[发明专利]脉冲激光刻蚀双面ITO玻璃上导电膜层的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲激光刻蚀双面ITO玻璃上导电膜层的装置及其方法，属于激光微加工技术领域。

背景技术

传统的触摸屏上双面导电膜层上线路制作方法主要有化学湿法刻蚀和黄光刻蚀等两种工艺方法。其中化学湿法刻蚀导电膜层的工艺方法中，工序设计到完成刻蚀时间长，需投入治具和耗材成本较高，同时产线上投入较多人力，废水费酸等废液对环境污染较为严重，整个工艺流程能源浪费较严重。而黄光刻蚀工艺需要前期投入较大，成本高昂，对于材料的选择性较为狭隘，不适合市场上所有导电膜层的制作方法，再加上日常维护开销较大，耗材和人力成本带来整个生产成本的增加，应用领域限制较为严重。

激光刻蚀触摸屏上双面导电膜层工艺是利用脉冲激光通过光学聚焦系统将激光束聚焦为几百纳米到20微米的光斑，聚焦后光斑，达到材料的去除能量阈值，通过高速扫描振镜系统精密快速扫描，从而实现触摸屏上双面导电膜层的线路制作目的。

传统的湿刻触摸屏上双面导电膜层线路实现宽度最细只能达到80um，且良品率较低，线性不均匀，更换不同批次产品较为繁琐，需要用化学药水清洗，污染环境；绷网张力值较小，成品材料耐磨性、耐化学药品性较差，易老化发脆。这种印刷方式工序复杂、生产中需要较多耗材，产线需要较多人力维护，局限性较大。而激光蚀刻可以避免这些问题的出现，而且激光具有非接触、无污染环境、易控制等特性，使其成为触摸屏上双面导电膜层线路刻蚀控制的重要应用热点，并且逐渐会在工业中得到广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种脉冲激光刻蚀双面ITO玻璃上导电膜层的装置及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

脉冲激光刻蚀双面ITO玻璃上导电膜层的装置，膜材由夹紧气缸夹紧固定，特点是：所述膜材的正面和背面各布置一套相同的脉冲激光刻蚀装置，所述每套脉冲激光刻蚀装置均包含高频率短脉冲激光器、扩束镜、半透半反镜、格兰棱镜和全反镜，高频率短脉冲激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端布置有半透半反镜，半透半反镜的输出端布置有第一1/2波片和全反镜，第一1/2波片的输出端布置有第一格兰棱镜，第一格兰棱镜的输出端布置有第一3D动态聚焦镜，第一3D动态聚焦镜的输出端布置有第一振镜，全反镜的输出端布置有第二1/2波片，第二1/2波片的输出端布置有第二格兰棱镜，第二格兰棱镜的输出端布置有第二3D动态聚焦镜，第二3D动态聚焦镜的输出端布置有第二振镜，第一振镜和第二振镜的输出端均正对于膜材的表面，膜材的表面上布置有CCD对位观察系统，膜材的一侧布置有吹气系统，另一侧安装有集尘系统，高频率短脉冲激光器、第一振镜和第二振镜通过通讯系统连接工控机。

进一步地，上述的的脉冲激光刻蚀双面ITO玻璃上导电膜层的装置，其中，所述高频率短脉冲激光器是波长为190nm～1100nm、脉宽在1ps～200ns、频率在10KHz～100MHz的激光器。

本发明脉冲激光刻蚀双面ITO玻璃上导电膜层的方法，高频率短脉冲激光器发出的激光经过光闸控制开关光，光闸控制激光光束后经过扩束镜对光束进行同轴扩束，改善光束传播的发散角，使光路准直，扩束镜扩束准直后光束到达半透半反镜，使激光透过一半反射一半，透过的一半激光到达全反镜后光路垂直改向将激光全部反射到第二1/2波片，第二1/2波片的光束经第二格兰棱镜和第二3D动态聚焦镜到达第二振镜，第二振镜将光束聚焦于膜材的表面上，通过半透半反镜反射下来的激光到达第一1/2波片，第一1/2波片的光束经第一格兰棱镜和第一3D动态聚焦镜到达第一振镜，第一振镜将光束聚焦于膜材的表面上，扫描图形转化为数字信号，图形转化在膜材的表面上进行刻蚀，膜材由夹紧气缸夹紧固定， CCD对位观察系统将导入的定位标拍摄并抓取靶标，蚀刻产生的粉尘由吹气系统产生气流，由集尘系统收集粉尘。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明通过运用高频率的短脉冲激光器作为激光源，对不同触摸屏产品中双面ITO玻璃进行激光蚀刻，使双面ITO玻璃的上下导电膜层材料在高频率的短脉冲固体激光器的作用下气化而达到蚀除的目的，通过高精度平台的移动拼接和小幅面振镜蚀刻来完成这些导电薄膜材料的蚀刻，产生的粉尘经过吹气系统和大流量积尘系统集尘，加工出无污染、线性稳定、功能完好的触摸屏电子产品。克服传统微加工中存在的系统复杂、加工效率低、易产生耗材和选择性不强等缺点，实现高效率高精度的触摸屏上线路制作。