用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏及蚀刻工艺的制作方法

文档序号:1961808阅读:433来源:国知局

专利名称::用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏及蚀刻工艺的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种蚀刻膏,特别涉及一种应用于电子、半导体及精细化工等领域的透明金属导电层或氧化物透明导电层蚀刻及蚀刻工艺。
背景技术
:目前公知的玻璃板或PVC软膜上的导电镀膜的刻蚀工艺是丝印(耐酸油墨或保护胶)一晾干一酸泡(蚀刻)一碱泡(除墨)一过清水一纯净水清洗机清洗。即根据电路板线路图案的要求,把它用耐酸油墨或保护胶通过丝网印刷涂布在导电镀膜上;待其晾干后把玻璃板或PVC软膜浸泡在酸液中,使没被油墨覆盖的导电镀膜被腐蚀完,而被耐酸油墨或保护胶覆盖的线路图案则被保留;然后再放入碱液中浸泡,去除覆盖在线路图案上的耐酸油墨或保护胶的目的;最后用清水清洗并晾干。该工艺的主要缺点是(1)工艺流程中使用的有机溶剂如天那水以及强酸和强碱,所产生的强烈剌激性气味,不仅影响工人健康、污染环境,而且腐蚀设备,加速设备的老化。(2)工艺过于复杂,每一个程序的要求苛刻,如对酸碱度的调控,难于控制。
发明内容本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种去除使用有机溶剂,取消强酸蚀刻和强碱清洗等落后的生产工艺,改用不污染环境的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏及蚀刻工艺。本发明用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏所采用的技术方案是按重量份计,它由以下组分组成盐类物质0.120份非挥发性酸250份水性高分子聚合物10--30份稀释润湿分散剂0.110份消泡剂0.15份增稠剂10--40份抑菌剂0.110份水230份所述盐类物质由金属离子和酸根离子构成。所述盐类物质为氯化铁或氯化亚铁或氯化锌或氯化铜或硝酸铁或硝酸铜或硝酸银。所述非挥发性酸为草酸、硫酸、磷酸、偏磷酸、焦磷酸、磺酸、羧酸中的至少一种。所述水性高分子聚合物为水性聚氨酯、聚乙烯醇、水溶性环氧树脂、水溶性醇酸树脂、聚乙二醇、改性淀粉、改性纤维树脂、改性纤维素乙醚、水溶性油、松香改性树脂及阿拉伯树胶中的至少三种。所述稀释润湿分散剂为蓖麻油硫酸化合物、聚磷酸盐、硅酸盐、聚丙烯酸衍生物、聚氧乙烯乙二醇烷基酯中的至少两种。所述增稠剂有胶态硅、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、滑石粉、二氧化硅粉、聚丙烯酸、澎润土中取至少两种;所述抑菌剂为TS-802杀菌灭藻剂或SJ-304杀菌灭藻剂或2.4.5.6-四氯间苯二晴。本发明用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏的蚀刻工艺所采用的技术方案是该蚀刻工艺包括以下步骤(a)蚀刻步骤将所述蚀刻膏涂布在玻璃板或者PVC软膜上的导电镀膜上;(b)常温放置或烘烤步骤待步骤(a)中的所述玻璃板或者所述PVC软膜常温放置5-30分钟,或将所述玻璃板或者所述PVC软膜进行烘烤,所述玻璃板烘烤的温度为60°C180。C,所述PVC软膜烘烤的温度为60°C130°C;(c)浸泡步骤用自来水或者纯净水浸泡步骤(b)中的所述玻璃板或者所述PVC软膜;(d)清洗步骤将步骤(c)中的所述玻璃板或者所述PVC软膜过清洗机用纯净水喷淋、冲刷清洗并风干。所述步骤(a)中蚀刻的方式可以通过喷涂或旋涂或浸迹或丝网印刷或模版印刷或压印或移印或喷墨印刷完成。所述步骤(b)中的烘烤温度为80°C130°C。本发明的有益效果是由于本发明包括蚀刻步骤、常温放置或烘烤步骤、浸泡步骤、清洗步骤,去除使用有机溶剂,取消强酸蚀刻和强碱清洗等落后的生产工艺,改用环境友好型的金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏,省去了酸碱浸泡工序,避免了浸泡过程中强酸和强碱对需保留的导电膜的损伤,简化了工艺流程,免去酸碱浸泡和有机溶剂的使用,所以降低环保成本,提高了产品的刻蚀质量,具有高效、节能、环保的效果。本发明可通过各种方式如喷涂、旋涂、浸迹或通过丝网印刷、模版印刷、压印、移印或喷墨印刷等方法涂布在透明的导电层上,并根据导电材料不同如氧化铟锡In203:Sn(ITO)、氟掺杂的氧化锡Sn02:F(FTO)、锑掺杂的氧化锡Sn02:Sb(ATO)、铝掺杂的氧化锌ZnO:AI(AZO)、锡酸镉CdSn03(CTO)、铟掺杂的氧化锌ZnO:In(IZO)、未掺杂的氧化锡(IV)(TO)、未掺杂的氧化铟(III)(10)、未掺杂的氧化锌(ZO)非晶硅铝导电层等,选择原材料之间的配比和合适的温度和时间而完成蚀刻,其不仅蚀刻能力强、蚀刻精度高、容易操作等特点,最为关键的是节约能源,提高生产效率和环境保护。图1是本发明的工艺流程示意图。具体实施方式实施例一本发明蚀刻膏的配方为按重量份计,它由以下组分组成氯化铁取0.1份;硫酸和草酸取2份;水性聚氨酯、聚乙烯醇、水溶性环氧树脂取10份;蓖麻油硫酸化合物、聚磷酸盐取0.1份;消泡剂为日本SanNopco生产的SN-D468消泡剂取0.1份;增稠剂为胶态硅和甲基纤维素取10份;抑菌剂为TS-802杀菌灭藻剂0.1份;水为30份;将上述原料混合制备而成蚀刻膏。本发明用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏的蚀刻工艺为如图1所示,将所述蚀刻膏通过丝网印刷印在氧化铟锡In203:Sn(IT0)的导电镀膜上,丝网网目为100-380目,丝网印刷速度控制在30cm/秒左右,刮刀速度要保证下墨量,丝网制作完毕后严格检查丝网,防止有漏网的缺陷,造成ITO导电膜保留面的损伤,印刷后常温放置5-10分钟,用自来水或纯水浸泡5-20分钟左右(或经超声波槽浸泡可縮短浸泡时间),蚀刻反应速度随温度的提升而加快,具体要求可根据生产需要做必要的调整,最后过清洗机用纯净水喷淋、冲刷清洗并风干。实施例二本发明蚀刻膏的配方为按重量份计,它由以下组分组成氯化亚铁取20份;硫酸和焦硫酸取50份;水溶性醇酸树脂、聚乙二醇、改性淀粉取30份;聚磷酸盐、硅酸盐、聚丙烯酸衍生物取10份;消泡剂为英国的Bew-aloid生产的Bevaloid691消泡剂取5份;增稠剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素取40份;抑菌剂为SJ-304杀菌灭藻剂取10份;水为2份;将上述原料混合制备而成蚀刻膏。本发明用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏的蚀刻工艺为将所述蚀刻膏通过丝网印刷印在氟掺杂的氧化锡Sn02:F(FT0)的导电镀膜上,丝网网目为100-380目,丝网印刷速度控制在30cm/秒左右,刮刀速度要保证下墨量,丝网制作完毕后严格检查丝网,防止有漏网的缺陷,造成ITO导电膜保留面的损伤,印刷后要求在10-30分钟内进入烘烤,烘烤温度为80-12(TC,烘烤后用自来水或纯水浸泡5-20分钟(或经超声波槽浸泡可縮短浸泡时间),蚀刻反应速度随温度的提升而加快,可根据生产需要做必要的调整,最后过清洗机用纯净水喷淋、冲刷清洗并风干。本实施例比实施例一的蚀刻时间长。实施例三本发明蚀刻膏的配方为按重量份计,它由以下组分组成氯化铜取10份;磺酸、羧酸取25份;改性纤维素乙醚、水溶性油、松香改性树脂及阿拉伯树胶取20份;硅酸盐、聚丙烯酸衍生物、聚氧乙烯乙二醇烷基酯取5份;消泡剂为英国的Bew-aloid生产的Bevaloid691消泡剂取3份;增稠剂为聚丙烯酸、有机澎润土和无机澎润土取25份;抑菌剂为2.4.5.6-四氯间苯二晴取5份;水为20份;将上述原料混合制备而成蚀刻膏。本实施例与实施例二的不同之处在于材料为玻璃上的导电膜,烘烤温度为120-140。C,蚀刻时间为5-20分钟。其余与实施例二相同。实施例四本发明蚀刻膏的配方为按重量份计,它由以下组分组成硝酸铁取10份;偏磷酸和草酸取25份;聚乙二醇、改性淀粉、改性纤维树脂、改性纤维素乙醚、水溶性油取20份;硅酸盐、聚丙烯酸衍生物取5份;消泡剂为高碳醇酯酸酯化合物DSA-5取3份;增稠剂为羟甲基纤维素、滑石粉取25份;抑菌剂为SJ-304杀菌灭藻剂取5份;水为30份;将上述原料混合制备而成蚀刻膏。本实施例与实施例二的不同之处在于材料为东洋纺膜导电层,烘烤温度为140-150。C,蚀刻时间为25-30分钟。其余与实施例二相同。实施例五本发明蚀刻膏的配方为按重量份计,它由以下组分组成硝酸铁取l份;偏磷酸取2份;聚乙二醇、改性淀粉、改性纤维树脂、改性纤维素乙醚、水溶性油取10份;硅酸盐、聚丙烯酸衍生物取1份;消泡剂为高碳醇酯酸酯化合物DSA-5取1份;增稠剂为羟甲基纤维素、滑石粉取10份;抑菌剂为SJ-304杀菌灭藻剂取2份;水为20份;将上述原料混合制备而成蚀刻膏。本实施例与实施例二的不同之处在于材料为二氧化锡导电膜,烘烤温度为140-150。C,蚀刻时间为25-30分钟。其余与实施例二相同。实施例六本发明蚀刻膏的配方为按重量份计,它由以下组分组成硝酸铁取20份;偏磷酸取50份;聚乙二醇、改性淀粉、改性纤维树脂、改性纤维素乙醚、水溶性油取30份;硅酸盐、聚丙烯酸衍生物取10份;消泡剂为高碳醇酯酸酯化合物DSA-5取5份;增稠剂为羟甲基纤维素、滑石粉取40份;抑菌剂为SJ-304杀菌灭藻剂取10份;水为30份;将上述原料混合制备而成蚀刻膏。蚀刻方法同实施例一。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本发明的蚀刻时间与盐类物质和非挥发性酸的量成反比,根据导电材料的不同,蚀刻的时间不同。可以根据导电材料选择合适的温度和时间而完成蚀刻。本发明不仅蚀刻能力强、蚀刻精度高、容易操作等特点,最为关键的是节约能源,提高生产效率和环境保护。权利要求用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏,其特征在于按重量份计,它由以下组分组成盐类物质0.1~20份非挥发性酸2~50份水性高分子聚合物10~30份稀释润湿分散剂0.1~10份消泡剂0.1~5份增稠剂10~40份抑菌剂0.1~10份水2~30份2.根据权利要求1所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻;所述盐类物质由金属离子和酸根离子构成。3.根据权利要求2所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏,其特征在于所述盐类物质为氯化铁或氯化亚铁或氯化锌或氯化铜或硝酸铁或硝酸铜或硝酸银。4.根据权利要求1所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏,其特征在于所述非挥发性酸为草酸、硫酸、磷酸、偏磷酸、焦磷酸、磺酸、羧酸中的至少一种。5.根据权利要求1所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏,其特征在于所述水性高分子聚合物为水性聚氨酯、聚乙烯醇、水溶性环氧树脂、水溶性醇酸树脂、聚乙二醇、改性淀粉、改性纤维树脂、改性纤维素乙醚、水溶性油、松香改性树脂及阿拉伯树胶中的至少三种。6.根据权利要求1所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏,其特征在于所述稀释润湿分散剂为蓖麻油硫酸化合物、聚磷酸盐、硅酸盐、聚丙烯酸衍生物、聚氧乙烯乙二醇烷基酯中的至少两种。7.根据权利要求1所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏,其特征在于所述增稠剂有胶态硅、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、滑石粉、二氧化硅粉、聚丙烯酸、澎润土中取至少两种;所述抑菌剂为TS-802杀菌灭藻剂或SJ-304杀菌灭藻剂或2.4.5.6-四氯间苯二晴。8.—种利用权利要求1所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏的蚀刻工艺,其特征在于该蚀刻工艺包括以下步骤(a)蚀刻步骤将所述蚀刻膏涂布在玻璃板或者PVC软膜上的导电镀膜上;(b)常温放置或烘烤步骤待步骤(a)中的所述玻璃板或者所述PVC软膜常温放置5-30分钟,或将所述玻璃板或者所述PVC软膜进行烘烤,所述玻璃板烘烤的温度为6(TC18(TC,所述PVC软膜烘烤的温度为60°C130°C;(C)浸泡步骤用自来水或者纯净水浸泡步骤(b)中的所述玻璃板或者所述PVC软膜;(d)清洗步骤将步骤(c)中的所述玻璃板或者所述PVC软膜过清洗机用纯净水喷淋、冲刷清洗并风干。9.根据权利要求8所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏的蚀刻工艺,其特征在于所述步骤(a)中蚀刻的方式可以通过喷涂或旋涂或浸迹或丝网印刷或模版印刷或压印或移印或喷墨印刷完成。10.根据权利要求8所述的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏的蚀刻工艺,其特征在于所述步骤(b)中的烘烤温度为80°C130°C。全文摘要本发明公开了一种用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏及蚀刻工艺,旨在提供一种去除使用有机溶剂,取消强酸蚀刻和强碱清洗等落后的生产工艺,改用不污染环境的用于金属及金属氧化物透明导电层的蚀刻膏及蚀刻工艺。本发明蚀刻膏按重量份计,它由以下组分组成盐类物质0.1~20份、非挥发性酸2~50份、水性高分子聚合物10~30份、稀释润湿分散剂0.1~10份、消泡剂0.1~5份、增稠剂10~40份、抑菌剂0.1~10份、水2~30份。本发明简化了工艺流程,免去酸碱浸泡和有机溶剂的使用,降低环保成本,提高了产品的刻蚀质量,具有高效、节能、环保的效果。本发明广泛应用于电子、半导体及精细化工等领域。文档编号C03C15/00GK101717645SQ20091019398公开日2010年6月2日申请日期2009年11月17日优先权日2009年11月17日发明者张林申请人:张林
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