TWI480115B - 雷射蝕刻裝置及其蝕刻方法 - Google Patents

Description

雷射蝕刻裝置及其蝕刻方法

本發明係有關一種蝕刻裝置及其蝕刻方法，特別是有關一種觸控面板之雷射蝕刻裝置及其蝕刻方法。

觸控面板相關技術大致可分為：電阻式、電容式、表面聲波式、紅外線式、電磁式、光學式等。而目前一般的觸控面板製作流程，現今產業都是使用化學蝕刻方式與光微影蝕刻方式，亦就是濕式蝕刻方法，所需的工法較複雜，圖形蝕刻不僅耗時，而且也相對的困難。

光微影蝕刻則是一種圖形光罩和化學蝕刻相結合的精密表面加工技術，其目的就是在二氧化矽或金屬薄膜上面蝕刻出與光罩完全對應或者互補的幾何圖形。由於光微影蝕刻是一個複雜的工藝流程，通過一系列生產步驟將薄膜的特定部分去除，以形成一定的圖案。

然而一般的光微影蝕刻的生產步驟包括清洗、塗布光阻層、曝光、顯影、烘乾及蝕刻等過程，其設備所需投資較大、維護費用高，同時還需要大量的化學藥劑，導致生產成本高，生產工時長。尤其是，對於大尺寸的觸控面板，這些問題就顯得尤為嚴峻，而且容易導致生產良率下降。但會有很多缺點如下：製作過程中也有化學廢液處理的環保問題、使用成本高、不同點及圖案需要不同電極圖案所用之光罩問題。

有鑑於此，本發明係針對上述之問題，本發明提出一種雷射蝕刻裝置及其蝕刻方法，藉此得以解決以上之缺失。

本發明之主要目的，係在提供一種雷射蝕刻裝置及其蝕刻方法，利用雷射蝕刻以圖案化處理導電薄膜，因此可設計出在不同材料的薄膜情況下，經由設定特定的功率能量設定值及頻率設定值的雷射蝕刻方法，於薄膜表面進行不同程度的雷射蝕刻而形成所需的幾何圖案，最終將 可得到所設計的電特性，以應用於如顯示器、觸控面板等導電層。

本發明之另一目的，係在提供一種雷射蝕刻裝置及其蝕刻方法，其使用設備相較於光微影蝕刻技術，所需投資費用不但低廉、維護費用低，也無須使用大量的化學藥劑，因此不會有化學廢液處理的環保問題，因此更可降低生產成本，縮短生產工時以及不同點及圖案需要不同電極圖案所用之光罩等缺失。

為達上述之目的，本發明揭示一種雷射蝕刻裝置，用以蝕刻工件，雷射蝕刻裝置包含有雷射光產生器以產生雷射光束，調校儀器電性連接雷射光產生器，可設定功率能量設定值及頻率設定值，且功率能量設定值係為20瓦~40瓦，頻率設定值係為15千赫~30千赫，以調整雷射光束之密度，移動平台具有驅動器，且移動平台設置於雷射光產生器上，聚光元件設置於移動平台上，以接收雷射光束，多軸控制器電性連接驅動器，以控制移動平台方向，加工平台設置於聚光元件下方，以放置工件，且聚光元件可投射雷射光束至工件上。

一種雷射蝕刻方法，用以蝕刻一工件，該雷射蝕刻方法包含下列步驟，輸出雷射光束，設定功率能量及頻率，且功率能量設定值係為20瓦~40瓦，頻率設定值係為15千赫~30千赫，以調整雷射光束之密度，投射雷射光束至工件上。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

10‧‧‧雷射蝕刻裝置

12‧‧‧工件

14‧‧‧雷射光產生器

16‧‧‧雷射光束

18‧‧‧調校儀器

20‧‧‧移動平台

22‧‧‧驅動器

24‧‧‧聚光元件

26‧‧‧多軸控制器

28‧‧‧加工平台

30‧‧‧基座

32‧‧‧導電薄膜

第1圖係為本發明之雷射蝕刻裝置示意圖。

第2圖係為本發明之雷射蝕刻裝置方塊圖。

第3A圖係為本發明之工件蝕刻示意圖。

第3B圖係為本發明之工件蝕刻另一示意圖。

第4圖係為本發明之雷射蝕刻方法流程圖。

第5圖係為本發明之導電薄膜示意圖。

第6A圖~第6H圖係為第5圖之導電薄膜設定功率能量設定值為20瓦~40瓦，頻率設定值為15千赫~30千赫之點A局部放大圖。

第7A圖~第7H圖係為第5圖之導電薄膜設定功率能量設定值為20瓦~40瓦，頻率設定值為15千赫~30千赫之點A另一局部放大圖。

本發明於此列舉一實施例，參閱第1圖及第2圖，藉此說明本發明之雷射蝕刻裝置示意圖及方塊圖。如圖所示，本發明於此揭示一種雷射蝕刻裝置10，用以蝕刻工件12，雷射蝕刻裝置10包含有雷射光產生器14以產生雷射光束16，調校儀器18電性連接雷射光產生器14，可設定功率能量設定值及頻率設定值，且功率能量設定值係為20瓦~40瓦，頻率設定值係為15千赫~30千赫，以調整雷射光束16之密度，移動平台20具有驅動器22，且移動平台20設置於雷射光產生器14上，聚光元件24設置於移動平台20上，以接收雷射光產生器14之雷射光束16，多軸控制器26電性連接驅動器22及調校儀器18，因此，調校儀器18可透過多軸控制器26控制驅動器22，進而控制移動平台20方向，加工平台28設置於聚光元件24下方，以放置工件12，且聚光元件24可投射雷射光束16至工件12上。

其中，本發明之多軸控制器26係為X-Y雙軸控制器，以控制移動平台18縱軸、橫軸之方向。多軸控制器26亦可是X-Y-Z三軸控制器，以控制移動平台18縱軸、橫軸及垂直軸之方向。此外，本發明尚可使用基座30來置放雷射光產生器14。

接續參閱第3A圖及第3B圖，藉此說明本發明之工件蝕刻示意圖及工件蝕刻另一示意圖。如圖所示，本發明之工件12可應用觸控面板，工件12係為氧化銦錫基板(ITO)或聚對苯二甲酸乙二酯基板，工件12上具有導電薄膜32主要是用來傳導訊號，不過，由於導電薄膜32濺鍍基本上是整面的，無法針對所要的圖形進行濺鍍，因此，若要在已濺鍍完的工件12上形成圖形，需將透過雷射光束16進行蝕刻導電薄膜32。

呈上所述，本發明於此列舉一方法實施例，參閱第4圖，以說明本發明之雷射蝕刻方法流程圖，參閱同時輔以第1圖，如圖所示，本發明於此揭示一種雷射蝕刻方法，用以蝕刻工件12，雷射蝕刻方法包含下列步驟，如步驟S10，輸出雷射光束16；如步驟S12，設定功率能量設定值 為20瓦~40瓦，頻率設定值為15千赫~30千赫，以調整雷射光束16之密度；如步驟S14，投射雷射光束16至工件12上。

如前所述，本發明在輸出雷射光束16之步驟S10前，更包含如步驟S16，切割及清洗工件12。其中切割及清洗工件12之步驟S16，係以乙醇及去離子水清洗工件12。此外，如前所述之工件12係為氧化銦錫基板或聚對苯二甲酸乙二酯基板。

接續，一併參閱第5圖、第6A圖~第6H圖以及第7A圖~第7H圖，以說明本發明之導電薄膜示意圖、第5圖之導電薄膜設定功率能量設定值為20瓦~40瓦及第5圖之頻率設定值為15千赫~30千赫之點A局部放大圖及點A另一局部放大圖。其中第6A圖及第6B圖分別係為導電薄膜32於功率能量設定值為25瓦、頻率設定值為15千赫之線道及線道夾角蝕刻後狀況，第6C圖及第6D圖分別係為導電薄膜32於功率能量設定值為25瓦、頻率設定值為20千赫之線道及線道夾角蝕刻後狀況，第6E圖及第6F圖分別係為導電薄膜32於功率能量設定值為25瓦、頻率設定值為25千赫之線道及線道夾角蝕刻後狀況，第6G圖及第6H圖分別係為導電薄膜32於功率能量設定值為25瓦、頻率設定值為30千赫之線道及線道夾角蝕刻後狀況。由本發明之第6C圖及第6D圖上可清楚看到當本發明之功率能量設定值為25瓦時，頻率設定值為20千赫的情況下，其導電薄膜32在雷射蝕刻圖案化在蝕刻邊緣以及連接處，有較完整的蝕刻狀況，並且可藉由四點探針量測其電阻率可發現與未蝕刻的電阻率相差不多，而其他的參數雖然其電阻率有比較低，但是蝕刻表面已有損壞的現象。

接續，如第7A圖及第7B圖分別係為導電薄膜32於功率能量設定值為35瓦、頻率設定值為15千赫之線道及線道夾角蝕刻後狀況，第7C圖及第7D圖分別係為導電薄膜32於功率能量設定值為35瓦、頻率設定值為20千赫之線道及線道夾角蝕刻後狀況，第7E圖及第7F圖分別係為導電薄膜32於功率能量設定值為35瓦、頻率設定值為25千赫之線道及線道夾角蝕刻後狀況，第7G圖及第7H圖分別係為導電薄膜32於功率能量設定值為35瓦、頻率設定值為30千赫之線道及線道夾角蝕刻後狀況。由本發明之第7A圖及第7B圖上可清楚看到當本發明之功率能量設定值為35瓦時，頻率設定值為15千赫的情況下，其導電薄膜32在雷射蝕刻圖案 化在蝕刻邊緣以及連接處，有較完整的蝕刻狀況，並且可藉由四點探針量測其電阻率可發現與未蝕刻的電阻率相差不多，而其他的參數雖然其電阻率有比較低，但是蝕刻表面有損壞的現象。

綜上所述，依據本發明一種雷射蝕刻裝置及其蝕刻方法，利用雷射蝕刻以圖案處理，可設計出在不同材料的薄膜情況下，經由雷射蝕刻，於導電薄膜32表面進行不同程度的雷射蝕刻而形成所需的幾何圖案，此外，當本發明設定功率能量設定值為25瓦時，頻率設定值為20千赫或是功率能量設定值為35瓦時，頻率設定值為15千赫的情況下時，將可得到最佳的電特性，以應用於如顯示器、觸控面板等導電層上。因此依據本發明所揭示之雷射蝕刻裝置，其使用設備相較於光微影蝕刻技術，所需投資費用不但低廉、維護費用低，也無須使用大量的化學藥劑，因此不會有化學廢液處理的環保問題，因此更可降低生產成本，縮短生產工時以及不同點及圖案需要不同電極圖案所用之光罩等缺失。

雖然，本發明前述之實施例揭露如上，然其並非用以限訂本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內所為之更動與潤飾，均屬於本發明專利範圍之主張。關於本發明所界定之專利範圍請參考所附之請求項。

10‧‧‧雷射蝕刻裝置

12‧‧‧工件

14‧‧‧雷射光產生器

16‧‧‧雷射光束

18‧‧‧調校儀器

20‧‧‧移動平台

22‧‧‧驅動器

24‧‧‧聚光元件

28‧‧‧加工平台

30‧‧‧基座

Claims (10)

1. 一種雷射蝕刻裝置，用以蝕刻一工件，該雷射蝕刻裝置至少包括：一雷射光產生器，以產生一雷射光束；一調校儀器，電性連接該雷射光產生器，可設定一功率能量設定值及一頻率設定值，且該功率能量設定值係為20瓦~40瓦，該頻率設定值係為15千赫~30千赫，以調整該雷射光束之密度；一移動平台，具有一驅動器，且該移動平台設置於該雷射光產生器上；一聚光元件，設置於該移動平台上，以接收該雷射光束；一多軸控制器，電性連接該驅動器及該調校儀器，以控制該移動平台方向；以及一加工平台，設置於該聚光元件下方，以放置該工件，且該聚光元件可投射該雷射光束至該工件上。
2. 如請求項1所述之雷射蝕刻裝置，其中該功率能量設定值為25瓦、頻率設定值為20千赫，當該功率能量設定值為35瓦時，頻率設定值為15千赫。
3. 如請求項1所述之雷射蝕刻裝置，其中該多軸控制器係為一X-Y雙軸控制器，以控制該移動平台縱軸、橫軸之方向。
4. 如請求項1所述之雷射蝕刻裝置，其中該多軸控制器係為一X-Y-Z三軸控制器，以控制該移動平台縱軸、橫軸及垂直軸之方向。
5. 如請求項1所述之雷射蝕刻裝置，其中該工件係為氧化銦錫基板或聚對苯二甲酸乙二酯基板。
6. 一種雷射蝕刻方法，用以蝕刻一工件，該雷射蝕刻方法包含下列步驟：輸出一雷射光束；設定一功率能量設定值為20瓦~40瓦，一頻率設定值為15千赫~30千赫，以調整該雷射光束之密度；以及投射該雷射光束至該工件上。
7. 如請求項6所述之雷射蝕刻方法，其中該功率能量設定值為25瓦、頻率設定值為20千赫，當該功率能量設定值為35瓦時，頻率設定值為15千赫。
8. 如請求項6所述之雷射蝕刻方法，其中在輸出該雷射光束之步驟前，更 包括：切割及清洗該工件。
9. 如請求項9所述之雷射蝕刻方法，其中該切割及清洗該工件之步驟，係以乙醇及去離子水清洗該工件。
10. 如請求項6所述之雷射蝕刻方法，其中該工件係為氧化銦錫基板或聚對苯二甲酸乙二酯基板。