[发明专利]用于刻纳米银导电材料的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光微加工设备，尤其涉及一种用于刻纳米银导电材料的装置及其方法。

背景技术

现在市场上大多使用ITO作为导电膜，但现有ITO材料的导电率及透光性等特性已经无法满足高端应用的需求；使用银纳米粉末可以制备具有优良表面状态和稳定电阻的导电带。若应用纳米银粉替代微米银粉制备导电胶, 可以节约50 %Ag ; 可用很薄的导电胶涂层连接金属和陶瓷, 涂层膜均匀平整。在微电子工业中, 使用光刻技术所产生的最小线宽是几百个纳米, 采用深紫外线光刻可能产生100nm 左右的最小线宽, 电子束光刻可给出10nm 以上线宽。但是若以银原子簇原型长丝装配元件, 则可大大提高分辨和实现微型化。银原子簇材料还可以通过组装或剪裁以适应更广泛的应用, 如在电子元件、计算元件和传感器中的应用等。利用银原子簇的分频和倍频散射特性, 银原子簇可用做非线性光学介质。利用纳米银粒子P介孔SiO₂ 复合材料光吸收谱特性和呈现透明P不透明的可逆转变, 可以发展为光开关材料。利用纳米银粒子P半导体氧化物(BaO、CsAg) 复合材料(薄膜材料) 的光电效应, 可以发展Ag -CsO 和Ag - BaO 超快时间响应的复合介质光电发射材料和适用于超短光脉冲检测和超快响应的光开关材料。

纳米银的底阻值、高透光、高稳定性、低价格的特性可以是触摸屏制作成无不可视区域；凭借这些优势纳米银是替代现有导电材料较好的选择；使用激光蚀刻方法去除已纳米银为导电的材料具有非接触、无污染环境、易控制等特性，使其成为当代导电材料线宽控制的重要应用热点，并且逐渐会在工业中得到广泛的应用。用激光器蚀刻导电材料可以达到较稳定的线宽，导电材料的线宽最细可以达到20um，可以更精密的制作出较为复杂的图形，激光刻蚀时可以方便的更换蚀刻图形，无废弃物产生，可大量节省研发成本及缩短产品开发周期。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于刻纳米银导电材料的装置及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于刻纳米银导电材料的装置，特点是：包含有激光器、光闸、1/2波片、格兰棱镜、扩束镜、全反镜片、振镜系统和远心场镜，所述激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有1/2波片，1/2波片的输出端布置有格兰棱镜，格兰棱镜的输出端依次布置有扩束镜和全反镜片，全反镜片的输出端依次布置有振镜系统和远心场镜，在振镜系统上安装有高度测量仪，远心场镜的输出端正对于真空吸附平台，所述真空吸附平台的上方布置有对位观察系统，所述真空吸附平台的一侧布置有吹气系统，另一侧安装有集尘系统；所述激光器、振镜系统和高度测量仪均通过通讯系统与工控机相连。

进一步地，上述的用于刻纳米银导电材料的装置，其中，所述激光器是波长为195nm～1064nm、脉宽在1ps～500ns、频率在1KHz～1000KHz、M²<2.5的激光器；所述高度测量仪为非接触式高度测量仪；所述扩束镜为2X～20X的扩束镜；所述远心场镜是规格为F30~F250的远心场镜。

上述装置用于刻纳米银导电材料的方法，包含以下步骤：

1）激光器发出的激光依次经光闸、1/2波片和格兰棱镜后射入扩束镜对光束进行同轴扩束，经扩束镜扩束准直后的激光到达全反镜片，经全反镜片反射后的激光射入振镜系统，射出振镜系统的激光经远心场镜后聚焦到被吸附于真空吸附平台上的待加工件上，使聚焦光斑在5um～20um；

2）作为待加工件的纳米银导电材料吸附于真空吸附平台上，通过高度测量仪进行实时测量，将测量数据反馈给工控机，工控机对数据进行处理从而调整焦距，保证焦点始终聚焦在纳米银导电材料表面的导电膜上；

3）进行CCD定位；利用具有CCD自动抓靶功能的对位观察系统对蚀刻图形进行定位，随后开始激光刻蚀；

4）激光按照设计图形进行蚀刻时，同时打开设置于作为待加工件的纳米银导电材料的导电膜的上方两侧的吹气系统和集尘系统，蚀刻产生的粉尘全部吸入集尘系统中。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：