METAL MASH等离子加工工艺(三)

四、阻蚀油墨烘干 阻蚀油墨烘干工序主要是把阻蚀油墨里的溶剂去除。 微压印蚀刻采用的是干蚀刻方式,所以在采用什么烘干设备与参

四、阻蚀油墨烘干

阻蚀油墨烘干工序主要是把阻蚀油墨里的溶剂去除。

微压印蚀刻采用的是干蚀刻方式,所以在采用什么烘干设备与参数上,也比化学蚀刻要宽松,少量封闭的针孔、气泡等,一般不会形成侵蚀现象。 

等离子蚀刻用的阻蚀油墨里的溶剂,应该是不参与油墨固化反应过程的,也就是说,油墨涂覆后烘干时,溶剂挥发完后,只是提高油墨的塑性和分子间的堆积强度,而不是化学键作用力粘结强度。阻蚀油墨烘干后,在基材表面形成足够的附着力和塑性,这样才利于后面压印线路加工。 

为了快速的把油墨中的溶剂挥发完全,一般会采用强对流强制热交换烘烤设备,在快速交换热量的同时,也把大量的溶剂挥发物抽离加工工件表面,得到较高的生产效率。 

当然,这个热交换效率,要与基材的热交换速度相宜,过快的热交换速度,也容易造成基材各部分受热不均匀,在热胀冷缩的作用下,让加工工件产生变形现象,如果严重的话,超出了工件的耐受程度,就容易形成不可回复变形次品。

所以,一般这种烘干设备,都会采取先把基材加热,然后让基材把热量传递到油墨的方式,来快速清除油墨里的溶剂,增加油墨层的塑性,方便物理成型。

五、图案转移压印

由于成本的增长,人们对纳米压印蚀刻这一低成本图形转移技术的关注越来越多。通过避免使用昂贵的光源和投影光学系统,纳米压印蚀刻比传统蚀刻方法大大降低了成本。利用等离子压印蚀刻工艺加工金属网格,图案转移压印是最关键的工序,它决定了最终的蚀刻良率。

压印并不神秘,它其实是一门古老的图形转移技术,中国的活字印刷术就是最初的压印技术的原型。打一个通俗的比喻,压印就像是把一个刻有凹凸图案的章盖在橡皮泥上,然后就在橡皮泥上留下了具有和章的图形相反的图案。只不过在纳米压印中,这个具有凹凸图案的章的图案特征尺寸在几个纳米到几百个纳米,这个章在纳米压印中被称为模板;而这个橡皮泥在压印过程中用特殊的阻蚀油墨。

图案转移压印首先是进行模压,在模具和塑性阻蚀油墨间加上一定的压力,让阻蚀油墨填充模具中的空腔进行物理成型。压力的大小,以完全填充腔体为准。

模压过程结束后,再对阻蚀油墨进行加热使图案固化,让阻蚀油墨提供足够大的机械强度。

阻蚀油墨固化,是通过加热,让油墨里的各个组份产生化学反应,生成具有一定硬度的固态物质。阻蚀油墨固化后,一般会失去塑性,硬度跟韧性会大幅增强,在等离子蚀刻时给需要留下的金属导电层提供保护作用。

六、图案蚀刻

模压结束后,原阻蚀油墨被压得凹下去的那些部分和填充模具的部分就有一个高度差,通过各向异性反应等离子刻蚀,就可以得到最终需要的METAL MASH金属网格图案和线路。

等离子蚀刻的原理,是利用等离子的各向异性,阻蚀油墨厚度厚的地方蚀刻速度慢,阻蚀油墨厚度薄的地方蚀刻速度快的原理,把阻蚀油墨厚度薄的地方的阻蚀油墨和下面的导电层一起蚀刻掉,留下阻蚀油墨保护层厚度较厚部分。

七、阻蚀油墨去除

刻蚀图案完成后,也可以调整等离子的频率或功率,一次性去除剩余的阻蚀油墨保护层,留下导电图案层,也可以选用可以化学反应法去除的阻蚀油墨,在这道工序中采用化学方法去除阻蚀油墨层,并完成对导电膜基板的清洗。

METAL MASH金属网格电容屏制作

METAL MASH金属网格导电膜制作好后,其它的外形加工、电子附件贴装、保护层制作、模组贴合等加工工序,跟传统的电容触摸屏加工工艺基本上一致,只有少部分工序,会因为导电层材料特性不同,在工装治具以及工艺参数上有所不同。

METAL MASH金属网格图案电容屏的意义和难点

METAL MASH金属网格图案电容屏的工艺优势,是金属网格的导电率比较高,电阻可以做到跟传统电容屏外围连接电路一样低,也就是说可以一次性把电容屏的sensor图案和周边线路一起制作出来,如果组成金属网格导电层的材料本身性能稳定的话,成品电容屏的品质稳定性也比较好。

目前困扰行业的主要问题,是出现在外挂式电容屏采用METAL MASH金属网格工艺时,如果是采用柔性基材和金属材料,由于线宽只有微米级或亚微米级,容易出现金属层附着力不够,造成加工搬运或挠曲过程中脱落的问题;如果是采用纳米浆料导电材料,则很难验证长期导电过程中,纳米结构电性能稳定性问题。

另外,金属网格产品的金属材料线路电阻可以做得比较低,但形成电容的表面积也很低,也就是说,低的电阻可以得到优秀的驱动IC驱动能力,但是低的电容表面积所带来的低的电容容积量,却增加了驱动IC的探测和计算难度,这些都会增加驱动IC的成本。

也就是说,在METAL MASH金属网格图案电容屏产品没有在市场上充分被验证并批量供应之前,前期介入的厂商,有可能在导电层的材料与加工成本上可以节省掉一部分成本,但这部分省下来的成本,不一定能弥补驱动IC所增加的成本。

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