。氫氟酸(HF)係目前用於玻璃之化學蝕割的化學物質之一；然而，在應用中存在一些關鍵問題。例如，低濃度的氫氟酸導致腐蝕速率慢、切緣(或緣角)尖銳和側面腐蝕嚴重，這些均不利於電子設備之製造。高濃度氫氟酸導致腐蝕速率增加，但放熱也增加，且腐蝕製程不易控制。腐蝕速率係一給定時間間隔內除去的基材(厚度)量之量度。緣角係腐蝕表面與未腐蝕表面相比之角量度。側面腐蝕係暴露基材邊緣(即，側視圖之頂點)至未暴露基材邊緣之距離量度。如果兩個側面具有不同的側面腐蝕，較大值將上報為側面腐蝕。對於韌化玻璃的大多數應用，較佳的是增加緣角，同時減少蝕割玻璃之側面腐蝕。

美國專利第2010/0239818號專利申請案披露了一種矽基材之飾紋方法和一種製造矽基材之腐蝕方法。所披露之方法包含：a)使基材接觸包含羥乙酸之腐蝕液；b)藉此腐蝕基材之表面；c)在該基材表面形成破裂；及d)除去腐蝕液以生成飾紋基材。所披露之方法之請求項為用於製造光伏和電子產品的厚度為2至5μm的矽基材之飾紋，而不是厚度為數百或數千微米的玻璃基材之切削。

美國專利第8,043,525號專利披露了一種濕法腐蝕液，該濕法腐蝕液包括氟化氫(0.1~10%，按重量計算)、氟化銨(0.1~10%，按重量計算)、有機酸(30~50%，按重量計算)、乙醇(30~50%，按重量計算)和水。所披露之濕法腐蝕液對用於半導體設備和顯示幕設備的金屬矽化物顯示出的氧化物選擇性有所提高。其主要目的是選擇性地腐蝕金屬矽化物和摻磷矽玻璃，但其不適用於切削韌化玻璃。

總之，儘管有多種方法用於切削韌化玻璃，在切削韌化玻璃基材時仍需要提高腐蝕速率、增加緣角並減少側面腐蝕，同時不會過度放熱。

本發明提供一種用於切削一玻璃基材之方法，包含：(i)提供一玻璃基材；(ii)用一保護膜覆蓋該玻璃基材；(iii)使保護膜構成圖案以獲得一部分覆蓋之玻璃基材，其中，該部分覆蓋之玻璃基材包括一遮蔽區和一暴露區；(iv)使該部分覆蓋之玻璃基材接觸一溫度為約10℃至約90℃之蝕割溶液約1分鐘至約120分鐘；(v)用水清洗接觸過的玻璃基材；(vi)乾燥清洗過的玻璃基材；以及(vii)除去步驟(vi)中玻璃基材上的保護膜，其中，步驟(iv)中的蝕割溶液包含：(a)重量百分比為約10.1%至約20%的氫氟酸；(b)重量百分比為約5%至約20%的羥乙酸；(c)重量百分比為0至約30%的硝酸；以及(d)重量百分比為約30%至約84.9%的水；其中，重量百分比基於蝕割溶液的總重量，且其限制條件是蝕割溶液基本不含氟化銨。

本發明亦關於一玻璃基材，其中，該玻璃基材用上述方法蝕割，與只含有氫氟酸的腐蝕液蝕割之玻璃基材相比，減少了側面腐蝕且增加了緣角。

參閱以下說明、實例和附加的請求項，本發明的各種其他特徵、情形和優點將更加明顯。

10‧‧‧腐蝕過的玻璃基材之橫截面

12‧‧‧膜

14‧‧‧玻璃基材

16‧‧‧緣角

18‧‧‧側面腐蝕

20‧‧‧玻璃基材

22‧‧‧遮蔽區

24‧‧‧玻璃基材

26‧‧‧遮蔽區

圖1示出了一蝕割過的玻璃基材之一橫截面之視圖。

圖2A示出了一部分覆蓋飾紋保護膜的玻璃基材之一種圖案之視圖。

圖2B示出了一部分覆蓋飾紋保護膜的玻璃基材之第二種圖案之視圖。

若未特別指明，本文所提及的所有公開文獻、專利申請案、專利及其它參考文獻，系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術語均與本發明所屬技術領域具有一般知識者所通常理解的意義相同。在發生衝突的情況下，以包括定義在內之本說明書為准。

除非另有說明，所有百分比、部分、比例等皆以重量計。

如本文中所用者，術語「由……製成」(produced from)與「包含」(comprising)同義。如本文中所用者，術語「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，含有清單列出的複數元素的一組合物、製程、方法、製品或裝置不一定僅限於清單上所列出的這些元素而已，而是可以包括未明確列出但卻是該組合物、製程、方法、製品或裝置固有的其他元素。

連接詞「由……所組成」(consisting of)排除任何未具體說明之元件、步驟或成分。若是在申請專利範圍中出現，則此類詞語會使申請專利範圍不包含所敍述者以外的物料，除非為一般與其有關的雜質。當連接詞「由……組成」(consisting of)出現在一個請求項的主體子句中，而不是立刻緊接著前言，則該連接詞只限定在該子句中出現的元素；其他元素總體上不會從申請專利範圍中被排除。

連接詞「主要由……...組成」(consisting essentially of)係用於界定一組成物、方法或裝置，其包括明文所述者以外之物料、步驟、特徵、組分或元件，其限制條件是這些額外之物料、步驟、特徵、組分或元件不會顯著影響所主張發明之基本與新穎特徵。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「基本無」(essentially no)組分或「基本不含」(essentially free)組分係指本發明之蝕割溶液應含有基於蝕割溶液總重量之重量百分比小於1%或小於0.1%或小於0.01%或0之組分。

用語「包含」(comprising)意欲包括用語「主要由……組成」(consisting essentially of)與「由……組成」(consisting of)所包括之實施例。同樣地，用語「主要由……組成」(consisting essentially of)意欲包括用語「由……組成」(consisting of)所包括之實施例。

當一量、濃度、或其他數值或參數系給出為一範圍、較佳範圍或一上較佳值與一下較佳值之列舉時，應將其理解為特定揭露由任何範圍上限或較佳值與任何範圍下限或較佳值之任何配對所形成之所有範圍，無論該些範圍是否分別揭露。例如，當敍述一範圍為「1至5」時，所敍述之範圍應被理解為包括範圍「1至4」、「1至3」、「1至2」、「1至2與4至5」、「1至3與5」等等。若本說明書中敍述一數值範圍，則除非另有說明，該範圍意欲包括其端點以及該範圍內的所有整數和小數。

當使用用語「大約」於描述一數值或一範圍之端點時，應瞭解到該揭露內容係包括該特定值或所提出之端點。

此外，除非另有明確說明，「或」意指一包括性的「或」而非指一排除性的「或」。例如，一條件A「或」B系滿足於下述情況之任何一種：A成立(或存在)且B不成立(或不存在)、A不成立(或不存在)且B成立(或存在)以及A和B兩者皆成立(或存在)。

同樣地，位於本發明之元素或成份之前的不定冠詞「一」及「一個」旨在非限制性地說明該元素或成份的實例數目(即出現數)。因此「一」或「一個」應理解為包括一個或至少一個，且該元素或成分的單數詞形也包括複數，除非該數目顯然是指單數。

實施方式中所敍述的本發明實施例包括本文所敍述的可以任何方式組合的任何其他實施例，且實施例中的變型說明涉及本發明的蝕割溶液及其方法或用途。

本文中之物料、方法及實例僅系說明性質，除非特別說明，否則非意欲為限制本發明。儘管可用類似或等效於本文所述的方法或物料來實施或測試本發明，然本文所敘者為適當的方法及物料。

本發明將在下文進行詳細闡述。本發明涉及一種用於切削一玻璃基材之方法，包含：(i)提供一玻璃基材；(ii)用一保護膜覆蓋該玻璃基材；(iii)使保護膜構成圖案以獲得一部分覆蓋之玻璃基材，其中，該部分覆蓋之玻璃基材包括一遮蔽區和一暴露區；(iv)使該部分覆蓋之玻璃基材接觸一溫度為約10℃至約90℃之蝕割溶液約1分鐘至約120分鐘；(v)用水清洗接觸過的玻璃基材； (vi)乾燥清洗過的玻璃基材；以及(vii)除去步驟(vi)中玻璃基材上的保護膜，其中，步驟(iv)中的蝕割溶液包含：(a)重量百分比為約10.1%至約20%的氫氟酸；(b)重量百分比為約5%至約20%的羥乙酸；(c)重量百分比為0至約30%的硝酸；以及(d)重量百分比為約30%至約84.9%的水；其中，重量百分比基於蝕割溶液的總重量，且其限制條件是蝕割溶液基本不含氟化銨。

本發明中玻璃基材的主要成分是矽石(SiO₂，約55%至79%)、氧化鈉(Na₂O，2%至約14.2%)、氧化鎂(MgO，約2.5%至7%)、石灰(CaO，約10.0%)、礬土(Al₂O₃，約0.4至16%)、氧化硼(B₂O₃，0至約12%)、氧化鋅(ZnO，0至約1.5%)、氧化鋇(BaO，0至約6.0%)和氧化鉀(K₂O，約12%)。本發明中所用的玻璃基材的較佳選擇是鈉鈣矽玻璃、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玻璃和鉛玻璃。

本發明中所用的玻璃基材可通過擅長該領域者熟知的方法進行韌化或回火，例如受控熱處理或化學處理，如H.G.Pfaender(1996)「Schott Guide to Glass」,Chapman and Hall中所述。通過韌化或回火方法處理過的該玻璃基材通常被稱為韌化玻璃或回火玻璃(在本文中可互換使用)。本發明中的韌化或回火方法可為受控熱處理或化學處理，其處理條件為擅長該領域者所熟知。玻璃表面上壓應力大於65MPa。本發明還用於蝕割非韌化玻璃。

本發明中的玻璃基材可為任何形狀、尺寸和厚度。玻璃基材可為長方形或正方形。玻璃基材上可有單層或多層電子元件。本發明中較佳的玻璃基材是一平板玻璃。玻璃基材可由單層或多層玻璃組成。玻璃基材的厚度可視其應用而有所不同。單層玻璃板的較佳厚度為約300μm至約2000μm，而多層玻璃板的較佳厚度為約900μm至約6000μm。

本發明中所用的玻璃基材在與一蝕割溶液接觸之前覆蓋有一保護膜。然後，保護膜構成圖案以獲得一部分覆蓋之玻璃基材，其中，該部分覆蓋之玻璃基材包括一遮蔽區和一暴露區。未被保護膜覆蓋的暴露區將接觸蝕割溶液而被切削。在大多數應用中，未被保護膜覆蓋的暴露區小於被保護膜覆蓋的遮蔽區。

本發明中所用的保護膜由抗氫氟酸的聚合物料製成。用於該保護膜的這種聚合物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，也稱為四氟乙烯-全氟-3,6-二氧-4-甲基-7-辛烯-磺酸共聚物)或聚乙烯(PE)。該保護膜的厚度可為約0.01mm至約0.8mm。

在一個實施例中，本發明中所用的保護膜為一PTFE膜，例如，杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)銷售的一PTFE膜，其商標名為TEFLON^®。

本發明中所用的保護膜可通過一種塗覆工藝黏附於玻璃基材的兩側，這種塗覆工藝包括但不限於塗覆、層壓或鑄造等。此外，一側帶有黏合劑的保護膜可通過一層壓機或手附著於玻璃基材的兩側；黏合劑處於保護膜與玻璃基材之間。較佳的是，黏合劑具有抗氫氟酸特性，即，其不會與氫氟酸發生反應而被氫氟酸降解。這種黏合劑的實例包括但不限於橡膠、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚環氧化物或其等摻合物。較佳的是，本發明中所用的黏合劑可用一種或多種有機溶劑除去，例如，甲醇、乙醇、丙酮或甲苯等。

不管用塗覆工藝還是用黏合劑，保護膜都應緊緊地黏附於玻璃基材上使保護膜與玻璃基材之間不產生任何氣泡，以免蝕割溶液滲入非意欲進行蝕割的區域。

然後，保護膜構成圖案以獲得一部分覆蓋之玻璃基材，其中，該部分覆蓋之玻璃基材包括被保護膜覆蓋的遮蔽區和意欲進行蝕割的暴露區。通過切削和除去暴露區上的保護膜或一微影術製程使保護膜構成圖案。保護膜可用一刀、一滾軸刀片、一鐳射切削/雕刻機或一數控等離子切削機進行切削。例如，圖2A示出了一玻璃基材(20)上保護膜的一種圖案，表示為圖案A。暴露區可視作遮蔽區(22)之間的間隙。間隙的寬度一般為至少0.1mm，較佳的是至少0.3mm，更佳的是至少0.5mm。圖2A示出了寬度為1.2mm的一間隙和寬度為0.7mm的另一間隙。而另一實例圖2B示出了一玻璃基材(24)上保護膜的一種不同圖案，表示為圖案B，具有多個遮蔽區(26)。根據情況，黏合劑殘餘物可用一種或多種溶劑除去(例如，甲醇、乙醇、丙酮或甲苯等)。為了獲得最佳的切削效果，對於包括遮蔽區和暴露區的構成圖案的保護膜，較佳的是對稱且對準地排列於玻璃基材的兩側。

視構成圖案的保護膜的圖案而定，本發明的方法中所用的玻璃基材可被切削成任何形狀。玻璃基材可被切削成長方形、正方形、圓形、曲形及特殊角度(參見圖2A和2B)。玻璃基材可被切削成具有任何孔型的任何形狀，例如，一長方形基材上有一圓形孔或一圓形基材上有一長方形孔。

在本發明的方法中，前述的部分覆蓋之玻璃基材通過接觸一蝕割溶液一段足以腐蝕溶解暴露區的玻璃基材的時間而被切開。接觸方法包括浸沒、浸蘸、噴塗或擅長該領域者熟知的其他方法。例如，浸沒部分覆蓋之玻璃基材到含有一蝕割溶液的一槽中或噴塗一蝕割溶液於部分覆蓋之玻璃基材上。視蝕割溶液的濃度、接觸方法和玻璃基材的厚度而定，可調整接觸時間。一般地，接觸時間的範圍為約1分鐘至約120分鐘。在不改變其他參數的條件下可增加接觸溫度以減少接觸時間。考慮到蝕割溶液的沸點和操作安全性，接觸溫度一般為約10℃至約90℃，較佳的是室溫至約50℃，其中，本發明的室溫可為15℃至25℃(視地理區域而定)。

在一個實施例中，本發明所用的接觸方法包括浸沒、浸蘸或噴塗。

按照噴塗方法的一個實例，根據上述步驟獲得的部分覆蓋之玻璃基材可直接地置於一滾軸上；或置於一帶有網篩的支座上，而支座置於滾軸上，如果玻璃基材尺寸小的話(包括切削之前或之後的情形)。蝕割溶液噴塗於部分覆蓋之玻璃基材上，其方式是用一噴塗系統從滾軸的上方和下方進行噴塗。蝕割溶液的溫度為約10℃至約90℃，較佳的是室溫至約50℃。噴塗時間的範圍為約1分鐘至約120分鐘。

在接觸蝕割溶液之後，必須用水充分地清洗切削過的玻璃基材至少0.5分鐘。水可為去離子水。清洗水的溫度可為約10℃至約90℃，較佳的是室溫至約50℃。

最後，乾燥清洗過的玻璃基材。本發明的方法中所用的乾燥通過擅長該領域者熟知的任何方式完成，例如，包括烘乾(烤箱烤乾)、風乾、強制風乾和風機風乾。在一個實施例中，本發明的方法中所用的乾燥法為烤箱烤乾或風乾(例如，氣刀)至少0.5分鐘，較佳的是，用氣刀乾燥約1分鐘至約10分鐘。玻璃基材的乾燥溫度可為約10℃至約200℃至少0.5分鐘，較佳的是室溫至約120℃。

乾燥之後，保護膜可用手從切削過的玻璃基材上除去。如需要，黏合劑殘餘物可用一種或多種溶劑除去(例如，甲醇、乙醇、丙酮或甲苯等)。

本發明中所產生的切削過的玻璃不會顯示出用機械切削設備對玻璃進行切削所顯示出的細微裂紋。此外，與用只含有氫氟酸的腐蝕液蝕割的玻璃相比，所產生的玻璃減少了側面腐蝕並增加了緣角。例如，一腐蝕過的玻璃基材的一橫截面在圖1中示為 (10)。玻璃基材(14)用膜(12)在兩側進行保護。減少的側面腐蝕(18)和增加的緣角(16)也同時顯示。

本發明的方法中所用的蝕割溶液通過組合氫氟酸、羥乙酸、硝酸(可選)和水製備而成。該蝕割溶液包含：(a)重量百分比為約10.1%至約20%的氫氟酸；(b)重量百分比為約5%至約20%的羥乙酸；(c)重量百分比為0至約30%的硝酸；以及(d)重量百分比為約30%至約84.9%的水；其中，重量百分比基於蝕割溶液的總重量，且其限制條件是蝕割溶液基本不含氟化銨。

氫氟酸(HF)，CAS編號：7664-39-3，可在市場上買到其水溶液，例如，重量百分比為40%或49%的水溶液，可從景明化工股份有限公司(臺灣)或國藥集團化學試劑有限公司(中國)購買。

在本發明的蝕割溶液中，氫氟酸的量是重量百分比為約10.1%至約20%，較佳的是重量百分比為約12%至約18%，其中，重量百分比基於蝕割溶液的總重量。

羥乙酸(GA)，CAS編號：79-14-1，可為一純度為98%或更高的化學物質或其水溶液，例如，位於美國特拉華州威爾明頓市的杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)銷售的羥乙酸水溶液，其商標名為Glyclean^® PV，其中，羥乙酸量為70重量%。

在本發明的蝕割溶液中，羥乙酸的量是重量百分比為約5%至約20%，較佳的是重量百分比為約5%至約15%，其中，重量百分比基於蝕割溶液的總重量。

硝酸(HNO₃)，CAS編號：7697-37-2，可為高純度的發煙硝酸或其水溶液，例如，重量百分比為70%的硝酸水溶液，可從景明化工股份有限公司(臺灣)或國藥集團化學試劑有限公司(中國)購買。

在本發明的蝕割溶液中，硝酸的量是重量百分比為0至約30%，較佳的是重量百分比為約5%至約15%，其中，重量百分比基於蝕割溶液的總重量。

本發明的蝕割溶液中所用的所有化學物質及其水溶液都可在市場上買到。當製備蝕割溶液時，酸組分的添加順序並非關鍵所在，但出於安全性考慮，酸組分應添加到水(d)中。

在一個實施例中，本發明的方法中所用的蝕割溶液中酸的量如下：氫氟酸為重量百分比約10.1%至約20%，羥乙酸為重量百分比約5%至約20%，硝酸為重量百分比0至約30%。

在第二個實施例中，本發明的方法中所用的蝕割溶液中酸的量如下：氫氟酸為重量百分比約12%至約18%，羥乙酸為重量百分比約5%至約15%，硝酸為重量百分比5%至約15%。

在第三個實施例中，本發明的方法中所用的蝕割溶液中酸的量如下：氫氟酸為重量百分比約10.1%至約20%，羥乙酸為重量百分比約5%至約20%。

在第四個實施例中，本發明的方法中所用的蝕割溶液中酸的量如下：氫氟酸為重量百分比約12%至約18%，羥乙酸為重量百分比約5%至約15%。

本文中所述的酸組分(例如，氫氟酸、羥乙酸和硝酸)的重量百分比意指純酸，而非酸組分的含水量。此外，本發明的蝕割溶液中水(d)的重量百分比意指作為平衡蝕割溶液的總重量百分比的其餘添加的水，以及蝕割溶液的其他組分(a)-(c)(例如，氫氟酸水溶液、羥乙酸水溶液和硝酸水溶液)中包括的任何水。在上述所有實施例中，蝕割溶液基本不含氟化銨。

本發明的方法中所產生的玻璃基材被用作電子設備的玻璃蓋板，包括液晶顯示幕、手持設備、平板電腦、行動電話、可擕式媒體播放器和膝上電腦顯示幕。

本發明提供一種用於切削一玻璃基材之方法，但不會產生通過機械切削設備對玻璃進行切削所顯示出的細微裂紋。其中，與用只含有氫氟酸的蝕割溶液切削過的玻璃基材相比，用本發明的方法切削過的玻璃基材具有三個主要優點：第一，本發明的方法增加了腐蝕速率，但不會增加放熱及不易控制之腐蝕製程。第二，本發明的方法產生的玻璃基材減少了側面腐蝕。第三，本發明的方法產生的玻璃基材增加了緣角。本發明所產生的蝕割玻璃具有的這些優點更受歡迎。

實例測試方法及物料物料

玻璃基材：由鈉鈣矽玻璃板製成的一韌化玻璃，尺寸為30cm×40cm，厚度為0.7mm或1.1mm，由康寧公司(Corning)製造。

氫氟酸(HF)：CAS編號：7664-39-3，重量百分比為49%，從景明化工股份有限公司(臺灣)購買。

羥乙酸(GA)：CAS編號：79-14-1，重量百分比為70%(GLYCLEAN® PV)，從位於美國特拉華州威爾明頓市的杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)購買。

硝酸：CAS編號：7697-37-2，重量百分比為70%的硝酸水溶液，購買於：景明化工股份有限公司(中國)。

保護膜為一側帶有丙烯酸酯黏合劑的聚四氟乙烯(PTFE)條。該條的厚度為0.1mm，從位於美國明尼蘇達州聖保羅市的3M公司(明尼蘇達礦業製造公司)購買。

蝕割溶液的製備

用混合氫氟酸、羥乙酸、硝酸和水的方法製備蝕割溶液。表1和2按照最終溶液中每一組分的重量百分比列出了蝕割溶液的成分。

測試方法1：腐蝕速率測試程序-噴塗

玻璃基材(厚度為0.70mm)被直接置於一噴塗系統的滾軸上。蝕割溶液用噴塗系統從滾軸的上方和下方噴塗到玻璃基材上。蝕割溶液的溫度為35℃。在接觸20分鐘之後，未完全切削的玻璃基材被取出，然後用去離子水充分地清洗至少0.5分鐘。清洗水的溫度為35℃。清洗過的玻璃用氣刀乾燥5分鐘。乾燥空氣的溫度為70℃。

每一玻璃基材的厚度用一測微計測量，以確定相對於各初始厚度的厚度差。厚度差被轉換成用μm/min表示的腐蝕速率並列於表1中。

測試方法2：側面腐蝕和緣角測量

在接觸蝕割溶液之前，玻璃基材(厚度為0.70mm)的兩側用一層壓機覆蓋一側帶有丙烯酸酯黏合劑的聚四氟乙烯(PTFE)保護膜。該保護膜用刀切削以構成一圖案。保護膜的圖案對稱且對準地排列於兩側。暴露區的保護膜用手剝離，從而暴露意欲腐蝕的區域。暴露區中所有黏合劑殘餘物用乙醇除去。在所有實例和對照實例中，構成圖案之後獲得的部分覆蓋之玻璃基材分別具有寬度不同(1.20mm和0.70mm)的兩個間隙(參見圖2中的圖案A)。

該部分覆蓋之玻璃基材被置於一帶有網篩的支座上以支承小尺寸的玻璃基材，然後，支座置於一滾軸上。蝕割溶液用一噴塗系統從滾軸的上方和下方噴塗到玻璃基材上。蝕割溶液的溫度為約35℃。切削之後的玻璃基材用去離子水充分地清洗0.5分鐘。清洗水的溫度為35℃。清洗過的玻璃基材用氣刀乾燥2分鐘。乾燥空氣的溫度為約70℃。根據測試方法1所確定的腐蝕速率，調整腐蝕時間以切開玻璃基材。

切削過的玻璃基材的橫截面的影像用顯微鏡拍攝(奧林巴斯，型號：BX-RLA2，軟體：影像測量工具)，以測量和記錄側面腐蝕和緣角並列於表1中。

測試方法3：腐蝕速率測試程序-浸沒

玻璃基材(厚度為1.1mm)被置於一含有蝕割溶液(200mL)的250mL燒杯中，並在室溫下攪拌10分鐘至30分鐘。在腐蝕製程中，該腐蝕液的溫度從室溫增加到約30-50℃。腐蝕時間控制在玻璃基材不會被切開的範圍內。在腐蝕並用氣槍在溫度為約70℃下乾燥之後，用水清洗玻璃基材至少0.5分鐘。每一玻璃基材的厚度用一測微計測量，以確定相對於各初始厚度的厚度差。厚度差被轉換成用μm/min表示的腐蝕速率並列於表2中。

實例1

實例1使用一含有氫氟酸和羥乙酸的蝕割溶液，其量列於表1中。玻璃基材根據測試方法1和2進行測試。腐蝕速率、側面腐蝕和緣角的結果列於表1中。

實例2

實例2的進行與實例1類似，使用一含有氫氟酸、羥乙酸和硝酸的蝕割溶液。玻璃基材根據測試方法1和2進行測試。腐蝕速率、側面腐蝕和緣角的結果列於表1中。

對照實例A

對照實例A的進行與實例1和2類似，使用一僅含有氫氟酸的蝕割溶液。基材根據測試方法1和2進行測試。腐蝕速率、側面腐蝕和緣角的結果列於表1中。

與使用只含有氫氟酸的蝕割溶液的對照實例A相比，實例1和2顯示的腐蝕速率明顯增加。實例1使用含有氫氟酸和羥乙酸的蝕割溶液，顯示出的腐蝕速率增加了12%。此外，與對照實例A的腐蝕速率相比，實例2使用含有氫氟酸、羥乙酸和硝酸的蝕割溶液，顯示出的腐蝕速率顯著地增加了60%。

對於0.70mm較窄間隙(即，玻璃基材的暴露區)的基材，與對照實例A的側面腐蝕相比，實例1的側面腐蝕減少了32%；而實例2的側面腐蝕減少了37%。

對於1.20mm較寬間隙(即，玻璃基材的暴露區)的基材，與對照實例A的側面腐蝕相比，實例1的側面腐蝕減少了23%；而實例2的側面腐蝕減少了15%。

對於0.70mm較窄間隙(即，玻璃基材的暴露區)的基材，與對照實例A相比，實例1和2的緣角都增加了20%。

對於1.20mm較寬間隙(即，玻璃基材的暴露區)的基材，與對照實例A相比，實例1和2的緣角都增加了19%。

實例3-11

實例3-11中所用的蝕割溶液中每一組分的量都列於表2中。單塊玻璃基材被浸沒到實例3-11的對應的蝕割溶液中。腐蝕速率根據測試方法3測定。結果列於表2中。

對照實例B至E

對照實例B、C和E分別重複實例3、4和8的步驟，只是各蝕割溶液中不包括羥乙酸。對照實例D使用的蝕割溶液含有重量百分比為20%的氫氟酸。腐蝕速率根據測試方法3測定。結果列於表2中。

實例3使用含有氫氟酸和羥乙酸的蝕割溶液，與使用的蝕割溶液只含有相同濃度的氫氟酸的對照實例B相比，顯示出的腐蝕速率增加了21%。

實例4至7使用含有氫氟酸和不同濃度的羥乙酸的蝕割溶液，與使用的蝕割溶液只含有相同濃度的氫氟酸的對照實例C相比，顯示出的腐蝕速率增加了12.6%至35.4%。

對照實例D使用20%的氫氟酸溶液，確實顯示出增加的腐蝕速率，但產生的高溫導致腐蝕製程不易控制，因此，其並非理想情形。

實例8使用含有氫氟酸、羥乙酸和硝酸的蝕割溶液，與使用的蝕割溶液含有相同濃度的氫氟酸和硝酸的對照實例E相比，顯示出的腐蝕速率略微增加了3%，且製程較易控制。

實例9至11使用含有不同濃度的氫氟酸、羥乙酸和硝酸的蝕割溶液，與使用的蝕割溶液只含有氫氟酸的對照實例C相比，也顯示出增加的腐蝕速率。

本發明提供了一種用於切削玻璃(尤其是韌化玻璃)之方法，令人意外地是，與當今使用的已知方法相比，這種方法不僅快速(腐蝕速率較高)，而且增加了緣角且減少了側面腐蝕。

雖然本發明已用典型實施例進行闡述和說明，但其並非只限於已顯示的實施方式，因為各種修改和置換均有可能，只要不背離本發明的精神。照此，擅長該領域者利用常規實驗均可對本文中披露的發明提出修改和等同實施例，所有這種修改和等同實施例均被認為處於以下申請專利範圍所述的發明精神和範圍內。

10‧‧‧腐蝕過的玻璃基材之橫截面

12‧‧‧膜

14‧‧‧玻璃基材

16‧‧‧緣角

18‧‧‧側面腐蝕

Claims

一種用於切削一玻璃基材之方法，包含：(i)提供一玻璃基材；(ii)用一保護膜覆蓋該玻璃基材；(iii)使該保護膜構成圖案以獲得一部分覆蓋之玻璃基材，其中該部分覆蓋之玻璃基材包括一遮蔽區和一暴露區；(iv)使該部分覆蓋之玻璃基材接觸一溫度為約10℃至約90℃之蝕割溶液約1分鐘至約120分鐘；(v)用水清洗該接觸過的玻璃基材；(vi)乾燥該清洗過的玻璃基材；以及(vii)除去步驟(vi)中該玻璃基材上的該保護膜；其中步驟(iv)中的該蝕割溶液包含：(a)重量百分比為約10.1%至約20%的氫氟酸；(b)重量百分比為約5%至約20%的羥乙酸；(c)重量百分比為0至約30%的硝酸；以及(d)重量百分比為約30%至約84.9%的水；其中重量百分比基於該蝕割溶液的總重量，且其限制條件是該蝕割溶液基本不含氟化銨；其中，相較於只含有相同濃度之氫氟酸的氫氟酸組合物，該蝕割溶液提供提高之腐蝕速率、降低之側面腐蝕、及增加之緣角。
如請求項1所述之方法，其中該蝕割溶液包含重量百分比為12%至約18%的氫氟酸、重量百分比為5%至約15%的羥乙酸和重量百分比為5%至約15%的硝酸。
如請求項1所述之方法，其中接觸為浸沒、浸蘸或噴塗，且乾燥為用氣刀或在溫度為約10℃至約200℃下至少0.5分鐘。
如請求項1所述之方法，其中該玻璃基材選自由鈉鈣矽玻璃、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玻璃和鉛玻璃組成的群組。
如請求項1所述之方法，其中玻璃基材為平玻璃板或一厚度為約300μm至約2000μm的單層玻璃板或一厚度為900μm至6000μm的多層玻璃板。
如請求項1所述之方法，其中該保護膜由具有抗氫氟酸特性的聚合物料製成。
如請求項1所述之方法，其中該聚合物料選自由聚四氟乙烯(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)和聚乙烯(PE)組成的群組，其中該保護膜的厚度為約0.01mm至約0.8mm。
如請求項1所述之方法，其中該保護膜在附著於該玻璃基材的該側具有抗氫氟酸特性的黏合劑，其中該黏合劑選自由橡膠、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚環氧化物和其等摻合物組成的群組；且該保護膜通過一層壓機或用手附著於該玻璃基材的兩側。
如請求項1所述之方法，其中通過切削和除去暴露區上的保護膜或一微影術製程使該保護膜構成圖案；其中用一刀、一滾軸刀片、一鐳射切削/雕刻機或一數控等離子切削機進行切削；且該保護膜的圖案對稱且對準地排列於玻璃基材的兩側。
如請求項1所述之方法，該方法選擇性地包含在步驟(iii)和/或步驟(vii)之後，用一種溶劑除去所有的黏合劑殘餘物，其中該溶劑選自甲醇、乙醇、丙酮、甲苯或其混合物。