CN104924189B - 一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机 - Google Patents

Abstract

一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机，本发明的技术方案要点是，一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机，在放卷辊的后方设置有水平辊，水平辊的后方设置有后驱动轮装置，后驱动轮装置的后方设置有抛光辊机构，抛光辊机构的下方设置有清洗液收集装置，抛光辊前面、抛光辊机构的辊与辊之间设有抛光液喷淋装置，抛光辊机构的后方设有前驱动轮装置，前驱动轮装置的后方设有导轮，导轮的后方设有清洗机构，清洗机构的后方设有风淋装置，风淋装置的下方设有清洗液收集装置，风淋装置的后方设有收卷辊。本发明具有结构简单、成本低廉的优点。

Description

一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机

技术领域：

本发明涉及微电子、光电子、柔性显示器衬底制造中的超精密加工技术，特别是一种涉及超薄柔性金属与非金属材料的用于抛光超薄柔性显示衬底的抛光机。

背景技术：

微电子、光电子、集成电路制造是集国家利益、人类智慧和最新科技于一体的基础性和战略性产业，是衡量一个国家地位和综合国力的重要标志之一，是当今世界竞争最激烈、发展最迅速的领域，只有掌握先进的微电子及光电子制造技术才能有效地控制成本和扩大生产规模，才能在激烈的市场竞争中生存和发展。微电子及光电子先进制造作为国民经济的基础产业、先导产业、支柱产业和战略性产业，对我国国民经济、国家安全、人民生活和社会进步正在发挥着越来越重要的作用。

随着科学技术的进步和不断发展，柔性显示技术正逐渐改善人们的生活和交流，并显著推进着信息可视化。近年来，柔性显示的优势日益突出，柔性电子与作为平板显示的LCD、OLED和等离子体显示相比，具有超薄、质量轻、耐用、储存量大、设计自由，可挠曲、可收卷和耐冲击等性能，广泛适用于移动电话、个人数字助理PDA、笔记本电脑、商标、安全身份文件、电子书、电子海报、汽车仪表板、RF识别系统、传感器、环境显示、医疗、普通照明、机器人感觉皮肤等工业、民用及军事行业，柔性显示器还可以让显示屏更容易成为装饰材料，利用柔性显示的可弯曲特性使得工程设计不局限于平面化，可实现多元化外型的显示模式。

柔性显示巨大的市场前景，使许多国家和地区的研究机构及生产厂商投入到柔性显示技术的研究与应用中，并取得了显著的成果。当前，柔性电子还处在即将产业化的前夜，仍然还存在很多的技术瓶颈，对于材料、工艺、设计等还处在研究和探索的阶段。柔性显示技术是集大规模集成电路、精密加工技术、光电子技术于一体高新技术产业，涉及半导体、光学、微电子、化学材料、精密机械与加工等众多的高科技领域。

在柔性显示器件中，柔性衬底是研发柔性显示的基础。平板显示器都是以玻璃基板为衬底制作的，而柔性显示器则是以柔性材料为衬底，其对柔性衬底的表面质量要求与玻璃基板一样，表面平整度和厚度要求非常严格，要实现柔性衬底的表面质量和加工精度，目前最常用的方法是表面抛光技术。

化学机械抛光技术被认为是能兼顾表面粗糙度和表面平整度要求的最好的工艺方法，已成为硬脆性晶体材料、金属材料及其它材料实现表面超光滑无损伤加工的最实用技术之一，并且广泛应用于超大规模集成电路、半导体照明、光学玻璃、平板显示等光电子、微电子、航空航天及机械工程等领域。经过分析与研究，化学机械抛光技术可能是最适合的、且完全能用于大尺寸超薄柔性显示衬底表面的Roll-to- Roll高效超精密加工中，来获得超光滑无损伤的加工表面。

具有超光滑表面的柔性显示衬底具有不可估量应用前景。但是目前，国内外还没有Roll-to-Roll高效柔性显示衬底的超精密加工技术，还没有适合Roll-to-Roll高效生产柔性显示衬底的专用工具、设备与工艺。因此，当务之急是研究大尺寸超薄柔性显示衬底的Roll-to-Roll高效生产技术、设备。

发明内容：

本发明的目的是针对微电子、光电子、集成电路及柔性显示器技术中超薄柔性显示衬底的表面质量和加工要求，提供了一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机。

本发明的技术方案是，一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机，它包括放卷辊，收卷辊、水平辊，粗抛光辊机构、精抛光辊机构、清洗机构、抛光液喷淋装置、清洗液收集装置，其特征在于：放卷辊的后方设置有水平辊，水平辊的后方设置有后驱动轮装置，后驱动轮装置的后方设置有抛光辊机构，抛光辊机构的下方设置有清洗液收集装置，抛光辊前面、抛光辊机构的辊与辊之间设有抛光液喷淋装置，抛光辊机构的后方设有前驱动轮装置，前驱动轮装置的后方设有导轮，导轮的后方设有清洗机构，清洗机构的后方设有风淋装置，风淋装置的下方设有清洗液收集装置，风淋装置的后方设有收卷辊。所述的清洗液收集装置为托盘。所述的抛光辊机构可以进行单面设置或双面设置。可设置为多层结构，精抛光辊机构层在粗抛光辊机构层的上层，粗抛光辊机构后面有清洗机构和风淋装置，精抛光辊机构后面也有清洗机构和风淋装置，清洗机构及风淋装置层在抛光辊机构层的上层。

本发明可以很好地克服现有传统机械抛光技术对超薄柔性衬底材料进行抛光时出现易皱折、均匀度难以控制、超薄柔性衬底材料的尺寸受回转工作台尺寸的限制，只能是单张批量生产、装夹困难、对超薄柔性衬底材料进行尺寸分割、不能成卷进行抛光等问题。本发明不需要对超薄柔性显示衬底材料进行分割，可直接成卷进行连续抛光，可与后续电路制程相接轨，抛光效率高；克服了单张批量生产效率低的问题，超薄柔性衬底材料的长度不受限制；适合对长方型超薄柔性衬底材料整卷的抛光，与目前的显示器形状一致，并且可实现单面也可实现双面抛光，整卷装卸简单，缩短了工件的装卸时间，提高了抛光效率；可实现超薄柔性显示衬底粗抛和精抛，一次达到表面质量的最终需求，并且设计有清洗机构，可以在抛光后进行表面清洗，整卷抛光后，可直接入库，进入下一个制程；本发明具有结构简单、成本低廉，易于产业化和推广应用，具有广阔的市场前景，经济效益和社会效益显著。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

结合附图详细描述实施例，

一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机，它包括放卷辊1，收卷辊15、水平辊2，抛光辊机构5、6、清洗机构11、抛光液喷淋装置7、清洗液收集装置4，放卷辊的后方设置有水平辊，水平辊的后方设置有后驱动轮装置3，后驱动轮装置的后方设置有抛光辊机构5，抛光辊机构的下方设置有清洗液收集装置，抛光辊前面、抛光辊机构的辊与辊之间设有抛光液喷淋装置，抛光辊机构的后方设有前驱动轮装置8，前驱动轮装置的后方设有导轮9，导轮的后方设有清洗机构11，清洗机构的后方设有风淋装置16，清洗机构的后方还可以设置清洗辊机构12，风淋装置的下方设有清洗液收集装置10，风淋装置的后方设有收卷辊；本发明所述的清洗液收集装置为托盘；本发明还可对所述的抛光辊机构可以进行单面设置或双面设置，这样可满足不同的加工需要。风淋装置的数量可以根据需要增加，清洗液喷淋装置的布置位置可以根据需要调整，清洗液喷淋装置中的喷头喷液方向可以根据需要调整，以满足清洗要求。抛光液喷淋装置的数量可以根据需要增加，抛光液喷淋装置的布置位置可以根据需要调整，抛光液喷淋装置中的喷头喷液方向可以根据需要调整，以满足抛光要求；本实施例所述的抛光机，还可以设置为多层结构，精抛光辊机构层6在粗抛光辊机构层5的上层，粗抛光辊机构后面有清洗机构和风淋装置，精抛光辊机构后面也有清洗机构和风淋装置，清洗机构及风淋装置层在抛光辊机构层的上层，这样可以节省设备的占地空间。

本发明还可以对该生产线进行重复设置，调整抛光辊机构的抛光精度，可实现连续抛光，从粗抛到精抛到超精抛光，都可以满足。

本发明的工作过程为：

（1）取一卷不锈钢超薄片固定到放卷辊机构上，用引导机构将薄片引导穿过前、后驱动装置上的上、下驱动辊、穿过粗抛工序的几组抛光辊、穿过精抛工序的几组抛光辊、穿过清洗工序后，固定到收卷辊上，然后转动收卷辊，张紧薄片。

（2）根据优化的化学机械抛光工艺参数，调整精抛光工序机构中各精抛光辊与工件之间的抛光压力及转速、调整粗抛光工序机构中各粗抛光辊与工件之间的抛光压力及转速、调整驱动装置中驱动辊之间的压力及转速。

（3）根据优化的抛光工艺参数，调整各抛光液喷淋装置中的抛光液流量、抛光液流速及抛光液喷淋方向。

（4）根据优化的清洗工艺参数，调整各清洗液喷淋装置中的清洗液流量、清洗液流速及清洗液喷淋方向。

（5）根据优化的风淋工艺参数，调整好各风淋装置中冷、热风的风量、风速及风向，满足清洁要求。

（6）起动抛光机进行化学机械抛光，抛光完毕后，从收卷辊机构中取下抛光好的带材卷，进行包装密封，运送到下一道工序。

Claims (4)

1.一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机，它包括放卷辊，收卷辊、水平辊，粗抛光辊机构、精抛光辊机构、清洗机构、抛光液喷淋装置、清洗液收集装置，其特征在于：放卷辊的后方设置有水平辊，水平辊的后方设置有后驱动轮装置，后驱动轮装置的后方设置有抛光辊机构，抛光辊机构的下方设置有清洗液收集装置，抛光辊前面、抛光辊机构的辊与辊之间设有抛光液喷淋装置，抛光辊机构的后方设有前驱动轮装置，前驱动轮装置的后方设有导轮，导轮的后方设有清洗机构，清洗机构的后方设有风淋装置，风淋装置的下方设有清洗液收集装置，风淋装置的后方设有收卷辊。

2.如权利要求1所述的一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机，其特征在于：所述的清洗液收集装置为托盘。

3.如权利要求1所述的一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机，其特征在于：所述的抛光辊机构可以进行单面设置或双面设置。

4.如权利要求1所述的一种用于化学机械抛光超薄柔性显示衬底的抛光机，其特征在于：可设置为多层结构，精抛光辊机构层在粗抛光辊机构层的上层，粗抛光辊机构后面有清洗机构和风淋装置，精抛光辊机构后面也有清洗机构和风淋装置，清洗机构及风淋装置层在抛光辊机构层的上层。