一種ITO返工蝕刻液及其製備方法與流程
2023-10-23 12:10:37 1
本發明涉及一種去除基板製程中表面ITO膜層的溼法蝕刻用組合物及其製備方法。更詳細地說，本發明涉及用於製備LCD、FED、PDP、OLED/PLED顯示器/屏等的銦錫氧化物(ITO)導電膜的返工蝕刻中的蝕刻液組成及其製備方法。
背景技術：
：銦錫氧化物(ITO)導電膜具有透光性好，電阻率低，高溫穩定性好及製備加工工藝簡單等諸多優點，從而廣泛用於製備LCD、FED、PDP、OLED/PLED顯示器/屏等，在生產工藝過程中，銦錫氧化物(ITO)層一般通過磁控濺射等方法在基板表面沉積而成，當銦錫氧化物(ITO)層達不到工藝要求或者出現缺陷時，就需要將ITO層去除，重新進行ITO薄膜濺射沉積。目前在工藝處理上，一般都採用化學方法如王水法將銦錫氧化物(ITO)層蝕刻去除，或者通過物理研磨的方法去除，然而，王水蝕刻法蝕刻過程劇烈，其鹽酸和硝酸易揮發，對環境及設備造成很大影響，同時，蝕刻過程不易控制，對下層金屬會有腐蝕；物理研磨法研磨後基板厚薄不易控制，同時研磨過程中易導致裂片，造成更大損失。現有專利技術中，專利CN201510937453.1公開了去除基板表面ITO的方法，具體為將有ITO的基板置於酸液中浸泡進行酸洗，及將酸洗後基板清除表面酸液後置於鹼液中進行鹼洗，其酸液組分按重量計為20％～25％的鹽酸、30％～35％的醋酸及其餘水，其鹼液組分按重量計為8％～10％的鹼、15％～20％的非離子表面活性劑及其餘水，上述處理方法中，處理工藝較為繁瑣，效率低，不利於大量返工處理，且會對下層製程(金屬)膜層產生腐蝕。技術實現要素：基於此，本發明在於克服以上處理缺點與不足，開發一種處理工藝簡單、對環境及設備友好、對下層製程(金屬)膜層無腐蝕且在處理過程中不會造成基板裂片的基板表面銦錫氧化物(ITO)層的返工蝕刻液。本發明第二個目的在於克服現有ITO返工處理蝕刻液製備工藝的不足，設計一種簡單的ITO返工蝕刻液製備方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種ITO返工蝕刻液，所述蝕刻液由三氯化鐵、硫酸、添加劑、表面活性劑和純水組成，所述添加劑為硫脲及其衍生物或咪唑啉衍生物，表面活性劑為直鏈烷基苯磺酸鈉鹽陰離子表面活性劑、銨鹽陰離子表面活性劑或乙醇胺鹽陰離子表面活性劑。優選的，所述蝕刻液各組分的重量百分比含量如下：10～25％的三氯化鐵，5～20％的硫酸，0.01～1％的添加劑，0.01～0.1％的表面活性劑，餘量為純水。優選的，所述三氯化鐵、硫酸原料分別為質量分數99.5％六水三氯化鐵和50％電子級硫酸。優選的，所述添加劑為硫脲及其衍生物和咪唑啉衍生物中的任意幾種的組合。優選的，所述直鏈烷基苯磺酸銨鹽陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉鹽、銨鹽和乙醇胺鹽中的一種。一種ITO返工蝕刻液的製備方法，所述製備方法包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。本發明與現有技術相比，其優點在於：首先，經本發明所述的加入的添加劑為硫脲及其衍生物或咪唑啉衍生物，其有效地對下層製程(金屬)膜層起到保護作用，克服了其他ITO返工蝕刻液處理過程中對下層金屬產生腐蝕的缺點；添加的表面活性劑為直鏈烷基苯磺酸鈉鹽、銨鹽或乙醇胺鹽陰離子表面活性劑，其有效地增加了蝕刻液浸潤性，減少了蝕刻後的ITO殘留。其次，該返工蝕刻液可通過調節三氯化鐵和硫酸的含量配比來調控銦錫氧化物(ITO)的蝕刻速率，能夠滿足不同膜厚的銦錫氧化物(ITO)層的去除蝕刻要求，應用範圍廣。最後，該蝕刻液所用的各組分與常用王水系蝕刻液相比，其組分更加穩定，揮發性非常更小，這大大增加了蝕刻液的安全性；與現有技術相比，其製備工藝簡單，對基板返工處理速度快，效率高，適合大規模返工處理。同時各組分原料均無毒，對環境友好，無汙染。附圖說明圖1為實施例2在蝕刻處理後的表面ITO殘留情況俯視圖。圖2為實施例2在蝕刻處理後的下層金屬腐蝕情況的俯視圖。圖3為實施例2在蝕刻處理後的下層金屬腐蝕情況的剖面圖。圖4為對比例3在蝕刻處理後的下層金屬腐蝕情況的俯視。圖5為對比例3在蝕刻處理後的下層金屬腐蝕情況的剖面圖。圖6為對比例4在蝕刻處理後的表面ITO殘留情況俯視圖。具體實施方式下面通過具體實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。本發明提出一種ITO返工蝕刻液及其製備方法，該蝕刻液配方為10～25％的三氯化鐵，5～20％的硫酸，0.01～1％的添加劑，0.01～0.1％的表面活性劑和餘量純水。該蝕刻液具有諸多優點，下面結合具體的實施對該蝕刻液組分效果進行證明。實施方法：所述ITO返工蝕刻液的實施方法，將銦錫氧化物(ITO)基板玻璃切割成小塊，在40℃恆溫下，用製備的蝕刻液進行蝕刻，蝕刻結束後將基板玻璃片用高純水進行衝洗並用高純氮氣吹乾。蝕刻基準時間確認：在蝕刻開始前後，使用萬用電錶測定ITO玻璃表面固定兩點間的電阻，當蝕刻後玻璃表面仍有電阻，則增加蝕刻時間，直至蝕刻後測定電阻顯示為無窮大，則認為玻璃表面ITO膜已經被蝕刻成不連續膜層或被完全蝕刻，此時縮短蝕刻時間再次進行蝕刻測定電阻，當前次蝕刻後有顯示電阻值與下次蝕刻後測定電阻值顯示為無窮大的相鄰二次蝕刻時間間隔小於2秒時，確認該測定電阻值為無窮大的蝕刻時間為基準時間。殘留及腐蝕情況觀察：蝕刻完成後，通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察ITO導電膜剩餘殘留情況及下層製程(金屬)膜層腐蝕情況。蝕刻速率確定：通過膜厚與上述基準時間的比值確定ITO蝕刻速率。蝕刻結果:蝕刻殘留情況結果評價標準見表1，蝕刻後對下層金屬腐蝕情況評價標準見表2，ITO返工蝕刻液實施例和對比例的成分、蝕刻速率、蝕刻後殘留情況及腐蝕情況如表3所示。表1殘留評價標準評價等級殘留評價標準A無殘留B微殘留C中度殘留D嚴重殘留E完全殘留表2腐蝕評價標準評價標準腐蝕評價標準有腐蝕無無腐蝕表3蝕刻液成分、蝕刻速率和蝕刻後殘留及下層腐蝕情況註：表中「\」表示配方中未加入對應的該種組分。表面活性劑欄中「鈉鹽」指十二烷基苯磺酸鈉鹽陰離子表面活性劑，「銨鹽」指十二烷基苯磺酸銨鹽陰離子表面活性劑，「乙醇胺鹽」指十二烷基苯磺酸乙醇胺鹽陰離子表面活性劑。實施例1：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:25％的三氯化鐵，20％的硫酸，0.4％的添加劑二乙基硫脲，0.01％的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。實施例2：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:22％的三氯化鐵，18％的硫酸，0.1％的添加劑二甲基硫脲，0.05％的表面活性劑十二烷基苯磺酸銨鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。實施例3：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:16％的三氯化鐵，12％的硫酸，0.01％的添加劑苯並咪唑，0.08％的表面活性劑十二烷基苯磺酸乙醇胺鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。實施例4：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:10％的三氯化鐵，5％的硫酸，1.0％的添加劑二異丙基硫脲，0.1％的表面活性劑十二烷基苯磺酸銨鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。實施例5：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:25％的三氯化鐵，5％的硫酸，0.05％的添加劑二苯基咪唑，0.02％的表面活性劑十二烷基苯磺酸乙醇胺鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。實施例6：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:20％的三氯化鐵，10％的硫酸，0.2％的添加劑甲苯基硫脲，0.04％的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。實施例7：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:15％的三氯化鐵，13％的硫酸，0.8％的添加劑1-苯基-4-甲基咪唑，0.01％的表面活性劑十二烷基苯磺酸銨鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。實施例8：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:10％的三氯化鐵，18％的硫酸，0.09％的添加劑油酸基咪唑，0.09％的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。實施例9：本實施例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:10％的三氯化鐵，20％的硫酸，0.6％的添加劑烯丙基硫脲，0.06％的表面活性劑十二烷基苯磺酸乙醇胺鹽和餘量純水。本實施例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。對比例1：本對比例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:18％的硫酸，0.1％的添加劑二甲基硫脲，0.05％的表面活性劑十二烷基苯磺酸銨鹽和餘量純水。本對比例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。對比例2：本對比例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:22％的三氯化鐵，0.1％的添加劑二甲基硫脲，0.05％的表面活性劑十二烷基苯磺酸銨鹽和餘量純水。本對比例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。對比例3：本對比例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:22％的三氯化鐵，18％的硫酸，0.05％的表面活性劑十二烷基苯磺酸銨鹽和餘量純水。本對比例中的ITO返工蝕刻液的製備方法包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。對比例4：本對比例中的ITO返工蝕刻液，其組分按重量百分比計包括:22％的三氯化鐵，18％的硫酸，0.1％的添加劑二甲基硫脲和餘量純水。本對比例中的ITO返工蝕刻液的製備方法，包括如下步驟：1)按比例將三氯化鐵溶解於高純水中，並添加到混合釜中；2)在不斷攪拌的條件下，按比例加入電子級硫酸，並循環攪拌30min；3)在不斷攪拌的條件下，按比例加入添加劑、表面活性劑，並循環攪拌6h；4)將混合液體通過0.1μm過濾器進行過濾後，得到所述ITO返工蝕刻液。以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，並非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。當前第1頁1 2 3