一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法，包括如下步骤：步骤S1，依次采用丙酮、酒精、去离子水对玻璃基片进行超声波清洗；步骤S2，在清洗后的玻璃基片上沉积银膜层；步骤S3，利用激光器按照指定图形对银膜层进行刻蚀，使得刻蚀后的银膜层在玻璃基片上发生剥离形成银模板；步骤S4，在银模板上沉积金属或氧化物，步骤S5，并将其放入硝酸溶液中进行浸泡清洗，而后用无纺布擦拭留下所需位置的金属或氧化物的薄膜，其中，步骤S3中的激光器为Nd：YAG激光器，该激光器发出的激光的波长为1064nm，功率为3‑7W，脉宽为200ns，激光脉冲频率为45KHz，束斑大小为0.01mm。

A method of laser controlled stripping of metal film with pattern control

The invention discloses a method of stripping a metal film by a pattern controlled laser, including step S1, using acetone, alcohol and deionized water to clean the glass substrate by ultrasonic cleaning; step S2, depositing the silver film on the glass substrate after the cleaning; step S3, using the laser in accordance with the specified figure to silver. The film is etched so that the etching of the silver film is stripped on the glass substrate to form a silver template; step S4, deposited metal or oxide on the silver template, step S5, and put it in a nitric acid solution for soaking and cleaning, and then wiping the metal or oxide film to leave the required position with a non-woven fabric, in which, step The laser in a sudden S3 is a Nd:YAG laser. The laser has a wavelength of 1064nm, a power of 3 7W, a pulse width of 200ns, a laser pulse of 45KHz, and a beam spot size of 0.01mm.

【技术实现步骤摘要】
一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法
本专利技术属于纳米材料制备
，具体涉及一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法。
技术介绍
光刻工艺是制备图案可控金属薄膜的常用方法。一次光刻是指一个掩模板进行一次曝光显影的过程，在此过程中可能包括对衬底基板上膜层的多次刻蚀。刻蚀后，光刻胶会形成具有保留区域和去除区域的光刻胶图案。位于去除区域的光刻胶图案下方的金属薄膜将不受到保护，即将需要受到保护的金属薄膜上方的光刻胶处于完全保留区域或者部分保留区域。然而，形成的保留区域或者部分保留区域较多或较复杂，掩模板的使用次数就会增加，甚至还会利用到昂贵的特殊模板，从而使生产成本增加。此外，光刻胶还具有一定程度的毒害。所以，现在迫切需要一种更便捷的部分金属薄膜保护方法。中国专利技术专利申请CN103676470A(专利技术名称“一种形成光刻胶图案的方法及装置”)公开了一种形成光刻胶图案的方法及装置，该方法虽然具有一定优点，但仍然存在以下缺陷：1)制备过程耗时，并且繁琐；2)光刻胶具有一定的毒害性，并且容易坍塌；3)图案曝光过程需要在高温下进行，具有一定的危害，所以需要一种方法来进行改进。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法。本专利技术提供了一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法，具有这样的特征，包括如下步骤：步骤S1，依次采用丙酮、酒精、去离子水对玻璃基片进行超声波清洗；步骤S2，在清洗后的所述玻璃基片上沉积银膜层；步骤S3，利用激光器按照指定图形对所述银膜层进行刻蚀，使得刻蚀后的所述银膜层在所述玻璃基片上发生剥离形成银模板；步骤S4，在所述银模板上沉积金属或氧化物；步骤S5，将沉积金属或氧化物后的所述银模板其放入硝酸溶液中进行浸泡清洗，而后用无纺布擦拭留下所需位置的所述金属或所述氧化物的薄膜，其中，所述步骤S3中的激光器为Nd：YAG激光器，该激光器发出的激光的波长为1064nm，功率为3-7W，脉宽为200ns，激光脉冲频率为45KHz，束斑大小为0.01mm。在本专利技术提供的图案可控的激光剥离金属薄膜的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中的玻璃基片为石英。在本专利技术提供的图案可控的激光剥离金属薄膜的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中的超声波清洗时间为10min。在本专利技术提供的图案可控的激光剥离金属薄膜的方法中，还可以具有这样的特征：其中，Nd：YAG激光器的速度为200-500mm/s，线间距为0.1-0.3mm，刻蚀重复次数为1次。在本专利技术提供的图案可控的激光剥离金属薄膜的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4中硝酸溶液的浓度为10.5％。在本专利技术提供的图案可控的激光剥离金属薄膜的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4中浸泡清洗的时间为12h。专利技术的作用与效果本专利技术所涉及的图案可控的激光剥离金属薄膜的方法，经激光刻蚀后能剥离银膜层，使银膜层上面的沉积物质脱落，仅保留基片上的沉积物质，从而得到图案可控的激光剥离金属薄膜。另外，该制备方法工艺简单、易操作、成本低，而且相比光刻更具有无毒害性。附图说明图1是本专利技术的实施例中的方法流程图；图2是本专利技术的实施例中的方法的激光刻蚀工艺示意图；图3(a)是本专利技术的实施例一中的衬底显微镜成像图，其中，黑色部分表示激光刻蚀使银膜层剥离后的基片，白色部分表示剩下的银膜层；图3(b)是本专利技术的实施例二中的衬底显微镜成像图，其中，黑色部分表示激光刻蚀使银膜层剥离后的基片，白色部分表示剩下的银膜层。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本专利技术作具体阐述。图1是本专利技术的实施例中的方法流程图，图2是本专利技术的实施例中的方法的激光刻蚀工艺示意图。实施例一：如图1和图2所示：步骤S1，依次采用丙酮、酒精、去离子水对石英基片进行10min的超声波清洗。步骤S2，利用电子束蒸发技术，在清洗后的所述玻璃基片上沉积300nm的银膜层。步骤S3，预先设计要刻蚀的图形且将其输入到Nd：YAG激光器中，然后设定Nd：YAG激光器对图形刻蚀的激光参数，其中，激光功率为2.5W，激光脉冲频率为45KHz，脉宽为200ns，束斑大小为0.01mm，再设定Nd：YAG激光器对图形的运动参数，其中，激光器速度为200mm/s，线间距为0.1mm，刻蚀重复次数为1次，然后，启动激光器对所述银膜层进行刻蚀，使得刻蚀后的所述银膜层在所述玻璃基片上发生剥离形成银模板。步骤S4，在所述银模板上沉积金属或氧化物。图3(a)是本专利技术的实施例一中的衬底显微镜成像图，其中，黑色部分表示激光刻蚀使银膜层剥离后的基片，白色部分表示剩下的银膜层。如图3(a)所示，步骤S5，将沉积金属或氧化物后的所述银模板放入浓度为10.5％的硝酸溶液中进行12h的浸泡清洗，而后用无纺布擦拭留下所需位置的所述金属或所述氧化物的薄膜。实施例二：如图1和图2所示：步骤S1，依次采用丙酮、酒精、去离子水对石英基片进行10min的超声波清洗。步骤S2，利用电子束蒸发技术，在清洗后的所述玻璃基片上沉积300nm的银膜层。步骤S3，预先设计要刻蚀的图形且将其输入到Nd：YAG激光器中，然后设定Nd：YAG激光器对图形刻蚀的激光参数，其中，激光功率为5W，激光脉冲频率为45KHz，脉宽为200ns，束斑大小为0.01mm，再设定Nd：YAG激光器对图形的运动参数，其中，激光器速度为350mm/s，线间距为0.3mm，刻蚀重复次数为1次，然后，启动激光器对所述银膜层进行刻蚀，使得刻蚀后的所述银膜层在所述玻璃基片上发生剥离形成银模板。步骤S4，在所述银模板上沉积金属或氧化物。图3(b)是本专利技术的实施例二中的衬底显微镜成像图，其中，黑色部分表示激光刻蚀使银膜层剥离后的基片，白色部分表示剩下的银膜层。如图3(b)所示，步骤S5，将沉积金属或氧化物后的所述银模板放入浓度为10.5％的硝酸溶液中进行12h的浸泡清洗，而后用无纺布擦拭留下所需位置的所述金属或所述氧化物的薄膜。实施例的作用与效果根据实施例一和实施例二可知，当激光功率较小时，激光无法打穿薄膜，而随着功率的增大，膜层可以几乎完全被打穿，其中，激光功率为2.5W较佳，而保持功率不变的情况下，随着激光脉宽的减小，即重复频率的增大，光斑尺寸有所减小，随之而来的对原膜层的剥离能力也会变差，当激光脉冲频率为45KHz，脉宽为200ns时剥离能力较佳，由此可见实例一的效果更佳。此外，激光器运动的扫描速率与线间距也是决定刻蚀后效果的关键因素，当扫描速率为200mm/s，线间距为0.1mm时刻蚀后效果较佳。由此可知，使用激光器为1064nm波长的Nd：YAG激光器时，可设定的功率为3-7W，脉宽为200ns，激光脉冲频率为45KHz，束斑大小为0.01mm，扫描速率为200-500mm/s，线间距为0.1-0.3mm，刻蚀重复次数为1次。此外，使用其它波长的激光器、脉冲频率或扫描速率，可能会不满足银膜层改变性质的条件从而无法剥离。由上述实施例提到的一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法，经激光刻蚀后能剥离银膜层，使银膜层上面的沉积物质脱落，仅保留基片上的沉积物质，从而得到图案可控的激光剥离金属薄膜。另外，该制备方法工艺简单、易操作、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，依次采用丙酮、酒精、去离子水对玻璃基片进行超声波清洗；步骤S2，在清洗后的所述玻璃基片上沉积银膜层；步骤S3，利用激光器按照指定图形对所述银膜层进行刻蚀，使得刻蚀后的所述银膜层在所述玻璃基片上发生剥离形成银模板；步骤S4，在所述银模板上沉积金属或氧化物；步骤S5，将沉积金属或氧化物后的所述银模板放入硝酸溶液中进行浸泡清洗，而后用无纺布擦拭留下所需位置的所述金属或所述氧化物的薄膜，其中，所述步骤S3中的激光器为Nd：YAG激光器，该激光器发出的激光的波长为1064nm，功率为3‑7W，脉宽为200ns，激光脉冲频率为45KHz，束斑大小为0.01mm。

【技术特征摘要】
1.一种图案可控的激光剥离金属薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，依次采用丙酮、酒精、去离子水对玻璃基片进行超声波清洗；步骤S2，在清洗后的所述玻璃基片上沉积银膜层；步骤S3，利用激光器按照指定图形对所述银膜层进行刻蚀，使得刻蚀后的所述银膜层在所述玻璃基片上发生剥离形成银模板；步骤S4，在所述银模板上沉积金属或氧化物；步骤S5，将沉积金属或氧化物后的所述银模板放入硝酸溶液中进行浸泡清洗，而后用无纺布擦拭留下所需位置的所述金属或所述氧化物的薄膜，其中，所述步骤S3中的激光器为Nd：YAG激光器，该激光器发出的激光的波长为1064nm，功率为3-7W，脉宽为200ns，激光脉冲频率为45KHz，束斑大小为0.01mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪瑞金，邓操，荆铭，孙文峰，陶春先，张大伟，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31