一種真空式脈沖激光刻蝕裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種真空式脈沖激光刻蝕裝置，包括用于吸附膜材的真空平臺(tái)、激光器和振鏡，所述激光器和振鏡之間設(shè)有擴(kuò)束鏡，所述真空平臺(tái)的上方設(shè)有CCD圖像傳感器，所述真空平臺(tái)的一側(cè)設(shè)有吹氣裝置，另一側(cè)設(shè)有集塵裝置，所述真空平臺(tái)中間設(shè)有監(jiān)測膜材位置的光柵尺，所述真空平臺(tái)上設(shè)有吸附孔和真空泵相連；所述激光器、振鏡通過通信模塊和工控機(jī)相連。本實(shí)用新型提供的真空式脈沖激光刻蝕裝置，采用高頻率的短脈沖激光器進(jìn)行激光蝕刻，通過小幅面振鏡蝕刻來完成膜材蝕刻，產(chǎn)生的粉塵經(jīng)過吹氣系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)集塵，從而避免現(xiàn)有技術(shù)成本高，效率低、加工局限大以及污染大等缺陷，簡化刻蝕過程并提高精度。
【專利說明】一種真空式脈沖激光刻蝕裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)電薄膜的刻蝕裝置，尤其涉及一種真空式脈沖激光刻蝕裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的觸摸屏上的導(dǎo)電膜層上線路制作方法主要有化學(xué)濕法刻蝕和黃光刻蝕等工藝方法。其中化學(xué)濕法刻蝕導(dǎo)電膜層的工藝方法中，工序設(shè)計(jì)到完成刻蝕的時(shí)間長，而且需要投入的治具、耗材及人力成本是比較高的；另外生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水及廢酸等對環(huán)境的污染也較為嚴(yán)重，整個(gè)工藝流程也造成了能源的浪費(fèi)。黃光刻蝕工藝則是需要前期投入較大，成本高昂，對于材料的選擇性也較為狹隘，不適合市場上所有導(dǎo)電膜層的制作方法，再加上日常維護(hù)、耗材及人力成本也比較大，從而導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)成品的急劇增加，應(yīng)用領(lǐng)域也就受到了很大的限制。
[0003]此外，傳統(tǒng)的蝕刻觸摸屏上的導(dǎo)電膜層線路實(shí)現(xiàn)的線寬最細(xì)只能達(dá)到80um，且良品率較低，線性不均勻，更換不同批次產(chǎn)品較為繁瑣，需要化學(xué)藥水清洗，污染環(huán)境；繃網(wǎng)張力值較小，成品材料耐磨性、耐化學(xué)藥品性較差，易老化發(fā)脆。這種印刷方式工序復(fù)雜、生產(chǎn)中需要較多耗材，產(chǎn)線需要較多人力維護(hù)，局限性較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種真空式脈沖激光刻蝕裝置，能夠利用脈沖激光通過光纖聚焦將激光束聚焦為幾百納米到20微米的光斑，聚焦后光斑達(dá)到材料的去除能量值，通過高速掃描振鏡系統(tǒng)精密快速掃描，簡化刻蝕過程，降低成本并提高精度。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種真空式脈沖激光刻蝕裝置，包括用于吸附膜材的真空平臺(tái)、激光器和振鏡，所述激光器和振鏡之間設(shè)有擴(kuò)束鏡，所述真空平臺(tái)的上方設(shè)有CCD圖像傳感器，所述真空平臺(tái)的一側(cè)設(shè)有吹氣裝置，另一側(cè)設(shè)有集塵裝置，所述真空平臺(tái)中間設(shè)有監(jiān)測膜材位置的光柵尺，所述真空平臺(tái)上設(shè)有吸附孔和真空泵相連；所述激光器、振鏡通過通信模塊和工控機(jī)相連。
[0006]上述的真空式脈沖激光刻蝕裝置，其中，所述CXD圖像傳感器位于膜材的正上方。
[0007]上述的真空式脈沖激光刻蝕裝置，其中，所述激光器波長范圍為190nm-1100nm，脈寬范圍為lps-200ns，頻率范圍為ΙΟΚΗζ-ΙΟΟΜΗζ。
[0008]上述的真空式脈沖激光刻蝕裝置，其中，所述真空泵為復(fù)合分子泵。
[0009]本實(shí)用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本實(shí)用新型提供的真空式脈沖激光刻蝕裝置，采用高頻率的短脈沖激光器作為激光源進(jìn)行激光蝕刻，通過小幅面振鏡蝕刻來完成膜材蝕刻，產(chǎn)生的粉塵經(jīng)過吹氣系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)集塵，從而可以避免現(xiàn)有技術(shù)成本高，效率低、加工局限大以及污染大等缺陷。此外，本實(shí)用新型通過多次移動(dòng)拼接，使用激光蝕刻能將線寬很容易就能做到20um甚至更細(xì)；設(shè)備操作簡單，可實(shí)現(xiàn)一人同時(shí)控制和操作多臺(tái)設(shè)備，人力成本大為降低，效率也更高；并且激光蝕刻具有非接觸、無污染環(huán)境、易控制等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型真空式脈沖激光刻蝕裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:
[0012]I真空平臺(tái) 2激光器3擴(kuò)束鏡
[0013]4振鏡5CXD圖像傳感器 6吹氣裝置
[0014]7集塵裝置 8工控機(jī)9通信模塊
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0016]圖1為本實(shí)用新型真空式脈沖激光刻蝕裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]請參見圖1，本實(shí)用新型提供的真空式脈沖激光刻蝕裝置包括用于吸附膜材的真空平臺(tái)1、激光器2和振鏡4，所述激光器2和振鏡4之間設(shè)有擴(kuò)束鏡3，所述真空平臺(tái)I的上方設(shè)有CCD圖像傳感器5 (Charge-coupled Device,中文全稱:電荷I禹合元件)，所述真空平臺(tái)I的一側(cè)設(shè)有吹氣裝置6，另一側(cè)設(shè)有集塵裝置7，所述真空平臺(tái)I中間設(shè)有監(jiān)測膜材位置的光柵尺(圖未示)，所述真空平臺(tái)I上設(shè)臺(tái)吸附孔和真空泵(圖未示)相連；所述激光器2、振鏡4通過通信模塊9和工控機(jī)8相連。所述吸附孔按陣列方式均勻排列；每個(gè)吸附孔是孔徑為0.5mm~4mm的圓孔,相鄰兩個(gè)吸附孔之間的間距為2mm~20mm。
`[0018]本實(shí)用新型提供的真空式脈沖激光刻蝕裝置，所述真空泵優(yōu)選為復(fù)合分子泵:所述(XD圖像傳感器5最好位于膜材的正上方；所述激光器2波長范圍為190nm-1100nm,脈寬范圍為lps-200ns，頻率范圍為ΙΟΚΗζ-ΙΟΟΜΗζ。
[0019]本實(shí)用新型還提供一種用于上述透明導(dǎo)電薄膜的脈沖激光刻蝕裝置的控制方法，具體包括如下步驟:
[0020]步驟S1:將待加工膜材通過真空吸附固定在真空平臺(tái)I上，脈沖激光刻蝕設(shè)備包含高頻率短脈沖激光器、擴(kuò)束鏡、振鏡和場鏡。待加工膜材上方布置有CCD對位觀察系統(tǒng)，待加工材料一側(cè)布置有吹氣裝置6，另一側(cè)安裝有集塵裝置7，激光器2和振鏡4通過通訊模塊9連接工控機(jī)8。本實(shí)用新型運(yùn)用高頻率的短脈沖激光刻蝕ITO薄膜上的導(dǎo)電膜層，加工材料以PET薄膜為基底的ITO導(dǎo)電材料，激光聚焦在ITO薄膜材料上，從而達(dá)到蝕刻效果O
[0021]步驟S2:將激光器2發(fā)出的激光經(jīng)過擴(kuò)束鏡3對光束進(jìn)行同軸擴(kuò)束，控制聚焦后的光斑大小為190nm-22um。本實(shí)用新型的脈沖激光刻蝕裝置用于刻蝕ITO薄膜上的導(dǎo)電膜層時(shí)，加工前激光焦點(diǎn)聚焦位于膜材的上表面，高頻短脈沖激光器發(fā)出的激光經(jīng)過擴(kuò)束鏡3對光束進(jìn)行同軸擴(kuò)束，一方面改善了光束傳播的發(fā)散角，達(dá)到光路準(zhǔn)直的目的；另一方面，對激光光束同軸擴(kuò)束，使得聚焦后光斑更小，從而實(shí)現(xiàn)激光穩(wěn)定刻蝕的目的。
[0022]步驟S3:擴(kuò)束鏡3擴(kuò)束準(zhǔn)直后光束到達(dá)振鏡4，振鏡4將光束聚焦于待加工膜材表面，掃描圖形轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，圖形轉(zhuǎn)化在待加工材料的表面上進(jìn)行刻蝕，待加工膜材由真空平臺(tái)I吸附固定。[0023]步驟S4:CCD圖像傳感器5對位觀察系統(tǒng)將導(dǎo)入的定位標(biāo)拍攝并抓取靶標(biāo)，然后控制加工。
[0024]步驟S5:蝕刻產(chǎn)生的粉塵由吹氣裝置6產(chǎn)生氣流，并通過集塵裝置7收集粉塵，使得加工過程穩(wěn)定，高頻率的短脈沖激光可是刻蝕好IlOmm xllOmm或140mm xll4mm或170mmxl70mm以內(nèi)單元后，平臺(tái)移動(dòng)至下一單元，激光器2再開始加工，如此反復(fù)，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)加工幅面的刻蝕。
[0025]本實(shí)用新型利用精密光學(xué)系統(tǒng)處理的光路聚焦系統(tǒng)，采用高頻率的短脈沖激光器，對觸摸屏上導(dǎo)電膜層線路進(jìn)行刻蝕，以得到較細(xì)較穩(wěn)定的線寬，且不損傷基底。激光器2經(jīng)過擴(kuò)束鏡3準(zhǔn)直擴(kuò)束后，通過場鏡聚焦，使得聚焦光斑在IOum左右，其中振鏡4 一次性加工范圍為IlOmm xllOmm或140mm xl40mm或170mm xl70mm以內(nèi)，高精度的掃描振鏡頭具有上時(shí)間高精度高速度掃描，不受環(huán)境溫度漂移影響，保證上時(shí)間工作掃描的一致性，實(shí)現(xiàn)工業(yè)上的穩(wěn)定性量產(chǎn)要求。真空平臺(tái)I平面度精度很高，將ITO薄膜通過真空吸附固定在真空平臺(tái)I上，可以保證ITO薄膜放置的很好，且產(chǎn)品在加工過程中不移位；進(jìn)行CXD定位，并系統(tǒng)含有CCD自動(dòng)抓靶功能，只需第一次在軟件中建立模塊，將導(dǎo)入的圖像的對位圖層靶標(biāo)位置與平臺(tái)坐標(biāo)中樣品靶標(biāo)位置一一設(shè)置對應(yīng)，后續(xù)同一批次產(chǎn)品可以直接自動(dòng)抓靶及定位。激光器2按照設(shè)計(jì)圖形進(jìn)行蝕刻，在蝕刻的同時(shí)打開吹氣和集塵系統(tǒng)，確保蝕刻產(chǎn)生的粉塵全部吸入集塵系統(tǒng)中，以提高激光器蝕刻ITO和銀漿工藝的重復(fù)性和穩(wěn)定性。振鏡頭蝕刻好加工幅面后，平臺(tái)移動(dòng)至下一個(gè)幅面單元，再開始重復(fù)加工，如此反復(fù)，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)加工幅面的刻蝕。系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)是χ-y-ζ三軸聯(lián)動(dòng)方式，使用光柵尺監(jiān)測并反饋位置信息，可以達(dá)到高精度的定位操作運(yùn)行。
[0026]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不 脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種真空式脈沖激光刻蝕裝置，其特征在于，包括用于吸附膜材的真空平臺(tái)(I)、激光器(2)和振鏡(4)，所述激光器(2)和振鏡(4)之間設(shè)有擴(kuò)束鏡(3)，所述真空平臺(tái)(I)的上方設(shè)有CCD圖像傳感器(5)，所述真空平臺(tái)(I)的一側(cè)設(shè)有吹氣裝置(6)，另一側(cè)設(shè)有集塵裝置(7)，所述真空平臺(tái)(I)中間設(shè)有監(jiān)測膜材位置的光柵尺，所述真空平臺(tái)(I)上設(shè)有吸附孔和真空泵相連；所述激光器(2)、振鏡(4)通過通信模塊(9)和工控機(jī)(8)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的真空式脈沖激光刻蝕裝置，其特征在于，所述CCD圖像傳感器(5)位于膜材的正上方。
3.如權(quán)利要求1所述的真空式脈沖激光刻蝕裝置，其特征在于，所述激光器(2)波長范圍為190nm-1100nm，脈寬范圍為lps_200ns，頻率范圍為ΙΟΚΗζ-ΙΟΟΜΗζ。
4.如權(quán)利要求 1所述的真空式脈沖激光刻蝕裝置，其特征在于，所述真空泵為復(fù)合分子泵。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK203636207SQ201320893352
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】施心星, 龔楷峰, 劉俊輝, 邵西河 申請人:蘇州鐳明激光科技有限公司