專利名稱：板材圖案化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板材圖案化的方法，特別是涉及一種以激光方式將板材圖案化的方法。
背景技術(shù)：
在液晶顯示器(IXD)或薄膜太陽(yáng)能電池(TFPV)的工藝中，會(huì)在玻璃基板上標(biāo)注圖案、數(shù)字或條碼，用以輔助管控產(chǎn)品及工藝，目前業(yè)界直接以激光雕刻方式在玻璃基板上形 成欲標(biāo)注的圖案、數(shù)字或條碼。激光雕刻方式分成內(nèi)雕刻及表面雕刻兩種，所謂內(nèi)雕刻指利用紅外光激光(波長(zhǎng) 1064nm)、綠光激光(波長(zhǎng)532nm)或紫外光激光(波長(zhǎng)355nm)等短波長(zhǎng)的激光，聚焦在玻 璃基板內(nèi)部，借高能量加熱產(chǎn)生氣爆而形成圖案；而表面雕刻，則指利用可被玻璃基板表面 吸收的激光，如二氧化碳激光(波長(zhǎng)10640nm)，聚焦在玻璃基板表面，進(jìn)而釋放能量加熱以 局部熔化或汽化玻璃基板表面而形成圖案。但是，不論是以激光雕刻方式進(jìn)行內(nèi)雕刻或是表面雕刻，雖然都可以達(dá)成在玻璃 基板上標(biāo)注圖案、數(shù)字或條碼的目的，然而，內(nèi)雕刻必須使用成本較為高昂的紅外光激光、 綠光激光及紫外光激光；而表面雕刻雖然使用的是成本較低的二氧化碳激光，但玻璃基板 會(huì)因受熱而在雕刻區(qū)域周圍出現(xiàn)四散蔓延的炸裂現(xiàn)象，不只嚴(yán)重影響雕刻的效果，更會(huì)因 此而破壞玻璃基板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，如何設(shè)計(jì)新方法以低成本、不破壞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度地圖案化基板，仍有待業(yè)界集思
廣 ο

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的，即在提供一種可低成本且不破壞板材結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的板材圖案 化的方法。于是，本發(fā)明板材圖案化的方法，包含下列三個(gè)步驟。首先在板材上形成一層主要由硅構(gòu)成的硅薄膜。接著以激光作用在該硅薄膜而使該硅薄膜被激光作用到的區(qū)域與該板材對(duì)應(yīng)區(qū) 域結(jié)合形成圖案。移除該硅薄膜未經(jīng)激光作用的區(qū)域，制得一件具有預(yù)定圖案的板材。本發(fā)明的有益效果在于開發(fā)一種新的板材圖案化的方法，借由在板材上形成硅 薄膜，而使得在圖案化過(guò)程中，激光作用在硅薄膜而使硅薄膜部分區(qū)域與板材融結(jié)而圖案 化板材，避免激光直接作用在板材而使板材表面碎裂，且因硅薄膜融結(jié)于板材的結(jié)構(gòu)為同 質(zhì)結(jié)合而使形成的圖案不易脫落。


圖1是流程圖，說(shuō)明本發(fā)明板材圖案化的方法的第一優(yōu)選實(shí)施例；
圖2是側(cè)視示意圖，輔助說(shuō)明本發(fā)明板材圖案化的方法的第一優(yōu)選實(shí)施例，將硅 溶液噴涂在板材上；圖3是側(cè)視示意圖，輔助說(shuō)明本發(fā)明板材圖案化的方法的第一優(yōu)選實(shí)施例及第二 優(yōu)選實(shí)施例，在板材上形成硅薄膜；圖4是側(cè)視示意圖，輔助說(shuō)明本發(fā)明板材圖案化的方法的第一優(yōu)選實(shí)施例及第二 優(yōu)選實(shí)施例，以激光作用在硅薄膜；圖5是局部放大圖，輔助說(shuō)明本發(fā)明板材圖案化的方法的第一優(yōu)選實(shí)施例及第二 優(yōu)選實(shí)施例，硅薄膜經(jīng)激光作用區(qū)域形成硅顆粒與板材對(duì)應(yīng)區(qū)域結(jié)合，形成圖案；圖6是側(cè)視示意圖，輔助說(shuō)明本發(fā)明板材圖案化的方法的第一優(yōu)選實(shí)施例及第二 優(yōu)選實(shí)施例，移除硅薄膜未經(jīng)激光作用的區(qū)域，制得具有預(yù)定圖案的板材；以及圖7是流程圖，說(shuō)明本發(fā)明板材圖案化的方法的第二優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明參閱圖1，本發(fā)明板材圖案化的方法的第一優(yōu)選實(shí)施例包含下列三個(gè)步驟。配合參閱圖2、圖3，首先進(jìn)行步驟11，先將粒徑尺度是納米等級(jí)的硅粉與溶劑混 合成硅溶液201，再以噴嘴將該混合成的硅溶液201噴涂在主成分為硅的板材21上，如圖2 所示，并在經(jīng)過(guò)干燥程序后使溶劑蒸發(fā)或揮發(fā)，而使該板材21上形成主要由硅構(gòu)成的硅薄 膜22，如圖3所示，其中，納米硅粉占該硅溶液201的組份比例不小于10%，其余組份則為 溶劑。在此要進(jìn)一步說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，該溶劑是分散劑及水，利用分散劑將納米 硅粉均勻分散在溶液中，使得硅溶液201在噴涂在板材上時(shí)構(gòu)成均勻的硅薄膜22。配合參閱圖4、圖5，接著進(jìn)行步驟12，以激光23聚焦作用在該硅薄膜22，同時(shí)釋 放出能量加熱該硅薄膜22被激光23作用到的區(qū)域，如圖4所示，并在熱量足夠時(shí)瞬間熔化 該硅薄膜22被激光23作用到的區(qū)域，使該硅薄膜22被激光作用到的區(qū)域形成微小的黑色 硅顆粒241而與該板材21對(duì)應(yīng)區(qū)域融結(jié)而形成圖案24，如圖5所示。配合參閱圖6，最后進(jìn)行步驟13，以濕式清洗方式移除該硅薄膜22未經(jīng)激光23作 用區(qū)域，制得一件具有預(yù)定圖案的板材2。在此要特別說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，該步驟11所形成的該硅薄膜22厚度介于 0. 05mm至0. 5mm之間，使得在該步驟12以激光23作用的工藝中，避免該硅薄膜22因厚度 太厚而無(wú)法完全與該板材21融結(jié)，而使得該圖案24易自該板材21上剝離；或是因該硅薄 膜22厚度太薄而使該硅薄膜22經(jīng)激光23作用區(qū)域所形成的該圖案24不明顯而不易辨識(shí)。參閱圖7，本發(fā)明板材圖案化的方法的第二優(yōu)選實(shí)施例包含下列三個(gè)步驟。配合參閱圖3，首先進(jìn)行步驟31，先將粒徑尺度是納米等級(jí)的硅粉與凝膠混合后 制作該硅薄膜22，再將該硅薄膜22貼覆在該板材21上，而使該板材21上形成一層主要由 硅構(gòu)成的硅薄膜22，其中，納米硅粉與凝膠混合時(shí)，納米硅粉所占的組份比例不小于10%。 在本實(shí)施例中，該凝膠為阿拉伯膠。在此要特別說(shuō)明的是，在本實(shí)施例所使用的硅薄膜22也可以是直接使用現(xiàn)成供 應(yīng)的硅薄膜22，然而，不論該硅薄膜22為自行制作或是現(xiàn)成提供，該硅薄膜22的厚度需介于0. 05mm至0. 5mm之間，而可避免如上述第一優(yōu)選實(shí)施例所述的問(wèn)題。配合參閱圖4、圖5，接著進(jìn)行步驟32，以激光聚焦作用在該硅薄膜22，同時(shí)釋放出 能量加熱該硅薄膜22被激光23作用到的區(qū)域，如圖4所示，并在熱量足夠時(shí)瞬間熔化該硅 薄膜22被激光23作用到的區(qū)域，使該硅薄膜22被激光23作用到的區(qū)域形成微小的黑色 硅顆粒241而與該板材21對(duì)應(yīng)區(qū)域融結(jié)，進(jìn)而形成圖案24，如圖5所示。配合參閱圖6，最后進(jìn)行步驟33，直接移除該硅薄膜22未經(jīng)激光23作用區(qū)域，制 得具有預(yù)定圖案的板材2。在此要特別說(shuō)明的是，本發(fā)明板材圖案化的方法主要是利用激光23作用于形成 在主成分為硅的板材21上的硅薄膜22，而使硅薄膜22中的硅與板材21的硅同質(zhì)結(jié)合進(jìn)而 形成預(yù)定圖案24，因此，在實(shí)際應(yīng)用上，可適用于同樣以硅為主要構(gòu)成元素的玻璃基板，或 用于硅晶圓上。由于以硅為主成份的板材應(yīng)用極為廣泛，故在此不再多加贅述。此外，本發(fā)明板材圖案化的方法是使激光23作用在硅薄膜22上，因此不論是使用 價(jià)格昂貴的紅外光激光、綠光激光、紫外光激光，或是使用價(jià)格低廉的二氧化碳激光，皆不 會(huì)破壞板材21表面而產(chǎn)生碎裂的問(wèn)題，然而就制造成本的考量下，可以使用價(jià)格相對(duì)低廉 的二氧化碳激光，同樣可達(dá)成預(yù)定的功效。綜上所述，本發(fā)明主要是開發(fā)一種新的板材圖案化的制造方法，借由以硅溶液201 噴涂在主成分為硅的板材21上形成硅薄膜22或直接以硅薄膜22貼覆在板材21上，使得 對(duì)板材21進(jìn)行圖案化時(shí)，以二氧化碳激光23聚焦在硅薄膜22上，利用激光23高能量的熱 能瞬間熔化硅薄膜22被激光23作用到的區(qū)域，使硅薄膜22被激光23作用到的區(qū)域形成 微小黑色硅顆粒241而與板材21對(duì)應(yīng)的區(qū)域融結(jié)，進(jìn)而形成圖案24，如此，不但可加深圖案 24與原板材21顏色的對(duì)比性，也因?yàn)榧す?3是作用在硅薄膜22而非直接作用在板材21 而可避免板材21表面因加熱而產(chǎn)生碎裂現(xiàn)象，且由硅薄膜22熔融形成的硅顆粒241與主 成分為硅的板材21為同質(zhì)結(jié)合，而可避免后續(xù)工藝因高溫或外力刮傷而使形成的圖案24 自板材21上脫離，此外，也因?yàn)楸景l(fā)明為表面雕刻技術(shù)，只需使用價(jià)格較為低廉的二氧化 碳激光而可降低成本，確實(shí)改進(jìn)現(xiàn)有板材圖案化的方法以短波長(zhǎng)紅外光激光、綠光激光或 是紫外光激光進(jìn)行內(nèi)雕刻而需較高成本，或直接以二氧化碳激光作用在板材而使板材表面 產(chǎn)生碎裂的缺點(diǎn)，達(dá)到本發(fā)明的發(fā)明目的。
權(quán)利要求
一種板材圖案化的方法，其特征在于所述方法包含(a)在一塊主成分是硅的板材上形成一層主要由硅構(gòu)成的硅薄膜；(b)以激光作用在所述硅薄膜而使所述硅薄膜被激光作用到的區(qū)域與所述板材對(duì)應(yīng)區(qū)域結(jié)合形成圖案；以及(c)移除所述硅薄膜未經(jīng)激光作用的區(qū)域，制得一件具有預(yù)定圖案的板材。
2.如權(quán)利要求1所述的板材圖案化的方法，其特征在于所述步驟(a)是先將粒徑尺度是納米等級(jí)的硅粉與溶劑混合成硅溶液涂覆在所述板 材，移除溶劑后而形成所述硅薄膜。
3.如權(quán)利要求2所述的板材圖案化的方法，其特征在于所述步驟(a)所使用的納米硅粉占所述硅溶液的組份比例不小于10%。
4.如權(quán)利要求3所述的板材圖案化的方法，其特征在于 所述步驟(a)所使用的溶劑選自于分散劑及水。
5.如權(quán)利要求4所述的板材圖案化的方法，其特征在于所述步驟(c)是以濕式清洗方式移除所述硅薄膜未經(jīng)激光作用區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的板材圖案化的方法，其特征在于所述步驟(a)是先將粒徑尺度是納米等級(jí)的硅粉與凝膠混合后制作所述硅薄膜，再將 所述硅薄膜貼覆在該板材上。
7.如權(quán)利要求6所述的板材圖案化的方法，其特征在于所述步驟(a)中將納米硅粉與凝膠混合時(shí)，納米硅粉所占的組份比例不小于10%。
8.如權(quán)利要求7所述的板材圖案化的方法，其特征在于 所述步驟(a)所使用的凝膠為阿拉伯膠。
9.如權(quán)利要求8所述的板材圖案化的方法，其特征在于 所述步驟(c)是直接移除所述硅薄膜未經(jīng)激光作用區(qū)域。
10.如權(quán)利要求1所述的板材圖案化的方法，其特征在于所述步驟(a)中所形成的硅薄膜厚度介于0. 05mm至0. 5mm之間。
11.如權(quán)利要求1所述的板材圖案化的方法，其特征在于 所述步驟(b)所使用的激光為二氧化碳激光。
12.如權(quán)利要求1所述的板材圖案化的方法，其特征在于 所述步驟(a)所使用的板材選自于玻璃或硅晶圓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種板材圖案化的方法，首先在板材上形成硅薄膜，接著以激光作用在硅薄膜而使激光作用到的硅薄膜區(qū)域與板材對(duì)應(yīng)區(qū)域結(jié)合形成圖案，最后移除硅薄膜未經(jīng)激光作用的區(qū)域，制得具有預(yù)定圖案的板材，本發(fā)明開發(fā)出一種新的板材圖案化的方法，借由先在板材上形成硅薄膜，再使激光作用在硅薄膜而與板材結(jié)合形成預(yù)定圖案，除了可以避免激光直接作用在板材而使板材表面產(chǎn)生碎裂的問(wèn)題，還可因硅與板材為同質(zhì)結(jié)合，而使形成的圖案不易自板材脫落。
文檔編號(hào)B41J3/407GK101987534SQ2009101641
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者王祥亨 申請(qǐng)人:神威光電股份有限公司