玻璃蚀刻液及玻璃蚀刻方法

技术领域

本发明涉及玻璃蚀刻领域，特别是涉及一种玻璃蚀刻液及玻璃蚀刻方法。

背景技术

在薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的生产过程中，需要对玻璃基板进行蚀刻减薄处理。减薄过程中，需要将玻璃基板装载在减薄篮具中，浸入含有玻璃蚀刻液的反应池内进行反应，直至玻璃减薄至目标厚度。传统的玻璃蚀刻液通常蚀刻速率较低以保证蚀刻均匀性，在蚀刻速率高时，容易出现蚀刻不均、凹凸点不良率高等问题。

发明内容

基于此，有必要提供能够在提高蚀刻速率的同时，提高蚀刻均匀性，降低凹凸点不良率的玻璃蚀刻液。

此外，还有必要提供一种玻璃蚀刻方法。

一种玻璃蚀刻液，按质量百分比计，包括：硝酸10％～15％、硫酸10％～15％、有机酸10％～30％、氟化铵20％～25％、氢氟酸15％～20％及水。

在其中一个实施例中，所述有机酸选自醋酸、柠檬酸及草酸中的任一种或几种的组合。

在其中一个实施例中，在所述玻璃蚀刻液中，所述有机酸的质量百分比为15％～25％。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述玻璃蚀刻液由硝酸10％～15％、硫酸10％～15％、醋酸15％～20％、氟化铵20％～25％、氢氟酸15％～20％及余量的水组成。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述玻璃蚀刻液由硝酸10％、硫酸15％、醋酸20％、氟化铵20％、氢氟酸20％及水15％组成。

一种玻璃蚀刻方法，包括如下步骤：

用玻璃蚀刻液对待处理玻璃进行蚀刻，所述玻璃蚀刻液为上述的玻璃蚀刻液。

在其中一个实施例中，所述用玻璃蚀刻液对待处理玻璃进行蚀刻的步骤包括：

将所述待处理玻璃置于篮具中，所述篮具上连接有测量厚度的装置，所述测量厚度的装置用于监测所述待处理玻璃在蚀刻过程中不同位置处的厚度；

将所述篮具浸泡在所述玻璃蚀刻液中进行蚀刻。

在其中一个实施例中，所述测量厚度的装置包括多个激光测厚感应探头、信号发生器和接收端；

每个所述激光测厚感应探头均与所述信号发射器连接，多个所述激光测厚感应探头均匀且间隔分布，用于监测所述待处理玻璃在蚀刻过程中不同位置处的厚度；

所述信号发生器用于将多个所述激光测厚感应探头监测的厚度数据传输至所述接收端。

在其中一个实施例中，所述激光测厚感应探头有9个，9个所述激光测厚感应探头均匀且间隔分布为3×3的阵列结构。

在其中一个实施例中，在所述用玻璃蚀刻液对待处理玻璃进行蚀刻的步骤之后，还包括对所述待处理玻璃依次进行酸洗和水洗的步骤。

上述玻璃蚀刻液包括一定配比的硝酸、硫酸、有机酸、氟化铵、氢氟酸及水，通过各组分配合，使得玻璃蚀刻液在保证蚀刻速率提高的同时，消除了蚀刻不均，降低了表面凹凸点不良率。

附图说明

图1为一些实施例中所用的篮具的结构示意图；

图2为图1所示的篮具中隔板的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

在以下详细描述中，为了提供对本文所述的实施方式的透彻理解，陈述了许多具体的细节。但是，对本领域技术人员清楚的是，实施方式可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其它情况中，为了不使本发明难理解，没有详细描述众所周知的特征或工艺。此外，类似或相同的附图编号可用于标识共有或类似的零件。此外，除非另外定义，否则，本文中所使用的所有技术和科学术语都具有本发明所属领域普通技术人员通常所理解的同样含义。在抵触的情况下，以本说明书(包括本文定义在内)为准。

除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本发明中，“一种或几种”指所列项目的任一种、任两种或任两种以上。其中，“几种”指任两种或任两种以上。

本发明中，涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。

本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

针对传统的玻璃蚀刻液所存在的蚀刻速率低、蚀刻均匀性差和凹凸点不良率高等问题，本发明提供了一实施方式的玻璃蚀刻液，按质量百分比计，包括：硝酸10％～15％、硫酸10％～15％、有机酸10％～30％、氟化铵20％～25％、氢氟酸15％～20％及水。

需要说明的是，在本文中，硝酸、硫酸、氢氟酸分别指纯的硝酸以HNO

具体地，在玻璃蚀刻液中，硝酸的质量百分比为10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％或这些取值中任意两者所组成的范围。例如，硝酸的质量百分比为10％～14％、10％～13％、10％～12％、11％～15％、11％～14％、11％～13％、12％～15％、12％～14％等。实验证明，硝酸的质量百分比过低，存在蚀刻不均匀的问题，硝酸的质量百分比过高，蚀刻后玻璃基板的凹凸点不良率高，且强度较低。

在一些实施例中，在玻璃蚀刻液中，硫酸的质量百分比为10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％或这些取值中任意两者所组成的范围。例如，硫酸的质量百分比为10％～14％、10％～13％、10％～12％、11％～15％、11％～14％、11％～13％、12％～15％、12％～14％等。实验证明，硫酸的质量百分比过高，存在蚀刻不均匀的问题，硫酸的质量百分比过低，蚀刻后玻璃基板的凹凸点不良率高，且强度较低。

在一些实施例中，有机酸选自醋酸、柠檬酸及草酸中的任一种或几种的组合。进一步优选地，有机酸为醋酸。

在一些实施例中，在玻璃蚀刻液中，有机酸的质量百分比为10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％或这些取值中任意两者所组成的范围。例如，有机酸的质量百分比为10％～25％、10％～20％、10％～15％、15％～30％、15％～25％、15％～20％、20％～30％、20％～25％、25％～30％等。优选地，有机酸的质量百分比为15％～25％。实验证明，在玻璃蚀刻液中，有机酸的质量百分比过低，蚀刻速率较低，有机酸的质量百分比过高，蚀刻不均匀，且蚀刻后的玻璃的抗弯折强度低。

在一些实施例中，在玻璃蚀刻液中，氟化铵的质量百分比为20％、20.5％、21％、21.5％、22％、22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％、25％或这些取值中任意两者所组成的范围。例如，氟化铵的质量百分比为20％～24％、20％～23％、20％～22％、21％～25％、21％～24％、21％～23％、22％～25％、22％～24％等。实验证明，氟化铵的质量百分比过低，存在蚀刻不均匀的问题，氟化铵的质量百分比过高，蚀刻速率较低。

在一些实施例中，在玻璃蚀刻液中，氢氟酸的质量百分比为15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％或这些取值中任意两者所组成的范围。例如，氢氟酸的质量百分比为15％～19％、15％～18％、15％～17％、16％～20％、16％～19％、16％～18％、17％～20％、17％～19％、18％～20％等。实验证明，氢氟酸的质量百分比过高，存在蚀刻不均匀的问题，氢氟酸的质量百分比过高，蚀刻速率较低。

在一些实施例中，按质量百分比计，玻璃蚀刻液由硝酸10％～15％、硫酸10％～15％、有机酸10％～30％、氟化铵20％～25％、氢氟酸15％～20％及余量的水组成。进一步地，按质量百分比计，玻璃蚀刻液由硝酸10％～15％、硫酸10％～15％、醋酸10％～30％、氟化铵20％～25％、氢氟酸15％～20％及余量的水组成。更进一步地，按质量百分比计，玻璃蚀刻液由硝酸10％～15％、硫酸10％～15％、醋酸15％～20％、氟化铵20％～25％、氢氟酸15％～20％及余量的水组成。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，玻璃蚀刻液由硝酸10％、硫酸15％、醋酸20％、氟化铵20％、氢氟酸20％及水15％组成；或者，按质量百分比计，玻璃蚀刻液由硝酸10％、硫酸10％、醋酸15％、氟化铵20％、氢氟酸15％及水30％组成；或者，按质量百分比计，玻璃蚀刻液由硝酸15％、硫酸10％、醋酸15％、氟化铵20％、氢氟酸15％及水25％组成；或者，按质量百分比计，玻璃蚀刻液由硝酸10％、硫酸15％、醋酸20％、氟化铵20％、氢氟酸15％及水20％组成；或者，按质量百分比计，玻璃蚀刻液由硝酸15％、硫酸10％、醋酸15％、氟化铵20％、氢氟酸20％及水20％组成。

在一些实施例中，用上述玻璃蚀刻液进行蚀刻的蚀刻速率为5.2μm/min～8.5μm/min。例如，蚀刻速率为5.2μm/min、5.3μm/min、5.4μm/min、5.5μm/min、5.6μm/min、5.7μm/min、6μm/min、6.2μm/min、6.5μm/min、7μm/min、7.5μm/min、8μm/min、8.5μm/min或这些取值中任意两者所组成的范围。

上述玻璃蚀刻液至少具有以下优点：

(1)上述玻璃蚀刻液包括一定配比的硝酸、硫酸、有机酸、氟化铵、氢氟酸及水，通过各组分配合，使得玻璃蚀刻液在保证蚀刻速率提高的同时，消除了蚀刻不均，降低了表面凹凸点不良率。

(2)上述玻璃蚀刻液的各组分配合，还能够保证蚀刻后玻璃的抗弯折强度较高。

本发明还提供一实施方式的玻璃蚀刻方法，包括如下步骤：

用玻璃蚀刻液对待处理玻璃进行蚀刻，玻璃蚀刻液为上述实施方式的玻璃蚀刻液。

用上述玻璃蚀刻液对待处理玻璃基板进行蚀刻，能够在保证蚀刻速率提高的同时，消除了蚀刻不均，降低了表面凹凸点不良率。此外，实验证明，用上述玻璃蚀刻液对待处理玻璃进行蚀刻，较传统的氢氟酸蚀刻液，不仅提高了蚀刻速率，还能够显著提高抗弯折强度。

在一些实施例中，用上述玻璃蚀刻液对待处理玻璃基板进行蚀刻的蚀刻速率为5.2μm/min～8.5μm/min。例如，蚀刻速率为5.2μm/min、5.3μm/min、5.4μm/min、5.5μm/min、5.6μm/min、5.7μm/min、6μm/min、6.2μm/min、6.5μm/min、7μm/min、7.5μm/min、8μm/min、8.5μm/min或这些取值中任意两者所组成的范围。

在一些实施例中，用玻璃蚀刻液对待处理玻璃进行蚀刻的步骤包括：

将待处理玻璃置于篮具中，篮具上连接有测量厚度的装置，测量厚度的装置用于监测待处理玻璃在蚀刻过程中不同位置处的厚度；

将篮具浸泡在玻璃蚀刻液中进行蚀刻。

在一些实施例中，测量厚度的装置包括多个激光测厚感应探头、信号发生器和接收端；每个激光测厚感应探头均与信号发射器连接，多个激光测厚感应探头均匀且间隔分布，用于监测待处理玻璃在蚀刻过程中不同位置处的厚度；信号发生器用于将多个激光测厚感应探头监测的厚度数据传输至接收端。

进一步地，激光测厚感应探头设有耐酸保护层，以保护激光感应探头在玻璃蚀刻液中不被腐蚀。耐酸保护层的材料可以为本领域常用的耐酸材料，不再赘述。

进一步地，多个激光测厚感应探头均通过预埋线路连接信号发射器。

在一些实施例中，激光测厚感应探头有9个，9个激光测厚感应探头均匀且间隔分布为3×3的阵列结构。进一步地，多个激光测厚感应探头对应设置在待处理玻璃的边缘及中心位置。通过对待处理玻璃的中心及边缘处均进行监测，实现了对待处理玻璃的厚度的全方位监测，进一步避免蚀刻不均。

在一些实施例中，用玻璃蚀刻液对待处理玻璃进行蚀刻的步骤还包括：通过多个激光测厚感应探头对待处理玻璃的厚度进行实时监测，得到待处理玻璃的厚度与时间的数据，根据待处理玻璃的厚度与时间，绘制时间和待处理玻璃的厚度的关系曲线，以反应当前玻璃蚀刻液的蚀刻能力的变化情况。并根据玻璃蚀刻液的蚀刻能力的变化情况，判断是否需要补充玻璃蚀刻液。通过该步骤能够及时判断玻璃蚀刻液的蚀刻能力，根据蚀刻能力及时补充玻璃蚀刻液，提高了生产效率，同时为减薄设备自动化提供了一种新的思路。

在一些实施例中，篮具上还设有多个间隔设置的隔板，每个隔板上设有多个激光测厚感应探头，且每个隔板用于承载一个待处理玻璃。

请参阅图1，篮具100上设有多个激光测厚感应探头110、信号发生器120和3个隔板130，每个激光测厚感应探头110通过预埋线路(图未示)与信号发生器120连接。多个激光测厚感应探头110均匀且间隔分布在篮具100的隔板130上，信号发生器120设置在篮具100的侧面。

请一并参阅图2，图2为图1所示的篮具100上隔板130的示意图。在隔板130上均匀且间隔分布有9个激光测厚感应探头110。

在一些实施例中，在用玻璃蚀刻液对待处理玻璃进行蚀刻的步骤之后，还包括：将待处理玻璃基板进行酸洗和水洗。通过酸洗和水洗对蚀刻后的玻璃进行清洗，能够减少玻璃粉附着。

传统的玻璃蚀刻方法通常存在以下问题：传统的玻璃蚀刻方法通常需要分多个回合进行减薄，在每一回合结束后，取出玻璃基板进行厚度测量减薄，且受检测条件所限，检测时只能用千分尺对玻璃边缘进行检测，对玻璃基板中间部位无法监控，蚀刻不均、边缘凸起等不良不易被发现，导致不良率高。此外，由于传统减薄回合之间由人工检测，检测时，作业员配合测量需一人拿取玻璃基板，一人用千分尺配合测量，稍有不慎则会破片。且检测手法因人而异，不标准的检测手法会导致测量误差，对生产良率造成影响。

而上述玻璃蚀刻方法通过对玻璃蚀刻液进行优化，提高了玻璃蚀刻速率和蚀刻均匀性，降低了凹凸点不良率，同时，在玻璃蚀刻过程中，利用激光测厚探头可以对玻璃基板的厚度进行实时监控，节省了减薄过程中每回合之间的检测时间及人力资源，大幅增加了生产效率。

且通过设置多个激光测厚探头，能够对玻璃基板的厚度进行全面监测，包括玻璃基板的中心点，可以进一步避免蚀刻不均、边缘凸起等蚀刻速度造成的不良。

此外，相比于传统的由人工检测的方法减少了由于人员检测手法带来的误差，有效避免不良的产生。且在检测过程中无需接触玻璃，无接触破片风险，降低了整体生产破片率。

为了使本发明的目的以及优点更加清楚，以下结合具体实施例对本发明的玻璃蚀刻液及其效果做进一步详细的说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不得用以限定本发明。以下实施例如无特殊说明，则不包括除不可避免的杂质外的其他组分。实施例中采用药物和仪器如非特别说明，均为本领域常规选择。实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规条件，例如文献、书本中所述的条件或者生产厂家推荐的方法实现。

以下为具体实施例和对比例部分：

实施例1

按质量百分比计，本实施例的玻璃蚀刻液由10％硝酸、10％硫酸、15％醋酸、20％氟化铵及15％氢氟酸及余量的水组成。

采用本实施例的玻璃蚀刻液对玻璃基板进行蚀刻的过程具体如下：

提供篮具，篮具上设有多个片状隔板，每片隔板上装有9个激光测厚感应探头，所有探头由预埋线路连接信号发射器，减薄过程玻璃厚度数据由接收端工作站实时监控。

将待减薄玻璃(厚度为0.7mm)置于篮具上，然后浸泡在上述玻璃蚀刻液中进行蚀刻，通过激光测厚仪实时监控玻璃厚度，直至厚度为0.3mm，得到减薄玻璃。

实施例2～8

实施例2～8对玻璃基板进行蚀刻的过程与实施例1的过程相似，区别仅在于玻璃蚀刻液不同，玻璃蚀刻液的组成具体请参见表1。

对比例1～9

对比例1～9对玻璃基板进行蚀刻的过程与实施例1的过程相似，区别仅在于，玻璃蚀刻液不同，对比例的玻璃蚀刻液组成具体请参见表1。

对比例10

对比例10对玻璃基板进行蚀刻的过程与实施例1相似，区别在于，玻璃蚀刻液不同，对比例10的玻璃蚀刻液由质量百分浓度为20％的氢氟酸水溶液组成。

表1

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采用以上实施例和对比例的蚀刻液进行蚀刻的蚀刻速率具体如下表2所示，对所得到的减薄玻璃进行测试，得到如下表2所示的测试数据，其中，蚀刻均匀性及是否有玻璃粉附着的测试方法均为目视检验，凹凸点不良率的测试方法为在暗房环境下，使用射灯照射玻璃表面，检测人员在光线反射方向目视检验，使用菲林尺测量比对缺陷尺寸，检测标准为点缺陷直径大于0.1mm即判定为不合格，反之为合格。玻璃抗弯折强度的测试参照标准GB/T 37781-2019。

表2

从以上实施例中可以看出，通过对玻璃蚀刻液进行优化，使得用上述玻璃蚀刻液进行蚀刻时，蚀刻速率高，且蚀刻均匀性好，凹凸点不良率低，此外，较其他蚀刻液而言，还能够提高蚀刻后玻璃的抗弯折强度。玻璃蚀刻液中某一组分的用量过大或过小，都会对玻璃蚀刻液的性能造成影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。