一种红外纳秒脉冲激光刻蚀GPS触控面板上导电层的装备和方法技术

本发明专利技术涉及一种红外纳秒脉冲激光刻蚀GPS触控面板上导电层的装备和方法，即用红外纳秒激光刻蚀GPS触控面板上导电膜层工艺，具体过程是利用红外纳秒脉冲激光通过光学聚焦系统将激光束聚焦为10微米到100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，最高速度可以达到10米每秒，从而实现GPS触控面板上导电膜层的电容屏线路制作目的，最终实现多点触控功能。本发明专利技术具有自动化程度高、日常维护简单、环保、节约成本以及方便快捷等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光微纳加工、电子触控设计与制作和光学设计等
，特别涉及一种用于实现GPS触控面板的触控功能的红外脉冲激光刻蚀GPS触控面板上导电层的装备和方法。
技术介绍
GPS触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当人体或其它感应部件接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果O传统的GPS触控面板上导电层上线路制作方法主要是酸碱湿法刻蚀。其中酸碱湿法的工艺方法中，需要将GPS触控面板放在强酸和强碱浸泡刻蚀，但与此同时，也会对需保留的导电膜的造成一定损伤，造成产品的刻蚀质量较低和寿命较低，工序和工艺复杂，同时效率慢、污染环境、浪费人力、财力，整天工序不紧凑，跨度大，需要多个部门人员、设备配口 ο激光应用GPS触控面板上导电膜层刻蚀后，主要是应用在GPS触控面板电阻屏方面的导电膜层刻蚀，聚焦光斑150微米以上，而且是电机带动平台相对于激光源做运动，运动速度较慢，一般300-500毫米每秒，平台运动较快时，也会带来触控面板的稳定性和刻蚀可靠性问题，刻蚀功能性会造成不良。而目前GPS导航市场突飞猛进，市场总体容量超过1000万台，而伴随着IPhone4手机推出，GPS导航市场目前已经从电阻屏进入电容屏设计，原先的大的刻蚀线宽和较慢刻蚀速度已经满足不了新的电容屏多点触控功能和效率，所以目前迫切需要研发出一种新颖的激光刻蚀GPS触控面板上导电膜层装备和工艺方法。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术的目的在于克服传统酸碱蚀刻导电膜层中存在系统复杂、加工效率低、易产生耗材和选择性不强等缺点和普通激光粗线宽低速刻蚀的缺点，使用高频率的红外纳秒脉冲激光器对GPS触摸屏上导电膜层线路刻蚀，整个过程具有高效率高精度刻蚀特点，最终实现GPS触摸屏上具有多点触控功能的电容屏线路制作。为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案:—种红外纳秒脉冲激光刻蚀GPS触控面板上导电层的装备和方法，利用振镜后聚焦的光路聚焦系统，使用红外纳秒高频率的脉冲激光器，对GPS触摸屏上导电膜层线路进行激光蚀刻，具体步骤为:A)将GPS触摸屏上导电层上灰尘擦拭干净，并均匀铺设在激光聚焦处位置，吸附在移动平台上，并做好固定；B)将高频率的红外脉冲激光器搭建在设备上，并进行固定和稳定出光，激光出光的光束搭配一个同轴的红灯指示装置，经过外带的同轴扩束镜进行准直扩束，进入振镜单元，这个振镜具有两个XY方向的反射镜片，反射镜片经两个精密地电机带动，实现高速扫描，然后进入振镜的后聚焦装置，在焦点位置处，实现光斑的精密聚焦，此焦点处能量可以达到去除材料的能量阈值；C)将GPS触摸屏所设计电容屏方案的线路导入软件中，振镜控制卡跟据图形内容进行识别转化为光电数字信号转换，使得振镜的XY两个轴向分别按照图形单元进行一定角度的旋转，在振镜后聚焦场镜下完成所要刻蚀的图形；D)激光按照设计图形进行蚀刻时，要同时打开等离子吹气、吸气和积尘装置系统，确保蚀刻产生的粉尘全部吸入集尘系统中，同时等离子风对刻蚀中产生的导电离子也有一定极化作用，使得颗粒能快速聚集在集尘装置中。作为本专利技术的优选技术方案，移动平台的运动方式采用4轴运动方式，具体包含X方向、Y方向、Z方向、旋转轴方向，其中XYZ三个轴向使用光栅尺监测和反馈位置信息，可以达到高精度的定位操作运行。作为本专利技术的优选技术方案，所述蚀刻材料为ITO材料、银浆、铜、钥铝钥等导电材料，蚀刻基底为玻璃基底或者PET基底。 作为本专利技术的优选技术方案，所描述的刻蚀方法是用于触摸屏产品中导电薄膜材料激光蚀刻方法。本专利技术所述激光刻蚀方法所带来的有益效果是:1、激光加工具有高度集成性，设备自动化程度高，设备高度便捷化操作；2、整个工序只包含一步激光刻蚀，无需作额外的模板、掩模版、酸碱液配制，实现工艺周期短，耗材少，无污染环境；3、设备占用面积少，人力资源少，日常维护简单，适合较大领域推广；4、更换不同批次产品，直接导入设计图形，简洁、方便，同时适合较快验证工艺路线和制成方案的可行性；5、聚焦光斑较小，最小可达到10微米，扫描精度高，速度较快，最高扫描速度达到10米每秒，量产效率高。附图简述附图说明图1为本专利技术使用的系统装置中标号为:1-激光器2-同轴指示红灯3-电动气动光闸4-扩束镜；5-圆片状功率可调装置6-45度全反射镜；7-振镜8-场镜9-四维高精度移动平台10-刻蚀材料11-半透半反反射镜 12-CXD对位观察系统13-同轴集尘系统14-等离子吹气系统具体实施例方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。一种红外纳秒脉冲激光刻蚀GPS触控面板上导电层的装备和方法，即运用红外脉冲激光刻蚀GPS触控面板导电层，最终实现一种激光刻蚀GPS触控面板的多点触控的电容屏的系统装置的装备和方法，采用高频率的短脉冲红外激光器，结合高精度高速数字扫描振镜后聚焦系统，使激光精确聚焦在导电薄膜材料上，后聚焦振镜快速扫描，从而达到蚀刻效果。如图1所示，为本专利技术所使用的红外纳秒激光刻蚀GPS触控面板上导电膜层系统装置图，激光器I发出的激光经过同轴的红色指示光，使得激光光轴与红色指示灯光源在同一轴线上，保证后续光路具有可见光指导作用，然后进入电动气动光闸3，此光闸可以控制外部激光开关光，具体可以由软件控制感应信号来控制电动气动光闸3的开启和关闭，从而实现激光器I和同轴指示红灯2的外部控制开关；电动气动光闸3控制激光光束后经过扩束镜4对光束进行同轴扩束，一方面改善光束传播的发散角，达到光路准直的目的；另外一方面，对激光光束同轴扩束，使得聚焦后光斑更小，从而实现红外激光稳定刻蚀导电膜层的目的；经扩束镜4扩束准直后光束到达圆片状功率可调装置5后，激光能量可以实现一定范围内可调，对不同厚度膜层、不同材料膜层组织等工艺刻蚀具有很高的现实意义，光束到达45度全反射镜6后，光路垂直改向，到达下一个半透半反反射镜11，此反射镜可以让红外激光全部透射进入扫描振镜7，而同时也可以将同轴CCD对位观察系统12的光源反射进入扫描振镜7，高速扫描振镜7具体可以实现将扫描图形转化为数字信号，通过聚焦的场镜8，将聚焦光斑聚焦在需要刻蚀的导电膜层上，此时聚焦光斑的能量可以达到去除材料的能量阈值，然后驱动电机在需要刻蚀材料10上将图形高速扫描；当然，蚀刻材料10放在四维高精度移动平台9上后，通过真空吸附，固定样品，然后控制加工。加工的时候，平台四边等离子吹气系统14和同轴集尘系统13开始作用，实现导电膜层刻蚀时，小颗粒全部被集成吸收。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本专利技术所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外纳秒脉冲激光刻蚀GPS触控面板上导电层的装备和方法，利用振镜后聚焦的光路聚焦系统，使用红外纳秒高频率的脉冲激光器，对GPS触摸屏上导电膜层线路进行激光刻蚀，其特征在于，具体步骤为：A)将GPS触摸屏上导电层上灰尘擦拭干净，并均匀铺设在激光聚焦处位置，吸附在移动平台上，并做好固定；B)将高频率的红外脉冲激光器搭建在设备上，并进行固定和稳定出光，激光出光的光束搭配一个同轴的红灯指示装置，经过外带的同轴扩束镜进行准直扩束，进入振镜单元，这个振镜具有两个XY方向的反射镜片，反射镜片经两个精密地电机带动，实现高速扫描，然后进入振镜的后聚焦装置，在焦点位置处，实现光斑的精密聚焦，此焦点处能量可以达到去除材料的能量阈值；C)将GPS触摸屏所设计电容屏方案的线路导入软件中，振镜控制卡跟据图形内容进行识别转化为光电数字信号转换，使得振镜的XY两个轴向分别按照图形单元进行一定角度的旋转，在振镜后聚焦场镜下完成所要刻蚀的图形；D)激光按照设计图形进行刻蚀时，要同时打开等离子吹气、吸气和积尘装置系统，确保刻蚀产生的粉尘全部吸入集尘系统中，同时等离子风对刻蚀中产生的导电离子也有一定极化作用，使得颗粒能快速聚集在集尘装置中。e)可以对多种材料进行刻蚀。...

【技术特征摘要】
1.一种红外纳秒脉冲激光刻蚀GPS触控面板上导电层的装备和方法，利用振镜后聚焦的光路聚焦系统，使用红外纳秒高频率的脉冲激光器，对GPS触摸屏上导电膜层线路进行激光刻蚀，其特征在于，具体步骤为: A)将GPS触摸屏上导电层上灰尘擦拭干净，并均匀铺设在激光聚焦处位置，吸附在移动平台上，并做好固定； B)将高频率的红外脉冲激光器搭建在设备上，并进行固定和稳定出光，激光出光的光束搭配一个同轴的红灯指示装置，经过外带的同轴扩束镜进行准直扩束，进入振镜单元，这个振镜具有两个XY方向的反射镜片，反射镜片经两个精密地电机带动，实现高速扫描，然后进入振镜的后聚焦装置，在焦点位置处，实现光斑的精密聚焦，此焦点处能量可以达到去除材料的能量阈值； C)将GPS触摸屏所设计电容屏方案的线路导入软件中，振镜控制卡跟据图形内容进行识别转化为光电数字信号转换，使得振镜的XY两个轴向分别按照图形单元进行一定角度的旋转，在振镜后聚焦场镜下完成所要刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁华，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：