專利名稱：觸摸屏ito薄膜激光刻蝕設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光加工領(lǐng)域，特別是涉及一種觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備。
背景技術(shù)：
ITO薄膜即氧化銦錫(Indium-Tin Oxide)透明導電膜玻璃，廣泛用于液晶觸摸 屏、顯示器(IXD)、太陽能電池、微電子ITO導電膜玻璃、光電子和各種光學領(lǐng)域。觸摸屏在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，傳統(tǒng)的觸摸屏ITO薄膜主要采用化學蝕刻 的方法生產(chǎn)。但隨著蘋果iphone中電容式多點觸控技術(shù)的出現(xiàn)和WindoW7等操作系統(tǒng)對 多點觸控的支持，已經(jīng)引發(fā)觸摸屏的革命性變革，傳統(tǒng)的化學蝕刻方法在加工精度(包括 線性精度和線寬精度)和加工的效率以及良品率都無法滿足要求。激光具有高相干性、高方向性和高強度的特點，容易獲得很高的光通量密度，將強 的激光束聚焦到介質(zhì)上，利用激光束與物質(zhì)相互作用的過程來改變物質(zhì)的性質(zhì)，這就是激 光加工。激光加工技術(shù)隨著光學、機電、材料、計算機和控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)逐步發(fā)展成為 一項新的加工技術(shù)。激光加工具有加工對象廣、變形小、精度高、節(jié)省能源、公害小、遠距離 加工和自動化加工等顯著優(yōu)點，對提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率、實現(xiàn)加工過程自動化、減少 或消除污染、減少材料消耗等的作用愈來愈重要。專利號為CN200720171149. 1的一種ITO薄膜激光蝕刻機，包括機架、工控機、顯示 系統(tǒng)、激光發(fā)生器、切割頭、吸附盤、X軸運動系統(tǒng)、Y軸運動系統(tǒng)和Z軸運動系統(tǒng)，所述工控 機、激光發(fā)生器、顯示系統(tǒng)和Z軸運動系統(tǒng)都安裝在機架上，所述切割頭安裝在Z軸運動系 統(tǒng)上，所述吸附盤固定在X軸運動系統(tǒng)上，位于Y軸運動系統(tǒng)的上方，所述X軸運動系統(tǒng)安 裝在Y軸運動系統(tǒng)上，并交叉呈十字狀，Y軸運動系統(tǒng)固定安裝在機架上，本實用新型對ITO 薄膜的刻線效率高、線性好，能夠?qū)Υ蟪叽绲腎TO薄膜進行激光蝕刻。但由于專利號為CN200720171149. 1的ITO薄膜激光蝕刻機，其吸附盤固定在X軸 運動系統(tǒng)上，X軸運動系統(tǒng)安裝在Y軸運動系統(tǒng)上，而X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)由直線 電機驅(qū)動，吸附盤、X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)的質(zhì)量較大，慣性也大，直線電機帶動吸附 盤上的ITO薄膜運動刻線，其刻線速度因為吸附盤、X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)的質(zhì)量較 大、慣性大而受影響，所以刻線速度慢，效率低；另外，因為吸附盤、X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動 系統(tǒng)的質(zhì)量較大、慣性大，在刻線過程中振動也大，刻線的穩(wěn)定線也受到影響，所刻的線寬 不均勻。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，此觸摸屏ITO薄膜 激光刻蝕設(shè)備，刻蝕速度快，效率高，所刻線寬均勻。為了達到上述目的，本實用新型的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，包括機架、控制 系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、激光發(fā)生器、升降機構(gòu)和吸附平臺，控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、升降機構(gòu)和吸附 平臺都安裝在機架上，激光發(fā)生器安裝在升降機構(gòu)上，其特征在于還包括二維振鏡頭和F-θ透鏡組，二維振鏡頭安裝在升降機構(gòu)的升降架上，F(xiàn)-θ透鏡組安裝在二維振鏡頭下 部。如上所述的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，其特征在于升降機構(gòu)包括電動機、蝸 輪蝸桿減速機、絲桿運動副、直線導軌運動副和升降架，電動機的輸出軸與蝸輪蝸桿減速機 的輸入軸聯(lián)接，蝸輪蝸桿減速機的輸出軸與絲桿運動副的絲桿聯(lián)接，絲桿運動副的螺帽與 升降架聯(lián)接，直線導軌運動副的導軌安裝在與機架相聯(lián)的聯(lián)接板上，直線導軌運動副的滑 塊與升降架相聯(lián)接。升降機構(gòu)的作用是用來調(diào)節(jié)F-θ透鏡組與吸附平臺上ITO薄膜的距 離，使經(jīng)過F- θ透鏡組的激光光束聚焦后其焦點落在ITO薄膜上。如上所述的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，其特征在于升降機構(gòu)包括手輪、蝸 輪蝸桿減速機、絲桿運動副、直線導軌運動副和升降架，手輪與蝸輪蝸桿減速機的輸入軸聯(lián) 接，蝸輪蝸桿減速機的輸出軸與絲桿運動副的絲桿聯(lián)接，絲桿運動副的螺帽與升降架聯(lián)接， 直線導軌運動副的導軌安裝在與機架相聯(lián)的聯(lián)接板上，直線導軌運動副的滑塊與升降架相 聯(lián)接。升降機構(gòu)的作用是用來調(diào)節(jié)F-θ透鏡組與吸附平臺上ITO薄膜的距離，使經(jīng)過F-θ 透鏡組的激光光束聚焦后其焦點落在ITO薄膜上。如上所述的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，其特征在于還包括二維運動系統(tǒng)，二 維運動系統(tǒng)由X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)組成，X軸運動系統(tǒng)安裝在Y軸運動系統(tǒng)上，X 軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)呈交叉十字狀，二維運動系統(tǒng)安裝在機架上，吸附平臺安裝在 二維運動系統(tǒng)上。如上所述的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，其特征在于激光發(fā)生器發(fā)出的激光 波長為266匪；激光發(fā)生器發(fā)出的激光波長也可以是1064nm、532nm或355nm。所述的二維振鏡頭內(nèi)有兩個高速伺服振動電機，每個高速伺服振動電機的軸上安 裝有激光反射鏡片，兩個高速伺服振動電機交叉安裝。本觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備采 用二維振鏡頭來控制激光的偏轉(zhuǎn)，通過兩個高速伺服振動電機的振動，使安裝在其軸上的 激光反射鏡片發(fā)生偏轉(zhuǎn)。通過控制高速伺服振動電機軸偏轉(zhuǎn)角的大小來控制激光光束的偏 轉(zhuǎn)角度，也就決定了激光光束的偏轉(zhuǎn)距離。由于二維振鏡頭的高速伺服振動電機的偏轉(zhuǎn)速 度很快，使激光光束運動速度高，也就是對ITO薄膜進行刻蝕速度快，效率高。所述的F- θ透鏡組為一組鏡片組，其作用是將經(jīng)過二維振鏡頭的不同角度激光 光束聚焦到一個平面上，所以能對置于吸附平臺上的ITO薄膜進行刻蝕加工。所述的吸附平臺的內(nèi)部為空腔，上面表設(shè)置多個與空腔連通的小孔，吸附平臺的 側(cè)面或下部開有與空腔相連通的多個通孔；其中，至少有一個通孔與真空裝置或抽風裝置 連接；至少有一個通孔與吹氣裝置連接?？涛gITO薄膜要使ITO薄膜吸附于吸附平臺，刻蝕 完成后，要使ITO薄膜吹高吸附平臺，以便方便地從吸附平臺上取下。所述的機架為金屬結(jié)構(gòu)件，是整個觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備的支撐與連接部 件，控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、升降機構(gòu)、吸附平臺、二維運動系統(tǒng)都安裝在機架上。所述的控制系統(tǒng)包括工控機及其操作控制軟件，其作用是控制觸摸屏ITO薄膜激 光刻蝕設(shè)備的運行。所述的顯示系統(tǒng)為一顯示屏，其作用是用于顯示操作控制軟件的界面。工作時，ITO薄膜平放于吸附平臺上，在真空裝置或抽風裝置的作用下，ITO薄膜 被平坦的吸附于吸附平臺的上表面，激光發(fā)生器發(fā)出的激光在控制系統(tǒng)的控制下，通過二維振鏡頭和F- θ透鏡組作用于ITO薄膜上，對ITO薄膜進行刻蝕加工。由于本觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備采用二維振鏡頭來控制激光的偏轉(zhuǎn)，而二維 振鏡頭的高速伺服振動電機的偏轉(zhuǎn)速度很快，使激光光束運動速度高，也就是對ITO薄膜 進行刻蝕速度快，效率高；同時，二維振鏡頭的高速伺服振動電機的振動雖然很快，但其質(zhì) 量很小，所以二維振鏡頭的高速伺服振動電機偏轉(zhuǎn)時振動小，對整個設(shè)備的影響小，ITO薄 膜刻蝕線寬均勻。采用二維振鏡頭來控制激光的偏轉(zhuǎn)，刻蝕速度快，但二維振鏡頭的刻蝕幅面受到 限制，如果要加大幅面，就必須加大F-θ透鏡組的焦距，但是，加大了 F-θ透鏡組的焦距會 使激光聚焦點變大，刻蝕的線寬寬，難以滿足要求。為了加大刻蝕范圍，本觸摸屏ITO薄膜 激光刻蝕設(shè)備設(shè)有二維運動系統(tǒng)，二維運動系統(tǒng)由X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)組成，X軸 運動系統(tǒng)安裝在Y軸運動系統(tǒng)上，X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)呈交叉十字狀，二維運動系 統(tǒng)安裝在機架上，吸附平臺安裝在二維運動系統(tǒng)上。通過軟件控制，使X軸運動系統(tǒng)和Y軸 運動系統(tǒng)運動，使放置在吸附平臺上摸屏ITO薄膜分區(qū)域刻蝕，刻蝕完一個區(qū)域后再刻蝕 另一個區(qū)域，這樣就可以刻蝕大幅面的摸屏ITO薄膜。本實用新型的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，對觸摸屏ITO薄膜刻蝕速度快，效率 高，所刻線寬均勻。

圖1是本實用新型實施例的正面示意圖。圖2是側(cè)面示意圖。圖3是升降機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
圖1標記的說明機架1，控制系統(tǒng)2，顯示系統(tǒng)3，升降機構(gòu)4，二維振鏡頭5，F(xiàn)_ θ 透鏡組6，吸附平臺7，防護門8，透視窗9，健盤抽屜10，支撐腳11。圖2標記的說明激光發(fā)生器12。圖3標記的說明蝸輪蝸桿減速機13，電動機14，聯(lián)接板15，滑塊16，導軌17，升 降架18，絲桿19，螺帽20。參見圖1，本實用新型觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備的實施例包括機架1、控制系 統(tǒng)2、顯示系統(tǒng)3、激光發(fā)生器12 (參見圖2)、升降機構(gòu)4、二維振鏡頭5、F- θ透鏡組6和吸 附平臺7?？刂葡到y(tǒng)2、顯示系統(tǒng)3、升降機構(gòu)4和吸附平臺7都安裝在機架1上，激光發(fā)生 器12安裝在升降機構(gòu)4上，二維振鏡頭5安裝在升降機構(gòu)4的升降架18上，F(xiàn)- θ透鏡組6 安裝在二維振鏡頭5下部。參見圖3，本實用新型觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備實施例的升降機構(gòu)4包括電動 機14、蝸輪蝸桿減速機13、絲桿運動副、直線導軌運動副和升降架18，電動機14的輸出軸與 蝸輪蝸桿減速機13的輸入軸聯(lián)接，蝸輪蝸桿減速機13的輸出軸與絲桿運動副的絲桿19聯(lián) 接，絲桿運動副的螺帽20與升降架18聯(lián)接，直線導軌運動副的導軌17安裝在與機架1相 聯(lián)的聯(lián)接板15上，直線導軌運動副的滑塊16與升降架18相聯(lián)接。升降機構(gòu)4的作用是用 來調(diào)節(jié)F- θ透鏡組6與吸附平臺7上ITO薄膜的距離，使經(jīng)過F- θ透鏡組6的激光光束聚焦后其焦點落在ITO薄膜上。參見圖1，本實用新型觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備實施例的機架1的前部開有 防護門8，以方便工作時放置或取出ITO薄膜；防護門8上開有透視窗9，透視窗9為工作時 觀察窗口。機架1上安裝有健盤抽屜10，輸入健盤放置在其中。機架1下部設(shè)置有支撐腳 11。本實用新型觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備還包括二維運動系統(tǒng)，二維運動系統(tǒng)由 X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)組成，X軸運動系統(tǒng)安裝在Y軸運動系統(tǒng)上，X軸運動系統(tǒng)和 Y軸運動系統(tǒng)呈交叉十字狀，二維運動系統(tǒng)安裝在機架1上，吸附平臺7安裝在二維運動系 統(tǒng)上。二維振鏡頭5內(nèi)有兩個高速伺服振動電機，每個高速伺服振動電機的軸上安裝有 激光反射鏡片，兩個高速伺服振動電機交叉安裝。本觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備采用二 維振鏡頭5來控制激光的偏轉(zhuǎn)，通過兩個高速伺服振動電機的振動，使安裝在其軸上的激 光反射鏡片發(fā)生偏轉(zhuǎn)。通過控制高速伺服振動電機軸偏轉(zhuǎn)角的大小來控制激光光束的偏轉(zhuǎn) 角度，也就決定了激光光束的偏轉(zhuǎn)距離。由于二維振鏡頭5的高速伺服振動電機的偏轉(zhuǎn)速 度很快，使激光光束運動速度高，也就是對ITO薄膜進行刻蝕速度快，效率高。F- θ透鏡組6為一組鏡片組，其作用是將經(jīng)過二維振鏡頭5的不同角度激光光束 聚焦到一個平面上，所以能對置于吸附平臺7上的ITO薄膜進行刻蝕加工。激光發(fā)生器12 為波長是266nm的固體激光發(fā)生器。吸附平臺7的內(nèi)部為空腔，上面表設(shè)置多個與空腔連 通的小孔，吸附平臺7的側(cè)面或下部開有與空腔相連通的多個陣列的通孔；其中，有一個通 孔與真空裝置或抽風裝置連接，有一個通孔與吹氣裝置連接。通過控制氣閥的開閉，就能使 ITO薄膜吸附于吸附平臺7或吹離吸附平臺7?？涛gITO薄膜要使ITO薄膜吸附于吸附平 臺7，刻蝕完成后，要使ITO薄膜吹高吸附平臺7，以便方便地從吸附平臺7上取下。機架1為金屬結(jié)構(gòu)件，是整個觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備的支撐與連接部件，控 制系統(tǒng)2、顯示系統(tǒng)3、升降機構(gòu)4、吸附平臺7、二維運動系統(tǒng)都安裝在機架1上?？刂葡到y(tǒng)2包括工控機及其操作控制軟件，其作用是控制觸摸屏ITO薄膜激光刻 蝕設(shè)備的運行；顯示系統(tǒng)3為一顯示屏，其作用是用于顯示操作控制軟件的界面。工作時，ITO薄膜平放于吸附平臺7上，在真空裝置或抽風裝置的作用下，ITO薄膜 被平坦的吸附于吸附平臺7的上表面，激光發(fā)生器12發(fā)出的激光在控制系統(tǒng)2的控制下， 通過二維振鏡頭5和F- θ透鏡組6作用于ITO薄膜上，對ITO薄膜進行刻蝕加工。由于本觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備采用二維振鏡頭5來控制激光的偏轉(zhuǎn)，而二 維振鏡頭5的高速伺服振動電機的偏轉(zhuǎn)速度很快，使激光光束運動速度高，也就是對ITO薄 膜進行刻蝕速度快，效率高；同時，二維振鏡頭5的高速伺服振動電機的振動雖然很快，但 其質(zhì)量很小，所以二維振鏡頭5的高速伺服振動電機偏轉(zhuǎn)時振動小，對整個設(shè)備的影響小， ITO薄膜刻蝕線寬均勻。采用二維振鏡頭5來控制激光的偏轉(zhuǎn)，刻蝕速度快，但二維振鏡頭5的刻蝕幅面受 到限制，如果要加大幅面，就必須加大F-θ透鏡組6的焦距，但是，加大了 F-θ透鏡組6的 焦距會使激光聚焦點變大，刻蝕的線寬寬，難以滿足要求。為了加大刻蝕范圍，本觸摸屏ITO 薄膜激光刻蝕設(shè)備可設(shè)置二維運動系統(tǒng)，二維運動系統(tǒng)由X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)組 成，X軸運動系統(tǒng)安裝在Y軸運動系統(tǒng)上，X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)呈交叉十字狀，二維運動系統(tǒng)安裝在機架1上，吸附平臺7安裝在二維運動系統(tǒng)上。通過軟件控制，使X軸運動 系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)運動，使放置在吸附平臺7上摸屏ITO薄膜分區(qū)域刻蝕，刻蝕完一個區(qū) 域后再刻蝕另一個區(qū)域，這樣就可以刻蝕大幅面的摸屏ITO薄膜。 本實用新型的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，對觸摸屏ITO薄膜刻蝕速度快，效率 高，所刻線寬均勻，它的推廣運用，對提高觸摸屏ITO薄膜的加工生產(chǎn)率、保證其加工質(zhì)量 有著重要的意義。
權(quán)利要求觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，包括機架、控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、激光發(fā)生器、升降機構(gòu)和吸附平臺，控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、升降機構(gòu)和吸附平臺都安裝在機架上，激光發(fā)生器安裝在升降機構(gòu)上，其特征在于還包括二維振鏡頭和F θ透鏡組，二維振鏡頭安裝在升降機構(gòu)的升降架上，F(xiàn) θ透鏡組安裝在二維振鏡頭下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，其特征在于升降機構(gòu)包括 電動機、蝸輪蝸桿減速機、絲桿運動副、直線導軌運動副和升降架，電動機的輸出軸與蝸輪 蝸桿減速機的輸入軸聯(lián)接，蝸輪蝸桿減速機的輸出軸與絲桿運動副的絲桿聯(lián)接，絲桿運動 副的螺帽與升降架聯(lián)接，直線導軌運動副的導軌安裝在與機架相聯(lián)的聯(lián)接板上，直線導軌 運動副的滑塊與升降架相聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，其特征在于升降機構(gòu)包括 手輪、蝸輪蝸桿減速機、絲桿運動副、直線導軌運動副和升降架，手輪與蝸輪蝸桿減速機的 輸入軸聯(lián)接，蝸輪蝸桿減速機的輸出軸與絲桿運動副的絲桿聯(lián)接，絲桿運動副的螺帽與升 降架聯(lián)接，直線導軌運動副的導軌安裝在與機架相聯(lián)的聯(lián)接板上，直線導軌運動副的滑塊 與升降架相聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，其 特征在于還包括二維運動系統(tǒng)，二維運動系統(tǒng)由X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)組成，X軸 運動系統(tǒng)安裝在Y軸運動系統(tǒng)上，X軸運動系統(tǒng)和Y軸運動系統(tǒng)呈交叉十字狀，二維運動系 統(tǒng)安裝在機架上，吸附平臺安裝在二維運動系統(tǒng)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，其特征在于激光發(fā)生器發(fā) 出的激光波長為266nm。
專利摘要本實用新型提供一種觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，包括機架、控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、激光發(fā)生器、升降機構(gòu)和吸附平臺，控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、升降機構(gòu)和吸附平臺都安裝在機架上，激光發(fā)生器安裝在升降機構(gòu)上，其特征在于還包括二維振鏡頭和F-θ透鏡組，二維振鏡頭安裝在升降機構(gòu)的升降架上，F(xiàn)-θ透鏡組安裝在二維振鏡頭下部。升降機構(gòu)包括電動機、蝸輪蝸桿減速機、絲桿運動副、直線導軌運動副和升降架。本實用新型的觸摸屏ITO薄膜激光刻蝕設(shè)備，對觸摸屏ITO薄膜刻蝕速度快，效率高，所刻線寬均勻。
文檔編號B23K26/36GK201760706SQ20102030249
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者任清榮, 陳剛 申請人:武漢吉事達激光技術(shù)有限公司