专利名称：双工位触摸屏ito薄膜激光刻蚀机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光加工ITO薄膜设备，特别是涉及一种双工位触摸屏ITO 薄膜激光刻蚀机。
背景技术：
ITO薄膜即氧化铟锡andium-Tin Oxide)是一种透明导电膜玻璃，广泛用于液晶 触摸屏、显示器(LCD)、太阳能电池、微电子ITO导电膜玻璃、光电子和各种光学领域。传统 的触摸屏ITO薄膜主要采用化学蚀刻的方法生产，但随着苹果iphone中电容式多点触控技 术的出现和Window等操作系统对多点触控的支持，已经引发触摸屏的革命性变革，传统 的化学蚀刻方法在加工精度(包括线性精度和线宽精度)、加工的效率以及良品率都无法满 足要求。激光具有高相干性、高方向性和高强度的特点，容易获得很高的光通量密度，将强 的激光束聚焦到介质上，利用激光束与物质相互作用的过程来改变物质的性质，这就是激 光加工。激光刻蚀触摸屏ITO薄膜，速度快、工艺简单、容易控制、没有化学污染，越来越多 的被使用。目前，激光刻蚀触摸屏ITO薄膜有两种形式一种是工作台或激光头二维平面运 动，刻蚀的轨迹即为工作台或激光头二维平面运动轨迹；另一种是采用二维振镜头和F- θ 透镜组，二维振镜头的振动电机偏转使激光光束运动，再经F- θ透镜组聚焦的焦点轨迹为 激光刻蚀的轨迹。专利号为201020302494. 6的触摸屏ITO薄膜激光刻蚀设备是采用二维振镜头和 F- θ透镜组，其刻蚀速度快，生产效率高，但是，此设备辅助工作时间长，一张加工材料的上 料、对位和下料时间占去了很大一部分时间，虽然激光对ITO薄膜的刻蚀速度很快，但整个 设备的效率仍然不高。
发明内容本实用新型的目的是提供一种双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，此双工位触摸 屏ITO薄膜激光刻蚀机，生产效率高。为了达到上述目的，本实用新型的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，包括机架、 控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头和F- θ透镜组，控制系统、计算 机系统、吸附平台和激光发生器都安装在机架上，激光发生器、二维振镜头和F- θ透镜组 安装在吸附平台上方，激光发生器的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透 镜组安装在二维振镜头下部，其特征在于还包括一维运动平台；一维运动平台安装在机架与吸附平台之间，吸附平台的长度大于所刻蚀ITO薄膜 材料宽度的两倍。因为吸附平台的长度大于所刻蚀ITO薄膜材料宽度的两倍，在吸附平台上可同时放置两张ITO薄膜材料，而在机架与吸附平台之间安装了一维运动平台，一维运动平台的 运动使吸附平台和吸附在其上的ITO薄膜材料来回移动，移动到F- θ透镜组正下方部分吸 附平台上的一张ITO薄膜材料被激光刻蚀，而吸附平台不在F- θ透镜组正下方部分用来 上、下另一张ITO薄膜材料，当一张ITO薄膜材料刻蚀完后，一维运动平台的运动使放置好 的另一张ITO薄膜材料移到F- θ透镜组正下方进行刻蚀，而先前刻蚀好的ITO薄膜材料被 移出F- θ透镜组正下方，再进行下料、上料，如此反复，即在一张ITO薄膜材料激光刻蚀的 同时完成另一张ITO薄膜材料上、下料，也就是双工位工作，辅助时间短，生产效率高。所述的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，其特征在于还包括C⑶定位系统，CXD 定位系统安装在吸附平台上方，CCD定位系统由CCD摄像机、工业镜头和分析控制系统组 成。工作时，C⑶定位系统对吸附平台上放置的ITO薄膜材料上的定位靶标摄像，通过像素 分析比较ITO薄膜材料上定位靶标的位置与标准位置的差别，分析控制系统控制刻蚀软件 对刻蚀位置进行调整，以补偿ITO薄膜材料位置的偏差。所述的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，其特征在于还包括横向运动装置，横 向运动装置为一直线运动平台，安装在机架与激光发生器之间，横向运动装置的运动方向 与一维运动平台方向垂直。因为采用二维振镜头和F-θ透镜组的激光刻蚀机，为了使其 刻蚀的线性宽度乍、精度高，往往选用焦距短的F-θ透镜组，而焦距短的F-θ透镜组的刻 蚀范围也就小，需要采用一维运动平台带动吸附平台和横向运动装置带动其上的激光发生 器、二维振镜头及F-θ透镜组运动，从而实现多幅图拼接刻蚀，最终实现大幅面上的小线 性宽度和高精度的刻蚀。所述的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，其特征在于一维运动平台为直线电 机驱动运动平台或伺服电机驱动运动平台。所述的二维振镜头内有两个高速伺服振动电机，每个高速伺服振动电机的轴上安 装有激光反射镜片，两个高速伺服振动电机交叉安装。所述的F- θ透镜组为一组镜片组，其作用是将经过二维振镜头的不同角度激光 光束聚焦到一个平面上，所以能对置于吸附平台上的ITO薄膜进行刻蚀加工。所述的吸附平台的内部为两个不相通的空腔，上面表设置多个与空腔连通的小 孔，吸附平台的侧面或下部开有与空腔相连通的多个通孔，其中，至少有一个通孔与真空装 置或抽风装置连接；真空装置或抽风装置把ITO薄膜吸附于吸附平台，使ITO薄膜平展于吸 附平台，保证刻蚀质量，两个不相通的空腔可实现单独对其上的ITO薄膜吸附或不吸附。所述的机架为金属结构件，是整个双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机的支撑与连 接部件，控制系统、计算机系统、一维运动平台和激光发生器都安装在机架上。所述的控制系统包括工控机及其操作控制软件，其作用是控制双工位触摸屏ITO 薄膜激光刻蚀机的运行。所述的计算机系统包括计算机主机、显示器、键盘和鼠标，其中计算机主机的主板 上安装有运动控制卡。计算机系统同控制系统一起控制整个薄膜激光刻蚀运行，显示器的 作用是用于显示操作控制软件的界面。所述的激光发生器发出的激光波长为266nm、1064nm、532nm或355nm。本实用新型的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，辅助时间短，生产效率高。
图1是本实用新型实施例的结构示意图。图2是吸附平台运动到另一工作工位的示意图。
具体实施方式
图1标记的说明横向运动装置1，升降机构2，激光发生器3，二维振镜头4，F- θ 透镜组5，显示器6，控制系统7，CXD定位系统8，吸附平台9，一维运动平台10，机架11，计 算机系统12。参见图1，本实用新型双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机的实施例包括机架11、控 制系统7、计算机系统12、激光发生器3、吸附平台9、二维振镜头4和F- θ透镜组5，还包括 一维运动平台10，实施例中，一维运动平台10为直线电机驱动运动平台。控制系统7、计算 机系统12、吸附平台9和激光发生器3都安装在机架11上，激光发生器3、二维振镜头4和 F- θ透镜组5安装在吸附平台9上方，激光发生器3的激光出光孔与二维振镜头4的激光 进光孔同心，F- θ透镜组5安装在二维振镜头4下部，一维运动平台10安装在机架11与 吸附平台9之间，吸附平台9的长度大于所刻蚀ITO薄膜材料宽度的两倍。因为吸附平台9的长度大于所刻蚀ITO薄膜材料宽度的两倍，在吸附平台9上可 同时放置两张ITO薄膜材料，而在机架11与吸附平台9之间安装了一维运动平台10，一维 运动平台10的运动使吸附平台9和吸附在其上的ITO薄膜材料来回移动，移动到F-θ透 镜组5正下方部分吸附平台9上的一张ITO薄膜材料被激光刻蚀，而吸附平台9不在F- θ 透镜组5正下方部分用来上、下另一张ITO薄膜材料，当一张ITO薄膜材料刻蚀完后，一维 运动平台10的运动使放置好的另一张ITO薄膜材料移到F- θ透镜组5正下方进行刻蚀， 而先前刻蚀好的ITO薄膜材料被移出F- θ透镜组5正下方，再进行下料、上料，如此反复， 即在一张ITO薄膜材料激光刻蚀的同时完成另一张ITO薄膜材料上、下料，也就是双工位工 作，辅助时间短，生产效率高。实施例中，还设置有CXD定位系统8，CXD定位系统8安装在吸附平台9上方，CXD 定位系统8由CXD摄像机、工业镜头和分析控制系统组成。工作时，CXD定位系统8对吸附 平台9上放置的ITO薄膜材料上的定位靶标摄像，通过像素分析比较ITO薄膜材料上定位 靶标的位置与标准位置的差别，分析控制系统控制刻蚀软件对刻蚀位置进行调整，以补偿 ITO薄膜材料位置的偏差。实施例中，还设置有横向运动装置1，横向运动装置1为一直线运动平台，安装在 机架11与激光发生器3之间，横向运动装置1的运动方向与一维运动平台10方向垂直。因 为采用二维振镜头4和F- θ透镜组5的激光刻蚀机，为了使其刻蚀的线性宽度乍、精度高， 往往选用焦距短的F- θ透镜组5，而焦距短的F- θ透镜组5的刻蚀范围也就小，需要采用 一维运动平台10带动吸附平台9和横向运动装置1带动其上的激光发生器3、二维振镜头 4及F- θ透镜组5运动，从而实现多幅图拼接刻蚀，最终实现大幅面上的小线性宽度和高精 度的刻蚀。二维振镜头4内有两个高速伺服振动电机，每个高速伺服振动电机的轴上安装有 激光反射镜片，两个高速伺服振动电机交叉安装。F- θ透镜组5为一组镜片组，其作用是将经过二维振镜头4的不同角度激光光束聚焦到一个平面上，所以能对置于吸附平台9上的ITO薄膜进行刻蚀加工。吸附平台9的内部为两个不相通的空腔，上面表设置多个与空腔连通的小孔，吸 附平台9的侧面或下部开有与空腔相连通的多个通孔，其中，至少有一个通孔与真空装置 或抽风装置连接；真空装置或抽风装置把ITO薄膜吸附于吸附平台9，使ITO薄膜平展于吸 附平台9，保证刻蚀质量，两个不相通的空腔可实现单独对其上的ITO薄膜吸附或不吸附。机架11为金属结构件，是整个双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机的支撑与连接部 件，控制系统7、计算机系统12、一维运动平台10和激光发生器3都安装在机架11上。控制系统7包括工控机及其操作控制软件，其作用是控制双工位触摸屏ITO薄膜 激光刻蚀机的运行。计算机系统12包括计算机主机、显示器6、键盘和鼠标，其中计算机主机的主板上 安装有运动控制卡。计算机系统12同控制系统7 —起控制整个薄膜激光刻蚀运行，显示器 6的作用是用于显示操作控制软件的界面。实施例中，激光发生器3发出的激光波长为355nm。为了方便调整激光焦距，在横向运动装置1和激光发生器3之间设置有升降机构 2，升降机构2为电机驱动能垂直升降的机构，它能使安装其上的激光发生器3、二维振镜头 4和F-θ透镜组5上升或下降，从而达到激光聚焦后的焦点落在吸附平台上的ITO薄膜材 料上。本实用新型的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，辅助时间短，生产效率高，它的 推广应用，对提高ITO薄膜激光刻蚀效率、节约生产成本有着积极的意义。
权利要求CN 201931205 U权利要求书1/1页
1.双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、 吸附平台、二维振镜头和F- θ透镜组，控制系统、计算机系统、吸附平台和激光发生器都安 装在机架上，激光发生器、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的 激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，其特征 在于还包括一维运动平台；一维运动平台安装在机架与吸附平台之间，吸附平台的长度大于所刻蚀ITO薄膜材料 宽度的两倍。
2.根据权利要求1所述的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，其特征在于还包括CCD 定位系统，CCD定位系统安装在吸附平台上方，CCD定位系统由CCD摄像机、工业镜头和分析 控制系统组成。
3.根据权利要求1或2所述的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，其特征在于还包 括横向运动装置，横向运动装置为一直线运动平台，安装在机架与激光发生器之间，横向运 动装置的运动方向与一维运动平台方向垂直。
4.根据权利要求1或2所述的双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，其特征在于一维 运动平台为直线电机驱动运动平台或伺服电机驱动运动平台。
专利摘要本实用新型提供一种双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头、一维运动平台和F-θ透镜组，控制系统、计算机系统、吸附平台和激光发生器都安装在机架上，激光发生器、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，一维运动平台安装在机架与吸附平台之间，吸附平台的长度大于所刻蚀ITO薄膜材料宽度的两倍。本双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，辅助时间短，生产效率高。
文档编号B23K26/42GK201931205SQ201120001278
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者任清荣, 辛天才, 陈刚 申请人:武汉吉事达激光技术有限公司