一种双面透明导电材料的激光蚀刻工艺方法与流程

本发明涉及一种激光刻蚀工艺方法，特别是涉及一种双面透明材料的激光刻蚀工艺方法。

背景技术：

目前双面透明导电材料一般分为双面透明导电薄膜和双面透明导电玻璃。

双面透明导电薄膜的导电层主要是ito、fto、石墨烯，纳米银或者ito和纳米银复合镀层等，薄膜衬底主要为pet或者pc。双面透明导电玻璃，其导电层主要是ito或者fto，衬底材料为玻璃，玻璃可为纳钙玻璃或硫铝玻璃。

电容式触摸屏应用于手机、车载、笔电等领域，应用范围广，其触控传感器由x轴电极和y轴电极合并而成实现x和y方向触点的感测。双面透明导电材料可应用于触摸屏触控传感器的触控电极图案的制作，其透光性好，透光率＞87%，由于其正反两面都具有导电膜层，可以在其两面分别制作触控屏传感器的x轴电极图案和y轴电极图案，即rx图形和tx图形，这样一片膜材就可以做出一张触摸屏的功能片。而相对于单面透明导电材料来说，需要两片单面透明导电材料分别制作触控线路的rx和tx，再将rx和tx进行贴合形成一片功能片。由此可见，采用双面透明导电材料可以减少一层透明导电材料厚度，减少一次贴合工艺。对于实际应用来说，减少一片透明导电材料厚度，触控tp的厚度更薄，触控更灵敏，减少一次贴合工艺，工艺流程更简单，制作的直通良率更高，生产成本降低。

而实际上在双面透明导电材料上制作线路，目前行业内主要采用湿法制程，如黄光工艺，蚀刻膏工艺，和干法制程如激光蚀刻工艺，其中，激光蚀刻工艺既适合导电膜材的线路蚀刻也适合导电玻璃的线路蚀刻。采用激光蚀刻双面导电材料存在主要问题是激光蚀刻材料的一面导电层时对应的另一面导电层也被损伤，较难实现在两面制作不同线路图形。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种蚀刻无损伤，加工质量好的双面透明导电材料的激光蚀刻工艺方法

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为

一种双面透明导电材料的激光蚀刻工艺方法，工艺步骤：

1）测量材料的折射率，即双面透明导电材料的a面导电膜层、b面导电膜层的折射率na，nb以及基材（无导电层的）的折射率nc；折射率的测量方法可采用布儒斯特角法、干涉法、椭偏法等专业测量仪器进行测量；a面和b面的导电膜层可以为同一种导电物质也可以为不同两种导电物质；

2）计算所述材料的a面和b面所对应的全反射角θa，θb；

，

；

3）将所述材料a面朝上，放在工作平台上，调整激光蚀刻机加工头的激光输出光与工作平台的角度θwork，确保θwork≥θa，导入a面需要加工的图形文件于上位机软件中，设置加工参数，启动激光蚀刻机进行图档的蚀刻；

4）步骤3）完成后，将所述材料翻面使b面朝上，放于工作平台上，调整激光蚀刻机的加工头的激光输出光与工作平台角度θwork，使θwork≥θb，导入b面需要加工的图形文件于上位机软件中，设置对应的加工参数，启动蚀刻机进行图档的蚀刻；

5）步骤3）和4）完成后，双面线路蚀刻工作结束，所述材料的a面和b面即制作出了对应的图案。

工艺步骤的主要工作原理：利用全反射原理，激光从光密的导电层进入光疏的基材，当激光的入射角大于等于某一角度，其折射角度为90°，折射光消失，从而无激光进入基材下方的另一导电层，因此另一导电层就不会被激光所损伤。实际应用中，保证激光蚀刻机的加工头输出的激光入射角大于等于材料的全反射角，这时进行激光加工上面的导电层时另一面（下面）的导电层就无任何损伤。激光加工头输出的激光入射角主要通过特定的激光头安装方式及可调节的加工头角度来实现。

全反射原理：当光从光密介质射向光疏介质时，不断增加入射角，折射光越来越弱，反射光线越来越强，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°，这时折射光线消失，只剩下反射光线。

有益效果：本发明采取的是一个创新性的的激光刻蚀工艺方法，采用全反射原理进行光路调整，保证激光与加工材料的激光入射角大于全反射角，激光入射导电层后，无折射光进入基材及反面的导电膜层，从而保证正面膜材激光蚀刻后完全对反面膜材无任何损伤；具有较好的技术效果。

附图说明

图1为双面导电膜层的结构示意图；

图2为激光入射角度无校正情况下激光入射双面导电材料的光路示意图；

图3激光入射角大于等于全反射角时光路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，双面导电膜层的结构示意图如下，其中，编号1为透明导电膜层，主要是ito，fto，石墨烯，纳米银；编号2为透明基材，主要是pet，pc，pmma，玻璃；3为透明导电膜层，主要是ito，fto，石墨烯，纳米银。一般来讲，基本上分成三层结构，中间为透明介质层，上下为膜层，上下两面膜层都是需要刻蚀加工。为保证正面膜材和反面膜材在相互加工中不受影响，采取本发明的工艺方法。

一种双面透明导电材料的激光蚀刻工艺方法，工艺步骤：

1）测量材料的折射率，即双面透明导电材料的a面导电膜层、b面导电膜层的折射率na，nb以及基材（无导电层的）的折射率nc；折射率的测量方法可采用布儒斯特角法、干涉法、椭偏法等专业测量仪器进行测量；a面和b面的导电膜层可以为同一种导电物质也可以为不同两种导电物质；

2）计算所述材料，激光从a面入射进入基材c所对应的全反射角θa，激光从b面入射进入基材c所对应的全反射角θb，

，

；

3）将所述材料a面朝上，放在工作平台上，调整激光蚀刻机加工头的激光输出光与工作平台的角度θwork，确保θwork≥θa，导入a面需要加工的图形文件于上位机软件中，设置加工参数，启动激光蚀刻机进行图档的蚀刻；

4）步骤3）完成后，将所述材料翻面使b面朝上，放于工作平台上，调整激光蚀刻机的加工头的激光输出光与工作平台角度θwork，使θwork≥θb，导入b面需要加工的图形文件于上位机软件中，设置对应的加工参数，启动蚀刻机进行图档的蚀刻；

5）步骤3）和4）完成后，双面线路蚀刻工作结束，1所述材料的a面和b面即制作出了对应的图案。

如图2、3所示，图2为激光入射角度无校正情况下激光入射双面导电材料的光路示意图：当激光从光密的导电层进入光疏的基材，激光的入射角在小于于某一角度，其折射角度为锐角，光一部分被反射射回来，一部分向下折射进入下一层介质或膜材，致使在刻蚀加工正面膜材时对反面膜材造成损伤。

图3激光入射角大于等于全反射角时光路示意图；主要工作原理：利用全反射原理，激光从光密的导电层进入光疏的基材，激光的入射角大于等于某一角度，其折射角度为90°，折射光消失，从而无激光进入基材下方的另一导电层；保证激光蚀刻机的加工头输出光于加工材料角度大于等于材料的全反射角，这时调整加工头的安装方式及角度，进行加工时激光加工一面导电层时另一面的导电层无任何损伤。

全反射原理：当光从光密介质射向光疏介质时，不断增加入射角，折射光越来越弱，反射光线越来越强，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°，这时折射光线消失，只剩下反射光线。

在可见光波段下，本发明申请涉及的产品材料的折射率。

有益效果：本发明采取的是一个创新性的的激光刻蚀工艺方法，采用全反射原理进行光路调整，保证激光与加工材料的激光入射角大于全反射角，激光入射导电层后，无折射光进入基材及反面的导电膜层，从而保证正面膜材激光蚀刻后完全对反面膜材无任何损伤；具体较好的技术效果。